JP2001094878A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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JP2001094878A
JP2001094878A JP27938699A JP27938699A JP2001094878A JP 2001094878 A JP2001094878 A JP 2001094878A JP 27938699 A JP27938699 A JP 27938699A JP 27938699 A JP27938699 A JP 27938699A JP 2001094878 A JP2001094878 A JP 2001094878A
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transistor
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pixel
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義雄 萩原
Kenji Takada
謙二 高田
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup device capable of highly accurately picking up an 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, MOS transistors(TRs) T1, T5 are turned on, a MOS TR T6 is turned off and a MOS TR T2 is driven in a subthreshold area. In the case of allowing each pixel to execute reset operation, the MOS TRs T1, T5 are turned off, the MOS TR T6 is turned on and the gate voltage of the MOS TR T2 is fixed. When a signal ϕVPS is turned to a high level and cut off after turning the MOS TR T2 to a conductive state, a signal corresponding to the threshold of the MOS TR T2 is outputted as correction data.

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54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。また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 is shown in FIG. 54 and described. 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
のゲートにパルス信号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φ
RSを与えてMOSトランジスタT2をONすることで
MOS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
When the MOS transistor T3 is turned on by applying a pulse signal φV to the gate of the MOS transistor T1, a current proportional to the 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 φ is applied to the gate of the MOS transistor T2.
By applying RS to turn on the MOS transistor T2, the gate voltage of the MOS 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
どの対策が必要がある。
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) with 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煩雑になると
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
素の初期状態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. 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 initial state of each pixel is set to be substantially the same, thereby suppressing variation in sensitivity of each pixel.

【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
極が電気的に接続される第1のトランジスタを有すると
ともに該第1の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複数の画素を有する固体撮像
装置において、前記感光素子と前記第1のトランジスタ
の第1電極との間にスイッチ手段を備え、前記スイッチ
手段をONにするとともに前記第1のトランジスタをサ
ブスレッショルド領域で動作させて撮像を行い、又、前
記スイッチ手段をOFFにするとともに前記第1のトラ
ンジスタに撮像時よりも大きい電流が流れ得るようにし
てリセット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. Photoelectric conversion means for converting the electrical signal into a natural logarithm by operating the first transistor in a sub-threshold region, and an output signal of the photoelectric conversion means. In a solid-state imaging device having a plurality of pixels having a lead-out path leading to a line, a switch is provided between the photosensitive element and a first electrode of the first transistor, and the switch is turned on. The first transistor is operated in a sub-threshold region to perform imaging, and the switch means is turned off and the first transistor is used for imaging. Way current can flow larger and performing a reset Ri.

【0008】又、請求項2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電極が電気的に接続される第1のトランジ
スタを有するとともに該第1の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複数の画素を
有する固体撮像装置において、前記感光素子と前記第1
のトランジスタの第1電極との間にスイッチ手段を備
え、前記スイッチ手段をONにするとともに前記第1の
トランジスタをサブスレッショルド領域で動作させて撮
像を行い、又、前記スイッチ手段をOFFにするととも
に前記第1のトランジスタに撮像時よりも大きい電流が
流れ得るようにしてリセットを行うことによって前記各
画素を同じ初期状態にすることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a solid-state imaging device having a photosensitive element for generating an electric signal according to the amount of incident light and a first transistor having a first electrode electrically connected to the photosensitive element. A plurality of photoelectric conversion means for operating the first transistor in a sub-threshold region to convert the electrical signal into a natural logarithm; and an output path for outputting an output signal of the photoelectric conversion means to an output signal line. In the solid-state imaging device having pixels, the photosensitive element and the first
Switch means between the first transistor and the first electrode of the transistor, turning on the switch means, operating the first transistor in a subthreshold region to perform imaging, and turning off the switch means Each pixel is set to the same initial state by performing reset so that a current larger than that at the time of imaging can flow through the first transistor.

【0009】請求項1又は請求項2に記載のような固体
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、スイッチ手段をOFFにすることによって、感
光素子からの電気出力の影響がカットされ、光電変換手
段を正確にリセットすることができる。又、第1のトラ
ンジスタに撮像時よりも大きい電流が流れ得るようにし
てリセットを行うことによって各画素が同じ初期状態と
なり、各画素の感度バラツキを抑制することができる。
A solid-state image pickup device according to the first or second aspect of the present invention provides a photosensitive element when a moving image is picked up by repeatedly performing an image pickup operation and a reset operation like an image pickup device such as a video movie. By turning off the switch means even when light is incident on the photoelectric conversion element, the influence of the electric output from the photosensitive element is cut, and the photoelectric conversion means can be accurately reset. By resetting the first transistor so that a current larger than that at the time of imaging can flow, each pixel is in the same initial state, and sensitivity variation of each pixel can be suppressed.

【0010】請求項3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、前記光電変換素
子の第2電極に一方の接点が接続された第1スイッチ
と、第1電極と第2電極と制御電極とを備え、第1電極
が前記スイッチの他方の接点に接続された第1のトラン
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のトランジスタの第1電極に接続され、第2電極か
ら電気信号を出力する第2のトランジスタと、前記第1
のトランジスタの第1電極と制御電極との間に接続され
た第2スイッチとを有し、前記第1スイッチ及び前記第
2スイッチをONにして前記各画素に撮像動作を行わ
せ、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチをOFFに
するとともに前記第1のトランジスタの制御電極と第2
電極に与える電圧を変化させることによって、前記各画
素の感度のバラツキを検出することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a solid-state imaging device for generating an output signal obtained by natural logarithmically converting an incident light amount, and leading 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, and one contact connected to a second electrode of the photoelectric conversion element. A first transistor having a first switch connected thereto, a first electrode, a second electrode, and a control electrode, a first transistor having the first electrode connected to the other contact of the switch, a first electrode and a second electrode, A second transistor for applying a DC voltage to the first electrode, the control electrode being connected to a first electrode of the first transistor, and outputting an electric signal from a second electrode; 1
A second switch connected between a first electrode and a control electrode of the transistor, and turning on the first switch and the second switch to cause each pixel to perform an imaging operation; A switch and the second switch are turned off, and a control electrode of the first transistor is connected to a second electrode.
Variations in the sensitivity of each pixel are detected by changing the voltage applied to the electrodes.

【0011】このような固体撮像装置において、請求項
4に記載するように、前記第1のトランジスタの制御電
極に一方の接点が接続されるとともに、他方の接点に直
流電圧が印加された第3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3スイッチをOFFに
し、又、前記各画素の感度のバラツキを検出するとき
は、前記第3スイッチをONにするような構成にしても
良い。又、請求項5に記載するように、この第3スイッ
チをトランジスタとしても良い。又、請求項6に記載す
るように、前記第1のトランジスタの制御電極に一端が
接続されたキャパシタが設けて、前記各画素が撮像動作
を行うときと、前記各画素の感度バラツキを検出すると
きとで前記キャパシタの他端に印加する電圧を異ならせ
るような固体撮像装置としても良い。又、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。
In the solid-state imaging device, one of the contacts is connected to the control electrode of the first transistor, and the other is a DC voltage applied to the other contact. A configuration in which a switch is provided to turn off the third switch when each of the pixels performs an imaging operation, and to turn on the third switch when detecting variation in the sensitivity of each of the pixels. You may do it. Further, the third switch may be a transistor. According to a sixth aspect of the present invention, a capacitor having one end connected to the control electrode of the first transistor is provided to detect a variation in sensitivity between each of the pixels when the pixel performs an imaging operation. A solid-state imaging device may be used in which the voltage applied to the other end of the capacitor is different from time to time. Also, the second switch may be a transistor.

【0012】請求項8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、前記光電変換素
子の第2電極に一方の接点が接続された第1スイッチ
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第1スイッチの他方の接点に接続さ
れるとともに、第2電極に直流電圧が印加された第1の
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のトランジスタの第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のトラン
ジスタと、前記第1のトランジスタの制御電極に一端が
接続されたリセット用キャパシタとを有し、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ONにす
るとともに前記リセット用キャパシタの他端に与える電
圧を第1電圧として前記第1のトランジスタをサブスレ
ッショルド領域で動作させ、前記各画素をリセットする
とき、前記第1スイッチをOFFにするとともに前記リ
セット用キャパシタの他端に与える電圧を第2電圧とし
て、前記第1のトランジスタに撮像時よりも大きい電流
が流れ得るようにすることを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a solid-state imaging device for generating an output signal obtained by natural logarithmically converting an incident light amount, and leading 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, and one contact connected to a second electrode of the photoelectric conversion element. A first switch, a first electrode, a second electrode, and a control electrode are connected. The first electrode and the control electrode are connected to the other contact of the first switch, and a DC voltage is applied to the second electrode. A first transistor, a first electrode, a second electrode, and a control electrode; and a DC voltage is applied to the first electrode, and the control electrode is connected to the first electrode and the control electrode of the first transistor. Connected to the second electrode A second transistor that outputs an electric signal; and a reset capacitor having one end connected to a control electrode of the first transistor. When each pixel performs an imaging operation, the first switch is turned on. When the voltage applied to the other end of the reset capacitor is set as a first voltage, the first transistor is operated in a sub-threshold region, and when resetting each pixel, the first switch is turned off and the reset is performed. A voltage applied to the other end of the capacitor for use as a second voltage so that a current larger than that at the time of imaging can flow through the first transistor.

【0013】このような固体撮像装置において、各画素
の前記リセット用キャパシタの他端に与える第2電圧を
一定の電圧値にすることによって、各画素をリセットさ
せたとき、各画素の前記第2のトランジスタの制御電圧
をほぼ同一の初期状態とすることができる。よって、画
素毎に生じる感度のバラツキを抑制することができる。
In such a solid-state imaging device, when each pixel is reset by setting the second voltage applied to the other end of the reset capacitor of each pixel to a constant voltage value, the second voltage of each pixel is reset. Can be set to almost the same initial state. Therefore, it is possible to suppress a variation in sensitivity that occurs for each pixel.

【0014】請求項9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、前記光電変換素
子の第2電極に一方の接点が接続された第1スイッチ
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第1スイッチの他方の接点に接続さ
れた第1のトランジスタと、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のトランジスタの第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のトランジスタとを有し、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ONにするとともに前記
第1のトランジスタの第2電極に与える電圧を第1電圧
として前記第1のトランジスタをサブスレッショルド領
域で動作させ、前記各画素をリセットするとき、前記第
1スイッチをOFFにするとともに前記第1のトランジ
スタの第2電極に与える電圧を第2電圧として、前記第
1のトランジスタに前記第2電圧を与える前よりも大き
い電流が流れ得るようにすることを特徴とする。
According to a ninth 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, and one contact connected to a second electrode of the photoelectric conversion element. A first transistor having a first switch connected thereto, a first electrode, a second electrode, and a control electrode, wherein the first electrode and the control electrode are connected to the other contact of the first switch; A DC electrode is applied to the first electrode, the control electrode is connected to the first electrode and the control electrode of the first transistor, and an electric signal is output from the second electrode. With the second transistor When each pixel performs an imaging operation, the first switch is turned on and the voltage applied to the second electrode of the first transistor is set as a first voltage, and the first transistor is set in a sub-threshold region. When operating and resetting each pixel, the first switch is turned off, and the voltage applied to the second electrode of the first transistor is set as a second voltage, and the second voltage is applied to the first transistor. It is characterized in that a larger current can flow than before.

【0015】このような固体撮像装置において、各画素
の前記第2のトランジスタの第2電極に与える第2電圧
を一定の電圧値にすることによって、各画素をリセット
させたとき、各画素の前記第2のトランジスタの制御電
圧をほぼ同一の初期状態とすることができる。よって、
画素毎に生じる感度のバラツキを抑制することができ
る。
In such a solid-state image pickup device, when each pixel is reset by setting the second voltage applied to the second electrode of the second transistor of each pixel to a constant voltage value, when each pixel is reset, The control voltage of the second transistor can be set to almost the same initial state. Therefore,
Variations in sensitivity that occur for each pixel can be suppressed.

【0016】請求項10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2電極
に直流電圧が印加された光電変換素子と、前記光電変換
素子の第1電極に一方の接点が接続された第1スイッチ
と、第1電極と第2電極と制御電極とを備え、第2電極
が前記第1スイッチの他方の接点に接続された第1のト
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のトランジスタの第2電極に接続され、第2
電極から電気信号を出力する第2のトランジスタとを有
し、前記第1スイッチをONにするとともに前記第1の
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
記各画素に撮像動作を行わせ、前記第1スイッチをOF
Fにするとともに前記第1のトランジスタの第1電極に
与える電圧を変化させることによって、前記各画素の感
度のバラツキを検出することを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a solid-state imaging device for generating an output signal obtained by natural logarithmically converting an incident light amount, and leading 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 second electrode, and one contact point connected to a first electrode of the photoelectric conversion element. A first transistor having a first switch connected thereto, a first electrode, a second electrode, and a control electrode, a second transistor having a second electrode connected to the other contact of the first switch; An electrode and a control electrode, a DC voltage is applied to the first electrode, and the control electrode is connected to the second electrode of the first transistor;
A second transistor for outputting an electric signal from an electrode, turning on the first switch and operating the first transistor in a subthreshold region to cause each pixel to perform an imaging operation; One switch is OF
By changing the voltage to F and changing the voltage applied to the first electrode of the first transistor, a variation in the sensitivity of each pixel is detected.

【0017】このような固体撮像装置において、前記第
1のトランジスタをサブスレッショルド領域で動作する
ように該第1のトランジスタ制御電極に電圧を与えるこ
とによって、前記光電変換手段を対数変換動作させるこ
とができる。又、前記第1のトランジスタを非導通状態
になるように制御電極に電圧を与えることによって、第
2のトランジスタの制御電極に電荷を蓄積させて、前記
光電変換手段を線形変換動作させることができる。
In such a solid-state imaging device, the photoelectric conversion means may perform logarithmic conversion by applying a voltage to the first transistor control electrode so that the first transistor operates in a subthreshold region. it can. In addition, by applying a voltage to the control electrode so that the first transistor is turned off, electric charges are accumulated in the control electrode of the second transistor, and the photoelectric conversion unit can perform a linear conversion operation. .

【0018】請求項11に記載の固体撮像装置は、請求
項3〜請求項9のいずれかに記載の固体撮像装置におい
て、前記第1スイッチが前記第1のトランジスタと逆極
性のトランジスタであることを特徴とする。又、請求項
12に記載の固体撮像装置は、請求項3〜請求項10に
記載の固体撮像装置において、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。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the solid-state imaging device according to any one of the third to ninth aspects, the first switch is a transistor having a polarity opposite to that of the first transistor. It is characterized by. According to a twelfth aspect of the present invention, in the solid-state imaging device according to any one of the third to tenth aspects, the first switch is a transistor.

【0019】請求項13に記載の固体撮像装置は、請求
項1〜12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。
A solid-state imaging device according to a thirteenth aspect is the solid-state imaging device according to any one of the first to twelfth aspects,
The pixels are arranged in a matrix.

【0020】請求項14に記載の固体撮像装置は、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電極が接続された第1MOSトランジスタと、該第1
MOSトランジスタの第2電極に第1電極が接続された
第2MOSトランジスタと、前記第2MOSトランジス
タの第1電極にゲート電極が接続された第3MOSトラ
ンジスタと、前記第2MOSトランジスタの第1電極に
第1電極が接続されるとともに、前記第2MOSトラン
ジスタのゲート電極に第2電極が接続された第4MOS
トランジスタと、前記第2MOSトランジスタのゲート
電極に第1電極が接続されるとともに、第2電極に直流
電圧が印加された第5MOSトランジスタとを有し、前
記第1及び第4MOSトランジスタをONにするととも
に、第5MOSトランジスタをOFFにして、前記第2
MOSトランジスタを閾値以下のサブスレッショルド領
域で動作させて前記各画素に撮像動作を行わせ、前記第
1及び第4MOSトランジスタをOFFにするととも
に、前記第5MOSトランジスタをONにした後、前記
第2MOSトランジスタの第2電極に与える電圧を変化
させることによって前記第2MOSトランジスタの閾値
電圧による各画素の感度のバラツキを検出することを特
徴とする。
A solid-state imaging device according to a fourteenth aspect of the present invention is a solid-state imaging device having a plurality of pixels, wherein each pixel includes a photodiode and a first MOS transistor having a first electrode connected to one electrode of the photodiode. And the first
A second MOS transistor having a first electrode connected to the second electrode of the MOS transistor; a third MOS transistor having a gate electrode connected to the first electrode of the second MOS transistor; and a first MOS transistor having a first electrode connected to the first electrode of the second MOS transistor. A fourth MOS transistor having an electrode connected thereto and a second electrode connected to a gate electrode of the second MOS transistor;
A transistor, and a fifth MOS transistor having a first electrode connected to the gate electrode of the second MOS transistor and a DC voltage applied to the second electrode, turning on the first and fourth MOS transistors, , The fifth MOS transistor is turned off, and the second
Operating the MOS transistor in a sub-threshold region equal to or less than a threshold to cause each pixel to perform an imaging operation, turning off the first and fourth MOS transistors, turning on the fifth MOS transistor, and then turning on the second MOS transistor The variation in the sensitivity of each pixel due to the threshold voltage of the second MOS transistor is detected by changing the voltage applied to the second electrode.

【0021】請求項15に記載の固体撮像装置は、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電極が接続された第1MOSトランジスタと、該第1
MOSトランジスタの第2電極に第1電極が接続された
第2MOSトランジスタと、前記第2MOSトランジス
タの第1電極にゲート電極が接続された第3MOSトラ
ンジスタと、前記第2MOSトランジスタの第1電極に
第1電極が接続されるとともに、前記第2MOSトラン
ジスタのゲート電極に第2電極が接続された第4MOS
トランジスタと、前記第2MOSトランジスタのゲート
電極に一端が接続された第1キャパシタとを有し、前記
第1及び第4MOSトランジスタをONにするととも
に、前記第1キャパシタの他端に第1電圧を与えて、前
記第2MOS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て前記各画素に撮像動作を行わせ、
前記第1及び第4MOSトランジスタをOFFにすると
ともに、前記第1キャパシタの他端に第2電圧を与えた
後、前記第2MOSトランジスタの第2電極に与える電
圧を変化させることによって前記第2MOSトランジス
タの閾値電圧による各画素の感度のバラツキを検出する
ことを特徴とする。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the solid-state imaging device having a plurality of pixels, each pixel includes a photodiode and a first MOS transistor having a first electrode connected to one electrode of the photodiode. And the first
A second MOS transistor having a first electrode connected to the second electrode of the MOS transistor; a third MOS transistor having a gate electrode connected to the first electrode of the second MOS transistor; and a first MOS transistor having a first electrode connected to the first electrode of the second MOS transistor. A fourth MOS transistor having an electrode connected thereto and a second electrode connected to a gate electrode of the second MOS transistor;
A first capacitor having one end connected to a gate electrode of the second MOS transistor, turning on the first and fourth MOS transistors, and applying a first voltage to the other end of the first capacitor. Operating the second MOS transistor in a sub-threshold region equal to or less than a threshold to cause each pixel to perform an imaging operation;
The first and fourth MOS transistors are turned off, a second voltage is applied to the other end of the first capacitor, and then a voltage applied to a second electrode of the second MOS transistor is changed. It is characterized in that a variation in sensitivity of each pixel due to a threshold voltage is detected.

【0022】請求項16に記載の固体撮像装置は、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電極が接続された第1MOSトランジスタと、該第1
MOSトランジスタの第2電極に第1電極及びゲート電
極が接続された第2MOSトランジスタと、前記第2M
OS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3MOSトランジスタと、前記第2M
OSトランジスタの第1電極及びゲート電極に一端が接
続された第1キャパシタとを有し、前記画素に撮像動作
をさせるときは、前記第1MOSトランジスタをONに
するとともに、前記第1キャパシタの他端に第1電圧を
与えて、前記第2MOS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
行うときは、前記第1MOSトランジスタをOFFにす
るとともに、前記第1キャパシタの他端に第2電圧を与
えて、前記第2MOSトランジスタに撮像時よりも大き
い電流が流れ得るようにすることを特徴とする。
A solid-state imaging device according to claim 16, wherein each pixel has a photodiode and a first MOS transistor in which a first electrode is connected to one electrode of the photodiode. And the first
A second MOS transistor having a first electrode and a gate electrode connected to a second electrode of the MOS transistor;
A third MOS transistor having a gate electrode connected to a first electrode and a gate electrode of the OS transistor;
A first capacitor having one end connected to a first electrode and a gate electrode of an OS transistor; and when the pixel performs an imaging operation, the first MOS transistor is turned on and the other end of the first capacitor is turned on. When the first MOS transistor is turned off, the first MOS transistor is turned off, and the other end of the first capacitor is connected to the other end of the first capacitor. It is characterized in that a second voltage is applied so that a larger current can flow through the second MOS transistor than during imaging.

【0023】請求項17に記載の固体撮像装置は、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電極が接続された第1MOSトランジスタと、該第1
MOSトランジスタの第2電極に第1電極及びゲート電
極が接続された第2MOSトランジスタと、前記第2M
OS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、前記第1MOSトラン
ジスタをONにするとともに、前記第2MOSトランジ
スタの第2電極に第1電圧を与えて、前記第2MOS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は、前記第1MO
SトランジスタをOFFにするとともに、前記第2MO
Sトランジスタの第2電極に第2電圧を与えて、前記第
2MOSトランジスタに前記第2電圧を与える前よりも
大きい電流が流れ得るようにすることを特徴とする。
A solid-state imaging device according to claim 17, wherein each pixel has a photodiode and a first MOS transistor having a first electrode connected to one electrode of the photodiode in the solid-state imaging device having a plurality of pixels. And the first
A second MOS transistor having a first electrode and a gate electrode connected to a second electrode of the MOS transistor;
A third MOS transistor having a gate electrode connected to the first electrode and the gate electrode of the OS transistor; and when the pixel performs an imaging operation, the first MOS transistor is turned on and a second MOS transistor of the second MOS transistor is turned on. When the first voltage is applied to the two electrodes to operate the second MOS transistor in a sub-threshold region equal to or less than a threshold value and reset the pixel, the first MOS transistor is used.
While turning off the S transistor, the second MO
A second voltage is applied to the second electrode of the S transistor so that a larger current can flow than before applying the second voltage to the second MOS transistor.

【0024】又、請求項18に記載するように、前記画
素に、第1電極が前記第3MOS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7MOSトランジスタ
を設けても良い。又、請求項19に記載の固体撮像装置
のように、前記画素に、第1電極に直流電圧が印加さ
れ、ゲート電極が前記第3MOSトランジスタの第2電
極に接続されるとともに、前記第3MOS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6MO
Sトランジスタを設けても良い。
Further, in the pixel, a first electrode is connected to a second electrode of the third MOS transistor, a second electrode is connected to an output signal line, and a gate electrode is connected to a row selection line. A seventh MOS transistor connected to the line may be provided. 20. The solid-state imaging device according to claim 19, wherein a DC voltage is applied to a first electrode of the pixel, a gate electrode is connected to a second electrode of the third MOS transistor, and the third MOS transistor is connected to the pixel. MO that amplifies the output signal output from the second electrode of
An S transistor may be provided.

【0025】請求項20に記載の固体撮像装置は、請求
項19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6MOS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7MOSトランジスタを有する
ことを特徴とする。
According to a twentieth aspect of the present invention, in the solid-state imaging device according to the nineteenth aspect, the pixel has a first electrode connected to a second electrode of the sixth MOS transistor, and a second electrode connected to an output. A seventh MOS transistor is connected to the signal line and has a gate electrode connected to the row selection line.

【0026】請求項21に記載の固体撮像装置は、請求
項19又は請求項20に記載の固体撮像装置において、
前記画素が、前記第3MOS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3MOS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
3MOS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 21 is the solid-state imaging device according to claim 19 or 20,
The pixel includes a capacitor having one end connected to a second electrode of the third MOS transistor and being reset via the third MOS transistor when a reset voltage is applied to a first electrode of the third MOS transistor. It is characterized by the following.

【0027】請求項22に記載の固体撮像装置は、請求
項19又は請求項20に記載の固体撮像装置において、
前記第3MOSトランジスタの第1電極に直流電圧が印
加されるとともに、前記画素が、前記第3MOS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8MOSトランジスタと、前記第8
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8MOS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8MOS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 22 is the solid-state imaging device according to claim 19 or 20,
A DC voltage is applied to a first electrode of the third MOS transistor, and the pixel includes an eighth MOS transistor having a first electrode connected to a second electrode of the third MOS transistor and a DC voltage connected to a second electrode. , The eighth
A capacitor connected at one end to the second electrode of the MOS transistor and resetting via the eighth MOS transistor when a reset voltage is applied to the gate electrode of the eighth MOS transistor. .

【0028】請求項23に記載の固体撮像装置は、請求
項14〜請求項22のいずれかに記載の固体撮像装置に
おいて、前記第1MOSトランジスタがディプレッショ
ン型MOSトランジスタであることを特徴とする。又、
請求項24に記載の固体撮像装置は、請求項14〜請求
項22にのいずれかに記載の固体撮像装置において、前
記第1MOSトランジスタが前記第2MOSトランジス
タと逆極性のMOSトランジスタであることを特徴とす
る。
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the solid-state imaging device according to any one of the fourteenth to twenty-second aspects, the first MOS transistor is a depletion type MOS transistor. or,
The solid-state imaging device according to claim 24 is the solid-state imaging device according to any one of claims 14 to 22, wherein the first MOS transistor is a MOS transistor having a polarity opposite to that of the second MOS transistor. And

【0029】請求項25に記載の固体撮像装置は、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
2電極が接続された第1MOSトランジスタと、該第1
MOSトランジスタの第1電極に第2電極が接続された
第2MOSトランジスタと、前記第2MOSトランジス
タの第2電極にゲート電極が接続された第3MOSトラ
ンジスタとを有し、前記第1MOSトランジスタをON
にするとともに、前記第2MOS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て前記各画素に
撮像動作を行わせ、前記第1MOSトランジスタをOF
Fにした後、前記第2MOSトランジスタの第1電極に
与える電圧を変化させることによって、前記第2MOS
トランジスタの閾値電圧による各画素の感度のバラツキ
を検出することを特徴とする。
A solid-state imaging device according to claim 25, wherein in each solid-state imaging device having a plurality of pixels, each pixel has a photodiode and a first MOS transistor in which a second electrode is connected to one electrode of the photodiode. And the first
A second MOS transistor having a second electrode connected to a first electrode of the MOS transistor; and a third MOS transistor having a gate electrode connected to a second electrode of the second MOS transistor, wherein the first MOS transistor is turned on.
In addition, the second MOS transistor is operated in a sub-threshold region equal to or less than a threshold to cause each pixel to perform an imaging operation, and the first MOS transistor is turned off.
F, and by changing the voltage applied to the first electrode of the second MOS transistor,
It is characterized in that a variation in sensitivity of each pixel due to a threshold voltage of a transistor is detected.

【0030】請求項25に記載の固体撮像装置におい
て、請求項26に記載するように、前記画素に、第1電
極が前記第3MOS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5MOSトランジスタを設けても
構わない。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the solid-state imaging device according to the twenty-sixth aspect, the pixel has a first electrode connected to a second electrode of the third MOS transistor, and a second electrode connected to an output signal line. And a fifth MOS transistor whose gate electrode is connected to a row selection line may be provided.

【0031】又、請求項27に記載するように、前記画
素に、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3MOSトランジスタの第2電極に接
続されるとともに、前記第3MOS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4MOSトラ
ンジスタ設けた構成としても構わない。又、このような
構成の固体撮像装置において、請求項28に記載するよ
うに、前記画素に、第1電極が前記第4MOS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5MOS
トランジスタを設けても構わない。
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the pixel, the pixel has a first electrode connected to a DC voltage, a gate electrode connected to a second electrode of the third MOS transistor, and The second of the third MOS transistor
A configuration in which a fourth MOS transistor for amplifying the output signal output from the electrode may be provided. In the solid-state imaging device having such a configuration, a first electrode is connected to the second electrode of the fourth MOS transistor, and a second electrode is connected to an output signal line. And a fifth MOS having a gate electrode connected to a row selection line.
A transistor may be provided.

【0032】又、請求項27又は請求項28に記載の固
体撮像装置において、請求項29に記載するように、前
記画素に、前記第3MOSトランジスタの第2電極に一
端が接続され他端が直流電圧に接続されるとともに、前
記第3MOS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3MOSトランジスタを介して
リセットされるキャパシタを設けても良い。このような
構成にすることによって、画素から出力される信号が、
一旦キャパシタで積分された信号となるので、光源の変
動成分や高周波のノイズがキャパシタで吸収されて除去
される。更に、前記第3MOSトランジスタの第1電極
にリセット電圧を与えることによって、前記第3MOS
トランジスタを介してキャパシタ内の電荷が放出されて
リセットされる。
In the solid-state imaging device according to claim 27 or claim 28, as described in claim 29, one end of the pixel is connected to the second electrode of the third MOS transistor, and the other end is connected to a direct current. A capacitor that is connected to a voltage and that is reset via the third MOS transistor when a reset voltage is applied to a first electrode of the third MOS transistor may be provided. With such a configuration, the signal output from the pixel is
Since the signal is once integrated by the capacitor, the fluctuation component of the light source and high-frequency noise are absorbed and removed by the capacitor. Further, by applying a reset voltage to a first electrode of the third MOS transistor, the third MOS transistor
The charge in the capacitor is released via the transistor and reset.

【0033】このような構成の固体撮像装置において、
請求項30に記載するように、前記第3MOSトランジ
スタが前記第1及び第2MOSトランジスタと逆の極性
のMOSトランジスタとしても構わない。
In the solid-state imaging device having such a configuration,
The third MOS transistor may be a MOS transistor having a polarity opposite to that of the first and second MOS transistors.

【0034】又、請求項31に記載するように、前記画
素において、前記第3MOS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3
MOS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6MOSトランジスタ
と、前記第3MOSトランジスタの第2電極に一端が接
続され他端が直流電圧に接続されるとともに、前記第6
MOS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6MOSトランジスタを介してリセ
ットされるキャパシタと、を設けても構わない。このよ
うな構成にすることによって、画素から出力される信号
が、一旦キャパシタで積分された信号となるので、光源
の変動成分や高周波のノイズがキャパシタで吸収されて
除去される。更に、前記第6MOSトランジスタのゲー
ト電極にリセット電圧を与えることによって、前記第6
MOSトランジスタを介してキャパシタ内の電荷が放出
されてリセットされる。
Also, in the pixel, the first electrode of the third MOS transistor is connected to a DC voltage, and the pixel is connected to the third MOS transistor.
A sixth MOS transistor having a first electrode connected to the second electrode of the MOS transistor and a DC voltage connected to the second electrode; one end connected to the second electrode of the third MOS transistor and the other end connected to the DC voltage; Together with the sixth
And a capacitor that is reset via the sixth MOS transistor when a reset voltage is applied to the gate electrode of the MOS transistor. With such a configuration, the signal output from the pixel becomes a signal once integrated by the capacitor, so that the fluctuation component of the light source and high-frequency noise are absorbed and removed by the capacitor. Further, by applying a reset voltage to the gate electrode of the sixth MOS transistor,
The charge in the capacitor is released through the MOS transistor and reset.

【0035】このような構成の固体撮像装置において、
請求項32に記載するように、前記第3及び第6MOS
トランジスタを前記第1及び第2MOSトランジスタと
逆の極性のMOSトランジスタとしても構わない。
In the solid-state imaging device having such a configuration,
33. The third and sixth MOS transistors as recited in claim 32.
The transistor may be a MOS transistor having a polarity opposite to that of the first and second MOS transistors.

【0036】[0036]

【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。各画素に対し、上記ライン4−1、4−
2・・・、4−nや出力信号線6−1、6−2・・・、
6−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. For each pixel, the lines 4-1 and 4-
, 4-n and output signal lines 6-1, 6-2,.
6-m, not only the power supply line 5 but also other lines (for example, a clock line and a bias supply line) are connected, but these are omitted in FIG.

【0037】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。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9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。
The output signal lines 6-1, 6-2,.
As shown, one N-channel MOS transistor Q2 is provided for each m. MOS transistor Q2
Is connected to the output signal line 6-1, the source is connected to the final signal line 9, and the gate is connected to the horizontal scanning circuit 3. 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.

【0038】<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 applied to each pixel of the first example of the pixel configuration shown in FIG. 1 (FIG. 2)
Will be described with reference to the drawings.

【0039】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
のドレインに接続され、このMOSトランジスタT1の
ソースは、第2MOSトランジスタのドレイン、第3M
OSトランジスタT3のゲート及び第5MOSトランジ
スタT5のドレインに接続されている。MOSトランジ
スタT3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、MOSトランジスタT1〜T6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 source of the MOS transistor T1 is connected to the drain of the second MOS transistor,
It is connected to the gate of the OS transistor T3 and the drain of the fifth MOS transistor T5. The source of the MOS transistor T3 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
6-1, 6-2,..., 6-m). Each of the MOS transistors T1 to T6 is an N-channel MOS transistor and has a back gate grounded.

【0040】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T2のソースには信号φVPSが入力さ
れ、MOSトランジスタT3のソースには他端に直流電
圧VPSが印加されるキャパシタC1の一端が接続され
る。MOSトランジスタT6のソースに直流電圧VRBが
印加され、そのゲートに信号φVRSが入力されるととも
に、そのドレインにMOSトランジスタT2のゲート及
びMOSトランジスタT5のソースが接続される。MO
SトランジスタT3のドレインには信号φDが入力され
る。
The DC voltage VPD is applied to the cathode of the photodiode PD. On the other hand, M
The signal φVPS is input to the source of the OS transistor T2, and the other end of the capacitor C1 to which the DC voltage VPS is applied is connected to the other end of the MOS transistor T3. The DC voltage V RB is applied to the source of the MOS transistor T6, the signal φVRS is input to its gate, and the drain is connected to the gate of the MOS transistor T2 and the source of the MOS transistor T5. MO
Signal φD is input to the drain of S transistor T3.

【0041】又、MOSトランジスタT5のゲートに信
号φSWが入力され、MOSトランジスタT1のゲート
に信号φS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
においては、信号φVPSは3値的に変化するものとし、
例えば直流電圧VPDと略等しい電圧をハイレベル、例え
ばグランドをローレベルとし、MOSトランジスタT2
をサブスレッショルド領域で動作させるための電圧を両
者の中間的な電圧である中間レベルとする。中間レベル
では、例えば、直流電圧VPSと略等しい電圧とする。
The signal φSW is input to the gate of the MOS transistor T5, and the signal φS is input to the gate of the MOS transistor T1. Further, the MOS transistor T
The signal φV is input to the gate of No. 4. In this embodiment, the signal φVPS changes ternarily.
For example, a voltage substantially equal to the DC voltage VPD is set to a high level, for example, the ground is set to a low level, and the MOS transistor T2
Is set to an intermediate level which is an intermediate voltage between the two to operate in the sub-threshold region. At the intermediate level, for example, the voltage is substantially equal to the DC voltage VPS.

【0042】(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及び信号φSWをハイレベルとしてMO
SトランジスタT1,T5を導通させるとともに、MO
SトランジスタT2がサブスレッショルド領域で動作す
るように、信号φVPSを中間レベルとする。このとき、
MOSトランジスタT6のゲートには、ローレベルの信
号φVRSが与えられて、MOSトランジスタT6はOF
Fとなり、実質的に存在しないことと等価になる。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T2,T3のゲートに発生する。こ
の電圧により、MOSトランジスタT3に電流が流れ、
キャパシタC1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C1とMOSトランジスタT3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 and the signal φSW are set to the high level, and the MO
While conducting the S transistors T1 and T5,
Signal φVPS is set to an intermediate level so that S transistor T2 operates in the subthreshold region. At this time,
The low level signal φVRS is applied to the gate of the MOS transistor T6, and the MOS transistor T6
F, which is equivalent to substantially not existing. At this time, when light enters the photodiode PD, a photocurrent is generated, and a voltage having a value obtained by natural logarithmically converting the photocurrent is generated at the gates of the MOS transistors T2 and T3 due to the subthreshold characteristic of the MOS transistor. With this voltage, a current flows through the MOS transistor T3,
An electric charge equivalent to a value obtained by converting the integral value of the photocurrent into a natural logarithm is stored in the capacitor C1. That is, a voltage proportional to the natural logarithmically converted value of the photocurrent is generated at the connection node a between the capacitor C1 and the source of the MOS transistor T3. However, at this time, it is assumed that the MOS transistor T4 is in the OFF state.

【0043】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C1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。尚、このように入射光量に対してその出力電流を
自然対数的に変換するとき、信号φVRSは、常にローレ
ベルのままである。
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 C1 is led out to the output signal line 6 as an output current. The current led out to the 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. When the output current is naturally logarithmically converted with respect to the amount of incident light, the signal φVRS always remains at the low level.

【0044】(2)各画素の感度のバラツキの検出方法
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
の感度のバラツキ検出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。
又、図4は、各画素のリセットを行う際のMOSトラン
ジスタT2のポテンシャルの状態を示す図である。尚、
図4(a)は、MOSトランジスタT2の構造を示した
図で、図4(b),(c)はMOSトランジスタT2の
ポテンシャルの関係を示した図である。又、図4
(b),(c)のポテンシャル図に示す矢印の方向は、
ポテンシャルが高くなる方向を示す。
(2) Method of Detecting Variation in Sensitivity of Pixels Hereinafter, an operation of detecting variation in sensitivity of pixels having a circuit configuration as shown in FIG. 2 will be described with reference to the drawings. FIG.
5 is a timing chart of signals applied to each signal line connected to each element in a pixel when performing a reset operation.
FIG. 4 is a diagram showing the state of the potential of the MOS transistor T2 when each pixel is reset. still,
FIG. 4A is a diagram showing the structure of the MOS transistor T2, and FIGS. 4B and 4C are diagrams showing the potential relationship of the MOS transistor T2. Also, FIG.
The directions of the arrows shown in the potential diagrams of (b) and (c) are as follows.
Indicates the direction in which the potential increases.

【0045】ところで、MOSトランジスタT2は、例
えば、図4(a)のように、P型の半導体基板(以下、
「P型基板」という。)10にN型拡散層11,12を
形成し、且つ、そのN型拡散層11,12間のチャンネ
ル上に順次、酸化膜13とポリシリコン層14を形成す
ることによって構成される。ここで、N型拡散層11,
12が、それぞれMOSトランジスタT2のドレイン、
ソースを形成するとともに、酸化膜13及びポリシリコ
ン層14がそれぞれゲート絶縁膜とゲート電極を形成す
る。尚、ここで、P型基板10において、N型拡散層1
1,12の間の領域をゲート下領域ということにする。
The MOS transistor T2 is, for example, a P-type semiconductor substrate (hereinafter, referred to as FIG. 4A).
It is called "P-type substrate". ) 10, N-type diffusion layers 11 and 12 are formed, and an oxide film 13 and a polysilicon layer 14 are sequentially formed on a channel between the N-type diffusion layers 11 and 12. Here, the N-type diffusion layer 11,
12, a drain of the MOS transistor T2,
While forming the source, the oxide film 13 and the polysilicon layer 14 form a gate insulating film and a gate electrode, respectively. Here, in the P-type substrate 10, the N-type diffusion layer 1
The region between 1 and 12 is referred to as a region under the gate.

【0046】(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の電圧をローレベル
にしてMOSトランジスタT1をOFFにするととも
に、信号φSWの電圧をローレベルにしてMOSトラン
ジスタT5をOFFにする。このようにして、MOSト
ランジスタT2とフォトダイオードPDとの接続、及び
MOSトランジスタT2のゲートとMOSトランジスタ
T3のゲートとの接続を遮断する。そして、信号φVRS
の電圧をハイレベルにしてMOSトランジスタT6をO
Nにすることによって、MOSトランジスタT2のゲー
トに直流電圧VRBを印加する。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。
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 voltage of the signal φS is set to low level to turn off the MOS transistor T1, and the voltage of the signal φSW is set to low level to set the MOS transistor T5. To OFF. Thus, the connection between the MOS transistor T2 and the photodiode PD and the connection between the gate of the MOS transistor T2 and the gate of the MOS transistor T3 are cut off. And the signal φVRS
Of the MOS transistor T6 to the high level
By setting N, the DC voltage V RB is applied to the gate of the MOS transistor T2. At this time, the signal φD
Is a high level (a potential equal to or close to the DC voltage VPD).

【0047】ここで信号φVPSの電圧をローレベルにす
ることによって、MOSトランジスタT2におけるポテ
ンシャルの関係が、図4(b)のように、MOSトラン
ジスタT2のドレイン、ゲート下領域、ソースにおける
ポテンシャルがドレイン、ゲート下領域、ソースの順に
高くなる。よって、MOSトランジスタT2のソースか
ら負の電荷EがMOSトランジスタT2に流れ込む。こ
のとき、フォトダイオードPDとの経路が遮断されてい
るので正の電荷がMOSトランジスタT2のドレインに
向かって流れることが無い。そのため、MOSトランジ
スタT2のドレイン・ソース間に負の電荷が蓄積され
る。
Here, by setting the voltage of the signal φVPS to the low level, the potential relationship in the MOS transistor T2 is changed to the potential in the drain, the region under the gate, and the source of the MOS transistor T2 as shown in FIG. , The area under the gate, and the source in this order. Therefore, the negative charge E flows from the source of the MOS transistor T2 into the MOS transistor T2. At this time, since the path to the photodiode PD is blocked, no positive charge flows toward the drain of the MOS transistor T2. Therefore, negative charges are accumulated between the drain and the source of the MOS transistor T2.

【0048】そして、次に、信号φVPSの電圧をハイレ
ベル、即ち直流電圧VPDと同じ又は直流電圧VPDに近い
電位にすることによって、図4(c)のように、MOS
トランジスタT2のソースのポテンシャルをゲート下領
域のポテンシャルよりも高くする。よって、MOSトラ
ンジスタT2のドレイン・ソース間に蓄積された負の電
荷が、信号線φVPSに流れ出す。しかしながら、MOS
トランジスタT2のドレインのポテンシャルが、ゲート
下領域のポテンシャルよりも高いので、MOSトランジ
スタT2のドレインに蓄積された負の電荷の一部E’が
MOSトランジスタT2のドレインに残る。このMOS
トランジスタT2のドレインに蓄積される負の電荷E’
は、MOSトランジスタT2の閾値電圧によって定ま
り、この閾値電圧に比例した値になる。
Then, by setting the voltage of the signal φVPS to a high level, that is, to a potential equal to or close to the DC voltage VPD, as shown in FIG.
The potential of the source of the transistor T2 is made higher than the potential of the region under the gate. Therefore, negative charges accumulated between the drain and source of the MOS transistor T2 flow out to the signal line φVPS. However, MOS
Since the potential of the drain of the transistor T2 is higher than the potential of the region under the gate, a part E 'of the negative charge accumulated in the drain of the MOS transistor T2 remains at the drain of the MOS transistor T2. This MOS
Negative charges E ′ accumulated in the drain of the transistor T2
Is determined by the threshold voltage of the MOS transistor T2, and becomes a value proportional to this threshold voltage.

【0049】このとき、MOSトランジスタT2のドレ
イン電圧は該ドレインに蓄積された負の電荷E’に対応
した電圧となり、このMOSトランジスタT2のドレイ
ン電圧がMOSトランジスタT3のゲートに現れる。こ
のMOSトランジスタT3のゲートに現れる電圧は、M
OSトランジスタT2のドレインに蓄積された負の電荷
E’に比例するので、MOSトランジスタT2の閾値電
圧に比例することがわかる。MOSトランジスタT2,
T3をこのような状態にすると、信号φDをローレベル
にして、一旦、キャパシタC1及び接続ノードaの電位
をリセットした後、再び、信号φDをハイレベルに戻
す。
At this time, the drain voltage of the MOS transistor T2 becomes a voltage corresponding to the negative charge E 'accumulated in the drain, and the drain voltage of the MOS transistor T2 appears at the gate of the MOS transistor T3. The voltage appearing at the gate of the MOS transistor T3 is M
Since it is proportional to the negative charge E ′ accumulated in the drain of the OS transistor T2, it is understood that it is proportional to the threshold voltage of the MOS transistor T2. MOS transistor T2
When T3 is in such a state, the signal φD is set to the low level, the potential of the capacitor C1 and the connection node a is reset, and then the signal φD is returned to the high level again.

【0050】そして、MOSトランジスタT3のゲート
電圧によって、MOSトランジスタT3に電流が流れ、
リセットされたキャパシタC1に電荷が蓄積されるとと
もに接続ノードaの電位が上昇する。次に、信号φVを
ハイレベルにしてMOSトランジスタT4をONするこ
とによって、キャパシタC1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。このようにして画
素毎に、そのMOSトランジスタT2の閾値電圧に比例
した電流が出力信号線6に導出されて、各画素からの出
力を補正するための補正データとして検出することがで
きる。
Then, due to the gate voltage of the MOS transistor T3, a current flows through the MOS transistor T3,
Electric charges are accumulated in the reset capacitor C1, and the potential of the connection node a rises. Next, the signal φV is set to the high level to turn on the MOS transistor T4, whereby the electric charge accumulated in the capacitor C1 is led out to the output signal line 6 as an output current. In this way, for each pixel, a current proportional to the threshold voltage of the MOS transistor T2 is led out to the output signal line 6, and can be detected as correction data for correcting the output from each pixel.

【0051】更にいえば、この閾値電圧に比例した電流
は図1の信号線9から画素毎に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、実際の撮像時の出力電流を前記記憶
されている補正データで画素毎に補正すれば、出力信号
から画素のバラツキによる成分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53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
画素内に設けることによっても実現できる。
More specifically, the current proportional to the threshold voltage is serially output from the signal line 9 in FIG. 1 for each pixel, and is stored in a subsequent circuit as correction data for each pixel in a memory. Then, if the output current at the time of actual imaging is corrected for each pixel using the stored correction data, it is possible to remove components due to pixel variations from the output signal. A specific example of this correction method is shown in FIG. 53 described later. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in a pixel.

【0052】さて、上述のように補正データを検出して
MOSトランジスタT4をOFFした後、信号φVPSを
中間レベルに戻してMOSトランジスタT2をリセット
するとともに、信号φVRSをローレベルにしてMOSト
ランジスタT6をOFFにする。そして、信号φS及び
信号φSWをハイレベルにして、MOSトランジスタT
1,T5をONにした後、信号φDをローレベルにして
MOSトランジスタT3を通して信号φDの信号線路へ
キャパシタC1に蓄積された電荷を放電することによっ
て、キャパシタC1及び接続ノードaの電位が初期化さ
れる。こうして次の撮像が行える状態とする。
After detecting the correction data and turning off the MOS transistor T4 as described above, the signal φVPS is returned to an intermediate level to reset the MOS transistor T2, and the signal φVRS is set to low level to turn on the MOS transistor T6. Turn off. Then, the signal φS and the signal φSW are set to the high level, and the MOS transistor T
1, after turning on T5, the signal φD is changed to low level to discharge the electric charge accumulated in the capacitor C1 to the signal line of the signal φD through the MOS transistor T3, thereby initializing the potential of the capacitor C1 and the connection node a. Is done. In this way, a state where the next imaging can be performed is set.

【0053】<第2の実施形態>第2の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図5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 will be described with reference to the drawings. FIG. 5 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.

【0054】図5に示すように、MOSトランジスタT
1〜T5及びキャパシタC1は、第1の実施形態(図
2)の画素と同様の構成で、このような構成の画素に、
MOSトランジスタT6に代えてキャパシタC2を用い
た回路構成となっている。即ち、キャパシタC2は、そ
の一端がMOSトランジスタT2のゲートとMOSトラ
ンジスタT5のソースとの接続ノードに接続されるとと
もに、他端に信号φVRSが印加される。尚、信号φVRS
は2値の電圧信号で、グランドレベルをローレベルと
し、又、このローレベルより高い電圧をゲートに印加す
るための電圧をハイレベルとする。
As shown in FIG. 5, a MOS transistor T
1 to T5 and the capacitor C1 have the same configuration as the pixel of the first embodiment (FIG. 2).
The circuit configuration uses a capacitor C2 instead of the MOS transistor T6. That is, one end of the capacitor C2 is connected to a connection node between the gate of the MOS transistor T2 and the source of the MOS transistor T5, and the signal φVRS is applied to the other end. The signal φVRS
Is a binary voltage signal, the ground level is set to a low level, and the voltage for applying a voltage higher than the low level to the gate is set to a high level.

【0055】(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 図5のような回路構成の画素において、MOSトランジ
スタT2がサブスレッショルド領域で動作するように、
キャパシタC2に与える信号φVRSをローレベルとす
る。又、信号φS及び信号φSWをハイレベルにして、
MOSトランジスタT1,T5をONにする。このよう
に、信号φVRSをローレベルにすることによって、キャ
パシタC2はMOSトランジスタT2,T3のゲート、
バックゲートにおける絶縁酸化膜で形成されるキャパシ
タと同様の働きをする。このようにMOSトランジスタ
T2をサブスレッショルド領域で動作させることによっ
て、フォトダイオードPDから流れる光電流を対数変換
した電圧が接続ノードaに現れる。そして、MOSトラ
ンジスタT4をONにすることによって、対数変換され
た出力信号を出力信号線6に出力する。
(1) Operation for converting incident light to each pixel into an electric signal In a pixel having a circuit configuration as shown in FIG. 5, the MOS transistor T2 operates in a sub-threshold region.
The signal φVRS applied to the capacitor C2 is set to low level. Also, the signal φS and the signal φSW are set to high level,
The MOS transistors T1 and T5 are turned on. As described above, by setting the signal φVRS to the low level, the capacitor C2 is connected to the gates of the MOS transistors T2 and T3.
It functions similarly to a capacitor formed of an insulating oxide film in the back gate. By operating the MOS transistor T2 in the sub-threshold region in this manner, a voltage obtained by logarithmically converting the photocurrent flowing from the photodiode PD appears at the connection node a. Then, by turning on the MOS transistor T4, the logarithmically converted output signal is output to the output signal line 6.

【0056】(2)各画素の感度のバラツキの検出方法
について 又、各画素の感度のバラツキの検出する際の動作は、第
1の実施形態と同様、図3に示すタイミングチャートに
表されるリセット動作が行われる間に行われる。又、こ
のときの動作について、図3のタイミングチャートと図
4のポテンシャルの変遷図を参照して、以下に説明す
る。まず、パルス信号φVが与えられた後、信号φS及
び信号φSWをローレベルとしてMOSトランジスタT
1,T5をOFFにすることで、リセット動作が始ま
る。そして、信号φVRSをハイレベルにすることによっ
てMOSトランジスタT2のゲート下領域のポテンシャ
ルを上昇させて、更に、信号φVPSの電圧をローレベル
にすることによって、MOSトランジスタT2のポテン
シャルを図4(b)のような状態にして、負の電荷をソ
ースからMOSトランジスタT2に流入させる。
(2) Method of Detecting Variation in Sensitivity of Pixels The operation for detecting variation in sensitivity of each pixel is shown in the timing chart of FIG. 3 as in the first embodiment. This is performed while the reset operation is performed. The operation at this time will be described below with reference to the timing chart of FIG. 3 and the potential transition diagram of FIG. First, after the pulse signal φV is applied, the signal φS and the signal φSW are set to low level to set the MOS transistor T
By turning off T1 and T5, a reset operation starts. Then, the potential of the region under the gate of the MOS transistor T2 is raised by raising the signal φVRS to a high level, and further, the potential of the MOS transistor T2 is lowered by lowering the voltage of the signal φVPS to a low level in FIG. In this state, negative charges are caused to flow from the source into the MOS transistor T2.

【0057】このMOSトランジスタT2に流入した負
の電荷Eが、図4(b)のように蓄積された後、信号φ
VPSをその値が直流電圧VPDに略等しいハイレベルにす
る。このとき、MOSトランジスタT2のソースのポテ
ンシャルがゲート下領域のポテンシャルより高くなるの
で、蓄積された負の電荷Eの一部がドレインより流出さ
れる。よって、図4(c)のように、MOSトランジス
タT2のドレイン及びMOSトランジスタT2のゲート
に負の電荷E’が蓄積された状態となる。このように負
の電荷E’が蓄積された状態にあるため、MOSトラン
ジスタT2のゲート電圧が、MOSトランジスタT1の
閾値電圧によって決定される負の電荷E’によって定ま
る。
After the negative charge E flowing into the MOS transistor T2 is accumulated as shown in FIG.
VPS is set to a high level whose value is substantially equal to the DC voltage VPD. At this time, since the potential of the source of the MOS transistor T2 becomes higher than the potential of the region under the gate, a part of the accumulated negative charges E flows out of the drain. Therefore, as shown in FIG. 4C, a state where the negative charges E ′ are accumulated in the drain of the MOS transistor T2 and the gate of the MOS transistor T2. Since the negative charge E 'is thus stored, the gate voltage of the MOS transistor T2 is determined by the negative charge E' determined by the threshold voltage of the MOS transistor T1.

【0058】この状態を維持したまま、まず、信号φD
をローレベルにして、キャパシタC1を一旦リセットす
る。そして、信号φDをもとのハイレベルに戻し、MO
SトランジスタT3のゲート電圧によって増幅された電
流をキャパシタC1に充電する。このようにキャパシタ
C1を充電することによって接続ノードaに表れる電圧
を、パルス信号φVを与えることで、出力信号としてM
OSトランジスタT4を介して出力信号線6に出力す
る。
While maintaining this state, first, the signal φD
Is set to low level, and the capacitor C1 is reset once. Then, the signal φD is returned to the original high level, and
The current amplified by the gate voltage of the S transistor T3 charges the capacitor C1. By charging the capacitor C1 in this manner, the voltage appearing at the connection node a is supplied to the pulse signal φV, so that M
The signal is output to the output signal line 6 via the OS transistor T4.

【0059】更にいえば、この閾値電圧に比例した電流
は図1の信号線9から画素毎に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、実際の撮像時の出力電流を前記記憶
されている補正データで画素毎に補正すれば、出力信号
から画素のバラツキによる成分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53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
画素内に設けることによっても実現できる。
Furthermore, the current proportional to the threshold voltage is serially output from the signal line 9 in FIG. 1 for each pixel, and is stored in a memory in a subsequent circuit as correction data for each pixel. Then, if the output current at the time of actual imaging is corrected for each pixel using the stored correction data, it is possible to remove components due to pixel variations from the output signal. A specific example of this correction method is shown in FIG. 53 described later. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in a pixel.

【0060】このように、各画素の感度のバラツキの原
因であるMOSトランジスタT2の閾値電圧に比例した
値となる信号を出力したのち、信号φVPSを中間レベル
にしてMOSトランジスタT2をリセットする。その
後、信号φVRSをローレベルにする。そして、信号φS
及び信号φSWをハイレベルにしてMOSトランジスタ
T1,T5を導通させた後、信号φDをローレベルにし
たのちハイレベルにすることによって、キャパシタC1
のリセットを行う。
As described above, after outputting a signal having a value proportional to the threshold voltage of the MOS transistor T2 which causes a variation in sensitivity of each pixel, the signal φVPS is set to an intermediate level to reset the MOS transistor T2. Thereafter, the signal φVRS is set to low level. And the signal φS
After the signal φSW is set to the high level to turn on the MOS transistors T1 and T5, the signal φD is set to the low level and then to the high level, whereby the capacitor C1 is set.
Reset.

【0061】<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5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. 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. 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0062】図6に示すように、第2の実施形態(図
5)の画素から、MOSトランジスタT5を削除した回
路構成となっている。即ち、MOSトランジスタT2,
T3のゲートが接続され、又、MOSトランジスタT2
のソースには直流電圧VPSが印加される。
As shown in FIG. 6, the circuit configuration is such that the MOS transistor T5 is deleted from the pixel of the second embodiment (FIG. 5). That is, the MOS transistors T2,
The gate of T3 is connected, and the MOS transistor T2
Is applied with a DC voltage VPS.

【0063】(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 このような構成の画素における撮像動作は、第2の実施
形態(図5)と同様の撮像動作を行う。即ち、信号φS
をハイレベルとしてMOSトランジスタT1を導通させ
るとともに信号φVRSをローレベルとすることによっ
て、MOSトランジスタT2をサブスレッショルド領域
で動作させる。このようにMOSトランジスタT2をサ
ブスレッショルド領域で動作させることによって、フォ
トダイオードPDから流れる光電流を対数変換した電圧
が接続ノードaに現れる。そして、MOSトランジスタ
T4をONにすることによって、対数変換された出力信
号を出力信号線6に出力する。
(1) Operation for converting incident light to each pixel into an electric signal The imaging operation of the pixel having such a configuration is the same as that of the second embodiment (FIG. 5). That is, the signal φS
To a high level to make the MOS transistor T1 conductive and the signal φVRS to a low level, thereby operating the MOS transistor T2 in the sub-threshold region. By operating the MOS transistor T2 in the sub-threshold region in this manner, a voltage obtained by logarithmically converting the photocurrent flowing from the photodiode PD appears at the connection node a. Then, by turning on the MOS transistor T4, the logarithmically converted output signal is output to the output signal line 6.

【0064】(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。又、図8は、
各画素のリセットを行う際のMOSトランジスタT2の
ポテンシャルの状態を示す図である。尚、図8(a)〜
(d)において、矢印の方向がポテンシャルが高いこと
を表す。
(2) Reset Operation of Each Pixel The reset operation of the pixel having the circuit configuration 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. Also, FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating a potential state of a MOS transistor T2 when resetting each pixel. In addition, FIG.
In (d), the direction of the arrow indicates that the potential is high.

【0065】(1)で説明したように、MOSトランジ
スタT4のゲートにパルス信号φVを与えることによっ
て、図2のような回路構成の各画素から入射光に対して
対数変換された電気信号(出力信号)が出力信号線6に
出力される。このように出力信号が出力されてパルス信
号φVがローレベルになると、リセット動作が始まる。
このリセット動作について、図7及び図8を参照して説
明する。
As described in (1), by applying the pulse signal φV to the gate of the MOS transistor T4, each pixel having a circuit configuration as shown in FIG. Signal) is output to the output signal line 6. When the output signal is output and the pulse signal φV goes low, the reset operation starts.
This reset operation will be described with reference to FIGS.

【0066】まず、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をローレベルにしてMOSトランジスタT
1をOFFにする。このとき、MOSトランジスタT2
のソース側より負の電荷が流れ込み、MOSトランジス
タT2のゲート及びドレイン、MOSトランジスタT3
のゲート、そしてキャパシタC2に蓄積された正の電荷
が再結合される。よって、図8(a)のように、ある程
度まで、MOSトランジスタT2のドレイン及びゲート
下領域のポテンシャルが下がる。
First, when the pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T4 and an output signal is output, the signal φS is set to a low level to set the MOS transistor T4.
Turn 1 off. At this time, the MOS transistor T2
Charge flows from the source side of the MOS transistor T2, and the gate and drain of the MOS transistor T2 and the MOS transistor T3
And the positive charge stored in the capacitor C2 is recombined. Therefore, as shown in FIG. 8A, the potential of the region under the drain and the gate of the MOS transistor T2 decreases to some extent.

【0067】このように、MOSトランジスタT2のド
レイン及びゲート下領域のポテンシャルが基の状態にリ
セットされようとするが、そのポテンシャルがある値に
なると、そのリセットされる速度が遅くなる。特に、明
るい被写体が急に暗くなった場合にこの傾向が顕著とな
る。よって、次に、キャパシタC2に与える電圧φVRS
を高くして、MOSトランジスタT2のゲート電圧を高
くする。このように、MOSトランジスタT2のゲート
電圧を高くすることによって、MOSトランジスタT2
のポテンシャルが図8(b)のように変化し、ゲート下
領域及びドレインのポテンシャルが高くなる。よって、
MOSトランジスタT2のソースから流入する負の電荷
の量が増加し、MOSトランジスタT2のゲート及びド
レイン、MOSトランジスタT3のゲート、そしてキャ
パシタC2に蓄積された正の電荷が速やかに再結合され
る。
As described above, the potential of the region under the drain and the gate of the MOS transistor T2 is about to be reset to the original state, but when the potential reaches a certain value, the speed of resetting is reduced. In particular, this tendency becomes remarkable when a bright subject suddenly becomes dark. Therefore, next, the voltage φVRS applied to the capacitor C2
And the gate voltage of the MOS transistor T2 is increased. As described above, by increasing the gate voltage of the MOS transistor T2, the MOS transistor T2
8B changes as shown in FIG. 8B, and the potentials of the region under the gate and the drain increase. Therefore,
The amount of negative charges flowing from the source of the MOS transistor T2 increases, and the positive charges stored in the gate and drain of the MOS transistor T2, the gate of the MOS transistor T3, and the capacitor C2 are quickly recombined.

【0068】よって、図8(c)のように、MOSトラ
ンジスタT2のドレイン及びゲート下領域のポテンシャ
ルが図8(b)の状態と比べて低くなる。図8(c)の
ようにMOSトランジスタT2のポテンシャルが変化す
ると、キャパシタC2に印加する電圧φVRSをローレベ
ルにして、MOSトランジスタT2のゲート電圧を低く
する。よって、MOSトランジスタT2のドレイン及び
ゲート下領域のポテンシャルが、図8(d)のようにな
って、基の状態にリセットされる。このように、MOS
トランジスタT2のポテンシャルの状態を基の状態にリ
セットした後、信号φDの電圧をローレベルにして、キ
ャパシタC1を放電して、接続ノードaの電位を基の状
態にリセットする。そして、信号φDの電圧をハイレベ
ルに戻す。
Therefore, as shown in FIG. 8C, the potential of the region under the drain and the gate of the MOS transistor T2 is lower than that in the state of FIG. 8B. When the potential of the MOS transistor T2 changes as shown in FIG. 8C, the voltage φVRS applied to the capacitor C2 is set to a low level, and the gate voltage of the MOS transistor T2 is reduced. Accordingly, the potential of the region under the drain and the gate of the MOS transistor T2 is reset to the original state as shown in FIG. Thus, MOS
After resetting the potential state of the transistor T2 to the original state, the voltage of the signal φD is changed to low level, the capacitor C1 is discharged, and the potential of the connection node a is reset to the original state. Then, the voltage of the signal φD is returned to the high level.

【0069】しかる後、パルス信号φVをMOSトラン
ジスタT4に与えて、このリセット時の出力電流が出力
信号線6に導出されて、各画素からの出力を補正するた
めの補正データとして検出することができる。そして、
再び、信号φDの電圧をローレベルにしてキャパシタC
1を元の状態にリセットした後、信号φDの電圧をハイ
レベルに戻す。その後、信号φSをハイレベルにして、
MOSトランジスタT1を導通させて撮像動作が行える
状態にする。又、第1の実施形態と同様に、このリセッ
ト時に読み出した出力信号が、図1の信号線9から画素
毎に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
撮像時の出力電流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、出力信号から画素のバラツキによる
成分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53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画素内に設けることによって
も実現できる。
Thereafter, the pulse signal φV is applied to the MOS transistor T4, the output current at the time of resetting is led out to the output signal line 6, and detected as correction data for correcting the output from each pixel. it can. And
Again, the voltage of the signal φD is changed to low level,
After resetting 1 to its original state, the voltage of the signal φD is returned to the high level. After that, the signal φS is set to a high level,
The MOS transistor T1 is turned on so that the imaging operation can be performed. Also, as in the first embodiment, the output signal read at the time of this reset is serially output for each pixel from the signal line 9 in FIG. 1 and stored in a subsequent circuit as correction data for each pixel in a memory. . Then, if the output current at the time of actual imaging is corrected for each pixel using the stored correction data, it is possible to remove components due to pixel variations from the output signal. A specific example of this correction method is shown in FIG. 53 described later. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in a pixel.

【0070】このように、本実施形態では、MOSトラ
ンジスタT2のゲートに接続されたキャパシタC2に与
える信号φVRSをハイレベルにすることによって、MO
SトランジスタT2のゲート電圧を速やかに初期化する
ことができ、固体撮像装置の応答性を改善することがで
きる。従って、暗い被写体の撮像する場合や、明るい被
写体が急に暗くなった場合にも残像の発生を防止して良
好な撮像が可能となる。又、信号φVRSを各画素に共通
に与えることによって、各画素に設けられたMOSトラ
ンジスタT2のゲート電圧がほぼ一定値に初期化され、
初期状態において、各画素の感度バラツキがキャンセル
された状態になる。
As described above, in the present embodiment, by setting the signal φVRS given to the capacitor C2 connected to the gate of the MOS transistor T2 to a high level, the MO
The gate voltage of the S transistor T2 can be quickly initialized, and the responsiveness of the solid-state imaging device can be improved. Therefore, even when a dark subject is imaged, or when a bright subject suddenly becomes dark, the occurrence of an afterimage is prevented and good imaging is possible. Further, by applying the signal φVRS to each pixel in common, the gate voltage of the MOS transistor T2 provided for each pixel is initialized to a substantially constant value,
In the initial state, the variation in sensitivity of each pixel is canceled.

【0071】<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。
<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. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0072】図9に示すように、第3の実施形態(図
6)の画素から、キャパシタC2を削除した回路構成と
なっている。又、MOSトランジスタT2のソースには
信号φVPSが入力される。尚、信号φVPSは、2値の電
圧信号で、直流電圧VPSと略等しい電圧でMOSトラン
ジスタT2をサブスレッショルド領域で動作させるため
の電圧をハイレベルとし、又、この電圧よりも低くMO
SトランジスタT2にハイレベルの電圧を与えたときよ
りも大きい電流が流れ得るようにする電圧をローレベル
とする。
As shown in FIG. 9, the circuit configuration is such that the capacitor C2 is removed from the pixel of the third embodiment (FIG. 6). The signal φVPS is input to the source of the MOS transistor T2. The signal .phi.VPS is a binary voltage signal. The voltage for operating the MOS transistor T2 in the sub-threshold region at a voltage substantially equal to the DC voltage VPS is set to a high level.
A voltage that allows a larger current to flow than when a high-level voltage is applied to the S transistor T2 is set to a low level.

【0073】(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 このような構成の画素における撮像動作は、第3の実施
形態(図6)と同様の撮像動作を行う。即ち、信号φS
をハイレベルにしてMOSトランジスタT1を導通させ
るとともに、信号φVPSをハイレベルとすることによっ
て、MOSトランジスタT2をサブスレッショルド領域
で動作させる。このようにMOSトランジスタT2をサ
ブスレッショルド領域で動作させることによって、フォ
トダイオードPDから流れる光電流を対数変換した電圧
が接続ノードaに現れる。そして、MOSトランジスタ
T4をONにすることによって、対数変換された出力信
号を出力信号線6に出力する。
(1) Operation for converting incident light to each pixel into an electric signal The imaging operation of the pixel having such a configuration is the same as that of the third embodiment (FIG. 6). That is, the signal φS
To a high level to make the MOS transistor T1 conductive, and the signal φVPS to a high level to operate the MOS transistor T2 in the sub-threshold region. By operating the MOS transistor T2 in the sub-threshold region in this manner, a voltage obtained by logarithmically converting the photocurrent flowing from the photodiode PD appears at the connection node a. Then, by turning on the MOS transistor T4, the logarithmically converted output signal is output to the output signal line 6.

【0074】(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9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10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。又、図11
は、各画素のリセットを行う際のMOSトランジスタT
2のポテンシャルの状態を示す図である。尚、図11
(a)〜(d)において、矢印の方向がポテンシャルが
高いことを表す。
(2) Reset Operation of Each Pixel Hereinafter, a reset operation of a pixel having a circuit configuration as shown in FIG. 9 will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a timing chart of signals applied to each signal line connected to each element in a pixel when performing a reset operation. FIG.
Is a MOS transistor T for resetting each pixel.
FIG. 4 is a diagram showing a state of a potential of No. 2; Note that FIG.
In (a) to (d), the direction of the arrow indicates that the potential is high.

【0075】(1)で説明したように、MOSトランジ
スタT4のゲートにパルス信号φVを与えることによっ
て、図9のような回路構成の各画素から入射光に対して
対数変換された電気信号(出力信号)が出力信号線6に
出力される。このように出力信号が出力されてパルス信
号φVがローレベルになると、リセット動作が始まる。
このリセット動作について、図10及び図11を参照し
て説明する。
As described in (1), by applying the pulse signal φV to the gate of the MOS transistor T4, each pixel having the circuit configuration as shown in FIG. Signal) is output to the output signal line 6. When the output signal is output and the pulse signal φV goes low, the reset operation starts.
This reset operation will be described with reference to FIGS.

【0076】まず、パルス信号φVがトランジスタ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をローレベルにしてMOSトランジスタT1をOF
Fにする。このとき、MOSトランジスタT2のソース
側より負の電荷が流れ込み、MOSトランジスタT2の
ゲート及びドレイン、そしてMOSトランジスタT3の
ゲートに蓄積された正の電荷が再結合される。よって、
図11(a)のように、ある程度までリセットされて、
MOSトランジスタT2のドレイン及びゲート下領域の
ポテンシャルが下がる。
First, the pulse signal φV is applied to the transistor T4
And the output signal is output, the signal φS is set to low level to turn on the MOS transistor T1.
Change to F. At this time, negative charges flow from the source side of the MOS transistor T2, and the positive charges stored in the gate and drain of the MOS transistor T2 and the gate of the MOS transistor T3 are recombined. Therefore,
As shown in FIG.
The potential of the region under the drain and the gate of the MOS transistor T2 decreases.

【0077】このように、MOSトランジスタT2のド
レイン及びゲート下領域のポテンシャルが基の状態にリ
セットされようとするが、そのポテンシャルがある値に
なると、そのリセットされる速度が遅くなる。特に、明
るい被写体が急に暗くなった場合にこの傾向が顕著とな
る。よって、次に、MOSトランジスタT2のソースに
与える信号φVPSをローレベルにする。このように、M
OSトランジスタT2のソース電圧を低くすることによ
って、MOSトランジスタT2のポテンシャルが図11
(b)のように変化し、MOSトランジスタT2のソー
スから流入する負の電荷の量が増加し、MOSトランジ
スタT2のゲート及びドレイン、そしてMOSトランジ
スタT3のゲートに蓄積された正の電荷が速やかに再結
合される。
As described above, the potential of the region under the drain and the gate of the MOS transistor T2 is about to be reset to the original state, but when the potential reaches a certain value, the resetting speed becomes slow. In particular, this tendency becomes remarkable when a bright subject suddenly becomes dark. Therefore, next, the signal φVPS applied to the source of the MOS transistor T2 is set to the low level. Thus, M
By lowering the source voltage of the OS transistor T2, the potential of the MOS transistor T2 increases as shown in FIG.
(B), the amount of the negative charge flowing from the source of the MOS transistor T2 increases, and the positive charge stored in the gate and drain of the MOS transistor T2 and the gate of the MOS transistor T3 quickly changes. Recombined.

【0078】よって、図11(c)のように、MOSト
ランジスタT2のドレイン及びゲート下領域のポテンシ
ャルが図11(b)の状態と比べて低くなる。図11
(c)のようにMOSトランジスタT2のポテンシャル
が変化すると、MOSトランジスタT2のソースに与え
る信号φVPSをハイレベルにする。よって、MOSトラ
ンジスタT2のポテンシャル状態が、図11(d)のよ
うになって、基の状態にリセットされる。このように、
MOSトランジスタT2のポテンシャルの状態を基の状
態にリセットした後、信号φDの電圧をローレベルにし
て、キャパシタC1を放電して、接続ノードaの電位を
基の状態にリセットする。そして、信号φDの電圧をハ
イレベルに戻す。
Therefore, as shown in FIG. 11C, the potential of the region under the drain and the gate of the MOS transistor T2 is lower than that in the state of FIG. 11B. FIG.
When the potential of the MOS transistor T2 changes as in (c), the signal φVPS applied to the source of the MOS transistor T2 is set to a high level. Therefore, the potential state of the MOS transistor T2 is reset to the original state as shown in FIG. in this way,
After resetting the potential state of the MOS transistor T2 to the original state, the voltage of the signal φD is changed to low level, the capacitor C1 is discharged, and the potential of the connection node a is reset to the original state. Then, the voltage of the signal φD is returned to the high level.

【0079】しかる後、パルス信号φVをMOSトラン
ジスタT4に与えて、このリセット時の出力電流が出力
信号線6に導出されて、各画素からの出力を補正するた
めの補正データとして検出することができる。そして、
再び、信号φDの電圧をローレベルにしてキャパシタC
1を元の状態にリセットした後、信号φDの電圧をハイ
レベルに戻す。その後、信号φSをハイレベルにして、
MOSトランジスタT1を導通させて撮像動作が行える
状態にする。又、第1の実施形態と同様に、このリセッ
ト時に読み出した出力信号が、図1の信号線9から画素
毎に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
撮像時の出力電流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、出力信号から画素のバラツキによる
成分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53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画素内に設けることによって
も実現できる。
Thereafter, the pulse signal φV is applied to the MOS transistor T4, the output current at the time of resetting is led out to the output signal line 6, and detected as correction data for correcting the output from each pixel. it can. And
Again, the voltage of the signal φD is changed to low level,
After resetting 1 to its original state, the voltage of the signal φD is returned to the high level. After that, the signal φS is set to a high level,
The MOS transistor T1 is turned on so that the imaging operation can be performed. Also, as in the first embodiment, the output signal read at the time of this reset is serially output for each pixel from the signal line 9 in FIG. 1 and stored in a subsequent circuit as correction data for each pixel in a memory. . Then, if the output current at the time of actual imaging is corrected for each pixel using the stored correction data, it is possible to remove components due to pixel variations from the output signal. A specific example of this correction method is shown in FIG. 53 described later. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in a pixel.

【0080】このように、本実施形態では、MOSトラ
ンジスタT2のソースに与える信号φVPSをローレベル
にすることによって、MOSトランジスタT2のゲート
電圧を速やかに初期化することができ、固体撮像装置の
応答性を改善することができる。従って、暗い被写体の
撮像する場合や、明るい被写体が急に暗くなった場合に
も残像の発生を防止して良好な撮像が可能となる。又、
信号φVPSを各画素に共通に与えることによって、各画
素に設けられたMOSトランジスタT2のゲート電圧が
ほぼ一定値に初期化され、初期状態において、各画素の
感度バラツキがキャンセルされた状態になる。
As described above, in the present embodiment, by setting the signal φVPS applied to the source of the MOS transistor T2 to low level, the gate voltage of the MOS transistor T2 can be quickly initialized, and the response of the solid-state imaging device can be improved. Performance can be improved. Therefore, even when a dark subject is imaged, or when a bright subject suddenly becomes dark, the occurrence of an afterimage is prevented and good imaging is possible. or,
By applying the signal φVPS to each pixel in common, the gate voltage of the MOS transistor T2 provided in each pixel is initialized to a substantially constant value, and the sensitivity variation of each pixel is canceled in the initial state.

【0081】尚、第1〜第4の実施形態において、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、図
5、図6及び図9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。
In the first to fourth embodiments, 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 having a variable potential level corresponding to the MOS transistor T4 in FIGS. 2, 5, 6, and 9.

【0082】<画素構成の第2例>図12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。各画
素に対し、上記ライン4−1、4−2・・・、4−nや
出力信号線6−1、6−2・・・、6−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12ではこ
れらについて省略する。
<Second Example of Pixel Configuration> FIG. 12 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 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. .., 4-n, output signal lines 6-1, 6-2..., 6-m, 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.

【0083】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。MOSトランジス
タQ1のゲートは直流電圧線7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8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9に接続され、ゲートは水平走査回
路3に接続されている。
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. MOS transistor Q1 has a gate connected to DC voltage line 7, a drain connected to output signal line 6-1, and a source connected to DC voltage VPS '.
Is connected to the line 8. 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 9, and the gate is connected to the horizontal scanning circuit 3.

【0084】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13(a)のようになる。このM
OSトランジスタTaは、第5、第6、第11、第12
の実施形態では、第7MOSトランジスタT7に、第7
〜第10、第13の実施形態では、第3MOSトランジ
スタT3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M
OS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Q
1は抵抗又は定電流源と等価であり、図13(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. 13A shows a connection relationship between the MOS transistor Ta and the MOS transistor Q1. This M
The OS transistor Ta includes the fifth, sixth, eleventh, and twelfth
In the embodiment, the seventh MOS transistor T7 has the seventh MOS transistor T7.
In the tenth to thirteenth embodiments, this corresponds to the third MOS transistor T3. Here, the MOS transistor Q1
The relationship between the DC voltage VPS 'connected to the source of the MOS transistor Ta and the DC voltage VPD' connected to the drain of the MOS transistor Ta is VPD '>VPS', and the DC voltage VPS 'is, for example, a ground voltage (ground). . This circuit configuration is based on the upper M
A signal is input to the gate of the OS transistor Ta, and a DC voltage DC is constantly applied to the gate of the lower MOS transistor Q1. Therefore, the lower MOS transistor Q
Reference numeral 1 is equivalent to a resistor or a constant current source, and the circuit in FIG. 13A is a source follower type amplifier circuit. In this case, what is amplified and output from the MOS transistor Ta may be a current.

【0085】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14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13(a)の回路は正確には図13(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12および図13に示す
構成は以下に説明する第5の実施形態〜第13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 shown in FIG. 14 and thereafter. When this MOS transistor T4 is also included, the circuit of FIG.
become that way. That is, the MOS transistor T4 is
It is inserted between the transistor Q1 and the MOS transistor Ta. Here, the MOS transistor T4 selects a row, and the MOS transistor Q2 selects a column. The configurations shown in FIGS. 12 and 13 are common to the fifth to thirteenth embodiments described below.

【0086】図13のように構成することにより信号を
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. 13, a large signal 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. Also, without providing the MOS transistor Q1 constituting the load resistance portion of the amplifier circuit in the pixel,
By providing the output signal lines 6-1, 6-2,..., 6 -m connected to a plurality of pixels arranged in the column direction, the number of load resistances or constant current sources can be reduced, and The area occupied by the amplifier circuit on the chip can be reduced.

【0087】<第5の実施形態>図12に示した画素構
成の第2例の各画素に適用される第5の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図14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。
<Fifth Embodiment> A fifth embodiment applied to each pixel of the second example of the pixel configuration shown in FIG. 12 will be described with reference to the drawings. FIG. 14 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.

【0088】図14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7MOSトラ
ンジスタT7と、このMOSトランジスタT7のソース
にドレインが接続された行選択用の第4MOSトランジ
スタT4と、接続ノードaにドレインが接続されキャパ
シタC1及び接続ノードaの電位の初期化を行う第8M
OSトランジスタT8とが付加された構成となる。MO
S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12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
T7,T8も、MOSトランジスタT1〜T6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. 14, in the present embodiment, in the pixel shown in FIG. 2, a seventh MOS transistor T7 having a gate connected to the connection node a and performing current amplification according to the voltage of the connection node a, A fourth MOS transistor T4 for row selection in which the drain is connected to the source of the transistor T7, and an eighth M transistor whose drain is connected to the connection node a and initializes the potentials of the capacitor C1 and the connection node a.
The configuration is such that an OS transistor T8 is added. MO
The source of the S transistor T4 is connected to an output signal line 6 (the output signal line 6 corresponds to 6-1 to 6-m in FIG. 12). The MOS transistors T7 and T8 are also N-channel MOS transistors and have a back gate grounded, similarly to the MOS transistors T1 to T6.

【0089】又、MOSトランジスタT7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T8のソースには直流電圧VRB2が印加されるとと
もに、そのゲートには信号φVRS2が入力される。更
に、MOSトランジスタT3のドレインには直流電圧V
PDが印加される。尚、本実施形態において、MOSトラ
ンジスタT1〜T6及びキャパシタC1は、第1の実施
形態(図2)と同様の動作を行い、各画素の感度のバラ
ツキ検出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。
Further, DC voltage VPD is applied to the drain of MOS transistor T7, and signal φV is input to the gate of MOS transistor T4. The DC voltage V RB2 is applied to the source of the MOS transistor T8, and the signal φVRS2 is input to the gate of the MOS transistor T8. Further, the DC voltage V is applied to the drain of the MOS transistor T3.
PD is applied. Note that, in the present embodiment, the MOS transistors T1 to T6 and the capacitor C1 perform the same operation as in the first embodiment (FIG. 2), and can perform the operation of detecting the variation in sensitivity of each pixel and the operation of imaging. The operation will be described below.

【0090】(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及び信号φSWをハイレベルとしてMO
SトランジスタT1,T5を導通させるとともに信号φ
VPSを中間レベルとし、MOSトランジスタT2,T3
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、M
OSトランジスタT6のゲートには、第1の実施形態と
同様にローレベルの信号φVRSが与えられるので、MO
SトランジスタT6はOFFとなり、実質的に存在しな
いことと等価になる。
(1) Operation for converting incident light to each pixel into an electric signal First, the signal φS and the signal φSW are set to the high level, and the MO
When the S transistors T1 and T5 are turned on, the signal φ
VPS is set to an intermediate level, and MOS transistors T2, T3
Will be described when the is biased to operate in the sub-threshold region. At this time, M
Since the low-level signal φVRS is applied to the gate of the OS transistor T6 as in the first embodiment,
The S transistor T6 is turned off, which is equivalent to substantially not being present.

【0091】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T2,T3のゲートに発生す
る。この電圧により、MOSトランジスタT3に電流が
流れ、キャパシタC1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C1とMOSトランジスタT3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,T8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 logarithmically converting the photocurrent is generated at the gates of the MOS transistors T2 and T3 due to the subthreshold characteristic of the MOS transistor. Due to this voltage, a current flows through the MOS transistor T3, and a charge equivalent to a value obtained by natural logarithmically converting the integrated value of the photocurrent is accumulated in the capacitor C1. That is,
At the connection node a between the capacitor C1 and the source of the MOS transistor T3, a voltage proportional to the natural logarithmically converted value of the photocurrent is generated. However,
At this time, the MOS transistors T4 and T8 are off.

【0092】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、MOSトランジスタT7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,T7を
通って出力信号線6に導出される。今、MOSトランジ
スタT4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, 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, a current proportional to the voltage applied to the gate of the MOS transistor T7 is led out to the output signal line 6 through the MOS transistors T4 and T7. Since the voltage applied to the gate of the MOS transistor T4 is a 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. In this manner, a signal (output current) proportional to the logarithmic value of the incident light amount can be read.

【0093】(2)各画素の感度のバラツキの検出方法
について 以下に、図面を参照して、図14のような回路構成の画
素の感度のバラツキ検出動作について説明する。図15
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) Method of Detecting Variation in Sensitivity of Pixels Hereinafter, an operation of detecting variation in sensitivity of pixels having a circuit configuration as shown in FIG. 14 will be described with reference to the drawings. FIG.
5 is a timing chart of signals applied to each signal line connected to each element in a pixel when performing a reset operation.

【0094】(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の電圧をローレベル
にしてMOSトランジスタT1をOFFにするととも
に、信号φSWの電圧をローレベルにしてMOSトラン
ジスタT5をOFFにする。このようにして、MOSト
ランジスタT2とフォトダイオードPDとの接続、及び
MOSトランジスタT2のゲートとMOSトランジスタ
T3のゲートとの接続を遮断する。そして、信号φVRS
の電圧をハイレベルにしてMOSトランジスタT6をO
Nにすることによって、MOSトランジスタT2のゲー
トに直流電圧VRBを印加する。ここで信号φVPSの電圧
をローレベルにすることによって、MOSトランジスタ
T2のソースから負の電荷がMOSトランジスタT2に
流れ込み、MOSトランジスタT2のドレイン・ソース
間に負の電荷が蓄積される。
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 voltage of the signal φS is set to low level to turn off the MOS transistor T1, and the voltage of the signal φSW is set to low level to set the MOS transistor T5. To OFF. Thus, the connection between the MOS transistor T2 and the photodiode PD and the connection between the gate of the MOS transistor T2 and the gate of the MOS transistor T3 are cut off. And the signal φVRS
Of the MOS transistor T6 to the high level
By setting N, the DC voltage V RB is applied to the gate of the MOS transistor T2. Here, by setting the voltage of the signal φVPS to a low level, negative charges flow from the source of the MOS transistor T2 into the MOS transistor T2, and negative charges are accumulated between the drain and the source of the MOS transistor T2.

【0095】次に、信号φVPSの電圧をハイレベル、即
ち直流電圧VPDと同じ又は直流電圧VPDに近い電位にす
ることによって、MOSトランジスタT2のドレイン・
ソース間に蓄積された負の電荷の一部を、信号線φVPS
に流出する。しかしながら、MOSトランジスタT2の
ドレインのポテンシャルが、ゲート下領域のポテンシャ
ルよりも高いので、MOSトランジスタT2のドレイン
に蓄積された負の電荷の一部がMOSトランジスタT2
のドレインに残る。このMOSトランジスタT2のドレ
インに蓄積される負の電荷は、MOSトランジスタT2
の閾値電圧によって定まり、この閾値電圧に比例した値
になる。
Next, by setting the voltage of the signal φVPS to a high level, that is, to a potential equal to or close to the DC voltage VPD, the drain voltage of the MOS transistor T2 is reduced.
A part of the negative charges accumulated between the sources is transferred to the signal line φVPS
Leaked to However, since the potential of the drain of the MOS transistor T2 is higher than the potential of the region under the gate, a part of the negative charge stored in the drain of the MOS transistor T2 is reduced.
Remains in the drain. The negative charge stored in the drain of the MOS transistor T2 is
And is a value proportional to this threshold voltage.

【0096】このとき、MOSトランジスタT2のドレ
イン電圧は該ドレインに蓄積された負の電荷に対応した
電圧となり、このMOSトランジスタT2のドレイン電
圧がMOSトランジスタT3のゲートに現れる。このM
OSトランジスタT3のゲートに現れる電圧は、MOS
トランジスタT2のドレインに蓄積された負の電荷に比
例するので、MOSトランジスタT2の閾値電圧に比例
することがわかる。MOSトランジスタT2,T3をこ
のような状態にすると、信号φVRS2をハイレベルにし
て、一旦、キャパシタC1及び接続ノードaの電位をリ
セットした後、再び、信号φVRS2をローレベルに戻
す。
At this time, the drain voltage of the MOS transistor T2 becomes a voltage corresponding to the negative charge stored in the drain, and the drain voltage of the MOS transistor T2 appears at the gate of the MOS transistor T3. This M
The voltage appearing at the gate of the OS transistor T3 is MOS
Since it is proportional to the negative charge accumulated in the drain of the transistor T2, it can be seen that it is proportional to the threshold voltage of the MOS transistor T2. When the MOS transistors T2 and T3 are in such a state, the signal φVRS2 is set to the high level, the potential of the capacitor C1 and the connection node a is reset, and then the signal φVRS2 is returned to the low level again.

【0097】そして、MOSトランジスタT3のゲート
電圧によって、MOSトランジスタT3に電流が流れ、
リセットされたキャパシタC1に電荷が蓄積されるとと
もに接続ノードaの電位が上昇する。次に、信号φVを
ハイレベルにしてMOSトランジスタT4をONするこ
とによって、接続ノードaの電圧がMOSトランジスタ
T7で電流増幅されて出力信号線6に導出される。この
ようにして画素毎に、そのMOSトランジスタT2の閾
値電圧に比例した電流が出力信号線6に導出されて、各
画素からの出力を補正するための補正データとして検出
することができる。
Then, due to the gate voltage of the MOS transistor T3, a current flows through the MOS transistor T3,
Electric charges are accumulated in the reset capacitor C1, and the potential of the connection node a rises. Next, by setting the signal φV to high level and turning on the MOS transistor T4, the voltage of the connection node a is current-amplified by the MOS transistor T7 and is led out to the output signal line 6. In this way, for each pixel, a current proportional to the threshold voltage of the MOS transistor T2 is led out to the output signal line 6, and can be detected as correction data for correcting the output from each pixel.

【0098】さて、上述のように補正データを検出して
MOSトランジスタT4をOFFした後、信号φVPSを
中間レベルにしてMOSトランジスタT2をリセットす
るとともに、信号φVRSをローレベルに戻してMOSト
ランジスタT6をOFFにする。そして、信号φS及び
信号φSWをハイレベルにして、MOSトランジスタT
1,T5をONにした後、信号φVRS2をハイレベルに
してMOSトランジスタT8を通してキャパシタC1に
蓄積された電荷を放電することによって、キャパシタC
1及び接続ノードaの電位が初期化される。このように
して次の撮像が行える状態にする。
After detecting the correction data and turning off the MOS transistor T4 as described above, the signal φVPS is set to the intermediate level to reset the MOS transistor T2, and the signal φVRS is returned to the low level to turn on the MOS transistor T6. Turn off. Then, the signal φS and the signal φSW are set to the high level, and the MOS transistor T
After turning on T1 and T5, the signal φVRS2 is set to the high level to discharge the electric charge accumulated in the capacitor C1 through the MOS transistor T8.
1 and the potential of the connection node a are initialized. In this way, the state where the next imaging can be performed is set.

【0099】<第6の実施形態>第6の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図16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14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 will be described with reference to the drawings. FIG. 16 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel provided in a solid-state imaging device used in the present embodiment. Elements and signal lines used for the same purpose as the pixel shown in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0100】図16に示すように、本実施形態では、M
OSトランジスタT3のドレインに信号φDを与えるこ
とによってキャパシタC1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T
8を削除した構成となっている。その他の構成は第5の
実施形態(図14)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C1で積分が行われ、ローレベル期間では、キャ
パシタC1の電荷がMOSトランジスタT3を通して放
電され、キャパシタC1の電圧及びMOSトランジスタ
T7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T8を
省略できる分、構成がシンプルになる。
As shown in FIG. 16, in the present embodiment, M
By applying the signal φD to the drain of the OS transistor T3, the potentials of the capacitor C1 and the connection node a are initialized, whereby the MOS transistor T3
8 is deleted. Other configurations are the same as those of the fifth embodiment (FIG. 14). During the high-level period of the signal φD, integration is performed by the capacitor C1 in the same manner as in the first embodiment (FIG. 2). During the low-level period, the charge of the capacitor C1 is discharged through the MOS transistor T3. The voltage and the gate of the MOS transistor T7 substantially become the low level voltage of the signal φD (reset). In the present embodiment, the configuration is simplified because the MOS transistor T8 can be omitted.

【0101】この実施形態において、撮像動作をさせる
ときは、第5の実施形態と同様に、MOSトランジスタ
T1,T5をONにするとともに信号φVRSをローレベ
ルにしてMOSトランジスタT6をOFFにすることに
よって、MOSトランジスタT2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C1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、M
OSトランジスタT7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,T7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 fifth embodiment, the MOS transistors T1 and T5 are turned on, and the signal φVRS is set to low level to turn off the MOS transistor T6. , The MOS transistor T2 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 C1. Then, the MOS transistor T4 is turned on at a predetermined timing, and M
A current proportional to the voltage applied to the gate of the OS transistor T7 is led out to the output signal line 6 through the MOS transistors T4 and T7.

【0102】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、第1の実施形態と同様に、パルス信号φV
が与えられた後、信号φS及び信号φSWをローレベル
にしてMOSトランジスタT1,T5をOFFにして、
リセット動作が始まる。次に、信号φVRSをハイレベル
にして、MOSトランジスタT2のゲートに直流電圧V
RBを印加する。そして、信号φVPSを一旦ローレベルに
した後、信号φVPSをハイレベルにして、MOSトラン
ジスタT2のドレインに負の電荷が蓄積される。この負
の電荷量は、MOSトランジスタT2の閾値電圧によっ
て決まる。
When resetting each pixel, the signals are controlled at the timing shown in FIG. 3 as in the first embodiment.
That is, first, similarly to the first embodiment, the pulse signal φV
Is given, the signal φS and the signal φSW are set to low level to turn off the MOS transistors T1 and T5,
The reset operation starts. Next, the signal φVRS is set to the high level, and the DC voltage V is applied to the gate of the MOS transistor T2.
Apply RB. Then, after the signal φVPS is once set to the low level, the signal φVPS is set to the high level, and negative charges are accumulated in the drain of the MOS transistor T2. This negative charge is determined by the threshold voltage of the MOS transistor T2.

【0103】このとき、一旦、信号φDをローレベルに
してキャパシタC1及び接続ノードaをリセットする。
そして、キャパシタC1には、MOSトランジスタT2
の閾値電圧に比例した電流がMOSトランジスタT3を
通じて流入して、接続ノードaに現れる電圧がこの閾値
電圧に比例した電圧になる。パルス信号φVをMOSト
ランジスタT4のゲートに与えて、接続ノードaに現れ
る電圧をMOSトランジスタT7で電流増幅した出力信
号が出力される。このようにして画素毎に、そのMOS
トランジスタT2の閾値電圧に比例した電流が出力信号
線6に導出されて、各画素からの出力を補正するための
補正データとして検出することができる。
At this time, the signal φD is once set to the low level to reset the capacitor C1 and the connection node a.
The MOS transistor T2 is connected to the capacitor C1.
A current proportional to the threshold voltage flows through the MOS transistor T3, and the voltage appearing at the connection node a becomes a voltage proportional to the threshold voltage. A pulse signal φV is applied to the gate of MOS transistor T4, and an output signal obtained by amplifying the voltage appearing at connection node a by MOS transistor T7 is output. Thus, for each pixel, its MOS
A current proportional to the threshold voltage of the transistor T2 is led out to the output signal line 6, and can be detected as correction data for correcting the output from each pixel.

【0104】このように補正データを検出してMOSト
ランジスタT4をOFFした後、信号φVPSを中間レベ
ルにしてMOSトランジスタT2をリセットした後に、
信号φVRSをローレベルにしてMOSトランジスタT6
をOFFにする。そして、信号φS及び信号φSWをハ
イレベルにして、MOSトランジスタT1,T5をON
にした後、信号φDをローレベルにしてMOSトランジ
スタT3を通してキャパシタC1に蓄積された電荷を放
電することによって、キャパシタC1及び接続ノードa
の電位が初期化される。
After the correction data is detected and the MOS transistor T4 is turned off, the signal φVPS is set to an intermediate level to reset the MOS transistor T2.
When the signal φVRS is set to low level, the MOS transistor T6
To OFF. Then, the signal φS and the signal φSW are set to the high level to turn on the MOS transistors T1 and T5.
After that, the signal φD is set to low level to discharge the electric charge accumulated in the capacitor C1 through the MOS transistor T3, whereby the capacitor C1 and the connection node a
Is initialized.

【0105】<第7の実施形態>第7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16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。
<Seventh Embodiment> A seventh embodiment 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. 16 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0106】図17に示すように、本実施形態では、M
OSトランジスタT3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C1及びMOSトランジス
タT7を削除した構成となっている。即ち、MOSトラ
ンジスタT3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6の実施形態(図
16)と同一である。
As shown in FIG. 17, in this embodiment, M
The DC voltage VPD is applied to the drain of the OS transistor T3, and the capacitor C1 and the MOS transistor T7 are omitted. That is, the drain of the MOS transistor T4 is connected to the source of the MOS transistor T3. Other configurations are the same as those of the sixth embodiment (FIG. 16).

【0107】このような構成の回路において、撮像動作
をさせるときは、第6の実施形態と同様に、MOSトラ
ンジスタT1,T5をONにするとともに信号φVRSを
ローレベルにしてMOSトランジスタT6をOFFにし
て、MOSトランジスタT2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
T2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MOSトランジ
スタT3を流れる。
When the imaging operation is performed in the circuit having such a configuration, as in the sixth embodiment, the MOS transistors T1 and T5 are turned on, and the signal φVRS is set to low level to turn off the MOS transistor T6. Thus, the MOS transistor T2 operates in the sub-threshold state. By operating the MOS transistor T2 in this manner, a drain current having a value that is proportional to the logarithm of the photocurrent in a natural logarithmic manner flows through the MOS transistor T3.

【0108】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T3及びMOSトラ
ンジスタQ1(図13)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 resistance at the time of conduction of the MOS transistor T3 and the MOS transistor Q1 (FIG. 13) 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.

【0109】又、各画素をリセットする際には、図18
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及び信号φSWを
ローレベルにしてMOSトランジスタT1,T5をOF
Fにして、リセット動作が始まる。次に、信号φVRSを
ハイレベルにして、MOSトランジスタT2のゲートに
直流電圧VRBを印加する。そして、信号φVPSを一旦ロ
ーレベルにした後、信号φVPSをハイレベルにして、M
OSトランジスタT2のドレインに負の電荷が蓄積され
る。この負の電荷量は、MOSトランジスタT2の閾値
電圧によって決まる。
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 and the signal φSW are set to low level to turn off the MOS transistors T1 and T5.
Then, the reset operation starts. Next, the signal φVRS is set to the high level, and the DC voltage VRB is applied to the gate of the MOS transistor T2. Then, after the signal φVPS is once set to a low level, the signal φVPS is set to a high level, and M
Negative charges are accumulated in the drain of the OS transistor T2. This negative charge is determined by the threshold voltage of the MOS transistor T2.

【0110】このとき、パルス信号φVをMOSトラン
ジスタT4のゲートに与えて、画素毎に、そのMOSト
ランジスタT2の閾値電圧に比例した電流が出力信号線
6に導出されて、各画素からの出力を補正するための補
正データとして検出することができる。このように補正
データを検出してMOSトランジスタT4をOFFした
後、信号φVPSを中間レベルにしてMOSトランジスタ
T2をリセットした後に、信号φVRSをローレベルにし
てMOSトランジスタT6をOFFにする。しかる後、
信号φS及び信号φSWをハイレベルにして、MOSト
ランジスタT1,T5をONにして、撮像動作を行うた
めの構成にする。
At this time, the pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T4, and for each pixel, a current proportional to the threshold voltage of the MOS transistor T2 is led out to the output signal line 6, and the output from each pixel is output. It can be detected as correction data for correction. After detecting the correction data and turning off the MOS transistor T4, the signal φVPS is set to the intermediate level to reset the MOS transistor T2, and then the signal φVRS is set to the low level to turn off the MOS transistor T6. After a while
The signal φS and the signal φSW are set to a high level, the MOS transistors T1 and T5 are turned on, and a configuration for performing an imaging operation is provided.

【0111】尚、本実施形態では上記第6の実施形態の
ように、光信号をキャパシタC1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C1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6の実施
形態に比し、キャパシタC1及びMOSトランジスタT
7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, unlike the sixth embodiment, the optical signal is not once integrated by the capacitor C1, so that the integration time is not required, and the reset of the capacitor C1 is not required. As a result, the signal processing can be speeded up accordingly. Also, in the present embodiment, compared to the sixth embodiment, the capacitor C1 and the MOS transistor T
7 can be omitted, the configuration is further simplified, and the pixel size can be reduced.

【0112】<第8の実施形態>第8の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図19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5及び図17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。
<Eighth Embodiment> An eighth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 19 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 pixels shown in FIGS. 5 and 17 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0113】図19に示すように、本実施形態では、第
7の実施形態(図17)に示す画素に、MOSトランジ
スタT6に代えてキャパシタC2を用いた回路構成とな
っている。即ち、キャパシタC2は、その一端がMOS
トランジスタT2のゲートとMOSトランジスタT5の
ソースとの接続ノードに接続されるとともに、他端に信
号φVRSが印加される。尚、第2の実施形態(図5)と
同様に、信号φVRSは2値の電圧信号で、グランドレベ
ルをローレベルとし、又、このローレベルより高い電圧
をハイレベルとする。
As shown in FIG. 19, this embodiment has a circuit configuration in which the pixel shown in the seventh embodiment (FIG. 17) uses a capacitor C2 instead of the MOS transistor T6. That is, one end of the capacitor C2 is a MOS
Connected to a connection node between the gate of the transistor T2 and the source of the MOS transistor T5, a signal φVRS is applied to the other end. Incidentally, as in the second embodiment (FIG. 5), the signal φVRS is a binary voltage signal, the ground level is set to a low level, and a voltage higher than this low level is set to a high level.

【0114】このように、本実施形態の構成と第2の実
施形態の構成との関係は、第7の実施形態の構成と第1
の実施形態(図2)の構成との関係とに対応する。よっ
て、第2の実施形態と同様に、キャパシタC2に与える
信号φVRSをローレベルとするともに、MOSトランジ
スタT1,T5をONにすることによって、MOSトラ
ンジスタT2をサブスレッショルド領域で動作させる。
よって、フォトダイオードPDから流れる光電流を対数
変換した電圧が接続ノードaに現れる。そして、MOS
トランジスタT4をONにすることによって、対数変換
された出力信号を出力する。又、リセット動作は、第7
の実施形態と同様、図18のタイミングチャートで示す
タイミングで各信号の値を変化させることによって、各
画素の感度のバラツキを補正データとして検出すること
ができる。
As described above, the relationship between the configuration of the present embodiment and the configuration of the second embodiment is the same as the configuration of the seventh embodiment and the configuration of the first embodiment.
In the embodiment (FIG. 2). Therefore, as in the second embodiment, the signal φVRS given to the capacitor C2 is set to low level, and the MOS transistors T1 and T5 are turned on, thereby operating the MOS transistor T2 in the sub-threshold region.
Therefore, a voltage obtained by logarithmically converting the photocurrent flowing from the photodiode PD appears at the connection node a. And MOS
By turning on the transistor T4, an output signal that is logarithmically converted is output. The reset operation is performed in the seventh
By changing the value of each signal at the timing shown in the timing chart of FIG. 18, the variation in the sensitivity of each pixel can be detected as correction data, as in the embodiment.

【0115】尚、第5〜第8の実施形態の回路構成をし
た画素によると、各画素が撮像動作を行ったのち、各画
素の感度のバラツキの原因となるMOSトランジスタの
閾値電圧に比例した信号を各画素からの出力を補正する
ための補正データとして検出することができる。更にい
えば、予め、後続回路においてメモリに、撮像時に出力
された画像データを画素毎に記憶するとともに、各画素
内のMOSトランジスタの閾値電圧に比例した電流を図
12の信号線9から画素毎にシリアルに出力して、後続
回路における別の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、この画像データを補正データで画
素毎に補正すれば、出力信号から画素のバラツキによる
成分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53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画素内に設けることによって
も実現できる。
According to the pixels having the circuit configurations of the fifth to eighth embodiments, after each pixel performs an imaging operation, the pixel voltage is proportional to the threshold voltage of the MOS transistor which causes a variation in sensitivity of each pixel. The signal can be detected as correction data for correcting the output from each pixel. More specifically, in the subsequent circuit, the image data output at the time of imaging is stored in the memory for each pixel in advance, and a current proportional to the threshold voltage of the MOS transistor in each pixel is supplied from the signal line 9 in FIG. , And stored as correction data for each pixel in another memory of the subsequent circuit. Then, if this image data is corrected for each pixel with the correction data, it is possible to remove components due to pixel variations from the output signal. A specific example of this correction method is shown in FIG. 53 described later. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in a pixel.

【0116】<第9の実施形態>第9の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図20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及び図19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。
<Ninth Embodiment> A ninth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 20 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 pixels shown in FIGS. 6 and 19 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0117】図20に示すように、第8の実施形態(図
19)の画素から、MOSトランジスタT5を削除した
回路構成となっている。即ち、MOSトランジスタT
2,T3のゲートが接続され、又、MOSトランジスタ
T2のソースには直流電圧VPSが印加される。
As shown in FIG. 20, the circuit configuration is such that the MOS transistor T5 is deleted from the pixel of the eighth embodiment (FIG. 19). That is, the MOS transistor T
2, the gate of T3 is connected, and the DC voltage VPS is applied to the source of the MOS transistor T2.

【0118】このように、本実施形態の構成と第3の実
施形態(図6)の構成との関係は、第8の実施形態の構
成と第2の実施形態(図5)の構成との関係に対応す
る。よって、第3の実施形態と同様に、キャパシタC2
に与える信号φVRSをローレベルとするともに、MOS
トランジスタT1をONにすることによって、MOSト
ランジスタT2をサブスレッショルド領域で動作させ
る。よって、フォトダイオードPDから流れる光電流を
対数変換した電圧が接続ノードaに現れる。そして、M
OSトランジスタT4をONにすることによって、対数
変換された出力信号を出力する。
As described above, the relationship between the configuration of the present embodiment and the configuration of the third embodiment (FIG. 6) is the same as that of the configuration of the eighth embodiment and the configuration of the second embodiment (FIG. 5). Respond to relationships. Therefore, similarly to the third embodiment, the capacitor C2
The signal φVRS to be supplied to the
Turning on the transistor T1 causes the MOS transistor T2 to operate in the sub-threshold region. Therefore, a voltage obtained by logarithmically converting the photocurrent flowing from the photodiode PD appears at the connection node a. And M
When the OS transistor T4 is turned on, the logarithmically converted output signal is output.

【0119】又、各画素をリセットする際には、図21
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をローレベルにし
てMOSトランジスタT1をOFFにして、リセット動
作が始まる。次に、信号φVRSをハイレベルにして、M
OSトランジスタT2のゲート電圧を高くすることによ
って、MOSトランジスタT2のソースから流入する電
荷の量を増加させる。
When resetting each pixel, the operation shown in 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 low level to turn off the MOS transistor T1, and the reset operation starts. Next, the signal φVRS is set to a high level, and M
By increasing the gate voltage of the OS transistor T2, the amount of charge flowing from the source of the MOS transistor T2 is increased.

【0120】このようにして、MOSトランジスタT2
のゲート及びドレイン、MOSトランジスタT3のゲー
ト、そしてキャパシタC2に蓄積された正の電荷が速や
かに再結合される。そして、信号φVRSをローレベルに
してMOSトランジスタT2のポテンシャルを基の初期
状態にリセットする。このとき、パルス信号φVをMO
SトランジスタT4のゲートに与えて、画素毎に、この
リセット時の出力電圧が出力信号線6に導出されて、各
画素からの出力を補正するための補正データとして検出
することができる。このように補正データを検出してM
OSトランジスタT4をOFFした後、信号φSをハイ
レベルにして、MOSトランジスタT1をONにして、
次の撮像動作に備える。
Thus, MOS transistor T2
, The gate of the MOS transistor T3, and the positive charge stored in the capacitor C2 are quickly recombined. Then, the signal φVRS is set to the low level to reset the potential of the MOS transistor T2 to the initial state. At this time, the pulse signal φV is
The output voltage at the time of resetting is applied to the gate of the S-transistor T4 for each pixel, is output to the output signal line 6, and can be detected as correction data for correcting the output from each pixel. Thus, the correction data is detected and M
After turning off the OS transistor T4, the signal φS is set to the high level, and the MOS transistor T1 is turned on.
Prepare for the next imaging operation.

【0121】<第10の実施形態>第10の実施形態に
ついて、図面を参照して説明する。図22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及び図20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。
<Tenth Embodiment> A tenth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 22 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel provided in a solid-state imaging device used in the present embodiment. Elements and signal lines used for the same purpose as the pixels shown in FIGS. 9 and 20 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0122】図22に示すように、第9の実施形態(図
20)の画素から、キャパシタC2を削除した回路構成
となっている。又、MOSトランジスタT2のソースに
は信号φVPSが入力される。尚、信号φVPSは、第4の
実施形態(図9)と同様に、2値の電圧信号で、直流電
圧VPSと略等しい電圧でMOSトランジスタT2をサブ
スレッショルド領域で動作させるための電圧をハイレベ
ルとし、又、この電圧よりも低くMOSトランジスタT
2にハイレベルの電圧を与えたときよりも大きい電流が
流れ得るようにする電圧をローレベルとする。
As shown in FIG. 22, the circuit configuration is such that the capacitor C2 is removed from the pixel of the ninth embodiment (FIG. 20). The signal φVPS is input to the source of the MOS transistor T2. The signal φVPS is a binary voltage signal similar to the fourth embodiment (FIG. 9), and is a voltage substantially equal to the DC voltage VPS and is a high level voltage for operating the MOS transistor T2 in the sub-threshold region. And the MOS transistor T lower than this voltage
The voltage at which a larger current can flow than when a high-level voltage is applied to 2 is set to a low level.

【0123】このように、本実施形態の構成と第4の実
施形態の構成との関係は、第9の実施形態の構成と第3
の実施形態(図6)の構成との関係に対応する。よっ
て、第4の実施形態と同様に、MOSトランジスタT2
のソースに与える信号φVPSをハイレベルとするとも
に、MOSトランジスタT1をONにすることによっ
て、MOSトランジスタT2をサブスレッショルド領域
で動作させる。よって、フォトダイオードPDから流れ
る光電流を対数変換した電圧が接続ノードaに現れる。
そして、MOSトランジスタT4をONにすることによ
って、対数変換された出力信号を出力する。
As described above, the relationship between the configuration of the present embodiment and the configuration of the fourth embodiment is the same as that of the ninth embodiment and the third configuration.
Corresponds to the configuration of the embodiment (FIG. 6). Therefore, similarly to the fourth embodiment, the MOS transistor T2
The signal .phi.VPS applied to the source is set to a high level, and the MOS transistor T1 is turned on to operate the MOS transistor T2 in the subthreshold region. Therefore, a voltage obtained by logarithmically converting the photocurrent flowing from the photodiode PD appears at the connection node a.
Then, by turning on the MOS transistor T4, the logarithmically converted output signal is output.

【0124】又、各画素をリセットする際には、図23
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をローレベルにし
てMOSトランジスタT1をOFFにして、リセット動
作が始まる。次に、信号φVPSをローレベルにして、M
OSトランジスタT2のソース電圧を低くすることによ
って、MOSトランジスタT2のソースから流入する電
荷の量を増加させる。
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 low level to turn off the MOS transistor T1, and the reset operation starts. Next, the signal φVPS is set to low level, and M
By reducing the source voltage of the OS transistor T2, the amount of charge flowing from the source of the MOS transistor T2 is increased.

【0125】このようにして、MOSトランジスタT2
のゲート及びドレイン、そしてMOSトランジスタT3
のゲートに蓄積された正の電荷が速やかに再結合され
る。そして、信号φVPSをハイレベルにしてMOSトラ
ンジスタT2のポテンシャルを基の初期状態にリセット
する。このとき、パルス信号φVをMOSトランジスタ
T4のゲートに与えて、画素毎に、このリセット時の出
力電圧が出力信号線6に導出されて、各画素からの出力
を補正するための補正データとして検出することができ
る。このように補正データを検出してMOSトランジス
タT4をOFFした後、信号φSをハイレベルにして、
MOSトランジスタT1をONにして、次の撮像動作に
備える。
Thus, MOS transistor T2
Gate and drain of the MOS transistor T3
The positive charges stored in the gates of the transistors are quickly recombined. Then, the signal φVPS is set to the high level to reset the potential of the MOS transistor T2 to the initial state. At this time, the pulse signal φV is supplied to the gate of the MOS transistor T4, and for each pixel, the output voltage at the time of resetting is led out to the output signal line 6 and detected as correction data for correcting the output from each pixel. can do. After detecting the correction data and turning off the MOS transistor T4, the signal φS is set to the high level,
The MOS transistor T1 is turned on to prepare for the next imaging operation.

【0126】尚、第9、第10の実施形態において、第
5〜第8の実施形態と同様に、このリセット時に読み出
した出力信号が、図12の信号線9から画素毎にシリア
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、実際の撮像時の出
力電流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、出力信号から画素のバラツキによる成分を取り
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53に示している。この補正方法は、ラインメモリ
などのメモリを画素内に設けることによっても実現でき
る。
In the ninth and tenth embodiments, similarly to the fifth to eighth embodiments, the output signal read at the time of resetting is serially output for each pixel from the signal line 9 in FIG. In a subsequent circuit, correction data for each pixel is stored in a memory. Then, if the output current at the time of actual imaging is corrected for each pixel using the stored correction data, it is possible to remove components due to pixel variations from the output signal. A specific example of this correction method is shown in FIG. 53 described later. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in a pixel.

【0127】又、第8〜第10の実施形態(図19、図
20、図22)において、第5の実施形態(図14)の
ように、MOSトランジスタT3のソースに他端に直流
電圧VPSが印加されたキャパシタC1やMOSトランジ
スタT7のゲート、そして、キャパシタC1をリセット
するためのMOSトランジスタT8のドレインを接続す
るとともに、MOSトランジスタT7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6の実施形態(図16)のように、M
OSトランジスタT3のドレインに信号φDを与えるよ
うにして、上述した第5の実施形態(図14)のような
構成からMOSトランジスタT8を削除した構成にして
も良い。
In the eighth to tenth embodiments (FIGS. 19, 20, and 22), as in the fifth embodiment (FIG. 14), the source of the MOS transistor T3 has a DC voltage VPS connected to the other end. Is connected to the gates of the capacitor C1 and the MOS transistor T7, to which the drain of the MOS transistor T8 for resetting the capacitor C1 is connected, and the source of the MOS transistor T7 is connected to the MOS.
It may be configured to be connected to the drain of the transistor T4. Further, as in the sixth embodiment (FIG. 16), M
The configuration may be such that the signal φD is applied to the drain of the OS transistor T3, and the MOS transistor T8 is omitted from the configuration as in the above-described fifth embodiment (FIG. 14).

【0128】<ディプレッション型MOSトランジスタ
を組み合わせた構成の画素>又、第1〜第10の実施形
態(図2、図5、図6、図9、図14、図16、図1
7、図19、図20、図22)において、第1MOSト
ランジスタT1をディプレッション型のNチャネルのM
OSトランジスタとしても構わない。この画素の構成
を、第7〜10の実施形態(図17、図19、図20、
図22)の画素を例にして、図24〜図27に示す。図
24〜図27に示すように、MOSトランジスタT1以
外のMOSトランジスタT2〜T6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。
<Pixel Having Configuration Combined with Depletion-Type MOS Transistor> Also, in the first to tenth embodiments (FIGS. 2, 5, 6, 9, 14, 16, and 1)
7, 19, 20, and 22), the first MOS transistor T1 is connected to a depletion-type N-channel M
An OS transistor may be used. The configuration of this pixel is described in the seventh to tenth embodiments (FIGS. 17, 19, 20,
FIGS. 24 to 27 show the pixel of FIG. 22) as an example. As shown in FIGS. 24 to 27, the MOS transistors T2 to T6 other than the MOS transistor T1 are enhancement-type N-channel MOS transistors.

【0129】図17、図19、図20、図22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T1,T2が直列に接続さ
れるため、MOSトランジスタT1のゲートに与える信
号φSのハイレベルの電圧が、通常は、この画素に供給
する電圧よりも高くなる。そのため、通常はMOSトラ
ンジスタT1に信号φSを与えるための別の電源を設け
る必要がある。
As shown in FIGS. 17, 19, 20, and 22, when all the MOS transistors provided in the pixel are constituted by enhancement type MOS transistors, the MOS transistors T1 and T2 are connected in series. Therefore, the high-level voltage of the signal φS applied to the gate of the MOS transistor T1 is normally higher than the voltage supplied to this pixel. Therefore, it is usually necessary to provide another power supply for supplying signal φS to MOS transistor T1.

【0130】それに対して、上述したように、このMO
SトランジスタT1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
φSのハイレベルの電圧を低くすることができ、他のM
OSトランジスタに与えるハイレベルの信号と同じ電圧
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 T1 a depletion type MOS transistor, the high level voltage of the signal φS applied to its gate can be reduced, and the other M
The same voltage as a high-level signal applied to the OS transistor can be obtained. 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.

【0131】<PチャネルMOSトランジスタを組み合
わせた構成の画素>更に、第1〜第10の実施形態にお
いて、第1MOSトランジスタT1をP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、
第7〜第10の実施形態の画素を例にして、図28〜図
31に示す。図28〜図31に示すように、MOSトラ
ンジスタT1以外のMOSトランジスタT2〜T6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T1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T2のドレインに接続される。
<Pixel Having Combination of P-Channel MOS Transistors> Further, in the first to tenth embodiments, the first MOS transistor T1 is connected to the P-channel MOS
It may be an S transistor. The configuration of this pixel is
FIGS. 28 to 31 show the pixels of the seventh to tenth embodiments as examples. As shown in FIGS. 28 to 31, the MOS transistors T2 to T6 other than the MOS transistor T1 are:
This is an N-channel MOS transistor. The source of the MOS transistor T1 is connected to the anode of the photodiode PD, and the drain is connected to the drain of the MOS transistor T2.

【0132】このような構成にしたとき、MOSトラン
ジスタT1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T1のゲートに与える信号φSが、第1〜
第10の実施形態の信号φSとそのタイミングが逆転す
るとともに、MOSトランジスタT1のドレインに直列
に接続されたMOSトランジスタT2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 T1 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 φS given to the gate of the transistor T1 is
The ON / OFF operation can be performed without being affected by the MOS transistor T2 connected in series to the drain of the MOS transistor T1 while the timing of the signal φS of the tenth embodiment and its timing are reversed.

【0133】又、MOSトランジスタT1のON/OF
F動作が、MOSトランジスタT2の影響を受けること
がないので、信号φS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T1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T1を生成することが可能
である。よって、上述したように、第1MOSトランジ
スタT1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 MOS transistor T1
Since the F operation is not affected by the MOS transistor T2, there is no need to provide another power supply for supplying the signal φS. Further, by doing so, the MOS transistor T1 can be an enhancement type MOS transistor like the other MOS transistors, so that the MOS transistor T1 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 first MOS transistor T1 is a depression type MOS transistor.

【0134】<第11の実施形態>第11の実施形態に
ついて、図面を参照して説明する。図55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14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。
<Eleventh Embodiment> An eleventh embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 55 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. 14 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0135】図55に示すように、本実施形態では、画
素の出力側を構成するMOSトランジスタT3,T4,
T7,T8及びキャパシタC1が、図14の画素と同様
の構成をしている。このような図55の画素において、
フォトダイオードPDのアノードに直流電圧VPSが印加
され、MOSトランジスタT2のドレインに信号φVPD
が与えられるとともにそのソースがMOSトランジスタ
T3のゲートに接続される。又、MOSトランジスタT
2のソースにドレインが接続されるとともにフォトダイ
オードPDのカソードにソースが接続された第1MOS
トランジスタT1が設けられる。更に、MOSトランジ
スタT2のゲートには信号φVPGが与えられ、MOSト
ランジスタT1のゲートには信号φSが与えられる。
As shown in FIG. 55, in this embodiment, the MOS transistors T3, T4,
T7, T8 and capacitor C1 have the same configuration as the pixel of FIG. In such a pixel of FIG. 55,
The DC voltage VPS is applied to the anode of the photodiode PD, and the signal φVPD is applied to the drain of the MOS transistor T2.
And its source is connected to the gate of MOS transistor T3. Also, the MOS transistor T
A first MOS having a drain connected to the source of the second MOS transistor and a source connected to the cathode of the photodiode PD;
A transistor T1 is provided. Further, signal φVPG is applied to the gate of MOS transistor T2, and signal φS is applied to the gate of MOS transistor T1.

【0136】(1) 光電流を自然対数的に変換して出
力する場合。 このとき、MOSトランジスタT2をサブスレッショル
ド領域で動作させるための電圧を第1電圧とし、MOS
トランジスタT2の閾値のバラツキを検出するために、
直流電圧VPSに略等しい値となる電圧を第2電圧とす
る。
(1) A case where a photocurrent is converted into a natural logarithm and output. At this time, the voltage for operating the MOS transistor T2 in the sub-threshold region is set to the first voltage,
In order to detect the variation in the threshold value of the transistor T2,
A voltage having a value substantially equal to the DC voltage VPS is defined as a second voltage.

【0137】(1−a)撮像動作 信号φVPDを第1電圧として、MOSトランジスタT2
をサブスレッショルド領域で動作させるとともに、MO
SトランジスタT1のゲートに与えられる信号φSをハ
イレベルにし、MOSトランジスタT1をONの状態に
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、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T2のソース及びMOSトラ
ンジスタT3のゲートに発生する。尚、このとき、フォ
トダイオードPDで発生した負の光電荷がMOSトラン
ジスタT2のソースに流れ込むため、強い光が入射され
るほどMOSトランジスタT2のソース電圧が低くな
る。
(1-a) Imaging Operation Using the signal φVPD as the first voltage, the MOS transistor T2
Is operated in the sub-threshold region and MO
The signal φS applied to the gate of the S transistor T1 is set to a high level, and the MOS transistor T1 is turned on. At this time, when light enters the photodiode PD, a photocurrent is generated, and a voltage of a value obtained by natural logarithmically converting the photocurrent is applied to the source of the MOS transistor T2 and the gate of the MOS transistor T3 due to the subthreshold characteristic of the MOS transistor. appear. At this time, since the negative photocharge generated in the photodiode PD flows into the source of the MOS transistor T2, the source voltage of the MOS transistor T2 becomes lower as more intense light enters.

【0138】このようにして光電流に対して自然対数的
に変化した電圧がMOSトランジスタT3のゲートに現
れると、まず、MOSトランジスタT8のゲートにハイ
レベルの信号φVRS2を与えてMOSトランジスタT8
をONにして、キャパシタC1及び接続ノードaの電圧
をリセットする。このとき、接続ノードaの電圧をMO
SトランジスタT3が動作できるようにMOSトランジ
スタT3のゲート電圧により決定される表面ポテンシャ
ルより低い電圧になるようにリセットする。次に、信号
φVRS2をローレベルにしてMOSトランジスタT8を
OFFにした後、信号φVをハイレベルにしてMOSト
ランジスタT4をONにする。
When a voltage which has changed in a natural logarithmic manner with respect to the photocurrent appears at the gate of the MOS transistor T3, first, a high-level signal φVRS2 is applied to the gate of the MOS transistor T8, and the MOS transistor T8
Is turned on to reset the voltage of the capacitor C1 and the connection node a. At this time, the voltage of the connection node a is set to MO
The voltage is reset to a voltage lower than the surface potential determined by the gate voltage of the MOS transistor T3 so that the S transistor T3 can operate. Next, the signal φVRS2 is set to low level to turn off the MOS transistor T8, and then the signal φV is set to high level to turn on the MOS transistor T4.

【0139】このとき、接続ノードaの電圧がMOSト
ランジスタT8によってリセットされることで、MOS
トランジスタT3が動作を行い、MOSトランジスタT
3のゲート電圧によって決定される表面ポテンシャルを
サンプルした電圧がMOSトランジスタT7のゲートに
与えられる。よって、MOSトランジスタT7のゲート
電圧が入射光量を対数変換した値に比例した値となるた
め、MOSトランジスタT4をONにしたとき、前記光
電流を自然対数的に変換した値となる電流又は電圧が、
MOSトランジスタT7,T4を介して出力信号線6に
導出される。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)を読み出すと、MOSトランジスタ
T4をOFFにする。
At this time, the voltage of the connection node a is reset by the MOS transistor T8, so that the MOS
The transistor T3 operates and the MOS transistor T
A voltage obtained by sampling the surface potential determined by the gate voltage of No. 3 is applied to the gate of the MOS transistor T7. Therefore, since the gate voltage of the MOS transistor T7 becomes a value proportional to the value obtained by logarithmically converting the incident light amount, when the MOS transistor T4 is turned on, the current or voltage that becomes a value obtained by natural logarithmically converting the photocurrent becomes ,
The output signal is output to the output signal line 6 via the MOS transistors T7 and T4. When the signal (output current) proportional to the logarithmic value of the incident light amount is read in this way, the MOS transistor T4 is turned off.

【0140】(1−b)感度のバラツキ検出 各画素の感度のバラツキを検出するときの、各信号のタ
イミングチャートを図56に示す。上記のように、パル
ス信号φVRS2がMOSトランジスタT8に与えられて
接続ノードaの電圧がリセットされた後、パルス信号φ
VがMOSトランジスタT4のゲートに与えられて、出
力信号が読み出されると、まず、信号φSをローレベル
にして、MOSトランジスタT1をOFFにする。そし
て、信号φVPDを第2電圧にして、MOSトランジスタ
T2のドレイン・ソース間に負の電荷を蓄積させる。
(1-b) Sensitivity Variation Detection FIG. 56 shows a timing chart of each signal when detecting the sensitivity variation of each pixel. As described above, after the pulse signal φVRS2 is supplied to the MOS transistor T8 to reset the voltage of the connection node a, the pulse signal φVRS2 is reset.
When V is applied to the gate of the MOS transistor T4 and the output signal is read, first, the signal φS is set to low level to turn off the MOS transistor T1. Then, the signal φVPD is set to the second voltage, and negative charges are accumulated between the drain and the source of the MOS transistor T2.

【0141】次に、信号φVPDを第1電圧に戻すと、こ
の蓄積された負の電荷が信号φVPDの信号線に流れ出し
て、MOSトランジスタT2のソースに負の電荷が蓄積
された状態になる。この負の電荷の蓄積量は、ゲート・
ソース間の閾値電圧によって決まる。このように、MO
SトランジスタT2のソースに負の電荷が蓄積される
と、MOSトランジスタT8のゲートにパルス信号φV
RS2を与えて、接続ノードaの電圧をリセットした後、
MOSトランジスタT4のゲートにパルス信号φVを与
えて出力信号を読み出す。
Next, when the signal φVPD is returned to the first voltage, the accumulated negative charge flows out to the signal line of the signal φVPD, and the state where the negative charge is accumulated in the source of the MOS transistor T2 is obtained. The amount of this negative charge is
It is determined by the threshold voltage between the sources. Thus, MO
When negative charge is accumulated in the source of the S transistor T2, the pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T8.
After giving RS2 and resetting the voltage of the connection node a,
The pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T4 to read the output signal.

【0142】このとき、読み出された出力信号は、MO
SトランジスタT2の閾値電圧に応じた値となるため、
これにより、各画素の感度のバラツキを検出することが
できる。そして、最後に、撮像動作が行えるように、信
号φSをハイレベルにしてMOSトランジスタT1をO
Nにする。このように検出した感度のバラツキ検出を行
って得られる信号を補正データとしてラインメモリなど
のメモリに記憶し、各画素毎に、実際の撮像時の出力信
号をこの補正データを用いて補正することによって、出
力信号から画素のバラツキによる成分を取り除くことが
できる。この補正方法は、ラインメモリなどのメモリを
画素内に設けることによっても実現できる。
At this time, the read output signal is
Since the value corresponds to the threshold voltage of the S transistor T2,
As a result, it is possible to detect variations in the sensitivity of each pixel. Finally, the signal φS is set to a high level to turn on the MOS transistor T1 so that the imaging operation can be performed.
Set to N. A signal obtained by detecting the variation in sensitivity thus detected is stored as correction data in a memory such as a line memory, and an output signal at the time of actual imaging is corrected for each pixel using the correction data. Accordingly, it is possible to remove components due to pixel variations from the output signal. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in a pixel.

【0143】(2)光電流を線形的に変換して出力する
場合。 このとき、信号φVPDの電圧は、MOSトランジスタT
3の動作点となる電圧である第3電圧とする(MOSト
ランジスタT3が正しく作動するように回路構成が最適
化されていれば、信号φVPDの電圧を先の第1電圧とす
ることも可能である。)。又、このとき、信号φSは常
にハイレベルで、信号φSがゲートに与えられるMOS
トランジスタT1は、常にON状態である。このように
することによって、MOSトランジスタT2が図54の
リセット用のMOSトランジスタT2に、MOSトラン
ジスタT3が図54の信号増幅用のMOSトランジスタ
T1に相当した構成になる。
(2) A case where a photocurrent is linearly converted and output. At this time, the voltage of the signal φVPD is
3 (the voltage of the signal φVPD can be the first voltage if the circuit configuration is optimized so that the MOS transistor T3 operates properly). is there.). At this time, the signal φS is always at the high level, and the signal φS is applied to the gate of the MOS.
The transistor T1 is always on. With this configuration, the MOS transistor T2 corresponds to the reset MOS transistor T2 in FIG. 54, and the MOS transistor T3 corresponds to the signal amplifying MOS transistor T1 in FIG.

【0144】(2−a)撮像動作 まず、信号φVPGをローレベルにして、リセット用のM
OSトランジスタT2をOFFの状態にする。このよう
に、リセット用のMOSトランジスタT2をOFFにす
ると、フォトダイオードPDに光電流が流れることによ
って、MOSトランジスタT3のゲート電圧が変化す
る。即ち、フォトダイオードPDより負の光電荷がMO
SトランジスタT3のゲートに与えられ、MOSトラン
ジスタT3のゲート電圧が、光電流に対して線形的に変
化した値になる。尚、このとき、フォトダイオードPD
で発生した負の光電荷がMOSトランジスタT3のゲー
トに流れ込むため、強い光が入射されるほどMOSトラ
ンジスタT3のゲート電圧が低くなる。
(2-a) Imaging Operation First, the signal φVPG is set to low level, and the reset M
The OS transistor T2 is turned off. As described above, when the reset MOS transistor T2 is turned off, a photocurrent flows through the photodiode PD, so that the gate voltage of the MOS transistor T3 changes. That is, the negative photocharge is more than MO from the photodiode PD.
The gate voltage of the MOS transistor T3, which is applied to the gate of the S transistor T3, has a value linearly changed with respect to the photocurrent. At this time, the photodiode PD
The negative photo-charge generated in the above flows into the gate of the MOS transistor T3, so that the stronger the light is incident, the lower the gate voltage of the MOS transistor T3 becomes.

【0145】このようにして光電流に対して線形的に変
化した電圧がMOSトランジスタT3のゲートに現れる
と、まず、MOSトランジスタT8のゲートにハイレベ
ルの信号φVRS2を与えてMOSトランジスタT8をO
Nにして、キャパシタC1及び接続ノードaの電圧をリ
セットする。このとき、接続ノードaの電圧をMOSト
ランジスタT3が動作できるようにMOSトランジスタ
T3のゲート電圧により決定される表面ポテンシャルよ
り低い電圧になるようにリセットする。次に、信号φV
RS2をローレベルにしてMOSトランジスタT8をOF
Fにした後、信号φVをハイレベルにしてMOSトラン
ジスタT4をONにする。
When the voltage linearly changed with respect to the photocurrent appears at the gate of the MOS transistor T3, first, a high-level signal φVRS2 is applied to the gate of the MOS transistor T8 to turn on the MOS transistor T8.
N, resetting the voltage of the capacitor C1 and the connection node a. At this time, the voltage of the connection node a is reset to a voltage lower than the surface potential determined by the gate voltage of the MOS transistor T3 so that the MOS transistor T3 can operate. Next, the signal φV
Set RS2 to low level and set MOS transistor T8 to OF
After that, the signal φV is changed to high level to turn on the MOS transistor T4.

【0146】このとき、接続ノードaの電圧がMOSト
ランジスタT8によってリセットされることで、MOS
トランジスタT3が動作を行い、MOSトランジスタT
3のゲート電圧によって決定される表面ポテンシャルを
サンプルした電圧がMOSトランジスタT7のゲートに
与えられる。よって、MOSトランジスタT7のゲート
電圧が入射光量を積分した値に比例した値となるため、
MOSトランジスタT4をONにしたとき、前記光電流
を線形的に変換した値となる電流が、MOSトランジス
タT7,T4を介して出力信号線6に導出される。この
ようにして入射光量の値に比例した信号(出力電流)を
読み出すと、MOSトランジスタT4をOFFにする。
At this time, the voltage of the connection node a is reset by the MOS transistor T8, so that the MOS
The transistor T3 operates and the MOS transistor T
A voltage obtained by sampling the surface potential determined by the gate voltage of No. 3 is applied to the gate of the MOS transistor T7. Therefore, the gate voltage of the MOS transistor T7 becomes a value proportional to the value obtained by integrating the amount of incident light.
When the MOS transistor T4 is turned on, a current having a value obtained by linearly converting the photocurrent is led out to the output signal line 6 via the MOS transistors T7 and T4. When a signal (output current) proportional to the value of the amount of incident light is read in this way, the MOS transistor T4 is turned off.

【0147】(2−b)リセット動作 各画素のリセットを行うときの、各信号のタイミングチ
ャートを図57に示す。上記のように、パルス信号φV
RS2がMOSトランジスタT8に与えられて接続ノード
aの電圧がリセットされた後、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、出力信号が読
み出されると、まず、信号φVPGをハイレベルにして、
MOSトランジスタT2をONにする。このようにMO
SトランジスタT2がONになると、MOSトランジス
タT3のゲートに第3電圧が与えられ、MOSトランジ
スタT3のゲート電圧がリセットされる。そして、信号
φVPGを再びローレベルにして、MOSトランジスタT
2をOFFにする。
(2-b) Reset operation FIG. 57 shows a timing chart of each signal when each pixel is reset. As described above, the pulse signal φV
After RS2 is applied to MOS transistor T8 and the voltage at connection node a is reset, pulse signal φV is
When the output signal is read by being applied to the gate of the transistor T4, first, the signal φVPG is set to a high level,
Turn on the MOS transistor T2. In this way MO
When the S transistor T2 is turned on, the third voltage is applied to the gate of the MOS transistor T3, and the gate voltage of the MOS transistor T3 is reset. Then, the signal φVPG is set to low level again, and the MOS transistor T
2 is turned off.

【0148】次に、MOSトランジスタT8のゲートに
パルス信号φVRS2を与えて、接続ノードaの電圧をリ
セットした後、MOSトランジスタT4のゲートにパル
ス信号φVを与えて出力信号を読み出す。このとき、出
力信号は、MOSトランジスタT3のゲート電圧に応じ
た値となり、初期化されたときの出力信号として読み出
される。そして、出力信号が読み出されると、再び上記
した撮像動作が行われる。
Next, after applying the pulse signal φVRS2 to the gate of the MOS transistor T8 to reset the voltage at the connection node a, the pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T4 to read the output signal. At this time, the output signal has a value corresponding to the gate voltage of the MOS transistor T3, and is read as an output signal when initialized. When the output signal is read, the above-described imaging operation is performed again.

【0149】このように初期化されたときの信号を補正
データとしてラインメモリなどのメモリに記憶し、各画
素毎に、実際の撮像時の出力信号をこの補正データを用
いて補正することによって、出力信号から画素のバラツ
キによる成分を取り除くことができる。この補正方法
は、ラインメモリなどのメモリを画素内に設けることに
よっても実現できる。尚、第6の実施形態(図16)の
ように、MOSトランジスタT3のドレインにパルス信
号(例えば、φVPD’)を与えるような構造にして、こ
の信号φVPD’によってMOSトランジスタT3によっ
て、接続ノードaの電圧をリセットできるようにするこ
とで、図55の構成の画素からMOSトランジスタT8
を省略した構成にしても構わない。
The signal thus initialized is stored in a memory such as a line memory as correction data, and the output signal at the time of actual image pickup is corrected for each pixel using this correction data. A component due to pixel variation can be removed from the output signal. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in a pixel. Incidentally, as in the sixth embodiment (FIG. 16), a structure is adopted in which a pulse signal (for example, φVPD ′) is applied to the drain of the MOS transistor T3. Of the MOS transistor T8 from the pixel having the configuration of FIG.
May be omitted.

【0150】<第12の実施形態>第12の実施形態に
ついて、図面を参照して説明する。図58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55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。
<Twelfth Embodiment> A twelfth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 58 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel provided in a solid-state imaging device used in the present embodiment. Elements and signal lines used for the same purpose as the pixel shown in FIG. 55 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0151】図58に示すように、本実施形態では、図
55の画素におけるMOSトランジスタT3,T8をP
チャネルのMOSトランジスタとし、MOSトランジス
タT3のドレインに直流電圧VPSが印加されるととも
に、このMOSトランジスタT3のソースに一端が接続
されたキャパシタC1の他端に直流電圧VPDが印加され
る。又、MOSトランジスタT8のドレインに直流電圧
VRB2が印加され、そのソースにMOSトランジスタT
7のゲートが接続される。その他の構成については、図
55の画素の構成と同様である。尚、MOSトランジス
タT8のソースに印加される直流電圧VRB2は、VPSよ
りも高い電圧である。
As shown in FIG. 58, in this embodiment, the MOS transistors T3 and T8 in the pixel of FIG.
As a channel MOS transistor, the DC voltage VPS is applied to the drain of the MOS transistor T3, and the DC voltage VPD is applied to the other end of the capacitor C1 having one end connected to the source of the MOS transistor T3. A DC voltage V RB2 is applied to the drain of the MOS transistor T8, and the source of the MOS transistor T
7 are connected. Other configurations are the same as those of the pixel in FIG. The DC voltage V RB2 applied to the source of the MOS transistor T8 is higher than V PS.

【0152】(1) 光電流を自然対数的に変換して出
力する場合。 このとき、第11の実施形態と同様に、MOSトランジ
スタT2をサブスレッショルド領域で動作させるための
電圧を第1電圧とし、MOSトランジスタT2の閾値の
バラツキを検出するために、直流電圧VPSに略等しい値
となる電圧を第2電圧とする。
(1) A case where a photocurrent is converted into a natural logarithm and output. At this time, as in the eleventh embodiment, the voltage for operating the MOS transistor T2 in the sub-threshold region is set to the first voltage, and is substantially equal to the DC voltage VPS in order to detect the variation in the threshold value of the MOS transistor T2. The value voltage is defined as a second voltage.

【0153】(1−a)撮像動作 信号φVPDを第1電圧として、MOSトランジスタT2
をサブスレッショルド領域で動作させるとともに、MO
SトランジスタT1のゲートに与えられる信号φSをハ
イレベルにし、MOSトランジスタT1をONの状態に
する。尚、キャパシタC1及び接続ノードaの電圧が、
MOSトランジスタT8によってリセットされているも
のとする。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、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T2のソース及びMOS
トランジスタT3のゲートに発生する。尚、このとき、
フォトダイオードPDで発生した負の光電荷がMOSト
ランジスタT2のソースに流れ込むため、強い光が入射
されるほどMOSトランジスタT2のソース電圧が低く
なる。
(1-a) Imaging Operation Using the signal φVPD as the first voltage, the MOS transistor T2
Is operated in the sub-threshold region and MO
The signal φS applied to the gate of the S transistor T1 is set to a high level, and the MOS transistor T1 is turned on. Note that the voltage of the capacitor C1 and the connection node a is
It is assumed that the reset has been performed by the MOS transistor T8. At this time, when light is incident on the photodiode PD, a photocurrent is generated. Due to the sub-threshold characteristic of the MOS transistor, a voltage obtained by natural logarithmically converting the photocurrent is applied to the source and the MOS of the MOS transistor T2.
It occurs at the gate of transistor T3. At this time,
Since the negative photocharge generated in the photodiode PD flows into the source of the MOS transistor T2, the source voltage of the MOS transistor T2 becomes lower as more intense light enters.

【0154】このようにして光電流に対して自然対数的
に変化した電圧がMOSトランジスタT3のゲートに現
れると、接続ノードaがリセットされてMOSトランジ
スタT3のゲート電圧により決定される表面ポテンシャ
ルより高い電圧になっているので、キャパシタC1から
正の電荷がMOSトランジスタT3を介して流れる。こ
のとき、MOSトランジスタT3のゲート電圧によっ
て、キャパシタC1から流れる正の電荷量が決定され
る。即ち、強い光が入射されてMOSトランジスタT2
のソース電圧が低くなるときほど、キャパシタC1から
流れる正の電荷量が多い。
When a voltage which changes in a natural logarithmic manner with respect to the photocurrent appears at the gate of the MOS transistor T3, the connection node a is reset and is higher than the surface potential determined by the gate voltage of the MOS transistor T3. Since the voltage is a voltage, a positive charge flows from the capacitor C1 through the MOS transistor T3. At this time, the amount of positive charge flowing from the capacitor C1 is determined by the gate voltage of the MOS transistor T3. That is, strong light enters and the MOS transistor T2
The lower the source voltage is, the more positive charge flows from the capacitor C1.

【0155】このようにしてキャパシタC1から正の電
荷が流れ、接続ノードaの電圧が入射光量の積分値を対
数変換した値に比例した値となる。そして、パルス信号
φVを与えてMOSトランジスタT4をONにしたと
き、前記光電流の積分値を自然対数的に変換した値とな
る電流が、MOSトランジスタT7,T4を介して出力
信号線6に導出される。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)を読み出すと、MOSト
ランジスタT4をOFFにする。
As described above, the positive charge flows from the capacitor C1, and the voltage at the connection node a becomes a value proportional to the value obtained by logarithmically converting the integrated value of the incident light amount. When the pulse signal φV is applied to turn on the MOS transistor T4, a current that is a value obtained by converting the integral value of the photocurrent into a natural logarithm is derived to the output signal line 6 via the MOS transistors T7 and T4. Is done. When the signal (output current) proportional to the logarithmic value of the incident light amount is read in this way, the MOS transistor T4 is turned off.

【0156】(1−b)感度のバラツキ検出 各画素の感度のバラツキを検出するときの、各信号のタ
イミングチャートを図59に示す。上記のように、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、出力信号が読み出されると、第11の実施形態
(図56)と同様に、まず、信号φSをローレベルにし
て、MOSトランジスタT1をOFFにする。そして、
信号φVPDを第2電圧にして、MOSトランジスタT2
のドレイン・ソース間に負の電荷を蓄積させる。
(1-b) Sensitivity variation detection FIG. 59 shows a timing chart of each signal when detecting the sensitivity variation of each pixel. As described above, when the pulse signal φV is supplied to the gate of the MOS transistor T4 and the output signal is read, first, as in the eleventh embodiment (FIG. 56), the signal φS is set to low level, The transistor T1 is turned off. And
When the signal φVPD is set to the second voltage, the MOS transistor T2
Negative charge is accumulated between the drain and the source of the transistor.

【0157】次に、信号φVPDを第1電圧に戻すと、こ
の蓄積された負の電荷が信号φVPDの信号線に流れ出し
て、MOSトランジスタT2のソースに負の電荷が蓄積
された状態になる。この負の電荷の蓄積量は、ゲート・
ソース間の閾値電圧によって決まる。このように、MO
SトランジスタT2のソースに負の電荷が蓄積される
と、MOSトランジスタT8のゲートにパルス信号φV
RS2を与えて、接続ノードaの電圧をリセットした後、
MOSトランジスタT4のゲートにパルス信号φVを与
えて出力信号を読み出す。尚、MOSトランジスタT8
のゲートに与えるパルス信号φVRS2は、ローレベルの
パルス信号である。
Next, when the signal φVPD is returned to the first voltage, the accumulated negative charges flow out to the signal line of the signal φVPD, and the state where the negative charges are accumulated in the source of the MOS transistor T2 is obtained. The amount of this negative charge is
It is determined by the threshold voltage between the sources. Thus, MO
When negative charge is accumulated in the source of the S transistor T2, the pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T8.
After giving RS2 and resetting the voltage of the connection node a,
The pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T4 to read the output signal. The MOS transistor T8
Is a low level pulse signal.

【0158】このとき、読み出された出力信号は、MO
SトランジスタT2の閾値電圧に応じた値となるため、
これにより、各画素の感度のバラツキを検出することが
できる。そして、最後に、撮像動作が行えるように、信
号φSをハイレベルにしてMOSトランジスタT1をO
Nにした後、MOSトランジスタT8のゲートにパルス
信号φVRS2を与えて接続ノードaの電圧をリセットす
る。このように検出した感度のバラツキ検出を行って得
られる信号を補正データとしてラインメモリなどのメモ
リに記憶し、各画素毎に、実際の撮像時の出力信号をこ
の補正データを用いて補正することによって、出力信号
から画素のバラツキによる成分を取り除くことができ
る。この補正方法は、ラインメモリなどのメモリを画素
内に設けることによっても実現できる。
At this time, the read output signal is
Since the value corresponds to the threshold voltage of the S transistor T2,
As a result, it is possible to detect variations in the sensitivity of each pixel. Finally, the signal φS is set to a high level to turn on the MOS transistor T1 so that the imaging operation can be performed.
After setting the voltage to N, a pulse signal φVRS2 is applied to the gate of the MOS transistor T8 to reset the voltage of the connection node a. A signal obtained by detecting the variation in sensitivity thus detected is stored as correction data in a memory such as a line memory, and an output signal at the time of actual imaging is corrected for each pixel using the correction data. Accordingly, it is possible to remove components due to pixel variations from the output signal. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in a pixel.

【0159】(2)光電流を線形的に変換して出力する
場合。 このとき、第11の実施形態と同様に、信号φVPDの電
圧は、MOSトランジスタT3の動作点となる電圧であ
る第3電圧とする。又、このとき、信号φSは常にハイ
レベルで、信号φSがゲートに与えられるMOSトラン
ジスタT1は、常にON状態である。このようにするこ
とによって、MOSトランジスタT2が図54のリセッ
ト用のMOSトランジスタT2に、MOSトランジスタ
T3が図54の信号増幅用のMOSトランジスタT1に
相当した構成になる。
(2) A case where a photocurrent is linearly converted and output. At this time, as in the eleventh embodiment, the voltage of the signal φVPD is the third voltage which is the voltage that becomes the operating point of the MOS transistor T3. At this time, the signal φS is always at the high level, and the MOS transistor T1 to which the signal φS is applied to the gate is always on. With this configuration, the MOS transistor T2 corresponds to the reset MOS transistor T2 in FIG. 54, and the MOS transistor T3 corresponds to the signal amplifying MOS transistor T1 in FIG.

【0160】(2−a)撮像動作 まず、第11の実施形態と同様に、信号φVPGをローレ
ベルにして、リセット用のMOSトランジスタT2をO
FFの状態にする。尚、キャパシタC1及び接続ノード
aの電圧が、MOSトランジスタT8によってリセット
されているものとする。このように、リセット用のMO
SトランジスタT2をOFFにすると、フォトダイオー
ドPDに光電流が流れることによって、MOSトランジ
スタT3のゲート電圧が変化する。即ち、フォトダイオ
ードPDより負の光電荷がMOSトランジスタT3のゲ
ートに与えられ、MOSトランジスタT3のゲート電圧
が、光電流に対して線形的に変化した値になる。尚、こ
のとき、フォトダイオードPDで発生した負の光電荷が
MOSトランジスタT3のゲートに流れ込むため、強い
光が入射されるほどMOSトランジスタT3のゲート電
圧が低くなる。
(2-a) Imaging Operation First, as in the eleventh embodiment, the signal φVPG is set to low level, and the reset MOS transistor T2 is turned on.
Set to the state of FF. It is assumed that the voltages of the capacitor C1 and the connection node a have been reset by the MOS transistor T8. Thus, the reset MO
When the S transistor T2 is turned off, a photocurrent flows through the photodiode PD, so that the gate voltage of the MOS transistor T3 changes. That is, a negative photocharge is given to the gate of the MOS transistor T3 from the photodiode PD, and the gate voltage of the MOS transistor T3 becomes a value linearly changed with respect to the photocurrent. At this time, since the negative photocharge generated in the photodiode PD flows into the gate of the MOS transistor T3, the gate voltage of the MOS transistor T3 becomes lower as more intense light enters.

【0161】このようにして光電流に対して線形的に変
化した電圧がMOSトランジスタT3のゲートに現れる
と、接続ノードaがリセットされてMOSトランジスタ
T3のゲート電圧により決定される表面ポテンシャルよ
り高い電圧になっているので、キャパシタC1から正の
電荷がMOSトランジスタT3を介して流れる。このと
き、MOSトランジスタT3のゲート電圧によって、キ
ャパシタC1から流れる正の電荷量が決定される。即
ち、強い光が入射されてMOSトランジスタT3のゲー
ト電圧が低くなるときほど、キャパシタC1から流れる
正の電荷量が多い。
When a voltage linearly changed with respect to the photocurrent appears at the gate of the MOS transistor T3, the connection node a is reset and a voltage higher than the surface potential determined by the gate voltage of the MOS transistor T3 is obtained. , A positive charge flows from the capacitor C1 via the MOS transistor T3. At this time, the amount of positive charge flowing from the capacitor C1 is determined by the gate voltage of the MOS transistor T3. That is, the more positive light is incident and the lower the gate voltage of the MOS transistor T3, the larger the amount of positive charges flowing from the capacitor C1.

【0162】このようにしてキャパシタC1から正の電
荷が流れ、接続ノードaの電圧が入射光量の積分値に比
例した値となる。そして、パルス信号φVを与えてMO
SトランジスタT4をONにしたとき、前記光電流の積
分値を線形的に変換した値となる電流が、MOSトラン
ジスタT7,T4を介して出力信号線6に導出される。
このようにして入射光量の積分値に比例した信号(出力
電流)を読み出すと、MOSトランジスタT4をOFF
にする。
As described above, positive charges flow from the capacitor C1, and the voltage at the connection node a becomes a value proportional to the integral of the amount of incident light. Then, a pulse signal φV is applied to
When the S-transistor T4 is turned on, a current that is a value obtained by linearly converting the integrated value of the photocurrent is led out to the output signal line 6 via the MOS transistors T7 and T4.
When a signal (output current) proportional to the integral value of the incident light amount is read out in this manner, the MOS transistor T4 is turned off.
To

【0163】(2−b)リセット動作 各画素のリセットを行うときの、各信号のタイミングチ
ャートを図60に示す。上記のように、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
信号が読み出されると、まず、信号φVPGをハイレベル
にして、MOSトランジスタT2をONにする。このよ
うにMOSトランジスタT2がONになると、MOSト
ランジスタT3のゲートに第3電圧が与えられ、MOS
トランジスタT3のゲート電圧がリセットされる。そし
て、信号φVPGを再びローレベルにして、MOSトラン
ジスタT2をOFFにする。
(2-b) Reset Operation FIG. 60 shows a timing chart of each signal when each pixel is reset. As described above, the pulse signal φV
Is supplied to the gate of the MOS transistor T4, and the output signal is read, first, the signal φVPG is set to the high level, and the MOS transistor T2 is turned on. As described above, when the MOS transistor T2 is turned on, the third voltage is applied to the gate of the MOS transistor T3,
The gate voltage of the transistor T3 is reset. Then, the signal φVPG is set to low level again, and the MOS transistor T2 is turned off.

【0164】次に、MOSトランジスタT8のゲートに
パルス信号φVRS2を与えて、接続ノードaの電圧をリ
セットした後、MOSトランジスタT4のゲートにパル
ス信号φVを与えて出力信号を読み出す。このとき、出
力信号は、MOSトランジスタT3のゲート電圧に応じ
た値となり、初期化されたときの出力信号として読み出
される。そして、出力信号が読み出されると、もう一度
MOSトランジスタT8のゲートにパルス信号φVRS2
を与えて、接続ノードaの電圧をリセットした後、再び
上記した撮像動作が行われる。尚、パルス信号φVRS2
は、ローレベルのパルス信号である。
Next, after a pulse signal φVRS2 is applied to the gate of the MOS transistor T8 to reset the voltage of the connection node a, a pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T4 to read an output signal. At this time, the output signal has a value corresponding to the gate voltage of the MOS transistor T3, and is read as an output signal when initialized. When the output signal is read, the pulse signal φVRS2 is again applied to the gate of the MOS transistor T8.
To reset the voltage of the connection node a, and then the above-described imaging operation is performed again. Note that the pulse signal φVRS2
Is a low-level pulse signal.

【0165】このように初期化されたときの信号を補正
データとしてラインメモリなどのメモリに記憶し、各画
素毎に、実際の撮像時の出力信号をこの補正データを用
いて補正することによって、出力信号から画素のバラツ
キによる成分を取り除くことができる。この補正方法
は、ラインメモリなどのメモリを画素内に設けることに
よっても実現できる。尚、第6の実施形態(図16)の
ように、MOSトランジスタT3のドレインにパルス信
号(例えば、φVPS)を与えるような構造にして、この
信号φVPSによってMOSトランジスタT3によって、
接続ノードaの電圧をリセットできるようにすること
で、図58の構成の画素からMOSトランジスタT8を
省略した構成にしても構わない。尚、この場合は、MO
SトランジスタT3のドレインに与えるパルス信号φV
PSを、フォトダイオードPDのアノードに印加する直流
電圧VPSとは異なる電源線から供給するようにする。
The signal thus initialized is stored in a memory such as a line memory as correction data, and an output signal at the time of actual image pickup is corrected for each pixel using this correction data. A component due to pixel variation can be removed from the output signal. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in a pixel. Incidentally, as in the sixth embodiment (FIG. 16), a structure is adopted in which a pulse signal (for example, φVPS) is applied to the drain of the MOS transistor T3.
By allowing the voltage of the connection node a to be reset, a configuration in which the MOS transistor T8 is omitted from the pixel having the configuration in FIG. 58 may be employed. In this case, the MO
Pulse signal φV applied to the drain of S transistor T3
PS is supplied from a power supply line different from the DC voltage VPS applied to the anode of the photodiode PD.

【0166】<第13の実施形態>第13の実施形態に
ついて、図面を参照して説明する。図61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55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。
<Thirteenth Embodiment> A thirteenth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 61 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel provided in a solid-state imaging device used in the present embodiment. Elements and signal lines used for the same purpose as the pixel shown in FIG. 55 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0167】図61に示すように、本実施形態では、M
OSトランジスタT3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C1及びMOSトランジス
タT7,T8を削除した構成となっている。その他の構
成は、第11の実施形態(図55)と同一である。
As shown in FIG. 61, in this embodiment, M
The DC voltage VPD is applied to the drain of the OS transistor T3, and the capacitor C1 and the MOS transistors T7 and T8 are omitted. Other configurations are the same as those of the eleventh embodiment (FIG. 55).

【0168】(1) 光電流を自然対数的に変換して出
力する場合。 このとき、第11の実施形態と同様に、MOSトランジ
スタT2をサブスレッショルド領域で動作させるための
電圧を第1電圧とし、MOSトランジスタT2の閾値の
バラツキを検出するために、直流電圧VPSに略等しい値
となる電圧を第2電圧とする。
(1) A case where a photocurrent is converted into a natural logarithm and output. At this time, as in the eleventh embodiment, the voltage for operating the MOS transistor T2 in the sub-threshold region is set to the first voltage, and is substantially equal to the DC voltage VPS in order to detect the variation in the threshold value of the MOS transistor T2. The value voltage is defined as a second voltage.

【0169】(1−a)撮像動作 信号φVPDを第1電圧として、MOSトランジスタT2
をサブスレッショルド領域で動作させるとともに、MO
SトランジスタT1のゲートに与えられる信号φSをハ
イレベルにし、MOSトランジスタT1をONの状態に
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、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T2のソース及びMOSトラ
ンジスタT3のゲートに発生する。尚、このとき、フォ
トダイオードPDで発生した負の光電荷がMOSトラン
ジスタT2のソースに流れ込むため、強い光が入射され
るほどMOSトランジスタT2のソース電圧が低くな
る。
(1-a) Imaging Operation Using the signal φVPD as the first voltage, the MOS transistor T2
Is operated in the sub-threshold region and MO
The signal φS applied to the gate of the S transistor T1 is set to a high level, and the MOS transistor T1 is turned on. At this time, when light enters the photodiode PD, a photocurrent is generated, and a voltage of a value obtained by natural logarithmically converting the photocurrent is applied to the source of the MOS transistor T2 and the gate of the MOS transistor T3 due to the subthreshold characteristic of the MOS transistor. appear. At this time, since the negative photocharge generated in the photodiode PD flows into the source of the MOS transistor T2, the source voltage of the MOS transistor T2 becomes lower as more intense light enters.

【0170】このようにして光電流に対して自然対数的
に変化した電圧がMOSトランジスタT3のゲートに現
れると、パルス信号φVが与えられてMOSトランジス
タT4をONとして、前記光電流を自然対数的に変換し
た値となる電流が、MOSトランジスタT3,T4を介
して出力信号線6に導出される。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)を読み出すと、
MOSトランジスタT4をOFFにする。
When a voltage which has changed in a natural logarithmic manner with respect to the photocurrent appears at the gate of the MOS transistor T3, a pulse signal φV is supplied to turn on the MOS transistor T4, and the photocurrent is naturally logarithmically changed. Is output to the output signal line 6 via the MOS transistors T3 and T4. When a signal (output current) proportional to the logarithmic value of the incident light amount is read out in this manner,
Turn off the MOS transistor T4.

【0171】(1−b)感度のバラツキ検出 各画素の感度のバラツキを検出するときの、各信号のタ
イミングチャートを図62に示す。上記のように、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、出力信号が読み出されると、第11の実施形態
(図56)と同様に、まず、信号φSをローレベルにし
て、MOSトランジスタT1をOFFにする。そして、
信号φVPDを第2電圧にして、MOSトランジスタT2
のドレイン・ソース間に負の電荷を蓄積させる。
(1-b) Sensitivity Variation Detection FIG. 62 shows a timing chart of each signal when detecting the sensitivity variation of each pixel. As described above, when the pulse signal φV is supplied to the gate of the MOS transistor T4 and the output signal is read, first, as in the eleventh embodiment (FIG. 56), the signal φS is set to low level, The transistor T1 is turned off. And
When the signal φVPD is set to the second voltage, the MOS transistor T2
Negative charge is accumulated between the drain and the source of the transistor.

【0172】次に、信号φVPDを第1電圧に戻すと、こ
の蓄積された負の電荷が信号φVPDの信号線に流れ出し
て、MOSトランジスタT2のソースに負の電荷が蓄積
された状態になる。この負の電荷の蓄積量は、ゲート・
ソース間の閾値電圧によって決まる。このように、MO
SトランジスタT2のソースに負の電荷が蓄積される
と、MOSトランジスタT4のゲートにパルス信号φV
を与えて出力信号を読み出す。
Next, when the signal φVPD is returned to the first voltage, the accumulated negative charge flows out to the signal line of the signal φVPD, and the state where the negative charge is accumulated in the source of the MOS transistor T2 is obtained. The amount of this negative charge is
It is determined by the threshold voltage between the sources. Thus, MO
When a negative charge is accumulated in the source of the S transistor T2, the pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T4.
And read the output signal.

【0173】このとき、読み出された出力信号は、MO
SトランジスタT2の閾値電圧に応じた値となるため、
これにより、各画素の感度のバラツキを検出することが
できる。そして、最後に、撮像動作が行えるように、信
号φSをハイレベルにしてMOSトランジスタT1をO
Nにする。このように検出した感度のバラツキ検出を行
って得られる信号を補正データとしてラインメモリなど
のメモリに記憶し、各画素毎に、実際の撮像時の出力信
号をこの補正データを用いて補正することによって、出
力信号から画素のバラツキによる成分を取り除くことが
できる。この補正方法は、ラインメモリなどのメモリを
画素内に設けることによっても実現できる。
At this time, the read output signal is
Since the value corresponds to the threshold voltage of the S transistor T2,
As a result, it is possible to detect variations in the sensitivity of each pixel. Finally, the signal φS is set to a high level to turn on the MOS transistor T1 so that the imaging operation can be performed.
Set to N. A signal obtained by detecting the variation in sensitivity thus detected is stored as correction data in a memory such as a line memory, and an output signal at the time of actual imaging is corrected for each pixel using the correction data. Accordingly, it is possible to remove components due to pixel variations from the output signal. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in a pixel.

【0174】(2)光電流を線形的に変換して出力する
場合。 このとき、第11の実施形態と同様に、信号φVPDの電
圧は、MOSトランジスタT3の動作点となる電圧であ
る第3電圧とする。又、このとき、信号φSは常にハイ
レベルで、信号φSがゲートに与えられるMOSトラン
ジスタT1は、常にON状態である。このようにするこ
とによって、MOSトランジスタT2が図54のリセッ
ト用のMOSトランジスタT2に、MOSトランジスタ
T3が図54の信号増幅用のMOSトランジスタT1に
相当した構成になる。
(2) A case where a photocurrent is linearly converted and output. At this time, as in the eleventh embodiment, the voltage of the signal φVPD is the third voltage which is the voltage that becomes the operating point of the MOS transistor T3. At this time, the signal φS is always at the high level, and the MOS transistor T1 to which the signal φS is applied to the gate is always on. With this configuration, the MOS transistor T2 corresponds to the reset MOS transistor T2 in FIG. 54, and the MOS transistor T3 corresponds to the signal amplifying MOS transistor T1 in FIG.

【0175】(2−a)撮像動作 まず、第11の実施形態と同様に、信号φVPGをローレ
ベルにして、リセット用のMOSトランジスタT2をO
FFの状態にする。このように、リセット用のMOSト
ランジスタT2をOFFにすると、フォトダイオードP
Dに光電流が流れることによって、MOSトランジスタ
T3のゲート電圧が変化する。即ち、フォトダイオード
PDより負の光電荷がMOSトランジスタT3のゲート
に与えられ、MOSトランジスタT3のゲート電圧が、
光電流に対して線形的に変化した値になる。尚、このと
き、フォトダイオードPDで発生した負の光電荷がMO
SトランジスタT3のゲートに流れ込むため、強い光が
入射されるほどMOSトランジスタT3のゲート電圧が
低くなる。
(2-a) Imaging Operation First, as in the eleventh embodiment, the signal φVPG is set to low level, and the reset MOS transistor T2 is turned on.
Set to the state of FF. As described above, when the reset MOS transistor T2 is turned off, the photodiode P
When a photocurrent flows through D, the gate voltage of the MOS transistor T3 changes. That is, a negative photocharge is given from the photodiode PD to the gate of the MOS transistor T3, and the gate voltage of the MOS transistor T3 is
The value changes linearly with the photocurrent. At this time, the negative photocharge generated in the photodiode PD is MO
Since the light flows into the gate of the S transistor T3, the gate voltage of the MOS transistor T3 decreases as the intensity of the incident light increases.

【0176】このようにして光電流に対して線形的に変
化した電圧がMOSトランジスタT3のゲートに現れる
と、パルス信号φVが与えられてMOSトランジスタT
4をONにする。このとき、前記光電流の積分値を線形
的に変換した値となる電流が、MOSトランジスタT
3,T4を介して出力信号線6に導出される。このよう
にして入射光量の積分値に比例した信号(出力電流)を
読み出すと、MOSトランジスタT4をOFFにする。
When a voltage linearly changed with respect to the photocurrent appears at the gate of the MOS transistor T3, a pulse signal φV is supplied to the MOS transistor T3.
Turn 4 ON. At this time, a current that is a value obtained by linearly converting the integrated value of the photocurrent is a MOS transistor T
3, and output to the output signal line 6 via T4. When the signal (output current) proportional to the integral value of the incident light amount is read in this way, the MOS transistor T4 is turned off.

【0177】(2−b)リセット動作 各画素のリセットを行うときの、各信号のタイミングチ
ャートを図63に示す。上記のように、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
信号が読み出されると、まず、信号φVPGをハイレベル
にして、MOSトランジスタT2をONにする。このよ
うにMOSトランジスタT2がONになると、MOSト
ランジスタT3のゲートに第3電圧が与えられ、MOS
トランジスタT3のゲート電圧がリセットされる。そし
て、信号φVPGを再びローレベルにして、MOSトラン
ジスタT2をOFFにする。
(2-b) Reset Operation FIG. 63 shows a timing chart of each signal when each pixel is reset. As described above, the pulse signal φV
Is supplied to the gate of the MOS transistor T4, and the output signal is read, first, the signal φVPG is set to the high level, and the MOS transistor T2 is turned on. As described above, when the MOS transistor T2 is turned on, the third voltage is applied to the gate of the MOS transistor T3,
The gate voltage of the transistor T3 is reset. Then, the signal φVPG is set to low level again, and the MOS transistor T2 is turned off.

【0178】次に、MOSトランジスタT4のゲートに
パルス信号φVを与えて出力信号を読み出す。このと
き、出力信号は、MOSトランジスタT3のゲート電圧
に応じた値となり、初期化されたときの出力信号として
読み出される。そして、出力信号が読み出されると、再
び上記した撮像動作が行われる。このように初期化され
たときの信号を補正データとしてラインメモリなどのメ
モリに記憶し、各画素毎に、実際の撮像時の出力信号を
この補正データを用いて補正することによって、出力信
号から画素のバラツキによる成分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53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
画素内に設けることによっても実現できる。
Next, a pulse signal φV is supplied to the gate of the MOS transistor T4 to read an output signal. At this time, the output signal has a value corresponding to the gate voltage of the MOS transistor T3, and is read as an output signal when initialized. When the output signal is read, the above-described imaging operation is performed again. The signal initialized at this time is stored as correction data in a memory such as a line memory, and for each pixel, the output signal at the time of actual imaging is corrected using this correction data, so that the output signal is Components due to pixel variations can be removed. A specific example of this correction method is shown in FIG. 53 described later. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in a pixel.

【0179】以上説明した実施形態において、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、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。
In the embodiments described above, 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 having a variable potential level corresponding to the MOS transistor T4.

【0180】以上説明した第1〜第11及び第13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〜T8を全て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T1〜T8
を全てPチャネルのMOSトランジスタで構成してもよ
い。又、第12の実施形態において、画素内のNチャネ
ルのMOSトランジスタをPチャネルのMOSトランジ
スタに、PチャネルのMOSトランジスタをNチャネル
のMOSトランジスタに変えて構成しても構わない。
In the first to eleventh and thirteenth embodiments described above, all of the MOS transistors T1 to T8, which are active elements in the pixel, are constituted by N-channel MOS transistors. ~ T8
May be constituted by P-channel MOS transistors. In the twelfth embodiment, the N-channel MOS transistor in the pixel may be replaced with a P-channel MOS transistor, and the P-channel MOS transistor may be replaced with an N-channel MOS transistor.

【0181】図33〜図36及び図39〜図44には、
上記第1〜第10の実施形態をPチャネルのMOSトラ
ンジスタで構成した例である第14〜第23の実施形態
を示している。又、図64〜図66には、上記第11〜
第13の実施形態の画素のMOSトランジスタを逆極性
のMOSトランジスタで構成した例である第24〜第2
6の実施形態を示している。又、図45〜図48は、第
20〜第23の実施形態において、第1MOSトランジ
スタT1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49〜図52
は、第20〜第23の実施形態において、第1MOSト
ランジスタT1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32〜図52及び図64〜図
66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33(第14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
に接続され、また、MOSトランジスタT1のソースが
第2MOSトランジスタT2のドレイン及び第3MOS
トランジスタT3のゲートに接続されている。MOSト
ランジスタT2のソースには信号φVPSが与えられる。
FIGS. 33 to 36 and FIGS. 39 to 44 show:
Fourteenth to twenty-third embodiments are shown as examples in which the first to tenth embodiments are configured by P-channel MOS transistors. FIGS. 64 to 66 show the first to eleventh parts.
The twenty-fourth to the second examples in which the MOS transistors of the pixel according to the thirteenth embodiment are constituted by MOS transistors of opposite polarity.
6 shows the sixth embodiment. FIGS. 45 to 48 show the twentieth to twenty-third embodiments in which the first MOS transistor T1 is a depletion-type P-channel MOS transistor. Further, FIGS.
In the twentieth to twenty-third embodiments, the first MOS transistor T1 is an N-channel MOS transistor. Therefore, the polarity of the connection and the polarity of the applied voltage are reversed in FIGS. 32 to 52 and FIGS. 64 to 66. For example, in FIG. 33 (the fourteenth embodiment), the photodiode PD has an anode connected to the DC voltage VPD, a cathode connected to the drain of the first MOS transistor T1, and a source of the MOS transistor T1 connected to the second MOS transistor T2. Drain and third MOS
It is connected to the gate of transistor T3. Signal φVPS is applied to the source of MOS transistor T2.

【0182】ところで、図33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C1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1MOSトラン
ジスタT1や第4MOSトランジスタT4や第5MOS
トランジスタT5や第6MOSトランジスタT6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34〜図36、図39〜図52の実施形態(第15〜
第24の実施形態)において、第8MOSトランジスタ
T8ときには、低い電圧をゲートに印加する。又、図4
9〜図52に示す構成の画素において、NチャネルのM
OSトランジスタとなる第1MOSトランジスタT1を
ONさせるときには、高い電圧をゲートに印加する。更
に、図65の実施形態(第25の実施形態)において、
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し、そして、第8MOSトランジス
タT8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33〜図36、図39〜図52、及び図64〜図
66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。
When a pixel as shown in FIG. 33 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 C1 has a high initial value and drops by integration. Further, the first MOS transistor T1, the fourth MOS transistor T4, the fifth MOS transistor
Turn on transistor T5 and sixth MOS transistor T6
When this is done, a low voltage is applied to the gate. Furthermore,
The embodiment of FIGS. 34 to 36 and FIGS.
In the twenty-fourth embodiment), at the time of the eighth MOS transistor T8, a low voltage is applied to the gate. Also, FIG.
In the pixels having the configurations shown in FIGS.
When turning on the first MOS transistor T1 serving as the OS transistor, a high voltage is applied to the gate. Further, in the embodiment of FIG. 65 (25th embodiment),
When turning on the fourth MOS transistor T4, a low voltage is applied to the gate, and when turning on the eighth MOS transistor T8, a high voltage is applied to the gate. As described above, when MOS transistors having opposite polarities are used, the voltage relationship and the connection relationship are partially different, but since the configuration is substantially the same and the basic operation is the same, FIGS. 39 to 52 and FIGS. 64 to 66 are only shown in the drawings, and the description of the configuration and operation is omitted.

【0183】第14〜第17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32に示し、第18〜第26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37に示している。図32及び図37
については、図1及び図12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3
7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MO
SトランジスタQ2が接続されている。MOSトランジ
スタQ1のゲートは直流電圧線7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VP
S’のライン8に接続されている。
FIG. 32 is a block circuit diagram illustrating the overall configuration of the solid-state imaging device including the pixels according to the fourteenth to seventeenth embodiments. The solid-state imaging device including the pixels according to the eighteenth to twenty-sixth embodiments is shown in FIG. FIG. 37 is a block circuit configuration diagram for explaining the overall configuration of the device. 32 and 37
, The same portions (same role portions) as those in FIGS. 1 and 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Hereinafter, FIG.
The configuration of No. 7 will be briefly described. P for output signal lines 6-1, 6-2, ..., 6-m arranged in the column direction.
Channel MOS transistor Q1 and P channel MO
The S transistor Q2 is connected. MOS transistor Q1 has a gate connected to DC voltage line 7, a drain connected to output signal line 6-1, and a source connected to DC voltage VP.
Connected to line 8 of S '.

【0184】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9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38(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18、第19、第24及び第25の実
施形態では第7MOSトランジスタT7に相当し、又、
第20〜第23及び第26の実施形態では第3MOSト
ランジスタT3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 9, and the gate is connected to the horizontal scanning circuit 3. Here, the MOS transistor Q1 forms an amplification circuit as shown in FIG. 38A together with the P-channel MOS transistor Ta in the pixel. Note that the MOS transistor Ta corresponds to the seventh MOS transistor T7 in the eighteenth, nineteenth, twenty-fourth, and twenty-fifth embodiments.
In the twentieth to twenty-third and twenty-sixth embodiments, it corresponds to the third MOS transistor T3.

【0185】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9へ導出する。第18〜第26
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38(a)の回路は図
38(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 9. 18th to 26th
Considering the fourth MOS transistor T4 provided in the pixel as in the embodiment, the circuit in FIG. 38A is represented as shown in FIG.

【0186】<画像データの補正方法>上述した第1〜
第26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。
<Method of Correcting Image Data>
An example in which a solid-state imaging device provided with a pixel having a circuit configuration as in the twenty-sixth embodiment is used for an image input device such as a digital camera will be described with reference to the drawings.

【0187】図53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〜第26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である。
The image input device shown in FIG. 53 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 at the time of 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. The solid-state imaging device 52 is a solid-state imaging device provided with pixels having a circuit configuration as in the first to twenty-sixth embodiments.

【0188】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 is as follows.
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.

【0189】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.

【0190】尚、他の実施形態においては、リセットを
行うことによって、ほぼ各画素の感度のバラツキがキャ
ンセルされるが、これをより正確に行うために図53で
説明したようなメモリや補正演算回路などを含む補正回
路を設けるようにしても構わない。
In the other embodiments, the reset substantially cancels the variation in the sensitivity of each pixel by performing the resetting. However, in order to more accurately perform the resetting, the memory and the correction calculation described in FIG. A correction circuit including a circuit and the like may be provided.

【0191】[0191]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項
1、請求項2、請求項8、請求項9、請求項16、請求
項17に記載の固体撮像装置によれば、感光素子とこれ
に第1電極が電気的に接続される第1のトランジスタと
の間にスイッチ手段を設け、このスイッチ手段をOFF
するとともに前記第1のトランジスタに、撮像時よりも
大きい電流が流れ得るようにしてリセットを行うように
した。従って、感光素子に入射する光がリセット動作に
影響を与えることが防止され、リセット動作が正確に行
えるようになる。又、リセットによって各画素が同じ初
期状態となり、各画素の感度バラツキを抑制することが
できる。
As described above, according to the solid-state imaging device according to any one of claims 1, 2, 8, 9, 16 and 17, of the present invention, the photosensitive element and A switch is provided between the first transistor and the first transistor to which the first electrode is electrically connected, and the switch is turned off.
At the same time, the reset is performed by allowing a larger current to flow through the first transistor than at the time of imaging. Therefore, the light incident on the photosensitive element is prevented from affecting the reset operation, and the reset operation can be performed accurately. In addition, each pixel is brought into the same initial state by the reset, and the variation in sensitivity of each pixel can be suppressed.

【0192】又、請求項3、請求項10、請求項14、
請求項15、請求項25に記載するように、光電変換素
子と第1トランジスタとの間及び第1トランジスタの制
御電極と第1電極との間に設けられた2つのスイッチ、
或いは、フォトダイオードと第2MOSトランジスタと
の間及び第2MOSトランジスタのゲート電極と第1電
極との間に設けられた2つのMOSトランジスタをOF
Fするとともに、第1のトランジスタの制御電極と第2
電極、或いは、第2MOSトランジスタのゲート電極と
第2電極に与える電圧を変化させることによって各画素
の感度バラツキを検出することにより、正確に各画素の
感度バラツキの検出を行うことができる。更に、能動素
子をMOS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。
Further, claim 3, claim 10, claim 14,
Two switches provided between the photoelectric conversion element and the first transistor and between the control electrode of the first transistor and the first electrode,
Alternatively, two MOS transistors provided between the photodiode and the second MOS transistor and between the gate electrode of the second MOS transistor and the first electrode are turned off.
F and the control electrode of the first transistor and the second
By detecting the variation in sensitivity of each pixel by changing the voltage applied to the electrode or the gate electrode of the second MOS transistor and the second electrode, it is possible to accurately detect the variation in sensitivity of each pixel. Further, by configuring the active element by a MOS transistor, high integration is facilitated, and the active element can be formed on a single 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】図2の画素の構成及びポテンシャルの関係を表
した図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a configuration and a potential of the pixel in FIG. 2;

【図5】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. 5 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a second embodiment of the present invention.

【図6】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. 6 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a third embodiment of the present invention.

【図7】第3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 third embodiment.

【図8】図6の画素の構成及びポテンシャルの関係を表
した図。
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a configuration and a potential of the pixel in FIG. 6;

【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】図9の画素の構成及びポテンシャルの関係を
表した図。
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between a configuration and a potential of the pixel in FIG. 9;

【図12】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. 12 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13】図12の一部の回路図。FIG. 13 is a circuit diagram of a part of FIG.

【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】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. 15 is a timing chart of signals applied to each element of a pixel used in the fifth embodiment.

【図16】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. 16 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a sixth embodiment of the present invention.

【図17】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. 17 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a seventh embodiment of the present invention.

【図18】第7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 signals applied to each element of a pixel used in the seventh embodiment.

【図19】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. 19 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to an eighth embodiment of the present invention.

【図20】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. 20 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a ninth embodiment of the present invention.

【図21】第9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. 21 is a timing chart of signals applied to each element of a pixel used in the ninth embodiment.

【図22】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. 22 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a tenth embodiment of the present invention.

【図23】第10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. 23 is a timing chart of a signal applied to each element of a pixel used in the tenth embodiment.

【図24】本発明の第7の実施形態の1画素の構成の1
例を示す回路図。
FIG. 24 shows a configuration 1 of one pixel according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example.

【図25】本発明の第8の実施形態の1画素の構成の1
例を示す回路図。
FIG. 25 illustrates one configuration of one pixel according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example.

【図26】本発明の第9の実施形態の1画素の構成の1
例を示す回路図。
FIG. 26 illustrates one configuration of one pixel according to the ninth embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example.

【図27】本発明の第10の実施形態の1画素の構成の
1例を示す回路図。
FIG. 27 is a circuit diagram showing an example of a configuration of one pixel according to the tenth embodiment of the present invention.

【図28】本発明の第7の実施形態の1画素の構成の1
例を示す回路図。
FIG. 28 illustrates one configuration of one pixel according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example.

【図29】本発明の第8の実施形態の1画素の構成の1
例を示す回路図。
FIG. 29 illustrates one configuration of one pixel according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example.

【図30】本発明の第9の実施形態の1画素の構成の1
例を示す回路図。
FIG. 30 shows one configuration of one pixel according to the ninth embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example.

【図31】本発明の第10の実施形態の1画素の構成の
1例を示す回路図。
FIG. 31 is a circuit diagram showing an example of a configuration of one pixel according to the tenth embodiment of the present invention.

【図32】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. 32 is a block circuit diagram for explaining the overall configuration of the 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33】本発明の第14の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 33 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a fourteenth embodiment of the present invention.

【図34】本発明の第15の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 34 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a fifteenth embodiment of the present invention.

【図35】本発明の第16の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 35 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a sixteenth embodiment of the present invention.

【図36】本発明の第17の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 36 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a seventeenth embodiment of the present invention.

【図37】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. 37 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38】図37の一部の回路図。FIG. 38 is a circuit diagram of part of FIG. 37;

【図39】本発明の第18の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 39 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to an eighteenth embodiment of the present invention.

【図40】本発明の第19の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 40 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a nineteenth embodiment of the present invention.

【図41】本発明の第20の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 41 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a twentieth embodiment of the present invention.

【図42】本発明の第21の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 42 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a twenty-first embodiment of the present invention.

【図43】本発明の第22の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 43 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a twenty-second embodiment of the present invention.

【図44】本発明の第23の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 44 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a twenty-third embodiment of the present invention.

【図45】本発明の第20の実施形態の1画素の構成の
1例を示す回路図。
FIG. 45 is a circuit diagram showing an example of the configuration of one pixel according to the twentieth embodiment of the present invention.

【図46】本発明の第21の実施形態の1画素の構成の
1例を示す回路図。
FIG. 46 is a circuit diagram showing an example of a configuration of one pixel according to the twenty-first embodiment of the present invention.

【図47】本発明の第22の実施形態の1画素の構成の
1例を示す回路図。
FIG. 47 is a circuit diagram showing an example of the configuration of one pixel according to the twenty-second embodiment of the present invention.

【図48】本発明の第23の実施形態の1画素の構成の
1例を示す回路図。
FIG. 48 is a circuit diagram showing an example of the configuration of one pixel according to the twenty-third embodiment of the present invention.

【図49】本発明の第20の実施形態の1画素の構成の
1例を示す回路図。
FIG. 49 is a circuit diagram showing an example of the configuration of one pixel according to the twentieth embodiment of the present invention.

【図50】本発明の第21の実施形態の1画素の構成の
1例を示す回路図。
FIG. 50 is a circuit diagram showing an example of the configuration of one pixel according to the twenty-first embodiment of the present invention.

【図51】本発明の第22の実施形態の1画素の構成の
1例を示す回路図。
FIG. 51 is a circuit diagram showing an example of a configuration of one pixel according to a twenty-second embodiment of the present invention.

【図52】本発明の第23の実施形態の1画素の構成の
1例を示す回路図。
FIG. 52 is a circuit diagram showing an example of a configuration of one pixel according to the twenty-third embodiment of the present invention.

【図53】各実施形態の画素を用いた個体撮像装置を備
えた画像入力装置の内部構造を示すブロック図。
FIG. 53 is a block diagram showing the internal structure of an image input device provided with a solid-state imaging device using pixels according to the embodiments.

【図54】従来例の1画素の構成を示す回路図。FIG. 54 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel of a conventional example.

【図55】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. 55 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図56】第11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. 56 is a timing chart of signals applied to each element of a pixel used in the eleventh embodiment.

【図57】第11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. 57 is a timing chart of signals applied to each element of a pixel used in the eleventh embodiment.

【図58】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. 58 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図59】第12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. 59 is a timing chart of signals applied to each element of a pixel used in the twelfth embodiment.

【図60】第12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. 60 is a timing chart of signals applied to each element of a pixel used in the twelfth embodiment.

【図61】本発明の第13の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 61 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a thirteenth embodiment of the present invention.

【図62】第13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. 62 is a timing chart of signals applied to each element of a pixel used in the thirteenth embodiment.

【図63】第13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. 63 is a timing chart of signals applied to each element of a pixel used in the thirteenth embodiment.

【図64】本発明の第24の実施形態の1画素の構成の
1例を示す回路図。
FIG. 64 is a circuit diagram showing an example of a configuration of one pixel according to a twenty-fourth embodiment of the present invention.

【図65】本発明の第25の実施形態の1画素の構成の
1例を示す回路図。
FIG. 65 is a circuit diagram showing an example of the configuration of one pixel according to the twenty-fifth embodiment of the present invention.

【図66】本発明の第26の実施形態の1画素の構成の
1例を示す回路図。
FIG. 66 is a circuit diagram showing an example of the configuration of one pixel according to the twenty-sixth embodiment of the present invention.

【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 直流電圧線 8 ライン 9 信号線 10 P型半導体基板 11,12 N型拡散層 13 酸化膜 14 ポリシリコン 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〜T8 第1〜第8MOSトランジスタ C1,C2 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 DC voltage line 8 line 9 signal line 10 P-type semiconductor substrate 11, 12 N Diffusion layer 13 Oxide film 14 Polysilicon 51 Objective lens 52 Solid-state imaging device 53, 54 Memory 55 Correction operation circuit 56 Processing unit PD Photodiode T1 to T8 First to eighth MOS transistors C1, C2 Capacitor

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Claims (32)

【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電極が電気的に接続され
る第1のトランジスタを有するとともに該第1のトラン
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
えた複数の画素を有する固体撮像装置において、 前記感光素子と前記第1のトランジスタの第1電極との
間にスイッチ手段を備え、 前記スイッチ手段をONにするとともに前記第1のトラ
ンジスタをサブスレッショルド領域で動作させて撮像を
行い、 又、前記スイッチ手段をOFFにするとともに前記第1
のトランジスタに撮像時よりも大きい電流が流れ得るよ
うにしてリセットを行うことを特徴とする固体撮像装
置。
1. A semiconductor device comprising: a photosensitive element for generating an electric signal corresponding to an amount of incident light; a first transistor having a first electrode electrically connected to the photosensitive element; and the first transistor in a sub-threshold region. A solid-state imaging device having a plurality of pixels, comprising: a photoelectric conversion unit that operates to convert the electrical signal into a natural logarithm; Switch means between the element and the first electrode of the first transistor; turning on the switch means and operating the first transistor in a subthreshold region to perform imaging; Is turned off and the first
Wherein the reset is performed such that a larger current can flow through the transistor than during imaging.
【請求項2】 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電極が電気的に接続され
る第1のトランジスタを有するとともに該第1のトラン
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
えた複数の画素を有する固体撮像装置において、 前記感光素子と前記第1のトランジスタの第1電極との
間にスイッチ手段を備え、 前記スイッチ手段をONにするとともに前記第1のトラ
ンジスタをサブスレッショルド領域で動作させて撮像を
行い、 又、前記スイッチ手段をOFFにするとともに前記第1
のトランジスタに撮像時よりも大きい電流が流れ得るよ
うにしてリセットを行うことによって前記各画素を同じ
初期状態にすることを特徴とする固体撮像装置。
2. A semiconductor device comprising: a photosensitive element for generating an electric signal corresponding to an amount of incident light; a first transistor having a first electrode electrically connected to the photosensitive element; and the first transistor in a sub-threshold region. A solid-state imaging device having a plurality of pixels, comprising: a photoelectric conversion unit that operates to convert the electrical signal into a natural logarithm; and a lead-out path that leads an output signal of the photoelectric conversion unit to an output signal line. Switch means between the element and the first electrode of the first transistor; turning on the switch means and operating the first transistor in a subthreshold region to perform imaging; Is turned off and the first
A solid-state imaging device, wherein each pixel is set to the same initial state by resetting the transistor so that a larger current than that at the time of imaging can flow.
【請求項3】 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、 前記光電変換素子の第2電極に一方の接点が接続された
第1スイッチと、 第1電極と第2電極と制御電極とを備え、第1電極が前
記スイッチの他方の接点に接続された第1のトランジス
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のトラ
ンジスタの第1電極に接続され、第2電極から電気信号
を出力する第2のトランジスタと、 前記第1のトランジスタの第1電極と制御電極との間に
接続された第2スイッチとを有し、 前記第1スイッチ及び前記第2スイッチをONにして前
記各画素に撮像動作を行わせ、 前記第1スイッチ及び前記第2スイッチをOFFにする
とともに前記第1のトランジスタの制御電極と第2電極
に与える電圧を変化させることによって、前記各画素の
感度のバラツキを検出することを特徴とする固体撮像装
置。
3. A plurality of pixels each comprising: photoelectric conversion means for generating an output signal obtained by natural logarithmic conversion of an incident light amount; and a derivation path for deriving an output signal of the photoelectric conversion means to an output signal line. In the solid-state imaging device having: a photoelectric conversion element having a DC voltage applied to a first electrode; a first switch having one contact connected to a second electrode of the photoelectric conversion element; A first transistor including a first electrode, a second electrode, and a control electrode; a first transistor having the first electrode connected to the other contact of the switch; a first electrode including a first electrode, a second electrode, and a control electrode; A DC voltage is applied to the first transistor, a control electrode is connected to the first electrode of the first transistor, and a second transistor that outputs an electric signal from the second electrode; Connect between electrodes A second switch, wherein the first switch and the second switch are turned on to cause each of the pixels to perform an imaging operation, and the first switch and the second switch are turned off and the first switch is turned off. A variation in sensitivity of each pixel by changing a voltage applied to a control electrode and a second electrode of the transistor.
【請求項4】 前記第1のトランジスタの制御電極に一
方の接点が接続されるとともに、他方の接点に直流電圧
が印加された第3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3スイッチ
をOFFにし、又、前記各画素の感度バラツキを検出す
るときは、前記第3スイッチをONにすることを特徴と
する請求項3に記載の固体撮像装置。
And a third switch having one contact connected to a control electrode of the first transistor and a DC voltage applied to the other contact, wherein each pixel performs an imaging operation. 4. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the third switch is turned off, and the third switch is turned on when detecting a variation in sensitivity of each pixel.
【請求項5】 前記第3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に記載の固体撮像装置。
5. The solid-state imaging device according to claim 4, wherein said third switch is a transistor.
【請求項6】 前記第1のトランジスタの制御電極に一
端が接続されたキャパシタが設けられ、 前記各画素が撮像動作を行うときと、前記各画素の感度
バラツキを検出するときとで前記キャパシタの他端に印
加する電圧を異ならせることを特徴とする請求項3に記
載の固体撮像装置。
6. A capacitor having one end connected to a control electrode of the first transistor, wherein the capacitor is connected between when each pixel performs an imaging operation and when a variation in sensitivity of each pixel is detected. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein a voltage applied to the other end is made different.
【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3〜請求項6のいずれかに記載
の固体撮像装置。
7. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein said second switch is a transistor.
【請求項8】 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、 前記光電変換素子の第2電極に一方の接点が接続された
第1スイッチと、 第1電極と第2電極と制御電極とを備え、第1電極及び
制御電極が前記第1スイッチの他方の接点に接続される
とともに、第2電極に直流電圧が印加された第1のトラ
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のトラ
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のトランジスタと、 前記第1のトランジスタの制御電極に一端が接続された
リセット用キャパシタとを有し、 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ONにするとともに前記リセット用キャパシタの他端
に与える電圧を第1電圧として前記第1のトランジスタ
をサブスレッショルド領域で動作させ、 前記各画素をリセットするとき、前記第1スイッチをO
FFにするとともに前記リセット用キャパシタの他端に
与える電圧を第2電圧として、前記第1のトランジスタ
に撮像時よりも大きい電流が流れ得るようにすることを
特徴とする固体撮像装置。
8. A plurality of pixels each comprising: a photoelectric conversion unit for generating an output signal obtained by natural logarithmic conversion of an incident light amount; and a lead-out path for leading an output signal of the photoelectric conversion unit to an output signal line. In the solid-state imaging device having: a photoelectric conversion element having a DC voltage applied to a first electrode; a first switch having one contact connected to a second electrode of the photoelectric conversion element; A first transistor including a first electrode, a second electrode, and a control electrode, wherein the first electrode and the control electrode are connected to the other contact of the first switch, and a DC voltage is applied to the second electrode; A first electrode, a second electrode, and a control electrode; a DC voltage is applied to the first electrode; the control electrode is connected to the first electrode and the control electrode of the first transistor; The second to output And a reset capacitor having one end connected to a control electrode of the first transistor. When each of the pixels performs an imaging operation, the first switch is turned on and the reset capacitor is turned on. When the voltage applied to the other end is set as a first voltage, the first transistor is operated in a sub-threshold region, and when resetting each pixel, the first switch is turned on.
A solid-state imaging device, wherein the FF is used and a voltage applied to the other end of the reset capacitor is set as a second voltage so that a larger current can flow through the first transistor than during imaging.
【請求項9】 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、 前記光電変換素子の第2電極に一方の接点が接続された
第1スイッチと、 第1電極と第2電極と制御電極とを備え、第1電極及び
制御電極が前記第1スイッチの他方の接点に接続された
第1のトランジスタと、 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のトラ
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のトランジスタとを有し、 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ONにするとともに前記第1のトランジスタの第2電
極に与える電圧を第1電圧として前記第1のトランジス
タをサブスレッショルド領域で動作させ、 前記各画素をリセットするとき、前記第1スイッチをO
FFにするとともに前記第1のトランジスタの第2電極
に与える電圧を第2電圧として、前記第1のトランジス
タに前記第2電圧を与える前よりも大きい電流が流れ得
るようにすることを特徴とする固体撮像装置。
9. 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. In the solid-state imaging device having: a photoelectric conversion element having a DC voltage applied to a first electrode; a first switch having one contact connected to a second electrode of the photoelectric conversion element; A first transistor including a first electrode, a second electrode, and a control electrode, wherein the first electrode and the control electrode are connected to the other contact of the first switch; and a first electrode, a second electrode, and a control electrode. A second transistor that is connected to a first electrode and a control electrode of the first transistor while a DC voltage is applied to the first electrode, and outputs an electric signal from a second electrode; Each pixel performs an imaging operation Is performed, the first switch is turned on, the voltage applied to the second electrode of the first transistor is set as a first voltage, the first transistor is operated in a subthreshold region, and each pixel is reset. When the first switch is set to O
A FF is provided, and a voltage applied to a second electrode of the first transistor is set as a second voltage so that a larger current can flow than before applying the second voltage to the first transistor. Solid-state imaging device.
【請求項10】 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2電極に直流電圧が印加された光電変換素子と、 前記光電変換素子の第1電極に一方の接点が接続された
第1スイッチと、 第1電極と第2電極と制御電極とを備え、第2電極が前
記第1スイッチの他方の接点に接続された第1のトラン
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のトラ
ンジスタの第2電極に接続され、第2電極から電気信号
を出力する第2のトランジスタとを有し、 前記第1スイッチをONにするとともに前記第1のトラ
ンジスタをサブスレッショルド領域で動作させて前記各
画素に撮像動作を行わせ、 前記第1スイッチをOFFにするとともに前記第1のト
ランジスタの第1電極に与える電圧を変化させることに
よって、前記各画素の感度のバラツキを検出することを
特徴とする固体撮像装置。
10. A plurality of pixels each comprising: a photoelectric conversion unit for generating an output signal obtained by natural logarithmically converting an incident light amount; and a lead-out path for leading an output signal of the photoelectric conversion unit to an output signal line. In the solid-state imaging device having: a photoelectric conversion element having a DC voltage applied to a second electrode; a first switch having one contact connected to a first electrode of the photoelectric conversion element; A first transistor having a first electrode, a second electrode, and a control electrode, a second electrode connected to the other contact of the first switch, a first transistor, a second electrode, and a control electrode; A second transistor for applying a DC voltage to one electrode and having a control electrode connected to a second electrode of the first transistor and outputting an electric signal from the second electrode; And the said One transistor is operated in a sub-threshold region to cause each of the pixels to perform an imaging operation. The first switch is turned off, and the voltage applied to the first electrode of the first transistor is changed. A solid-state imaging device for detecting variation in pixel sensitivity.
【請求項11】 前記第1スイッチが前記第1のトラン
ジスタと逆極性のトランジスタであることを特徴とする
請求項3〜請求項9のいずれかに記載の固体撮像装置。
11. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the first switch is a transistor having a polarity opposite to that of the first transistor.
【請求項12】 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3〜請求項10に記載の固体
撮像装置。
12. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the first switch is a transistor.
【請求項13】 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1〜請求項12のいずれかに
記載の固体撮像装置。
13. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the pixels are arranged in a matrix.
【請求項14】 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電極が接続され
た第1MOSトランジスタと、 該第1MOSトランジスタの第2電極に第1電極が接続
された第2MOSトランジスタと、 前記第2MOSトランジスタの第1電極にゲート電極が
接続された第3MOSトランジスタと、 前記第2MOSトランジスタの第1電極に第1電極が接
続されるとともに、前記第2MOSトランジスタのゲー
ト電極に第2電極が接続された第4MOSトランジスタ
と、 前記第2MOSトランジスタのゲート電極に第1電極が
接続されるとともに、第2電極に直流電圧が印加された
第5MOSトランジスタとを有し、 前記第1及び第4MOSトランジスタをONにするとと
もに、第5MOSトランジスタをOFFにして、前記第
2MOSトランジスタを閾値以下のサブスレッショルド
領域で動作させて前記各画素に撮像動作を行わせ、 前記第1及び第4MOSトランジスタをOFFにすると
ともに、前記第5MOSトランジスタをONにした後、
前記第2MOSトランジスタの第2電極に与える電圧を
変化させることによって、前記第2MOSトランジスタ
の閾値電圧による各画素の感度のバラツキを検出するこ
とを特徴とする固体撮像装置。
14. In a solid-state imaging device having a plurality of pixels, each pixel includes a photodiode, a first MOS transistor having a first electrode connected to one electrode of the photodiode, and a second MOS transistor of the first MOS transistor. A second MOS transistor having an electrode connected to a first electrode; a third MOS transistor having a gate electrode connected to a first electrode of the second MOS transistor; and a first electrode connected to a first electrode of the second MOS transistor A fourth MOS transistor in which a second electrode is connected to a gate electrode of the second MOS transistor; and a fourth MOS transistor in which a first electrode is connected to the gate electrode of the second MOS transistor and a DC voltage is applied to the second electrode. A first MOS transistor and a fourth MOS transistor. At the same time, the fifth MOS transistor is turned off, the second MOS transistor is operated in a sub-threshold region equal to or less than a threshold to cause each pixel to perform an imaging operation, and the first and fourth MOS transistors are turned off. After turning on the 5 MOS transistor,
A solid-state imaging device, wherein a variation in sensitivity of each pixel due to a threshold voltage of the second MOS transistor is detected by changing a voltage applied to a second electrode of the second MOS transistor.
【請求項15】 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電極が接続され
た第1MOSトランジスタと、 該第1MOSトランジスタの第2電極に第1電極が接続
された第2MOSトランジスタと、 前記第2MOSトランジスタの第1電極にゲート電極が
接続された第3MOSトランジスタと、 前記第2MOSトランジスタの第1電極に第1電極が接
続されるとともに、前記第2MOSトランジスタのゲー
ト電極に第2電極が接続された第4MOSトランジスタ
と、 前記第2MOSトランジスタのゲート電極に一端が接続
された第1キャパシタとを有し、 前記第1及び第4MOSトランジスタをONにするとと
もに、前記第1キャパシタの他端に第1電圧を与えて、
前記第2MOS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て前記各画素に撮像動作を行わ
せ、 前記第1及び第4MOSトランジスタをOFFにすると
ともに、前記第1キャパシタの他端に第2電圧を与えた
後、前記第2MOSトランジスタの第2電極に与える電
圧を変化させることによって、前記第2MOSトランジ
スタの閾値電圧による各画素の感度のバラツキを検出す
ることを特徴とする固体撮像装置。
15. A solid-state imaging device having a plurality of pixels, wherein each pixel includes a photodiode, a first MOS transistor having a first electrode connected to one electrode of the photodiode, and a second MOS transistor of the first MOS transistor. A second MOS transistor having an electrode connected to a first electrode; a third MOS transistor having a gate electrode connected to a first electrode of the second MOS transistor; and a first electrode connected to a first electrode of the second MOS transistor A fourth MOS transistor having a second electrode connected to a gate electrode of the second MOS transistor; and a first capacitor having one end connected to a gate electrode of the second MOS transistor. Is turned on, and a first voltage is applied to the other end of the first capacitor. ,
Operating the second MOS transistor in a sub-threshold region equal to or less than a threshold to cause each pixel to perform an imaging operation; turning off the first and fourth MOS transistors; and applying a second voltage to the other end of the first capacitor. A solid-state imaging device, characterized in that, after the application, the voltage applied to the second electrode of the second MOS transistor is changed to detect the variation in sensitivity of each pixel due to the threshold voltage of the second MOS transistor.
【請求項16】 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電極が接続され
た第1MOSトランジスタと、 該第1MOSトランジスタの第2電極に第1電極及びゲ
ート電極が接続された第2MOSトランジスタと、 前記第2MOS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3MOSトランジスタと、 前記第2MOSトランジスタの第1電極及びゲート電極
に一端が接続された第1キャパシタとを有し、 前記画素に撮像動作をさせるときは、前記第1MOSト
ランジスタをONにするとともに、前記第1キャパシタ
の他端に第1電圧を与えて、前記第2MOS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は、前記第1MOSトラ
ンジスタをOFFにするとともに、前記第1キャパシタ
の他端に第2電圧を与えて、前記第2MOSトランジス
タに撮像時よりも大きい電流が流れ得るようにすること
を特徴とする固体撮像装置。
16. In a solid-state imaging device having a plurality of pixels, each pixel includes a photodiode, a first MOS transistor having a first electrode connected to one electrode of the photodiode, and a second MOS transistor of the first MOS transistor. A second MOS transistor having a first electrode and a gate electrode connected to the electrode; a third MOS transistor having a gate electrode connected to the first electrode and the gate electrode of the second MOS transistor; a first electrode and a gate of the second MOS transistor A first capacitor having one end connected to the electrode; when the pixel performs an imaging operation, the first MOS transistor is turned on, and a first voltage is applied to the other end of the first capacitor; Operating the second MOS transistor in a sub-threshold region below a threshold, When performing a power cut, the first MOS transistor is turned off, and a second voltage is applied to the other end of the first capacitor so that a larger current can flow through the second MOS transistor than during imaging. A solid-state imaging device characterized by the above-mentioned.
【請求項17】 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電極が接続され
た第1MOSトランジスタと、 該第1MOSトランジスタの第2電極に第1電極及びゲ
ート電極が接続された第2MOSトランジスタと、 前記第2MOS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、前記第1MOSト
ランジスタをONにするとともに、前記第2MOSトラ
ンジスタの第2電極に第1電圧を与えて、前記第2MO
S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は、前記第1MOSトラ
ンジスタをOFFにするとともに、前記第2MOSトラ
ンジスタの第2電極に第2電圧を与えて、前記第2MO
Sトランジスタに前記第2電圧を与える前よりも大きい
電流が流れ得るようにすることを特徴とする固体撮像装
置。
17. A solid-state imaging device having a plurality of pixels, wherein each pixel includes a photodiode, a first MOS transistor having a first electrode connected to one electrode of the photodiode, and a second MOS transistor of the first MOS transistor. A second MOS transistor having a first electrode and a gate electrode connected to the electrode; and a third MOS transistor having a gate electrode connected to the first electrode and the gate electrode of the second MOS transistor, and causing the pixel to perform an imaging operation. At this time, the first MOS transistor is turned ON, and a first voltage is applied to a second electrode of the second MOS transistor, so that the second MOS transistor is turned on.
When the S transistor is operated in a sub-threshold region equal to or less than a threshold value, and the pixel is reset, the first MOS transistor is turned off, and a second voltage is applied to a second electrode of the second MOS transistor. 2MO
A solid-state imaging device wherein a current larger than before applying the second voltage to the S transistor can flow.
【請求項18】 前記画素が、第1電極が前記第3MO
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7MOSトランジスタを有することを特徴とする請求
項14〜請求項17のいずれかに記載の固体撮像装置。
18. The pixel according to claim 18, wherein the first electrode is the third MO.
18. The semiconductor device according to claim 14, further comprising a seventh 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. 20. The solid-state imaging device according to
【請求項19】 前記画素が、第1電極に直流電圧が印
加され、ゲート電極が前記第3MOSトランジスタの第
2電極に接続されるとともに、前記第3MOS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6
MOSトランジスタを有することを特徴とする請求項1
4〜請求項17のいずれかに記載の固体撮像装置。
19. An output signal of the pixel, wherein a DC voltage is applied to a first electrode, a gate electrode is connected to a second electrode of the third MOS transistor, and an output signal is output from a second electrode of the third MOS transistor. The sixth that amplifies
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a MOS transistor.
The solid-state imaging device according to claim 4.
【請求項20】 前記画素が、第1電極が前記第6MO
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7MOSトランジスタを有することを特徴とする請求
項19に記載の固体撮像装置。
20. The pixel, wherein the first electrode is the sixth MO.
20. The solid-state imaging device according to claim 19, further comprising a seventh 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21】 前記画素が、前記第3MOS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3
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3MOSトランジスタを介してリセッ
トされる第2キャパシタを有することを特徴とする請求
項19又は請求項20に記載の固体撮像装置。
21. The pixel, wherein one end of the pixel is connected to a second electrode of the third MOS transistor, and
21. The solid-state imaging device according to claim 19, further comprising a second capacitor that is reset via the third MOS transistor when a reset voltage is applied to a first electrode of the MOS transistor.
【請求項22】 前記第3MOSトランジスタの第1電
極に直流電圧が印加されるとともに、 前記画素が、 前記第3MOS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8MOSトラ
ンジスタと、 前記第3MOS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8MOS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8MOSト
ランジスタを介してリセットされる第2キャパシタと、 を有することを特徴とする請求項19又は請求項20に
記載の固体撮像装置。
22. A DC voltage is applied to a first electrode of the third MOS transistor, and the pixel has a first electrode connected to a second electrode of the third MOS transistor, and a DC voltage connected to a second electrode. An eighth MOS transistor, one end of which is connected to a second electrode of the third MOS transistor, and a second electrode that is reset via the eighth MOS transistor when a reset voltage is applied to a gate electrode of the eighth MOS transistor. The solid-state imaging device according to claim 19, further comprising: a capacitor.
【請求項23】 前記第1MOSトランジスタがディプ
レッション型MOSトランジスタであることを特徴とす
る請求項14〜請求項22のいずれかに記載の固体撮像
装置。
23. The solid-state imaging device according to claim 14, wherein said first MOS transistor is a depletion type MOS transistor.
【請求項24】 前記第1MOSトランジスタが前記第
2MOSトランジスタと逆極性のMOSトランジスタで
あることを特徴とする請求項14〜請求項22にのいず
れかに記載の固体撮像装置。
24. The solid-state imaging device according to claim 14, wherein said first MOS transistor is a MOS transistor having a polarity opposite to that of said second MOS transistor.
【請求項25】 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2電極が接続され
た第1MOSトランジスタと、 該第1MOSトランジスタの第1電極に第2電極が接続
された第2MOSトランジスタと、 前記第2MOSトランジスタの第2電極にゲート電極が
接続された第3MOSトランジスタとを有し、 前記第1MOSトランジスタをONにするとともに、前
記第2MOS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て前記各画素に撮像動作を行わせ、 前記第1MOSトランジスタをOFFにした後、前記第
2MOSトランジスタの第1電極に与える電圧を変化さ
せることによって、前記第2MOSトランジスタの閾値
電圧による各画素の感度のバラツキを検出することを特
徴とする固体撮像装置。
25. In a solid-state imaging device having a plurality of pixels, each pixel includes a photodiode, a first MOS transistor having a second electrode connected to one electrode of the photodiode, and a first MOS transistor of the first MOS transistor. A second MOS transistor having an electrode connected to a second electrode; and a third MOS transistor having a gate electrode connected to a second electrode of the second MOS transistor. The first MOS transistor is turned on, and the second MOS transistor is turned on. By operating a transistor in a sub-threshold region equal to or less than a threshold to cause each of the pixels to perform an imaging operation, turning off the first MOS transistor, and then changing a voltage applied to a first electrode of the second MOS transistor, Of the sensitivity of each pixel by the threshold voltage of the second MOS transistor Solid-state image pickup device and detecting the variability.
【請求項26】 前記画素が、第1電極が前記第3MO
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5MOSトランジスタを有することを特徴とする請求
項25に記載の固体撮像装置。
26. The pixel, wherein the first electrode is the third MO.
26. The solid-state imaging device according to claim 25, further comprising a fifth 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27】 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3MOSトランジスタの第
2電極に接続されるとともに、前記第3MOS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4
MOSトランジスタを有することを特徴とする請求項2
5に記載の固体撮像装置。
27. An output signal output from a second electrode of the third MOS transistor, the pixel having a first electrode connected to a DC voltage, a gate electrode connected to a second electrode of the third MOS transistor, The fourth that amplifies
3. A semiconductor device comprising a MOS transistor.
6. The solid-state imaging device according to 5.
【請求項28】 前記画素が、第1電極が前記第4MO
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5MOSトランジスタを有することを特徴とする請求
項27に記載の固体撮像装置。
28. The pixel according to claim 28, wherein the first electrode is the fourth MO.
28. The solid-state imaging device according to claim 27, further comprising a fifth 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29】 前記画素が、前記第3MOSトランジ
スタの第2電極に一端が接続され他端が直流電圧に接続
されるとともに、前記第3MOS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3MOS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27又は請求項28に記載の固
体撮像装置。
29. When the pixel has one end connected to a second electrode of the third MOS transistor and the other end connected to a DC voltage, and a reset voltage is applied to a first electrode of the third MOS transistor. 29. The solid-state imaging device according to claim 27, further comprising a capacitor reset via the third MOS transistor.
【請求項30】 前記第3MOSトランジスタが前記第
1及び第2MOSトランジスタと逆の極性のMOSトラ
ンジスタであることを特徴とする請求項29に記載の固
体撮像装置。
30. The solid-state imaging device according to claim 29, wherein the third MOS transistor is a MOS transistor having a polarity opposite to that of the first and second MOS transistors.
【請求項31】 前記第3MOS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3MOS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6MOSトラ
ンジスタと、 前記第3MOSトランジスタの第2電極に一端が接続さ
れ他端が直流電圧に接続されるとともに、前記第6MO
S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6MOS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27又は請求項28に
記載の固体撮像装置。
31. A first electrode of the third MOS transistor is connected to a DC voltage, and the pixel has a first electrode connected to a second electrode of the third MOS transistor, and a DC voltage connected to a second electrode. One end is connected to the second electrode of the third MOS transistor, and the other end is connected to the DC voltage.
29. The solid-state imaging device according to claim 27, further comprising: a capacitor that is reset via the sixth MOS transistor when a reset voltage is applied to a gate electrode of the S transistor.
【請求項32】 前記第3及び第6MOSトランジスタ
が前記第1及び第2MOSトランジスタと逆の極性のM
OSトランジスタであることを特徴とする請求項31に
記載の固体撮像装置。
32. The third and sixth MOS transistors have an M polarity opposite to that of the first and second MOS transistors.
The solid-state imaging device according to claim 31, wherein the solid-state imaging device is an OS transistor.
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