JP5300444B2 - Integrated circuit device, imaging device and imaging system using the same - Google Patents

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Description

本発明は、撮像装置の信号処理を行うための信号処理回路を含む半導体集積回路装置、該半導体集積回路装置を含む撮像装置、それを用いた放射線撮像装置及び放射線撮像システムに関する。なお、本明細書では、放射線として、電磁波やX線、α線、β線、γ線なども含まれるものとする。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device including a signal processing circuit for performing signal processing of an imaging device, an imaging device including the semiconductor integrated circuit device, a radiation imaging device using the same, and a radiation imaging system. In the present specification, the radiation includes electromagnetic waves, X-rays, α rays, β rays, γ rays, and the like.

行列状に複数の画素を含む検出器を有する撮像装置においては、検出器から出力される信号を列単位で処理する信号処理回路をアレイ状に複数配置した半導体集積回路装置を用いて、検出器からの画像信号を処理する。ここで、信号処理回路の代表的な例としては、画素からの信号を増幅する増幅回路が挙げられる。このような集積回路装置を、検出器とは別に複数の半導体基板に設けて検出器に実装された撮像装置及びそれを用いた放射線撮像装置が、特許文献1に開示されている。   In an imaging apparatus having a detector including a plurality of pixels in a matrix, a detector using a semiconductor integrated circuit device in which a plurality of signal processing circuits for processing signals output from the detector in columns is arranged in an array The image signal from is processed. Here, a typical example of the signal processing circuit includes an amplifier circuit that amplifies a signal from a pixel. Patent Document 1 discloses an imaging device in which such an integrated circuit device is provided on a plurality of semiconductor substrates separately from a detector and is mounted on the detector, and a radiation imaging device using the imaging device.

このような撮像装置においては、装置全体の消費電力を抑えるために、低消費電流で動作する信号処理回路が求められている。また、撮像装置においては、装置全体のダイナミックレンジの増大が求められており、そのため低雑音の特性の信号処理回路が求められている。特に、医療用の放射線撮像装置に用いられる撮像装置においては、人体への放射線曝射量を少なくするために、非常に小さい信号を処理する必要があり、より低雑音の特性の信号処理回路が求められている。それに加えて、放射線撮像装置に用いられる撮像装置においては、普及のために低価格化が求められている。そのため、1つの半導体集積回路装置に集積する信号処理回路の数を増加させ、使用する半導体集積回路装置の個数を減らすことも求められている。加えて、半導体集積回路装置に集積する信号処理回路の数を増加させても、半導体集積回路装置を構成する半導体チップのチップ面積を著しく増加することを防ぐことも求められている。つまり、撮像装置に用いられる信号処理回路を含む半導体集積回路装置は、低雑音化、低消費電力化及び小面積化を好適に達成することが要求されている。   In such an imaging apparatus, a signal processing circuit that operates with low current consumption is required in order to reduce power consumption of the entire apparatus. In addition, in an imaging apparatus, an increase in the dynamic range of the entire apparatus is required, and therefore, a signal processing circuit with low noise characteristics is required. In particular, in an imaging apparatus used for a medical radiation imaging apparatus, it is necessary to process a very small signal in order to reduce the radiation exposure to the human body, and a signal processing circuit having a lower noise characteristic is required. It has been demanded. In addition, an imaging apparatus used in a radiation imaging apparatus is required to be reduced in price for the spread. Therefore, it is also required to increase the number of signal processing circuits integrated in one semiconductor integrated circuit device and reduce the number of semiconductor integrated circuit devices to be used. In addition, even if the number of signal processing circuits integrated in the semiconductor integrated circuit device is increased, it is also required to prevent the chip area of the semiconductor chip constituting the semiconductor integrated circuit device from being significantly increased. That is, a semiconductor integrated circuit device including a signal processing circuit used in an imaging device is required to preferably achieve low noise, low power consumption, and a small area.

上述の要求を達成するためには、信号処理回路に含まれる増幅回路が増幅動作を行うための動作バイアスを増幅回路に対して供給するバイアス回路が重要な役割を果たす。特許文献2には、1つの集積回路装置内に直線状の列をなすように配置された増幅回路を駆動するためのバイアス電流を供給するバイアス回路が開示されている。特許文献2では、バイアス回路を構成するカレントミラー回路における入力側トランジスタが各増幅回路に分散して配置している。これにより、バイアス電流設定ライン、電源ライン、及び入力側トランジスタを含むバイアス回路が、全信号処理回路の増幅回路に対して共通に配置されている。
特開2003−57350号公報 特開2000−310981号公報
In order to achieve the above-described requirements, a bias circuit that supplies an operational bias for the amplification circuit included in the signal processing circuit to perform an amplification operation plays an important role. Patent Document 2 discloses a bias circuit that supplies a bias current for driving an amplifier circuit arranged in a linear row in one integrated circuit device. In Patent Document 2, the input-side transistors in the current mirror circuit constituting the bias circuit are distributed and arranged in each amplifier circuit. Thus, a bias circuit including a bias current setting line, a power supply line, and an input side transistor is arranged in common with respect to the amplifier circuits of all signal processing circuits.
JP 2003-57350 A JP 2000-310981 A

しかしながら、特許文献2では、1つの半導体集積回路装置内に設けられる信号処理回路の数が増加すると、バイアス電流設定ライン及び電源ラインの配線抵抗とそれらに流れる電流で発生する電位勾配が増大する。それにより、各信号処理回路の増幅回路に供給される動作バイアスに各信号処理回路間で勾配が生じ、各増幅回路の動作点に勾配が発生する。そのため、半導体集積回路内の各増幅回路の増幅特性に勾配が生じ、各増幅回路から出力される画像信号に行方向の出力勾配が生じる。この出力勾配は画像信号において目立つため、撮像装置から出力される画像信号の画像品質を著しく低下させてしまう。   However, in Patent Document 2, when the number of signal processing circuits provided in one semiconductor integrated circuit device increases, the wiring current resistance of the bias current setting line and the power supply line and the potential gradient generated by the current flowing through them increase. Thereby, a gradient occurs between the signal processing circuits in the operation bias supplied to the amplification circuit of each signal processing circuit, and a gradient occurs at the operating point of each amplification circuit. Therefore, a gradient occurs in the amplification characteristics of each amplifier circuit in the semiconductor integrated circuit, and an output gradient in the row direction occurs in the image signal output from each amplifier circuit. Since this output gradient is conspicuous in the image signal, the image quality of the image signal output from the imaging device is significantly degraded.

本発明は、上記課題を解決し、低消費電力や低雑音特性、高集積化を考慮しつつ画像品質の低減を抑制する撮像装置用の半導体集積回路装置、及びそれを用いた撮像装置を提供することを目的とするものである。   The present invention provides a semiconductor integrated circuit device for an imaging apparatus that solves the above-described problems and suppresses reduction in image quality while considering low power consumption, low noise characteristics, and high integration, and an imaging apparatus using the same. It is intended to do.

本発明の集積回路装置は、バイアス入力端子を有する増幅回路と、バイアス源と電気的に接続される入力端子と前記バイアス入力端子と電気的に接続される出力端子とを有して前記増幅回路に動作バイアスを供給するバイアス回路と、を含む信号処理回路を複数有し、複数の前記信号処理回路は複数の群に分割されており、ここで、前記集積回路装置は、前記群毎に分割して設けられた接続配線を複数有し、前記複数の群のうちの1つの群内に含まれる複数の前記バイアス回路の前記入力端子が複数の前記接続配線のうちの1つにより共通に接続されており、前記増幅回路はゲート接地回路を有し、前記バイアス入力端子は前記ゲート接地回路を構成するトランジスタのゲートを含む。また、本発明の集積回路装置は、バイアス入力端子を有する増幅回路と、バイアス源と電気的に接続される入力端子と前記バイアス入力端子と電気的に接続される出力端子とを有して前記増幅回路に動作バイアスを供給するバイアス回路と、を有する信号処理回路を複数含む集積回路装置であって、複数の前記信号処理回路は複数の群に分割されており、前記群毎に分割して設けられた接続配線を複数有し、前記複数の群のうちの1つの群内に含まれる複数の前記バイアス回路の前記入力端子が複数の前記接続配線のうちの1つにより共通に接続されており、前記増幅回路は、前記増幅回路の電流源であるトランジスタとゲート接地回路を構成するトランジスタと、を有し、前記バイアス回路は、前記増幅回路の電流源であるトランジスタのゲートと電気的に接続される出力端子を有する第1のバイアス回路と、前記ゲート接地回路を構成するトランジスタのゲートと電気的に接続される出力端子を有する第2のバイアス回路と、を含む。更に、本発明の集積回路装置は、バイアス入力端子を有する増幅回路と、バイアス源と電気的に接続される入力端子と前記バイアス入力端子と電気的に接続される出力端子とを有して前記増幅回路に動作バイアスを供給するバイアス回路と、を有する信号処理回路を複数含む集積回路装置であって、複数の前記信号処理回路は複数の群に分割されており、前記群毎に分割して設けられた接続配線を複数有し、前記複数の群のうちの1つの群内に含まれる複数の前記バイアス回路の前記入力端子が複数の前記接続配線のうちの1つにより共通に接続されており、n個の前記信号処理回路を有して前記1つの群内にx個の前記信号処理回路を有する場合、前記複数の群の数n/xは10以上13以下であり、xは2以上でnより小さい自然数であり且つnの約数である。 The integrated circuit device of the present invention includes an amplifier circuit having a bias input terminal, an input terminal electrically connected to a bias source, and an output terminal electrically connected to the bias input terminal. A plurality of signal processing circuits including a bias circuit for supplying an operation bias to the plurality of signal processing circuits, wherein the plurality of signal processing circuits are divided into a plurality of groups, wherein the integrated circuit device is divided into the groups. And the input terminals of the plurality of bias circuits included in one group of the plurality of groups are connected in common by one of the plurality of connection wirings. The amplifier circuit has a grounded gate circuit, and the bias input terminal includes a gate of a transistor constituting the grounded gate circuit. The integrated circuit device of the present invention includes an amplifier circuit having a bias input terminal, an input terminal electrically connected to a bias source, and an output terminal electrically connected to the bias input terminal. An integrated circuit device including a plurality of signal processing circuits having a bias circuit for supplying an operational bias to the amplifier circuit, wherein the plurality of signal processing circuits are divided into a plurality of groups, A plurality of connection wirings are provided, and the input terminals of the plurality of bias circuits included in one group among the plurality of groups are commonly connected by one of the plurality of connection wirings. The amplifier circuit includes a transistor that is a current source of the amplifier circuit and a transistor that constitutes a grounded gate circuit, and the bias circuit is a transistor that is a current source of the amplifier circuit. A first bias circuit having an output terminal electrically connected to the gate, and a second bias circuit having an output terminal electrically connected to the gate of the transistor constituting the gate ground circuit. . The integrated circuit device of the present invention further includes an amplifier circuit having a bias input terminal, an input terminal electrically connected to a bias source, and an output terminal electrically connected to the bias input terminal. An integrated circuit device including a plurality of signal processing circuits having a bias circuit for supplying an operational bias to the amplifier circuit, wherein the plurality of signal processing circuits are divided into a plurality of groups, A plurality of connection wirings are provided, and the input terminals of the plurality of bias circuits included in one group among the plurality of groups are commonly connected by one of the plurality of connection wirings. In the case where n signal processing circuits are included and x signal processing circuits are included in the one group, the number n / x of the plurality of groups is 10 or more and 13 or less, and x is 2 Is a natural number smaller than n And Ru about the number der of n.

本発明の撮像装置は、放射線又は光を電気信号に変換するための変換素子を含む画素を複数有し、前記画素から出力された電気信号を並列に伝送するための複数の信号線を有する検出器と、並列に伝送された電気信号を入力する集積回路装置と、を含む撮像装置であって、前記集積回路装置は、バイアス入力端子を有し前記入力された電気信号を増幅するための増幅回路と、バイアス源と電気的に接続される入力端子と前記バイアス入力端子と電気的に接続される出力端子とを有して前記増幅回路に動作バイアスを供給するバイアス回路と、を含む信号処理回路を複数の前記信号線に対応して複数有し、複数の前記信号処理回路は複数の群に分割されており、ここで、前記集積回路装置は、前記群毎に分割して設けられた接続配線を複数有し、前記複数の群のうちの1つの群内に含まれる複数の前記バイアス回路の前記入力端子が複数の前記接続配線のうちの1つにより共通に接続されており、前記複数の信号線のうち所定の信号線に対応する信号処理回路と、前記所定の信号線とは物理的に隣接しない信号線に対応する信号処理回路とが、前記1つの群内に含まれており、前記複数の信号線のうち前記所定の信号線と物理的に隣接する信号線に対応する信号処理回路は、前記1つの群とは異なる群に含まれている。また、本発明の撮像装置は、放射線又は光を電気信号に変換するための変換素子を含む画素を複数有し、前記画素から出力された電気信号を並列に伝送するための複数の信号線を有する検出器と、バイアス入力端子を有し、並列に伝送された電気信号を入力し、前記入力された電気信号を増幅するための増幅回路と、バイアス源と電気的に接続される入力端子と前記バイアス入力端子と電気的に接続される出力端子とを有して前記増幅回路に動作バイアスを供給するバイアス回路と、を含む信号処理回路を複数の前記信号線に対応して複数有し、複数の前記信号処理回路は複数の群に分割されている集積回路装置と、を有する撮像装置であって、前記集積回路装置は、前記群毎に分割して設けられた接続配線を複数有し、前記複数の群のうちの1つの群内に含まれる複数の前記バイアス回路の前記入力端子が複数の前記接続配線のうちの1つにより共通に接続されており、前記集積回路装置はn個の前記信号処理回路を有し、前記1つの群内にx個の前記信号処理回路を有する場合、前記複数の群の数n/xは10以上13以下であり、xは2以上でnより小さい自然数であり且つnの約数である。 The imaging apparatus of the present invention has a plurality of pixels including a conversion element for converting radiation or light into an electric signal, and a detection having a plurality of signal lines for transmitting the electric signals output from the pixels in parallel. And an integrated circuit device for inputting an electric signal transmitted in parallel, the integrated circuit device having a bias input terminal and amplifying the inputted electric signal And a bias circuit having an input terminal electrically connected to a bias source and an output terminal electrically connected to the bias input terminal and supplying an operational bias to the amplifier circuit. A plurality of circuits are provided corresponding to the plurality of signal lines, and the plurality of signal processing circuits are divided into a plurality of groups. Here, the integrated circuit device is provided divided for each group. Multiple connection wiring Wherein the plurality of being connected to a common said input terminals of the plurality of the bias circuit contained in one group is the one of the plurality of the connection wirings of the group, given one of said plurality of signal lines A signal processing circuit corresponding to the signal line and a signal processing circuit corresponding to a signal line not physically adjacent to the predetermined signal line are included in the one group, and the plurality of signal lines signal processing circuits corresponding to the predetermined signal line physically adjacent signal lines among the that contained in the different groups and the one group. In addition, the imaging apparatus of the present invention includes a plurality of pixels including conversion elements for converting radiation or light into electrical signals, and includes a plurality of signal lines for transmitting in parallel the electrical signals output from the pixels. A detector having a bias input terminal, an amplifier circuit for inputting the electric signal transmitted in parallel, and amplifying the input electric signal; and an input terminal electrically connected to the bias source; A bias circuit having an output terminal electrically connected to the bias input terminal and supplying an operational bias to the amplifier circuit, and a plurality of signal processing circuits corresponding to the plurality of signal lines, A plurality of signal processing circuits, and an integrated circuit device divided into a plurality of groups, wherein the integrated circuit device has a plurality of connection wirings divided for each group. , Out of the plurality of groups The input terminals of a plurality of the bias circuits included in one group are connected in common by one of the plurality of connection wirings, and the integrated circuit device includes n signal processing circuits. In the case where x signal processing circuits are included in the one group, the number n / x of the plurality of groups is 10 or more and 13 or less, x is a natural number that is 2 or more and smaller than n, and about n Is a number.

本発明により、低消費電力や低雑音特性、高集積化を考慮しつつ画像品質の低減を抑制する撮像装置用の半導体集積回路装置、及びそれを用いた撮像装置を提供することが可能となった。   According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit device for an image pickup apparatus that suppresses a reduction in image quality while considering low power consumption, low noise characteristics, and high integration, and an image pickup apparatus using the same. It was.

次に、発明を実施するための形態について詳細に説明する。   Next, embodiments for carrying out the invention will be described in detail.

(第1の実施形態)
まず、図2を用いて本発明の撮像装置の全体構成を説明する。図2は、本発明の第1の実施形態における撮像装置の概略等価回路図を示すものである。
(First embodiment)
First, the overall configuration of the imaging apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic equivalent circuit diagram of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention.

検出器201と駆動回路203とは、m本(mは正の整数)の駆動線Vg1〜Vgmを介して接続されている。また、検出器201と半導体集積回路装置204とは、n本(mは正の整数)の信号線Sig1〜Signを介して接続されている。   The detector 201 and the drive circuit 203 are connected via m (m is a positive integer) drive lines Vg1 to Vgm. The detector 201 and the semiconductor integrated circuit device 204 are connected via n (m is a positive integer) signal lines Sig1 to Sign.

検出器201は、PIN型のフォトダイオード等の光電変換素子を含む変換素子S11〜Smnと、薄膜トランジスタ(TFT)からなるスイッチ素子T11〜Tmnを各1つずつ備えた画素202を2次元状に複数有している。即ち、検出器201には、m×n個の画素202が行列状に配列されている。この検出器201は、例えば、ガラス基板上に、アモルファスシリコンを主材料として構成されたフラットパネル型の検出器である。放射線撮像装置に用いる場合には、検出器201は更にその入射側に放射線を光電変換素子が感知可能な光に波長変換する蛍光体などの波長変換体(不図示)を有している。本実施形態では、波長変換体と光電変換素子により、放射線を電気信号に変換するための変換素子が構成されている。なお、光電変換素子は、光を電気信号に変換するものとして変換素子に含まれるものであり、光電変換素子のみでも変換素子を構成し得る。その場合には、変換素子は光を電気信号に変換するものである。つまり、本発明における変換素子は、放射線又は光を電気信号に変換するためのものであるといえる。   The detector 201 includes a plurality of pixels 202 each including two conversion elements S11 to Smn including photoelectric conversion elements such as PIN type photodiodes and switching elements T11 to Tmn each including a thin film transistor (TFT). Have. That is, in the detector 201, m × n pixels 202 are arranged in a matrix. The detector 201 is, for example, a flat panel type detector formed of amorphous silicon as a main material on a glass substrate. When used in a radiation imaging apparatus, the detector 201 further has a wavelength converter (not shown) such as a phosphor that converts the wavelength of the radiation into light that can be sensed by the photoelectric conversion element. In the present embodiment, the wavelength conversion body and the photoelectric conversion element constitute a conversion element for converting radiation into an electrical signal. In addition, a photoelectric conversion element is contained in a conversion element as what converts light into an electric signal, and a conversion element can be comprised only with a photoelectric conversion element. In that case, the conversion element converts light into an electrical signal. That is, it can be said that the conversion element in the present invention is for converting radiation or light into an electrical signal.

各画素202の変換素子における共通電極側(図2ではフォトダイオードのカソード側)には、電源111からバイアス線Vsを介してセンサバイアス電圧が印加されている。また、検出器201の行方向に並んだ各画素202のスイッチ素子は、そのゲート電極(制御電極)が駆動線Vg1〜Vgmに例えば行単位で共通に電気的に接続されている。更に、検出器201の列方向に並んだ各画素202のスイッチ素子は、その主電極の一方の電極であるソース電極が信号線Sig1〜Signに例えば列単位で共通に電気的に接続されている。また、スイッチ素子は、その主電極の他方の電極であるドレイン電極が変換素子と画素毎に電気的に接続されている。信号線Sig1〜Signは複数の画素から出力された電気信号を並列に伝送し、並列に伝送された電気信号は半導体集積回路装置に並列に入力される。   A sensor bias voltage is applied from the power supply 111 via the bias line Vs to the common electrode side (in FIG. 2, the cathode side of the photodiode) in the conversion element of each pixel 202. The switch elements of the pixels 202 arranged in the row direction of the detector 201 have their gate electrodes (control electrodes) electrically connected to the drive lines Vg1 to Vgm in common, for example, in units of rows. Further, in the switch elements of the pixels 202 arranged in the column direction of the detector 201, the source electrode which is one of the main electrodes is electrically connected to the signal lines Sig1 to Sign in common for each column, for example. . The switch element has a drain electrode, which is the other main electrode, electrically connected to the conversion element for each pixel. The signal lines Sig1 to Sign transmit electric signals output from a plurality of pixels in parallel, and the electric signals transmitted in parallel are input in parallel to the semiconductor integrated circuit device.

半導体集積回路装置204は、信号線Sig1〜Signを介して各画素202から行毎に並列出力された電気信号を増幅し、直列変換して画像データ(デジタルデータ)として出力する。半導体集積回路装置204は、容量Cf1〜Cfnとスイッチが反転入力端子と出力端子との間に設けられた増幅回路A1〜Anと、スイッチと容量CL1〜CLnからなるサンプルホールド回路部と、を信号線Sig1〜Sign毎に有している。更に、アナログマルチプレクサ204aと、バッファ増幅回路204bと、A/Dコンバータ204dを有して構成されている。増幅回路A1〜Anは、その反転入力端子には信号線Sigが電気的に接続されており、正転入力端子には、増幅動作の基準となる基準電圧を供給する基準電源が接続されている。   The semiconductor integrated circuit device 204 amplifies electric signals output in parallel from the respective pixels 202 via the signal lines Sig1 to Sign for each row, converts the signals in series, and outputs them as image data (digital data). The semiconductor integrated circuit device 204 signals the capacitors Cf1 to Cfn and the amplifiers A1 to An each having a switch provided between the inverting input terminal and the output terminal, and the sample and hold circuit unit including the switch and the capacitors CL1 to CLn. For each of the lines Sig1 to Sign. Further, it is configured to include an analog multiplexer 204a, a buffer amplifier circuit 204b, and an A / D converter 204d. In the amplifier circuits A1 to An, the signal line Sig is electrically connected to the inverting input terminal, and a reference power supply for supplying a reference voltage serving as a reference for the amplification operation is connected to the normal input terminal. .

増幅回路A1〜An、アナログマルチプレクサ204a及びバッファ増幅回路204bでシリアル変換されたアナログ信号は、アナログデータ線204cを介してA/Dコンバータ204dに入力される。そして、A/Dコンバータ204dでは、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して、デジタル出力バス204eを介して画像データ(デジタルデータ)を出力する。   The analog signals serially converted by the amplifier circuits A1 to An, the analog multiplexer 204a, and the buffer amplifier circuit 204b are input to the A / D converter 204d via the analog data line 204c. The A / D converter 204d converts the input analog signal into a digital signal and outputs image data (digital data) via the digital output bus 204e.

なお、図2においては、説明及び図面の簡略化のために、ひとつの半導体集積回路装置204とそれに対応する検出器201の領域を示したが、装置全体としては以下の図3に説明するような形態となっている。   2 shows one semiconductor integrated circuit device 204 and a region of the detector 201 corresponding to the semiconductor integrated circuit device 204 for the sake of explanation and simplification, but the entire device will be described in FIG. 3 below. It has become a form.

図3は、図2に示した、本発明の第1の実施形態における撮像装置の概略的な構成を示す平面図である。検出器201はガラス基板等の絶縁性基板301に設けられている。半導体集積回路装置204は、TCP(Tape Carrier Package)302上に実装されており、TCP302の一方の側は、信号線Sigと半導体集積回路装置204とが電気的に接続されるように検出器201の周囲の領域に実装されている。また、TCP302の他方の側は、PCB(Printed Circuit Board)303に実装されており、半導体集積回路装置204からの画像信号はPCB303を介して外部に出力される。図3に示すように、半導体集積回路装置204は、検出器201に対して複数設けられている。検出器201がM行N列の画素を含む場合、半導体集積回路装置204はn列分の画素に対応するものであり、装置全体としてN/n個設けられている。   FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. The detector 201 is provided on an insulating substrate 301 such as a glass substrate. The semiconductor integrated circuit device 204 is mounted on a TCP (Tape Carrier Package) 302, and one side of the TCP 302 has a detector 201 so that the signal line Sig and the semiconductor integrated circuit device 204 are electrically connected. Implemented in the surrounding area. The other side of the TCP 302 is mounted on a PCB (Printed Circuit Board) 303, and an image signal from the semiconductor integrated circuit device 204 is output to the outside through the PCB 303. As shown in FIG. 3, a plurality of semiconductor integrated circuit devices 204 are provided for the detector 201. When the detector 201 includes pixels of M rows and N columns, the semiconductor integrated circuit device 204 corresponds to pixels for n columns, and N / n devices as a whole are provided.

次に、図1を用いて本発明の撮像装置に用いられる半導体集積回路装置を説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置に用いられる半導体集積回路装置204の概略的な等価回路図である。なお、図1において、説明及び図面の簡略化のために、図2に示した容量Cf1〜Cfnとスイッチ、サンプルホールド回路部、アナログマルチプレクサ204a、バッファ増幅回路204b、A/Dコンバータ204dを省略している。   Next, a semiconductor integrated circuit device used in the imaging device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic equivalent circuit diagram of a semiconductor integrated circuit device 204 used in the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the capacitors Cf1 to Cfn, the switches, the sample hold circuit unit, the analog multiplexer 204a, the buffer amplifier circuit 204b, and the A / D converter 204d shown in FIG. 2 are omitted for simplification of explanation and drawings. ing.

図1において、図2に示すように、半導体集積回路装置204は、増幅回路A1〜Anを信号線Sig1〜Sign毎に有している。また、増幅回路A1〜Anのそれぞれに対応して、増幅回路に増幅動作をさせるための動作バイアスを供給するための第1のバイアス回路B1〜Bnが設けられている。つまり、集積回路装置204には、1列目の信号線Sig1に対応して増幅回路A1と第1のバイアス回路B1を含む信号処理回路E1が、2列目の信号線Sig2に対応して増幅回路A2と第1のバイアス回路B2を含む信号処理回路E2が、設けられている。そして、x列目の信号線Sigxに対応して増幅回路Axと第1のバイアス回路Bxを含む信号処理回路Exが設けられている。つまり、半導体集積回路装置204は、検出器201の列毎の信号線Sig1〜Signに対応して、信号処理回路E1〜Enを有している。   In FIG. 1, as shown in FIG. 2, the semiconductor integrated circuit device 204 has amplifier circuits A1 to An for signal lines Sig1 to Sign. Corresponding to each of the amplifier circuits A1 to An, first bias circuits B1 to Bn for supplying an operation bias for causing the amplifier circuit to perform an amplification operation are provided. That is, in the integrated circuit device 204, the signal processing circuit E1 including the amplifier circuit A1 and the first bias circuit B1 corresponding to the signal line Sig1 in the first column is amplified corresponding to the signal line Sig2 in the second column. A signal processing circuit E2 including a circuit A2 and a first bias circuit B2 is provided. A signal processing circuit Ex including an amplifier circuit Ax and a first bias circuit Bx is provided corresponding to the x-th signal line Sigx. That is, the semiconductor integrated circuit device 204 has signal processing circuits E1 to En corresponding to the signal lines Sig1 to Sign for each column of the detector 201.

本実施形態の増幅回路Aは、増幅回路Aの電流源であるAMP1と、入力差動対であるAMP2及びAMP3と、能動負荷であるAMN1及びAMN2と、ゲート接地回路を構成するAMP4及びAMP5を有している。電流源であるAMP1のゲートが、増幅回路Aのバイアス入力端子となっている。増幅回路Aのゲート接地回路は、増幅回路の増幅利得を大きくできるものである。AMP4及びAMP5のゲートがゲート接地回路のバイアス入力端子となっている。本実施形態の増幅回路Aは、2つの信号入力端子である正転入力端子及び反転入力端子と、信号出力端子outを有し、いわゆる差動増幅回路の構成となっている。ここで、AMP1〜AMP5はPMOSトランジスタであり、AMN1〜AMN2はNMOSトランジスタである。信号線Sigは増幅回路Aの反転入力端子innと電気的に接続されており、信号出力端子outにはサンプルホールド回路部が電気的に接続されている。また、増幅回路Aの正転入力端子inpは増幅回路の基準電位を供給する基準電源Vrefと電気的に接続される。なお、この基準電源Vrefは、増幅回路の正転入力端子inpに増幅動作の基準となる基準信号としての基準電位を供給するものである。そのため、基準電位は増幅回路に増幅動作をさせるための動作バイアスとは異なり、増幅回路の信号入力端子に供給されるものである。   The amplifier circuit A of the present embodiment includes AMP1 that is a current source of the amplifier circuit A, AMP2 and AMP3 that are input differential pairs, AMN1 and AMN2 that are active loads, and AMP4 and AMP5 that constitute a gate ground circuit. Have. The gate of the current source AMP1 is a bias input terminal of the amplifier circuit A. The gate ground circuit of the amplifier circuit A can increase the amplification gain of the amplifier circuit. The gates of AMP4 and AMP5 serve as bias input terminals for the grounded gate circuit. The amplifier circuit A of the present embodiment has two signal input terminals, a normal input terminal and an inverted input terminal, and a signal output terminal out, and has a so-called differential amplifier circuit configuration. Here, AMP1 to AMP5 are PMOS transistors, and AMN1 to AMN2 are NMOS transistors. The signal line Sig is electrically connected to the inverting input terminal inn of the amplifier circuit A, and the sample and hold circuit unit is electrically connected to the signal output terminal out. The normal input terminal inp of the amplifier circuit A is electrically connected to a reference power source Vref that supplies a reference potential of the amplifier circuit. The reference power source Vref supplies a reference potential as a reference signal serving as a reference for the amplification operation to the normal input terminal inp of the amplifier circuit. Therefore, the reference potential is supplied to the signal input terminal of the amplifier circuit, unlike an operation bias for causing the amplifier circuit to perform an amplification operation.

本実施形態の第1のバイアス回路Bは、カレントミラー回路を構成するBMN1及びBMN2と、第1のバイアス回路Bの出力用素子となるBMP1と、を有している。バイアス源である定電流源bias1がバイアス(電流設定)ラインBL1を介してバイアス回路の入力用素子であるBMN1のドレイン及びゲートに電気的に接続される。他方、接地電位などの定電位を与える定電位源Vssが電源ラインSL1を介してBMN1及びBMN2のソースに接続される。BMN2のドレインがBMP1のドレイン及びゲートに接続され、BMP1のゲートと増幅回路Aの電流源AMP1のゲートとが接続されてカレントミラー回路を構成している。本実施形態では、BMN1のドレイン及びゲートや、BMN1及びBMN2のソースが、第1のバイアス回路Bの外部入力端子であり、定電流源bias1や定電位源Vss等のバイアス源と電気的に接続される。また、BMP1のドレイン及びゲートが、増幅回路Aのバイアス入力端子であるAMP1のゲートに対してバイアスを与えている。つまり、また、BMP1のドレイン及びゲートはバイアス回路の出力端子であり、増幅回路Aのバイアス入力端子と電気的に接続される。ここで、BMP1はPMOSトランジスタであり、BMN1〜BMN2はNMOSトランジスタである。   The first bias circuit B of the present embodiment includes BMN1 and BMN2 that constitute a current mirror circuit, and BMP1 that is an output element of the first bias circuit B. A constant current source bias1 as a bias source is electrically connected to a drain and a gate of BMN1 as an input element of the bias circuit via a bias (current setting) line BL1. On the other hand, a constant potential source Vss that provides a constant potential such as a ground potential is connected to the sources of BMN1 and BMN2 via a power supply line SL1. The drain of BMN2 is connected to the drain and gate of BMP1, and the gate of BMP1 and the gate of current source AMP1 of amplifier circuit A are connected to form a current mirror circuit. In this embodiment, the drain and gate of BMN1 and the sources of BMN1 and BMN2 are external input terminals of the first bias circuit B, and are electrically connected to a bias source such as a constant current source bias1 and a constant potential source Vss. Is done. Further, the drain and gate of BMP1 give a bias to the gate of AMP1 which is the bias input terminal of the amplifier circuit A. That is, the drain and gate of BMP1 are the output terminals of the bias circuit and are electrically connected to the bias input terminal of the amplifier circuit A. Here, BMP1 is a PMOS transistor, and BMN1 and BMN2 are NMOS transistors.

また、本実施形態の信号処理回路Eは、増幅回路Aのゲート接地回路のAMP4及びAMP5のゲートに対してゲートバイアスを与える第2のバイアス回路bを有している。この第2のバイアス回路bも、増幅回路に増幅動作をさせるための動作バイアスを供給するものである。信号処理回路E1には、増幅回路A1のゲート接地回路に対応した第2のバイアス回路b1が、信号処理回路E2には、増幅回路A2のゲート接地回路に対応した第2のバイアス回路b2が、それぞれ設けられている。そして、信号処理回路Exには、増幅回路Axのゲート接地回路に対応した第2のバイアス回路bxが設けられている。つまり、半導体集積回路装置204は、信号処理回路E1〜Enに対応して、第2のバイアス回路b1〜bnを有している。この第2のバイアス回路bは、入力用素子となるbMP3と、カレントミラー回路を構成するbMN1及びbMN2と、出力用素子となるbMP2と、電流源であるbMP1と、を有している。バイアス源である定電圧源bias2がバイアスラインBL2を介して第2のバイアス回路bの入力用素子であるbMP3のゲートに電気的に接続されている。他方、接地電位などの定電位を与える定電位源Vssが電源ラインSL2を介してbMN1及びbMN2のソースに接続されている。bMN1のドレインがbMP2のドレイン及びゲートに接続され、bMP2のゲートと増幅回路Aのゲート接地回路のAMP4及びAMP5のゲートとが接続されている。本実施形態では、bMP3のゲートや、bMN1及びbMN2のソースが、定電圧源bias2や定電位源Vss等のバイアス源と接続する外部入力端子となる。また、bMP2のドレイン及びゲートが、増幅回路Aのゲートバイアス入力端子であるAMP4及びAMP5のゲートに対してバイアスを与えており、第2のバイアス回路の出力端子となっている。ここで、bMP1〜bMP3はPMOSトランジスタであり、bMN1〜bMN2はNMOSトランジスタである。なお、定電圧源bias2は、増幅回路Aの正転入力端子inpに基準電位を供給する基準電源Vrefと連動してbMP3にバイアスを与えるものである。   Further, the signal processing circuit E of the present embodiment includes a second bias circuit b that applies a gate bias to the gates of the AMP4 and AMP5 of the grounded gate circuit of the amplifier circuit A. The second bias circuit b also supplies an operation bias for causing the amplifier circuit to perform an amplification operation. The signal processing circuit E1 includes a second bias circuit b1 corresponding to the gate ground circuit of the amplifier circuit A1, and the signal processing circuit E2 includes a second bias circuit b2 corresponding to the gate ground circuit of the amplifier circuit A2. Each is provided. The signal processing circuit Ex is provided with a second bias circuit bx corresponding to the gate ground circuit of the amplifier circuit Ax. That is, the semiconductor integrated circuit device 204 has second bias circuits b1 to bn corresponding to the signal processing circuits E1 to En. The second bias circuit b includes bMP3 serving as an input element, bMN1 and bMN2 constituting a current mirror circuit, bMP2 serving as an output element, and bMP1 serving as a current source. A constant voltage source bias2 that is a bias source is electrically connected to a gate of bMP3 that is an input element of the second bias circuit b via a bias line BL2. On the other hand, a constant potential source Vss that provides a constant potential such as a ground potential is connected to the sources of bMN1 and bMN2 via a power supply line SL2. The drain of bMN1 is connected to the drain and gate of bMP2, and the gate of bMP2 is connected to the gates of AMP4 and AMP5 of the gate ground circuit of the amplifier circuit A. In the present embodiment, the gate of bMP3 and the sources of bMN1 and bMN2 serve as external input terminals connected to bias sources such as the constant voltage source bias2 and the constant potential source Vss. Further, the drain and gate of bMP2 apply a bias to the gates of AMP4 and AMP5, which are gate bias input terminals of the amplifier circuit A, and serve as output terminals of the second bias circuit. Here, bMP1 to bMP3 are PMOS transistors, and bMN1 to bMN2 are NMOS transistors. The constant voltage source bias2 applies a bias to the bMP3 in conjunction with a reference power supply Vref that supplies a reference potential to the normal input terminal inp of the amplifier circuit A.

本実施形態において、半導体集積回路204の複数の信号処理回路E1〜Enが、複数の群に分割されている。本実施形態では、信号処理回路E1〜Enのうち、信号処理回路E1〜Exが1つの群である第1群(Group1)に含まれている。そして、そのような群が複数設けられて、ひとつの半導体集積回路204に含まれている。ここでxは2以上でnより小さい自然数であり、且つnの約数である。つまり、検出器201のm行n列分の画素に対応したn個の信号処理回路Eを含む半導体集積回路装置204において、1つの群内にはx個の信号処理回路Eが設けられており、そのような群がn/x個設けられている。そして、ひとつの群内において、各バイアス回路の外部入力端子が共通の接続配線により接続されている。本実施形態においては、各第1のバイアス回路BのBMN1のドレイン及びゲートが群内でバイアスラインBL1により接続されており、各第1のバイアス回路BのBMN1及びBMN2のソースが群内で電源ラインSL1により接続されている。また、各第2のバイアス回路bのbMP3のゲートが群内でバイアスラインBL2により接続されており、各第2のバイアス回路bのbMN1及びbMN2のソースが群内で電源ラインSL2により接続されている。   In the present embodiment, the plurality of signal processing circuits E1 to En of the semiconductor integrated circuit 204 are divided into a plurality of groups. In the present embodiment, among the signal processing circuits E1 to En, the signal processing circuits E1 to Ex are included in a first group (Group1) which is one group. A plurality of such groups are provided and included in one semiconductor integrated circuit 204. Here, x is a natural number greater than or equal to 2 and smaller than n, and is a divisor of n. That is, in the semiconductor integrated circuit device 204 including n signal processing circuits E corresponding to pixels of m rows and n columns of the detector 201, x signal processing circuits E are provided in one group. , N / x such groups are provided. In one group, the external input terminals of the bias circuits are connected by a common connection wiring. In the present embodiment, the drain and gate of BMN1 of each first bias circuit B are connected within the group by a bias line BL1, and the sources of BMN1 and BMN2 of each first bias circuit B are power sources within the group. Connected by line SL1. In addition, the gate of bMP3 of each second bias circuit b is connected by a bias line BL2 within the group, and the sources of bMN1 and bMN2 of each second bias circuit b are connected by a power line SL2 within the group. Yes.

そして、各バイアス回路の外部入力端子を共通に接続する接続配線が、各群毎に分割されている。つまり、半導体集積回路装置の複数の信号処理回路は複数の群に分割されており、半導体集積回路装置は各群毎に分割して設けられた接続配線を複数有している。そして、1つの群内において各バイアス回路の外部入力端子が各群毎に分割して設けられた接続配線により共通に接続されている。本実施形態においては、第1のバイアス回路B1〜Bnのうち、第1のバイアス回路B1〜Bxが第1群(Group1)に属する。そして第1のバイアス回路B1〜BxのBMN1のドレイン及びゲートが、他の群である第2群(Group2)のバイアスラインBL1−2と分割されたバイアスラインBL1−1によって接続されている。また、第1のバイアス回路B1〜BxのBMN1及びBMN2のソースが、他の群である第2群(Group2)の電源ラインSL1−2と分割された電源ラインSL1−1によって接続されている。また、本実施形態においては、第2のバイアス回路b1〜bnのうち、第2のバイアス回路b1〜bxが第1群(Group1)に属する。そして第2のバイアス回路b1〜bxのbMN1及びbMN2のソースが、他の群である第2群(Group2)のバイアスラインBL2−2と分割されたバイアスラインBL2−1によって接続されている。更に、第2のバイアス回路b1〜bxのbMP3のゲートが、他の群である第2群(Group2)の電源ラインSL2−2と分割された電源ラインSL2−1によって接続されている。なお、1つの半導体集積回路装置204内で分割する群の数は、半導体集積回路装置204内の全信号処理回路の数nを、1つの群内における信号処理回路の数xで割ったn/xとなる。この群の数n/xは10以上であることが望ましい。これは、連続した画像信号の変動は、ランダムに発生するノイズ成分の10分の1以下であることが望ましいことによるものである。これにより、バイアスライン及び電源ライン等の接続配線の配線抵抗とそれらに流れる電流で発生する電位勾配が分割され、それに伴う画像信号の行方向の出力勾配が分割される。それにより、画像信号の出力勾配が小さくなりまた行方向に分散化されるため、画像信号の画像品質の著しい低下を抑制できる。また、バイアス回路の外部入力端子をx個接続することにより、外部入力端子となるトランジスタのゲート幅を実効的にx倍することと等価となる。トランジスタのフリッカノイズはトランジスタのゲート幅とゲート長の積に反比例するので、バイアス回路に起因する信号処理回路のノイズは、共通に接続されていない形態に比べておよそ√x分の1になる。   A connection wiring for commonly connecting the external input terminals of the bias circuits is divided for each group. That is, the plurality of signal processing circuits of the semiconductor integrated circuit device are divided into a plurality of groups, and the semiconductor integrated circuit device has a plurality of connection wirings divided and provided for each group. In each group, the external input terminals of the respective bias circuits are connected in common by connection wirings divided for each group. In the present embodiment, among the first bias circuits B1 to Bn, the first bias circuits B1 to Bx belong to the first group (Group1). The drains and gates of BMN1 of the first bias circuits B1 to Bx are connected to the bias line BL1-2 of the second group (Group2), which is another group, by the divided bias line BL1-1. Further, the sources of BMN1 and BMN2 of the first bias circuits B1 to Bx are connected to the power supply line SL1-2 of the second group (Group2) which is another group by the divided power supply line SL1-1. In the present embodiment, among the second bias circuits b1 to bn, the second bias circuits b1 to bx belong to the first group (Group1). The sources of bMN1 and bMN2 of the second bias circuits b1 to bx are connected to the bias line BL2-2 of the second group (Group2), which is another group, by the divided bias line BL2-1. Further, the gates of bMP3 of the second bias circuits b1 to bx are connected to the power supply line SL2-2 of the second group (Group2) which is another group by the divided power supply line SL2-1. Note that the number of groups divided in one semiconductor integrated circuit device 204 is n / number obtained by dividing the number n of all signal processing circuits in the semiconductor integrated circuit device 204 by the number x of signal processing circuits in one group. x. The number n / x of this group is preferably 10 or more. This is because the fluctuation of the continuous image signal is desirably 1/10 or less of the noise component generated at random. As a result, the wiring gradient of the connection wiring such as the bias line and the power supply line and the potential gradient generated by the current flowing through them are divided, and the output gradient in the row direction of the image signal is divided accordingly. As a result, the output gradient of the image signal is reduced and dispersed in the row direction, so that it is possible to suppress a significant deterioration in the image quality of the image signal. Further, by connecting x external input terminals of the bias circuit, it is equivalent to effectively multiplying the gate width of the transistor serving as the external input terminal by x. Since the flicker noise of the transistor is inversely proportional to the product of the gate width and the gate length of the transistor, the noise of the signal processing circuit caused by the bias circuit is about 1 / √x compared to the case of not being connected in common.

ここで、半導体集積回路装置204は、定電流源や定電圧源などのバイアス源を複数有し、複数に分割された信号処理回路の群に対応して、群毎にバイアス源を備えていることが好ましい。そして群毎のバイアス源がその群の接続配線にそれぞれ対応して接続されていることが好ましい。例えば、図9に示す本発明の他の形態である、半導体集積回路装置内の複数の信号処理回路の群に対して共通のバイアス源を有する形態の極端な例として、全ての信号処理回路に対して共通のバイアス源を有する形態を鑑みる。全信号処理装置に共通のバイアス源bias1等と複数の接続配線BL等とを接続する連結配線LLを有する。そして連結配線LL及び各接続配線を介して共通のバイアス源bias1等から供給される動作バイアスに外部から電磁ノイズや制御回路からの共振ノイズ等が混入すると、半導体集積回路内の各増幅回路の増幅特性に変動が生じる。この変動は、撮像装置から行単位で出力される画像信号に、半導体集積回路単位でスジ状のノイズを発生させてしまう。スジ状のノイズは画像信号において目立つため、撮像装置から出力される画像信号の画像品質を著しく低下させてしまう。本実施形態においては、第1群(Group1)に属する複数の信号処理回路E1〜Exに含まれる複数の第1のバイアス回路B1〜Bxに対応してバイアス源である定電流源bias1−1が備えられている。そして、定電流源bias1−1はバイアスラインBL1−1を介して共通に各第1のバイアス回路B1〜Bxの入力用素子であるBMN1のドレイン及びゲートに電気的に接続されている。また、複数の第1のバイアス回路B1〜Bxに対応して定電位源Vssが備えられている。そして、定電位源Vssは電源ラインSL1−1を介して共通に各第1のバイアス回路B1〜BxのBMN1及びBMN2のソースに電気的に接続されている。また、第1群(Group1)に属する複数の信号処理回路E1〜Exに含まれる複数の第2のバイアス回路b1〜bxに対応してバイアス源である定電圧源bias2−1が備えられている。定電圧源bias2−1はバイアスラインBL2−1を介して共通に各第2のバイアス回路b1〜bxの入力用素子であるbMP3のゲートに電気的に接続されている。更に、複数の第2のバイアス回路b1〜bxに対応して定電位源Vssが備えられている。そして、定電位源Vssは電源ラインSL2−1を介して共通に各第2のバイアス回路b1〜bxのbMN1及びbMN2のソースに電気的に接続されている。このように、半導体集積回路装置204分割された群毎に各バイアス回路の外部入力端子に共通接続された接続配線に対応して接続されたバイアス源を複数有している。これにより、画像信号に発生し得るスジ状のノイズが行方向で分散され、スジ状のノイズを目立たなくすることが可能となり、画像信号の画像品質の著しい低下を抑制できる。   Here, the semiconductor integrated circuit device 204 has a plurality of bias sources such as a constant current source and a constant voltage source, and each group has a bias source corresponding to the group of signal processing circuits divided into a plurality of groups. It is preferable. It is preferable that the bias source for each group is connected corresponding to the connection wiring of the group. For example, as an extreme example of a configuration having a common bias source for a group of a plurality of signal processing circuits in a semiconductor integrated circuit device, which is another embodiment of the present invention shown in FIG. Consider a configuration having a common bias source. A connection line LL that connects a bias source bias1 and the like common to all the signal processing devices and a plurality of connection lines BL and the like is provided. When electromagnetic noise, resonance noise from the control circuit, or the like is mixed into the operation bias supplied from the common bias source bias1 or the like via the connection line LL and each connection line, the amplification of each amplifier circuit in the semiconductor integrated circuit Variations occur in the characteristics. This variation causes streak-like noise in the semiconductor integrated circuit unit in the image signal output from the imaging device in the row unit. Since the streak noise is conspicuous in the image signal, the image quality of the image signal output from the imaging device is significantly deteriorated. In the present embodiment, the constant current source bias1-1 that is a bias source corresponding to the plurality of first bias circuits B1 to Bx included in the plurality of signal processing circuits E1 to Ex belonging to the first group (Group1) is provided. Is provided. The constant current source bias1-1 is electrically connected to the drain and gate of the BMN1 which is an input element of each of the first bias circuits B1 to Bx via the bias line BL1-1. A constant potential source Vss is provided corresponding to the plurality of first bias circuits B1 to Bx. The constant potential source Vss is electrically connected to the sources of BMN1 and BMN2 of each of the first bias circuits B1 to Bx via the power supply line SL1-1. A constant voltage source bias2-1 that is a bias source is provided corresponding to the plurality of second bias circuits b1 to bx included in the plurality of signal processing circuits E1 to Ex belonging to the first group (Group1). . The constant voltage source bias2-1 is electrically connected to a gate of bMP3 which is an input element of each of the second bias circuits b1 to bx via a bias line BL2-1. Further, a constant potential source Vss is provided corresponding to the plurality of second bias circuits b1 to bx. The constant potential source Vss is electrically connected to the sources of bMN1 and bMN2 of each of the second bias circuits b1 to bx via the power supply line SL2-1. As described above, each group divided into the semiconductor integrated circuit device 204 has a plurality of bias sources connected corresponding to the connection wiring commonly connected to the external input terminal of each bias circuit. As a result, streak-like noise that may occur in the image signal is dispersed in the row direction, and it becomes possible to make the streak-like noise inconspicuous, and a significant reduction in the image quality of the image signal can be suppressed.

更に、本実施形態では、各群内において、各バイアス回路の出力端子を接続用配線によって共通に接続し、各増幅回路のバイアス入力端子に共通に接続されている。本実施形態においては、第1群(Group1)に属する第1のバイアス回路B1〜BxのBMP1のゲートが、他の群である第2群(Group2)の接続用配線CL1−2と分割された接続用配線CL1−1によって共通に接続されている。そして、第1のバイアス回路B1〜BxのBMP1のゲート及び接続用配線CL1−1が、対応する増幅回路A1〜AxのAMP1のゲートと共通に接続されている。また、本実施形態においては、第2のバイアス回路b1〜bnのうち、第1群に属する第2のバイアス回路b1〜bxのbMP2のドレイン及びゲートが、他の群である第2群の接続用配線CL2−2と分割された接続用配線CL2−1によって接続されている。そして、第2のバイアス回路b1〜bxのbMP2のドレイン、ゲート及び接続用配線CL2−1が、対応する増幅回路A1〜Axのゲート接地回路の入力端子であるAMP4及びAMP5のゲートと共通に接続されている。このように、バイアス回路の出力端子をx個接続することにより、出力端子となるトランジスタのゲート幅を実効的にx倍することと等価となる。トランジスタのフリッカノイズはトランジスタのゲート幅とゲート長の積に反比例するので、バイアス回路に起因する信号処理回路のノイズは、共通に接続されていない形態に比べておよそ√x分の1になる。ここで、一群に含まれる信号処理回路の数xとノイズ出力との関係についてシミュレーションを行った。結果を図4に示す。図4のシミュレーションは、1つの半導体集積回路装置内に260個の信号処理回路が配置されている形態について行ったものである。図4において、一群に含まれる信号処理回路の数xを大きくすると、バイアス回路に起因するノイズの影響が改善されるため、信号処理回路のノイズ特性が低減される。そして、xを20とした時に約95%低減され、それ以上xを大きくしても信号処理回路のノイズ特性低減効果は飛躍的に向上しない。そのため、信号処理回路のノイズ特性低減効果についてはxが20以上であることが好ましく、それによりn/xは13以下であることが望ましい。先に説明した電位勾配に対する効果と信号処理回路のノイズ特性低減効果とをあわせて鑑みると、1つの半導体集積回路装置内の群の数n/xは10以上13以下であることが望ましい。なお、図1においては、消費電力を低減するために第1のバイアス回路Bの外部入力端子に入力する定電流を小さく設定し、BMP1とAMP1のゲート幅の比(ミラー比R(Rは実数))を大きく設計することが有効である。図1を適用すると、実効的なミラー比を小さくでき、第1のバイアス回路5のBMN1、BMN2、BMP1で発生する雑音は増幅回路AにR/x倍で伝搬され、信号処理回路の雑音特性が改善される。また、増幅回路Aの消費電力、レイアウト面積は要求性能からほぼ決まってしまう。図1の第1のバイアス回路Bの消費電力及びレイアウト面積をできるだけ小さく設計することになると、結果的にBMP1とAMP1とのミラー比Rはある程度大きくなる。図1の第1のバイアス回路Bと増幅回路Aの消費電力に差がある場合、つまりミラー比Rが大きくなる場合、本発明を適用することで実効的なミラー比を小さくでき、増幅回路の雑音特性が改善される。すなわち図1の増幅回路Aの消費電力W1と第1のバイアス回路Bの消費電力W2は、W1>W2の関係にある場合、本形態の効果が大きく得られ、雑音特性の改善される。   Furthermore, in this embodiment, in each group, the output terminals of the bias circuits are connected in common by the connection wiring, and are connected in common to the bias input terminals of the amplifier circuits. In the present embodiment, the gate of BMP1 of the first bias circuit B1 to Bx belonging to the first group (Group1) is divided from the connection wiring CL1-2 of the second group (Group2) which is another group. They are commonly connected by a connection wiring CL1-1. The gate of BMP1 of the first bias circuits B1 to Bx and the connection wiring CL1-1 are connected in common with the gate of AMP1 of the corresponding amplifier circuits A1 to Ax. In the present embodiment, among the second bias circuits b1 to bn, the drain and gate of bMP2 of the second bias circuits b1 to bx belonging to the first group are connected to the second group which is another group. The connection wiring CL2-2 is connected to the divided connection wiring CL2-1. Then, the drain, gate and connection wiring CL2-1 of bMP2 of the second bias circuits b1 to bx are connected in common with the gates of AMP4 and AMP5 which are input terminals of the gate ground circuit of the corresponding amplifier circuits A1 to Ax. Has been. Thus, by connecting x output terminals of the bias circuit, it is equivalent to effectively multiplying the gate width of the transistor serving as the output terminal by x. Since the flicker noise of the transistor is inversely proportional to the product of the gate width and the gate length of the transistor, the noise of the signal processing circuit caused by the bias circuit is about 1 / √x compared to the case of not being connected in common. Here, a simulation was performed on the relationship between the number x of signal processing circuits included in the group and the noise output. The results are shown in FIG. The simulation of FIG. 4 is performed for a configuration in which 260 signal processing circuits are arranged in one semiconductor integrated circuit device. In FIG. 4, when the number x of signal processing circuits included in a group is increased, the influence of noise caused by the bias circuit is improved, so that the noise characteristics of the signal processing circuit are reduced. When x is set to 20, it is reduced by about 95%, and even if x is further increased, the noise characteristic reduction effect of the signal processing circuit is not dramatically improved. Therefore, regarding the noise characteristic reduction effect of the signal processing circuit, x is preferably 20 or more, and accordingly n / x is preferably 13 or less. Considering the above-described effect on the potential gradient and the effect of reducing the noise characteristics of the signal processing circuit, it is desirable that the number n / x of groups in one semiconductor integrated circuit device is 10 or more and 13 or less. In FIG. 1, the constant current input to the external input terminal of the first bias circuit B is set small to reduce power consumption, and the ratio of the gate width of BMP1 to AMP1 (mirror ratio R (R is a real number). It is effective to design large))). By applying FIG. 1, the effective mirror ratio can be reduced, and the noise generated in BMN1, BMN2, and BMP1 of the first bias circuit 5 is propagated to the amplifier circuit A by R / x times, and the noise characteristics of the signal processing circuit Is improved. The power consumption and layout area of the amplifier circuit A are almost determined from the required performance. If the power consumption and layout area of the first bias circuit B of FIG. 1 are designed to be as small as possible, the mirror ratio R between BMP1 and AMP1 will eventually increase to some extent. When there is a difference in power consumption between the first bias circuit B and the amplifier circuit A in FIG. 1, that is, when the mirror ratio R is increased, the effective mirror ratio can be reduced by applying the present invention. Noise characteristics are improved. That is, when the power consumption W1 of the amplifier circuit A in FIG. 1 and the power consumption W2 of the first bias circuit B are in the relationship of W1> W2, the effect of this embodiment is greatly obtained and the noise characteristics are improved.

本実施形態において、群毎に各バイアス回路の外部入力端子が共通の接続配線により接続されていることにより、出力勾配に起因する画像品質の著しい低下を抑制できる。また、群毎に各バイアス回路の出力端子を共通に接続して各増幅回路のバイアス入力端子に共通に接続することにより、得られた画像信号の低雑音化が達成される。そして、バイアス回路を分散して配置することにより、低消費電力化及び小面積化を好適に達成するための設計の自由度があがり、要求される画像信号の特性に応じた好適な回路設計が容易に可能となる。これらにより、撮像装置に用いられる信号処理回路を含む半導体集積回路装置として要求される、低雑音化、低消費電力化及び小面積化を好適に達成することできる。   In this embodiment, the external input terminal of each bias circuit is connected to each group by a common connection wiring, so that a significant deterioration in image quality due to the output gradient can be suppressed. Further, by connecting the output terminal of each bias circuit in common to each group and connecting it in common to the bias input terminal of each amplifier circuit, noise reduction of the obtained image signal is achieved. By disposing the bias circuits in a distributed manner, the degree of freedom in design for achieving low power consumption and small area is increased, and a suitable circuit design corresponding to the required characteristics of the image signal can be achieved. Easy to do. As a result, it is possible to suitably achieve low noise, low power consumption, and small area required as a semiconductor integrated circuit device including a signal processing circuit used in an imaging device.

なお、本発明における信号処理回路は、本実施形態において説明した形態に限定されるものではなく、種々の形態を用いることができる。図5を用いて、他の信号処理回路の例を示す。なお、図5においては、説明及び図面の簡略化のために、ひとつの信号処理回路を用いて説明する。   The signal processing circuit in the present invention is not limited to the form described in this embodiment, and various forms can be used. An example of another signal processing circuit will be described with reference to FIG. Note that in FIG. 5, for the sake of explanation and simplification of the drawing, description will be made using one signal processing circuit.

図5(a)は、本発明に適用可能な信号処理回路の第1例の概略的な等価回路図である。第1例においては、信号処理回路E’の増幅回路A’は、図1の増幅回路Aのゲート接地回路を構成するAMN1及びAMN2が省略されている。また、それに併せて第2のバイアス回路bも省略されている。それ以外の構成は図1で説明したものと同様であり、説明を省略する。図5(b)は、本発明に適用可能な信号処理回路の第2例の概略的な等価回路図である。第2例の第1のバイアス回路B’は、第1例の第1のバイアス回路BのBMN1とBMN2で構成しているカレントミラー回路に変えて、定電圧源bias2がゲートに接続されたBMN1を用いて構成している。また、それに伴い第1例の定電流源bias1に変えて定電圧源bias2を用いている。信号処理回路E”において、それ以外の構成は第1例と同様の構成であり、説明を省略する。図5(c)は、本発明に適用可能な信号処理回路の第3例の概略的な等価回路図である。第3例の第1のバイアス回路B”’は、第1例の第1のバイアス回路B’のBMN2及びBMP1を省略し、BMN1のゲート及びドレインが出力端子とされている。また第3例の増幅回路A”は、AMN1を入力、AMN2を負荷としたソースフォロワ回路である。このような構成は、入力信号を増幅利得がほぼ1で出力して後段に伝達する場合や、入力信号のレベルをシフトして出力して後段に伝達する場合に用いられる。信号処理回路E’”は、第1のバイアス回路B”’のBMN1と、ソースフォロワ回路の負荷AMN1とでカレントミラー回路を構成する。ここで説明した他の信号処理回路は一例であり、種々の増幅回路、バイアス回路、第2のバイアス回路を適宜組み合わせることができる。なお、バイアス源としての定電流源及び定電圧源は、使用される信号処理回路の構成に応じて適宜選択される。   FIG. 5A is a schematic equivalent circuit diagram of a first example of a signal processing circuit applicable to the present invention. In the first example, the amplification circuit A ′ of the signal processing circuit E ′ does not include AMN1 and AMN2 constituting the gate ground circuit of the amplification circuit A of FIG. In addition, the second bias circuit b is also omitted. The rest of the configuration is the same as that described with reference to FIG. FIG. 5B is a schematic equivalent circuit diagram of a second example of a signal processing circuit applicable to the present invention. The first bias circuit B ′ of the second example is changed to a current mirror circuit composed of BMN1 and BMN2 of the first bias circuit B of the first example, and BMN1 in which the constant voltage source bias2 is connected to the gate. It is configured using. Accordingly, a constant voltage source bias2 is used instead of the constant current source bias1 of the first example. The rest of the configuration of the signal processing circuit E ″ is the same as that of the first example, and a description thereof will be omitted. FIG. 5C is a schematic diagram of a third example of the signal processing circuit applicable to the present invention. In the first bias circuit B ″ ′ of the third example, BMN2 and BMP1 of the first bias circuit B ′ of the first example are omitted, and the gate and drain of BMN1 are output terminals. ing. In addition, the amplifier circuit A ″ of the third example is a source follower circuit having AMN1 as an input and AMN2 as a load. Such a configuration is used when an input signal is output with an amplification gain of approximately 1 and transmitted to the subsequent stage. The signal processing circuit E ′ ″ is used by shifting the level of the input signal and transmitting it to the subsequent stage. The signal processing circuit E ′ ″ is current-generated by the BMN1 of the first bias circuit B ″ ′ and the load AMN1 of the source follower circuit. The other signal processing circuit described here is an example, and various amplifier circuits, bias circuits, and second bias circuits can be appropriately combined, and a constant current source as a bias source and The constant voltage source is appropriately selected according to the configuration of the signal processing circuit used.

また、本実施形態では、検出器と半導体集積回路装置を別の基板に設けた撮像装置を用いて説明したが、本発明はそれに限定されるものではない。検出器と半導体集積回路装置とを同じ半導体基板に準備した撮像装置にも適用できる。半導体基板に準備された検出器の例として、図6にCMOSセンサ等の増幅型の画素を用いた検出器の概略的な等価回路図を示す。   In this embodiment, the image pickup apparatus in which the detector and the semiconductor integrated circuit device are provided on different substrates has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to an imaging device in which a detector and a semiconductor integrated circuit device are prepared on the same semiconductor substrate. As an example of the detector prepared on the semiconductor substrate, FIG. 6 shows a schematic equivalent circuit diagram of a detector using an amplification type pixel such as a CMOS sensor.

図6において、PD11〜PDNNはフォトダイオード、MN11〜MNNNはソースフォロア、MN1b〜MNNbは電流源である。ソースフォロアMN11〜MNNNは電流源MN1b〜MNNbと接続されてソースフォロワ回路を構成している。フォトダイオードPD11〜PDNNの出力をソースフォロワ回路で増幅して出力する。ソースフォロワ回路の負荷である電流源MN1b〜MNNbのゲート端子と、バイアス回路であるMN1a〜MNNaのゲート端子及びドレイン端子をそれぞれ接続し、カレントミラー回路を構成する。また、ソースフォロワ回路の出力は列毎に共通であり、スイッチS11〜SNNによってフォトダイオードPD11〜NNを選択する。ソースフォロワ回路の負荷を列毎に共通にすることで、配置数Nの増大に伴うレイアウト面積の増大を低減している。バイアス回路の出力端子bs21〜bs2Nを2個ずつ接続すると、バイアス回路を構成するトランジスタのゲート幅が実効的に2倍となる。バイアス回路に起因するノイズは出力端子bs21〜bs2Nを接続しない構成と比較して、およそ√2分の1になるためソースフォロワ回路出力のノイズが低減する。   In FIG. 6, PD11 to PDNN are photodiodes, MN11 to MNNN are source followers, and MN1b to MNNb are current sources. The source followers MN11 to MNNN are connected to the current sources MN1b to MNNb to form a source follower circuit. The outputs of the photodiodes PD11 to PDNN are amplified by a source follower circuit and output. A current mirror circuit is configured by connecting the gate terminals of the current sources MN1b to MNNb, which are loads of the source follower circuit, and the gate terminals and the drain terminals of MN1a to MNNa, which are bias circuits. The output of the source follower circuit is common for each column, and the photodiodes PD11 to NN are selected by the switches S11 to SNN. By making the load of the source follower circuit common to each column, an increase in layout area due to an increase in the number N of arrangements is reduced. When the output terminals bs21 to bs2N of the bias circuit are connected two by two, the gate width of the transistor constituting the bias circuit is effectively doubled. Since the noise caused by the bias circuit is about {fraction (1/2)} as compared with the configuration in which the output terminals bs21 to bs2N are not connected, the noise of the source follower circuit output is reduced.

(第2の実施形態)
図7を用いて、本実施形態における半導体集積回路装置を説明する。なお、第1の実施形態と同じ構成要素については同じ番号もしくは記号を付与し、説明は割愛する。図7は、本実施形態における半導体集積回路装置の概略的な等価回路図である。
(Second Embodiment)
The semiconductor integrated circuit device according to this embodiment will be described with reference to FIG. The same constituent elements as those in the first embodiment are given the same numbers or symbols, and descriptions thereof are omitted. FIG. 7 is a schematic equivalent circuit diagram of the semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment.

本実施形態において、第1の実施形態と相違する点は、第1の群には奇数列の信号線Sig1〜Sig(2x−1)に対応するx個の信号処理回路E1〜E(2x−1)が含まれている。そして第2の群には偶数列の信号線Sig2〜Sig2xに対応するx個の信号処理回路E2〜E2xが含まれている。つまり、本実施形態においては、検出器が有する複数の信号線のうち所定の信号線に対応する信号処理回路と、所定の信号線とは物理的に隣接しない信号線に対応する信号処理回路とが、半導体集積回路装置のひとつの群内に含まれている。そして、第1の実施形態と同様に、半導体集積回路装置の複数の信号処理回路は複数の群に分割されており、半導体集積回路装置は各群毎に分割して設けられた接続配線を複数有している。そして、1つの群内において各バイアス回路の外部入力端子が各群毎に分割して設けられた接続配線により共通に接続されている。また、半導体集積回路がバイアス源を複数有し、複数に分割された信号処理回路の群に対応して群毎にバイアス源を有し、群毎のバイアス源がその群の接続配線にそれぞれ対応して接続されている。更に、半導体集積回路装置の1つの群内において、各バイアス回路の出力端子を接続配線によって共通に接続し、各増幅回路のバイアス入力端子に共通に接続されている。本実施形態では、第1の実施形態の効果に加えて、信号処理回路間の特性差が現れる空間的な周波数を大きくすることにより特性差を認識しにくし、画像信号の画像品質の著しい低下をより抑制できる効果がある。   The present embodiment is different from the first embodiment in that the first group includes x signal processing circuits E1 to E (2x−) corresponding to the odd-numbered signal lines Sig1 to Sig (2x−1). 1) is included. The second group includes x signal processing circuits E2 to E2x corresponding to the even-numbered signal lines Sig2 to Sig2x. That is, in the present embodiment, a signal processing circuit corresponding to a predetermined signal line among a plurality of signal lines included in the detector, and a signal processing circuit corresponding to a signal line that is not physically adjacent to the predetermined signal line, Are included in one group of semiconductor integrated circuit devices. As in the first embodiment, the plurality of signal processing circuits of the semiconductor integrated circuit device are divided into a plurality of groups, and the semiconductor integrated circuit device has a plurality of connection wirings divided and provided for each group. Have. In each group, the external input terminals of the respective bias circuits are connected in common by connection wirings divided for each group. In addition, the semiconductor integrated circuit has a plurality of bias sources, each group has a bias source corresponding to the group of signal processing circuits divided into a plurality, and each group bias source corresponds to the connection wiring of the group. Connected. Further, in one group of semiconductor integrated circuit devices, the output terminals of the respective bias circuits are commonly connected by connection wirings, and are commonly connected to the bias input terminals of the respective amplifier circuits. In the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, it is difficult to recognize the characteristic difference by increasing the spatial frequency at which the characteristic difference between the signal processing circuits appears, and the image quality of the image signal is significantly reduced. There is an effect that can be suppressed more.

なお、本実施形態において、奇数列、偶数列に対応する群を設けたが、本発明はそれに限定されるものではない。例えば2列おきや3列おきの信号線に対応する複数の信号処理回路で1つの群を構成してもよいし、2列連続し且つ2列おきの信号線に対応する複数の信号処理回路で1つの群を構成してもよい。   In the present embodiment, groups corresponding to odd columns and even columns are provided, but the present invention is not limited thereto. For example, a group may be constituted by a plurality of signal processing circuits corresponding to every two or three columns of signal lines, or a plurality of signal processing circuits corresponding to every two consecutive signal lines. A single group may be configured.

(第3の実施形態)
次に、本発明に係る撮像装置である放射線撮像装置を用いた放射線撮像システムについて図8を用いて説明する。
(Third embodiment)
Next, a radiation imaging system using a radiation imaging apparatus which is an imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.

図8に示すように、放射線源となるX線発生装置6050で発生したX線6060は、患者或いは被験者6061の胸部6062を透過し、放射線撮像装置6040に入射する。この入射したX線には患者6061の体内部の情報が含まれている。X線の入射に対応して放射線撮像装置6040の蛍光体は発光し、その光を光電変換して電気的情報を得る。この情報は、デジタルに変換され信号処理手段となるイメージプロセッサ6070により画像処理され制御室の表示手段となるディスプレイ6080で観察できる。   As shown in FIG. 8, X-rays 6060 generated by an X-ray generator 6050 serving as a radiation source pass through a chest 6062 of a patient or subject 6061 and enter a radiation imaging apparatus 6040. This incident X-ray includes information inside the body of the patient 6061. Corresponding to the incidence of X-rays, the phosphor of the radiation imaging apparatus 6040 emits light and photoelectrically converts the light to obtain electrical information. This information can be digitally converted and image-processed by an image processor 6070 serving as signal processing means, and observed on a display 6080 serving as display means in the control room.

また、この情報は電話回線6090等の伝送処理手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールーム等の表示手段となるディスプレイ6081に表示又は光ディスク装置等の記録手段により光ディスク等の記録媒体に保存することができる。そのため、遠隔地の医師が診断することも可能である。またフィルムプロセッサ6100によりフィルム6110に記録することもできる。   Further, this information can be transferred to a remote place by transmission processing means such as a telephone line 6090 and displayed on a display 6081 serving as display means such as a doctor room in another place or recorded on a recording medium such as an optical disk by recording means such as an optical disk device. Can be saved. Therefore, it is possible for a remote doctor to make a diagnosis. It can also be recorded on the film 6110 by the film processor 6100.

本発明では、半導体集積回路装置の複数の信号処理回路は複数の群に分割されており、半導体集積回路装置は各群毎に分割して設けられた接続配線を複数有している。そして、1つの群内において各バイアス回路の外部入力端子が各群毎に分割して設けられた接続配線により共通に接続されている。そして、接続配線による接続は各群毎に分割されている。これにより、バイアス源と接続する接続配線の配線抵抗とそれらに流れる電流で発生する電位勾配が分割され、それに伴う画像信号の行方向の出力勾配が分割される。それにより、画像信号の出力勾配が小さくなりまた行方向に分散化されるため、画像信号の画像品質の著しい低下を抑制できる。   In the present invention, the plurality of signal processing circuits of the semiconductor integrated circuit device are divided into a plurality of groups, and the semiconductor integrated circuit device has a plurality of connection wirings provided for each group. In each group, the external input terminals of the respective bias circuits are connected in common by connection wirings divided for each group. And the connection by connection wiring is divided | segmented for every group. Thereby, the wiring resistance of the connection wiring connected to the bias source and the potential gradient generated by the current flowing through them are divided, and the output gradient in the row direction of the image signal is divided accordingly. As a result, the output gradient of the image signal is reduced and dispersed in the row direction, so that it is possible to suppress a significant deterioration in the image quality of the image signal.

また本発明では、半導体集積回路がバイアス源を複数有し、複数に分割された信号処理回路の群に対応して群毎にバイアス源を有し、群毎のバイアス源がその群の接続配線にそれぞれ対応して接続されている。これにより、画像信号に発生し得るスジ状のノイズが行方向で分散され、スジ状のノイズを目立たなくすることが可能となり、画像信号の画像品質の著しい低下を抑制できる。   In the present invention, the semiconductor integrated circuit has a plurality of bias sources, and each group has a bias source corresponding to the group of signal processing circuits divided into a plurality of groups, and the bias source for each group is a connection wiring of the group. Are connected correspondingly. As a result, streak-like noise that may occur in the image signal is dispersed in the row direction, and it becomes possible to make the streak-like noise inconspicuous, and a significant reduction in the image quality of the image signal can be suppressed.

更に本発明では、半導体集積回路装置の1つの群内において、各バイアス回路の出力端子を接続配線によって電気的に共通に接続し、各増幅回路のバイアス入力端子に共通に接続されている。これによりバイアス回路に起因するノイズの影響が改善されるため、信号処理回路のノイズ特性が低減され、画像信号の画像品質がより良好となる。   Furthermore, in the present invention, in one group of semiconductor integrated circuit devices, the output terminals of the respective bias circuits are electrically connected in common by the connection wiring, and are commonly connected to the bias input terminals of the respective amplifier circuits. As a result, the influence of noise caused by the bias circuit is improved, so that the noise characteristics of the signal processing circuit are reduced, and the image quality of the image signal becomes better.

そして本発明では、バイアス回路を分散して配置することにより、低消費電力化及び小面積化を好適に達成するための設計の自由度があがり、要求される画像信号の特性に応じた好適な回路設計が容易に可能となる。   In the present invention, by disposing the bias circuits in a distributed manner, the degree of freedom in design for achieving low power consumption and a small area is improved, and the bias circuit is suitable for the characteristics of the required image signal. Circuit design can be easily performed.

本発明は、X線やγ線等の放射線を電気信号に変換して画像信号を出力する医療用の放射線撮像装置やデジタルカメラなどに使用される撮像装置に適用可能は半導体集積回路装置に適用される。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a medical radiation imaging apparatus that converts radiation such as X-rays or γ-rays into an electrical signal and outputs an image signal, or an imaging apparatus used in a digital camera, etc. Is done.

本発明の第1の実施形態に係る撮像装置に用いられる半導体集積回路装置の概略的な等価回路図である。1 is a schematic equivalent circuit diagram of a semiconductor integrated circuit device used in an imaging device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における撮像装置の概略等価回路図である。1 is a schematic equivalent circuit diagram of an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における撮像装置の概略的な構成を示す平面図である。1 is a plan view illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. 信号処理回路の数xとノイズ出力との関係について行ったシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result performed about the relationship between the number x of a signal processing circuit, and a noise output. 本発明に適用可能な信号処理回路の1例を示す概略的な等価回路図である。1 is a schematic equivalent circuit diagram showing an example of a signal processing circuit applicable to the present invention. 本発明の撮像装置に適用可能な他の検出器を示す概略的な等価回路図である。It is a schematic equivalent circuit diagram which shows the other detector applicable to the imaging device of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の概略的な等価回路図である。FIG. 6 is a schematic equivalent circuit diagram of a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention. 本発明に係る撮像装置である放射線撮像装置を用いた放射線撮像システムを示す概略図である。It is the schematic which shows the radiation imaging system using the radiation imaging device which is an imaging device which concerns on this invention. 本発明の他の実施形態に係る撮像装置に用いられる半導体集積回路装置の概略的な等価回路図である。FIG. 6 is a schematic equivalent circuit diagram of a semiconductor integrated circuit device used in an imaging device according to another embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

201 検出器
202 画素
203 駆動回路
204 集積回路装置
S11〜Smn 変換素子
T11〜Tmn スイッチ素子
Vg1〜Vgm 駆動線
Sig1〜Sign 信号線
E、E1〜En 信号処理回路
A、A1〜An 増幅回路
B、B1〜Bn 第1のバイアス回路
b、b1〜bn 第2のバイアス回路
bias1 定電流源
bias2 定電圧源
Vss 定電位源
BL バイアスライン
SL 電源ライン
CL 接続用配線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 201 Detector 202 Pixel 203 Drive circuit 204 Integrated circuit device S11-Smn Conversion element T11-Tmn Switch element Vg1-Vgm Drive line Sig1-Sign Signal line E, E1-En Signal processing circuit A, A1-An Amplifier circuit B, B1 ˜Bn first bias circuit b, b1 to bn second bias circuit bias1 constant current source bias2 constant voltage source Vss constant potential source BL bias line SL power supply line CL connection wiring

Claims (12)

バイアス入力端子を有する増幅回路と、
バイアス源と電気的に接続される入力端子と前記バイアス入力端子と電気的に接続される出力端子とを有して前記増幅回路に動作バイアスを供給するバイアス回路と、
を有する信号処理回路を複数含む集積回路装置であって、
複数の前記信号処理回路は複数の群に分割されており、
前記群毎に分割して設けられた接続配線を複数有し、前記複数の群のうちの1つの群内に含まれる複数の前記バイアス回路の前記入力端子が複数の前記接続配線のうちの1つにより共通に接続されており、
前記増幅回路はゲート接地回路を有し、前記バイアス入力端子は前記ゲート接地回路を構成するトランジスタのゲートを含むことを特徴とする集積回路装置。
An amplifier circuit having a bias input terminal;
A bias circuit having an input terminal electrically connected to a bias source and an output terminal electrically connected to the bias input terminal, and supplying an operation bias to the amplifier circuit;
An integrated circuit device including a plurality of signal processing circuits having
The plurality of signal processing circuits are divided into a plurality of groups,
There are a plurality of connection wirings provided separately for each group, and the input terminal of the plurality of bias circuits included in one group of the plurality of groups is one of the plurality of connection wirings. Connected in common ,
2. The integrated circuit device according to claim 1, wherein the amplifier circuit has a grounded gate circuit, and the bias input terminal includes a gate of a transistor constituting the grounded gate circuit.
バイアス入力端子を有する増幅回路と、An amplifier circuit having a bias input terminal;
バイアス源と電気的に接続される入力端子と前記バイアス入力端子と電気的に接続される出力端子とを有して前記増幅回路に動作バイアスを供給するバイアス回路と、A bias circuit having an input terminal electrically connected to a bias source and an output terminal electrically connected to the bias input terminal, and supplying an operation bias to the amplifier circuit;
を有する信号処理回路を複数含む集積回路装置であって、An integrated circuit device including a plurality of signal processing circuits having
複数の前記信号処理回路は複数の群に分割されており、The plurality of signal processing circuits are divided into a plurality of groups,
前記群毎に分割して設けられた接続配線を複数有し、前記複数の群のうちの1つの群内に含まれる複数の前記バイアス回路の前記入力端子が複数の前記接続配線のうちの1つにより共通に接続されており、There are a plurality of connection wirings provided separately for each group, and the input terminal of the plurality of bias circuits included in one group of the plurality of groups is one of the plurality of connection wirings. Connected in common,
前記増幅回路は、前記増幅回路の電流源であるトランジスタとゲート接地回路を構成するトランジスタと、を有し、前記バイアス回路は、前記増幅回路の電流源であるトランジスタのゲートと電気的に接続される出力端子を有する第1のバイアス回路と、前記ゲート接地回路を構成するトランジスタのゲートと電気的に接続される出力端子を有する第2のバイアス回路と、を含むことを特徴とする集積回路装置。  The amplifier circuit includes a transistor that is a current source of the amplifier circuit and a transistor that forms a grounded gate circuit, and the bias circuit is electrically connected to a gate of the transistor that is a current source of the amplifier circuit. An integrated circuit device comprising: a first bias circuit having an output terminal; and a second bias circuit having an output terminal electrically connected to a gate of a transistor constituting the grounded gate circuit. .
バイアス入力端子を有する増幅回路と、An amplifier circuit having a bias input terminal;
バイアス源と電気的に接続される入力端子と前記バイアス入力端子と電気的に接続される出力端子とを有して前記増幅回路に動作バイアスを供給するバイアス回路と、A bias circuit having an input terminal electrically connected to a bias source and an output terminal electrically connected to the bias input terminal, and supplying an operation bias to the amplifier circuit;
を有する信号処理回路を複数含む集積回路装置であって、An integrated circuit device including a plurality of signal processing circuits having
複数の前記信号処理回路は複数の群に分割されており、The plurality of signal processing circuits are divided into a plurality of groups,
前記群毎に分割して設けられた接続配線を複数有し、前記複数の群のうちの1つの群内に含まれる複数の前記バイアス回路の前記入力端子が複数の前記接続配線のうちの1つにより共通に接続されており、There are a plurality of connection wirings provided separately for each group, and the input terminal of the plurality of bias circuits included in one group of the plurality of groups is one of the plurality of connection wirings. Connected in common,
n個の前記信号処理回路を有して前記1つの群内にx個の前記信号処理回路を有する場合、前記複数の群の数n/xは10以上13以下であり、xは2以上でnより小さい自然数であり且つnの約数であることを特徴とする集積回路装置。When n signal processing circuits are included and x signal processing circuits are included in the one group, the number n / x of the plurality of groups is 10 or more and 13 or less, and x is 2 or more. An integrated circuit device having a natural number smaller than n and a divisor of n.
更に前記複数の群に対応して前記バイアス源を複数有し、複数の前記バイアス源のうち前記1つの群に対応する1つの前記バイアス源と前記1つの群の前記接続配線とが電気的に接続される請求項1から3のいずれか1項に記載の集積回路装置。 Further, a plurality of bias sources are provided corresponding to the plurality of groups, and one of the bias sources corresponding to the one group among the plurality of bias sources and the connection wiring of the one group are electrically connected. integrated circuit device according to any one of claims 1-3 to be connected. 前記複数の群のうちの1つの群内に含まれる複数の前記バイアス回路の前記出力端子が電気的に共通に接続される請求項1から4のいずれか1項に記載の集積回路装置。 Integrated circuit device according the output terminals of the plurality of the bias circuit of claims 1 to be electrically connected in common to any one of 4 included in one group of the plurality of groups. 前記増幅回路は前記増幅回路の電流源であるトランジスタを有し、前記バイアス入力端子は前記トランジスタのゲートを含む請求項1からのいずれか1項に記載の集積回路装置。 The amplifier circuit has a transistor which is a current source of the amplifier circuit, the bias input terminal integrated circuit device according to claim 1, any one of 5, including a gate of said transistor. 放射線又は光を電気信号に変換するための変換素子を含む画素を複数有し、前記画素から出力された電気信号を並列に伝送するための複数の信号線を有する検出器と、
バイアス入力端子を有し、並列に伝送された電気信号を入力し、前記入力された電気信号を増幅するための増幅回路と、バイアス源と電気的に接続される入力端子と前記バイアス入力端子と電気的に接続される出力端子とを有して前記増幅回路に動作バイアスを供給するバイアス回路と、を含む信号処理回路を複数の前記信号線に対応して複数有し、複数の前記信号処理回路は複数の群に分割されている集積回路装置と、
を有する撮像装置であって、
前記集積回路装置は、前記群毎に分割して設けられた接続配線を複数有し、前記複数の群のうちの1つの群内に含まれる複数の前記バイアス回路の前記入力端子が複数の前記接続配線のうちの1つにより共通に接続されており、
前記複数の信号線のうち所定の信号線に対応する信号処理回路と、前記所定の信号線とは物理的に隣接しない信号線に対応する信号処理回路とが、前記1つの群内に含まれており、前記複数の信号線のうち前記所定の信号線と物理的に隣接する信号線に対応する信号処理回路は、前記1つの群とは異なる群に含まれていることを特徴とする撮像装置。
A detector having a plurality of pixels including a conversion element for converting radiation or light into an electrical signal, and having a plurality of signal lines for transmitting in parallel the electrical signal output from the pixel;
An amplifier circuit having a bias input terminal for inputting an electric signal transmitted in parallel and amplifying the input electric signal; an input terminal electrically connected to a bias source; and the bias input terminal A plurality of signal processing circuits corresponding to a plurality of the signal lines, each of the signal processing circuits including a bias circuit that has an output terminal electrically connected and supplies an operation bias to the amplifier circuit. An integrated circuit device in which the circuit is divided into a plurality of groups;
An imaging device having
The integrated circuit device includes a plurality of connection wirings provided separately for each group, and a plurality of the input terminals of the plurality of bias circuits included in one group among the plurality of groups. Connected in common by one of the connecting wires ,
A signal processing circuit corresponding to a predetermined signal line among the plurality of signal lines and a signal processing circuit corresponding to a signal line not physically adjacent to the predetermined signal line are included in the one group. and which signal processing circuit corresponding to the predetermined signal line physically adjacent signal lines among the plurality of signal lines, capturing characterized that you have been included in the different groups and the one group apparatus.
放射線又は光を電気信号に変換するための変換素子を含む画素を複数有し、前記画素から出力された電気信号を並列に伝送するための複数の信号線を有する検出器と、A detector having a plurality of pixels including a conversion element for converting radiation or light into an electrical signal, and having a plurality of signal lines for transmitting in parallel the electrical signal output from the pixel;
バイアス入力端子を有し、並列に伝送された電気信号を入力し、前記入力された電気信号を増幅するための増幅回路と、バイアス源と電気的に接続される入力端子と前記バイアス入力端子と電気的に接続される出力端子とを有して前記増幅回路に動作バイアスを供給するバイアス回路と、を含む信号処理回路を複数の前記信号線に対応して複数有し、複数の前記信号処理回路は複数の群に分割されている集積回路装置と、An amplifier circuit having a bias input terminal for inputting an electric signal transmitted in parallel and amplifying the input electric signal; an input terminal electrically connected to a bias source; and the bias input terminal A plurality of signal processing circuits corresponding to a plurality of the signal lines, each of the signal processing circuits including a bias circuit that has an output terminal electrically connected and supplies an operation bias to the amplifier circuit. An integrated circuit device in which the circuit is divided into a plurality of groups;
を有する撮像装置であって、An imaging device having
前記集積回路装置は、前記群毎に分割して設けられた接続配線を複数有し、前記複数の群のうちの1つの群内に含まれる複数の前記バイアス回路の前記入力端子が複数の前記接続配線のうちの1つにより共通に接続されており、The integrated circuit device includes a plurality of connection wirings provided separately for each group, and a plurality of the input terminals of the plurality of bias circuits included in one group among the plurality of groups. Connected in common by one of the connecting wires,
前記集積回路装置はn個の前記信号処理回路を有し、前記1つの群内にx個の前記信号処理回路を有する場合、前記複数の群の数n/xは10以上13以下であり、xは2以上でnより小さい自然数であり且つnの約数であることを特徴とする撮像装置。When the integrated circuit device has n signal processing circuits and x signal processing circuits in the one group, the number n / x of the plurality of groups is 10 or more and 13 or less, An imaging apparatus, wherein x is a natural number greater than or equal to 2 and less than n and is a divisor of n.
前記検出器はN列の前記画素を含み、前記集積回路装置は前記N列の前記画素のうちの前記n列の前記画素に対応して1つ設けられており、N/n個の前記集積回路装置が設けられている請求項8に記載の撮像装置。The detector includes N columns of pixels, and the integrated circuit device is provided corresponding to the n columns of pixels among the N columns of pixels, and N / n integrated circuits are provided. The imaging device according to claim 8, wherein a circuit device is provided. 前記集積回路装置は更に前記複数の群に対応して前記バイアス源を複数有し、複数の前記バイアス源のうち前記1つの群に対応する1つの前記バイアス源と前記1つの群の前記接続配線とが電気的に接続される請求項7からのいずれか1項に記載の撮像装置。 The integrated circuit device further includes a plurality of bias sources corresponding to the plurality of groups, and one bias source corresponding to the one group among the plurality of bias sources and the connection wiring of the one group. The imaging device according to any one of claims 7 to 9 , wherein and are electrically connected. 前記バイアス回路は、前記バイアス入力端子と電気的に接続される出力端子を有し、複数の群のうちの1つの群内に含まれる複数の前記バイアス回路の前記出力端子が電気的に共通に接続される請求項から10のいずれか1項に記載の撮像装置。 The bias circuit has an output terminal electrically connected to the bias input terminal, and the output terminals of a plurality of the bias circuits included in one group among the plurality of groups are electrically common. The imaging device according to any one of claims 7 to 10, which is connected. 請求項から11のいずれか1項に記載の撮像装置と、前記撮像装置からの信号を処理する信号処理手段とを含む撮像システム。 Imaging system including an imaging device; and a signal processing means for processing the signal from the imaging device in any one of claims 7 11.
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JP2550871B2 (en) * 1993-07-29 1996-11-06 日本電気株式会社 CMOS constant current source circuit
JP4309543B2 (en) * 2000-01-17 2009-08-05 オリンパス株式会社 Solid-state image sensor
JP2006270142A (en) * 2005-03-22 2006-10-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Signal amplifier circuit
JP2007214615A (en) * 2006-02-07 2007-08-23 Renesas Technology Corp Semiconductor integrated circuit device
JP4868926B2 (en) * 2006-04-21 2012-02-01 キヤノン株式会社 Radiation imaging device
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