JP3179078B2 - Photoelectric conversion device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は光電変換装置に係り、特に、スイッチ機能を
有するスイッチトランジスタを介した一ラインとして所
定の方向に配列された複数の光電変換素子からの信号を
それぞれ保持する複数の保持部を有する光電変換装置に
関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric conversion device, and more particularly to a photoelectric conversion device comprising a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a predetermined direction as one line via a switch transistor having a switch function. The present invention relates to a photoelectric conversion device having a plurality of holding units that respectively hold the signals.
[従来の技術及び発明が解決しようとする課題] 従来、ラインセンサ,エリアセンサ等の光電変換装置
において、複数の光電変換セルが配列された光電変換素
子のnケの水平画素からの画素信号はnケのスイッチ用
MOSトランジスタを通して出力信号として転送されてい
た。この場合、出力信号線の寄生容量はほぼ一つのスイ
ッチ用MOSトランジスタのドレイン容量のn倍となる。[Prior Art and Problems to be Solved by the Invention] Conventionally, in a photoelectric conversion device such as a line sensor or an area sensor, pixel signals from n horizontal pixels of a photoelectric conversion element in which a plurality of photoelectric conversion cells are arranged are For n switches
It was transferred as an output signal through a MOS transistor. In this case, the parasitic capacitance of the output signal line is almost n times the drain capacitance of one switching MOS transistor.
従って画素数が増すと、読み出しにおける信号成分の
容量分割により、信号レベルの低下をきたしていた。Therefore, when the number of pixels increases, the signal level decreases due to the capacity division of the signal component in the readout.
また、画素数の増加により、画素ピッチが狭くなり、
その画素ピッチに複数のスイッチ用MOSトランジスタと
出力信号蓄積用の一時蓄積容量を設けることが困難にな
ってきた。In addition, the increase in the number of pixels narrows the pixel pitch,
It has become difficult to provide a plurality of switching MOS transistors and temporary storage capacitors for storing output signals at the pixel pitch.
[課題を解決するための手段] 本発明の光電変換装置は、スイッチ機能を有するスイ
ッチトランジスタを介して一ラインとして所定の方向に
配列された複数の光電変換素子からの信号をそれぞれ保
持する複数の保持部と、前記複数の保持部からの信号が
転送される共通出力線と、前記複数の保持部からの信号
を前記共通出力線に転送するための複数の転送トランジ
スタと、を有し、 前記複数の転送トランジスタのそれぞれは、2つ以上の
前記保持部に対して1つ設けられ、前記複数の保持部に
前記信号が保持された後に、一の転送トランジスタか
ら、2つ以上の前記保持部からの信号を前記共通出力線
に順次読み出し、その後、他の一の転送トランジスタか
ら、他の2つ以上の前記保持部からの信号を前記共通出
力線に順次読み出してなることを特徴とする。[Means for Solving the Problems] A photoelectric conversion device of the present invention includes a plurality of photoelectric conversion elements each holding signals from a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a predetermined direction as one line via a switch transistor having a switching function. A holding unit, a common output line to which signals from the plurality of holding units are transferred, and a plurality of transfer transistors for transferring signals from the plurality of holding units to the common output line, Each of the plurality of transfer transistors is provided for two or more of the holding units, and after the signal is held in the plurality of holding units, from one transfer transistor to the two or more of the holding units. Are sequentially read out to the common output line, and then the signals from the other two or more holding units are sequentially read out to the common output line from another transfer transistor. And wherein the door.
[作用] 本発明は、光電変換素子からの信号をそれぞれ保持す
る2つ以上の保持部に対して1つ設けられた転送トラン
ジスタによって信号を共通出力線に順次読み出すこと
で、共通出力線への信号の読み出しにおける信号成分の
容量分割による信号レベルの低下を防ぎ、大きな信号を
得るものである。[Operation] According to the present invention, signals are sequentially read out to a common output line by a transfer transistor provided for each of two or more holding units that respectively hold signals from the photoelectric conversion elements, so that a signal to the common output line is output. This is to prevent a signal level from being reduced due to capacitance division of a signal component in signal reading and obtain a large signal.
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の光電変換装置の第一実施例を示す回
路構成図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the photoelectric conversion device of the present invention.
本実施例は、同図に示すようにラインセンサに本発明
を適用したものであり、二画素に一つの共通信号線を設
けて、転送用MOSトランジスタの数を1/2にするものであ
る。従って、出力信号線の寄生容量は約1/2となり、出
力信号レベルは約2倍になる。In the present embodiment, the present invention is applied to a line sensor as shown in the figure. One common signal line is provided for two pixels, and the number of transfer MOS transistors is halved. . Therefore, the parasitic capacitance of the output signal line becomes about 1/2, and the output signal level becomes about twice.
以下、回路構成について説明する。 Hereinafter, the circuit configuration will be described.
同図において、光電変換素子S1〜S4(説明の簡易化の
ために素子数は四つのみ示す)はバイポーラトランジス
タ構成になっており、ベース領域に光電変換された電荷
が蓄積される。ベースには信号φV RFによって制御され
るMOSトランジスタTR1〜TR4が接続され、MOSトランジ
スタTR1〜TR4のON・OFF制御によってベース電位を設
定可能となっている。In the figure, photoelectric conversion elements S1 to S4 (the number of elements is shown only four for simplicity of description) have a bipolar transistor configuration, and the photoelectrically converted charge is stored in the base region. MOS transistors TR1 to TR4 controlled by a signal φV RF are connected to the base, and the base potential can be set by ON / OFF control of the MOS transistors TR1 to TR4.
なお、上述したように本実施例では光電変換素子二画
素に一つの共通信号線を設けて信号転送を行っており、
光電変換素子S1,S2と光電変換素子S3,S4との転送動作は
同じであるので、光電変換素子S1,S2の転送動作のみ説
明するものとし、光電変換素子S3,S4の転送動作の説明
及び配線部の図示については省略するものとする。As described above, in this embodiment, one common signal line is provided for two pixels of the photoelectric conversion element to perform signal transfer.
Since the transfer operations of the photoelectric conversion elements S1, S2 and the photoelectric conversion elements S3, S4 are the same, only the transfer operation of the photoelectric conversion elements S1, S2 will be described, and the transfer operation of the photoelectric conversion elements S3, S4 will be described. The illustration of the wiring section is omitted.
光電変換素子S1,S2のエミッタは信号線L1、L2に接続
され、この信号線L1、L2は信号φT1、φT2によって制御
されるMOSトランジスタTS1,TS2を介して共通信号線H1
に共通接続され、共通信号線H1には蓄積手段たる複数の
コンデンサC1,C2が接続される。光電変換素子S1,S2から
のそれぞれの出力はコンデンサC1,C2にそれぞれ蓄積さ
れる。The emitters of the photoelectric conversion elements S1 and S2 are connected to signal lines L1 and L2. These signal lines L1 and L2 are connected to a common signal line H1 via MOS transistors TS1 and TS2 controlled by signals φT1 and φT2.
And a plurality of capacitors C1 and C2 as storage means are connected to the common signal line H1. Outputs from the photoelectric conversion elements S1 and S2 are stored in capacitors C1 and C2, respectively.
このコンデンサC1,C2の他方の端子にはそれぞれ信号
φC1、φC2によって制御されるMOSトランジスタTr1,Tr2
が接続され、電位をGNDは設定可能となっている。共通
信号線H1はシフトレジスタによって制御されるMOSトラ
ンジスタTH1を介して出力信号線SLに接続される。出力
信号線SLに出力された信号は、増幅されて出力信号vs
として出力される。出力信号線SLは信号φHCによって制
御されるMOSトランジスタTHCによってクリアされ、信
号線L1、L2は信号φVCによって制御されるMOSトランジ
スタTC1、TC2によってリフレッシュされ、共通信号線
H1は信号φCRによって制御されるMOSトランジスタTCR
によってリフレッシュされる。The other terminals of the capacitors C1 and C2 have MOS transistors Tr1 and Tr2 controlled by signals φC1 and φC2, respectively.
Is connected, and the potential can be set to GND. The common signal line H1 is connected to an output signal line SL via a MOS transistor TH1 controlled by a shift register. The signal output to the output signal line SL is amplified and output signal vs.
Is output as The output signal line SL is cleared by the MOS transistor THC controlled by the signal φHC, the signal lines L1 and L2 are refreshed by the MOS transistors TC1 and TC2 controlled by the signal φVC, and the common signal line
H1 is a MOS transistor TCR controlled by a signal φCR.
Refreshed by
第2図は、上記光電変換装置の動作を説明するための
タイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the photoelectric conversion device.
同図において、期間T1はコンデンサC1の電荷除去期間
であり、信号φCRおよび信号φC1がハイ・レベルとなる
と、MOSトランジスタTCR,T1は導通状態となって、共通
信号線H1及びコンデンサC1に蓄積されている電荷は除去
され、コンデンサC1の両側の電位は共にGNDになる。In the figure, a period T1 is a period during which the charge of the capacitor C1 is removed, and when the signal φCR and the signal φC1 become a high level, the MOS transistors TCR and T1 become conductive and are accumulated in the common signal line H1 and the capacitor C1. The charged electric charge is removed, and the potentials on both sides of the capacitor C1 become GND.
次の期間T1aは、コンデンサC1への信号電荷転送期間
であり、信号φC1はハイレベルを継続している。信号φ
T1がハイ・レベルになると、MOSトランジスタTS1が導
通状態となって、光電変換素子S1の出力信号が信号線L1
及び共通信号線H1を通してコンデンサC1に蓄積される。The next period T1a is a period for transferring the signal charge to the capacitor C1, and the signal φC1 continues to be at the high level. Signal φ
When T1 goes high, the MOS transistor TS1 becomes conductive, and the output signal of the photoelectric conversion element S1 is output to the signal line L1.
And stored in the capacitor C1 through the common signal line H1.
その後、信号φC1および信号φT1がロウ・レベルにな
ると、MOSトランジスタTr1及びMOSトランジスタTs1が遮
断状態となって、コンデンサC1のMOSトランジスタTr1接
続側がフローティング状態となり、また共通信号線H1と
光電変換素子S1のエミッタとが遮断される。Thereafter, when the signal φC1 and the signal φT1 become low level, the MOS transistor Tr1 and the MOS transistor Ts1 are cut off, the MOS transistor Tr1 connection side of the capacitor C1 becomes a floating state, and the common signal line H1 and the photoelectric conversion element S1 are turned off. Is shut off.
次の期間T2は、コンデンサC2の電荷除去期間であり、
信号φCRおよび信号φC2がハイ・レベルとなると、MOS
トランジスタTCR,Tr2は導通状態となって、共通信号線
H1及びコンデンサC2に蓄積されている電荷は除去され、
コンデンサC2の両側の電位は共にGNDになる。なお、こ
の場合コンデンサC1の一方がフローティング状態となっ
ているので、コンデンサC1に蓄積されている光電変換素
子S1の信号電荷は保持される。The next period T2 is a period for removing the charge of the capacitor C2,
When the signal φCR and the signal φC2 go high, the MOS
The transistors TCR and Tr2 become conductive, and the common signal line
The charge stored in H1 and capacitor C2 is removed,
Both potentials on both sides of the capacitor C2 become GND. In this case, since one of the capacitors C1 is in a floating state, the signal charge of the photoelectric conversion element S1 stored in the capacitor C1 is held.
次の期間T2aは、コンデンサC2への信号電荷転送期間
であり、信号φC2はハイレベルを継続している。信号φ
T2がハイ・レベルになると、MOSトランジスタTS1が導
通状態となり光電変換素子S2の出力信号が信号線L2及び
共通信号線H1を通してコンデンサC2に蓄積される。この
時もコンデンサC1の一方がフローティング状態となって
いるので、コンデンサC1に蓄積されている信号電荷は保
持されたままである。The next period T2a is a period for transferring the signal charge to the capacitor C2, and the signal φC2 continues to be at the high level. Signal φ
When T2 goes high, the MOS transistor TS1 becomes conductive and the output signal of the photoelectric conversion element S2 is accumulated in the capacitor C2 through the signal line L2 and the common signal line H1. Also at this time, since one of the capacitors C1 is in a floating state, the signal charges stored in the capacitor C1 remain held.
その後、信号φC2および信号φT2がロウ・レベルにな
ると、MOSトランジスタTr2及びMOSトランジスタTS2が
遮断状態となりコンデンサC2のMOSトランジスタTr2接続
側がフローティング状態となり、また共通信号線H1と光
電変換素子S2のエミッタとが遮断される。After that, when the signal φC2 and the signal φT2 become low level, the MOS transistor Tr2 and the MOS transistor TS2 are cut off, the connection side of the MOS transistor Tr2 of the capacitor C2 becomes a floating state, and the common signal line H1 and the emitter of the photoelectric conversion element S2 are connected. Is shut off.
次の期間T3は、光電変換素子S1、S2に残留した電荷を
リフレッシュするための期間であり、信号φVCをハイ・
レベルとして、MOSトランジスタTC1,TC2を導通状態と
し、光電変換素子S1,S2のエミッタをGNDとする。その
後、信号φVRFをロウレベルとすると、MOSトランジスタ
TR1,TR2は導通状態となって、ベースは所定の電位に設
定される(完全リフレッシュ)。The next period T3 is a period for refreshing the charge remaining in the photoelectric conversion elements S1 and S2, and the signal φVC is set to a high level.
As the level, the MOS transistors TC1 and TC2 are turned on, and the emitters of the photoelectric conversion elements S1 and S2 are set to GND. Thereafter, when the signal φVRF is set to low level, the MOS transistors TR1 and TR2 are turned on, and the base is set to a predetermined potential (complete refresh).
次に、信号φVCをハイレベルとしてMOSトランジスタ
TC1,TC2を導通状態とし、光電変換素子S1,S2のエミッ
タをGNDとする(過渡リフレッシュ)。Next, the signal φVC is set to the high level to turn on the MOS transistors TC1 and TC2, and the emitters of the photoelectric conversion elements S1 and S2 are set to GND (transient refresh).
次の期間T4は、コンデンサC1およびC2に蓄積された信
号電荷を読み出すとともに、光電変換素子S1、S2に信号
電荷を蓄積するための期間であり、 期間TS1において、信号φC1及び信号φH1をハイ・レ
ベルとすると、MOSトランジスタTr1及びMOSトランジス
タTH1はハイレベルになる。その結果、コンデンサC1の
MOSトランジスタ接続側はGNDに接続され、コンデンサC1
に蓄積された信号電荷は出力信号線SLに読み出され、出
力vs11として出力される。The next period T4 is a period for reading the signal charges stored in the capacitors C1 and C2 and for storing the signal charges in the photoelectric conversion elements S1 and S2.In the period TS1, the signal φC1 and the signal φH1 are set to high level. When the level is set to the level, the MOS transistor Tr1 and the MOS transistor TH1 are set to the high level. As a result, capacitor C1
The MOS transistor connection side is connected to GND, and the capacitor C1
Is read out to the output signal line SL and output as an output vs11.
期間TS1aにおいて、信号φCR及び信号φHCをハイ・
レベルとすると、MOSトランジスタTCR及びMOSトランジ
スタTHCが導通状態となり、共通信号線H1及び出力信号
線SLがクリアされる。In the period TS1a, the signal φCR and the signal φHC are set to high level.
When the level is set to the level, the MOS transistor TCR and the MOS transistor THC are turned on, and the common signal line H1 and the output signal line SL are cleared.
同様にして期間TS2,期間TS2aにおいて、コンデン
サC2に蓄積された信号電荷は出力信号線SLに読み出さ
れ、出力vs12として読み出され、その後、共通信号線H
1及び出力信号線SLがクリアされる。Similarly, in the periods TS2 and TS2a, the signal charge accumulated in the capacitor C2 is read out to the output signal line SL, read out as the output vs12, and thereafter, the common signal line H
1 and the output signal line SL are cleared.
第3図は、本発明の光電変換装置の第二実施例を示す
回路構成図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the photoelectric conversion device of the present invention.
本実施例は、エリアセンサに本発明を適用したもので
あり、一本の共通信号線に三つのコンデンサを接続し
て、転送用MOSトランジスタの数を1/3にし、出力信号線
の寄生容量を約1/3とするものである。三つのコンデン
サの機能については、既に特願昭63−234944号において
開示されており、センサノイズの補正とセンサ信号の一
定期間遅延とを目的とするものである。In this embodiment, the present invention is applied to an area sensor.Three capacitors are connected to one common signal line, the number of transfer MOS transistors is reduced to 1/3, and the parasitic capacitance of the output signal line is reduced. To about 1/3. The functions of the three capacitors have already been disclosed in Japanese Patent Application No. 63-234944, which aims at correcting sensor noise and delaying a sensor signal for a certain period.
以下、回路構成について説明する。 Hereinafter, the circuit configuration will be described.
本実施例のエリアセンサにおいて、エリアセンサを構
成する光電変換素子は行列(n×m)状に配列されてい
る。なお、以下に第3図を用いて本実施例のエリアセン
サの構成について説明を行うが簡易化のため、光電変換
素子は第1列の光電変換素子S11〜Sn1の中のS11,S12に
係る構成及び動作についてのみ行なう。In the area sensor of the present embodiment, the photoelectric conversion elements constituting the area sensor are arranged in a matrix (n × m). The configuration of the area sensor according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. 3, but for simplicity, the photoelectric conversion elements correspond to S11 and S12 in the first row of photoelectric conversion elements S11 to Sn1. Only the configuration and operation are performed.
第3図に示すように、第1列の光電変換素子S11,S21
は共通に信号線L1に接続され、信号線L1は信号φT1,φT
2によって制御されるMOSトランジスタT11,T12を介して
共通信号線H11,H12に接続される。共通信号線H11,H12は
信号φV VCによって制御されるMOSトランジスタTC1に
よってクリアされる。光電変換素子S11,S12のベースは
信号φVR1によって制御されるMOSトランジスタTS11,TS
12によって所定の電位に設定可能となっおり。また、光
電変換素子S21,S22のベースは信号φVR2によって制御さ
れるMOSトランジスタTS21,TS22によって所定の電位に
設定可能となっている。As shown in FIG. 3, the first row of photoelectric conversion elements S11, S21
Are commonly connected to the signal line L1, and the signal line L1 is connected to the signals φT1 and φT.
2 are connected to the common signal lines H11 and H12 via the MOS transistors T11 and T12 controlled by the control circuit 2. The common signal lines H11 and H12 are cleared by the MOS transistor TC1 controlled by the signal φVVC. The bases of the photoelectric conversion elements S11 and S12 are MOS transistors TS11 and TS controlled by a signal φVR1.
It is possible to set to a predetermined potential by setting 12. The bases of the photoelectric conversion elements S21 and S22 can be set to a predetermined potential by MOS transistors TS21 and TS22 controlled by a signal φVR2.
共通信号線H11には、蓄積手段たる三つのコンデンサC
11a,C12a,C13aが接続される。The common signal line H11 has three capacitors C as storage means.
11a, C12a, and C13a are connected.
共通信号線H12には、蓄積手段たる三つのコンデンサC
11b,C12b,C13bが接続される。The common signal line H12 has three capacitors C as storage means.
11b, C12b, and C13b are connected.
コンデンサC11a,C12a,C13aの他方の端子にはそれぞれ
信号φC1,信号φC2,信号φC3によって制御されるMOSト
ランジスタT11a,T12a,T13aが接続され、GNDに接続可能
となっており、又コンデンサC11b,C12b,C13bの他方の端
子にはそれぞれ信号φC1,信号φC2,信号φC3によって制
御されるMOSトランジスタT11b,T12b,T13bが接続され、G
NDに接続可能となっている。MOS transistors T11a, T12a, T13a controlled by signals φC1, φC2, φC3 are connected to the other terminals of the capacitors C11a, C12a, C13a, respectively, and can be connected to GND, and the capacitors C11b, C12b , C13b are connected to MOS transistors T11b, T12b, T13b controlled by signals φC1, φC2, and φC3, respectively.
Connectable to ND.
共通信号線H11はシフトレジスタによってMOSトランジ
スタTHaを介して出力信号線SL1に接続され、また共通
信号線H12はシフトレジスタによって制御されるMOSトラ
ンジスタTHbを介して出力信号線SL2に接続される。The common signal line H11 is connected to the output signal line SL1 via a MOS transistor THa by a shift register, and the common signal line H12 is connected to the output signal line SL2 via a MOS transistor THb controlled by the shift register.
出力信号線SL1,SL2に出力された信号は、増幅されて
出力out1または出力out2から出力される。出力信号線SL
1及び出力信号線SL2は信号φHCによって制御されるMOS
トランジスタTHC1,THC2によってクリアする。The signals output to the output signal lines SL1 and SL2 are amplified and output from the output out1 or the output out2. Output signal line SL
1 and output signal line SL2 are MOS controlled by signal φHC
Cleared by transistors THC1 and THC2.
第4図は、上記光電変換装置の動作を説明するため説
明図であり、第5図は上記光電変換装置のミングチャー
トである。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the photoelectric conversion device, and FIG. 5 is a timing chart of the photoelectric conversion device.
本実施例は、三つのコンデンサのうち、二つのコンデ
ンサはセンサ信号の蓄積と一定期間遅延させるためにす
るために用い、一つのコンデンサはノイズ信号を蓄積す
るために用いるものである。In this embodiment, of the three capacitors, two capacitors are used for delaying the accumulation of the sensor signal and for a certain period, and one capacitor is used for accumulating the noise signal.
第4図に示すように、まず、水平走査期間fH1の期間T
tでコンデンサC11a及びC11bに光電変換素子S11及びS21
から信号電荷を転送し、蓄積させる。蓄積された信号電
荷(図中S11,S21)は期間Tmの期間(一周期fH)一時蓄
積される。As shown in FIG. 4, first, a period T of the horizontal scanning period fH1 is set.
At t, the capacitors C11a and C11b are connected to the photoelectric conversion elements S11 and S21.
The signal charge is transferred from and stored. The stored signal charges (S11 and S21 in the figure) are temporarily stored for a period Tm (one cycle fH).
次に、水平走査期間fH2の期間TtでコンデンサC13a及
びC13bに光電変換素子S11及びS21からノイズ信号(図中
N11,N21)を転送する。期間Trで、このノイズ信号と期
間TrでコンデンサC11a及びC11bに蓄積された信号電荷と
を出力信号線に読み出す。読み出された両信号を差分処
理することで、ノイズ成分を含まない信号を得ることが
できる。Next, during the horizontal scanning period fH2 during the period Tt, noise signals from the photoelectric conversion elements S11 and S21 are supplied to the capacitors C13a and C13b (in FIG.
N11, N21). In the period Tr, this noise signal and the signal charges stored in the capacitors C11a and C11b in the period Tr are read out to the output signal line. By performing a difference process on the two signals that have been read, a signal that does not include a noise component can be obtained.
また、期間TtではコンデンサC12a及びC12bに光電変換
素子S31及びS41から信号電荷を送り、蓄積させる。蓄積
された信号電荷(図中S31,S41)は期間Tmの期間(一周
期fH)一時蓄積される。In the period Tt, signal charges are sent from the photoelectric conversion elements S31 and S41 to the capacitors C12a and C12b and accumulated. The stored signal charges (S31 and S41 in the figure) are temporarily stored for a period Tm (one cycle fH).
次に、水平走査期間fH3の期間TtでコンデンサC13a及
びC13bに光電変換素子S31及びS41からノイズ信号(図中
N31,N41)を転送する。期間Trで、このノイズ信号と期
間TrでコンデンサC12a及びC12bに蓄積された信号電荷と
を出力信号線に読み出す。読み出された両信号を差分処
理することで、ノイズ成分を含まない信号を得ることが
できる。Next, in the period Tt of the horizontal scanning period fH3, the noise signals from the photoelectric conversion elements S31 and S41 are supplied to the capacitors C13a and C13b (in FIG.
N31, N41). In the period Tr, the noise signal and the signal charges accumulated in the capacitors C12a and C12b in the period Tr are read out to the output signal line. By performing a difference process on the two signals that have been read, a signal that does not include a noise component can be obtained.
また、期間TtではコンデンサC11a及びC11bに光電変換
素子S51及びS61から信号電荷を送り、蓄積させる。蓄積
された信号電荷(図中S51,S61)は期間Tmの期間(一周
期fH)一時蓄積される。In the period Tt, signal charges are sent from the photoelectric conversion elements S51 and S61 to the capacitors C11a and C11b and accumulated. The stored signal charges (S51 and S61 in the figure) are temporarily stored for a period Tm (one cycle fH).
以後、同様な動作が繰り返されてノイズ成分を含まな
い信号が読み出される。Thereafter, the same operation is repeated to read out a signal containing no noise component.
以下、第5図のタイミングチャートを用いてさらに詳
しく説明する。Hereinafter, a more detailed description will be given with reference to the timing chart of FIG.
第5図において、期間TC1では信号φVVC、φT1、φ
T2、φCR、φC1をハイレベルとして、MOSトランジスタ
TC1、T11、T12、TCRa、TCRb、T11a、T11bを導通状態
として、信号線L1、共通信号線H11,H12、コンデンサC11
a,C11bをクリアする。In FIG. 5, during a period TC1, signals φVVC, φT1, φ
T2, φCR, φC1 are set to the high level, MOS transistors TC1, T11, T12, TCRa, TCRb, T11a, T11b are set to the conductive state, and the signal line L1, the common signal lines H11, H12, and the capacitor C11 are set.
Clear a, C11b.
次に期間Tt1では信号φVR1,φT1,φC1をハイレベルと
して、MOSトランジスタTS11,T11,T11aを導通状態とし
て、コンデンサC11aに光電変換素子S11からの信号を転
送し蓄積させる。Next, in the period Tt1, the signals φVR1, φT1, and φC1 are set to the high level, the MOS transistors TS11, T11, and T11a are turned on, and the signal from the photoelectric conversion element S11 is transferred and accumulated in the capacitor C11a.
次に期間TC1aでは信号φVVC、φT2をハイレベルと
して、MOSトランジスタTC1、T12を導通状態として、信
号線L1、共通信号線H12をクリアする。Next, in the period TC1a, the signals φVVC and φT2 are set to the high level, the MOS transistors TC1 and T12 are turned on, and the signal line L1 and the common signal line H12 are cleared.
次に期間Tt1aでは信号φVR2,φT2,φC1をハイレベル
として、MOSトランジスタTS21,T12,T11bを導通状態と
して、コンデンサC11bに光電変換素子S21からの信号を
転送し蓄積させる。Next, in the period Tt1a, the signals φVR2, φT2, and φC1 are set to the high level, the MOS transistors TS21, T12, and T11b are turned on, and the signal from the photoelectric conversion element S21 is transferred to the capacitor C11b and accumulated.
次に期間Tm1においては、上記期間TC1〜期間Tt1aに
おいてコンデンサC11a,C11bに蓄積された信号電荷は保
存状態を保つ。期間Tr1においては、上記期間TC1以前
にコンデンサC12a,C12bに蓄積保存された信号電荷と、
コンデンサC13a,C13bに蓄積保存されたノイズ電荷とを
読み出す。すなわち、まず信号φCRをハイレベルとして
共通信号線H11,H12をクリアし、その後信号φC3,φH1を
ハイレベルとして、MOSトランジスタT13a,T13b,THa,THb
を導通状態として、出力信号線SL1,SL2へコンデンサC13
a,C13bに保存されたノイズ電荷を読み出す。次に信号φ
CRをハイレベルとして共通信号線H11,H12をクリアし、
その後信号φC2,φH1をハイレベルとして、MOSトランジ
スタT12a,T12b,THa,THbを導通状態として、出力信号線S
L1,SL2へコンデンサC12a,C12bに保存された信号電荷を
読み出す。以下、同様にして不図示のその他のコンデン
サからも、ノイズ電荷と信号電荷を読み出す。Next, in the period Tm1, the signal charges accumulated in the capacitors C11a and C11b in the period TC1 to the period Tt1a maintain a preserved state. In the period Tr1, the signal charges accumulated and stored in the capacitors C12a and C12b before the period TC1 and
The noise charges stored in the capacitors C13a and C13b are read. That is, first, the signal φCR is set to the high level to clear the common signal lines H11, H12, and then the signals φC3, φH1 are set to the high level, and the MOS transistors T13a, T13b, THa, THb
Into the conductive state, and connect the capacitor C13 to the output signal lines SL1 and SL2.
a, Read the noise charge stored in C13b. Next, the signal φ
Clear the common signal lines H11 and H12 by setting CR to high level,
Thereafter, the signals φC2 and φH1 are set to the high level, the MOS transistors T12a, T12b, THa, and THb are turned on, and the output signal line S
The signal charges stored in the capacitors C12a and C12b are read out to L1 and SL2. Hereinafter, similarly, noise charges and signal charges are read from other capacitors (not shown).
なお、マトリクスを構成する水平走査線に接続される
センサは前述した完全リフレッシュを行なう。The sensors connected to the horizontal scanning lines forming the matrix perform the above-described complete refresh.
次に期間TC2では信号φVR1、φVVC、φT1、φT2、
φCR、φC3をハイレベルとして、MOSトランジスタTS1
1、TC1、T11、T12、TCRa、TCRb、T13a、T13bを導通
状態として、信号線L1、共通信号線H11,H12、コンデン
サC13a,C13bをクリアするとともに、光電変換素子S11の
前述した過渡リフレッシュを行なう。Next, in the period TC2, the signals φVR1, φVVC, φT1, φT2,
φCR and φC3 are set to high level, and MOS transistor TS1
1, TC1, T11, T12, TCRa, TCRb, T13a, T13b are turned on to clear the signal line L1, the common signal lines H11, H12, the capacitors C13a, C13b, and perform the above-described transient refresh of the photoelectric conversion element S11. Do.
次に期間Tt2では信号φVR1,φT1,φC3をハイレベルと
して、MOSトランジスタTS11,T11,T13aを導通状態とし
て、コンデンサC13aに光電変換素子S11からのノイズ信
号を転送し蓄積させる。Next, in the period Tt2, the signals φVR1, φT1, and φC3 are set to the high level, the MOS transistors TS11, T11, and T13a are turned on, and the noise signal from the photoelectric conversion element S11 is transferred and accumulated in the capacitor C13a.
次に期間TC2aでは信号φVR2、φVVC、φT2をハイレ
ベルとして、MOSトランジスタTS21、TC1、T12を導通
状態として、信号線L1、共通信号線H12をクリアすると
ともに、光電変換素子S12の前述した過渡リフレッシュ
を行なう。Next, in the period TC2a, the signals φVR2, φVVC, and φT2 are set to the high level, the MOS transistors TS21, TC1, and T12 are turned on, the signal line L1 and the common signal line H12 are cleared, and the above-described transient refresh of the photoelectric conversion element S12 is performed. Perform
次に期間Tt2aでは信号φVR2,φT2,φC3をハイレベル
として、MOSトランジスタTS21,T12,T13bを導通状態と
して、コンデンサC13bに光電変換素子S21からのノイズ
信号を転送し蓄積させる。Next, in the period Tt2a, the signals φVR2, φT2, and φC3 are set to the high level, the MOS transistors TS21, T12, and T13b are turned on, and the noise signal from the photoelectric conversion element S21 is transferred and accumulated in the capacitor C13b.
次に期間TC1〜期間Tt1aでは上記期間TC1〜期間Tt1a
と同様な動作で、コンデンサC12a、C12bに不図示の光電
変換素子からの信号を転送蓄積する。次の期間Tmにおい
ては、この蓄積された信号電荷は保存状態となる。Next, in the period TC1 to the period Tt1a, the above period TC1 to the period Tt1a
With the same operation as described above, the signal from the photoelectric conversion element (not shown) is transferred and stored in the capacitors C12a and C12b. In the next period Tm, the stored signal charges are in a storage state.
期間Trでは、前述した上記期間TC1〜期間Tt1aで蓄積
され、保存されていた信号電荷と、前述した上記期間T
C2〜期間Tt2aで蓄積されたノイズ電荷との読み出しを行
う。この動作は前述した上記期間Trでの動作と同じであ
る。In the period Tr, the signal charges accumulated and stored in the above-described period TC1 to period Tt1a are combined with the signal charges in the above-described period T1.
Reading is performed with the noise charges accumulated in the period from C2 to Tt2a. This operation is the same as the operation in the above-described period Tr.
[発明の効果] 以上詳細に説明したように、本発明の光電変換素子に
よれば、光電変換素子からの信号をそれぞれ保持する2
つ以上の保持部に対して1つ設けられた転送トランジス
タによって信号を共通出力線に順次読み出すことによ
り、共通出力線の寄生容量を小さくすることができるの
で、大きな出力信号を得るここが可能となる。また読み
出し系の回路構成を簡略化することができる。[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the photoelectric conversion element of the present invention, each of the two holding signals from the photoelectric conversion element
By sequentially reading out signals to the common output line by one transfer transistor provided for one or more holding units, the parasitic capacitance of the common output line can be reduced, so that a large output signal can be obtained. Become. Further, the circuit configuration of the reading system can be simplified.
第1図は本発明の光電変換装置の第一実施例を示す回路
構成図である。 第2図は、上記光電変換装置の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。 第3図は、本発明の光電変換装置の第二実施例を示す回
路構成図である。 第4図は、上記光電変換装置の動作を説明するため説明
図である。 第5図は上記光電変換装置のミングチャートである。 S1,S2,S11〜S21:光電変換素子、L1、L2:信号線、φT1,
φT2,φC1,φC2,φC3,φHC,φVC,φCR,φV VC,φVR1,φ
VR2:信号、T11,T12,TS1,TS2,Tr1,Tr2,TH1,THC,THC1,THC
2,TC1,TC2,TCR,TC1,TS11,TS12,TS21,TS22,T11a,T12a,T1
3a,T11b,T12b,T13b,THa,THb:MOSトランジスタ、H11,H1
2,H1:共通信号線、C1,C2,C11a,C12a,C13a,C11b,C12b,C1
3b:コンデンサ、SL,SL1,SL2:出力信号線、vs:出力信
号、L1:信号線。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the photoelectric conversion device of the present invention. FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the photoelectric conversion device. FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the photoelectric conversion device of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the photoelectric conversion device. FIG. 5 is a timing chart of the photoelectric conversion device. S1, S2, S11 to S21: photoelectric conversion element, L1, L2: signal line, φT1,
φT2, φC1, φC2, φC3, φHC, φVC, φCR, φV VC, φVR1, φ
VR2: signal, T11, T12, TS1, TS2, Tr1, Tr2, TH1, THC, THC1, THC
2, TC1, TC2, TCR, TC1, TS11, TS12, TS21, TS22, T11a, T12a, T1
3a, T11b, T12b, T13b, THa, THb: MOS transistors, H11, H1
2, H1: Common signal line, C1, C2, C11a, C12a, C13a, C11b, C12b, C1
3b: capacitor, SL, SL1, SL2: output signal line, vs: output signal, L1: signal line.
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/024 - 1/036 H04N 5/335 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H04N 1/024-1/036 H04N 5/335
Claims (3)
タを介した一ラインとして所定の方向に配列された複数
の光電変換素子からの信号をそれぞれ保持する複数の保
持部と、 前記複数の保持部からの信号が転送される共通出力線
と、 前記複数の保持部からの信号を前記共通出力線に転送す
るための複数の転送トランジスタと、を有し、 前記複数の転送トランジスタのそれぞれは、2つ以上の
前記保持部に対して1つ設けられ、 前記複数の保持部に前記信号が保持された後に、一の転
送トランジスタから、2つ以上の前記保持部からの信号
を前記共通出力線に順次読み出し、その後、他の一の転
送トランジスタから、他の2つ以上の前記保持部からの
信号を前記共通出力線に順次読み出してなる光電変換装
置。1. A plurality of holding units each holding a signal from a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a predetermined direction as one line via a switch transistor having a switching function, and a signal from the plurality of holding units. And a plurality of transfer transistors for transferring signals from the plurality of holding units to the common output line. Each of the plurality of transfer transistors has two or more transfer transistors. One is provided for the holding unit, and after the signal is held in the plurality of holding units, signals from two or more of the holding units are sequentially read out from one transfer transistor to the common output line, Thereafter, the photoelectric conversion device sequentially reads signals from the other two or more holding units from another transfer transistor to the common output line.
前記複数の光電変換素子のそれぞれは、光電変換された
信号を増幅して出力する増幅トランジスタを含むことを
特徴とする光電変換装置。2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein
The photoelectric conversion device, wherein each of the plurality of photoelectric conversion elements includes an amplification transistor that amplifies and outputs a photoelectrically converted signal.
前記複数の光電変換素子のそれぞれは、前記増幅トラン
ジスタの制御電極領域にリセット電位を供給するための
リセットトランジスタを含むことを特徴とする光電変換
装置。3. The photoelectric conversion device according to claim 2, wherein
A photoelectric conversion device, wherein each of the plurality of photoelectric conversion elements includes a reset transistor for supplying a reset potential to a control electrode region of the amplification transistor.
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