JP3308146B2 - Solid-state imaging device - Google Patents
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
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- H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
- H04N25/772—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising A/D, V/T, V/F, I/T or I/F converters
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、入力した2次元光像を
撮像する固体撮像装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device for picking up an input two-dimensional light image.
【0002】[0002]
【従来の技術】電荷結合素子(CCD)に代表される固
体撮像素子を使用した撮像装置は、家庭用ビデオをはじ
め様々な分野で使用されている。しかし、CCDでは電
荷転送効率が低いので、例えば、比較的大きな受光面積
を有するフォトダイオード電荷を取り扱う場合には、電
荷の転送をしきれないという問題を生じる。そこで、特
定の分野では、固体撮像装置の内で、電荷転送効率の問
題が生じないMOS型イメージセンサが使用される。2. Description of the Related Art An imaging apparatus using a solid-state imaging device represented by a charge-coupled device (CCD) is used in various fields including home video. However, since the charge transfer efficiency of the CCD is low, for example, when a photodiode charge having a relatively large light receiving area is handled, a problem arises in that the charge cannot be completely transferred. Therefore, in a specific field, a MOS image sensor that does not cause a problem of charge transfer efficiency is used in a solid-state imaging device.
【0003】MOS型イメージセンサでは、2次元光像
を撮像するものは、2次元の配列されたフォトダイオー
ドアレイに対して、1つのディスクリート増幅器を設置
し、各フォトダイオードでの光検出信号を増幅後に取り
出すという方式が従来から採用されてきた。近年、MO
S型イメージセンサの長所を活かしつつ、光検出信号の
S/Nの向上および装置の小型化を目指して、読み出し
回路を光検出器と同一チップ上に搭載するとともに、回
路構成方式の変更をしようという試みが提案されてい
る。[0003] In a MOS type image sensor, for capturing a two-dimensional light image, one discrete amplifier is provided for a two-dimensionally arranged photodiode array to amplify a light detection signal at each photodiode. The method of taking out afterwards has been conventionally adopted. In recent years, MO
Mount the readout circuit on the same chip as the photodetector and change the circuit configuration method, aiming to improve the S / N of the photodetection signal and reduce the size of the device while taking advantage of the advantages of the S-type image sensor. Has been proposed.
【0004】こうした提案の代表的な例が特開平4−3
588号に記載の固体撮像装置である。図6は、この装
置の回路構成図である。図6に示すように、この装置
は、(a)光電変換素子911とスイッチ素子912と
を1組の受光素子910として垂直にN1個だけ配列さ
れ、共通出力線で接続された垂直受光部920が水平方
向にN2個だけ配列された受光部930と、(b)垂直
受光部920ごとに配置され、垂直受光部920の出力
を夫々積分する、電荷増幅器941を備えた積分回路9
40と、(c)積分回路940ごとに出力された信号を
サンプル/ホールドするサンプルホールド回路950
と、(d)サンプルホールド回路950の外部への出力
/非出力を行うスイッチ960と、(e)光検出結果を
読み出す受光素子の垂直方向の位置を指示する垂直シフ
トレジスタ971と、(f)光検出結果を読み出す受光
素子の水平方向の位置を指示する水平シフトレジスタ9
72とを備える。A typical example of such a proposal is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
588 is a solid-state imaging device. FIG. 6 is a circuit configuration diagram of this device. As shown in FIG. 6, this device includes (a) a vertical light receiving section 920 in which a photoelectric conversion element 911 and a switch element 912 are vertically arranged as a set of light receiving elements 910 and are connected by a common output line. Are integrated in the light receiving section 930 in which only N2 pieces are arranged in the horizontal direction, and (b) an integrating circuit 9 having a charge amplifier 941 arranged for each vertical light receiving section 920 and integrating the output of the vertical light receiving section 920, respectively.
40, and (c) a sample-and-hold circuit 950 that samples / holds a signal output for each integration circuit 940
(D) a switch 960 for performing output / non-output to / from the sample-and-hold circuit 950, (e) a vertical shift register 971 for specifying a vertical position of a light-receiving element from which a light detection result is read, and (f). Horizontal shift register 9 for indicating the horizontal position of the light receiving element from which the light detection result is read
72.
【0005】そして、ビデオ信号配線980を経由し
て、各受光素子で検出した光量に応じた光検出信号が出
力された後、バッファ回路990でインピーダンス変換
がなされる。After a light detection signal corresponding to the amount of light detected by each light receiving element is output via the video signal wiring 980, impedance conversion is performed by the buffer circuit 990.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来の固体撮像装置は
上記のように構成され、サンプルホールド回路950の
出力信号がスイッチ960を介して、直接にビデオ信号
配線980へ出力されるので、ビデオ信号配線980の
容量による分圧が発生し、著しくSN比が劣化してしま
うという問題点があった。The conventional solid-state imaging device is constructed as described above, and the output signal of the sample-and-hold circuit 950 is directly output to the video signal wiring 980 via the switch 960. There is a problem that a partial pressure is generated due to the capacitance of the wiring 980 and the SN ratio is significantly deteriorated.
【0007】この問題点を解消しようとして、バッファ
回路990で使用する増幅器の能力を高めると、増幅器
の部分が局所的に発熱が大きくなるので、暗電流分布が
均一でなくなるという新たな問題点が発生することにな
る。To solve this problem, if the capability of the amplifier used in the buffer circuit 990 is increased, a new problem arises in that the heat generation locally increases in the amplifier portion, and the dark current distribution becomes non-uniform. Will happen.
【0008】また、各積分回路には、必ず各々固有のオ
フセットばらつきが存在するが、上記の従来技術ではば
らつきの抑制がなされないので、画像構成時にフィクス
トパターンノイズが発生する。このフィクストパターン
ノイズを外部回路により補正するには、ハードウエアの
規模の増大もさることながら、高速動作が必至である。In addition, although each integration circuit always has its own offset variation, the above-described prior art does not suppress the variation, so that a fixed pattern noise is generated at the time of image formation. In order to correct this fixed pattern noise by an external circuit, high-speed operation is inevitable while increasing the scale of hardware.
【0009】上記の問題点の解消のため、各垂直ライン
ごとにアナログデジタル変換器(A/D変換器)を配置
することが考えられる。こうしたA/D変換器として
は、アレイ状に並べられるため、 ハードウエア規模が小さい 消費電力が少ない 高速動作可能 などを満足することが必要となる。こうした要請を満た
すA/D変換器の代表的な例として、特開昭63−24
6085号に記載のA/D変換器がある。In order to solve the above problem, it is conceivable to arrange an analog / digital converter (A / D converter) for each vertical line. Since such A / D converters are arranged in an array, it is necessary to satisfy requirements such as small hardware scale, low power consumption, and high-speed operation. As a typical example of an A / D converter satisfying such demands, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-24 / 1988
No. 6085 discloses an A / D converter.
【0010】このA/D変換器は、受光素子での受光に
よって発生する電流の時間積分値である電荷量Qを直接
入力する、2のベキ乗倍の容量比(1:2:4:…:2
N-1)のN個のキャパシタ(容量=C、2C、4C、
…、2N-1 C)で構成されるキャパシタアレイと、各キ
ャパシタが合成容量を構成するか否かを制御するスイッ
チアレイと、スイッチアレイの各スイッチのON/OF
Fを制御するコンパレータとを備える。このA/D変換
器では、 Q=CX・Vref ここで、Vref:基準電圧 を満たすCXの値をキャパシタアレイのキャパシタの組
合わせより探し出す。This A / D converter directly inputs a charge amount Q which is a time integration value of a current generated by light reception by a light receiving element, and has a power ratio of a power of 2 (1: 2: 4:...). : 2
N-1 ) N capacitors (capacitance = C, 2C, 4C,
.. 2N-1 C), a switch array for controlling whether or not each capacitor forms a combined capacitance, and ON / OF of each switch of the switch array
And a comparator for controlling F. In this A / D converter, Q = CX · Vref Here, Vref: a value of CX that satisfies the reference voltage is found from a combination of capacitors in the capacitor array.
【0011】すなわち、 CX=L1 ・C+…+LN ・2N-1 C ここで、L1 、…、LN :0または1 を満たす(L1 、…、LN )をデジタルコードとしてア
ナログデジタル変換値として得る。[0011] That is, CX = L 1 · C + ... + L N · 2 N-1 C wherein, L 1, ..., L N : 0 or 1 satisfying the (L 1, ..., L N ) analog to a digital code Obtained as a digital conversion value.
【0012】しかし、上記のA/D変換器の採用には以
下のような問題点がある。However, the adoption of the above A / D converter has the following problems.
【0013】(1)精度の問題 一般に、2次元イメージセンサの画素面積は小さく、ま
た動画像収集を目的とする場合には電流の積分時間も短
くなる。したがって、電荷量Qは小さいので、キャパシ
タアレイの各キャパシタの容量を極力小さくする必要が
ある。一方、複数のキャパシタアレイの相互間での製造
上のばらつきを考慮すると、キャパシタの容量の低減に
は限界があり、低い基準電圧を使用することになる。と
ころが、基準電圧を低くすると、キャパシタアレイにお
ける合成キャパシタ構成を変化する際のスイッチのON
/OFF動作の度に発生するノイズに対するS/Nが劣
化する。(1) The problem of accuracy Generally, the pixel area of a two-dimensional image sensor is small, and the integration time of the current is short for the purpose of collecting moving images. Therefore, since the charge amount Q is small, it is necessary to minimize the capacitance of each capacitor in the capacitor array. On the other hand, in consideration of manufacturing variations among a plurality of capacitor arrays, there is a limit in reducing the capacitance of a capacitor, and a low reference voltage is used. However, when the reference voltage is lowered, the switch is turned on when changing the combined capacitor configuration in the capacitor array.
The S / N for noise generated every time the / OFF operation is performed is deteriorated.
【0014】(2)寄生容量などの問題 特開昭63−246085号の技術では、電荷の容量分
割が主眼であることから、各キャパシタの容量値は精度
が要求される。しかし、配線に伴う寄生容量やスイッチ
での接合容量が付随することは避けられない。こうした
余分な容量成分をΔCとすると、 Q=(CX+ΔC)・Vref となる。ΔCは、IC化するとキャパシタアレイの基本
容量に匹敵する値となることが予想され、IC化後に精
度の高いA/D変換器の実現が困難である。(2) Problems with Parasitic Capacitance In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-246085, the capacitance value of each capacitor is required to be accurate because the main purpose is to divide the charge into capacitance. However, it is inevitable that parasitic capacitance accompanying the wiring and junction capacitance at the switch accompany it. Assuming that such an extra capacitance component is ΔC, Q = (CX + ΔC) · Vref. ΔC is expected to become a value equivalent to the basic capacity of the capacitor array when integrated into an IC, and it is difficult to realize a highly accurate A / D converter after integrated into an IC.
【0015】本発明は、上記を鑑みてなされたものであ
り、高SN比で撮像ができる固体撮像装置を提供するこ
とを目的とする。[0015] The present invention has been made in view of the above, and has as its object to provide a solid-state imaging device capable of imaging with a high SN ratio.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】請求項1の固体撮像装置
は、入力した2次元光像を撮像する固体撮像装置であっ
て、(a)入力光信号を電流信号に変換する光電変換素
子と、光電変換素子の信号出力端子に第1の端子が接続
され、垂直走査信号に応じて第2の端子から光電変換素
子で発生した電荷を流出させるスイッチ素子とを1組の
受光素子として、第1の方向に沿って第1の数だけ配列
されるとともに、夫々の前記スイッチ素子の第2の端子
と互いに電気的に接続された信号出力端子を有する垂直
受光部が、第2の方向に沿って第2の数だけ配列された
受光部と、(b)垂直受光部からの電流信号を入力し増
幅して出力する電荷増幅器と、電荷増幅器の入出力端子
間に接続され容量指示信号に応じて容量値が離散的に変
化する可変容量部とを有し、夫々の垂直受光部から電流
信号を夫々個別に入力し、積分動作を行うか否かを指示
するリセット指示信号が積分動作を行う事を指示した場
合に、垂直受光部から出力された電流信号を時間積分し
て得られる電荷を可変容量部に蓄積し、その蓄積された
電荷量及び可変容量部の容量値に応じた値の積分信号を
出力する第2の数の積分回路と、(c)夫々の積分回路
から出力された積分信号の値を夫々基準値と大小比較し
て、その大小比較結果を比較結果信号として出力する第
2の数の比較回路と、(d)夫々の比較回路から出力さ
れた比較結果信号を入力し、比較結果信号に基づいて可
変容量部に対して設定すべき容量値を指示する容量指示
信号を出力するとともに、比較結果信号に基づいて積分
信号の値と基準値とが所定の分解能で一致していると判
断した場合には、容量指示信号に基づいて、可変容量部
の容量値に応じた第1のデジタル信号を出力する第2の
数の容量制御部と、(e)夫々の容量制御部から出力さ
れた前記第1のデジタル信号を夫々入力し、水平走査信
号に応じて夫々の第1のデジタル信号に対応した第2の
デジタル信号を出力する第2の数の水平読み出し部と、
を備えることを特徴とする。A solid-state imaging device according to claim 1 is a solid-state imaging device for capturing an input two-dimensional optical image, comprising: (a) a photoelectric conversion element for converting an input optical signal into a current signal; A first terminal is connected to the signal output terminal of the photoelectric conversion element, and a switch element that causes the charge generated in the photoelectric conversion element to flow out from the second terminal in response to the vertical scanning signal, as a set of light receiving elements. A vertical light receiving portion, which is arranged by a first number along the direction of 1 and has signal output terminals electrically connected to the second terminal of each of the switch elements, is arranged along the second direction. (B) a charge amplifier for inputting, amplifying and outputting a current signal from the vertical light receiving unit, and a charge amplifier connected between the input and output terminals of the charge amplifier in response to a capacitance indication signal. Variable capacitance part whose capacitance value changes discretely The current signal is individually input from each of the vertical light receiving units, and when the reset instruction signal for instructing whether or not to perform the integration operation is instructed to perform the integration operation, the current signal is output from the vertical light receiving unit. A second number of integrating circuits for accumulating charges obtained by time-integrating the accumulated current signal in the variable capacitance section, and outputting an integration signal having a value corresponding to the accumulated charge amount and the capacitance value of the variable capacitance section; (C) a second number of comparison circuits for comparing the value of the integration signal output from each of the integration circuits with a reference value and outputting the result of the comparison as a comparison result signal; and (d) A comparison result signal output from the comparison circuit is input, a capacitance indication signal indicating a capacitance value to be set for the variable capacitance section is output based on the comparison result signal, and an integration signal is output based on the comparison result signal. Value and reference value are at a given resolution If it is determined that they match, a second number of capacitance control units that output a first digital signal corresponding to the capacitance value of the variable capacitance unit based on the capacitance instruction signal; A second number of horizontal readout units each receiving the first digital signal output from the capacitance control unit and outputting a second digital signal corresponding to each of the first digital signals in accordance with a horizontal scan signal When,
It is characterized by having.
【0017】ここで、第1のデジタル信号の値と前記第
2のデジタル信号の値とは同一とすることが回路構成上
から簡便である。Here, it is simple from the viewpoint of the circuit configuration that the value of the first digital signal is equal to the value of the second digital signal.
【0018】また、水平読み出し部は、容量制御部から
出力された第1のデジタル信号を入力し、第1のデジタ
ル信号をデータ変換して第2のデジタル信号を出力する
データ変換部を更に備えることを特徴としてもよい。こ
こで、データ変換はオフセット除去に適用できる。ま
た、データ変換部は、アドレス入力端子に第1のデジタ
ル信号を入力し、記憶部に書き込まれたデータに基づい
てデータ変換を行い、データ出力端子から第2のデジタ
ル信号を出力する読み出し専用記憶素子を備えることを
特徴としてもよい。The horizontal readout unit further includes a data conversion unit that receives the first digital signal output from the capacitance control unit, converts the first digital signal into data, and outputs a second digital signal. It may be characterized. Here, data conversion can be applied to offset removal. Further, the data conversion unit inputs the first digital signal to the address input terminal, performs data conversion based on the data written in the storage unit, and outputs the second digital signal from the data output terminal. An element may be provided.
【0019】請求項6の固体撮像装置は、入力した2次
元光像を撮像する固体撮像装置であって、(a)入力光
信号を電流信号に変換する光電変換素子と、光電変換素
子の信号出力端子に第1の端子が接続され、垂直走査信
号に応じて第2の端子から光電変換素子で発生した電流
信号を流出するスイッチ素子とを1組の受光素子とし
て、第1の方向に沿って第1の数だけ配列されるととも
に、夫々のスイッチ素子の第2の端子と互いに電気的に
接続された信号出力端子を有する垂直受光部が、第2の
方向に沿って第2の数だけ配列された受光部と、(b)
垂直受光部からの電流信号を入力し増幅して出力する電
荷増幅器と、電荷増幅器の入出力端子間に接続され容量
指示信号に応じて容量値が離散的に変化する可変容量部
とを有し、夫々の垂直受光部から電流信号を夫々個別に
入力し、積分動作を行うか否かを指示するリセット指示
信号が積分動作を行う事を指示した場合に、垂直受光部
から出力された電流信号を時間積分して得られる電荷を
可変容量部に蓄積し、その蓄積された電荷量及び可変容
量部の容量値に応じた値の積分信号を出力する第2の数
の積分回路と、(c)夫々の積分回路の可変容量部の容
量値の変化ごとに、夫々の積分回路から出力された積分
信号の値を夫々基準値と大小比較して、その大小比較結
果である比較結果信号を第1のシリアルデジタルデータ
として出力する第2の数の比較回路と、(d)夫々の比
較回路から出力された比較結果信号を入力し、積分信号
の値が所定の分解能で基準値と一致するまで、比較結果
信号の値に基づいて可変容量部に通知する容量指示信号
を出力する第2の数の容量制御部と、(e)夫々の比較
回路から出力された第1のシリアルデジタルデータを順
次入力し、入力順とは逆の順序で第2のシリアルデジタ
ルデータとして出力する第2の数のファーストインラス
トアウト(FILO)レジスタと、(f)夫々のFIL
Oレジスタから順次第2のシリアルデジタルデータを入
力し、第2のシリアルデジタルデータをパラレル化して
第1のパラレルデジタルデータを出力する第2の数の処
理ユニットと、(g)夫々の処理ユニットから出力され
た第1のパラレルデジタルデータを夫々入力し、水平走
査信号に応じて夫々の第1のパラレルデジタルデータに
対応したデジタル信号を出力する第2の数の水平読み出
し部とを備えることを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a solid-state imaging device for capturing an input two-dimensional optical image, comprising: (a) a photoelectric conversion element for converting an input optical signal into a current signal; A first terminal is connected to the output terminal, and a switch element that outputs a current signal generated by the photoelectric conversion element from the second terminal in response to the vertical scanning signal is provided as a set of light receiving elements along the first direction. Vertical light-receiving sections having signal output terminals electrically connected to the second terminals of the respective switch elements and arranged in a second number along the second direction. (B) an array of light receiving sections
A charge amplifier that inputs, amplifies, and outputs a current signal from the vertical light receiving unit; and a variable capacitance unit that is connected between the input and output terminals of the charge amplifier and has a capacitance value that discretely changes according to a capacitance instruction signal. The current signal output from the vertical light receiving section when the current signal is individually input from each of the vertical light receiving sections and the reset instruction signal instructing whether or not to perform the integration operation instructs to perform the integration operation. A second number of integrator circuits for accumulating the electric charge obtained by time-integration of the variable capacitance section in the variable capacitance section and outputting an integration signal having a value corresponding to the accumulated charge amount and the capacitance value of the variable capacitance section; Each time the capacitance value of the variable capacitance section of each integration circuit changes, the value of the integration signal output from each integration circuit is compared with the reference value, and the comparison result signal that is the result of the comparison is compared with the reference value. 1st output as serial digital data And (d) the comparison result signals output from the respective comparison circuits, and are variable based on the value of the comparison result signal until the value of the integrated signal matches the reference value with a predetermined resolution. (E) sequentially inputting the first serial digital data output from each of the comparison circuits, the order being the reverse of the input order; , A second number of first-in-last-out (FILO) registers that are output as second serial digital data, and (f) the respective FILs.
A second number of processing units for sequentially inputting the second serial digital data from the O register, parallelizing the second serial digital data and outputting the first parallel digital data; And a second number of horizontal readout units that respectively input the output first parallel digital data and output digital signals corresponding to the respective first parallel digital data in accordance with the horizontal scanning signal. And
【0020】ここで、処理ユニットは、隣接する垂直受
光部に応じたFILOレジスタから出力される第2のシ
リアルデジタルデータを更に入力し、隣接する画素同士
について演算を行って第2のパラレルデジタルデータを
水平読み出し部へ向けて出力することを特徴としてもよ
い。Here, the processing unit further receives the second serial digital data output from the FILO register corresponding to the adjacent vertical light receiving unit, performs an operation on adjacent pixels, and executes the second parallel digital data. May be output to the horizontal readout unit.
【0021】請求項1または請求項6の固体撮像装置で
は、可変容量部は、(1)電荷増幅器の入力端子と夫々
の一方の端子が接続された2以上の整数である第3の数
の容量素子と、(2)夫々の容量素子の他方の端子と一
方の端子が接続され、他方の端子が電荷増幅器の出力端
子と接続され、容量指示信号の値に応じて開閉する第3
の数の第1のスイッチ素子と、(3)夫々の容量素子の
他方の端子と一方の端子が接続され、他方の端子が基準
電位レベル端子と接続され、容量指示信号の値に応じて
開閉する第3の数の第2のスイッチ素子とを備えること
を特徴としてもよい。In the solid-state image pickup device according to the first or sixth aspect, the variable capacitance section may include: (1) a third number of an integer equal to or greater than 2 in which an input terminal of the charge amplifier is connected to one of the terminals. A capacitor, and (2) the other terminal and one terminal of each capacitor are connected, and the other terminal is connected to the output terminal of the charge amplifier, and opens and closes according to the value of the capacitance instruction signal.
(3) The other terminal and one terminal of each of the capacitive elements are connected, and the other terminal is connected to the reference potential level terminal, and opened and closed according to the value of the capacitance instruction signal. And a third number of second switch elements.
【0022】ここで、第3の数をNとすると、分解能は
前記基準値の2N-1分の1であり、可変容量部のN個の
容量素子それぞれの容量値をC1〜CNとすると、これら
の容量値相互は、 C1 =2C2 =・・・=2N-1 CN ・・・(1) の関係を満たすことを特徴としてもよい。Here, assuming that the third number is N, the resolution is 1/2 N-1 of the reference value, and the capacitance values of the N capacitance elements of the variable capacitance section are C 1 to C N. Then, these capacitance values may satisfy the relationship of C 1 = 2C 2 =... = 2 N-1 C N (1).
【0023】請求項1の固体撮像装置では、まず、リセ
ット指示信号を有意に、垂直走査信号をいずれの受光素
子も出力選択しない状態に設定する。この状態で、リセ
ット指示信号Rを非有意に設定して各積分回路での積分
動作を開始させる。In the solid-state imaging device according to the first aspect, first, the reset instruction signal is set to a significant level, and the vertical scanning signal is set to a state in which none of the light receiving elements is selected for output. In this state, the reset instruction signal R is set to insignificant to start the integration operation in each integration circuit.
【0024】容量制御部は、比較結果信号の値から、積
分回路の出力信号の値が基準値と略等しくなるように容
量指示信号を生成し、積分回路の可変容量部に通知す
る。容量指示を受けた可変容量部は、指示に従って容量
を変化させる。可変容量部の容量変化によって積分信号
の値が変化し、変化後の積分信号が比較回路に再び入力
する。こうして、積分回路−比較回路−容量制御部−積
分回路のフィードバックループが形成され、最終的に積
分信号の値が分解能の範囲内で基準値と一致する。The capacitance control unit generates a capacitance instruction signal from the value of the comparison result signal so that the value of the output signal of the integration circuit becomes substantially equal to the reference value, and notifies the variable capacitance unit of the integration circuit of the capacitance instruction signal. The variable capacity unit that has received the capacity instruction changes the capacity according to the instruction. The value of the integration signal changes due to the change in the capacitance of the variable capacitance section, and the changed integration signal is input to the comparison circuit again. In this way, a feedback loop of the integration circuit-comparison circuit-capacity control unit-integration circuit is formed, and finally the value of the integration signal matches the reference value within the range of the resolution.
【0025】次に、各垂直受光部の垂直走査における第
1番目の受光素子のスイッチ素子のみを「ON」とする
垂直走査信号を出力する。スイッチ素子が「ON」とな
ると、それまでの受光によって光電変換素子に蓄積され
た電荷が電流信号となって受光部から出力される。そし
て、初期値の容量値に設定された可変容量部に電荷が流
入し、積分回路によって積分された結果の積分信号が比
較回路に入力されて、積分信号の値が基準値と比較さ
れ、比較結果が2値の1ビットデジタル信号として容量
制御部に入力する。一方、比較結果1ビットデジタル信
号はFILOレジスタに第1のシリアルデジタルデータ
として入力して格納される。ここで、可変容量部は電荷
増幅器の入力端および出力端に接続されているので、容
量値として精度上充分な値と設定することができるの
で、耐ノイズ性を向上することが可能である。Next, a vertical scanning signal for turning ON only the switch element of the first light receiving element in the vertical scanning of each vertical light receiving section is output. When the switch element is turned “ON”, the electric charge accumulated in the photoelectric conversion element by the light reception up to that time is output as a current signal from the light receiving unit. Then, the electric charge flows into the variable capacitance section set to the initial capacitance value, the integration signal obtained by integration by the integration circuit is input to the comparison circuit, and the value of the integration signal is compared with the reference value. The result is input to the capacity control unit as a binary 1-bit digital signal. On the other hand, the comparison result 1-bit digital signal is input to the FILO register as first serial digital data and stored. Here, since the variable capacitance section is connected to the input terminal and the output terminal of the charge amplifier, the capacitance value can be set to a value sufficient for accuracy as a capacitance value, so that noise resistance can be improved.
【0026】容量制御部は、積分信号の値が分解能の範
囲内で基準値と一致したときの容量指示信号に応じた値
を有する第1のデジタル信号を出力する。容量制御部か
ら出力された第1のデジタル信号は、水平読み出し部に
入力し、水平走査信号の設定により夫々の第1のデジタ
ル信号に応じた第2のデジタル信号が順次、択一的に選
択されて、各垂直受光部の垂直走査における第1番目の
受光素子に応じた検出信号として順次読み出される。The capacity control section outputs a first digital signal having a value corresponding to the capacity indication signal when the value of the integration signal matches the reference value within the range of the resolution. The first digital signals output from the capacitance control unit are input to a horizontal readout unit, and second digital signals corresponding to the respective first digital signals are sequentially and selectively selected by setting a horizontal scanning signal. Then, the signals are sequentially read as detection signals corresponding to the first light receiving element in the vertical scanning of each vertical light receiving unit.
【0027】なお、垂直走査信号は、垂直走査における
第1番目の受光素子の光電変換素子が蓄積した電荷を放
出しきったと推定される時間を見計らって、いずれの受
光素子も選択しない設定とされる。The vertical scanning signal is set so that none of the light receiving elements is selected in consideration of the time when it is estimated that the photoelectric conversion element of the first light receiving element in the vertical scanning has completely discharged the accumulated charge. .
【0028】垂直走査における垂直受光部の第1番目の
受光素子に応じた検出信号の順次読み出しが終了する
と、リセット指示信号を有意とする。When the sequential reading of the detection signal corresponding to the first light receiving element of the vertical light receiving section in the vertical scanning is completed, the reset instruction signal is made significant.
【0029】次に、リセット指示信号を再び非有意、可
変容量部の容量値を初期値とした後、各垂直受光部の垂
直走査における第2番目の受光素子のスイッチ素子のみ
を「ON」状態とする垂直走査信号を出力する。スイッ
チ素子が「ON」となると、それまでの受光によって光
電変換素子に蓄積された電荷が電流信号となって受光部
から出力される。Next, after the reset instruction signal is again made insignificant and the capacitance value of the variable capacitance section is set to the initial value, only the switch element of the second light receiving element in the vertical scanning of each vertical light receiving section is in the "ON" state. Is output. When the switch element is turned “ON”, the electric charge accumulated in the photoelectric conversion element by the light reception up to that time is output as a current signal from the light receiving unit.
【0030】以後、垂直走査における垂直受光部の第1
番目の受光素子と同様にして、垂直走査における垂直受
光部の第2番目の受光素子に応じた検出信号を順次読み
出す。Hereinafter, the first of the vertical light receiving portions in the vertical scanning will be described.
As in the case of the second light receiving element, detection signals corresponding to the second light receiving element of the vertical light receiving section in the vertical scanning are sequentially read.
【0031】引き続き、各垂直受光部の受光素子を順次
指定しながら、各垂直受光部の垂直走査における第1番
目の受光素子の場合と同様にして、各垂直受光部の受光
素子に応じた検出信号を順次読み出すことにより、受光
部に入力した光像の撮像データを収集する。Subsequently, while sequentially designating the light receiving elements of each vertical light receiving section, the detection according to the light receiving element of each vertical light receiving section is performed in the same manner as in the case of the first light receiving element in the vertical scanning of each vertical light receiving section. By sequentially reading out the signals, imaging data of the optical image input to the light receiving unit is collected.
【0032】第1のデジタル信号を水平読み出し部が直
接出力することとすれば、第2のデジタル信号と第1の
デジタル信号とはデータ値が一致することとなる。この
方式を採用すると水平読み出し部の回路がスイッチ素子
のみで構成することができ、簡便となる。Assuming that the first digital signal is directly output by the horizontal readout unit, the second digital signal and the first digital signal have the same data value. When this method is adopted, the circuit of the horizontal readout unit can be composed of only switch elements, which is simple.
【0033】また、水平読み出し部に、容量制御部から
出力された第1のデジタル信号を入力し、データ変換し
て第2のデジタル信号を出力するデータ変換部を更に備
えることとすれば第1のデジタル信号のデータ値を適当
に加工して出力データ値を有する第2のデジタル信号と
することができる。例えば、データ変換をオフセット除
去とすることにより、オフセットを除去した精度の良い
データを得ることができる。こうしたデータ変換部とし
ては、アドレス入力端子に第1のデジタル信号を入力
し、記憶部に書き込まれたデータに基づいてデータ変換
を行い、データ出力端子から第2のデジタル信号を出力
する読み出し専用記憶素子(ROM)を使用することが
好適である。この結果、オフセット値が除去された第2
のデジタル信号を得ることができる。If the horizontal readout unit further includes a data conversion unit that inputs the first digital signal output from the capacitance control unit, converts the data, and outputs a second digital signal, Can be appropriately processed to obtain a second digital signal having an output data value. For example, by performing the offset conversion for the data conversion, it is possible to obtain accurate data with the offset removed. As such a data conversion unit, a read-only memory that inputs a first digital signal to an address input terminal, performs data conversion based on data written to a storage unit, and outputs a second digital signal from a data output terminal Preferably, an element (ROM) is used. As a result, the second value from which the offset value is removed
Digital signal can be obtained.
【0034】また、積分回路は、垂直受光部からの出力
信号を入力し、増幅して出力する電荷増幅器を備えると
ともに、可変容量部を電荷増幅器の垂直受光部からの
出力信号の入力端子と夫々の一方の端子が接続された第
3の数の容量素子と、夫々の容量素子の他方の端子と
一方の端子が接続され、他方の端子が前記電荷増幅器の
出力端子と接続され、容量指示信号の値に応じて開閉す
る第3の数と第1のスイッチ素子と、夫々の容量素子
の他方の端子と一方の端子が接続され、他方の端子が基
準電位レベル端子と接続され、容量指示信号の値に応じ
て開閉する第3の数の第2のスイッチ素子とを備える構
成とすることが可能である。The integration circuit includes a charge amplifier for receiving, amplifying and outputting an output signal from the vertical light receiving unit, and includes a variable capacitance unit and an input terminal for an output signal from the vertical light receiving unit of the charge amplifier. A third number of capacitive elements to which one of the terminals is connected, the other terminal of each of the capacitive elements is connected to one of the terminals, and the other terminal is connected to the output terminal of the charge amplifier. A third number that opens and closes according to the value of the first switch element, the other terminal and one terminal of each capacitive element are connected, the other terminal is connected to a reference potential level terminal, and a capacitance instruction signal And a third number of second switch elements that open and close according to the value of.
【0035】この場合、容量制御部は、第1のスイッチ
素子と第2のスイッチ素子の開閉を制御する信号を出力
することになる。そして、第1のスイッチ素子と第2の
スイッチ素子の開閉を制御することにより可変容量部の
容量値を制御する。In this case, the capacitance control section outputs a signal for controlling the opening and closing of the first switch element and the second switch element. Then, the capacitance value of the variable capacitance section is controlled by controlling the opening and closing of the first switch element and the second switch element.
【0036】なお、第3の数をNとした場合、分解能を
基準値の2N-1分の1とするには、可変容量部のN個の
容量素子それぞれの容量値をC1〜CNとすると、これら
の容量値相互は、 C1 =2C2 =・・・=2N-1 CN ・・・(1) の数の関係を満たすことが好適である。この構成によれ
ば、容量制御部が容量値の大きな容量素子から第1およ
び第2のスイッチ素子を開閉制御し、順次積分信号の値
と基準値との比較を比較回路で行うこととすると、第3
の数の回数の容量指示で、1/2N の分解能の精度測定
を行うことができる。When the third number is N, in order to set the resolution to 1 / N of the reference value, the capacitance values of the N capacitance elements of the variable capacitance section should be C 1 to C 1. Assuming that N , these capacitance values preferably satisfy the following relationship: C 1 = 2C 2 =... = 2 N-1 C N (1) According to this configuration, when the capacitance control unit controls the opening and closing of the first and second switch elements from the capacitance element having a large capacitance value, and sequentially compares the value of the integration signal with the reference value by the comparison circuit, Third
With a capacity instruction of the number of times, accuracy measurement with a resolution of 1/2 N can be performed.
【0037】請求項6の固体撮像装置では、まず、リセ
ット指示信号を有意に、垂直走査信号をいずれの受光素
子も出力選択しない状態に設定する。この状態で、リセ
ット指示信号Rを非有意に設定して各積分回路での積分
動作を開始させる。In the solid-state imaging device according to the sixth aspect, first, the reset instruction signal is set to be significant, and the vertical scanning signal is set to a state in which no light-receiving element is selected for output. In this state, the reset instruction signal R is set to insignificant to start the integration operation in each integration circuit.
【0038】次に、各垂直受光部の垂直走査における第
1番目の受光素子のスイッチ素子のみを「ON」とする
垂直走査信号を出力する。スイッチ素子が「ON」とな
ると、それまでの受光によって光電変換素子に蓄積され
た電荷が電流信号となって受光部から出力される。そし
て、初期値の容量値に設定された可変容量部に電荷が流
入し、積分回路によって積分された結果の積分信号が比
較回路に入力されて、積分信号の値が基準値と比較さ
れ、比較結果信号が容量制御部に入力する。ここで、可
変容量部は電荷増幅器の入力端および出力端に接続され
ているので、容量値として精度上充分な値と設定するこ
とができるので、耐ノイズ性を向上することが可能であ
る。Next, a vertical scanning signal for turning ON only the switch element of the first light receiving element in the vertical scanning of each vertical light receiving section is output. When the switch element is turned “ON”, the electric charge accumulated in the photoelectric conversion element by the light reception up to that time is output as a current signal from the light receiving unit. Then, the electric charge flows into the variable capacitance section set to the initial capacitance value, the integration signal obtained by integration by the integration circuit is input to the comparison circuit, and the value of the integration signal is compared with the reference value. The result signal is input to the capacity control unit. Here, since the variable capacitance section is connected to the input terminal and the output terminal of the charge amplifier, the capacitance value can be set to a value sufficient for accuracy as a capacitance value, so that noise resistance can be improved.
【0039】容量制御部は、比較結果信号の値から、積
分回路の出力信号の値が基準値と略等しくなるように容
量指示信号を生成し、積分回路の可変容量部に通知す
る。容量指示を受けた可変容量部は、指示に従って容量
を変化させる。可変容量部の容量変化によって積分信号
の値が変化し、変化後の積分信号が比較回路に再び入力
する。そして、可変容量部の容量値の変化の度に、比較
回路から第1のシリアルデジタルデータが順次FILO
レジスタに入力し格納される。The capacitance control unit generates a capacitance instruction signal from the value of the comparison result signal so that the value of the output signal of the integration circuit becomes substantially equal to the reference value, and notifies the variable capacitance unit of the integration circuit of the capacitance control signal. The variable capacity unit that has received the capacity instruction changes the capacity according to the instruction. The value of the integration signal changes due to the change in the capacitance of the variable capacitance section, and the changed integration signal is input to the comparison circuit again. Then, each time the capacitance value of the variable capacitance section changes, the first serial digital data is sequentially transmitted from the comparison circuit to the FILO.
Input to a register and stored.
【0040】こうして、積分回路−比較回路−容量制御
部−積分回路のフィードバックループが形成され、最終
的に積分信号の値が分解能の範囲内で基準値と一致す
る。In this way, a feedback loop of the integrating circuit, the comparing circuit, the capacitance control section, and the integrating circuit is formed, and the value of the integrated signal finally matches the reference value within the range of the resolution.
【0041】なお、可変容量部が、(1)式で示される
関係の容量値の容量で構成される場合には、容量制御部
によって、最大の容量値(C1 )の容量の合成容量への
寄与/非寄与から順次決定されることが好適である。こ
うした場合には、比較回路からは、MSB(Most Signi
ficant Bit) から順次LSB(Least Significant Bi
t)までが第1のシリアルデジタルデータとして出力さ
れる。In the case where the variable capacitance section is composed of capacitances having the capacitance values represented by the equation (1), the capacitance control section converts the capacitance having the maximum capacitance value (C 1 ) into a combined capacitance. Are preferably determined in order from the contribution / non-contribution of In such a case, the MSB (Most Signi?
LSB (Least Significant Bi)
Until t) is output as the first serial digital data.
【0042】積分信号の値が分解能の範囲内で基準値と
一致したとき、処理ユニットは第1のシリアルデジタル
データのビット順序とは逆の順序の第2のシリアルデジ
タルデータをFILOレジスタから読み出し、第1のパ
ラレルデジタルデータとして出力する。処理ユニットか
ら出力された第1のパラレルデジタルデータは、水平読
み出し部に入力し、水平走査信号の設定により夫々の第
1のパラレルデジタルデータに応じた第2のデジタル信
号が順次、択一的に選択されて、各垂直受光部の垂直走
査における第1番目の受光素子に応じた検出信号として
順次読み出される。When the value of the integration signal matches the reference value within the range of the resolution, the processing unit reads the second serial digital data in the reverse order of the bit order of the first serial digital data from the FILO register, Output as the first parallel digital data. The first parallel digital data output from the processing unit is input to a horizontal readout unit, and a second digital signal corresponding to each of the first parallel digital data is sequentially and selectively set by setting a horizontal scanning signal. The selected signal is sequentially read out as a detection signal corresponding to the first light receiving element in the vertical scanning of each vertical light receiving unit.
【0043】なお、垂直走査信号は、垂直走査における
第1番目の受光素子の光電変換素子が蓄積した電荷を放
出しきったと推定される時間を見計らって、いずれの受
光素子も選択しない設定とされる。The vertical scanning signal is set so that none of the light receiving elements is selected in consideration of the time when it is estimated that the photoelectric conversion element of the first light receiving element in the vertical scanning has completely discharged the accumulated charge. .
【0044】垂直走査における垂直受光部の第1番目の
受光素子に応じた検出信号の順次読み出しが終了する
と、リセット指示信号を有意とする。When the sequential reading of the detection signal corresponding to the first light receiving element of the vertical light receiving section in the vertical scanning is completed, the reset instruction signal is made significant.
【0045】次に、リセット指示信号を再び非有意、可
変容量部の容量値を初期値とした後、各垂直受光部の垂
直走査における第2番目の受光素子のスイッチ素子のみ
を「ON」状態とする垂直走査信号を出力する。スイッ
チ素子が「ON」となると、それまでの受光によって光
電変換素子に蓄積された電荷が電流信号となって受光部
から出力される。Next, after the reset instruction signal is again made insignificant and the capacitance value of the variable capacitance section is set to the initial value, only the switch element of the second light receiving element in the vertical scanning of each vertical light receiving section is in the "ON" state. Is output. When the switch element is turned “ON”, the electric charge accumulated in the photoelectric conversion element by the light reception up to that time is output as a current signal from the light receiving unit.
【0046】以後、垂直走査における垂直受光部の第1
番目の受光素子と同様にして、垂直走査における垂直受
光部の第2番目の受光素子に応じた検出信号を順次読み
出す。Thereafter, the first of the vertical light receiving sections in the vertical scanning
As in the case of the second light receiving element, detection signals corresponding to the second light receiving element of the vertical light receiving section in the vertical scanning are sequentially read.
【0047】引き続き、各垂直受光部の受光素子を順次
指定しながら、各垂直受光部の垂直走査における第1番
目の受光素子の場合と同様にして、各垂直受光部の受光
素子に応じた検出信号を順次読み出すことにより、受光
部に入力した光像の撮像データを収集する。Subsequently, while sequentially designating the light receiving elements of each vertical light receiving section, detection according to the light receiving element of each vertical light receiving section is performed in the same manner as in the case of the first light receiving element in the vertical scanning of each vertical light receiving section. By sequentially reading out the signals, imaging data of the optical image input to the light receiving unit is collected.
【0048】ここで、処理ユニットが、隣接する垂直受
光部に応じたFILOレジスタ出力される第2のシリア
ルデジタルデータを更に入力し、隣接する画素同士につ
いて演算、例えば動画像等の輪郭抽出演算などを行って
第2のパラレルデジタルデータを水平読み出し部へ向け
て出力することが可能である。Here, the processing unit further inputs the second serial digital data output from the FILO register corresponding to the adjacent vertical light receiving unit, and performs an operation on adjacent pixels, for example, an outline extraction operation of a moving image or the like. To output the second parallel digital data to the horizontal readout unit.
【0049】[0049]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の固体撮像装置の実施の形態を説明する。なお、図面の
説明にあたって同一の要素には同一の符号を付し、重複
する説明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
【0050】(第1実施形態)図1は、本発明の第1実
施形態の固体撮像装置の回路構成図である。図1に示す
ように、この装置は、(a)入力光信号を電流信号に変
換する光電変換素子130と、光電変換素子130の信
号出力端子に接続され、垂直走査信号Vi (i=1〜N
1)に応じて光電変換素子130で発生した電流信号を
流出するスイッチ素子140とを1組の受光素子120
として、第1の方向(以後、垂直方向と呼ぶ)に沿って
N1個配列され、夫々のスイッチ素子140の信号出力
端子が電気的に接続された垂直受光部110が、第2の
方向(以後、水平方向と呼ぶ)に沿ってN2個配列され
た受光部100と、(b)垂直受光部110j (j=1
〜N2)からの出力信号を夫々個別に入力し、信号処理
後に水平走査信号(Hj )に応じて択一的に信号を出力
する水平信号処理部210j を備える信号処理部200
と、(c)受光部100および信号処理部200に動作
タイミングの指示信号を通知するタイミング制御部30
0とを備える。(First Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, this device includes (a) a photoelectric conversion element 130 for converting an input optical signal into a current signal, and a signal output terminal of the photoelectric conversion element 130, and a vertical scanning signal V i (i = 1 ~ N
And a switch element 140 for flowing out a current signal generated by the photoelectric conversion element 130 according to 1).
The vertical light receiving units 110 arranged N1 along the first direction (hereinafter, referred to as a vertical direction) and electrically connected to the signal output terminals of the respective switch elements 140 correspond to the second direction (hereinafter, referred to as the vertical direction). , Horizontal direction), and (b) vertical light receiving units 110 j (j = 1
To N2), the signal processing unit 200 includes a horizontal signal processing unit 210 j that individually outputs a signal according to a horizontal scanning signal (H j ) after signal processing.
And (c) a timing control unit 30 for notifying the light receiving unit 100 and the signal processing unit 200 of an operation timing instruction signal.
0.
【0051】水平信号処理部210j は、垂直受光部
110j からの出力信号を入力し、リセット指示信号R
に応じて垂直受光部110j から出力された電流信号を
入出力端子間に接続された、可変容量部222に積分
(リセット指示信号R=非有意の場合)、または非積分
(リセット指示信号R=有意の場合)の動作をする積分
回路220と、積分回路220から出力された積分信
号VS の値を夫々基準値VREF と比較して、比較結果を
出力する比較回路230と、比較回路230から出力
された比較結果信号VC を入力し、比較結果信号VC の
値から可変容量部222に通知する容量指示信号Cを出
力するとともに、比較結果信号VC から積分信号VS の
値と基準値VREF とが所定の分解能で一致していると判
断した場合には、容量指示信号Cに応じたデジタル信号
D1を出力する容量制御機構240と、容量制御機構
240から出力されたデジタル信号D1を入力し、デジ
タル信号D1が示すデータ値から予め設定されたオフセ
ット値を除去したデータ値を示すデジタル信号D2を生
成後、水平走査信号Hj に応じて、デジタル信号D2を
出力する水平読み出し部250とを備える。The horizontal signal processing section 210 j receives the output signal from the vertical light receiving section 110 j and outputs a reset instruction signal R
Vertical current signal output from the light receiving unit 110 j is connected between the input and output terminals, the integral (the case of a reset instruction signal R = non-significant) in the variable capacitance portion 222, or a non-integral (reset instruction signal R in response to = Significant), a comparison circuit 230 that compares the value of the integration signal V S output from the integration circuit 220 with a reference value V REF and outputs a comparison result, and a comparison circuit. receives the comparison result signal V C output from 230, comparison outputs a capacitance instruction signal C to notify the result variable capacitance portion 222 from the value of the signal V C, the comparison result from the signal V C of the integral signal V S value When it is determined that the reference value VREF and the reference value VREF match at a predetermined resolution, a capacity control mechanism 240 that outputs a digital signal D1 corresponding to the capacity instruction signal C, and a digital signal output from the capacity control mechanism 240. Faith Enter the D1, after generating a digital signal D2 indicating a data value obtained by removing the predetermined offset value from the data value indicated by the digital signal D1, in response to the horizontal scanning signal H j, horizontal read for outputting the digital signal D2 Unit 250.
【0052】積分回路220は、垂直受光部110j
からの出力信号を入力し、入力した電流信号の電荷を増
幅する電荷増幅器221と、電荷増幅器221の入力
端子に一方の端子が接続され、電荷増幅器221の出力
端子に他方の端子が接続された可変容量部222と、
電荷増幅器221の入力端子に一方の端子が接続され、
電荷増幅器221の出力端子に第2の端子が接続され、
リセット指示信号R=有意の場合には「ON」状態とな
り、リセット指示信号R=非有意の場合には「OFF」
状態となるスイッチ素子223とを備える。The integrating circuit 220 includes a vertical light receiving section 110 j
And a charge amplifier 221 for receiving an output signal from the amplifier and amplifying the charge of the input current signal, one terminal connected to the input terminal of the charge amplifier 221, and the other terminal connected to the output terminal of the charge amplifier 221. A variable capacitance section 222;
One terminal is connected to the input terminal of the charge amplifier 221,
A second terminal connected to the output terminal of the charge amplifier 221;
When the reset instruction signal R = significant, the state becomes “ON”, and when the reset instruction signal R = insignificant, “OFF”.
And a switching element 223 to be in a state.
【0053】図2は、積分回路220の回路構成図であ
り、特に可変容量部222の詳細回路構成を示す。な
お、図2では、1/23 =1/8の分解能を有するアナ
ログデジタル変換機能を備える積分回路の例を示し、以
下、この回路構成で説明する。FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the integration circuit 220, and particularly shows a detailed circuit configuration of the variable capacitance section 222. FIG. 2 shows an example of an integrating circuit having an analog-to-digital conversion function having a resolution of 1/2 3 = 1 /, and this circuit configuration will be described below.
【0054】図2に示すように、可変容量部222は、
電荷増幅器221の垂直受光部110j からの出力信
号の入力端子と夫々の一方の端子が接続された容量素子
C1〜C4と、夫々の容量素子C1〜C4の他方の端
子と一方の端子が接続され、他方の端子が電荷増幅器2
21の出力端子と接続され、容量指示信号CのC11〜C
14の値に応じて開閉するスイッチ素子SW11〜SW1
4と、夫々の容量素子C1〜C4の他方の端子と一方
の端子が接続され、他方の端子がGNDレベルと接続さ
れ、容量指示信号CのC21〜C24の値に応じて開閉する
スイッチ素子SW21〜SW24とを備える。なお、容
量素子C1〜C4の容量値C1 〜C4 は、 C1 =2C2 =4C3 =8C4 …(2) C1 +C2 +C3 +C4 =C0 …(3) の関係を満たす。As shown in FIG. 2, the variable capacitance section 222
A capacitor C1~C4 the input terminal and the respective one of the terminals of the output signals from the vertical light receiving section 110 j is connected to charge amplifier 221, one terminal is connected to the other terminal of each of the capacitive elements C1~C4 And the other terminal is the charge amplifier 2
It is connected to the 21 output terminal of, C 11 of the capacitor instruction signal C -C
Switch elements SW11 to SW1 that open and close according to the value of 14
4, is connected to the other terminal and the one terminal of each of the capacitive elements C1 -C4, the other terminal is connected to the GND level, to open and close depending on the value of C 21 -C 24 of the capacitance instruction signal C switches Elements SW21 to SW24 are provided. The capacity value C 1 -C 4 capacitive element C1~C4 is a relation C 1 = 2C 2 = 4C 3 = 8C 4 ... (2) C 1 + C 2 + C 3 + C 4 = C 0 ... (3) Fulfill.
【0055】水平読み出し部250は、容量制御機構
240から出力されたデジタル信号D1をアドレス入力
端子に入力し、記憶部に書き込まれたデータに基づいて
データ変換を行い、データ出力端子からデジタル信号D
2を出力する読み出し専用記憶素子(ROM)251
と、ROM251から出力されたデジタル信号D2を
一方の端子で入力し、水平走査信号Hj の指定に応じて
「ON」状態と「OFF」状態とが切り替わるスイッチ
素子252とを備える。The horizontal read section 250 inputs the digital signal D1 output from the capacity control mechanism 240 to an address input terminal, performs data conversion based on the data written in the storage section, and outputs the digital signal D1 from the data output terminal.
Read-only storage element (ROM) 251 for outputting 2
When the digital signal D2 output from the ROM251 entered in one terminal, and a switch element 252 that switches and a "ON" state and "OFF" state in accordance with the specification of the horizontal scanning signal H j.
【0056】タイミング制御部300は、基本タイミ
ング信号を発生する基本タイミング部310と、基本
タイミング部310から通知された垂直走査指示に従っ
て、垂直走査信号Vi を発生する垂直シフトレジスタ3
20と、基本タイミング部310から通知された水平
走査指示に従って、水平走査信号Hj を発生する水平シ
フトレジスタ330と、基本タイミング部310から
通知された基本タイミングに従って、リセット指示信号
Rを発生する制御信号部340とを備える。[0056] The timing control unit 300, a basic timing unit 310 for generating a basic timing signal in accordance with a vertical scanning instruction notified from the basic timing unit 310, the vertical shift register 3 for generating a vertical scanning signal V i
20, in accordance with the horizontal scanning instruction notified from the basic timing unit 310, a horizontal shift register 330 for generating a horizontal scanning signal H j, according to the basic timing notified from the basic timing unit 310, a control for generating a reset instruction signal R A signal section 340.
【0057】本実施形態の装置は、以下のようにして、
受光部100に入力した光像データを収集する。図3
は、本実施形態の装置の動作説明図である。The device of the present embodiment is as follows:
The optical image data input to the light receiving unit 100 is collected. FIG.
FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the device of the present embodiment.
【0058】本実施形態の固体撮像装置では、まず、リ
セット指示信号Rを有意に、SW11〜SW14を全て
「ON」状態とし、SW21〜SW24を全て「OF
F」状態として電荷増幅器221の入力端子と出力端子
との間の容量値をC0 に設定するとともに、垂直走査信
号Vi をいずれの受光素子120i,j も選択しない状態
(すなわち、すべてのスイッチ素子140は「OFF」
状態)に設定する。この状態で、リセット指示信号Rを
非有意に設定して各積分回路220での積分動作を開始
させる。In the solid-state imaging device according to the present embodiment, first, the reset instruction signal R is significantly set, all the switches SW11 to SW14 are turned on, and all the switches SW21 to SW24 are set to "OF".
The capacitance between the input terminal and the output terminal of the charge amplifier 221 as F "state and sets the C 0, the vertical scanning signal V i to any of the light receiving element 120 i, j do not select state (i.e., all Switch element 140 is "OFF"
State). In this state, the reset instruction signal R is set to be insignificant, and the integration operation in each integration circuit 220 is started.
【0059】次に、各垂直受光部110j の垂直走査に
おける第1番目の受光素子1201,j のスイッチ素子1
40のみを「ON」とする垂直走査信号V1 を出力す
る。スイッチ素子140が「ON」となると、それまで
の受光によって光電変換素子130に蓄積された電荷が
電流信号となって受光部100から出力される。そし
て、初期値の容量値C0 に設定された可変容量部222
に電荷Qが流入する(図3(a)参照)。Next, the switch elements 1 of the first light receiving element 120 1, j in the vertical scanning of the vertical light receiving section 110 j
40 only outputs a vertical scanning signal V 1 to "ON". When the switch element 140 is turned “ON”, the electric charge accumulated in the photoelectric conversion element 130 by the light reception up to that time is output from the light receiving unit 100 as a current signal. Then, the variable capacitance section 222 set to the initial capacitance value C 0
(See FIG. 3A).
【0060】引き続き、容量制御機構240は、SW1
2〜SW13を開放した後、SW22〜SW24を閉じ
る(図3(b)参照)。この結果、積分信号VS は、 VS =Q/C1 という電圧値を出力する。この電圧値は、比較回路23
0に入力し、基準電圧値VREF と比較される。Subsequently, the capacity control mechanism 240 switches SW1
After opening SW2 to SW13, SW22 to SW24 are closed (see FIG. 3B). As a result, the integrated signal V S outputs a voltage value of V S = Q / C 1 . This voltage value is supplied to the comparison circuit 23
0 and is compared with a reference voltage value V REF .
【0061】VS >VREF であれば、この比較結果を受
けて容量制御機構240は、更に、SW22を開放した
後にSW12を閉じる(図3(c)参照)。この結果、
積分信号VS は、 VS =Q/(C1 +C2 ) という電圧値を出力する。この電圧値は、比較回路23
0に入力し、基準電圧値VREF と比較される。If V S > V REF , upon receiving this comparison result, the capacity control mechanism 240 further closes SW 12 after opening SW 22 (see FIG. 3C). As a result,
The integrated signal V S outputs a voltage value of V S = Q / (C 1 + C 2 ). This voltage value is supplied to the comparison circuit 23
0 and is compared with a reference voltage value V REF .
【0062】また、VS <VREF であれば、この比較結
果を受けて容量制御機構240は、更に、SW11およ
びSW22を開放した後にSW12およびSW21を閉
じる(図4(b)参照)。この結果、積分信号VS は、 VS =Q/C2 という電圧値を出力する。この電圧値は、比較回路23
0に入力し、基準電圧値VREF と比較される。If V S <V REF , the capacity control mechanism 240 receives the result of this comparison, and then closes SW 12 and SW 21 after opening SW 11 and SW 22 (see FIG. 4B). As a result, the integrated signal V S outputs a voltage value of V S = Q / C 2 . This voltage value is supplied to the comparison circuit 23
0 and is compared with a reference voltage value V REF .
【0063】以後、同様にして、積分回路220−比較
回路230−容量制御機構240−積分回路220のフ
ィードバックループによって、比較および容量設定(S
W11〜SW14、SW21〜SW24の「ON/OF
F」制御)を順次繰り返して、容量素子C4までに関す
る容量制御を行う。こうして、容量素子C1〜C4の全
てについて容量制御を終了すると、容量制御機構240
は最終的な容量設定に応じたデジタル信号D1を水平読
み出し部250へ向けて出力する。Thereafter, in the same manner, the comparison and the capacity setting (S) are performed by the feedback loop of the integrating circuit 220, the comparing circuit 230, the capacity control mechanism 240, and the integrating circuit 220.
"ON / OF" of W11-SW14, SW21-SW24
F ”control) is sequentially repeated to perform the capacitance control up to the capacitance element C4. When the capacitance control is completed for all of the capacitance elements C1 to C4, the capacitance control mechanism 240
Outputs a digital signal D1 corresponding to the final capacitance setting to the horizontal readout unit 250.
【0064】水平読み出し部250では、デジタル信号
D1をROM251のアドレス入力端子に入力し、記憶
部に書き込まれたデータに基づいてデータ変換を行い、
データ出力端子からデジタル信号D2を出力する。RO
M251から出力されたデジタル信号D2はスイッチ素
子252に入力する。引き続き、水平走査信号Hj の設
定により夫々のROM251の出力を順次、択一的に選
択して、各垂直受光部110j の垂直走査における第1
番目の受光素子1201,j に応じた検出信号を順次読み
出す。In the horizontal read unit 250, the digital signal D1 is input to the address input terminal of the ROM 251, and data conversion is performed based on the data written in the storage unit.
The digital signal D2 is output from the data output terminal. RO
The digital signal D2 output from M251 is input to the switch element 252. Subsequently, the output of the ROM251 respective sequential by setting the horizontal scanning signal H j, and alternatively selected, first in the vertical scanning of the vertical light receiving section 110 j
The detection signals corresponding to the light receiving elements 1201 , j are sequentially read.
【0065】この結果、スイッチ素子252からはデジ
タル信号D2が出力されるので、ビデオ信号配線400
の容量による分圧によってアナログ信号の場合のような
影響を受けない。また、従来は必要であった外付けのア
ナログデジタル変換器が不要となる。As a result, digital signal D 2 is output from switch element 252, so that video signal wiring 400
Is not affected by the voltage division by the capacitance of the analog signal. In addition, an external analog-to-digital converter, which is conventionally required, becomes unnecessary.
【0066】なお、垂直走査信号V1 は、垂直走査にお
ける第1番目の受光素子の光電変換素子が蓄積した電荷
を放出しきったと推定される時間を見計らって、受光素
子を選択しない設定とされる。The vertical scanning signal V 1 is set so that the light receiving element is not selected in consideration of the time when it is estimated that the charge accumulated in the photoelectric conversion element of the first light receiving element in the vertical scanning has been completely discharged. .
【0067】垂直走査における垂直受光部110j の第
1番目の受光素子1201,j に応じた検出信号の順次読
み出しが終了すると、リセット指示信号Rを有意とす
る。[0067] For sequential reading of the detection signal corresponding to the first light receiving element 120 1, j vertical light receiving section 110 j in the vertical scanning is completed, a significant reset instruction signal R.
【0068】次に、リセット指示信号Rを再び非有意、
可変容量部222の容量値を初期値C0 とした後、各垂
直受光部110j の垂直走査における第2番目の受光素
子1202,j のスイッチ素子140のみを「ON」状態
とする垂直走査信号V2 を出力する。スイッチ素子が
「ON」となると、それまでの受光によって光電変換素
子130に蓄積された電荷が電流信号となって受光部か
ら出力される。Next, the reset instruction signal R is again changed to insignificant,
After the capacitance value of the variable capacitance section 222 has an initial value C 0, the vertical scanning only the switch element 140 of the second light receiving element 120 2, j in the vertical scanning of the vertical light receiving section 110 j to "ON" state and it outputs a signal V 2. When the switch element is turned “ON”, the electric charge accumulated in the photoelectric conversion element 130 by the light reception up to that time is output as a current signal from the light receiving unit.
【0069】以後、垂直走査における垂直受光部110
j の第1番目の受光素子1201,jと同様にして、垂直
走査における垂直受光部110j の第2番目の受光素子
1202,j に応じた検出信号を順次読み出す。Thereafter, the vertical light receiving section 110 in the vertical scanning
in the same manner as in the first light receiving element 120 1, j of the j, sequentially reads a detection signal corresponding to the second light receiving element 120 2, j of the vertical light receiving section 110 j in the vertical scanning.
【0070】引き続き、各垂直受光部110j の受光素
子120i,j を順次指定しながら、各垂直受光部110
j の垂直走査における第1番目の受光素子1201,j の
場合と同様にして、各垂直受光部110j の受光素子1
20i,j に応じた検出信号を順次読み出すことにより、
受光部に入力した光像の撮像データを収集する。Subsequently, while sequentially designating the light receiving elements 120 i, j of each vertical light receiving section 110 j ,
In the same manner as in the case of the first light receiving element 1201 , j in the vertical scanning of j , the light receiving element 1 of each vertical light receiving section 110j
By sequentially reading out the detection signals corresponding to 20 i, j ,
The imaging data of the light image input to the light receiving unit is collected.
【0071】(第2実施形態)本実施形態の装置は、第
1実施形態の装置における積分回路220を別の回路構
成としたものであり、光電変換素子130に蓄積された
電荷が極微小の場合にもSN比を確保する固体撮像装置
である。(Second Embodiment) The device of this embodiment is different from the device of the first embodiment in that the integration circuit 220 has a different circuit configuration, and the electric charge stored in the photoelectric conversion element 130 is extremely small. In this case, the solid-state imaging device ensures an SN ratio.
【0072】図4は、本実施形態の積分回路290の回
路構成図である。図4に示すように、積分回路290
は、垂直受光部110j からの出力信号を入力し、入
力した電流信号の電荷を増幅する電荷増幅器221と、
電荷増幅器221の入力端子に一方の端子が接続さ
れ、電荷増幅器221の出力端子に他方の端子が接続さ
れた可変容量部229と、電荷増幅器221の入力端
子に一方の端子が接続され、電荷増幅器221の出力端
子に第2の端子が接続され、リセット指示信号R=有意
の場合には「ON」状態となり、リセット指示信号R=
非有意の場合には「OFF」状態となるスイッチ素子2
23とを備える。FIG. 4 is a circuit configuration diagram of the integration circuit 290 of the present embodiment. As shown in FIG.
A charge amplifier 221 that receives an output signal from the vertical light receiving unit 110 j and amplifies the charge of the input current signal;
A variable capacitance section 229 having one terminal connected to the input terminal of the charge amplifier 221 and the other terminal connected to the output terminal of the charge amplifier 221, and one terminal connected to the input terminal of the charge amplifier 221; A second terminal is connected to the output terminal of the reset instruction signal R. When the reset instruction signal R = significant, the output terminal is turned on and the reset instruction signal R =
The switch element 2 which is in the “OFF” state in the case of insignificance
23.
【0073】可変容量部229は、可変容量部222に
加えて、容量素子C1〜C3の電荷増幅器221の入
力端子側の端子と夫々一方の端子が接続され、他方の端
子が電荷増幅器221の垂直受光部110j からの出力
信号の入力端子と接続されたスイッチ素子SW31〜S
W33と、容量素子C1〜C3の電荷増幅器221の
入力端子側の端子と夫々一方の端子が接続され、他方の
端子がGNDレベルと接続されたスイッチ素子SW41
〜SW43と、を更に備える。そして、容量制御機構2
40からは、スイッチ素子SW31〜33およびスイッ
チ素子SW41〜43のON/OFF制御をする信号C
31〜C33、C41〜C43が更に供給される。The variable capacitance section 229 has, in addition to the variable capacitance section 222, one terminal connected to the input terminal side of the charge amplifier 221 of each of the capacitance elements C1 to C3, and the other terminal connected to the vertical terminal of the charge amplifier 221. switching element SW31~S connected to the input terminal of the output signals from the light receiving portion 110 j
A switch element SW41 in which W33 is connected to one terminal of each of the input terminals of the charge amplifier 221 of the capacitive elements C1 to C3, and the other terminal is connected to the GND level.
To SW43. And the capacity control mechanism 2
40, a signal C for ON / OFF control of the switch elements SW31 to SW33 and the switch elements SW41 to SW43.
31 ~C 33, C 41 ~C 43 is further supplied.
【0074】本実施形態の装置は、以下のようにして、
受光部100に入力した光像データを収集する。The device of this embodiment is as follows:
The optical image data input to the light receiving unit 100 is collected.
【0075】本実施形態の固体撮像装置では、まず、リ
セット指示信号Rを有意に、SW11〜SW14、SW
41〜43を全て「ON」状態とし、SW21〜SW2
4、SW31〜33を全て「OFF」状態として電荷増
幅器221の入力端子と出力端子との間の容量値をC4
に設定するとともに、垂直走査信号Vi をいずれの受光
素子120i,j も選択しない状態(すなわち、すべての
スイッチ素子140は「OFF」状態)に設定する。こ
の状態で、リセット指示信号Rを非有意に設定して各積
分回路220での積分動作を開始させる。In the solid-state imaging device according to the present embodiment, first, the reset instruction signal R is significantly changed to SW11 to SW14, SW
41 to 43 are all set to the “ON” state, and SW21 to SW2
4, C 4 a capacitance value between the input terminal of the charge amplifier 221 as all "OFF" state SW31~33 output terminal
And sets the vertical scanning signal V i to any of the light receiving element 120 i, state j do not select (i.e., all the switch elements 140 are "OFF" state) is set to. In this state, the reset instruction signal R is set to be insignificant, and the integration operation in each integration circuit 220 is started.
【0076】次に、各垂直受光部110j の垂直走査に
おける第1番目の受光素子1201,j のスイッチ素子1
40のみを「ON」とする垂直走査信号V1 を出力す
る。スイッチ素子140が「ON」となると、それまで
の受光によって光電変換素子130に蓄積された電荷が
電流信号となって受光部100から出力される。そし
て、初期値の容量値C4 設定された可変容量部229に
電荷Qが流入する。[0076] Next, switching element 1 of the first light receiving element 120 1, j in the vertical scanning of the vertical light receiving section 110 j
40 only outputs a vertical scanning signal V 1 to "ON". When the switch element 140 is turned “ON”, the electric charge accumulated in the photoelectric conversion element 130 by the light reception up to that time is output from the light receiving unit 100 as a current signal. Then, the electric charge Q flows into the variable capacitance section 229 in which the initial capacitance value C 4 is set.
【0077】このとき、積分信号VS は、 VS =Q/C4 という電圧値を出力する。At this time, the integrated signal V S outputs a voltage value of V S = Q / C 4 .
【0078】次に、SW41〜SW43をOFFとした
後、SW31〜SW33をONとする。このように変化
しても容量素子C1〜C3の両端の電圧関係は変化しな
いので、VS の値には変化がないので、容量素子C1〜
C4に発生する電荷の総計は、 Q′=Q・(C0 /C4 ) となる。すなわち、第1の実施形態に比べて(C0 /C
4 )倍の電荷が蓄積されることになる。Next, after SW41 to SW43 are turned off, SW31 to SW33 are turned on. Even if such a change occurs, the voltage relationship between both ends of the capacitors C1 to C3 does not change, and the value of V S does not change.
Total charge generated in the C4 becomes Q '= Q · (C 0 / C 4). That is, compared to the first embodiment, (C 0 / C
4 ) Double charges will be accumulated.
【0079】以後、第1実施形態と同様にして、受光部
100に入力した光像データを収集される。したがっ
て、光電変換素子130に蓄積された電荷が極微小の場
合にもS/Nを確保することができる。Thereafter, similarly to the first embodiment, the optical image data input to the light receiving section 100 is collected. Therefore, S / N can be secured even when the charge stored in the photoelectric conversion element 130 is extremely small.
【0080】(第3実施形態)図5は、本発明の第3実
施形態の固体撮像装置の回路構成図である。図5に示す
ように、この装置は、(a)入力光信号を電流信号に変
換する光電変換素子130と、光電変換素子130の信
号出力端子に接続され、垂直走査信号Vi (i=1〜N
1)に応じて光電変換素子130で発生した電流信号を
流出するスイッチ素子140とを1組の受光素子120
として、第1の方向(以後、垂直方向と呼ぶ)に沿って
N1個配列され、夫々のスイッチ素子140の信号出力
端子が電気的に接続された垂直受光部110が、第2の
方向(以後、水平方向と呼ぶ)に沿ってN2個配列され
た受光部100と、(b)垂直受光部110j (j=1
〜N2)からの出力信号を夫々個別に入力し、信号処理
後に水平走査信号(Hj )に応じて択一的に信号を出力
する水平信号処理部510j を備える信号処理部500
と、(c)受光部100および信号処理部500に動作
タイミングの指示信号を通知するタイミング制御部30
0とを備える。(Third Embodiment) FIG. 5 is a circuit diagram of a solid-state imaging device according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, this device includes (a) a photoelectric conversion element 130 for converting an input optical signal into a current signal, and a signal output terminal of the photoelectric conversion element 130, and a vertical scanning signal V i (i = 1 ~ N
And a switch element 140 for flowing out a current signal generated by the photoelectric conversion element 130 according to 1).
The vertical light receiving units 110 arranged N1 along the first direction (hereinafter, referred to as a vertical direction) and electrically connected to the signal output terminals of the respective switch elements 140 correspond to the second direction (hereinafter, referred to as the vertical direction). , Horizontal direction), and (b) vertical light receiving units 110 j (j = 1
To N2) individually, and after signal processing, a signal processing unit 500 including a horizontal signal processing unit 510 j that selectively outputs a signal according to a horizontal scanning signal (H j ).
And (c) a timing control unit 30 that notifies the light receiving unit 100 and the signal processing unit 500 of an operation timing instruction signal.
0.
【0081】水平信号処理部510j は、垂直受光部
110j からの出力信号を入力し、リセット指示信号R
に応じて垂直受光部110j から出力された電流信号を
入出力端子間に接続された、可変容量部222に積分
(リセット指示信号R=非有意の場合)、または非積分
(リセット指示信号R=有意の場合)の動作をする積分
回路220と、積分回路220から出力された信号V
S ’へ重畳するノイズを除去するクランプ回路521
と、クランプ回路521から出力された積分信号VS
の値を夫々基準値VREF と比較して、比較結果を出力す
る比較回路230と、比較回路230から出力された
1ビット2レベル信号である比較結果信号VC を入力
し、比較結果信号VC の値から可変容量部222に通知
する容量指示信号Cを出力する容量制御機構240と、
比較回路230から出力された比較結果信号VC をシ
リアルデジタルデータとして順次入力し、入力順とは逆
の順序のシリアルデジタルデータを出力するFILOレ
ジスタ522と、自系のFILOレジスタ522から
出力されるシリアルデジタルデータと隣接系のFILO
レジスタ522から出力されるシリアルデジタルデータ
とを順次入力して演算後にパラレル化して第1のパラレ
ルデジタル信号を出力する処理ユニット523と、処
理ユニット523パラレルデジタル信号を入力し、水平
走査信号Hj に応じて、デジタル信号を出力する水平読
み出しスイッチ252とを備える。The horizontal signal processing section 510 j receives the output signal from the vertical light receiving section 110 j and outputs a reset instruction signal R
Vertical current signal output from the light receiving unit 110 j is connected between the input and output terminals, the integral (the case of a reset instruction signal R = non-significant) in the variable capacitance portion 222, or a non-integral (reset instruction signal R in response to = Significant) and the signal V output from the integration circuit 220
Clamp circuit 521 for removing noise superimposed on S ′
And the integrated signal V S output from the clamp circuit 521.
The values are compared with respective reference values V REF, the comparative circuit 230 for outputting the result, and inputs the comparison result signal V C is 1-bit two-level signal outputted from the comparison circuit 230, the comparison result signal V A capacity control mechanism 240 that outputs a capacity instruction signal C that notifies the variable capacity unit 222 from the value of C ;
The comparison result signal V C output from the comparison circuit 230 sequentially inputs the serial digital data, the FILO register 522 outputs serial digital data of the reverse order of the input order, is output from the FILO register 522 of its own system Serial digital data and adjacent FILO
A processing unit 523 for outputting the first parallel digital signals parallelized after operation to input the serial digital data sequentially output from the register 522, the processing unit 523 inputs the parallel digital signal, the horizontal scanning signal H j A horizontal readout switch 252 for outputting a digital signal.
【0082】本実施形態の装置は、以下のようにして、
受光部100に入力した光像データを収集する。The device of the present embodiment is as follows:
The optical image data input to the light receiving unit 100 is collected.
【0083】本実施形態の装置は、以下のようにして、
受光部100に入力した光像データを収集する。The device of this embodiment is as follows:
The optical image data input to the light receiving unit 100 is collected.
【0084】本実施形態の固体撮像装置では、第1実施
形態と同様に、まず、リセット指示信号Rを有意に、S
W11〜SW14を全て「ON」状態とし、SW21〜
SW24を全て「OFF」状態として電荷増幅器221
の入力端子と出力端子との間の容量値をC0 に設定する
とともに、垂直走査信号Vi をいずれの受光素子120
i,j も選択しない状態(すなわち、すべてのスイッチ素
子140は「OFF」状態)に設定する。この状態で、
リセット指示信号Rを非有意に設定して各積分回路22
0での積分動作を開始させる。In the solid-state imaging device according to the present embodiment, similarly to the first embodiment, first, the reset instruction signal R is significantly changed to S.
W11 to SW14 are all set to the “ON” state, and SW21 to SW14 are
SW 24 is set to the “OFF” state, and charge amplifier 221 is set.
The capacitance between the input terminal and the output terminal is set to C 0 , and the vertical scanning signal V i is
The state is set such that neither i nor j is selected (ie, all switch elements 140 are in the “OFF” state). In this state,
The reset instruction signal R is set to be insignificant and each of the integration circuits 22
The integration operation at 0 is started.
【0085】次に、第1実施形態と同様に、各垂直受光
部110j の垂直走査における第1番目の受光素子12
01,j のスイッチ素子140のみを「ON」とする垂直
走査信号V1 を出力する。スイッチ素子140が「O
N」となると、それまでの受光によって光電変換素子1
30に蓄積された電荷が電流信号となって受光部100
から出力される。そして、初期値の容量値C0 に設定さ
れた可変容量部222に電荷Qが流入する。[0085] Then, as in the first embodiment, the first light receiving element in the vertical scanning of the vertical light receiving section 110 j 12
A vertical scanning signal V 1 that turns ON only the switch elements 140 of 01 and j is output. When the switch element 140 is “O
N ", the photoelectric conversion element 1
The electric charge accumulated in the light receiving unit 30 becomes a current signal.
Output from Then, the electric charge Q flows into the variable capacitance section 222 set to the initial capacitance value C 0 .
【0086】引き続き、第1実施形態と同様に、容量制
御機構240は、SW12〜SW13を開放した後、S
W22〜SW24を閉じる。この結果、積分信号V
S は、 VS =Q/C1 という電圧値を出力する。この電圧値は、比較回路23
0に入力し、基準電圧値VREF と比較される。Subsequently, similarly to the first embodiment, the capacity control mechanism 240 opens the switches SW12 to SW13,
Close W22 to SW24. As a result, the integration signal V
S outputs a voltage value of V S = Q / C 1 . This voltage value is supplied to the comparison circuit 23
0 and is compared with a reference voltage value V REF .
【0087】VS >VREF であれば、この比較結果を受
けて容量制御機構240は、更に、SW22を開放した
後にSW12を閉じる。この結果、積分信号VS は、 VS =Q/(C1 +C2 ) という電圧値を出力する。この電圧値は、比較回路23
0に入力し、基準電圧値VREF と比較される。If V S > V REF , the capacity control mechanism 240 receives this comparison result, and further closes SW 12 after opening SW 22. As a result, the integrated signal V S outputs a voltage value of V S = Q / (C 1 + C 2 ). This voltage value is supplied to the comparison circuit 23
0 and is compared with a reference voltage value V REF .
【0088】また、VS <VREF であれば、この比較結
果を受けて容量制御機構240は、更に、SW11およ
びSW22を開放した後にSW12およびSW21を閉
じる。この結果、積分信号VS は、 VS =Q/C2 という電圧値を出力する。この電圧値は、比較回路23
0に入力し、基準電圧値VREF と比較される。そして、
可変容量部222の容量値の変化の度に、MSBからL
SBへ向けて、順次、比較回路230からシリアルデジ
タルデータが順次FILOレジスタ522に入力し格納
される。If V S <V REF , the capacity control mechanism 240 receives this comparison result, further opens SW 11 and SW 22, and then closes SW 12 and SW 21. As a result, the integrated signal V S outputs a voltage value of V S = Q / C 2 . This voltage value is supplied to the comparison circuit 23
0 and is compared with a reference voltage value V REF . And
Each time the capacitance value of the variable capacitance section 222 changes, the value from MSB to L
To the SB, serial digital data is sequentially input from the comparison circuit 230 to the FILO register 522 and stored.
【0089】以後、同様にして、積分回路220−比較
回路230−容量制御機構240−積分回路220のフ
ィードバックループによって、比較および容量設定(S
W11〜SW14、SW21〜SW24の「ON/OF
F」制御を順次繰り返して、容量素子C4までに関する
容量制御を行う。こうして、容量素子C1〜C4の全て
について容量制御を終了すると、比較回路230は、シ
リアルデジタルデータのLSBまでの出力容量を終了
し、FILOレジスタ522は、自系の1画素分のデー
タの入力を終了する。Thereafter, in the same manner, the comparison and the capacity setting (S) are performed by the feedback loop of the integrating circuit 220, the comparing circuit 230, the capacity control mechanism 240, and the integrating circuit 220.
"ON / OF" of W11-SW14, SW21-SW24
By repeating the “F” control sequentially, the capacitance control up to the capacitance element C4 is performed. When the capacitance control is completed for all of the capacitance elements C1 to C4 in this manner, the comparison circuit 230 terminates the output capacitance up to the LSB of the serial digital data, and the FILO register 522 receives the input of data for one pixel of the own system. finish.
【0090】処理ユニット523は、自系のFILOレ
ジスタ522からシリアルデジタルデータをLSBから
MSBへのビット順序で入力するとともに、隣接する系
のFILOレジスタ522からシリアルデジタルデータ
をLSBからMSBへのビット順序で入力する。そし
て、輪郭抽出の演算後、演算結果をパラレルデジタルデ
ータ信号として水平読み出しスイッチ252へ向けて出
力する。The processing unit 523 inputs serial digital data from the FILO register 522 of the own system in the bit order from LSB to MSB, and inputs serial digital data from the FILO register 522 of the adjacent system to the bit order from LSB to MSB. To enter. After the calculation of the contour extraction, the calculation result is output to the horizontal readout switch 252 as a parallel digital data signal.
【0091】水平読み出し部250では、処理ユニット
523から出力されたパラレルデジタルデータ信号を入
力し、水平走査信号Hj に基づいて各垂直受光部110
j の垂直走査における第1番目の受光素子1201,j に
応じた検出信号を順次出力する。[0091] In the horizontal reading unit 250, the processing unit 523 inputs the parallel digital data signal output from the vertical light receiving section 110 based on the horizontal scanning signal H j
The detection signal corresponding to the first light receiving element 1201 , j in the vertical scanning of j is sequentially output.
【0092】この結果、水平読み出しスイッチ252か
らはデジタル信号が出力されるので、ビデオ信号配線4
00の容量による分圧によってアナログ信号の場合のよ
うな影響を受けない。また、従来は必要であった外付け
のアナログデジタル変換器が不要となる。As a result, a digital signal is output from the horizontal read switch 252, so that the video signal wiring 4
The effect of the voltage division by the capacity of 00 is not affected as in the case of the analog signal. In addition, an external analog-to-digital converter, which is conventionally required, becomes unnecessary.
【0093】なお、垂直走査信号V1 は、垂直走査にお
ける第1番目の受光素子の光電変換素子が蓄積した電荷
を放出しきったと推定される時間を見計らって、受光素
子を選択しない設定とされる。The vertical scanning signal V 1 is set so that the light receiving element is not selected in view of the time when it is estimated that the photoelectric conversion element of the first light receiving element in the vertical scanning has completely discharged the accumulated charge. .
【0094】垂直走査における垂直受光部110j の第
1番目の受光素子1201,j に応じた検出信号の順次読
み出しが終了すると、リセット指示信号Rを有意とす
る。[0094] For sequential reading of the detection signal corresponding to the first light receiving element 120 1, j vertical light receiving section 110 j in the vertical scanning is completed, a significant reset instruction signal R.
【0095】次に、リセット指示信号Rを再び非有意、
可変容量部222の容量値を初期値C0 とした後、各垂
直受光部110j の垂直走査における第2番目の受光素
子1202,j のスイッチ素子140のみを「ON」状態
とする垂直走査信号V2 を出力する。スイッチ素子が
「ON」となると、それまでの受光によって光電変換素
子130に蓄積された電荷が電流信号となって受光部か
ら出力される。Next, the reset instruction signal R is again changed to insignificant,
After the capacitance value of the variable capacitance section 222 has an initial value C 0, the vertical scanning only the switch element 140 of the second light receiving element 120 2, j in the vertical scanning of the vertical light receiving section 110 j to "ON" state and it outputs a signal V 2. When the switch element is turned “ON”, the electric charge accumulated in the photoelectric conversion element 130 by the light reception up to that time is output as a current signal from the light receiving unit.
【0096】以後、垂直走査における垂直受光部110
j の第1番目の受光素子1201,jと同様にして、垂直
走査における垂直受光部110j の第2番目の受光素子
1202,j に応じた検出信号を順次読み出す。Thereafter, the vertical light receiving section 110 in the vertical scanning
in the same manner as in the first light receiving element 120 1, j of the j, sequentially reads a detection signal corresponding to the second light receiving element 120 2, j of the vertical light receiving section 110 j in the vertical scanning.
【0097】引き続き、各垂直受光部110j の受光素
子120i,j を順次指定しながら、各垂直受光部110
j の垂直走査における第1番目の受光素子1201,j の
場合と同様にして、各垂直受光部110j の受光素子1
20i,j に応じた検出信号を順次読み出すことにより、
受光部に入力した光像の撮像データを収集する。Subsequently, while sequentially designating the light receiving elements 120 i, j of each vertical light receiving section 110 j ,
In the same manner as in the case of the first light receiving element 1201 , j in the vertical scanning of j , the light receiving element 1 of each vertical light receiving section 110j
By sequentially reading out the detection signals corresponding to 20 i, j ,
The imaging data of the light image input to the light receiving unit is collected.
【0098】なお、本実施形態においても、第1実施形
態に対する第2実施形態と同様の変形が可能である。Note that the present embodiment can also be modified in the same manner as the second embodiment with respect to the first embodiment.
【0099】本発明は、上記の実施形態に限定されるも
のではなく変形が可能である。例えば、第1実施形態に
おいて、水平読み出し部をスイッチ素子252のみの構
成として、簡便な回路構成を採用することが可能であ
る。但し、この場合には、水平処理部ごとのオフセット
値の補償ができないので、上記の実施形態よりも測定精
度の劣化が予想される。The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified. For example, in the first embodiment, it is possible to adopt a simple circuit configuration by setting the horizontal readout unit to only the switch element 252. However, in this case, since the offset value cannot be compensated for each horizontal processing unit, the measurement accuracy is expected to be lower than in the above embodiment.
【0100】[0100]
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の固
体撮像装置によれば、電荷増幅器を含む簡易な回路構成
で、デジタル化した後に水平読み出し部から光検出信号
を出力することとしたので、ビデオ信号配線の容量に伴
う分圧がアナログ信号の場合のように精度に実質的に影
響しなくなるので、精度良く受光部に入力した光像の撮
像データを収集することができる。As described in detail above, according to the solid-state imaging device of the present invention, a photodetection signal is output from the horizontal reading section after digitization with a simple circuit configuration including a charge amplifier. Therefore, the partial voltage due to the capacitance of the video signal wiring does not substantially affect the accuracy as in the case of the analog signal, so that the imaging data of the optical image input to the light receiving unit can be collected with high accuracy.
【0101】また、デジタル化を水平読み出しの前に実
施するので、外付けのアナログデジタル変換器が不要と
なり、装置として簡易に構成できる。Further, since digitization is performed before horizontal reading, an external analog-to-digital converter is not required, and the apparatus can be simply configured.
【図1】本発明の第1実施形態の固体撮像装置の回路構
成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1実施形態の固体撮像装置の積分回
路の回路構成図である。FIG. 2 is a circuit configuration diagram of an integration circuit of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1実施形態の固体撮像装置の動作説
明図である。FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention;
【図4】本発明の第2実施形態の固体撮像装置の積分回
路の回路構成図である。FIG. 4 is a circuit configuration diagram of an integration circuit of a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第3実施形態の固体撮像装置の回路構
成図である。FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a solid-state imaging device according to a third embodiment of the present invention.
【図6】従来の固体撮像装置の回路構成図である。FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a conventional solid-state imaging device.
100…受光部、110…垂直受光部、120…受光素
子、130…光電変換素子、140…スイッチ素子、2
00…信号処理部、210…水平信号処理部、220,
290…積分回路、221…電荷増幅器、222,22
9…容量素子、223…スイッチ素子、230…比較回
路、240…容量制御機構、250…水平読み出し部、
251…ROM、252…スイッチ素子、300…タイ
ミング制御部、310…基本タイミング部、320…垂
直シフトレジスタ、330…水平シフトレジスタ、34
0…制御信号部、400…ヒデオ信号配線、521…ク
ランプ回路、522…FILOレジスタ、523…処理
ユニット。100 light receiving section, 110 vertical light receiving section, 120 light receiving element, 130 photoelectric conversion element, 140 switching element, 2
00: signal processing unit, 210: horizontal signal processing unit, 220,
290: integration circuit, 221: charge amplifier, 222, 22
9: capacitance element, 223: switch element, 230: comparison circuit, 240: capacitance control mechanism, 250: horizontal readout unit,
251 ROM, 252 switch element, 300 timing control section, 310 basic timing section, 320 vertical shift register, 330 horizontal shift register, 34
0: control signal section, 400: video signal wiring, 521: clamp circuit, 522: FILO register, 523: processing unit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/335 H01L 27/146 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 5/335 H01L 27/146
Claims (9)
装置であって、 入力光信号を電流信号に変換する光電変換素子と、前記
光電変換素子の信号出力端子に第1の端子が接続され、
垂直走査信号に応じて第2の端子から前記光電変換素子
で発生した電流信号を流出するスイッチ素子とを1組の
受光素子として、第1の方向に沿って第1の数だけ配列
されるとともに、夫々の前記スイッチ素子の第2の端子
と互いに電気的に接続された信号出力端子を有する垂直
受光部が、第2の方向に沿って第2の数だけ配列された
受光部と、 前記垂直受光部からの電流信号を入力し増幅して出力す
る電荷増幅器と、前記電荷増幅器の入出力端子間に接続
され容量指示信号に応じて容量値が離散的に変化する可
変容量部とを有し、夫々の前記垂直受光部から電流信号
を夫々個別に入力し、積分動作を行うか否かを指示する
リセット指示信号が積分動作を行う事を指示した場合
に、前記垂直受光部から出力された電流信号を時間積分
して得られる電荷を前記可変容量部に蓄積し、その蓄積
された電荷量及び前記可変容量部の容量値に応じた値の
積分信号を出力する第2の数の積分回路と、 夫々の前記積分回路から出力された前記積分信号の値を
夫々基準値と大小比較して、その大小比較結果を比較結
果信号として出力する第2の数の比較回路と、 夫々の前記比較回路から出力された前記比較結果信号を
入力し、前記比較結果信号に基づいて前記可変容量部に
対して設定すべき前記容量値を指示する前記容量指示信
号を出力するとともに、前記比較結果信号に基づいて前
記積分信号の値と前記基準値とが所定の分解能で一致し
ていると判断した場合には、前記容量指示信号に基づい
て、前記可変容量部の前記容量値に応じた第1のデジタ
ル信号を出力する第2の数の容量制御部と、 夫々の前記容量制御部から出力された前記第1のデジタ
ル信号を夫々入力し、水平走査信号に応じて夫々の前記
第1のデジタル信号に対応した第2のデジタル信号を出
力する第2の数の水平読み出し部と、 を備えることを特徴とする固体撮像装置。1. A solid-state imaging device for capturing an input two-dimensional optical image, wherein a photoelectric conversion element that converts an input optical signal into a current signal, and a first terminal is connected to a signal output terminal of the photoelectric conversion element. And
A switch element that outputs a current signal generated by the photoelectric conversion element from a second terminal in response to a vertical scanning signal, and a first number of the switch elements are arranged along a first direction as a set of light receiving elements. A vertical light receiving section having a signal output terminal electrically connected to a second terminal of each of the switch elements, a light receiving section arranged by a second number along a second direction; A charge amplifier that inputs, amplifies, and outputs a current signal from a light receiving unit; and a variable capacitance unit that is connected between the input and output terminals of the charge amplifier and that has a capacitance value that discretely changes according to a capacitance instruction signal. When the current signal is individually input from each of the vertical light receiving units, and the reset instruction signal for instructing whether to perform the integration operation is instructed to perform the integration operation, the current signal is output from the vertical light receiving unit. Time integration of the current signal A second number of integrating circuits for accumulating the electric charges stored in the variable capacitance section, and outputting an integrated signal having a value corresponding to the amount of the accumulated electric charge and the capacitance value of the variable capacitance section; and A second number of comparison circuits for comparing the magnitude of the output integrated signal with a reference value and outputting the magnitude comparison result as a comparison result signal; and the comparison result output from each of the comparison circuits. A signal is input, and the capacitance indicating signal indicating the capacitance value to be set for the variable capacitance section is output based on the comparison result signal, and the value of the integration signal is set based on the comparison result signal. When it is determined that the reference value matches with a predetermined resolution, a second digital signal corresponding to the capacitance value of the variable capacitance unit is output based on the capacitance instruction signal. A capacity control unit for the number, A second number for inputting the first digital signal output from each of the capacitance control units and outputting a second digital signal corresponding to each of the first digital signals in accordance with a horizontal scanning signal; And a horizontal readout unit.
のデジタル信号の値とは同一である、ことを特徴とする
請求項1記載の固体撮像装置。2. The method according to claim 1, wherein a value of said first digital signal and said second digital signal are
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the value of the digital signal is the same.
から出力された前記第1のデジタル信号を入力し、前記
第1のデジタル信号をデータ変換して前記第2のデジタ
ル信号を出力するデータ変換部を更に備える、ことを特
徴とする請求項1記載の固体撮像装置。3. The horizontal read unit receives the first digital signal output from the capacitance control unit, converts the first digital signal into data, and outputs the second digital signal. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a conversion unit.
る、ことを特徴とする請求項3記載の固体撮像装置。4. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein said data conversion is offset removal.
に前記第1のデジタル信号を入力し、記憶部に書き込ま
れたデータに基づいてデータ変換を行い、データ出力端
子から前記第2のデジタル信号を出力する読み出し専用
記憶素子を備える、ことを特徴とする請求項3記載の固
体撮像装置。5. The data conversion unit inputs the first digital signal to an address input terminal, performs data conversion based on data written in a storage unit, and outputs the second digital signal from a data output terminal. The solid-state imaging device according to claim 3, further comprising a read-only storage element that outputs a signal.
装置であって、 入力光信号を電流信号に変換する光電変換素子と、前記
光電変換素子の信号出力端子に第1の端子が接続され、
垂直走査信号に応じて第2の端子から前記光電変換素子
で発生した電流信号を流出するスイッチ素子とを1組の
受光素子として、第1の方向に沿って第1の数だけ配列
されるとともに、夫々の前記スイッチ素子の第2の端子
と互いに電気的に接続された信号出力端子を有する垂直
受光部が、第2の方向に沿って第2の数だけ配列された
受光部と、 前記垂直受光部からの電流信号を入力し増幅して出力す
る電荷増幅器と、前記電荷増幅器の入出力端子間に接続
され容量指示信号に応じて容量値が離散的に変化する可
変容量部とを有し、夫々の前記垂直受光部から電流信号
を夫々個別に入力し、積分動作を行うか否かを指示する
リセット指示信号が積分動作を行う事を指示した場合
に、前記垂直受光部から出力された電流信号を時間積分
して得られる電荷を前記可変容量部に蓄積し、その蓄積
された電荷量及び前記可変容量部の容量値に応じた値の
積分信号を出力する第2の数の積分回路と、 夫々の前記積分回路の前記可変容量部の容量値の変化ご
とに、夫々の前記積分回路から出力された前記積分信号
の値を夫々基準値と大小比較して、その大小比較結果で
ある比較結果信号を第1のシリアルデジタルデータとし
て出力する第2の数の比較回路と、 夫々の前記比較回路から出力された前記比較結果信号を
入力し、前記積分信号の値が所定の分解能で前記基準値
と一致するまで、前記比較結果信号の値に基づいて前記
可変容量部に通知する前記容量指示信号を出力する第2
の数の容量制御部と、 夫々の前記比較回路から出力された第1のシリアルデジ
タルデータを順次入力し、入力順とは逆の順序で第2の
シリアルデジタルデータとして出力する第2の数のファ
ーストインラストアウトレジスタと、 夫々の前記ファーストインラストアウトレジスタから順
次前記第2のシリアルデジタルデータを入力し、前記第
2のシリアルデジタルデータをパラレル化して第1のパ
ラレルデジタルデータを出力する第2の数の処理ユニッ
トと、 夫々の前記処理ユニットから出力された前記第1のパラ
レルデジタルデータを夫々入力し、水平走査信号に応じ
て夫々の前記第1のパラレルデジタルデータに対応した
デジタル信号を出力する第2の数の水平読み出し部と、 を備えることを特徴とする固体撮像装置。6. A solid-state imaging device for capturing an input two-dimensional optical image, wherein a photoelectric conversion element for converting an input optical signal into a current signal, and a first terminal is connected to a signal output terminal of the photoelectric conversion element. And
A switch element that outputs a current signal generated by the photoelectric conversion element from a second terminal in response to a vertical scanning signal, and a first number of the switch elements are arranged along a first direction as a set of light receiving elements. A vertical light receiving section having a signal output terminal electrically connected to a second terminal of each of the switch elements, a light receiving section arranged by a second number along a second direction; A charge amplifier that inputs, amplifies, and outputs a current signal from a light receiving unit; and a variable capacitance unit that is connected between the input and output terminals of the charge amplifier and that has a capacitance value that discretely changes according to a capacitance instruction signal. When the current signal is individually input from each of the vertical light receiving units, and the reset instruction signal for instructing whether to perform the integration operation is instructed to perform the integration operation, the current signal is output from the vertical light receiving unit. Time integration of the current signal A second number of integration circuits for accumulating the electric charges stored in the variable capacitance section, and outputting an integration signal having a value corresponding to the accumulated charge amount and the capacitance value of the variable capacitance section; For each change in the capacitance value of the variable capacitance section, the value of the integration signal output from each of the integration circuits is compared in magnitude with a reference value, and a comparison result signal that is the magnitude comparison result is converted to a first serial signal. A second number of comparison circuits for outputting as digital data, the comparison result signals output from the respective comparison circuits being input, and the above-mentioned comparison circuit until the value of the integration signal matches the reference value with a predetermined resolution. A second output unit that outputs the capacitance instruction signal that notifies the variable capacitance unit based on the value of the comparison result signal;
And the second serial digital data that is sequentially input with the first serial digital data output from each of the comparison circuits and is output as the second serial digital data in the reverse order of the input order. A first in-last out register, and a second in which the second serial digital data is sequentially input from the respective first in-last out registers, the second serial digital data is parallelized, and the first parallel digital data is output. And the first parallel digital data output from each of the processing units is input, and a digital signal corresponding to each of the first parallel digital data is output according to a horizontal scanning signal. And a second number of horizontal readout units.
受光部に応じた前記ファーストインラストアウトレジス
タから出力される前記第2のシリアルデジタルデータを
更に入力し、隣接する画素同士について演算を行って第
2のパラレルデジタルデータを前記水平読み出し部へ向
けて出力する、ことを特徴とする請求項6記載の固体撮
像装置。7. The processing unit further inputs the second serial digital data output from the first in-last-out register corresponding to the adjacent vertical light receiving unit, and performs an operation on adjacent pixels. The solid-state imaging device according to claim 6, wherein the second parallel digital data is output to the horizontal readout unit.
れた2以上の整数である第3の数の容量素子と、 夫々の前記容量素子の他方の端子と一方の端子が接続さ
れ、他方の端子が前記電荷増幅器の出力端子と接続さ
れ、前記容量指示信号の値に応じて開閉する第3の数の
第1のスイッチ素子と、 夫々の前記容量素子の他方の端子と一方の端子が接続さ
れ、他方の端子が基準電位レベル端子と接続され、前記
容量指示信号の値に応じて開閉する第3の数の第2のス
イッチ素子と、 を備えることを特徴とする請求項1または6記載の固体
撮像装置。8. The variable capacitance section includes: a third number of capacitance elements, each of which is an integer of 2 or more, connected to an input terminal of the charge amplifier and one of the terminals, and the other of the respective capacitance elements A third number of first switch elements, one of which is connected to one of the terminals, the other of which is connected to the output terminal of the charge amplifier, and which opens and closes in accordance with the value of the capacitance instruction signal; A third number of second switch elements, wherein the other terminal of the element is connected to one terminal, the other terminal is connected to the reference potential level terminal, and the switch is opened and closed according to the value of the capacitance instruction signal. 7. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein:
は前記基準値の2N- 1分の1であり、 前記可変容量部のN個の前記容量素子それぞれの容量値
をC1〜CNとすると、これらの容量値相互は、 C1 =2C2 =・・・=2N-1 CN の関係を満たすことを特徴とする請求項8記載の固体撮
像装置。9. Assuming that the third number is N, the resolution is 2 N− 1 / 1 of the reference value, and the capacitance value of each of the N capacitance elements of the variable capacitance section is C 1. When -C N, these capacitance values each other, C 1 = 2C 2 = ··· = 2 N-1 C N solid-state imaging device according to claim 8, wherein a satisfies the relationship.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31861195A JP3308146B2 (en) | 1995-06-02 | 1995-11-13 | Solid-state imaging device |
US08/757,423 US6201573B1 (en) | 1995-11-13 | 1996-11-27 | Solid state imaging apparatus for imaging a two dimensional optical image having a number of integration circuits |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7-136839 | 1995-06-02 | ||
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