JP2532374B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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JP2532374B2
JP2532374B2 JP60292900A JP29290085A JP2532374B2 JP 2532374 B2 JP2532374 B2 JP 2532374B2 JP 60292900 A JP60292900 A JP 60292900A JP 29290085 A JP29290085 A JP 29290085A JP 2532374 B2 JP2532374 B2 JP 2532374B2
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solid
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俊文 尾崎
信弥 大場
正章 中井
治久 安藤
秋元  肇
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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の利用分野) 本発明は、高感度、低スメア、高解像度を実現するの
に好適なMOS型固体撮像素子に関するものである。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a MOS solid-state image sensor suitable for realizing high sensitivity, low smear, and high resolution.

(発明の背景) 従来、2次元固体撮像素子の代表的な一種としてMOS
型固体撮像素子が知られている(M.Aoki et.al:アイエ
スエスシーシー・ダイジェスト・オブ・テクニカル・ペ
ーパーズ、p26,Feb.13,1980)。上記素子は第6図に示
すような回路構成によっている。第6図において、1は
2次元状に配置されて光電変換を行うホトダイオード、
2は各行を選択する垂直走査回路、3は上記垂直走査回
路からの選択信号を各垂直スイッチに導く垂直ゲート
線、4は上記垂直走査回路からの選択信号により開閉す
る垂直スイッチ、5は各行の選択を行う水平走査回路、
6は水平走査回路からの選択信号により開閉する水平ス
イッチ、7は素子外部の増幅回路、8は垂直信号線であ
る。上記回路はつぎの動作を行う。まず、水平ブランキ
ング期間中に、垂直走査回路2により選択された行の垂
直ゲート線3の電圧が高くなり、垂直スイッチ4が開き
(オンし)、信号電荷がホトダイオード1から垂直信号
線8に送られる。その後、水平走査期間においては、水
平走査回路5が動作し水平スイッチ6が順次開閉し、信
号電荷は順次素子外部の増幅器7により増幅され出力さ
れる。
(Background of the Invention) Conventionally, a MOS has been used as a typical type of a two-dimensional solid-state image sensor.
Type solid-state image pickup devices are known (M. Aoki et.al: ISSC Digest of Technical Papers, p26, Feb. 13, 1980). The element has a circuit configuration as shown in FIG. In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a photodiode arranged two-dimensionally for photoelectric conversion,
Reference numeral 2 is a vertical scanning circuit for selecting each row, 3 is a vertical gate line for guiding a selection signal from the vertical scanning circuit to each vertical switch, 4 is a vertical switch for opening and closing by a selection signal from the vertical scanning circuit, and 5 is a row switch for each row. Horizontal scanning circuit for selection,
Reference numeral 6 is a horizontal switch that opens and closes in response to a selection signal from the horizontal scanning circuit, 7 is an amplifier circuit outside the element, and 8 is a vertical signal line. The above circuit performs the following operations. First, during the horizontal blanking period, the voltage of the vertical gate line 3 in the row selected by the vertical scanning circuit 2 increases, the vertical switch 4 opens (turns on), and the signal charge is transferred from the photodiode 1 to the vertical signal line 8. Sent. After that, in the horizontal scanning period, the horizontal scanning circuit 5 operates and the horizontal switch 6 sequentially opens and closes, and the signal charges are sequentially amplified and output by the amplifier 7 outside the element.

上記のMOS型固体撮像素子は、他の代表的な2次元固
体撮像素子の一種であるCCD型固体撮像素子に較べ、ホ
トダイオード1と垂直スイッチ4よりなる受光部の構造
が簡単であるために、光利用率が高く、かつ高い歩留り
が得られる。しかしながら、雑音が大きく、信号対雑音
比(以下S/N比という)が低い。
The MOS type solid-state image pickup device described above has a simple structure of the light receiving portion including the photodiode 1 and the vertical switch 4 as compared with the CCD type solid-state image pickup device which is one of other typical two-dimensional solid-state image pickup devices. A high light utilization rate and a high yield can be obtained. However, the noise is large and the signal-to-noise ratio (hereinafter referred to as S / N ratio) is low.

一方、全ての固体撮像素子は、明るい被写体を写した
ときに再生画の上下に白く尾を引く垂直スメア現象が生
じ、高照度における画像劣化の要因になる。
On the other hand, in all solid-state imaging devices, when a bright subject is photographed, a vertical smear phenomenon in which white and white tails appear on the top and bottom of a reproduced image occurs, which causes image deterioration at high illuminance.

また、テレビジョンシステムは今後高精細化の方向を
とり、その一例として走査線数が1125本で、画面の縦横
比が3対4の方式が注目されている。上記方式を用いた
システムには、信号帯域幅が0〜30MHzのテレビジョン
カメラを使用する必要がある(熊田:テレビジョン学
会、1982年全国大会SP1−1、p.373)。上記カメラに用
いられる固体撮像素子には60MHz以上の走査速度が要求
され、従来のMOS型素子やCCD型素子では、実験の結果、
現状技術で実現するのが困難である。
Further, in the future, a television system will be in the direction of higher definition, and as an example thereof, a system in which the number of scanning lines is 1125 and the aspect ratio of the screen is 3: 4 is drawing attention. A system using the above method needs to use a television camera having a signal bandwidth of 0 to 30 MHz (Kumada: Television Society, 1982 National Convention SP1-1, p.373). The solid-state imaging device used in the above-mentioned camera is required to have a scanning speed of 60 MHz or more, and in the conventional MOS type device or CCD type device, the experimental result shows that
It is difficult to realize with current technology.

(発明の目的) 本発明は、MOS型固体撮像素子の高い信号利用率と高
歩留りを保ちながら、雑音およびスメアの低減をはか
り、高速走査が可能な信号読出し方法を実現し、高S/N
で高解像度を有する固体撮像素子を得ることを目的とす
る。
(Object of the Invention) The present invention realizes a signal reading method capable of high-speed scanning while reducing noise and smear while maintaining a high signal utilization rate and a high yield of a MOS type solid-state imaging device.
The object is to obtain a solid-state image sensor having high resolution.

(発明の概要) 発明者等の検討によれば、MOS型固体撮像素子の主雑
音源の1つは、水平スイッチの熱雑音により発生するkT
C雑音である。上記雑音は、水平スイッチが開閉する際
に、水平スイッチの熱雑音により垂直信号線のリセット
電位がゆらぐことによって発生する。kTC雑音はCCD型固
体撮像素子の出力部において発生するリセット雑音と同
種のものである。CCD素子においては、上記雑音を低減
するために、相関2重サンプリング法(M.H.WHITE et a
l:ジャーナル・オブ・ソリッドステイト・サーキット、
vol.SC−9、No.1、p1〜12、Feb.1974)が広く用いられ
ている。本発明は上記相関2重サンプリング法を行う回
路をMOS型固体撮像素子の各垂直信号線ごとに設け、水
平スイッチの熱雑音により発生するkTC雑音を抑圧する
ものである。このため本発明は、同一半導体基板上に、
2次元状に配列された光電変換素子と該光電変換素子を
選択するための垂直走査回路ならびに水平走査回路と、
上記垂直走査回路の選択信号により開閉し、一端が上記
光電変換素子に接続される垂直スイッチと、該垂直スイ
ッチの一端をつなぐ垂直信号線よりなる固体撮像素子に
おいて、上記垂直信号線ごとに該垂直信号線をリセット
するリセットスイッチを備え、リセット後の空の上記垂
直信号電位と、信号がある場合の上記垂直信号線電位と
の差を検知する手段を設けたことにより、まず垂直信号
線をリセットしてkTC雑音だけを出力し、つぎに信号電
荷をホトダイオードより垂直信号線に送り、kTC雑音が
重畳された信号を出力し、上記2つの差を取ることによ
り真の信号を出力するものである。
(Outline of the Invention) According to a study by the inventors, one of the main noise sources of a MOS type solid-state image sensor is kT generated by thermal noise of a horizontal switch.
It is C noise. The noise is generated when the reset potential of the vertical signal line fluctuates due to thermal noise of the horizontal switch when the horizontal switch opens and closes. The kTC noise is of the same kind as the reset noise generated at the output of the CCD solid-state image sensor. In the CCD device, in order to reduce the above noise, the correlated double sampling method (MHWHITE et a
l: Journal of Solid State Circuit,
vol.SC-9, No.1, p1-12, Feb.1974) is widely used. According to the present invention, a circuit for performing the above-mentioned correlated double sampling method is provided for each vertical signal line of a MOS type solid-state image pickup device to suppress kTC noise generated by thermal noise of a horizontal switch. Therefore, the present invention, on the same semiconductor substrate,
A photoelectric conversion element arranged two-dimensionally, a vertical scanning circuit and a horizontal scanning circuit for selecting the photoelectric conversion element,
In a solid-state imaging device including a vertical switch that opens and closes according to a selection signal of the vertical scanning circuit and has one end connected to the photoelectric conversion element, and a vertical signal line that connects one end of the vertical switch, the vertical signal line for each vertical signal line. First, the vertical signal line is reset by providing a reset switch for resetting the signal line and providing a means for detecting a difference between the empty vertical signal potential after reset and the vertical signal line potential when there is a signal. Then, only the kTC noise is output, then the signal charge is sent from the photodiode to the vertical signal line, the signal on which the kTC noise is superimposed is output, and the true signal is output by taking the difference between the above two. .

ところで、MOS型固体撮像素子の垂直スメアは、1水
平走査期間中に光の漏れ込み等により垂直信号線に余分
な電荷が発生し、信号電荷に混入するために生じる。上
記の本発明による素子においては、垂直信号線のリセッ
ト後に信号電荷をホトダイオードから垂直信号線に送る
ために、スメアの信号が混入する時間は、従来の比し1/
20〜1/60に低減することができ、したがってスメアを減
少させることができる。
By the way, the vertical smear of the MOS type solid-state image pickup device occurs because extra charges are generated in the vertical signal line due to light leakage during one horizontal scanning period and are mixed into the signal charges. In the above-described device according to the present invention, since the signal charge is sent from the photodiode to the vertical signal line after resetting the vertical signal line, the time for smear signal mixing is 1 /
It can be reduced to 20 to 1/60 and therefore smear can be reduced.

一方、垂直スメアを低減する非常に有効な手段とし
て、小沢他の1984年テレビジョン学会全国大会予稿集、
3−15、pp67に記載されているスメア差動方式がある。
本発明のもう一つの主旨は、上記スメア差動方式を行う
回路を各垂直信号線ごとに設けることにある。このた
め、まず垂直スメアだけを出力し、つぎに垂直スメアの
重畳された信号電荷を読み出し、これら2つの差をとる
ことにより信号電荷を出力する。また、高速走査を行う
ために、本発明の素子では、各列ごとに光電変換された
複数の信号電荷を並列に増幅する増幅器を備える増幅手
段と、上記列ごとの増幅手段からのそれぞれの出力電圧
を共通の階段波状の参照電圧を比較する、上記列ごとの
増幅手段のそれぞれの出力ごとの、入力部に一端を上記
増幅手段の出力に接続された容量と一端が共通の階段波
状の参照電圧の印加端子に接続され、他端が上記容量の
他端に接続されたスイッチとを備えた比較手段と、上記
参照電圧の変化に同期した与えられる共通の階段波のス
テップ数を表す2値化データから、上記各比較手段の比
較結果が変化する時のデータを選択保持し、それぞれの
出力電圧に対応するデジタル信号を得る上記比較手段ご
とに設けたデジタル信号保持手段とを有し、得られた各
列のデジタル信号を直列に走査している。本構成によれ
ば、水平走査がデジタル系であるために容易に高速化が
図れ、高速走査に適している。また、A/D変換に必要な
階段波状の参照電圧ならびに階段波ステップ数を表わす
2値データを各列に共通にすることができ、各列には出
力電圧保持手段、比較手段、デジタル値保持手段を設け
るだけでよいので、A/D変換に必要なハードウェアの量
を低減し高集積化をはかることができる。また、信号電
圧の基準電圧を共通の参照電圧の基準電圧と一致するた
め、列ごとに設けられた増幅手段の直流出力電圧のばら
つきにより発生するA/D変換の誤差をなくすことがで
き、高精度のA/D変換を実現できる。
On the other hand, as a very effective means of reducing vertical smear, Ozawa et al.
3-15, pp67, there is a smear differential method.
Another gist of the present invention is to provide a circuit for performing the smear differential method for each vertical signal line. Therefore, first, only the vertical smear is output, then the signal charge on which the vertical smear is superimposed is read out, and the signal charge is output by taking the difference between these two. Further, in order to perform high-speed scanning, in the device of the present invention, an amplifying means including an amplifier for amplifying a plurality of signal charges photoelectrically converted for each column in parallel, and respective outputs from the amplifying means for each column. The voltage is compared with a common staircase-like reference voltage, for each output of the amplifying means for each column, a staircase-like reference having a common end with a capacitor whose one end is connected to the output of the amplifying means for each output Comparing means having a switch connected to the voltage application terminal and having the other end connected to the other end of the capacitor, and a binary value representing the number of steps of a given common staircase wave synchronized with the change of the reference voltage. The digital data holding means provided for each of the comparing means selectively holds the data when the comparison result of each of the comparing means changes, and obtains a digital signal corresponding to each output voltage from the converted data. Be The digital signals of each column are scanned in series. According to this configuration, since the horizontal scanning is a digital system, the speed can be easily increased, which is suitable for high speed scanning. In addition, the staircase reference voltage required for A / D conversion and binary data representing the number of steps of the staircase can be made common to each column, and the output voltage holding means, the comparing means, and the digital value holding are held in each row. Since only the means is required, the amount of hardware required for A / D conversion can be reduced and high integration can be achieved. Further, since the reference voltage of the signal voltage matches the reference voltage of the common reference voltage, it is possible to eliminate the error of A / D conversion that occurs due to the variation of the DC output voltage of the amplification means provided for each column, and A / D conversion with high accuracy can be realized.

以上述べた本発明の素子を実現するためには、各垂直
信号線の電位を検知増幅する増幅回路が不可欠となる。
しかし、各垂直信号線に設けられる増幅器の利得は、半
導体製造工程におけるばらつきのために均一にならな
い。その結果、固定パターン雑音と言われる縦筋状の雑
音が発生し、高S/Nを得ることが困難になる。上記固定
パター雑音を抑圧するために、本発明の素子では、A/D
変換に際し各増幅器の電圧利得のばらつきにより発生す
る列ごとの増幅手段の出力電圧のばらつきを補正するも
のである。
In order to realize the device of the present invention described above, an amplifier circuit for detecting and amplifying the potential of each vertical signal line is indispensable.
However, the gain of the amplifier provided on each vertical signal line is not uniform due to variations in the semiconductor manufacturing process. As a result, vertical stripe noise called fixed pattern noise occurs, and it becomes difficult to obtain high S / N. In order to suppress the fixed pattern noise, the device of the present invention uses A / D
It is intended to correct the variation in the output voltage of the amplification means for each column, which is caused by the variation in the voltage gain of each amplifier upon conversion.

(発明の実施例) つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。第1
図は本発明による固体撮像素子の一実施例を示す回路構
成図、第2図は破線内に第1図の破線で囲まれた1列分
の回路ブロックのうち21、22に対応する部分の詳細回路
を示す図、第3図は第2図の対応する各端子に印加され
る駆動パルスのタイミング図、第4図は破線内に第1図
の破線で囲まれた1列分の回路ブロックのうち23に相当
する部分の詳細回路を示す図、第5図は第4図の対応す
る各端子に印加される駆動パルスのタイミングを示す図
である。なお、説明を簡単にするために第1図は3×4
のホトダイオードマトリックスだけを示し、第2図およ
び第4図には例えば第1図に破線で囲む1列分の回路だ
けを示し、また素子外部への出力信号は3ビット、補正
信号は2ビットの場合を示している。
Embodiments of the Invention Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a solid-state image sensor according to the present invention, and FIG. 2 shows a portion corresponding to 21, 22 of the circuit block for one column surrounded by the broken line in FIG. FIG. 3 is a diagram showing a detailed circuit, FIG. 3 is a timing diagram of drive pulses applied to corresponding terminals in FIG. 2, and FIG. 4 is a circuit block for one column surrounded by a broken line in FIG. 23 is a diagram showing a detailed circuit of a portion corresponding to 23, and FIG. 5 is a diagram showing timings of drive pulses applied to respective corresponding terminals in FIG. In order to simplify the explanation, FIG. 1 shows 3 × 4.
2 and 4 show only a circuit for one column surrounded by a broken line in FIGS. 2 and 4, and the output signal to the outside of the element is 3 bits and the correction signal is 2 bits. The case is shown.

第1図において、1は2次元状に配置したホトダイオ
ード、2は各行を選択する垂直走査回路、3は垂直ゲー
ト線、4は垂直スイッチ、5は各列の選択を行う水平走
査回路、8は垂直信号線、21は1次元状に配置した初段
増幅器とkTC雑音の抑圧を行うダブルサンプリング回路
からなる増幅手段、22は同じく1次元状に配置したスメ
ア抑圧を行うスミア差動回路と共用化された入力部をも
つA/D変換のための比較器と利得補正のための参照電圧
補正回路、23は同様に1次元状に配置したA/D変換の結
果を保持し出力するための出力バッファと利得補正情報
を保持するための利得補正信号保持回路である。第2図
において、破線内は第1図の破線で囲まれた1列分の回
路ブロックのうち21および22に対応する部分の詳細回路
を示し、31から34、45が上記21に、35から43、46から50
が上記22に相当し、破線外の端子S1からS5ならびに端子
REEP、REF1、REF2、Rは、1次元状に配置された上記21
および22に駆動パルスを印加するために、アレー外に設
けられた電圧印加端子であり、Aは垂直信号線8に接続
され、B、C、Dは上記23の詳細図である第4図のE、
F、Gにそれぞれ接続される。第2図における31は垂直
信号線電位をリセットするためのリセットスイッチ、32
は垂直信号線8の電位変動を検知増幅するための初段増
幅器である。33、34、45によりkTC雑音の抑圧を行うダ
ブルサンプリング回路が構成されるが、33は増幅器で、
3は増幅器33を高利得領域に自己バイアスするためのス
イッチ、45はスイッチ34が閉じている(オフしている)
時に信号を伝達するための容量である。また、37、38、
48、39、40、41とスミアの抑圧を行うスミア差動回路と
兼用された入力部35、36、46により、中谷他:昭和60年
度電子通信学会総合全国大会444に記載されていると同
様のサンプルホールド型MOS比較器が構成され、46はス
イッチ36が閉じている時に端子REFPに印加された参照電
圧の基準電圧VREFPを基点として信号を伝達するための
容量、35は容量46による信号伝達時の電圧の減衰を防ぐ
ためのバッファ増幅器、36はバッファ増幅器35の入力に
A/D変換のため端子REFPに印加される参照電圧を伝える
ためのスイッチ、47は信号を保持するための容量、37は
増幅器、38は増幅器37を高利得領域に自己バイアスする
ためのスイッチ、48はスイッチ38のフィードスルー電荷
の悪影響を吸収するための容量、39は増幅器、40は増幅
器39を高利得領域に自己バイアスするためのスイッチで
ある。上記文献の比較的では入力部を信号電圧と参照電
圧を切り換える2スイッチで構成しているのに対し、本
願発明の比較的では入力を参照電圧印加端子REFPに一端
が接続されたスイッチ36と信号電圧を伝達する容量46と
により構成している。42、43、49、50により、参照電圧
の1ステップの大きさを各列ごとの増幅器32および33の
各列ごとのばらつきに応じて補正するための、2ビット
参照電圧補正回路が構成され、47、42、43は第4図に示
す利得補正信号保持回路からの信号により開閉するスチ
ッチ、49、50は端子REF1、REF2に印加される利得補正用
参照電圧を伝達する容量である。S1〜S5はそれぞれスイ
ッチ31、34、36、42、38、40の駆動パルス印加端子、RE
FPはA/D変換のための階段波状の参照電圧印加端子、RFE
1、REF2は増幅器32および33の各列ごとの利得ばらつき
を補正するための階段状の利得補正用参照電圧印加端
子、Rは垂直信号線の直流リセット電圧印加端子であ
る。また、101、103、105、108、109はそれぞれアレー
外に設けられた端子S1〜S5から各列に設けたスイッチ3
1、34、36、42、38、40に駆動パルスを伝達する配線、1
04はアレー外に設けられた端子REFPから各列に設けられ
たスイッチ36の入力端子に階段波状の参照電圧を伝達す
る配線、106、107はアレー外に設けられた端子REF1、RE
F2から各列に設けたスイッチ42、43の入力端子に階段波
状の利得補正用参照電圧を伝達する配線、102はアレー
外に設けられた端子Rから各列に設けられたスイッチ31
の入力端子にリセット電圧を伝達する配線である。上記
各増幅器32、33、35、37、39、41の利得をそれぞれG1
G2、G3、G4、G5、G6とする。第3図の駆動パルスタイミ
ング図中(b)〜(f)はそれぞれ第2図の端子S1から
S5に印加される駆動パルスを、(h)〜(j)はそれぞ
れ第2図の端子REFP、REF1、REF2に印加される駆動電
圧、(g)は第1図の選択行の垂直ゲート線3の電位
を、(a)は水平ブランキング期間を示す。水平ブラン
キング期間に入ると、まずスメア信号の読み出しが行わ
れる。S1〜S5の電位が高くなり、スイッチ31、34、36、
38、40が開く。この時、スメア等の垂直信号線8に蓄え
られた疑似信号はスイッチ31を通じて素子外部に掃き出
され、垂直信号線8は端子Rにかかる電圧Vvにリセット
される。また、増幅器35の入力端子は参照電圧の基準電
圧VREFPにリセットされる(第3図、t=t1)。つぎに
スイッチ31が閉じ、kTC雑音により垂直信号線電位はVn
だけゆらぐ(第3図、t=t2)。この後ある時間遅れの
のちスイッチ34が閉じると、この時刻以降の増幅器32の
出力端の変位変動が容量45を介して、容量結合により増
幅器33の入力端子に伝達されることになり、増幅器33の
出力端にはこの時刻以降の垂直信号線の電位変動がG1×
G2倍されて表われる(第3図、t=t3)。この後Tsl
け時間が経過したのちスイッチ36が閉じると、この時刻
以降の増幅器33の出力端の電位変動が、容量46を介して
容量結合により端子REFPに印加された参照電圧の基準電
圧VREFPを基点として、増幅器35の入力端子に伝達さ
れ、増幅器35の出力端にG3倍されて表われる。一方、時
刻t3以降の垂直信号線変位変動は、スメア電荷の発生に
よる電位変動だけである。したがってスイッチ36が閉じ
た時点においては、増幅器33の出力端の電位変動ΔV2
(1)式になる。
In FIG. 1, 1 is a two-dimensionally arranged photodiode, 2 is a vertical scanning circuit for selecting each row, 3 is a vertical gate line, 4 is a vertical switch, 5 is a horizontal scanning circuit for selecting each column, and 8 is A vertical signal line, 21 is an amplifying means including a one-dimensionally arranged first-stage amplifier and a double sampling circuit for suppressing kTC noise, and 22 is also commonly used as a smear differential circuit for similarly smearing and suppressing smear. Comparator for A / D conversion and a reference voltage correction circuit for gain correction, which has an input section, and 23 is an output buffer for holding and outputting the result of A / D conversion, which is also arranged one-dimensionally And a gain correction signal holding circuit for holding gain correction information. In FIG. 2, the inside of the broken line shows the detailed circuit of the portion corresponding to 21 and 22 of the circuit block for one column surrounded by the broken line in FIG. 1, 31 to 34 and 45 are from 21 and 35 from above. 43, 46 to 50
Corresponds to 22 above, and terminals S1 to S5 and terminals outside the broken line
REEP, REF1, REF2, and R are 21-dimensionally arranged as described above.
In order to apply the driving pulse to 22 and 22, voltage application terminals are provided outside the array, A is connected to the vertical signal line 8, and B, C and D are detailed views of the above-mentioned 23 of FIG. E,
It is connected to F and G respectively. Reference numeral 31 in FIG. 2 is a reset switch for resetting the vertical signal line potential, 32
Is an initial stage amplifier for detecting and amplifying the potential fluctuation of the vertical signal line 8. A double sampling circuit that suppresses kTC noise is configured by 33, 34, and 45, and 33 is an amplifier,
3 is a switch for self-biasing the amplifier 33 in the high gain region, 45 is a switch 34 closed (off)
Sometimes it is the capacity for transmitting signals. Also, 37, 38,
48, 39, 40, 41 and the input section 35, 36, 46 which is also used as a smear differential circuit for suppressing smear, Nakatani et al .: Same as described in 1985 National Conference of IEICE 444 Of the sample-hold type MOS comparator is constructed, and 46 is a capacitance for transmitting a signal based on the reference voltage V REFP of the reference voltage applied to the terminal REFP when the switch 36 is closed, and 35 is a signal by the capacitance 46. Buffer amplifier to prevent voltage attenuation during transmission, 36 is input to buffer amplifier 35
A switch for transmitting the reference voltage applied to the terminal REFP for A / D conversion, 47 is a capacitor for holding a signal, 37 is an amplifier, 38 is a switch for self-biasing the amplifier 37 in a high gain region, Reference numeral 48 is a capacitance for absorbing the adverse effect of the feedthrough charge of the switch 38, 39 is an amplifier, and 40 is a switch for self-biasing the amplifier 39 in the high gain region. In the comparative example of the above-mentioned document, the input part is composed of two switches for switching the signal voltage and the reference voltage, whereas in the comparative example of the present invention, the input and the switch 36 having one end connected to the reference voltage applying terminal REFP and the signal. It is composed of a capacitor 46 for transmitting a voltage. 42, 43, 49, 50 constitute a 2-bit reference voltage correction circuit for correcting the magnitude of one step of the reference voltage in accordance with the variation in each column of the amplifiers 32 and 33 in each column, Reference numerals 47, 42 and 43 are switches that are opened and closed by a signal from the gain correction signal holding circuit shown in FIG. 4, and 49 and 50 are capacitors that transmit the gain correction reference voltage applied to the terminals REF1 and REF2. S1 to S5 are drive pulse application terminals for switches 31, 34, 36, 42, 38 and 40, RE
FP is a staircase reference voltage application terminal for A / D conversion, RFE
Reference numerals 1 and REF2 are step-like gain correction reference voltage application terminals for correcting the gain variation of each column of the amplifiers 32 and 33, and R is a DC reset voltage application terminal of the vertical signal line. In addition, 101, 103, 105, 108, and 109 are switches 3 provided in each column from terminals S1 to S5 provided outside the array, respectively.
Wiring for transmitting drive pulse to 1, 34, 36, 42, 38, 40, 1
04 is a wiring for transmitting a staircase reference voltage from the terminal REFP provided outside the array to the input terminal of the switch 36 provided in each column, and 106 and 107 are terminals REF1 and RE provided outside the array.
Wiring for transmitting a staircase-shaped gain correction reference voltage from F2 to the input terminals of the switches 42 and 43 provided in each column, and 102 is a switch 31 provided in each column from a terminal R provided outside the array.
Is a wiring for transmitting the reset voltage to the input terminal of the. The gains of the amplifiers 32, 33, 35, 37, 39, 41 are respectively G 1 ,
Let G 2 , G 3 , G 4 , G 5 , and G 6 . In the drive pulse timing chart of FIG. 3, (b) to (f) are from the terminal S1 of FIG. 2, respectively.
Driving pulses applied to S5 are as follows: (h) to (j) are driving voltages applied to the terminals REFP, REF1 and REF2 in FIG. 2, and (g) is the vertical gate line 3 of the selected row in FIG. And (a) shows the horizontal blanking period. In the horizontal blanking period, the smear signal is read out first. The potential of S1 to S5 becomes high, and the switches 31, 34, 36,
38 and 40 open. At this time, the pseudo signal stored in the vertical signal line 8 such as smear is swept out of the element through the switch 31, and the vertical signal line 8 is reset to the voltage V v applied to the terminal R. Further, the input terminal of the amplifier 35 is reset to the reference voltage V REFP of the reference voltage (FIG. 3, t = t 1 ). Next, the switch 31 is closed, and the vertical signal line potential is V n due to kTC noise.
Only fluctuates (Fig. 3, t = t 2 ). After that, when the switch 34 is closed after a certain time delay, the displacement variation of the output end of the amplifier 32 after this time is transmitted to the input terminal of the amplifier 33 through the capacitance 45 by capacitive coupling, and the amplifier 33 The potential fluctuation of the vertical signal line after this time is G 1 ×
It appears after being multiplied by G 2 (Fig. 3, t = t 3 ). After this, when the switch 36 is closed after a lapse of time T sl, the potential fluctuation at the output terminal of the amplifier 33 after this time causes the reference voltage V of the reference voltage applied to the terminal REFP by the capacitive coupling via the capacitor 46. It is transmitted to the input terminal of the amplifier 35 with REFP as a base point, and is multiplied by G 3 and appears at the output terminal of the amplifier 35. On the other hand, the vertical signal line displacement variation after time t 3 is only the potential variation due to the generation of smear charges. Therefore, when the switch 36 is closed, the potential variation ΔV 2 at the output end of the amplifier 33 is expressed by the equation (1).

ΔV2=G1G2VsmTs1 (1) ここにVsmは単位時間当りのスメア電荷による垂直信
号線電位変動を示す。すなわち、kTC雑音が混入しない
スメア信号だけを得ることができ、ダブルサンプルが達
成されていることになる(第3図、t=t4)。
ΔV 2 = G 1 G 2 V sm T s1 (1) where V sm is the vertical signal line potential fluctuation due to smear charge per unit time. That is, it is possible to obtain only the smear signal in which kTC noise is not mixed, and the double sampling is achieved (FIG. 3, t = t 4 ).

つぎに同様にして信号電荷の読み出しが行われる。す
なわち、スイッチ31が再び開閉して垂直信号線がリセッ
トされ、その後スイッチ34が閉じたのち、ある垂直ゲー
ト線(第1図、3)の電位が高くなり、ホトダイオード
(第1図、1)より垂直信号線8に信号電荷が送られ
る。スイッチ34が閉じて時間Ts2を経たのちスイッチ38
が閉じ、増幅器37が活性化され、この時刻以降の増幅器
35の出力端子の電位変動がG4倍されて増幅器37の出力端
子に表われる。この後ある時間遅れてスイッチ40が閉
じ、増幅器39も活性化される。
Then, the signal charges are read out in the same manner. That is, the switch 31 is opened and closed again to reset the vertical signal line, and after the switch 34 is closed, the potential of a certain vertical gate line (FIGS. 1 and 3) becomes high, and the vertical gate line (FIGS. 1 and 1) becomes higher than the photodiode (FIGS. 1 and 1). Signal charges are sent to the vertical signal line 8. Switch 34 closes and time T s2 passes before switch 38
Is closed, the amplifier 37 is activated, and the amplifier after this time
The potential fluctuation at the output terminal of 35 is multiplied by G 4 and appears at the output terminal of the amplifier 37. Thereafter, after a certain delay, the switch 40 is closed and the amplifier 39 is activated.

スイッチ38が閉じた時点における増幅器33の出力端子
の変位変動ΔV2′は(1)式と同様につぎのようにな
る。
The displacement variation ΔV 2 ′ at the output terminal of the amplifier 33 at the time when the switch 38 is closed is as follows, similar to the equation (1).

ΔV2′=G1G2(VsmTs2+Vs) (2) ここにVsは信号電荷による垂直信号線電位変動を示
す。すなわち、kTC雑音が混入しない信号電荷にスメア
電荷が加えられた信号が得られることになる。この結
果、時刻t4でスイッチ36が閉じてからの増幅器33の出力
端の電位変動が、容量46を介して容量結合により端子RE
FPに印加された参照電圧の基準電圧VREFPを基点として
増幅器35の入力端子に伝達され、増幅器35の出力端にG3
倍されて表われるために、増幅器35の出力電圧は入力端
子に基準電圧VREFPが印加された時の基準出力から
(3)式に示すだけ変動する。
ΔV 2 ′ = G 1 G 2 (V sm T s2 + V s ) (2) Here, V s represents vertical signal line potential fluctuation due to signal charge. That is, a signal in which smear charge is added to signal charge in which kTC noise is not mixed is obtained. As a result, the potential fluctuation at the output end of the amplifier 33 after the switch 36 is closed at the time t4 is due to the capacitive coupling via the capacitor 46, and the terminal RE.
The reference voltage V REFP of the reference voltage applied to FP is transmitted to the input terminal of the amplifier 35 as a base point, and G 3 is output to the output terminal of the amplifier 35.
The output voltage of the amplifier 35 fluctuates by the amount shown in the equation (3) from the reference output when the reference voltage V REFP is applied to the input terminal because it is multiplied.

ΔV3=G1G2G3{Vsm(Ts2−Ts1)+Vs) (3) ここでTs1=Ts2とすれば増幅器35の出力端の電位変動
ΔV3は(4)式のようになる。
ΔV 3 = G 1 G 2 G 3 {V sm (T s2 −T s1 ) + V s ) (3) Here, if T s1 = T s2 , the potential fluctuation ΔV 3 at the output end of the amplifier 35 is given by the equation (4). become that way.

ΔV3=G1G2G3Vs (4) すなわち、kTC雑音もスメア信号も混入しない真の信
号成分を増幅することができ、スメア差動が達成されて
いることになる(第3図、t=ts)。
ΔV 3 = G 1 G 2 G 3 V s (4) That is, the true signal component in which neither kTC noise nor smear signal is mixed can be amplified, and smear differential is achieved (Fig. 3). , T = t s ).

その後、水平走査期間に入るとA/D変換が実行され
る。また、この時刻以降スイッチ38は開くことはないの
で、増幅器37の入力端子に付随する寄生容量が容量47よ
り小さければ、容量47の両端子間の電圧差は、容量47の
他端である増幅器35の出力端子の電圧いかんによらず一
定になる。すなわち、容量47の2端子間の電圧差は変化
することなく、真の信号電圧が容量47に保持される。ま
ず、増幅器32、33が非動作状態になる。これは各増幅器
32、33の電源を低レベルにすることにより達成される。
その後、S3端子にかかる電圧が高レベルになり、スイッ
チ36が開くと、増幅器35の入力端子は端子REFPに印加さ
れた基準参照電圧VREFPとなり、増幅器35の出力端子電
圧も基準電圧に戻る(第3図、t=t6)。この時、増幅
器35の出力端の電位は信号読み出し終了時点(第3図、
t=t5)に比し、−G1G2G3Vsだけ変化する。この結果、
増幅器41の出力端子の出力は−G1G2G3G4G5G6Vsだけ変化
する。その後、REFP端子にかかる参照電圧をVREFPより
階段波状にΔVREFPずつ上げてゆくと、増幅器41の出力
電位変動ΔV6は(5)式となる。
Then, in the horizontal scanning period, A / D conversion is executed. Further, since the switch 38 does not open after this time, if the parasitic capacitance associated with the input terminal of the amplifier 37 is smaller than the capacitance 47, the voltage difference between both terminals of the capacitance 47 will be the other end of the capacitance 47. It becomes constant regardless of the voltage of the 35 output terminals. That is, the true signal voltage is held in the capacitor 47 without changing the voltage difference between the two terminals of the capacitor 47. First, the amplifiers 32 and 33 are deactivated. This is each amplifier
This is achieved by setting the power supply of 32 and 33 to a low level.
After that, when the voltage applied to the S3 terminal becomes high level and the switch 36 is opened, the input terminal of the amplifier 35 becomes the reference reference voltage V REFP applied to the terminal REFP, and the output terminal voltage of the amplifier 35 also returns to the reference voltage ( FIG. 3, t = t 6 ). At this time, the potential of the output end of the amplifier 35 is at the time when the signal reading is completed (see FIG. 3,
t = compared to t 5), changes by -G 1 G 2 G 3 V s . As a result,
The output of the output terminal of the amplifier 41 changes by −G 1 G 2 G 3 G 4 G 5 G 6 V s . Thereafter, when Yuku increased by [Delta] V REFP reference voltage applied to the REFP terminal in a stepwise wave from the V REFP, the output potential variation [Delta] V 6 of the amplifier 41 is (5).

ΔV6=G3G4G5G6(nΔVREFP−G1G2Vs) (5) ここにnはREF1端子にかかる電圧がVREFPのときを0
とし、以降階段波の1ステップごとに1ずつ増加する整
数である。したがって、G3G4G5G6の値が十分に高けれ
ば、階段波のステップ数nがつぎに示す(6)式の時
に、増幅器41の出力は高レベルから低レベルに変化す
る。
ΔV 6 = G 3 G 4 G 5 G 6 (nΔV REFP −G 1 G 2 V s ) (5) where n is 0 when the voltage applied to the REF1 pin is V REFP.
Is an integer that increases by 1 for each step of the staircase wave. Therefore, if the value of G 3 G 4 G 5 G 6 is sufficiently high, the output of the amplifier 41 changes from the high level to the low level when the step number n of the staircase is the following equation (6).

このとき増幅器41の出力の高低を検知し、nの値を出
力バッファに保持することによりA/D変換が完了する。
以下、第4図と第5図を用い、A/D変換結果を保持し出
力するための動作を詳細に説明する。
At this time, the level of the output of the amplifier 41 is detected, and the value of n is held in the output buffer to complete the A / D conversion.
Hereinafter, the operation for holding and outputting the A / D conversion result will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.

第4図において、破線内は第1図の破線で囲まれた1
列分の回路ブロックのうち23に対応する部分の詳細回路
を示し、破線外の端子D1からD3ならびに端子TG1、TG2、
PC1、PC2および端子Vss、Vccは1次元に配置された21、
22に駆動パルスを印加するために、アレー外に設けられ
た電圧印加端子である。図中破線内の3対の51、52、5
3、54、55により3ビットのデジタル信号を保持出力す
る出力バッファが構成され、51は増幅器41の出力電圧の
高レベルから低レベルへ変化するとき、階段波に同期し
て端子D1〜D3に印加されている階段波のステップ数を表
わすデジタル値から第2図に保持された真の信号電圧に
対応する値を選択して容量ノードXに保持するためのス
イッチ、52はノードXの電圧の高低により開閉するスイ
ッチ、53はノードXに保持された電圧の高低をメモリ容
量54に転送するためのゲート、54はデジタル信号を一時
保持するためのバッファメモリ容量、55は水平走査回路
5の選択信号により開閉しメモリ容量54の情報を信号線
56に読み出すためのスイッチである。また、2対の59、
60により利得補正情報を保持するための2ビットの利得
補正信号保持回路が構成され、59は利得補正情報をノー
ドYに読み込み第2図中のスイッチ42もしくは43を開閉
するためのスイッチ、60はノードYの電圧をリセットす
るためのスイッチである。さらに、アレー外に設けられ
た57は信号線56に読みだされたメモリ容量54に保持され
ていたデジタル信号の1、0を判別するためのセンスア
ンプ、58は信号線56をリセットするためのプリチャージ
スイッチである。D1〜D3は、第2図中の端子REFP、REF
1、REF2に印加される階段波のステップ数を表わすデジ
タル値(高電圧状態が1、低電圧状態が0を表わす)の
印加端子で、端子D1に最小ビット値、端子D2に次ビット
値、端子D3に最大ビット値が印加される。TG1、TG2、PC
1、PC2は、それぞれゲート53、スイッチ59、プリチャー
ジスイッチ58、リセットスイッチ60の駆動パルス印加端
子、Vccは直流高電圧印加端子、Vssは直流低電圧印加端
子である。111はアレー外に設けられた端子D1〜D3から
各列に設けたスイッチ51に階段波のスイップ数を表わす
デジタル値を伝達する配線、113、114、116はそれぞれ
アレー外に設けられた端子TG1、TG2、PC2から各列に設
けたスイッチ53、59、60に駆動パルスを伝達する配線、
112はアレー外に設けられた端子Vccから各列に設けたス
イッチ52の入力端子に直流高電圧を伝達する配線、113
はアレー外に設けられた端子Vssから各列に設けたスイ
ッチ60の入力端子に直流低電圧を伝達する配線である。
In FIG. 4, the portion enclosed by the broken line in FIG.
A detailed circuit of a portion corresponding to 23 of the circuit blocks for columns is shown, and terminals D1 to D3 and terminals TG1 and TG2 outside the broken line are shown.
PC1, PC2 and terminals V ss and V cc are arranged one-dimensionally 21,
A voltage application terminal provided outside the array for applying a drive pulse to 22. Three pairs of 51, 52, 5 in the broken line in the figure
An output buffer configured to hold and output a 3-bit digital signal is constituted by 3, 54, and 55. When the output voltage of the amplifier 41 changes from a high level to a low level, 51 is connected to the terminals D1 to D3 in synchronization with the staircase wave. A switch for selecting a value corresponding to the true signal voltage held in FIG. 2 from the digital value representing the number of steps of the applied staircase and holding it at the capacitance node X, 52 is a voltage of the node X A switch that opens and closes depending on the level, 53 is a gate for transferring the level of the voltage held at the node X to the memory capacity 54, 54 is a buffer memory capacity for temporarily holding a digital signal, and 55 is a selection of the horizontal scanning circuit 5. Opens / closes according to a signal and the information in the memory capacity 54
It is a switch for reading to 56. Also, two pairs of 59,
A 2-bit gain correction signal holding circuit for holding the gain correction information is constituted by 60, 59 is a switch for reading the gain correction information into the node Y and opening / closing the switch 42 or 43 in FIG. 2, and 60 is A switch for resetting the voltage of the node Y. Further, 57 provided outside the array is a sense amplifier for discriminating between 1 and 0 of the digital signal held in the memory capacity 54 read out on the signal line 56, and 58 is for resetting the signal line 56. It is a precharge switch. D1 to D3 are terminals REFP and REF in Fig. 2.
1, a digital value representing the number of steps of the staircase applied to REF2 (high voltage state represents 1, low voltage state represents 0), the minimum bit value at terminal D1, the next bit value at terminal D2, The maximum bit value is applied to terminal D3. TG1, TG2, PC
1, PC2, respectively gates 53, switch 59, a precharge switch 58, the driving pulse applying terminal of the reset switch 60, the V cc high DC voltage application terminal, V ss is a low DC voltage application terminal. 111 is a wire for transmitting a digital value representing the number of steps of the staircase wave from the terminals D1 to D3 provided outside the array to the switch 51 provided in each column, and 113, 114 and 116 are terminals TG1 provided outside the array, respectively. , TG2, PC2 wiring to transmit the drive pulse to the switches 53, 59, 60 provided in each column,
112 is a wire for transmitting a high DC voltage from a terminal V cc provided outside the array to an input terminal of the switch 52 provided in each column, 113
Is a wiring for transmitting a low DC voltage from the terminal V ss provided outside the array to the input terminal of the switch 60 provided in each column.

第5図において、(a)図は第4図に示す回路の1水
平走査期間内の駆動パルスのタイミング図、(b)は第
4図に示す回路の垂直ブランキング期間内の駆動パルス
のタイミング図である。(a)図中(ロ)〜(ニ)はそ
れぞれ第4図の端子D1からD3に印加される駆動電圧を、
(ホ)および(ト)は端子TG1、PC1に印加される駆動パ
ルスを、(ヘ)および(ト)は水平走査回路の2相の走
査パルスφ、φを、(イ)は水平ブランキング期間
を示す。なお、端子PC1に印加される駆動パルスは水平
走査回路の走査パルスφに等しい。(b)図中(イ)
および(ニ)はそれぞれ第4図の端子PC2、TG2に印加さ
れる駆動パルスを、(ロ)および(ハ)は第2図の端子
R、REFPに印加される駆動電圧を示す。水平走査期間に
入り、A/D変換の動作が始まると、上記したようにスイ
ッチ36が開き、増幅器35の入力端子はREFPに印加された
基準参照電圧VREPとなり、増幅器41の出力は高電圧にな
る。この結果、ノードXは端子D1からD3に印加されてい
る0を示す低電圧にリセットされる(第5図(a)t=
t6)。この後、端子REFPにかかる電圧が階段波状に変化
するとともに、端子D1、D2、D3の電圧が階段波のステッ
プに応じて高低になる。なお、D1は最小ビットを、D2が
次のビットを、D3が最大ビットを示している。階段波の
ステップ数nが(6)式になると、増幅器41の出力が高
電圧から低電圧になり、スイッチ51が閉じる。この結
果、ノードXにはこの時に端子D1、D2、D3の高低の電圧
が保持されることになる(第5図(a)t=t7)。この
時刻以降、REFPの電圧は増加し、また端子D1、D2の電圧
を変化し続けるが、増幅器41の出力は低電圧のままであ
るので、スイッチ51は閉じたままになる。この結果、A/
D変換の結果がノードXの高低の電圧として得られるこ
とになる。このA/D変換の結果はつぎの水平走査期に入
る前に転送ゲート53が開き、メモリ容量54に転送され
る。すなわち、ノードXに高電圧が保持されている場合
にはスイッチ52が開いているので、端子Vccに印加され
た高電圧がメモリ容量54に書き込まれる。また、ノード
Xに低電圧が保持されている場合にはスイッチ52が閉じ
ているので、メモリ容量54の電圧はリセット時の低電圧
のままである(第5図(a)、t=t6)。つぎの走査期
間には、メモリ容量54に保持された情報が順次読み出さ
れる。すなわち、水平走査回路5のパルスφに同期し
て選択信号が送られ、ある列のスイッチ55が開き、エモ
リ容量中の信号電荷が信号線56に読み出されるととも
に、メモリ容量54が低電圧にリセットされる。信号線に
読み出された電荷はセンスアンプ57により検知され、素
子外部に読み出される。この後、水平走査回路の他のパ
ルスφに同期して、スイッチ58が開き信号線が端子V
ssに印加された低電圧にプリチャージされ、つぎの信号
読み出しが可能な状態になる(第5図(a)t=t6)。
In FIG. 5, (a) is a timing diagram of drive pulses in one horizontal scanning period of the circuit shown in FIG. 4, and (b) is a timing of drive pulses in the vertical blanking period of the circuit shown in FIG. It is a figure. (A) In the figure, (b) to (d) indicate the drive voltage applied to the terminals D1 to D3 in FIG. 4, respectively.
(E) and (g) show the drive pulses applied to the terminals TG1 and PC1, (f) and (g) show the two-phase scan pulses φ 1 and φ 2 of the horizontal scan circuit, and (a) show the horizontal pulse. Indicates the ranking period. The driving pulse applied to the terminal PC1 is equal to the scanning pulse φ 2 of the horizontal scanning circuit. (B) In the figure (a)
And (d) show the drive pulse applied to the terminals PC2 and TG2 in FIG. 4, respectively, and (b) and (c) show the drive voltage applied to the terminals R and REFP in FIG. When the A / D conversion operation starts in the horizontal scanning period, the switch 36 is opened as described above, the input terminal of the amplifier 35 becomes the reference reference voltage V REP applied to REFP, and the output of the amplifier 41 becomes the high voltage. become. As a result, the node X is reset to the low voltage indicating 0 applied to the terminals D1 to D3 (FIG. 5 (a) t =
t 6 ). After that, the voltage applied to the terminal REFP changes in a staircase waveform, and the voltages at the terminals D1, D2, and D3 rise and fall in accordance with the step of the staircase wave. Note that D1 indicates the minimum bit, D2 indicates the next bit, and D3 indicates the maximum bit. When the step number n of the staircase wave becomes the expression (6), the output of the amplifier 41 changes from the high voltage to the low voltage, and the switch 51 closes. As a result, the node X holds the high and low voltages of the terminals D1, D2 and D3 at this time (FIG. 5 (a) t = t 7 ). After this time, the voltage of REFP increases and the voltages of the terminals D1 and D2 continue to change, but the output of the amplifier 41 remains low, so the switch 51 remains closed. As a result, A /
The result of D conversion is obtained as the high and low voltage of the node X. The result of this A / D conversion is transferred to the memory capacity 54 by opening the transfer gate 53 before entering the next horizontal scanning period. That is, when a high voltage is held at the node X is the switch 52 is open, the high voltage applied to the terminal V cc is written in the memory 54. Further, when the low voltage is held at the node X, the switch 52 is closed, so the voltage of the memory capacitor 54 remains the low voltage at the time of reset (FIG. 5 (a), t = t 6 ). ). In the next scanning period, the information held in the memory capacity 54 is sequentially read. That is, the selection signal is sent in synchronization with the pulse φ 1 of the horizontal scanning circuit 5, the switch 55 of a certain column is opened, the signal charge in the memory capacitor is read out to the signal line 56, and the memory capacitor 54 becomes low voltage. Will be reset. The charges read out to the signal line are detected by the sense amplifier 57 and read out of the element. After that, the switch 58 is opened in synchronization with another pulse φ 2 of the horizontal scanning circuit and the signal line is connected to the terminal V.
It is precharged to the low voltage applied to ss , and the next signal can be read out (t = t 6 in FIG. 5 (a)).

上記で光信号を読み出すための動作が終了するが、つ
ぎに利得補正のための動作について述べる。光信号のデ
ジタル値を示すnの数は(6)式で与えられる。従っ
て、利得G1、G2が各列ごとにばらつくと、信号電荷によ
る垂直信号線電位変動Vsが同一量の列でもnの値が異な
る結果になり、縦縞状の固定パタン雑音といわれる雑音
が生じる。そこで参照電圧のステップの大きさを各列ご
とに変化させることにより、このゲインの補正を行い、
固定パタン雑音を抑圧する。このため、第4図に示す5
9、60よりなる利得補正信号保持回路と、第2図に示す4
2、43、49、50から構成される参照電圧補正回路が設け
られている。以下、第5図(b)に示す駆動パルスタイ
ミングを参照しながら利得補正の動作を説明する。
The operation for reading the optical signal is completed as described above. Next, the operation for gain correction will be described. The number of n indicating the digital value of the optical signal is given by the equation (6). Therefore, if the gains G 1 and G 2 vary from column to column, the vertical signal line potential fluctuation V s due to the signal charges will result in different values of n even in columns having the same amount, and noise called vertical striped fixed pattern noise will result. Occurs. Therefore, this gain is corrected by changing the step size of the reference voltage for each column,
Suppress fixed pattern noise. Therefore, 5 shown in FIG.
Gain correction signal holding circuit consisting of 9 and 60 and 4 shown in FIG.
A reference voltage correction circuit composed of 2, 43, 49 and 50 is provided. The operation of gain correction will be described below with reference to the drive pulse timing shown in FIG.

垂直ブランキング期間において、各列の利得ばらつき
を検知し利得補正情報をノードYの電圧の高低として保
持するための動作がなされる。すなわち、まず、PC2端
子に高電圧がかかり、スイッチ60が開き、ノードYがV
ssの低い電圧になる(第5図(b)t=t9)。つぎに第
3図と同様な動作が生じる。しかし、この時に選択され
た垂直ゲート線3の電圧を高くして信号電荷を垂直信号
線8に読み出すかわりに、信号読み出しのためにスイッ
チ31が開いている時間内に、R端子の電圧をスメア読み
出し時の電圧Vvに比しΔRだけ変化させ、垂直信号線8
に各列に共通な疑似信号電圧を発生させる(第5図
(b)t=t10)。R端子の変動は光信号と同様に増幅
器により増幅され、A/D変換がなされる。このA/D変換に
際しては、変換のはじめのREEP端子にかかる参照電圧を
VREFP+NΔVREFPとする。ここにNはA/D変換の最大ス
テップ数を示し、PビットのA/D変換を行う場合には2P
となる(第5図(b)t=t11)。以降VREFPがΔVREFP
だけづつ階段波状に増加し、A/D変換がなされ(7)式
で示すmの値を得る。
In the vertical blanking period, an operation is performed to detect the gain variation in each column and hold the gain correction information as the voltage level of the node Y. That is, first, a high voltage is applied to the PC2 terminal, the switch 60 opens, and the node Y becomes V
The voltage becomes low as ss (t = t 9 in FIG. 5 (b)). Then, an operation similar to that shown in FIG. 3 occurs. However, instead of increasing the voltage of the vertical gate line 3 selected at this time and reading the signal charge to the vertical signal line 8, the voltage of the R terminal is smeared during the time when the switch 31 is opened for signal reading. The vertical signal line 8 is changed by changing ΔR in comparison with the read voltage V v.
, A pseudo signal voltage common to each column is generated (t = t 10 in FIG. 5 (b)). The fluctuation of the R terminal is amplified by the amplifier and A / D converted in the same manner as the optical signal. In this A / D conversion, the reference voltage applied to the REEP pin at the beginning of conversion is
V REFP + NΔV REFP Here, N indicates the maximum number of steps for A / D conversion, and 2 P for A / D conversion of P bits.
(FIG. 5 (b) t = t 11 ). After that V REFP is ΔV REFP
It gradually increases in a staircase pattern, and A / D conversion is performed to obtain the value of m shown in equation (7).

すなわち、ΔRの増幅された信号G1G2ΔRと参照電圧
の最大変化値NΔVREFPの差を電圧きざみΔVREFPで割っ
たものが得られる。今、ΔRをmが0になるように
(8)式を選ぶ。
That is, the difference between the amplified signal G 1 G 2 ΔR of ΔR and the maximum change value NΔV REFP of the reference voltage is divided by the voltage step ΔV REFP . Now, the expression (8) is selected so that ΔR becomes m = 0.

この時、ある列の利得がdG1、dG2だけ他の列に比し大
きいとすると、(9)式の利得補正信号mを得ることが
できる。
At this time, if the gain of a certain column is larger than those of the other columns by dG 1 and dG 2 , the gain correction signal m of the equation (9) can be obtained.

A/D変換が終了すると、mの値はノードXの電圧の高
低としてデジタル値で保持されている。この値を端子TG
2の電圧を高くすることにより、ゲート59を開きノード
Yに転送する。この結果、利得補正信号mの値に応じ、
スイッチ42、43が開くか閉じるかすることになり、利得
補正の準備が完了する(第5図(b)t=t12)。
When the A / D conversion is completed, the value of m is held as a digital value as the voltage level of the node X. This value is the terminal TG
By increasing the voltage of 2 , the gate 59 is opened and transferred to the node Y. As a result, depending on the value of the gain correction signal m,
The switches 42 and 43 are opened or closed, and the preparation for gain correction is completed (t = t 12 in FIG. 5 (b)).

さてこの状態で、信号のA/D変換が行われる時に、REF
Pの電圧ばかりでなく、REFP1、REFP2の電圧も同時にΔV
REF1、ΔVREF2だけ階段波状に変化させる。この電圧変
動は容量49、50を介して増幅器37の入力端子電圧の変化
となって表われる。この結果、増幅器41の出力変位変動
ΔV6′は(10)式となる。
Now, in this state, when A / D conversion of the signal is performed, REF
Not only the voltage of P but also the voltage of REFP1 and REFP2 is ΔV at the same time
Only REF1 and ΔV REF2 are changed in a staircase waveform. This voltage fluctuation appears as a change in the input terminal voltage of the amplifier 37 via the capacitors 49 and 50. As a result, the output displacement variation ΔV 6 ′ of the amplifier 41 is given by equation (10).

ここでcpは容量47の値、ci(i=1、2)は容量49、
50の値、ai(i=1、2)はmのデジタル値により1か
らの0の値をとる。従って得られるn′の値は(11)式
となる。
Where c p is the value of capacity 47, c i (i = 1, 2) is capacity 49,
The value of 50, a i (i = 1, 2), takes a value from 1 to 0 depending on the digital value of m. Therefore, the value of n'obtained is given by equation (11).

利得のばらつきがない場合にはai=0(i=1−q)
であるから(11)式は(6)式と同じである。一方、あ
る列の利得が とばらついたとすると、(12)式の関係式が成立てば利
得のばらつきによらず、正しいA/D変換の結果を得るこ
とができる。
If there is no gain variation, a i = 0 (i = 1-q)
Therefore, equation (11) is the same as equation (6). On the other hand, the gain of a certain column If the relational expression (12) holds, the correct A / D conversion result can be obtained regardless of the gain variation.

一方、(9)式より(13)式が成立する。 On the other hand, equation (13) is established from equation (9).

従って、各参照電圧を増幅器37の入力端に入力する容
量ciならびに参照電圧のステップΔVREFi間ならびに利
得G2の間に(14)式の関係が成立てば、利得補正ができ
ることになる。
Therefore, if the relationship of the equation (14) holds between the capacitance c i for inputting each reference voltage to the input terminal of the amplifier 37, the step ΔV REFi of the reference voltage, and the gain G 2 , the gain correction can be performed.

すなわち、容量ciをcpの2i-pだけ小さくするか、参照
電圧ΔVREFiをΔVREFPの2i-pだけ小さくするか、G3を2
i-p倍とするかの3つのうちいずれか、もしくはその組
合わせにより(14)式を成立させればよいことになる。
なお、以上の利得補正は、ゲインが正方向にばらついた
場合だけしか実現できないが、R端子にかける電圧を十
分に大きくとり、利得G1、G2が最小である列について
(8)式が成立つようにすれば、常に可能である。ま
た、正、負のどちらのばらつきも補正するようにするこ
ともできる。
That is, the capacitance c i is reduced by 2 ip of c p , the reference voltage ΔV REFi is reduced by 2 ip of ΔV REFP , or G 3 is set to 2
Equation (14) should be satisfied by either of the three times ip or by a combination thereof.
Note that the above gain correction can be realized only when the gain varies in the positive direction. However, for a column in which the voltage applied to the R terminal is sufficiently large and the gains G 1 and G 2 are minimum, It is always possible if it is made up. Further, both positive and negative variations can be corrected.

上記実施例は列ごとにダブルサンプリング回路を設け
ることにより、垂直信号線のリセットによるkTC雑音が
信号に混入せず、高感度となり、また、列ごとにスメア
差動回路を設けることにより、スメアは信号に混入せず
低スメアになる。さらに各列ごとに上記したダブルサン
プリング回路の出力電圧を、共通の階段波状の参上電圧
と比較する、容量との参照電圧の印加端子に接続された
スイッチを入力部にもつ比較器と、参照電圧の変化に同
期して与えられる共通の階段波のステップ数を表す2値
化データから、比較器の比較結果が変化する時のデータ
を選択保持し、それぞれの出力電圧に対応するデジタル
信号を得る出力バッファとを有し、得られたデジタル信
号を直列に走査しているので、高速走査に適し、かつ、
デジタル信号を得るためのハードウェアの量も少なく、
高集積化を図ることができ、高精度のA/D変換を実現で
きる。さらにまた、列ごとに増幅器を設け、ランダム雑
音を低減できる半面、逆に問題点となる増幅器の利得ば
らつきを、A/D変換の際の参照電圧のステップを、デジ
タル的に補正することにより、この利得ばらつきを補正
することが可能である。
In the above embodiment, by providing the double sampling circuit for each column, kTC noise due to the reset of the vertical signal line is not mixed in the signal and the sensitivity is high, and by providing the smear differential circuit for each column, smear is reduced. Low smear without mixing in the signal. Furthermore, the output voltage of the double sampling circuit described above for each column is compared with a common staircase-shaped reference voltage, and a comparator having a switch connected to the application terminal of the reference voltage with the capacitor and the reference voltage Of binary steps representing the number of steps of a common staircase wave that is given in synchronization with the change of the data, the data when the comparison result of the comparator changes is selectively held and the digital signal corresponding to each output voltage is obtained. Since it has an output buffer and scans the obtained digital signals in series, it is suitable for high-speed scanning, and
The amount of hardware for obtaining digital signals is also small,
High integration can be achieved, and highly accurate A / D conversion can be realized. Furthermore, by providing an amplifier for each column and reducing random noise, conversely, the gain variation of the amplifier, which is a problem, is corrected digitally by correcting the step of the reference voltage at the time of A / D conversion. It is possible to correct this gain variation.

(発明の効果) 上記のように本発明による固体撮像素子は、各列ごと
に光電変換された複数の信号電荷を並列に増幅する増幅
器を備える増幅手段と、上記列ごとの増幅手段からのそ
れぞれの出力電圧を共通の階段波状の参照電圧と比較す
る、上記列ごとの増幅手段のそれぞれの出力ごとに設け
た比較手段と、上記参照電圧の変化に同期して与えられ
る共通の階段状のステップ数を表わす2値化データか
ら、上記各比較手段の比較結果が変化する時のデータを
選択保持し、それぞれ出力電圧に対応するデジタル信号
を得る上記比較手段ごとに設けたデジタル信号保持手段
とを有し、上記比較手段の入力部に、一端を上記増幅手
段の出力に接続された容量と、一端が共通の階段波状の
参照電圧の印加端子に接続され他端が上記容量の他端に
接続されたスイッチを設けることによって、MOS型固体
撮像素子の受光部の構成を変えることなく、雑音を低減
し、スメアを原理的になくし、またデジタル値を走査し
て高速走査が可能になるので、高S/Nで低スメア、かつ
高解像度である固体撮像素子を実現することができる。
(Advantages of the Invention) As described above, the solid-state imaging device according to the present invention includes an amplifying unit including an amplifier that amplifies a plurality of signal charges photoelectrically converted in each column in parallel, and an amplifying unit for each column. Comparing the output voltage of the above with a common staircase-like reference voltage, a comparing means provided for each output of the amplifying means for each column, and a common stepwise step provided in synchronization with the change of the reference voltage. A digital signal holding means provided for each comparing means for selectively holding the data when the comparison result of each comparing means changes, and obtaining a digital signal corresponding to each output voltage from the binarized data representing the number. An input part of the comparison means, one end of which is connected to the output of the amplification means, and one end of which is connected to a common staircase reference voltage application terminal and the other end of which is connected to the other end of the capacitance. It By providing such a switch, noise can be reduced, smear can be eliminated in principle, and high-speed scanning can be performed by scanning digital values without changing the configuration of the light receiving section of the MOS type solid-state image sensor. It is possible to realize a solid-state imaging device having high S / N, low smear, and high resolution.

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

第1図は本発明による固体撮像素子の一実施例を示す回
路構成図、第2図は破線内に第1図の破線で囲まれた1
列分の回路ブロックのうち21、22に対応する部分の詳細
回路を示す図、第3図は第2図の対応する各端子に印加
される駆動パルスのタイミング図、第4図は破線内に第
1図の破線で囲まれた1列分の回路ブロックのうち23に
相当する部分の詳細回路を示す図、第5図は第4図が対
応する各端子に印加される駆動パルスのタイミングを示
す図、第6図は従来のMOS型固体撮像素子の回路構成図
である。 1……光電変換素子、2……垂直走査回路 3……垂直ゲート線、4……垂直スイッチ 5……水平走査回路、8……垂直信号線 21……初段増幅器とダブルサンプリング回路とからなる
増幅回路 22……スミア差動回路と共用化された人力部を持つA/D
変換のための比較器と参照電圧補正回路 23……A/D変換の結果を保持し出力するための出力バッ
ファと利得補正信号保持回路 31……リセットスイッチ、32……初段増幅器 33……ダブルサンプリング回路を構成する増幅器 34……増幅器33を高利得領域に設定するためのスイッチ 35……スミア差動回路を構成するバッファ増幅器 36……参照電圧を伝達するスイッチ 37、39、41……比較器を構成する増幅器 38……増幅器37を高利得領域に設定するためのスイッチ 40……増幅器39を高利得領域に設定するためのスイッチ 42、43……参照電圧補正回路を構成するスイッチ 45……ダブルサンプリング回路を構成する容量 46……信号を比較器に伝達するための容量、47……信号
を保持するための容量 48……フィードスルー吸収用容量 49、50……参照電圧補正回路を構成する容量 51……端子D1からD3に印加された階段波のステップ数を
表わすデジタル値から容量47に保持された真の信号電圧
に対応する値を選択して容量ノードXに保持するスイッ
チ 52……スイッチ、53……転送ゲート 54……バッファメモリ容量、55……読み出しスイッチ 56……信号線、57……センスアンプ 58……プリチャージスイッチ、59……利得補正情報読み
込みスイッチ 60……利得補正信号保持回路リセットスイッチ S1、S2、S3、S4、S5……駆動電圧印加端子 REFP……参照電圧印加端子 REF1、REF2……利得補正用参照電圧印加端子 R……垂直信号線の直流リセット電圧印加端子 D1、D2、D3……階段波に同期して階段波のステップ数を
表わすデジタル値の印加端子 TG1、TG2、PC1、PC2……駆動電圧印加端子 Vss……直流高電圧印加端子、Vcc……直流低電圧印加端
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a solid-state image pickup device according to the present invention, and FIG. 2 is a view surrounded by a broken line 1 in FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a detailed circuit of a portion corresponding to columns 21 and 22 of the circuit blocks for columns, FIG. 3 is a timing diagram of drive pulses applied to corresponding terminals in FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing a detailed circuit of a portion corresponding to 23 of the circuit block for one column surrounded by a broken line in FIG. 1, and FIG. 5 shows the timing of the drive pulse applied to each terminal corresponding to FIG. FIG. 6 and FIG. 6 are circuit configuration diagrams of a conventional MOS type solid-state imaging device. 1 ... Photoelectric conversion element, 2 ... vertical scanning circuit 3 ... vertical gate line, 4 ... vertical switch 5 ... horizontal scanning circuit, 8 ... vertical signal line 21 ... consisting of first stage amplifier and double sampling circuit Amplification circuit 22 ... A / D with human power part shared with smear differential circuit
Comparator and reference voltage correction circuit for conversion 23 …… Output buffer and gain correction signal holding circuit for holding and outputting A / D conversion result 31 …… Reset switch, 32 …… First stage amplifier 33 …… Double Amplifier that constitutes the sampling circuit 34 ...... Switch for setting the amplifier 33 in the high gain region 35 …… Buffer amplifier that constitutes the smear differential circuit 36 …… Switches for transmitting the reference voltage 37, 39, 41 …… Comparison 38 for setting the amplifier 37 in the high gain region 40. Switches for setting the amplifier 39 in the high gain region 42, 43 ..... Switch 45 for forming the reference voltage correction circuit. … Capacity that constitutes the double sampling circuit 46 …… Capacity for transmitting the signal to the comparator, 47 …… Capacity for holding the signal 48 …… Capacity for absorbing feedthrough 49, 50 …… Reference voltage correction circuit Structure Capacitor 51 ... A switch 52 that selects a value corresponding to the true signal voltage held in the capacitor 47 from the digital value representing the number of steps of the staircase waves applied to the terminals D1 to D3 and holds it in the capacitor node X ... … Switch, 53 …… Transfer gate 54 …… Buffer memory capacity, 55 …… Reading switch 56 …… Signal line, 57 …… Sense amplifier 58 …… Precharge switch, 59 …… Gain correction information reading switch 60 …… Gain Correction signal holding circuit reset switch S1, S2, S3, S4, S5 ...... Drive voltage application terminal REFP …… Reference voltage application terminal REF1, REF2 …… Gain correction reference voltage application terminal R …… Vertical signal line DC reset voltage Application terminals D1, D2, D3: Application terminals for digital values that represent the number of steps of the staircase in synchronization with the staircase TG1, TG2, PC1, PC2 ... Drive voltage application terminal V ss ... DC high voltage application terminal, V cc: DC low voltage Applied terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中井 正章 国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式 会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 安藤 治久 国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式 会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 秋元 肇 国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式 会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−151455(JP,A) 特開 昭56−83127(JP,A) 特開 昭59−143479(JP,A) 特開 昭60−150384(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masaaki Nakai 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji City, Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Haruhisa Ando 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji City, Hitachi Research Center, Ltd. ( 72) Inventor Hajime Akimoto 1-280, Higashi Koigakubo, Kokubunji City Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) Reference JP 59-151455 (JP, A) JP 56-83127 (JP, A) JP A 59-143479 (JP, A) JP-A-60-150384 (JP, A)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光電変換された複数の信号電荷を並列に増
幅する列ごとに設けられた増幅器を備える列ごとの増幅
手段と、上記列ごとの増幅手段からのそれぞれの出力電
圧を、共通の階段波状の参照電圧と比較する、上記列ご
との増幅手段のそれぞれの出力ごとに設けた比較手段
と、上記参照電圧の変化に同期して与えられる共通の階
段波のステップ数を表わす2値化データから、上記各比
較手段の比較結果が変化する時のデータを選択保持し、
それぞれの出力電圧に対応するデジタル信号を得る上記
比較手段ごとに設けたデジタル信号保持手段と、得られ
た各列のデジタル信号を直列に走査する走査手段とを、
同一半導体基板上に有し、上記比較手段が一端を上記増
幅手段の出力に接続された容量と、一端が共通の階段波
状の参照電圧の印加端子に接続され、他端が上記容量の
他端に接続されたスイッチとを有する入力手段を備える
ことを特徴とする固体撮像素子。
1. A column-by-column amplifier having an amplifier provided for each column for amplifying a plurality of photoelectrically converted signal charges in parallel, and a common output voltage from each of the column-by-column amplifiers. Comparing means provided for each output of the amplifying means for each column for comparing with the staircase-shaped reference voltage, and binarization representing the number of steps of a common staircase wave given in synchronization with the change of the reference voltage From the data, select and hold the data when the comparison result of each comparison means changes,
A digital signal holding means provided for each of the comparing means for obtaining a digital signal corresponding to each output voltage, and a scanning means for serially scanning the obtained digital signal of each column,
On the same semiconductor substrate, the comparing means has one end connected to the output of the amplifying means and one end connected to a common staircase reference voltage application terminal, and the other end of the capacitance is the other end. A solid-state image sensor, comprising: an input unit having a switch connected to the.
【請求項2】上記各比較手段とデジタル信号保持手段
は、上記列ごとの増幅手段の電圧利得のばらつきにより
発生する上記列ごとの増幅手段からのそれぞれの出力電
圧のばらつきを補正する補正手段を、それぞれ有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の固体撮像素
子。
2. Each of the comparison means and the digital signal holding means includes a correction means for correcting a variation in output voltage from the amplification means for each column, which is caused by a variation in voltage gain of the amplification means for each column. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the solid-state image pickup device according to claim 1.
【請求項3】上記増幅手段は、上記列ごとに設けられた
増幅器の出力端子と、上記列ごとの増幅手段のそれぞれ
の出力ごとに設けた比較手段との間にそれぞれ接続さ
れ、上記増幅器の入力端子への信号電荷入力時の増幅器
第1出力と、上記増幅器入力端子リセット時における増
幅器第2出力との差分出力を出力する差分処理手段を備
えることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の固体
撮像素子。
3. The amplifying means is connected between an output terminal of an amplifier provided for each column and a comparing means provided for each output of the amplifying means for each column, and the amplifying means of the amplifier is connected. The differential processing means for outputting a differential output between the amplifier first output when a signal charge is input to the input terminal and the amplifier second output when the amplifier input terminal is reset. The solid-state image sensor according to claim 1.
【請求項4】上記光電変換は、上記半導体基板上に形成
された複数の光電変換素子により行われ、上記光電変換
素子により光電変換された複数の信号電荷の、上記列ご
との増幅器の入力端子への読み出しを制御する選択スイ
ッチが、上記半導体基板上形成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第3項記載の固体撮像素子。
4. The photoelectric conversion is performed by a plurality of photoelectric conversion elements formed on the semiconductor substrate, and an input terminal of an amplifier for each column of a plurality of signal charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion elements. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein a selection switch for controlling reading to and from is formed on the semiconductor substrate.
【請求項5】上記光電変換を行う複数の光電変換素子
は、上記半導体基板上に水平垂直の2次元状に配置形成
され、かつ、上記列ごとの増幅器が、上記光電変換素子
の1垂直列ごとに配置されていることを特徴とする特許
請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記載の固体
撮像素子。
5. A plurality of photoelectric conversion elements for performing the photoelectric conversion are arranged and formed in a horizontal and vertical two-dimensional shape on the semiconductor substrate, and an amplifier for each row is one vertical row of the photoelectric conversion elements. The solid-state image pickup device according to any one of claims 1 to 4, wherein the solid-state image pickup device is arranged for each.
【請求項6】上記増幅手段は、上記列ごとに設けられた
増幅器の出力端子と、上記列ごとの増幅手段のそれぞれ
の出力ごとに設けた比較手段との間にそれぞれ接続さ
れ、上記増幅器の入力端子へスミア電荷が混入した信号
電荷が入力された時の増幅器出力と、上記増幅器の入力
端子にスミア電荷だけが入力された時の増幅器出力との
差分処理を行う、差分処理手段を設けたことを特徴とす
る特許請求の範囲第5項記載の固体撮像素子。
6. The amplifying means is connected between an output terminal of an amplifier provided for each column and a comparing means provided for each output of the amplifying means for each column, and the amplifying means of the amplifier is connected. A difference processing means is provided for performing difference processing between an amplifier output when a signal charge mixed with smear charge is input to the input terminal and an amplifier output when only the smear charge is input to the input terminal of the amplifier. The solid-state image sensor according to claim 5, characterized in that
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