JP2002185855A - Image sensor - Google Patents

Image sensor

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JP2002185855A
JP2002185855A JP2000373540A JP2000373540A JP2002185855A JP 2002185855 A JP2002185855 A JP 2002185855A JP 2000373540 A JP2000373540 A JP 2000373540A JP 2000373540 A JP2000373540 A JP 2000373540A JP 2002185855 A JP2002185855 A JP 2002185855A
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JP
Japan
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pixel
line
pixel column
signal
image sensor
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Application number
JP2000373540A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Shinozuka
典之 篠塚
Nobuhiro Fueki
信宏 笛木
Jiro Kurita
次郎 栗田
Katsuhiko Takebe
克彦 武部
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image sensor that can continuously output an image signal without the need for provision of a pause period for stabilizing the image signal and causing a response delay for output of the image signal in the case of outputting the image signal immediately after a pixel array by one line is selected. SOLUTION: In the image sensor using photo sensor circuits for the unit of pixels, where a MOS transistor(TR) converts a sensor current flowing through a photoelectric conversion element in response to an incident luminous quantity into a voltage signal in a weakly inverted state with a logarithmic output characteristic, when the pixel array by one line is selected and each pixel in the selected pixel array is sequentially read, the reading method is configured such that the pixel array by each one line is divided into at least two and each of the pixel division arrays for one line is deviated by a prescribed time and sequentially selected.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光電変換素子の寄生容
量を充放電させてセンサ信号を得るようにした光センサ
回路を画素単位に用いたイメージセンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor using an optical sensor circuit for charging and discharging a parasitic capacitance of a photoelectric conversion element to obtain a sensor signal for each pixel.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、MOS型のイメージセンサにあっ
ては、その1画素分の光センサ回路が、図1に示すよう
に、入射光Lsの光量に応じたセンサ電流を生ずる光電
変換素子としてのフォトダイオードPDと、その寄生容
量Cの充放電を行わせるためのトランジスタQ1と、フ
ォトダイオードPDの端子電圧Vpdを増幅するトラン
ジスタQ2と、画信号読出し信号VSのパルスタイミン
グでもって画信号Voを出力するMOSトランジスタQ
3とからなっている。そして、トランジスタQ1のゲー
ト電圧VGをオーバフロードレインとして機能させるた
めのレベルに固定して、フォトダイオードPDに流れる
センサ電流を弱反転状態で対数出力特性をもって電圧信
号に変換させるようにして、ダイナミックレンジを拡大
して光信号の検出を高感度で行わせることができるよう
にしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a MOS type image sensor, an optical sensor circuit for one pixel serves as a photoelectric conversion element for generating a sensor current corresponding to the amount of incident light Ls as shown in FIG. , A transistor Q1 for charging / discharging the parasitic capacitance C, a transistor Q2 for amplifying the terminal voltage Vpd of the photodiode PD, and an image signal Vo with the pulse timing of the image signal read signal VS. Output MOS transistor Q
It consists of three. Then, the gate voltage VG of the transistor Q1 is fixed to a level for functioning as an overflow drain, and the sensor current flowing through the photodiode PD is converted into a voltage signal with a logarithmic output characteristic in a weak inversion state, thereby increasing the dynamic range. The optical signal is enlarged so that it can be detected with high sensitivity.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、入射光量に応じて光電変換素子に流れるセンサ電
流をMOS型のトランジスタを用いて弱反転状態で対数
出力特性をもって電圧信号に変換するようにした光セン
サ回路を用いたイメージセンサでは、光電変換素子の入
射光量が少なくなると残像が生じてしまうことである。
The problem to be solved is that the sensor current flowing through the photoelectric conversion element according to the amount of incident light is converted into a voltage signal with logarithmic output characteristics in a weak inversion state using a MOS transistor. In an image sensor using such an optical sensor circuit, an afterimage occurs when the amount of incident light on the photoelectric conversion element decreases.

【0004】前述した光センサ回路では、フォトダイオ
ードPDに充分な光量をもって入射光Lsが当たってい
るときには、トランジスタQ1には充分なセンサ電流が
流れることになり、そのトランジスタQ1の抵抗値もさ
ほど大きくないことから、イメージセンサとして残像を
生ずることがないような充分な応答速度をもって光信号
の検出を行わせることができる。
In the above-described optical sensor circuit, when the incident light Ls is incident on the photodiode PD with a sufficient amount of light, a sufficient sensor current flows through the transistor Q1, and the resistance value of the transistor Q1 is very large. Since there is no image signal, the optical signal can be detected with a sufficient response speed such that an afterimage does not occur as an image sensor.

【0005】しかし、フォトダイオードPDの入射光L
sの光量が少なくなってトランジスタQ1に流れる電流
が小さくなると、トランジスタQ1はそれに流れる電流
が1桁小さくなるとその抵抗値が1桁大きくなるように
動作するように設定されていることから、トランジスタ
Q1の抵杭値が増大し、フォトダイオードPDの寄生容
量Cとの時定数が大きくなってその寄生容量Cに蓄積さ
れた電荷を放電するのに時間がかかるようになる。その
ため、入射光Lsの光量が少なくなるにしたがって、残
像が長時間にわたって観測されることになる。
However, the incident light L of the photodiode PD
Since the transistor Q1 is set to operate such that when the amount of light of s decreases and the current flowing through the transistor Q1 decreases, the resistance value of the transistor Q1 increases by one digit when the current flowing through the transistor Q1 decreases by one digit. , The time constant with the parasitic capacitance C of the photodiode PD increases, and it takes time to discharge the charge accumulated in the parasitic capacitance C. Therefore, as the amount of incident light Ls decreases, an afterimage is observed over a long period of time.

【0006】図5は、フォトダイオードPDのセンサ電
流が1E−10Aから1E−15Aまで急激に変化した
場合の電圧信号Vpdの変化特性を示している。
FIG. 5 shows a change characteristic of the voltage signal Vpd when the sensor current of the photodiode PD rapidly changes from 1E-10A to 1E-15A.

【0007】この特性から、フォトダイオードPDへの
入射光Lsの光量が少ない1E−12A程度のセンサ電
流では、1/30secごとに画信号Voを出力させる
ようにする場合、その時間内では電圧信号Vpdが飽和
しないことがわかる。
From this characteristic, if the image signal Vo is output every 1/30 sec with a sensor current of about 1E-12A where the amount of light Ls incident on the photodiode PD is small, the voltage signal is output within that time. It can be seen that Vpd is not saturated.

【0008】したがって、フォトダイオードPDの入射
光Lsの光量が少ないときのセンサ、電流に応じた電圧
信号Vpdの飽和時間が長くなるため、図20に示すよ
うな画信号読出し信号VSのパルスタイミングで画信号
Voの読み出しを行うと、当初ほど大きなレベルの出力
が残像となってあらわれる。なお、図19中、Vpd′
は増幅用のトランジスタQ2によって反転増幅された電
圧信号を示している。
Therefore, when the light amount of the incident light Ls of the photodiode PD is small, the saturation time of the voltage signal Vpd corresponding to the sensor and the current becomes long, so that the pulse timing of the image signal read signal VS as shown in FIG. When the image signal Vo is read, an output having a higher level than before appears as an afterimage. In FIG. 19, Vpd '
Indicates a voltage signal inverted and amplified by the amplification transistor Q2.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、光信号を検出
して電気信号に変換する光電変換素子の寄生容量の充放
電を行わせるMOS型トランジスタのゲート電圧をオー
バフロードレインとして機能させるためのレベルに固定
して、光電変換素子のセンサ電流を弱反転状態で対数出
力特性をもって電圧信号に変換するようにした光センサ
回路をイメージセンサの画素単位に用いるようにしてい
る。そして、その場合、各光センサ回路において光信号
を検出する際に前記MOS型トランジスタのドレイン電
圧を所定時間だけ定常値よりも低く設定して、光電変換
素子の寄生容量に蓄積された電荷を放電させて初期化す
ることにより、センサ電流に急激な変化が生じても即座
にそのときの入射光の光量に応じた電圧信号が得られる
ようにして、入射光の光量が少ない場合でも残像を生ず
ることがないような手段を講ずるようにしている。
According to the present invention, there is provided a MOS transistor for charging and discharging a parasitic capacitance of a photoelectric conversion element for detecting an optical signal and converting the signal into an electric signal. An optical sensor circuit which is fixed to a level and converts the sensor current of the photoelectric conversion element into a voltage signal with a logarithmic output characteristic in a weak inversion state is used for each pixel of the image sensor. In that case, when detecting an optical signal in each of the optical sensor circuits, the drain voltage of the MOS transistor is set lower than a steady value for a predetermined time to discharge the electric charge accumulated in the parasitic capacitance of the photoelectric conversion element. By performing initialization, even if a sudden change occurs in the sensor current, a voltage signal corresponding to the amount of incident light at that time is immediately obtained, and an afterimage occurs even when the amount of incident light is small. We try to take steps that will not happen.

【0010】具体的には、光センサ回路からなる画素を
マトリクス状に複数配設して、各1ライン分の画素列を
順次選択する画素列選択回路およびその選択された画素
列における各画素を順次選択する画素選択回路によって
各画信号の時系列的な読出し走査を行わせるようにした
イメージセンサにあって、各画信号の読出し走査に応じ
た適切なタイミングをもって各画素の初期化を行わせる
べく、各1ライン分の画素列の選択に先がけて、そのと
きの選択の対象となる画素列における各画素の前記MO
S型トランジスタのドレイン電圧を所定時間だけ定常よ
りも低い値に切り換えて、前記光電変換素子の寄生容量
に蓄積された電荷を放電させる電圧切換回路を設けるよ
うにしている。
More specifically, a plurality of pixels each composed of a photosensor circuit are arranged in a matrix, and a pixel column selecting circuit for sequentially selecting a pixel column for one line, and each pixel in the selected pixel column is used as a pixel column selecting circuit. In an image sensor in which each pixel signal is read out in time series by a pixel selection circuit that is sequentially selected, each pixel is initialized at an appropriate timing according to each pixel signal's readout scanning. Therefore, prior to the selection of the pixel column for each one line, the MO of each pixel in the pixel column to be selected at that time is selected.
A voltage switching circuit is provided for switching the drain voltage of the S-type transistor to a value lower than the steady state for a predetermined time and discharging the electric charge accumulated in the parasitic capacitance of the photoelectric conversion element.

【0011】その際、特に本発明にあっては、1ライン
分の画素列が選択されてすぐにその画素列の各画信号V
oを読み出すときの各画素における応答遅れを考慮し
て、安定期間を設けるべく、各1ライン分の画素列を少
なくとも2分割して、1ラインにおける各分割された画
素列を所定時間だけずらして順次選択するようにしたう
えで、各分割された画素列の選択ごとに、そのときの選
択の対象となる分割された画素列における各画素の前記
MOS型トランジスタのドレイン電圧を所定時間だけ定
常よりも低い値に切り換えるようにしている。
At this time, in the present invention, in particular, immediately after a pixel row for one line is selected, each image signal V of the pixel row is selected.
In consideration of the response delay in each pixel when reading o, in order to provide a stable period, the pixel line for each line is divided into at least two, and the divided pixel lines in one line are shifted by a predetermined time. After the selection, the drain voltage of the MOS transistor of each pixel in the divided pixel column to be selected at that time is selected from the steady state for a predetermined time for each selection of the divided pixel column. Is also switched to a lower value.

【0012】[0012]

【実施例】図1は、本発明によるイメージセンサに用い
られる1画素分の光センサ回路を示している。
FIG. 1 shows an optical sensor circuit for one pixel used in an image sensor according to the present invention.

【0013】その光センサ回路は、入射光Lsの光量に
応じたセンサ電流を生ずるフォトダイオードPDと、そ
の寄生容量Cの充放電を行わせるためのトランジスタQ
1と、フォトダイオードPDの端子電圧Vpdを増幅す
るトランジスタQ2と、画信号読出し信号VSのパルス
タイミングでもって画信号Voを出力するMOSトラン
ジスタQ3とからなっている。そして、トランジスタQ
1のゲート電圧VGをオーバフロードレインとして機能
させるためのレベルに固定して、フォトダイオードPD
に流れるセンサ電流を弱反転状態で対数出力特性をもっ
て電圧信号に変換させるようにしている。
The optical sensor circuit includes a photodiode PD for generating a sensor current corresponding to the amount of incident light Ls, and a transistor Q for charging and discharging the parasitic capacitance C.
1, a transistor Q2 that amplifies the terminal voltage Vpd of the photodiode PD, and a MOS transistor Q3 that outputs an image signal Vo at the pulse timing of the image signal read signal VS. And the transistor Q
1 is fixed to a level for functioning as an overflow drain, and the photodiode PD
Is converted into a voltage signal with a logarithmic output characteristic in a weak inversion state.

【0014】このような光センサ回路にあって、特に本
発明では、光信号を検出する際にMOS型トランジスタ
Q1のドレイン電圧VDを所定時間だけ定常値よりも低
く設定して、フォトダイオードPDの寄生容量Cに蓄積
された電荷を放電させて初期化することにより、センサ
電流に急激な変化が生じても即座にそのときの入射光量
に応じた電圧信号が得られるようにして、入射光Lsの
光量が少ない場合でも残像を生ずることがないようにし
ている。
In such an optical sensor circuit, in particular, in the present invention, when detecting an optical signal, the drain voltage VD of the MOS transistor Q1 is set lower than a steady value for a predetermined time, and By discharging and initializing the electric charge accumulated in the parasitic capacitance C, even if a sudden change occurs in the sensor current, a voltage signal corresponding to the incident light amount at that time can be immediately obtained, and the incident light Ls Even after a small amount of light, no afterimage is generated.

【0015】図2は、そのときの光センサ回路における
各部信号のタイムチャートを示している。ここで、t1
は初期化のタイミングを、t2は光信号検出のタイミン
グを示している。トランジスタQ1のドレイン電圧VD
を定常値(ハイレベルH)から低い電圧(ローレベル
L)に切り換える所定時間tmとしては、例えば1画素
分の読出し速度が100nsec程度の場合に5μse
c程度に設定される。図中、TはフォトダイオードPD
の寄生容量Cの蓄積期間を示しており、その蓄積期間T
はNTSC信号の場合1/30sec(または1/60
sec)程度となる。
FIG. 2 shows a time chart of signals of various parts in the optical sensor circuit at that time. Here, t1
Indicates the timing of initialization, and t2 indicates the timing of optical signal detection. Drain voltage VD of transistor Q1
Is switched from a steady value (high level H) to a low voltage (low level L), for example, 5 μsec when the reading speed for one pixel is about 100 nsec.
It is set to about c. In the figure, T is a photodiode PD
Shows the accumulation period of the parasitic capacitance C, and the accumulation period T
Is 1/30 sec (or 1/60 sec.) For NTSC signals.
sec).

【0016】このようなものにあって、初期化時にMO
SトランジスタQ1のドレイン電圧VDがローレベルL
に切り換えられると、そのときのゲート電圧VGとドレ
イン電圧VDとの間の電位差がトランジスタQ1のしき
い値よりも大きければトランジスタQ1が低抵抗状態に
なる。それにより、そのときのソース側の電位がドレイ
ン電圧VDと同じになり(実際にはしきい値分の電位差
が残る)、フォトダイオードPDの接合容量Cが放電状
態になる。
In such a device, the MO
The drain voltage VD of the S transistor Q1 is low level L
When the potential difference between the gate voltage VG and the drain voltage VD at that time is larger than the threshold value of the transistor Q1, the transistor Q1 enters a low resistance state. Thereby, the potential on the source side at that time becomes equal to the drain voltage VD (actually, a potential difference corresponding to the threshold remains), and the junction capacitance C of the photodiode PD is discharged.

【0017】図3は、初期化時におけるトランジスタQ
1の電荷qの流れによる動作状態を模擬的に示してい
る。
FIG. 3 shows a transistor Q at the time of initialization.
1 schematically shows an operation state due to the flow of one electric charge q.

【0018】そして、tm時間の経過後にそのドレイン
電圧VDが定常のハイレベルHに切り換えられて光信号
の検出が行われると、ソース側の電位がドレイン電圧V
Dよりも低くなって、そのときのゲート電圧VGとドレ
イン電圧VDとの間の電位差がしきい値よりも大きけれ
ばMOSトランジスタQ1が低抵抗状態になり、フォト
ダイオードPDの接合容量Cが充電状態になる。
Then, when the drain voltage VD is switched to the steady high level H after the elapse of the time tm and the optical signal is detected, the potential on the source side becomes the drain voltage V
If the potential difference between the gate voltage VG and the drain voltage VD at that time is larger than the threshold value, the MOS transistor Q1 enters a low resistance state, and the junction capacitance C of the photodiode PD is charged. become.

【0019】図4は、光信号検出時におけるトランジス
タQ1の電荷qの流れによる動作状態を模擬的に示して
いる。
FIG. 4 schematically shows an operation state due to the flow of the electric charge q of the transistor Q1 when detecting the optical signal.

【0020】このように光信号の検出に先がけてフォト
ダイオードPDの接合容量Cを放電させて初期化したの
ちにその接合容量Cを充電させるようにすると、その初
期化のタイミングから一定の時間経過した時点での出力
電圧(フォトダイオードPDの端子電圧)Vpdは入射
光Lsの光量に応じた値となる。すなわち、初期化後に
は入射光Lsの光量の変化に追随した一定の時定数によ
る放電特性が得られるようになる。
As described above, if the junction capacitance C of the photodiode PD is discharged and initialized before the detection of the optical signal, the junction capacitance C is charged, and a certain time elapses from the initialization timing. At this point, the output voltage (terminal voltage of the photodiode PD) Vpd becomes a value corresponding to the amount of incident light Ls. That is, after the initialization, a discharge characteristic with a constant time constant following the change in the amount of incident light Ls can be obtained.

【0021】その際、長時間放置すればドレイン電圧V
DからトランジスタQ1を通して供給される電流とフォ
トダイオードPDを流れる電流とは同じになるが、前に
残った電荷がなければ常に同じ放電特性が得られるので
残像が生ずることがなくなる。
At this time, if left for a long time, the drain voltage V
The current supplied from D through the transistor Q1 and the current flowing through the photodiode PD are the same, but if there is no charge left before, the same discharge characteristics are always obtained, so that the afterimage does not occur.

【0022】したがって、初期化してから一定の時間を
定めて光信号を検出するようにすれば、入射光Lsの光
量に応じた残像のない画信号Voを得ることができるよ
うになる。
Therefore, if the optical signal is detected for a predetermined time after the initialization, an image signal Vo having no afterimage corresponding to the amount of the incident light Ls can be obtained.

【0023】図5はフォトダイオードPDのセンサ電流
が1E−10Aから1E−15Aまで急激に変化した場
合の電圧信号Vpdの変化特性にあって、初期化してか
ら一定の時間1/30sec経過後に光信号の検出のタ
イミングを設定したときを示している。
FIG. 5 shows a change characteristic of the voltage signal Vpd when the sensor current of the photodiode PD rapidly changes from 1E-10A to 1E-15A. This shows a case where the timing of signal detection is set.

【0024】図6は、1/30secのタイミングで光
信号の読み出しをくり返し行わせたときの電圧信号Vp
dの増幅信号の特性を示している。これによれば、1/
30secごとに得られる信号特性はフォトダイオード
PDへの入射光Lsの光量に応じたセンサ電流に即した
ものとなり、残像の影響がないことがわかる。
FIG. 6 shows the voltage signal Vp when the optical signal is repeatedly read out at the timing of 1/30 sec.
The characteristic of the amplified signal of d is shown. According to this, 1 /
The signal characteristics obtained every 30 seconds correspond to the sensor current corresponding to the amount of light Ls incident on the photodiode PD, and it can be seen that there is no effect of the afterimage.

【0025】図7は、フォトダイオードPDへの入射光
Lsの光量を変化させたときの画素信号Voの出力特性
を示している。これによれば、フォトダイオードPDの
センサ電流が1E−13A以上では完全に対数出力特性
となっていることがわかる。また、センサ電流が1E−
13A以下の領域では対数特性から外れるものの、残像
のない出力が得られることがわかる。
FIG. 7 shows the output characteristics of the pixel signal Vo when the amount of light Ls incident on the photodiode PD is changed. According to this, it is understood that the logarithmic output characteristic is completely obtained when the sensor current of the photodiode PD is 1E-13A or more. Also, when the sensor current is 1E-
It can be seen that, although the logarithmic characteristic is deviated in the area of 13A or less, an output without afterimage is obtained.

【0026】また、トランジスタQ1のドレイン電圧V
Dを低下させるときのローレベルLの値を調整すると、
完全にトランジスタQ1を低抵抗状態にできるまで電圧
を下げれば図7中(a)で示すような出力特性が得られ
る。しかし、その制御電圧VDをゲート電圧VGと同一
になるように設定すると、図7中(b)で示すような通
常の対数出力特性が得られることになる。
The drain voltage V of the transistor Q1 is
By adjusting the value of the low level L when decreasing D,
If the voltage is reduced until the transistor Q1 can be completely brought into the low resistance state, the output characteristics shown in FIG. 7A can be obtained. However, when the control voltage VD is set to be equal to the gate voltage VG, a normal logarithmic output characteristic as shown in FIG. 7B is obtained.

【0027】したがって、図7中(a)で示す出力特性
の場合には、残像はないが、光量が少ないときに感度が
小さくなる。図7中(b)で示す対数出力特性の場合に
は、光量が少ないときでも感度は大きいが、残像が顕著
になる。すなわち、感度と残像との間にはトレードオフ
の関係が成立する。
Accordingly, in the case of the output characteristic shown in FIG. 7A, there is no afterimage, but the sensitivity is low when the light amount is small. In the case of the logarithmic output characteristic shown in FIG. 7B, the sensitivity is high even when the light amount is small, but the afterimage becomes remarkable. That is, a trade-off relationship is established between the sensitivity and the afterimage.

【0028】したがって、図7中(a)で示す出力特性
と図7中(b)で示す対数出力特性との中間の領域に出
力特性がくるようにトランジスタQ1のドレイン電圧V
Dを調整することにより、残像を問題にしない用途では
感度を優先するような設定とし、残像が問題となる用途
では残像をなくすことを優先とするような設定とするこ
とができるようになる。実際には、用途に応じて問題に
ならない残像の程度に応じてドレイン電圧VDを調整し
て、感度を可能な限り大きく設定するようにすることが
考えられる。
Therefore, the drain voltage V of the transistor Q1 is set so that the output characteristic comes to an intermediate region between the output characteristic shown in FIG. 7A and the logarithmic output characteristic shown in FIG.
By adjusting D, it is possible to set such that the priority is given to the sensitivity in applications where the afterimage is not a problem, and to the setting where the priority is given to eliminating the afterimage in applications where the afterimage is a problem. In practice, it is conceivable to adjust the drain voltage VD according to the extent of the afterimage that does not cause a problem depending on the application so as to set the sensitivity as large as possible.

【0029】本発明は、このような光センサ回路を画素
単位として、画素をマトリクス状に複数配設して、各画
信号の時系列的な読出し走査を行わせるようにしたイメ
ージセンサにあって、各画信号の読出し走査に応じた適
切なタイミングをもって各画素の初期化を行わせること
ができるように構築したものである。
The present invention is directed to an image sensor in which a plurality of pixels are arranged in a matrix in such a manner that the photosensor circuit is used as a pixel unit so that each image signal is read out in time series. , So that each pixel can be initialized at an appropriate timing according to the reading scan of each image signal.

【0030】図8は、本発明によるイメージセンサの基
本的な構成例を示している。
FIG. 8 shows a basic configuration example of an image sensor according to the present invention.

【0031】そのイメージセンサとしては、ここではD
11〜D44からなる4×4の画素をマトリクス状に配
設して、各1ライン分の画素列を画素列選択回路1から
順次出力される選択信号LS1〜LS4によって選択
し、その選択された画素列における各画素を、画素選択
回路2から順次出力される選択信号DS1〜DS4によ
ってスイッチ群3における各対応するスイッチSW1〜
SW4が逐次オン状態にされることによって各画信号V
oが時系列的に読み出されるようになっている。図中、
4は各画素における前記トランジスタQ1のゲート電圧
VG用電源であり、6はドレイン電圧VD用電源であ
る。
As the image sensor, here, D
4 × 4 pixels 11 to D44 are arranged in a matrix, and a pixel column of one line is selected by selection signals LS1 to LS4 sequentially output from the pixel column selection circuit 1, and the selected pixel column is selected. Each of the pixels in the pixel column is connected to a corresponding one of the switches SW1 to SW4 in the switch group 3 by selection signals DS1 to DS4 sequentially output from the pixel selection circuit 2.
By sequentially turning on the SW4, each image signal V
o is read out in time series. In the figure,
4 is a power supply for the gate voltage VG of the transistor Q1 in each pixel, and 6 is a power supply for the drain voltage VD.

【0032】そして、そのイメージセンサにあって、各
1ライン分の画素列の選択に際して、その選択された画
素列における各画素の前記トランジスタQ1のドレイン
電圧VDを所定のタイミングをもって定常時のハイレベ
ルHおよび初期化時のローレベルLに切り換える電圧切
換回路5を設けるようにしている。
In the image sensor, when selecting a pixel column for each one line, the drain voltage VD of the transistor Q1 of each pixel in the selected pixel column is set to a high level in a steady state at a predetermined timing. A voltage switching circuit 5 for switching to H and low level L at initialization is provided.

【0033】このように構成された本発明によるイメー
ジセンサの動作について、図9に示す各部信号のタイム
チャートとともに、以下説明をする。
The operation of the thus constructed image sensor according to the present invention will be described below with reference to a time chart of signals of respective parts shown in FIG.

【0034】まず、画素列選択信号LS1がハイレベル
Hになると、それに対応するD11,D12,D13,
D14からなる第1の画素列が選択される。そして、L
S1がハイルベルHになっている一定期間T1のあいだ
画素選択信号DS1〜DS4が順次ハイレベルHになっ
て、各画素D11,D12,D13,D14の画信号V
oが順次読み出される。
First, when the pixel column selection signal LS1 becomes high level H, the corresponding D11, D12, D13,
The first pixel row composed of D14 is selected. And L
During a certain period T1 in which S1 is at the high level, the pixel selection signals DS1 to DS4 sequentially go to the high level H, and the image signals V of the pixels D11, D12, D13, and D14 are output.
o are sequentially read.

【0035】次いで、画素列選択信号LS1がローレベ
ルLになった時点で次のLS2がハイレベルHになる
と、それに対応するD21,D22,D23,D24か
らなる第2の画素列が選択される。そして、LS2がハ
イレベルHになっている一定期間T1のあいだ画素選択
信号DS1〜DS4が順次ハイレベルHになって、各画
素D21,D22,D23,D24の画信号Voが順次
読み出される。
Next, when the next row LS2 goes high when the pixel row selection signal LS1 goes low, a second pixel row consisting of D21, D22, D23 and D24 is selected. . Then, during a certain period T1 in which LS2 is at the high level H, the pixel selection signals DS1 to DS4 sequentially become the high level H, and the image signals Vo of the pixels D21, D22, D23, and D24 are sequentially read.

【0036】以下同様に、画素列選択信号LS3および
LS4が連続的にハイレベルHになって各対応する第3
および第4の画素列が順次選択され、LS3およびLS
4がそれぞれハイレベルHになっている一定期間T1の
あいだ画素選択信号DS1〜DS4が順次ハイレベルH
になって、各画素D31,D32,D33,D34およ
びD41,D42,D43,D44の画信号Voが順次
読み出される。
Similarly, the pixel column selection signals LS3 and LS4 continuously go to the high level H, and the corresponding third
And the fourth pixel column are sequentially selected, and LS3 and LS
4 during a certain period T1 in which the pixel selection signals DS1 to DS4 are at the high level H, respectively.
, The image signals Vo of the pixels D31, D32, D33, D34 and D41, D42, D43, D44 are sequentially read.

【0037】また、画素列選択信号LS1がT1期間後
にローレベルLに立ち下がった時点で、そのとき選択さ
れている第1の画素列における各画素D11,D12,
D13,D14のドレイン電圧VD1をそれまでのハイ
レベルHからローレベルLに所定時間T2のあいだ切り
換えることによって各画素の初期化が行われ、1サイク
ル期間T3の径過後に行われる次サイクルにおける画信
号の読出しにそなえる。
When the pixel column selection signal LS1 falls to the low level L after the period T1, at the time when each of the pixels D11, D12,
Each pixel is initialized by switching the drain voltage VD1 of D13 and D14 from the high level H to the low level L for a predetermined time T2, and the image in the next cycle performed after the one-cycle period T3 passes. Prepare for signal reading.

【0038】次いで、画素列選択信号LS2がT1期間
後にローレベルLに立ち下がった時点で、そのとき選択
されている第2の画素列における各画素D21,D2
2,D23,D24のドレイン電圧VD1をそれまでの
ハイレベルHからローレベルLに所定時間T2のあいだ
切り換えることによって各画素の初期化が行われ、1サ
イクル期間T3の径過後に行われる次サイクルにおける
画信号の読出しにそなえる。
Next, when the pixel column selection signal LS2 falls to the low level L after the period T1, each of the pixels D21, D2 in the second pixel column selected at that time.
2, each pixel is initialized by switching the drain voltage VD1 of D23, D24 from the previous high level H to the low level L for a predetermined time T2, and the next cycle performed after the diameter of one cycle period T3. To read the image signal at

【0039】以下同様に、画素列選択信号LS3および
LS4がそれぞれT1期間後にローレベルLに立ち下が
った時点で、そのとき選択されている第3および第4の
画素列にそれぞれ対応するドレイン電圧VD3をローレ
ベルLに切り換えて各画素の初期化が行われ、1サイク
ル期間T3の径過後に行われる次サイクルにおける画信
号の読出しにそなえる。
Similarly, when the pixel column selection signals LS3 and LS4 fall to the low level L after the period T1, respectively, the drain voltages VD3 corresponding to the third and fourth pixel columns selected at that time, respectively. Is switched to the low level L to initialize each pixel, to prepare for the readout of the image signal in the next cycle, which is performed after the passage of one cycle period T3.

【0040】なお、ここでは画素列選択信号LSX(X
=1〜4)がT1期間後にローレベルLに立ち下がった
時点でドレイン電圧VDXをローレベルLに切り換えて
初期化を行わせるようにしているが、その初期化のタイ
ミングは画素列選択信号LSXがローレベルL状態にあ
る画素列選択の休止期間T4中であればよい。
Here, the pixel column selection signal LSX (X
= 1 to 4) falls to the low level L after the T1 period, the drain voltage VDX is switched to the low level L to perform initialization. The initialization timing is the pixel column selection signal LSX. During the idle period T4 of the pixel column selection in the low level L state.

【0041】以上のような各部信号の発生のタイミング
は、図示しないECUの制御下で画素列選択回路1、画
素選択回路2および電圧切換回路5の駆動を行わせるこ
とによって決定されるようになっている。
The timing of the generation of the signals of the respective parts as described above is determined by driving the pixel column selection circuit 1, the pixel selection circuit 2, and the voltage switching circuit 5 under the control of an ECU (not shown). ing.

【0042】このように、各画信号の読出し走査に応じ
た適切なタイミングをもって各画素の初期化を行わせる
ことによって、イメージセンサ全体としての蓄積時間の
過不足を低減できるようになり、残像がなく、ダイナミ
ックレンジの広い対数出力特性をもったイメージセンサ
を実現できるようになる。
As described above, by initializing each pixel at an appropriate timing according to the reading scan of each image signal, it is possible to reduce excess / shortage of the accumulation time of the entire image sensor, and to reduce the afterimage. Instead, an image sensor having a logarithmic output characteristic with a wide dynamic range can be realized.

【0043】しかし、図8に示す構成のイメージセンサ
にあっては、1ライン分の画素列が選択されてすぐにそ
の画素列における各画素の画信号Voを読み出すように
するときの応答遅れが問題となる。
However, in the image sensor having the structure shown in FIG. 8, the response delay when the image signal Vo of each pixel in the pixel row is read out immediately after the pixel row of one line is selected. It becomes a problem.

【0044】図10は、1ライン分の画素列が選択され
てすぐにその画素列における各画素の画信号Voを読み
出すときの応答遅れを考慮した場合の各部信号のタイム
チャートを示している。
FIG. 10 is a time chart of signals in each part in consideration of a response delay when an image signal Vo of each pixel in the pixel row is read out immediately after a pixel row for one line is selected.

【0045】そのため、実際には、図11に示すよう
に、1ライン分の画素列が選択された時点(画素列選択
信号LSXがT1期間のあいだハイレベルHになってロ
ーレベルに立ち下がった時点)から、そのとき選択され
ている画素列における画信号Voが安定するのに要する
時間tの経過をまって画信号Voの読出しを開始させる
必要がある。
Therefore, in practice, as shown in FIG. 11, when a pixel column for one line is selected (the pixel column selection signal LSX goes high during the period T1 and falls to low level). It is necessary to start reading the image signal Vo after the time t required for the image signal Vo in the pixel column selected at that time to stabilize from (time point).

【0046】しかし、このように、1ライン分の各画素
の画信号Voを読み出すごとに休止期間tを設けるので
は、イメージセンサにおける各画素D11〜D44の画
信号Voの読出しを連続して行わせることができずに無
駄な時間を要するものになってしまう。
However, since the pause period t is provided every time the image signal Vo of each pixel for one line is read, the image signal Vo of each pixel D11 to D44 in the image sensor is continuously read. It is not possible to do so and wastes time.

【0047】そのため、特に本発明では、図12に示す
ように、イメージセンサの構成にあって、各1ライン分
の画素列を少なくとも2分割して、一方の各分割された
画素列に対して画素列選択回路11および電圧切換回路
51を、他方の各分割された画素列に対して画素列選択
回路12および電圧切換回路52をそれぞれ設けるよう
にしている。
Therefore, in the present invention, in particular, as shown in FIG. 12, in the configuration of the image sensor, the pixel column for each one line is divided at least into two, and one of the divided pixel columns is The pixel column selection circuit 11 and the voltage switching circuit 51 are provided, and the pixel column selection circuit 12 and the voltage switching circuit 52 are provided for each of the other divided pixel columns.

【0048】そして、図13に示すように、図示しない
ECUの制御下において、画素列選択回路11から出さ
れる一方の分割された画素列選択信号LSX1および画
素列選択回路12から出される他方の分割された画素列
選択信号LSX2にしたがって1ライン分の画素列を選
択するに際して、画素列選択信号LSX1よりも画素列
選択信号LSX2の出力タイミングを遅らせることによ
って、その1ラインにおける各分割された画素列を所定
時間t(画信号の安定期間tに相当する)だけずらして
順次選択するようにしている。
As shown in FIG. 13, under the control of an ECU (not shown), one divided pixel column selection signal LSX1 output from the pixel column selection circuit 11 and the other divided pixel column selection signal LSX1 output from the pixel column selection circuit 12 When selecting a pixel column for one line according to the pixel column selection signal LSX2 obtained, the output timing of the pixel column selection signal LSX2 is delayed later than the pixel column selection signal LSX1, so that each divided pixel column in the one line is Are sequentially shifted by a predetermined time t (corresponding to the image signal stabilization period t).

【0049】そして、その際、画素列選択信号LSX1
よりも所定時間tだけ遅れて画素列選択信号LSX2が
ハイレベルHに立ち上がった時点で、画素選択回路2に
よる1ライン分の画信号Voの読み出しが開始される。
At this time, the pixel column selection signal LSX1
When the pixel column selection signal LSX2 rises to the high level H later than the predetermined time t, the pixel selection circuit 2 starts reading the image signal Vo for one line.

【0050】また、その際、各画素列選択信号LSX
1,LSX2によって各分割された画素列が選択される
ごとに、画素列選択信号LSX1,LSX2がローレベ
ルに立ち下がった時点で、各対応する画素のドレイン電
圧VDX1,VDX2をそれぞれローレベルLに切り換
えるようにする。
At this time, each pixel column selection signal LSX
1 and LSX2, each time a divided pixel column is selected, the drain voltages VDX1 and VDX2 of the corresponding pixels are respectively set to low level L when the pixel column selection signals LSX1 and LSX2 fall to low level. Switch.

【0051】しかして、このようなイメージセンサにお
ける各画素D11〜D44の画信号Voの読み出しを行
わせるようにすることにより、各1ライン分の画素列の
選択ごとに画信号出力の安定化のための休止期間を設け
ることなく、各画素D11〜D44の画信号Voの読出
しを連続して行わせることができるようになる。
By reading out the image signal Vo of each of the pixels D11 to D44 in such an image sensor, it is possible to stabilize the output of the image signal every time a pixel row for each line is selected. Reading of the image signal Vo from each of the pixels D11 to D44 can be performed continuously without providing a rest period.

【0052】なお、各分割された画素列に対して画素列
選択回路11,12および電圧切換回路51,52をそ
れぞれ設けることなく、1つの画素列選択回路から各1
ラインの分割された画素列の選択信号LSX1,LSX
2を送出し、また1つの電圧切換回路から各1ラインの
分割された画素列における対応する画素のドレイン電圧
VDX1,VDX2を与えるようにしてもよいことはい
うまでもない。
It is to be noted that each of the divided pixel columns is not provided with the pixel column selection circuits 11 and 12 and the voltage switching circuits 51 and 52, respectively.
Selection signals LSX1 and LSX for the pixel columns obtained by dividing the line
2 may be sent, and one voltage switching circuit may supply drain voltages VDX1 and VDX2 of the corresponding pixels in the divided pixel column of each line.

【0053】また、ドレイン電圧VDX1,VDX2を
ローレベルLに切り換えて各画素の初期化を行わせるに
際して、図14に示すように、分割された画素列の選択
信号LSX1(またはLSX2)がローレベルLに立ち
下がった直後にドレイン電圧VDX1(またはVDX
2)をローレベルLに切り換えるようにすれば、各画素
の蓄積時間tcを一周期Tにわたってとることができる
ようになる。また、図15に示すように、初期化のタイ
ミングを遅らせるようにすれば、各画素の蓄積時間tc
を短くすることができるようになる。したがって、初期
化のタイミングをずらすことによって各画素の蓄積時間
tcを制御することが可能となり、疑似的なシャッタ機
能を発揮させることができるようになる。
When the drain voltages VDX1 and VDX2 are switched to low level L to initialize each pixel, as shown in FIG. 14, the selection signal LSX1 (or LSX2) of the divided pixel column is set to low level. Immediately after falling to L, the drain voltage VDX1 (or VDX
If 2) is switched to the low level L, the accumulation time tc of each pixel can be taken over one cycle T. In addition, as shown in FIG. 15, if the initialization timing is delayed, the accumulation time tc of each pixel is reduced.
Can be shortened. Therefore, by shifting the initialization timing, the accumulation time tc of each pixel can be controlled, and a pseudo shutter function can be exhibited.

【0054】また、図16は本発明によるイメージセン
サの他の構成例を示している。
FIG. 16 shows another configuration example of the image sensor according to the present invention.

【0055】この場合には、1ライン分の画素列におけ
る各画素の出力側にそれぞれサンプルアンドホールド回
路SH1〜SH4を設けるようにしている。
In this case, sample-and-hold circuits SH1 to SH4 are provided on the output side of each pixel in the pixel column for one line.

【0056】そして、図17に示すように、図示しない
ECUの制御下において、分割された一方の画素列の選
択信号LSX1がハイレベルHになるタイミングで対応
する一方のサンプルアンドホールド回路SH1およびS
H2にサンプルアンドホールド信号SHS1が与えられ
る。また、分割された他方の画素列の選択信号LSX2
がハイレベルHになるタイミングで対応する他方のサン
プルアンドホールド回路SH3およびSH4にサンプル
アンドホールド信号SHS2が与えられる。それによ
り、選択された1ライン分の画素列における各画素の画
信号Voが逐次保持されるようになっている。
As shown in FIG. 17, under the control of an ECU (not shown), one of the sample-and-hold circuits SH1 and SH corresponding to the timing at which the selection signal LSX1 of one of the divided pixel columns becomes high level H.
The sample and hold signal SHS1 is supplied to H2. Also, the selection signal LSX2 of the other divided pixel column
Becomes high level H, the corresponding sample and hold circuits SH3 and SH4 are supplied with a sample and hold signal SHS2. Thus, the image signal Vo of each pixel in the selected pixel line of one line is sequentially held.

【0057】しかして、このような構成によれば、各選
択された1ライン分の画素列における各画素の画信号V
oの出力を安定して行わせることができるようになる。
According to such a configuration, the image signal V of each pixel in each selected one-line pixel column is obtained.
The output of o can be performed stably.

【0058】図18は、3×6の画素構成によるイメー
ジセンサを3分割したときの一構成例を示している。
FIG. 18 shows an example of a configuration in which an image sensor having a 3 × 6 pixel configuration is divided into three parts.

【0059】ここでは、各1ラインにおける分割された
第1の画素列に対して画素列選択回路11および電圧切
換回路51を、各分割された第2の画素列に対して画素
列選択回路12および電圧切換回路52を、各分割され
た第3の画素列に対して画素列選択回路13および電圧
切換回路53をそれぞれ設けるようにしている。
Here, the pixel column selecting circuit 11 and the voltage switching circuit 51 are applied to the divided first pixel columns in each line, and the pixel column selecting circuit 12 is applied to the divided second pixel columns. And the voltage switching circuit 52 is provided with the pixel column selection circuit 13 and the voltage switching circuit 53 for each of the divided third pixel columns.

【0060】そして、図示しないECUの制御下におい
て、各画素列選択回路11,12,13からそれぞれ分
割された画素列の選択信号を出力するに際して、前述の
場合と同様に、相対的に所定時間tだけずらして順次出
力することにより、1つの分割された画素列を選択して
いる最中に他の分割された画素列における画信号を安定
させる時間を確保させるようにしている。
Under the control of the ECU (not shown), when the selection signals of the divided pixel columns are output from the respective pixel column selection circuits 11, 12, and 13, a relatively predetermined period of time is set as in the case described above. By sequentially shifting the output by t, a time for stabilizing the image signal in another divided pixel column while selecting one divided pixel column is ensured.

【0061】また、図19は3×6の画素構成によるイ
メージセンサを3分割したときの他の構成例を示してお
り、ここでは1ライン分の画素列における各画素の出力
側にそれぞれサンプルアンドホールド回路SH1〜SH
6を設けるようにしている。
FIG. 19 shows another example of a configuration in which an image sensor having a 3.times.6 pixel configuration is divided into three parts. In this case, a sample and output is provided on the output side of each pixel in a pixel column for one line. Hold circuits SH1 to SH
6 are provided.

【0062】そして、図示しないECUの制御下におい
て、分割された第1の画素列の選択信号LSX1がハイ
レベルに立ち上がるタイミングで、対応するサンプルア
ンドホールド回路SH1およびSH2にサンプルアンド
ホールド信号が与えられて各画信号Voが保持される。
同様に、分割された第2の画素列の選択信号LSX2が
ハイレベルに立ち上がるタイミングで、対応するサンプ
ルアンドホールド回路SH3およびSH4にサンプルア
ンドホールド信号が与えられて各画信号Voが保持され
る。また、分割された第3の画素列の選択信号LSX2
がハイレベルに立ち上がるタイミングで、対応するサン
プルアンドホールド回路SH5およびSH6にサンプル
アンドホールド信号が与えられて各画信号Voが保持さ
れる。それにより、各3分割された1ライン分の画信号
Voが安定して読み出されるようになっている。
Under the control of an ECU (not shown), the sample-and-hold signals are applied to the corresponding sample-and-hold circuits SH1 and SH2 at the timing when the selection signal LSX1 of the first divided pixel row rises to a high level. Thus, each image signal Vo is held.
Similarly, at the timing when the selection signal LSX2 of the divided second pixel row rises to the high level, the corresponding sample-and-hold circuits SH3 and SH4 are supplied with the sample-and-hold signals, and each image signal Vo is held. Further, the selection signal LSX2 of the divided third pixel column
Rises to a high level, the corresponding sample-and-hold circuits SH5 and SH6 are supplied with a sample-and-hold signal to hold each image signal Vo. As a result, the image signal Vo for one line divided into three is stably read.

【0063】[0063]

【効果】以上、本発明は、入射光量に応じて光電変換素
子に流れるセンサ電流をMOS型トランジスタを用いて
弱反転状態で対数出力特性をもって電圧信号に変換する
ようにした光センサ回路を画素単位として、複数の画素
をマトリクス状に配設して、各1ライン分の画素列を順
次選択する画素列選択回路およびその選択された画素列
における各画素を順次選択する画素選択回路によって各
画信号の時系列的な読出し走査を行わせるようにしたイ
メージセンサにあって、各1ライン分の画素列を少なく
とも2分割して、1ラインにおける各分割された画素列
を所定時間だけずらして順次選択するようにしたもの
で、1ライン分の画素列が選択されてすぐにその画素列
の各画信号Voを読み出すに際して、何ら画信号出力の
安定化のための休止期間を設けることなく、画信号の読
出しを応答遅れを生ずることなく連続して行わせること
ができ、画信号の読出し速度の向上を有効に図ることが
できるという利点がある。
As described above, the present invention provides an optical sensor circuit which converts a sensor current flowing through a photoelectric conversion element in accordance with the amount of incident light into a voltage signal with a logarithmic output characteristic in a weak inversion state using a MOS transistor. A plurality of pixels are arranged in a matrix, and each pixel signal is sequentially selected by a pixel column selection circuit for sequentially selecting one line of pixel columns and a pixel selection circuit for sequentially selecting each pixel in the selected pixel column. In the image sensor configured to perform the time-series read-out scan, the pixel row for each one line is divided into at least two, and the divided pixel rows in one line are sequentially shifted by a predetermined time. When one pixel line for one line is selected and each image signal Vo is read out immediately after the selection, a pause for stabilizing the image signal output is not performed. Without providing between, can be continuously performed without causing a response delay the reading of the image signal, there is an advantage that can be achieved to enable to improve the reading speed of the image signal.

【0064】また、本発明は、各分割された画素列の選
択ごとに、そのときの選択の対象となる分割された画素
列における各画素の前記MOS型トランジスタのドレイ
ン電圧を所定時間だけ定常よりも低い値に切り換えて、
前記光電変換素子の寄生容量に蓄積された電荷を放電さ
せるようにしており、各画信号の読出し走査に応じた適
切なタイミングをもって各画素の初期化を行わせること
ができ、センサ電流に急激な変化が生じても即座にその
ときの入射光の光量に応じた電圧信号が得られて、入射
光の光量が少ない場合でも残像を生ずるようなことがな
いという利点を有している。
Further, according to the present invention, each time a divided pixel column is selected, the drain voltage of the MOS transistor of each pixel in the divided pixel column to be selected at that time is changed from a steady state for a predetermined time. Also switch to a lower value,
The electric charge accumulated in the parasitic capacitance of the photoelectric conversion element is discharged, so that each pixel can be initialized at an appropriate timing according to the reading scan of each image signal, and a sudden change in the sensor current occurs. Even if a change occurs, a voltage signal corresponding to the amount of incident light at that time is immediately obtained, and there is an advantage that an afterimage does not occur even when the amount of incident light is small.

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

【図1】本発明によるイメージセンサに用いられる1画
素分の光センサ回路を示す電気回路図である。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an optical sensor circuit for one pixel used in an image sensor according to the present invention.

【図2】光センサ回路における各部信号のタイムチャー
トである。
FIG. 2 is a time chart of signals of each part in the optical sensor circuit.

【図3】光センサ回路の初期化時におけるトランジスタ
Q1の電荷qの流れによる動作状態を模擬的に示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an operation state due to a flow of a charge q of a transistor Q1 at the time of initialization of a photosensor circuit.

【図4】光センサ回路の光信号検出時におけるトランジ
スタQ1の電荷qの流れによる動作状態を模擬的に示す
図である。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an operation state due to a flow of a charge q of a transistor Q1 when an optical signal is detected by an optical sensor circuit.

【図5】光センサ回路におけるフォトダイオードPDの
センサ電流が変化したときの各電圧信号Vpdの変化特
性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a change characteristic of each voltage signal Vpd when a sensor current of the photodiode PD in the optical sensor circuit changes.

【図6】光センサ回路において所定のタイミングで光信
号の読み出しをくり返し行わせたときの電圧信号Vpd
の増幅信号の特性を示す図である。
FIG. 6 shows a voltage signal Vpd obtained when an optical signal is repeatedly read at a predetermined timing in the optical sensor circuit.
FIG. 4 is a diagram showing characteristics of an amplified signal of FIG.

【図7】光センサ回路においてフォトダイオードPDへ
の入射光Lsの光量を変化させたときの画素信号Voの
出力特性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating output characteristics of a pixel signal Vo when the amount of incident light Ls to a photodiode PD is changed in the optical sensor circuit.

【図8】本発明によるイメージセンサの基本的な構成例
を示すブロック構成図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a basic configuration example of an image sensor according to the present invention.

【図9】その基本的な構成例におけるイメージセンサの
各部信号のタイムチャートである。
FIG. 9 is a time chart of signals of each part of the image sensor in the basic configuration example.

【図10】その基本的な構成例によるイメージセンサに
おける画信号を読み出すときの応答遅れを考慮したとき
の各部信号のタイムチャートである。
FIG. 10 is a time chart of signals of respective parts in consideration of a response delay when reading an image signal in the image sensor according to the basic configuration example.

【図11】その基本的な構成例によるイメージセンサに
おける画信号を休止期間をもって読み出すときの各部信
号のタイムチャートである。
FIG. 11 is a time chart of signals of respective parts when an image signal in the image sensor according to the basic configuration example is read out during a pause period.

【図12】本発明によるイメージセンサの一実施例を示
すブロック構成図である。
FIG. 12 is a block diagram showing an embodiment of an image sensor according to the present invention.

【図13】その一実施例におけるイメージセンサの各部
信号のタイムチャートである。
FIG. 13 is a time chart of signals of various parts of the image sensor in the embodiment.

【図14】本発明によるイメージセンサにおける各画素
の初期化のタイミングの一例を示すタイムチャートであ
る。
FIG. 14 is a time chart illustrating an example of an initialization timing of each pixel in the image sensor according to the present invention.

【図15】本発明によるイメージセンサにおける各画素
の初期化のタイミングの他の例を示すタイムチャートで
ある。
FIG. 15 is a time chart showing another example of the initialization timing of each pixel in the image sensor according to the present invention.

【図16】本発明によるイメージセンサの他の実施例を
示すブロック構成図である。
FIG. 16 is a block diagram showing another embodiment of the image sensor according to the present invention.

【図17】その他の実施例におけるイメージセンサの各
部信号のタイムチャートである。
FIG. 17 is a time chart of signals of various parts of an image sensor according to another embodiment.

【図18】本発明によるイメージセンサのさらに他の実
施例を示すブロック構成図である。
FIG. 18 is a block diagram showing still another embodiment of the image sensor according to the present invention.

【図19】本発明によるイメージセンサのさらに他の実
施例を示すブロック構成図である。
FIG. 19 is a block diagram showing still another embodiment of the image sensor according to the present invention.

【図20】初期化を行わないときの光センサ回路におけ
る入射光量が少ないときに所定のタイミングで読み出さ
れる画信号の出力特性を示す図である。
FIG. 20 is a diagram illustrating output characteristics of an image signal read at a predetermined timing when the amount of incident light in the optical sensor circuit is small when initialization is not performed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画素列選択回路 11〜13 分割された画素列選択回路 2 画素選択回路 3 画信号出力用スイッチ群 4 ゲート電圧用電源 5 電圧切換回路 51〜53 分割された画素列の電圧切換回路 SH1〜SH4 サンプルアンドホールド回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 pixel column selection circuit 11 to 13 divided pixel column selection circuit 2 pixel selection circuit 3 image signal output switch group 4 gate voltage power supply 5 voltage switching circuit 51 to 53 voltage switching circuit SH1 to SH4 for divided pixel column Sample and hold circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗田 次郎 埼玉県狭山市新狭山1丁目10番地1 ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 武部 克彦 埼玉県狭山市新狭山1丁目10番地1 ホン ダエンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 4M118 AA02 AA10 AB01 BA14 CA02 DD09 DD12 FA06 FA14 5B047 BB04 CA06 CB05 CB17 5C024 AX01 CX03 CX11 CX51 GX03 GX15 GY31 GY32 GY41 GZ42 HX12 HX17 HX35  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Jiro Kurita 1-10-1 Shinsayama, Sayama City, Saitama Prefecture Honda Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Katsuhiko Takebe 1-10-1 Shinsayama, Sayama City, Saitama Prefecture Hong F-term (reference) in Da Engineering Co., Ltd. 4M118 AA02 AA10 AB01 BA14 CA02 DD09 DD12 FA06 FA14 5B047 BB04 CA06 CB05 CB17 5C024 AX01 CX03 CX11 CX51 GX03 GX15 GY31 GY32 GY41 GZ42 HX12 HX17 HX35

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光量に応じて光電変換素子に流れる
センサ電流をMOS型トランジスタを用いて弱反転状態
で対数出力特性をもって電圧信号に変換するようにした
光センサ回路を画素単位として、複数の画素をマトリク
ス状に配設して、各1ライン分の画素列を順次選択する
画素列選択回路およびその選択された画素列における各
画素を順次選択する画素選択回路によって各画信号の時
系列的な読出し走査を行わせるようにしたイメージセン
サにおいて、各1ライン分の画素列を少なくとも2分割
して、1ラインにおける各分割された画素列を所定時間
だけずらして順次選択するようにしたことを特徴とする
イメージセンサ。
1. A plurality of photosensor circuits, each configured to convert a sensor current flowing through a photoelectric conversion element according to an incident light amount into a voltage signal with a logarithmic output characteristic in a weak inversion state by using a MOS transistor, are used as a pixel unit. Pixels are arranged in a matrix, and a pixel column selection circuit for sequentially selecting a pixel column for each one line and a pixel selection circuit for sequentially selecting each pixel in the selected pixel column are used in time series of each image signal. In an image sensor for performing a read-out scan, a pixel line for each one line is divided into at least two parts, and each divided pixel line in one line is sequentially shifted by a predetermined time. Characteristic image sensor.
【請求項2】 各分割された画素列の選択ごとに、その
ときの選択の対象となる分割された画素列における各画
素の前記MOS型トランジスタのドレイン電圧を所定時
間だけ定常よりも低い値に切り換えて、前記光電変換素
子の寄生容量に蓄積された電荷を放電させる電圧切換回
路を設けたことを特徴とする請求項1の記載によるイメ
ージセンサ。
2. Each time a divided pixel column is selected, the drain voltage of the MOS transistor of each pixel in the divided pixel column to be selected at that time is set to a value lower than a steady value for a predetermined time. 2. The image sensor according to claim 1, further comprising a voltage switching circuit for switching and discharging a charge accumulated in a parasitic capacitance of the photoelectric conversion element.
【請求項3】 分割された画素列の選択の直後に、その
分割された画素列における各画素の前記MOS型トラン
ジスタのドレイン電圧を所定時間だけ定常よりも低い値
に切り換えるようにしたことを特徴とする請求項2の記
載によるイメージセンサ。
3. The drain voltage of the MOS transistor of each pixel in the divided pixel column is switched to a value lower than the steady state for a predetermined time immediately after the selection of the divided pixel column. An image sensor according to claim 2, wherein
【請求項4】 分割された画素列が選択されてから所定
時間経過後に、その分割された画素列における各画素の
前記MOS型トランジスタのドレイン電圧を所定時間だ
け定常よりも低い値に切り換えるようにしたことを特徴
とする請求項2の記載によるイメージセンサ。
4. After a lapse of a predetermined time from the selection of a divided pixel column, the drain voltage of the MOS transistor of each pixel in the divided pixel column is switched to a value lower than a steady state for a predetermined time. The image sensor according to claim 2, wherein:
【請求項5】 1ライン分の画素列における各画素の出
力側にサンプルアンドホールド回路を設けたことを特徴
とする請求項1または請求項2の記載によるイメージセ
ンサ。
5. The image sensor according to claim 1, wherein a sample-and-hold circuit is provided on an output side of each pixel in a pixel line for one line.
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