JP5433500B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

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JP5433500B2 JP2010122890A JP2010122890A JP5433500B2 JP 5433500 B2 JP5433500 B2 JP 5433500B2 JP 2010122890 A JP2010122890 A JP 2010122890A JP 2010122890 A JP2010122890 A JP 2010122890A JP 5433500 B2 JP5433500 B2 JP 5433500B2
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

本発明は、固体撮像装置に関するものである。   The present invention relates to a solid-state imaging device.

固体撮像装置は、フォトダイオードおよび電荷蓄積部を各々有するM×N個の画素部P1,1〜PM,NがM行N列に2次元配列された受光部と、受光部の各画素部Pm,nに対して或る期間にフォトダイオードで発生した電荷を電荷蓄積部に蓄積させるとともに行毎に各画素部Pm,nの当該蓄積電荷量に応じたデータを出力させる行選択部と、受光部の各画素部Pm,nから出力されたデータを入力して各画素部Pm,nのフォトダイオードにおける発生電荷量に応じたデータを出力する読出部とを備え、また、この読出部から出力されたデータをAD変換してデジタル値を出力するAD変換部を更に備える場合がある。 The solid-state imaging device includes a light receiving unit in which M × N pixel units P 1,1 to P M, N each having a photodiode and a charge storage unit are two-dimensionally arranged in M rows and N columns, and each pixel of the light receiving unit Row selection for storing charges generated in the photodiode in a certain period for the portion P m, n in the charge storage portion and outputting data corresponding to the stored charge amount of each pixel portion P m, n for each row And a reading unit that inputs data output from each pixel unit P m, n of the light receiving unit and outputs data corresponding to the amount of charge generated in the photodiode of each pixel unit P m, n , and In some cases, an AD conversion unit that AD converts the data output from the reading unit and outputs a digital value may be provided.

このような固体撮像装置は、受光部の各画素部Pm,nに到達した光の強度を検出して撮像することができる。また、近年では、このような固体撮像装置を用いて撮像だけでなく光通信を行うことが試みられている。例えば、特許文献1に開示された発明の固体撮像装置は、各画素部からデータを読み出す複数の手段を有していて、そのうちの第1読出し手段により画素部毎にデータを読み出すことで撮像をすることができ、また、第2読出し手段により特定の1または2以上の画素部のフォトダイオードから生じた電流信号を加算して出力することで光信号を受信することができる。 Such a solid-state imaging device can detect and image the intensity of light reaching each pixel unit P m, n of the light receiving unit. In recent years, it has been attempted to perform not only imaging but also optical communication using such a solid-state imaging device. For example, the solid-state imaging device of the invention disclosed in Patent Document 1 has a plurality of means for reading data from each pixel unit, and imaging is performed by reading data for each pixel unit by the first reading unit. In addition, an optical signal can be received by adding and outputting current signals generated from photodiodes of one or more specific pixel portions by the second readout means.

特許第3995959号公報Japanese Patent No. 3995959

特許文献1に開示された発明の固体撮像装置では、第1読出し手段により読み出されるデータは画像データであることから、第1読出し手段によるデータ読出しの速度は例えば数十fps(frame per second)である。これに対して、第2読出し手段により読み出されるデータは通信データであることから、第2読出し手段によるデータ読出しの速度は例えば数十kbps(kilo bit per second)である。   In the solid-state imaging device of the invention disclosed in Patent Document 1, since the data read by the first reading unit is image data, the data reading speed by the first reading unit is, for example, several tens of fps (frame per second). is there. On the other hand, since the data read by the second reading means is communication data, the data reading speed by the second reading means is, for example, several tens of kbps (kilo bit per second).

本発明者は、このような撮像および光通信を行う固体撮像装置において以下のような問題が生じることを見出した。特許文献1に開示された発明の固体撮像装置は、光信号源が移動する可能性がある場合にも用いられることが意図されている。この場合、第1読出し手段により読み出された画像データに基づいて光信号源の位置が特定され、その画像中の特定された位置にある画素部からのデータが通信データとして第2読出し手段により読み出される。   The present inventor has found that the following problems occur in a solid-state imaging device that performs such imaging and optical communication. The solid-state imaging device of the invention disclosed in Patent Document 1 is intended to be used even when the optical signal source may move. In this case, the position of the optical signal source is specified based on the image data read by the first reading means, and the data from the pixel portion at the specified position in the image is used as communication data by the second reading means. Read out.

このように光信号源の位置を追尾する場合、或る画素部は、或る時刻t以前は第1読出し手段により画像データを読み出されていたが、その時刻t以降は第2読出し手段により通信データを読み出されることになる。または、或る画素部は、或る時刻t以前は第1読出し手段および第2読出し手段の何れによってもデータを読み出されていなかったが、その時刻t以降は第2読出し手段により通信データを読み出されることになる。すなわち、その画素部においては、時刻t以降の電荷蓄積時間より時刻t以前の電荷蓄積時間が長い。しかし、時刻t直後に最初に第2読出し手段により読み出される通信データは、時刻t直前に最後に長期間に亘って蓄積された電荷の量に相当するものであるから、誤った値となる場合がある。これでは、固体撮像装置は、光信号源からの光信号を正確に受信することができない。   When tracking the position of the optical signal source in this way, a certain pixel unit has read image data by the first reading means before a certain time t, but after that time t by the second reading means. Communication data is read out. Alternatively, a certain pixel unit has not read data by either the first reading unit or the second reading unit before a certain time t, but after that time t, the second reading unit receives communication data. Will be read. That is, in the pixel portion, the charge accumulation time before time t is longer than the charge accumulation time after time t. However, since the communication data read by the second reading means first immediately after time t corresponds to the amount of charge accumulated over a long period of time immediately before time t, it becomes an incorrect value. There is. With this, the solid-state imaging device cannot accurately receive the optical signal from the optical signal source.

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、光信号源の位置を追尾するような場合であっても光信号源からの光信号を正確に受信することができる光通信用の固体撮像装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is capable of accurately receiving an optical signal from an optical signal source even when tracking the position of the optical signal source. An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device.

本発明に係る固体撮像装置は、(1) 入射光量に応じた量の電荷を発生するフォトダイオードと、該電荷を蓄積する電荷蓄積部と、電荷蓄積部における蓄積電荷量に応じたデータを出力するための第1スイッチと、電荷蓄積部における蓄積電荷量に応じたデータを出力するための第2スイッチと、を各々有するM×N個の画素部P1,1〜PM,Nが、M行N列に2次元配列された受光部と、(2) 受光部における何れかの第m1行を選択し、その第m1行の各画素部Pm1,nに対して制御信号を出力することで、フォトダイオードの接合容量部を放電させ、フォトダイオードで発生した電荷を電荷蓄積部に蓄積させ、第1スイッチを閉じることで電荷蓄積部における蓄積電荷量に応じたデータを読出信号線L1へ出力させる第1行選択部と、(3) 受光部における第m1行と異なる何れかの第m2行を選択し、その第m2行の各画素部Pm2,nに対して制御信号を出力することで、フォトダイオードの接合容量部を放電させ、フォトダイオードで発生した電荷を電荷蓄積部に蓄積させ、第2スイッチを閉じることで電荷蓄積部における蓄積電荷量に応じたデータを読出信号線L2へ出力させる第2行選択部と、(4) 受光部における何れかの第m3行を選択し、その第m3行の各画素部Pm3,nに対して制御信号を出力することで、フォトダイオードの接合容量部を放電させる第3行選択部と、(5) N本の読出信号線L1〜L1と接続され、第1行選択部により選択された受光部における第m1行の各画素部Pm1,nから読出信号線L1へ出力されたデータを入力して、第m1行の各画素部Pm1,nのフォトダイオードで発生した電荷の量に応じたデータを出力する第1読出部と、(6) N本の読出信号線L2〜L2と接続され、第2行選択部により選択された受光部における第m2行の各画素部Pm2,nから読出信号線L2へ出力されたデータを入力して、第m2行の各画素部Pm2,nのフォトダイオードで発生した電荷の量に応じたデータを出力する第2読出部と、を備え、(7) 第1行選択部および第1読出部と第2行選択部および第2読出部とが互いに並列的に動作をすることを特徴とする。ただし、M,Nは2以上の整数であり、m1,m2は1以上M以下であって互いに異なる整数であり、m3は1以上M以下の整数であり、nは1以上N以下の整数である。 The solid-state imaging device according to the present invention provides: (1) a photodiode that generates an amount of electric charge according to the amount of incident light, a charge accumulating unit that accumulates the electric charge, and data that corresponds to the amount of accumulated electric charge in the electric charge accumulating unit M × N pixel portions P 1,1 to P M, N each having a first switch for switching and a second switch for outputting data corresponding to the amount of stored charge in the charge storage portion, A light receiving unit arranged two-dimensionally in M rows and N columns, and (2) any one of the m1 rows in the light receiving unit is selected, and a control signal is output to each pixel unit P m1, n of the m1 row. As a result, the junction capacitance portion of the photodiode is discharged, the charge generated in the photodiode is accumulated in the charge accumulation portion, and the first switch is closed, so that the data corresponding to the accumulated charge amount in the charge accumulation portion is read signal line L1. the first row selection unit to output to n , (3) By selecting one of the m2 rows different from the m1 row in the light receiving unit and outputting a control signal to each pixel unit P m2, n of the m2 row, the junction capacitance portion of the photodiode is discharged. A second row selection unit that accumulates charges generated by the photodiode in the charge accumulation unit and outputs data corresponding to the accumulated charge amount in the charge accumulation unit to the read signal line L2 n by closing the second switch; 4) The third row for discharging the junction capacitance portion of the photodiode by selecting any m3 row in the light receiving portion and outputting a control signal to each pixel portion P m3, n of the m3 row. The selection unit is connected to (5) N readout signal lines L1 1 to L1 N, and the readout signal line L1 from each pixel unit P m1, n in the m1st row in the light receiving unit selected by the first row selection unit. The data output to n is input and the m1st A first readout section for outputting data corresponding to the amount of electric charge generated in the photodiodes of each pixel section P m1, n in the row; and (6) N readout signal lines L2 1 to L2 N connected to the first readout section. Data output from the pixel unit P m2, n in the m2th row to the readout signal line L2 n in the light receiving unit selected by the 2-row selection unit is input, and each pixel unit P m2, n in the m2th row is input. A second reading unit that outputs data according to the amount of charge generated in the photodiode, and (7) a first row selection unit, a first reading unit, a second row selection unit, and a second reading unit, It is characterized by operating in parallel with each other. However, M and N are integers of 2 or more, m1 and m2 are integers of 1 to M and different from each other, m3 is an integer of 1 to M, and n is an integer of 1 to N. is there.

本発明の固体撮像装置では、第1行選択部により、受光部における何れかの第m1行が選択され、その第m1行の各画素部Pm1,nにおいて、フォトダイオードの接合容量部が放電され、フォトダイオードで発生した電荷が電荷蓄積部に蓄積され、第1スイッチが閉じることで電荷蓄積部における蓄積電荷量に応じたデータが読出信号線L1へ出力される。各読出信号線L1と接続された第1読出部では、第1行選択部により選択された受光部における第m1行の各画素部Pm1,nから読出信号線L1へ出力されたデータが入力されて、第m1行の各画素部Pm1,nのフォトダイオードで発生した電荷の量に応じたデータが出力される。 In the solid-state imaging device of the present invention, any one of the m1 rows in the light receiving unit is selected by the first row selection unit, and the junction capacitance portion of the photodiode is discharged in each pixel unit P m1, n of the m1 row. Then, the charge generated in the photodiode is stored in the charge storage unit, and the first switch is closed, so that data corresponding to the amount of charge stored in the charge storage unit is output to the read signal line L1 n . In the first readout unit connected to each readout signal line L1 n , the data output from each pixel unit P m1, n in the m1st row in the light receiving unit selected by the first row selection unit to the readout signal line L1 n Is input, and data corresponding to the amount of charge generated in the photodiode of each pixel unit P m1, n in the m1th row is output.

一方、第2行選択部により、受光部における何れかの第m2行が選択され、その第m2行の各画素部Pm2,nにおいて、フォトダイオードの接合容量部が放電され、フォトダイオードで発生した電荷が電荷蓄積部に蓄積され、第2スイッチが閉じることで電荷蓄積部における蓄積電荷量に応じたデータが読出信号線L2へ出力される。各読出信号線L2と接続された第2読出部では、第2行選択部により選択された受光部における第m2行の各画素部Pm2,nから読出信号線L2へ出力されたデータが入力されて、第m2行の各画素部Pm2,nのフォトダイオードで発生した電荷の量に応じたデータが出力される。 On the other hand, any m2th row in the light receiving unit is selected by the second row selection unit, and the junction capacitance portion of the photodiode is discharged in each pixel unit Pm2, n of the m2th row, and is generated in the photodiode. The stored charge is stored in the charge storage section, and the second switch is closed to output data corresponding to the amount of stored charge in the charge storage section to the read signal line L2 n . In the second reading unit which is connected to the read signal line L2 n, the m2 row pixel portion P m2, data outputted from the n to the read signal line L2 n of the light-receiving unit selected by the second row selecting section Is input, and data corresponding to the amount of charge generated in the photodiode of each pixel unit P m2, n in the m2nd row is output.

第1行選択部と第2行選択部とにより、受光部において互いに異なる行が選択される。そして、第1行選択部および第1読出部と、第2行選択部および第2読出部とは、互いに並列的に動作をする。これにより、例えば、第1行選択部および第1読出部により画像データが得られ、第2行選択部および第2読出部により通信データが得られる。   Different rows are selected in the light receiving unit by the first row selection unit and the second row selection unit. The first row selection unit and the first readout unit, and the second row selection unit and the second readout unit operate in parallel with each other. Thereby, for example, image data is obtained by the first row selection unit and the first reading unit, and communication data is obtained by the second row selection unit and the second reading unit.

また、第3行選択部により、受光部における何れかの第m3行が選択され、その第m3行の各画素部Pm3,nにおいて、フォトダイオードの接合容量部が放電される。 In addition, any m3th row in the light receiving unit is selected by the third row selection unit, and the junction capacitance portion of the photodiode is discharged in each pixel unit Pm3, n of the m3th row.

本発明の固体撮像装置は、(a) 第1行選択部が、M個のラッチ回路を含み、そのうちの第m1のラッチ回路に保持したデータが有意値であるときに第m1行の各画素部Pm1,nに対して制御信号を出力し、(b) 第2行選択部が、M個のラッチ回路を含み、そのうちの第m2のラッチ回路に保持したデータが有意値であるときに第m2行の各画素部Pm2,nに対して制御信号を出力し、(c) 第3行選択部が、M個のラッチ回路を含み、そのうちの第m3のラッチ回路に保持したデータが有意値であるときに第m3行の各画素部Pm3,nに対して制御信号を出力するのが好適である。 In the solid-state imaging device of the present invention, (a) the first row selection unit includes M latch circuits, and each pixel in the m1 row when the data held in the m1st latch circuit is a significant value. A control signal is output to the unit P m1, n , and (b) the second row selection unit includes M latch circuits, and the data held in the m-th latch circuit among them is a significant value. A control signal is output to each pixel unit P m2, n in the m2nd row, (c) the third row selection unit includes M latch circuits, and the data held in the m3th latch circuit among them is It is preferable to output a control signal to each pixel unit P m3, n in the m3rd row when it is a significant value.

本発明の固体撮像装置は、第1行選択部,第2行選択部および第3行選択部それぞれのM個のラッチ回路が行順に縦続接続されてシフトレジスタを構成しており、そのシフトレジスタにおける初段のラッチ回路にMビットのデータをシリアル入力することで各ラッチ回路がデータを保持するのが好適である。   In the solid-state imaging device according to the present invention, M latch circuits of the first row selection unit, the second row selection unit, and the third row selection unit are cascaded in the row order to form a shift register. It is preferable that each latch circuit holds data by serially inputting M-bit data to the first-stage latch circuit in FIG.

本発明の固体撮像装置は、(a) 第1行選択部が、これに含まれるM個のラッチ回路のうち保持データが有意値であるラッチ回路に対応する複数の行に対して一定時間間隔で順次に制御信号を出力し、(b) 第2行選択部が、これに含まれるM個のラッチ回路のうち保持データが有意値であるラッチ回路に対応する複数の行に対して一定時間間隔で順次に制御信号を出力するのが好適である。   In the solid-state imaging device according to the present invention, (a) the first row selection unit has a fixed time interval with respect to a plurality of rows corresponding to the latch circuits whose retention data is significant among the M latch circuits included in the first row selection unit. (B) The second row selection unit outputs a predetermined time for a plurality of rows corresponding to the latch circuits whose retention data is significant among the M latch circuits included in the second row selection unit. It is preferable to output the control signals sequentially at intervals.

本発明の固体撮像装置は、光信号源の位置を追尾するような場合であっても光信号源からの光信号を正確に受信することができる。   The solid-state imaging device of the present invention can accurately receive the optical signal from the optical signal source even when tracking the position of the optical signal source.

本実施形態の固体撮像装置1の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the solid-state imaging device 1 of this embodiment. 本実施形態の固体撮像装置1の第1読出部40および第2読出部50の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 1st read-out part 40 and the 2nd read-out part 50 of the solid-state imaging device 1 of this embodiment. 本実施形態の固体撮像装置1の画素部Pm,nおよび保持部41の回路構成を示す図である。Pixel portions P m of the solid-state imaging device 1 of the present embodiment, a diagram showing a circuit configuration of the n and the holding portion 41 n. 本実施形態の固体撮像装置1の差演算部43の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the difference calculating part 43 of the solid-state imaging device 1 of this embodiment. 本実施形態の固体撮像装置1の第1行選択部20,第2行選択部30および第3行選択部70の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 1st line selection part 20, the 2nd line selection part 30, and the 3rd line selection part 70 of the solid-state imaging device 1 of this embodiment. 本実施形態の固体撮像装置1の第1行選択部20の制御信号生成回路21の構成を示す図である。It is a diagram illustrating a configuration of a control signal generating circuit 21 m in the first row selecting section 20 of the solid-state imaging device 1 of the present embodiment. 本実施形態の固体撮像装置1の第2行選択部30の制御信号生成回路31の構成を示す図である。It is a diagram illustrating a configuration of a control signal generating circuit 31 m in the second row selecting section 30 of the solid-state imaging device 1 of the present embodiment. 比較例および実施例それぞれの動作の場合において第1読出し部40および第2読出し部50それぞれによりデータが読み出される受光部10における画素部を説明する図である。It is a figure explaining the pixel part in the light-receiving part 10 from which data is read by each of the 1st read-out part 40 and the 2nd read-out part 50 in the case of operation of each of a comparative example and an example. 比較例の動作の場合のタイミングチャートである。It is a timing chart in the case of operation of a comparative example. 実施例の動作の場合のタイミングチャートである。It is a timing chart in the case of operation of an example. 他の実施例の動作の場合において第1読出し部40および第2読出し部50それぞれによりデータが読み出される受光部10における画素部を説明する図である。It is a figure explaining the pixel part in the light-receiving part 10 from which the data is read by each of the 1st read-out part 40 and the 2nd read-out part 50 in the case of operation | movement of another Example. 他の実施例の動作の場合のタイミングチャートである。It is a timing chart in the case of operation of other examples.

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明におい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。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1は、本実施形態の固体撮像装置1の概略構成を示す図である。この図に示される固体撮像装置1は、受光部10,第1行選択部20,第2行選択部30,第3行選択部70,第1読出部40,第2読出部50および制御部60を備える。   FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a solid-state imaging device 1 of the present embodiment. The solid-state imaging device 1 shown in this figure includes a light receiving unit 10, a first row selecting unit 20, a second row selecting unit 30, a third row selecting unit 70, a first reading unit 40, a second reading unit 50, and a control unit. 60.

受光部10はM×N個の画素部P1,1〜PM,Nを含む。M×N個の画素部P1,1〜PM,Nは、共通の構成を有していて、M行N列に2次元配列されている。各画素部Pm,nは第m行第n列に位置している。ここで、M,Nは2以上の整数であり、mは1以上M以下の各整数であり、nは1以上N以下の各整数である。 The light receiving unit 10 includes M × N pixel units P 1,1 to P M, N. The M × N pixel portions P 1,1 to P M, N have a common configuration and are two-dimensionally arranged in M rows and N columns. Each pixel unit P m, n is located in the m-th row and the n-th column. Here, M and N are integers of 2 or more, m is an integer of 1 to M, and n is an integer of 1 to N.

各画素部Pm,nは、入射光量に応じた量の電荷を発生するフォトダイオードと、該電荷を蓄積する電荷蓄積部とを有する。各画素部Pm,nは、第1行選択部20または第2行選択部30から制御信号線を介して受け取った各種の制御信号に基づいて、フォトダイオードの接合容量部を放電し、フォトダイオードで発生した電荷を電荷蓄積部に蓄積し、その電荷蓄積部における蓄積電荷量に応じたデータを読出信号線L1または読出信号線L2へ出力することができる。 Each pixel unit P m, n includes a photodiode that generates an amount of charge corresponding to the amount of incident light, and a charge storage unit that stores the charge. Each pixel unit P m, n discharges the junction capacitance unit of the photodiode based on various control signals received from the first row selection unit 20 or the second row selection unit 30 via the control signal line, Charges generated by the diode can be stored in the charge storage portion, and data corresponding to the amount of charge stored in the charge storage portion can be output to the read signal line L1 n or the read signal line L2 n .

第1行選択部20は、受光部10における何れかの第m1行を選択し、その第m1行の各画素部Pm1,nに対して制御信号を出力することで、フォトダイオードの接合容量部を放電させ、フォトダイオードで発生した電荷を電荷蓄積部に蓄積させ、その電荷蓄積部における蓄積電荷量に応じたデータを読出信号線L1へ出力させる。 The first row selection unit 20 selects any one of the m1 rows in the light receiving unit 10 and outputs a control signal to each pixel unit P m1, n in the m1 row, so that the junction capacitance of the photodiode is obtained. The charge is generated in the charge storage part, and data corresponding to the amount of charge stored in the charge storage part is output to the read signal line L1 n .

第2行選択部30は、受光部10における何れかの第m2行を選択し、その第m2行の各画素部Pm2,nに対して制御信号を出力することで、フォトダイオードの接合容量部を放電させ、フォトダイオードで発生した電荷を電荷蓄積部に蓄積させ、その電荷蓄積部における蓄積電荷量に応じたデータを読出信号線L2へ出力させる。 The second row selection unit 30 selects any m2th row in the light receiving unit 10 and outputs a control signal to each pixel unit Pm2, n in the m2th row, so that the junction capacitance of the photodiode is obtained. The charge is generated in the charge storage part, and data corresponding to the amount of charge stored in the charge storage part is output to the read signal line L2 n .

第3行選択部70は、受光部10における何れかの第m3行を選択し、その第m3行の各画素部Pm3,nに対して制御信号を出力することで、フォトダイオードの接合容量部を放電させ、フォトダイオードで発生した電荷を電荷蓄積部に蓄積させる。 The third row selection unit 70 selects any m3th row in the light receiving unit 10 and outputs a control signal to each pixel unit Pm3, n in the m3th row, so that the junction capacitance of the photodiode is obtained. The portion is discharged, and the charge generated by the photodiode is accumulated in the charge accumulation portion.

ここで、m1,m2は1以上M以下であって互いに異なる整数である。m3は1以上M以下の整数である。第1行選択部20および第2行選択部30は、受光部10において互いに異なる行を選択する。第1行選択部20および第2行選択部30それぞれが選択する行の数は任意であるが、データの出力は各行ごとに順次行われる。第3行選択部70が選択する行の数も任意である。   Here, m1 and m2 are integers which are 1 or more and M or less and different from each other. m3 is an integer of 1 or more and M or less. The first row selection unit 20 and the second row selection unit 30 select different rows in the light receiving unit 10. The number of rows selected by each of the first row selection unit 20 and the second row selection unit 30 is arbitrary, but data output is sequentially performed for each row. The number of rows selected by the third row selection unit 70 is also arbitrary.

第1読出部40は、N本の読出信号線L1〜L1と接続され、第1行選択部20により選択された受光部10における第m1行の各画素部Pm1,nから読出信号線L1へ出力されたデータを入力して、第m1行の各画素部Pm1,nのフォトダイオードで発生した電荷の量に応じたデータを出力する。 The first readout unit 40 is connected to N readout signal lines L1 1 to L1 N, and receives readout signals from each pixel unit P m1, n in the m1st row in the light receiving unit 10 selected by the first row selection unit 20. Data output to the line L1 n is input, and data corresponding to the amount of charge generated in the photodiode of each pixel unit P m1, n in the m1th row is output.

第2読出部50は、N本の読出信号線L2〜L2と接続され、第2行選択部30により選択された受光部10における第m2行の各画素部Pm2,nから読出信号線L2へ出力されたデータを入力して、第m2行の各画素部Pm2,nのフォトダイオードで発生した電荷の量に応じたデータを出力する。 The second readout unit 50 is connected to N readout signal lines L2 1 to L2 N, and the readout signal is output from each pixel unit P m2, n in the m2nd row in the light receiving unit 10 selected by the second row selection unit 30. Data output to the line L2 n is input, and data corresponding to the amount of charge generated in the photodiode of each pixel unit P m2, n in the m2nd row is output.

制御部60は、第1行選択部20,第2行選択部30,第3行選択部70,第1読出部40および第2読出部50それぞれの動作を制御することで、固体撮像装置1全体の動作を制御する。制御部60により制御されて、第1行選択部20および第1読出部40と、第2行選択部30および第2読出部50とは、互いに並列的に動作をすることができる。   The control unit 60 controls the operations of the first row selection unit 20, the second row selection unit 30, the third row selection unit 70, the first readout unit 40, and the second readout unit 50, so that the solid-state imaging device 1. Control overall operation. Controlled by the control unit 60, the first row selection unit 20 and the first reading unit 40, and the second row selection unit 30 and the second reading unit 50 can operate in parallel with each other.

図2は、本実施形態の固体撮像装置1の第1読出部40および第2読出部50の構成を示す図である。この図では、受光部10においてはM×N個の画素部P1,1〜PM,Nのうち第m行第n列の画素部Pm,nが代表して示され、また、第1読出部40および第2読出部50それぞれにおいては該画素部Pm,nに関連する構成要素が示されている。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the first reading unit 40 and the second reading unit 50 of the solid-state imaging device 1 of the present embodiment. In this figure, in the light receiving unit 10, the pixel unit P m, n in the m- th row and the n-th column among the M × N pixel units P 1,1 to P M, N is representatively shown. In each of the first reading unit 40 and the second reading unit 50, components related to the pixel unit P m, n are shown.

第1読出部40は、N個の保持部41〜41,第1列選択部42および差演算部43を含む。N個の保持部41〜41は共通の構成を有している。各保持部41は、受光部10における第n列のM個の画素部P1,n〜PM,nと読出信号線L1を介して接続されていて、第1行選択部20により選択された第m1行の画素部Pm1,nから読出信号線L1へ出力されたデータを入力して、そのデータを保持し、その保持したデータを出力することができる。各保持部41は、ノイズ成分が重畳された信号成分のデータを入力して保持するとともに、ノイズ成分のみのデータを入力して保持するのが好適である。 The first reading unit 40 includes N holding units 41 1 to 41 N , a first column selection unit 42, and a difference calculation unit 43. The N holding portions 41 1 to 41 N have a common configuration. Each holding unit 41 n is connected to the M pixel units P 1, n to P M, n in the n-th column in the light receiving unit 10 via the readout signal line L1 n. Data output from the pixel portion P m1, n of the selected m1th row to the readout signal line L1 n can be input, the data can be held, and the held data can be output. Each holding unit 41 n preferably inputs and holds data of a signal component on which a noise component is superimposed, and preferably inputs and holds data of only a noise component.

N個の保持部41〜41は、第1列選択部42から受け取った各種の制御信号に基づいて、同一タイミングでデータをサンプリングして保持し、その保持したデータを順次に出力することができる。差演算部43は、N個の保持部41〜41それぞれから順次に出力されたデータを入力し、ノイズ成分が重畳された信号成分のデータからノイズ成分のみのデータを差し引いて、信号成分に応じたデータを出力する。差演算部43は、信号成分に応じたデータをアナログデータとして出力してもよいし、AD変換機能を有していてデジタルデータを出力してもよい。このようにして、第1読出部40は、第m1行の各画素部Pm1,nのフォトダイオードで発生した電荷の量に応じたデータを出力することができる。 The N holding units 41 1 to 41 N sample and hold data at the same timing based on various control signals received from the first column selection unit 42, and sequentially output the held data. Can do. The difference calculation unit 43 receives the data sequentially output from each of the N holding units 41 1 to 41 N, and subtracts only the noise component data from the signal component data on which the noise component is superimposed. Output data according to. The difference calculation unit 43 may output data corresponding to the signal component as analog data, or may have an AD conversion function and output digital data. In this way, the first readout unit 40 can output data corresponding to the amount of charge generated in the photodiodes of the pixel units P m1, n in the m1th row.

第2読出部50は、N個の保持部51〜51,第2列選択部52および差演算部53を含む。N個の保持部51〜51は共通の構成を有している。各保持部51は、受光部10における第n列のM個の画素部P1,n〜PM,nと読出信号線L2を介して接続されていて、第2行選択部20により選択された第m2行の画素部Pm2,nから読出信号線L2へ出力されたデータを入力して、そのデータを保持し、その保持したデータを出力することができる。各保持部51は、ノイズ成分が重畳された信号成分のデータを入力して保持するとともに、ノイズ成分のみのデータを入力して保持するのが好適である。 The second reading unit 50 includes N holding units 51 1 to 51 N , a second column selection unit 52, and a difference calculation unit 53. The N holding portions 51 1 to 51 N have a common configuration. Each holding unit 51 n is connected to the M pixel units P 1, n to P M, n in the n-th column in the light receiving unit 10 via the readout signal line L 2 n. Data output from the selected pixel portion P m2, n of the m2nd row to the readout signal line L2 n can be input, the data can be held, and the held data can be output. Each holding unit 51 n preferably inputs and holds data of a signal component on which a noise component is superimposed, and preferably inputs and holds data of only a noise component.

N個の保持部51〜51は、第2列選択部52から受け取った各種の制御信号に基づいて、同一タイミングでデータをサンプリングして保持し、その保持したデータを順次に出力することができる。差演算部53は、N個の保持部51〜51それぞれから順次に出力されたデータを入力し、ノイズ成分が重畳された信号成分のデータからノイズ成分のみのデータを差し引いて、信号成分に応じたデータを出力する。差演算部53は、信号成分に応じたデータをアナログデータとして出力してもよいし、AD変換機能を有していてデジタルデータを出力してもよい。このようにして、第2読出部50は、第m2行の各画素部Pm2,nのフォトダイオードで発生した電荷の量に応じたデータを出力することができる。 The N holding units 51 1 to 51 N sample and hold data at the same timing based on various control signals received from the second column selection unit 52, and sequentially output the held data. Can do. The difference calculation unit 53 receives the data sequentially output from each of the N holding units 51 1 to 51 N, and subtracts only the noise component data from the signal component data on which the noise component is superimposed to obtain the signal component. Output data according to. The difference calculation unit 53 may output data corresponding to the signal component as analog data, or may have an AD conversion function and output digital data. In this way, the second readout unit 50 can output data corresponding to the amount of electric charge generated in the photodiodes of the pixel units P m2, n in the m2nd row.

図3は、本実施形態の固体撮像装置1の画素部Pm,nおよび保持部41の回路構成を示す図である。この図でも、受光部10においてはM×N個の画素部P1,1〜PM,Nのうち第m行第n列の画素部Pm,nが代表して示され、また、第1読出部40においては該画素部Pm,nに関連する保持部41が示されている。なお、保持部51の構成は保持部41の構成と同様である。 FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration of the pixel unit P m, n and the holding unit 41 n of the solid-state imaging device 1 of the present embodiment. In this Figure, M × N pixel units P 1, 1 to P M in the light receiving unit 10, the pixel portion P m of the m-th row n-th column among the N, n is shown as a representative, also, the In one reading unit 40, a holding unit 41n related to the pixel unit Pm , n is shown. The configuration of the holding unit 51 n is the same as the configuration of the holding unit 41 n .

各画素部Pm,nは、APS(Active Pixel Sensor)方式のものであって、フォトダイオードPDおよび6個のMOSトランジスタT1,T2,T3,T4,T4,T5を含む。この図に示されるように、トランジスタT1,トランジスタT2およびフォトダイオードPDは順に直列的に接続されていて、トランジスタT1のドレイン端子に基準電圧が入力され、フォトダイオードPDのアノ−ド端子が接地されている。トランジスタT1とトランジスタT2との接続点は、トランジスタT5を介してトランジスタT3のゲート端子に接続されている。 Each pixel unit P m, n is of an APS (Active Pixel Sensor) type, and includes a photodiode PD and six MOS transistors T1, T2, T3, T4 1 , T4 2 , T5. As shown in this figure, the transistor T1, the transistor T2, and the photodiode PD are connected in series, the reference voltage is input to the drain terminal of the transistor T1, and the anode terminal of the photodiode PD is grounded. ing. A connection point between the transistor T1 and the transistor T2 is connected to the gate terminal of the transistor T3 through the transistor T5.

トランジスタT3のドレイン端子に基準電圧が入力される。トランジスタT3のソース端子は、トランジスタT4,T4それぞれのドレイン端子と接続されている。各画素部Pm,nのトランジスタT4のソース端子は、読出信号線L1に接続されている。各画素部Pm,nのトランジスタT4のソース端子は、読出信号線L2に接続されている。読出信号線L1および読出信号線L2それぞれには定電流源が接続されている。 A reference voltage is input to the drain terminal of the transistor T3. The source terminal of the transistor T3 is connected to the respective drain terminals of the transistors T4 1 and T4 2 . Each pixel portion P m, the source terminal of the transistor T4 1 of n is connected to the read signal line L1 n. Each pixel portion P m, the source terminal of the transistor T4 2 of n is connected to the read signal line L2 n. A constant current source is connected to each of the read signal line L1 n and the read signal line L2 n .

各画素部Pm,nの転送用のトランジスタT2のゲート端子は、制御信号線LTと接続され、第1行選択部20または第2行選択部30から出力されるTrans(m)信号が入力される。各画素部Pm,nのリセット用のトランジスタT1のゲート端子は、制御信号線LRと接続され、第1行選択部20または第2行選択部30から出力されるReset(m)信号が入力される。各画素部Pm,nのホールド用のトランジスタT5のゲート端子は、制御信号線LHと接続され、第1行選択部20または第2行選択部30から出力されるHold(m)信号が入力される。 The gate terminal of the transfer transistor T2 of each pixel unit P m, n is connected to the control signal line LT m, and a Trans (m) signal output from the first row selection unit 20 or the second row selection unit 30 is received. Entered. The gate terminal of the reset transistor T1 of each pixel unit P m, n is connected to the control signal line LR m, and the Reset (m) signal output from the first row selection unit 20 or the second row selection unit 30 is received. Entered. The gate terminal of the holding transistor T5 of each pixel unit P m, n is connected to the control signal line LH m, and the Hold (m) signal output from the first row selecting unit 20 or the second row selecting unit 30 is received. Entered.

各画素部Pm,nの出力選択用のトランジスタT4のゲート端子は、制御信号線LA1と接続され、第1行選択部20から出力されるAddress1(m)信号が入力される。各画素部Pm,nの出力選択用のトランジスタT4のゲート端子は、制御信号線LA2と接続され、第2行選択部30から出力されるAddress2(m)信号が入力される。これらの制御信号(Reset(m)信号,Trans(m)信号,Hold(m)信号,Address1(m)信号,Address2(m)信号)は、第m行のN個の画素部Pm,1〜Pm,Nに対して共通に入力される。 The gate terminal of the transistor T4 1 for output selection in each pixel portion P m, n is connected to the control signal line LA1 m, Address1 (m) signal output from the first row selecting section 20 is input. The gate terminal of the transistor T4 2 for output selection in each pixel portion P m, n is connected to the control signal line LA2 m, Address2 (m) signal output from the second row selecting section 30 is inputted. These control signals (Reset (m) signal, Trans (m) signal, Hold (m) signal, Address1 (m) signal, Address2 (m) signal) are N pixel portions P m, 1 in the m-th row. ˜P m, N are input in common.

制御信号線LT,制御信号線LRおよび制御信号線LHは、行毎に設けられていて、第m行の各画素部Pm,nにおけるフォトダイオードPDの接合容量部および電荷蓄積部それぞれの放電ならびに電荷蓄積部による電荷蓄積を指示する制御信号(Reset(m)信号,Trans(m)信号,Hold(m)信号)を送る。Reset(m)信号は、第1行選択部20から出力されるReset1(m)信号と、第2行選択部30から出力されるReset2(m)信号と、第3行選択部70から出力されるReset3(m)信号と、の論理和である。Trans(m)信号は、第1行選択部20から出力されるTrans1(m)信号と、第2行選択部30から出力されるTrans2(m)信号と、第3行選択部70から出力されるTrans3(m)信号と、の論理和である。また、Hold(m)信号は、第1行選択部20から出力されるHold1(m)信号と第2行選択部30から出力されるHold2(m)信号との論理和である。 The control signal line LT m , the control signal line LR m, and the control signal line LH m are provided for each row, and the junction capacitance portion and the charge storage portion of the photodiode PD in each pixel portion P m, n in the m-th row. Control signals (Reset (m) signal, Trans (m) signal, Hold (m) signal) for instructing each discharge and charge accumulation by the charge accumulation unit are sent. The Reset (m) signal is output from the Reset1 (m) signal output from the first row selection unit 20, the Reset2 (m) signal output from the second row selection unit 30, and the third row selection unit 70. And a logical OR of the Reset3 (m) signal. The Trans (m) signal is output from the Trans1 (m) signal output from the first row selection unit 20, the Trans2 (m) signal output from the second row selection unit 30, and the third row selection unit 70. This is the logical OR of the Trans3 (m) signal. The Hold (m) signal is a logical sum of the Hold1 (m) signal output from the first row selection unit 20 and the Hold2 (m) signal output from the second row selection unit 30.

制御信号線LA1および制御信号線LA2は、行毎に設けられていて、第m行の各画素部Pm,nにおける読出信号線L1または読出信号線L2へのデータ出力を指示する制御信号(Address1(m)信号,Address2(m)信号)を送る。各制御信号線LA1は第1行選択部20に接続されている。各制御信号線LA2は第2行選択部30に接続されている。Address1(m)信号とAddress2(m)信号とは同時にハイレベルとなることはなく、トランジスタT4とトランジスタT4とは同時にオン状態となることはない。 The control signal line LA1 m and the control signal line LA2 m are provided for each row, and instruct data output to the read signal line L1 n or the read signal line L2 n in each pixel unit P m, n of the m-th row. Control signals (Address1 (m) signal, Address2 (m) signal). Each control signal line LA1 m is connected to the first row selection unit 20. Each control signal line LA2 m is connected to the second row selection unit 30. Address1 (m) signal and the Address2 (m) signal not simultaneously become high level and never turned on simultaneously with transistor T4 1 and the transistor T4 2.

Reset(m)信号,Trans(m)信号およびHold(m)信号がハイレベルであるとき、フォトダイオードPDの接合容量部が放電され、また、トランジスタT3のゲート端子に接続される拡散領域(電荷蓄積部)が放電される。Trans(m)信号がローレベルであるとき、フォトダイオードPDで発生した電荷は接合容量部に蓄積されていく。Reset(m)信号がローレベルであって、Trans(m)信号およびHold(m)信号がハイレベルであると、フォトダイオードPDの接合容量部に蓄積されていた電荷は、トランジスタT3のゲート端子に接続される拡散領域(電荷蓄積部)に転送され蓄積される。   When the Reset (m) signal, Trans (m) signal, and Hold (m) signal are at a high level, the junction capacitance portion of the photodiode PD is discharged, and the diffusion region (charge) connected to the gate terminal of the transistor T3. The storage part) is discharged. When the Trans (m) signal is at a low level, the charge generated in the photodiode PD is accumulated in the junction capacitor portion. When the Reset (m) signal is at a low level and the Trans (m) signal and the Hold (m) signal are at a high level, the charge accumulated in the junction capacitance portion of the photodiode PD is the gate terminal of the transistor T3. Is transferred to and accumulated in a diffusion region (charge accumulating portion) connected to.

Address1(m)信号がハイレベルであるとき、トランジスタT3のゲート端子に接続される拡散領域(電荷蓄積部)に蓄積されている電荷量に応じたデータ(ノイズ成分が重畳された信号成分のデータ)が、トランジスタT4を経て読出信号線L1へ出力され、第1読出部40の保持部41へ入力される。すなわち、トランジスタT4は、電荷蓄積部における蓄積電荷量に応じたデータを読出信号線L1へ出力するための第1スイッチとして作用する。なお、電荷蓄積部が放電状態にあるときには、ノイズ成分のみのデータがトランジスタT4を経て読出信号線L1へ出力される。 When the Address1 (m) signal is at a high level, data corresponding to the amount of charge accumulated in the diffusion region (charge accumulation unit) connected to the gate terminal of the transistor T3 (signal component data on which a noise component is superimposed) ) is output via the transistor T4 1 to read signal line L1 n, is input to the holding portion 41 n of the first reading unit 40. That is, the transistor T4 1 acts as a first switch for outputting the data corresponding to the accumulated charge amount in the charge storage unit to the read signal line L1 n. Note that the charge storage section when in a discharged state, the data of the noise component only is outputted to the read signal line L1 n, the transistors T4 1.

Address2(m)信号がハイレベルであるとき、トランジスタT3のゲート端子に接続される拡散領域(電荷蓄積部)に蓄積されている電荷量に応じたデータ(ノイズ成分が重畳された信号成分のデータ)が、トランジスタT4を経て読出信号線L2へ出力され、第2読出部50の保持部51へ入力される。すなわち、トランジスタT4は、電荷蓄積部における蓄積電荷量に応じたデータを読出信号線L2へ出力するための第2スイッチとして作用する。なお、電荷蓄積部が放電状態にあるときには、ノイズ成分のみのデータがトランジスタT4を経て読出信号線L2へ出力される。 When the Address2 (m) signal is at high level, data corresponding to the amount of charge accumulated in the diffusion region (charge accumulation unit) connected to the gate terminal of the transistor T3 (data of the signal component on which the noise component is superimposed) ) is output via the transistor T4 2 to read the signal line L2 n, is input to the holding portion 51 n of the second reading section 50. That is, the transistor T4 2 acts as a second switch for outputting the data corresponding to the accumulated charge amount in the charge storage unit to the read signal line L2 n. Note that the charge storage section when in a discharged state, the data of the noise component only is outputted to the read signal line L2 n via the transistor T4 2.

各保持部41は、2つの容量素子C,C、および、4つのスイッチSW11,SW12,SW21,SW22を含む。この保持部41では、スイッチSW11およびスイッチSW12は、直列的に接続されて読出信号線L1と配線Hline_s1との間に設けられ、容量素子Cの一端は、スイッチSW11とスイッチSW12との間の接続点に接続され、容量素子Cの他端は接地されている。また、スイッチSW21およびスイッチSW22は、直列的に接続されて読出信号線L1と配線Hline_n1との間に設けられ、容量素子Cの一端は、スイッチSW21とスイッチSW22との間の接続点に接続され、容量素子Cの他端は接地されている。 Each holding unit 41 n includes two capacitive elements C 1 and C 2 and four switches SW 11 , SW 12 , SW 21 , and SW 22 . In the holding section 41 n, the switch SW 11 and the switch SW 12 is provided between the in series connected to the read signal line L1 n and the wiring Hline_s1, one terminal of the capacitance C 1, the switch SW 11 and the switch is connected to the connection point between the SW 12, the other end of the capacitive element C 1 is grounded. The switch SW 21 and the switch SW 22 is provided between the in series connected to the read signal line L1 n and the wiring Hline_n1, one terminal of the capacitance C 2 is between the switch SW 21 and the switch SW 22 is connected to the connection point, the other end of the capacitive element C 2 is grounded.

この保持部41では、スイッチSW11は、第1列選択部42から供給されるset_s1信号のレベルに応じて開閉する。スイッチSW21は、第1列選択部42から供給されるset_n1信号のレベルに応じて開閉する。set_s1信号およびset_n1信号は、N個の保持部41〜41に対して共通に入力される。スイッチSW12,SW22は、第1列選択部42から供給されるhshift1(n)信号のレベルに応じて開閉する。 In the holding unit 41 n , the switch SW 11 opens and closes according to the level of the set_s1 signal supplied from the first column selection unit 42. The switch SW 21 opens and closes according to the level of the set_n1 signal supplied from the first column selection unit 42. The set_s1 signal and the set_n1 signal are input in common to the N holding units 41 1 to 41 N. The switches SW 12 and SW 22 open and close according to the level of the hshift1 (n) signal supplied from the first column selection unit 42.

この保持部41では、set_n1信号がハイレベルからローレベルに転じてスイッチSW21が開くときに画素部Pm,nから読出信号線L1へ出力されていたノイズ成分が、それ以降、容量素子Cにより電圧値out_n1(n)として保持される。set_s1信号がハイレベルからローレベルに転じてスイッチSW11が開くときに画素部Pm,nから読出信号線L1へ出力されていたノイズ成分が重畳された信号成分が、それ以降、容量素子Cにより電圧値out_s1(n)として保持される。そして、hshift1(n)信号がハイレベルになると、スイッチSW12が閉じて、容量素子Cにより保持されていた電圧値out_s1(n)が配線Hline_s1へ出力され、また、スイッチSW22が閉じて、容量素子Cにより保持されていた電圧値out_n1(n)が配線Hline_n1へ出力される。これら電圧値out_s1(n)と電圧値out_n1(n)との差が、画素部Pm,nのフォトダイオードPDで発生した電荷の量に応じた電圧値を表す。 In the holding unit 41 n , the noise component output from the pixel unit P m, n to the readout signal line L1 n when the set_n1 signal changes from the high level to the low level and the switch SW 21 is opened is thereafter capacitance. It is held as a voltage value out_n1 (n) by the element C 2. set_s1 signal in the pixel portion P m, the signal components noise components are output to the read signal line L1 n from n is superimposed when the switch SW 11 is opened in turn from a high level to a low level, thereafter, the capacitor It is held as a voltage value out_s1 (n) by C 1. When hshift1 (n) signal becomes a high level, the switch SW 12 is closed, is output to the voltage value out_s1 (n) is the wiring Hline_s1 that has been held by the capacitor element C 1, The switch SW 22 is closed , voltage value out_n1 that has been held by the capacitor element C 2 (n) is output to the wiring Hline_n1. A difference between the voltage value out_s1 (n) and the voltage value out_n1 (n) represents a voltage value corresponding to the amount of charge generated in the photodiode PD of the pixel portion Pm , n .

図4は、本実施形態の固体撮像装置1の差演算部43の回路構成を示す図である。なお、差演算部53の構成は差演算部43の構成と同様である。この図に示されるように、差演算部43は、アンプA〜A、スイッチSW,SW、および、抵抗器R〜Rを含む。アンプAの反転入力端子は、抵抗器Rを介してバッファアンプAの出力端子と接続され、抵抗器Rを介して自己の出力端子と接続されている。アンプAの非反転入力端子は、抵抗器Rを介してバッファアンプAの出力端子と接続され、抵抗器Rを介して接地電位と接続されている。バッファアンプAの入力端子は、配線Hline_s1を介してN個の保持部41〜41と接続され、スイッチSWを介して接地電位と接続されている。バッファアンプAの入力端子は、配線Hline_n1を介してN個の保持部41〜41と接続され、スイッチSWを介して接地電位と接続されている。 FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration of the difference calculation unit 43 of the solid-state imaging device 1 of the present embodiment. The configuration of the difference calculation unit 53 is the same as the configuration of the difference calculation unit 43. As shown in this figure, the difference calculation unit 43 includes amplifiers A 1 to A 3 , switches SW 1 and SW 2 , and resistors R 1 to R 4 . Inverting input terminal of the amplifier A 3 is connected to the output terminal of the buffer amplifier A 1 via a resistor R 1, and is connected to its own output terminal via the resistor R 3. The non-inverting input terminal of the amplifier A 3 is connected to the output terminal of the buffer amplifier A 2 via the resistor R 2, and is connected to the ground potential via the resistor R 4. Input terminal of the buffer amplifier A 1 is connected to the N holding portion 41 1 to 41 N via the wiring Hline_s1, it is connected to the ground potential via the switch SW 1. Input terminal of the buffer amplifier A 2 is connected to the N holding portion 41 1 to 41 N via the wiring Hline_n1, it is connected to the ground potential via the switch SW 2.

差演算部43のスイッチSW,SWは、第1列選択部42から供給されるhreset1信号により制御されて開閉動作する。スイッチSWが閉じることで、バッファアンプAの入力端子に入力される電圧値がリセットされる。スイッチSWが閉じることで、バッファアンプAの入力端子に入力される電圧値がリセットされる。スイッチSW,SWが開いているときに、N個の保持部41〜41のうちの何れかの保持部41から配線Hline_s1,Hline_n1へ出力された電圧値out_s1(n),out_n1(n)が、バッファアンプA,Aの入力端子に入力される。バッファアンプA,Aそれぞれの増幅率を1とし、4個の抵抗器R〜Rそれぞれの抵抗値が互いに等しいとすると、差演算部43の出力端子から出力される電圧値は、配線Hline_s1および配線Hline_n1それぞれを経て入力される電圧値の差を表し、ノイズ成分が除去されたものとなる。 The switches SW 1 and SW 2 of the difference calculation unit 43 are controlled by the hreset1 signal supplied from the first column selection unit 42 to open and close. When the switch SW 1 is closed, the voltage value input to the input terminal of the buffer amplifier A 1 is reset. When the switch SW 2 is closed, the voltage value input to the input terminal of the buffer amplifier A 2 is reset. When the switch SW 1, SW 2 is open, the wiring from one of the holding portions 41 n of the N holding portion 41 1 ~41 N Hline_s1, the voltage value outputted to the Hline_n1 out_s1 (n), out_n1 (n) is input to the input terminals of the buffer amplifiers A 1 and A 2 . Assuming that the amplification factors of the buffer amplifiers A 1 and A 2 are 1, and the resistance values of the four resistors R 1 to R 4 are equal to each other, the voltage value output from the output terminal of the difference calculation unit 43 is The difference between the voltage values input through the wiring Hline_s1 and the wiring Hline_n1 is represented, and the noise component is removed.

図5は、本実施形態の固体撮像装置1の第1行選択部20,第2行選択部30および第3行選択部70の構成を示す図である。この図に示されるように、第1行選択部20は、第1のシフトレジスタを構成するM個の制御信号生成回路21〜21,および,第2のシフトレジスタを構成するM個のラッチ回路22〜22を含む。第2行選択部30は、第1のシフトレジスタを構成するM個の制御信号生成回路31〜31,および,第2のシフトレジスタを構成するM個のラッチ回路32〜32を含む。また、第3行選択部70は、シフトレジスタを構成するM個のラッチ回路72〜72、M個の論理積回路73〜73,および,M個の論理積回路74〜74を含む。 FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the first row selection unit 20, the second row selection unit 30, and the third row selection unit 70 of the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment. As shown in this figure, the first row selection unit 20 includes M control signal generation circuits 21 1 to 21 M that constitute the first shift register, and M pieces that constitute the second shift register. Latch circuits 22 1 to 22 M are included. The second row selection unit 30 includes M control signal generation circuits 31 1 to 31 M constituting the first shift register and M latch circuits 32 1 to 32 M constituting the second shift register. Including. In addition, the third row selection unit 70 includes M latch circuits 72 1 to 72 M , M logical product circuits 73 1 to 73 M , and M logical product circuits 74 1 to 74 that constitute the shift register. M is included.

第1行選択部20に含まれるM個の制御信号生成回路21〜21それぞれは、共通の構成を有して順に縦続接続されている。すなわち、各制御信号生成回路21の入力端子Iは前段の制御信号生成回路21m−1の出力端子Oに接続されている(ここでは、mは2以上M以下の各整数)。初段の制御信号生成回路21の入力端子Iは、クロックVCLK1が指示する或るタイミングでハイレベルであって以降はローレベルであるvshift1(0)信号を入力する。各制御信号生成回路21は、クロックVCLK1に同期して動作し、基本制御信号1を入力して、対応するラッチ回路22により保持されるデータrow_sel1_data[m]がハイレベルであるときに、所定のタイミングで、Reset1(m)信号,Trans1(m)信号,Hold1(m)信号およびAddress1(m)信号をハイレベルとして出力する。 Each of the M control signal generation circuits 21 1 to 21 M included in the first row selection unit 20 has a common configuration and is connected in cascade. That is, the input terminal I of each control signal generation circuit 21 m is connected to the output terminal O of the control signal generation circuit 21 m−1 in the previous stage (here, m is an integer of 2 or more and M or less). Input terminal I of the control signal generating circuit 21 1 of the first stage, since a high level at a certain timing clock VCLK1 instructs to enter a low vshift1 (0) signal. Each control signal generation circuit 21 m operates in synchronization with the clock VCLK1, inputs the basic control signal 1, and when the data row_sel1_data [m] held by the corresponding latch circuit 22 m is at a high level, At a predetermined timing, the Reset1 (m) signal, Trans1 (m) signal, Hold1 (m) signal, and Address1 (m) signal are output as a high level.

M個のラッチ回路22〜22それぞれは、Dフリップフロップであって順に縦続接続されている。すなわち、各ラッチ回路22の入力端子Dは前段のラッチ回路22m−1の出力端子Qに接続されている(ここでは、mは2以上M以下の各整数)。初段のラッチ回路22の入力端子Dは、Mビットのデータrow_sel1_data[M:1]をシリアルに入力する。各ラッチ回路22は、クロックrow_sel1_clkに同期して動作することで、データrow_sel1_data[m]を保持することができる。各ラッチ回路22は、保持しているデータrow_sel1_data[m]を、対応する制御信号生成回路21へ与える。 Each of the M latch circuits 22 1 to 22 M is a D flip-flop and is connected in cascade. That is, the input terminal D of each latch circuit 22 m is connected to the output terminal Q of the preceding latch circuit 22 m−1 (here, m is an integer from 2 to M). Input terminal D of the latch circuit 22 1 of the first stage, the M-bit data Row_sel1_data: inputting [M 1] to serial. Each latch circuit 22 m can hold data row_sel1_data [m] by operating in synchronization with the clock row_sel1_clk. Each latch circuit 22 m supplies the stored data row_sel1_data [m] to the corresponding control signal generation circuit 21 m .

第1行選択部20は、vshift1(0)信号,クロックVCLK1,基本制御信号1,Mビットのデータrow_sel1_data[M:1]およびクロックrow_sel1_clkを制御部60から与えられる。   The first row selection unit 20 is provided with a vshift1 (0) signal, a clock VCLK1, a basic control signal 1, M-bit data row_sel1_data [M: 1] and a clock row_sel1_clk from the control unit 60.

第2行選択部30に含まれるM個の制御信号生成回路31〜31それぞれは、共通の構成を有して順に縦続接続されている。すなわち、各制御信号生成回路31の入力端子Iは前段の制御信号生成回路31m−1の出力端子Oに接続されている(ここでは、mは2以上M以下の各整数)。初段の制御信号生成回路31の入力端子Iは、クロックVCLK2が指示する或るタイミングでハイレベルであって以降はローレベルであるvshift2(0)信号を入力する。各制御信号生成回路31は、クロックVCLK2に同期して動作し、基本制御信号2を入力して、対応するラッチ回路32により保持されるデータrow_sel2_data[m]がハイレベルであるときに、所定のタイミングで、Reset2(m)信号,Trans2(m)信号,Hold2(m)信号およびAddress2(m)信号をハイレベルとして出力する。 Each of the M control signal generation circuits 31 1 to 31 M included in the second row selection unit 30 has a common configuration and is connected in cascade. That is, the input terminal I of each control signal generation circuit 31 m is connected to the output terminal O of the control signal generation circuit 31 m−1 in the previous stage (here, m is an integer of 2 or more and M or less). Input terminal I of the control signal generating circuit 31 1 of the first stage, since a high level at a certain timing clock VCLK2 instructs to enter a low vshift2 (0) signal. When the control signal generating circuit 31 m operates in synchronization with a clock VCLK2, enter the basic control signal 2, the data row_sel2_data held by the corresponding latch circuit 32 m [m] is at a high level, At a predetermined timing, the Reset2 (m) signal, Trans2 (m) signal, Hold2 (m) signal, and Address2 (m) signal are output as a high level.

M個のラッチ回路32〜32それぞれは、Dフリップフロップであって順に縦続接続されている。すなわち、各ラッチ回路32の入力端子Dは前段のラッチ回路32m−1の出力端子Qに接続されている(ここでは、mは2以上M以下の各整数)。初段のラッチ回路32の入力端子Dは、Mビットのデータrow_sel2_data[M:1]をシリアルに入力する。各ラッチ回路32は、クロックrow_sel2_clkに同期して動作することで、データrow_sel2_data[m]を保持することができる。各ラッチ回路32は、保持しているデータrow_sel2_data[m]を、対応する制御信号生成回路31へ与える。 Each of the M latch circuits 32 1 to 32 M is a D flip-flop and is connected in cascade. That is, the input terminal D of each latch circuit 32 m is connected to the output terminal Q of the preceding latch circuit 32 m−1 (here, m is an integer of 2 or more and M or less). Input terminal D of the latch circuit 32 1 of the first stage, the M-bit data Row_sel2_data: inputting [M 1] to serial. Each latch circuit 32 m can hold data row_sel2_data [m] by operating in synchronization with the clock row_sel2_clk. Each latch circuit 32 m gives the stored data row_sel2_data [m] to the corresponding control signal generation circuit 31 m .

第2行選択部30は、vshift2(0)信号,クロックVCLK2,基本制御信号2,Mビットのデータrow_sel2_data[M:1]およびクロックrow_sel2_clkを制御部60から与えられる。   The second row selection unit 30 is provided with a vshift2 (0) signal, a clock VCLK2, a basic control signal 2, M-bit data row_sel2_data [M: 1] and a clock row_sel2_clk from the control unit 60.

第3行選択部70に含まれるM個のラッチ回路72〜72それぞれは、Dフリップフロップであって順に縦続接続されている。すなわち、各ラッチ回路72の入力端子Dは前段のラッチ回路72m−1の出力端子Qに接続されている(ここでは、mは2以上M以下の各整数)。初段のラッチ回路72の入力端子Dは、Mビットのデータrow_sel3_data[M:1]をシリアルに入力する。各ラッチ回路72は、クロックrow_sel3_clkに同期して動作することで、データrow_sel3_data[m]を保持することができる。 Each of the M latch circuits 72 1 to 72 M included in the third row selection unit 70 is a D flip-flop, and is connected in cascade. That is, the input terminal D of each latch circuit 72 m is connected to the output terminal Q of the preceding latch circuit 72 m−1 (here, m is an integer of 2 or more and M or less). Input terminal D of the latch circuit 72 1 of the first stage, the M-bit data Row_sel3_data: inputting [M 1] to serial. Each latch circuit 72 m can hold data row_sel3_data [m] by operating in synchronization with the clock row_sel3_clk.

第3行選択部70に含まれる各論理積回路73は、ラッチ回路72から出力されるデータrow_sel3_data[m]を入力するとともに、Trans3信号のデータをも入力して、これらの論理積のデータをTrans3(m)として出力する。各論理積回路74は、ラッチ回路72から出力されるデータrow_sel3_data[m]を入力するとともに、Reset3信号のデータをも入力して、これらの論理積のデータをReset3(m)として出力する。 Each AND circuit 73 m included in the third row selection unit 70 inputs the data row_sel3_data [m] output from the latch circuit 72 m and also inputs the data of the Trans3 signal. Output data as Trans3 (m). Each AND circuit 74 m receives the data row_sel3_data [m] output from the latch circuit 72 m and also inputs the data of the Reset3 signal, and outputs the data of these ANDs as Reset3 (m). .

第3行選択部70は、Trans3信号,Reset3信号,Mビットのデータrow_sel3_data[M:1]およびクロックrow_sel3_clkを制御部60から与えられる。   The third row selection unit 70 is provided with a Trans3 signal, a Reset3 signal, M-bit data row_sel3_data [M: 1], and a clock row_sel3_clk from the control unit 60.

第3行選択部70は、M個のラッチ回路72〜72のうちの第m3のラッチ回路72m3に保持したデータrow_sel3_data[m3]がハイレベルである場合に、第m3行の各画素部Pm3,nに対して制御信号(Reset3(m3)信号,Trans3(m3)信号)を所定のタイミングでハイレベルとして出力することができる。 When the row_sel3_data [m3] stored in the mth latch circuit 72 m3 among the M latch circuits 72 1 to 72 M is at a high level, the third row selection unit 70 selects each pixel in the m3th row. A control signal (Reset3 (m3) signal, Trans3 (m3) signal) can be output as a high level to the part P m3, n at a predetermined timing.

図6は、本実施形態の固体撮像装置1の第1行選択部20の制御信号生成回路21の構成を示す図である。各制御信号生成回路21は、Dフリップフロップ210、論理反転回路211、論理積回路212〜217、論理和回路218,219および論理積回路221を含む。各制御信号生成回路21は、図5で説明した基本制御信号1として、All_reset1信号,Reset1信号,Trans1信号,Hold1信号およびAddress1信号を入力する。 FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the control signal generation circuit 21 m of the first row selection unit 20 of the solid-state imaging device 1 of the present embodiment. Each control signal generation circuit 21 m includes a D flip-flop 210, a logical inversion circuit 211, logical product circuits 212 to 217, logical sum circuits 218 and 219, and a logical product circuit 221. Each control signal generating circuit 21 m, as the basic control signal 1 described in FIG. 5, All_reset1 signal, Reset1 signal, Trans1 signal, and inputs the Hold1 signal and Address1 signal.

各制御信号生成回路21のDフリップフロップ210は、前段の制御信号生成回路21m−1から出力されるvshift1(m-1)信号を入力して、クロックVCLK1が指示するタイミングで当該データを保持し、その保持したデータを出力する。 The D flip-flop 210 of each control signal generation circuit 21 m receives the vshift1 (m−1) signal output from the control signal generation circuit 21 m−1 in the previous stage, and stores the data at a timing indicated by the clock VCLK1. Hold and output the held data.

各制御信号生成回路21の論理積回路212は、対応するラッチ回路22から出力されるデータrow_sel1_data[m]を入力するとともに、Dフリップフロップ210から出力されるデータをも入力して、これらの論理積のデータを出力する。 The AND circuit 212 of each control signal generation circuit 21 m receives the data row_sel1_data [m] output from the corresponding latch circuit 22 m and also receives the data output from the D flip-flop 210. Output the logical product of.

各制御信号生成回路21の論理積回路213は、対応するラッチ回路22から出力されるデータrow_sel1_data[m]が論理反転回路211により論理反転されたデータを入力するとともに、前段の制御信号生成回路21m−1から出力されるvshift1(m-1)信号のデータをも入力して、これらの論理積のデータを出力する。 The AND circuit 213 of each control signal generation circuit 21 m inputs data obtained by logically inverting the data row_sel1_data [m] output from the corresponding latch circuit 22 m by the logic inverting circuit 211 and generates the control signal for the previous stage. Data of the vshift1 (m-1) signal output from the circuit 21 m-1 is also input, and data of these logical products is output.

各制御信号生成回路21の論理和回路218は、論理積回路212および論理積回路213それぞれのデータを入力して、これらの論理和のデータをvshift1(m)信号として出力する。 OR circuit 218 of the control signal generating circuit 21 m, type AND circuit 212 and AND circuit 213 the respective data, and outputs the data of the logical OR as vshift1 (m) signal.

各制御信号生成回路21の論理積回路214は、対応するラッチ回路22から出力されるデータrow_sel1_data[m]を入力するとともに、Reset1信号のデータをも入力して、これらの論理積のデータをReset1(m)信号として出力する。 The logical product circuit 214 of each control signal generation circuit 21 m receives the data row_sel1_data [m] output from the corresponding latch circuit 22 m and also receives the data of the Reset1 signal, and the data of these logical products. Is output as a Reset1 (m) signal.

各制御信号生成回路21の論理積回路215は、対応するラッチ回路22から出力されるデータrow_sel1_data[m]を入力するとともに、Trans1信号のデータをも入力して、これらの論理積のデータをTrans1(m)信号として出力する。 The logical product circuit 215 of each control signal generation circuit 21 m inputs the data row_sel1_data [m] output from the corresponding latch circuit 22 m and also inputs the data of the Trans1 signal, and the data of these logical products. Is output as Trans1 (m) signal.

各制御信号生成回路21の論理積回路221は、対応するラッチ回路22から出力されるデータrow_sel1_data[m]を入力するとともに、All_reset1信号のデータをも入力して、これらの論理積のデータを出力する。 The logical product circuit 221 of each control signal generation circuit 21 m inputs the data row_sel1_data [m] output from the corresponding latch circuit 22 m and also receives the data of the All_reset1 signal, and the data of these logical products. Is output.

各制御信号生成回路21の論理和回路219は、論理積回路221の出力データを入力するとともに、論理積回路212の出力データをも入力して、これらの論理和のデータを出力する。 The logical sum circuit 219 of each control signal generation circuit 21 m inputs the output data of the logical product circuit 221 and also receives the output data of the logical product circuit 212 and outputs the logical sum data.

各制御信号生成回路21の論理積回路216は、論理和回路219の出力データを入力するとともに、Hold1信号のデータをも入力して、これらの論理積のデータをHold1(m)信号として出力する。 The logical product circuit 216 of each control signal generation circuit 21 m inputs the output data of the logical sum circuit 219 and also inputs the data of the Hold1 signal, and outputs the data of these logical products as the Hold1 (m) signal. To do.

各制御信号生成回路21の論理積回路217は、Address1信号のデータを入力するとともに、論理積回路212の出力データをも入力して、これらの論理積のデータをAddress1(m)信号として出力する。 The logical product circuit 217 of each control signal generation circuit 21 m inputs the data of the Address1 signal and also inputs the output data of the logical product circuit 212 and outputs the data of these logical products as the Address1 (m) signal. To do.

図7は、本実施形態の固体撮像装置1の第2行選択部30の制御信号生成回路31の構成を示す図である。各制御信号生成回路31は、Dフリップフロップ310、論理反転回路311、論理積回路312〜317、論理和回路318,319および論理積回路321を含む。各制御信号生成回路31は、図5で説明した基本制御信号2として、All_reset2信号,Reset2信号,Trans2信号,Hold2信号およびAddress2信号を入力する。 Figure 7 is a diagram showing a control signal generation circuit 31 m configuration of the second row selecting section 30 of the solid-state imaging device 1 of the present embodiment. Each control signal generation circuit 31 m includes a D flip-flop 310, a logical inversion circuit 311, logical product circuits 312 to 317, logical sum circuits 318 and 319, and a logical product circuit 321. Each control signal generating circuit 31 m, as the basic control signal 2 explained in Fig. 5, All_reset2 signal, Reset2 signal, Trans2 signal, and inputs the Hold2 signal and Address2 signal.

各制御信号生成回路31のDフリップフロップ310は、前段の制御信号生成回路31m−1から出力されるvshift2(m-1)信号を入力して、クロックVCLK2が指示するタイミングで当該データを保持し、その保持したデータを出力する。 The D flip-flop 310 of each control signal generation circuit 31 m receives the vshift2 (m−1) signal output from the control signal generation circuit 31 m−1 in the previous stage, and stores the data at a timing indicated by the clock VCLK 2. Hold and output the held data.

各制御信号生成回路31の論理積回路312は、対応するラッチ回路32から出力されるデータrow_sel2_data[m]を入力するとともに、Dフリップフロップ310から出力されるデータをも入力して、これらの論理積のデータを出力する。 A logical product circuit 312 of each control signal generation circuit 31 m inputs data row_sel2_data [m] output from the corresponding latch circuit 32 m and also inputs data output from the D flip-flop 310. Output the logical product of.

各制御信号生成回路31の論理積回路313は、対応するラッチ回路32から出力されるデータrow_sel2_data[m]が論理反転回路311により論理反転されたデータを入力するとともに、前段の制御信号生成回路31m−1から出力されるvshift2(m-1)信号のデータをも入力して、これらの論理積のデータを出力する。 The logical product circuit 313 of each control signal generation circuit 31 m inputs data obtained by logically inverting the data row_sel2_data [m] output from the corresponding latch circuit 32 m by the logical inverting circuit 311 and generates the control signal for the previous stage. The data of the vshift2 (m-1) signal output from the circuit 31 m-1 is also input, and the data of these logical products is output.

各制御信号生成回路31の論理和回路318は、論理積回路312および論理積回路313それぞれのデータを入力して、これらの論理和のデータをvshift2(m)信号として出力する。 OR circuit 318 of the control signal generating circuit 31 m, type the AND circuit 312 and AND circuit 313 the respective data, and outputs the data of the logical OR as vshift2 (m) signal.

各制御信号生成回路31の論理積回路314は、対応するラッチ回路32から出力されるデータrow_sel2_data[m]を入力するとともに、Reset2信号のデータをも入力して、これらの論理積のデータをReset2(m)信号として出力する。 AND circuit 314 of each control signal generating circuit 31 m inputs the data row_sel2_data [m] output from the corresponding latch circuit 32 m, and also input data Reset2 signal, data of logical product Is output as a Reset2 (m) signal.

各制御信号生成回路31の論理積回路315は、対応するラッチ回路32から出力されるデータrow_sel2_data[m]を入力するとともに、Trans2信号のデータをも入力して、これらの論理積のデータをTrans2(m)信号として出力する。 The logical product circuit 315 of each control signal generation circuit 31 m receives the data row_sel2_data [m] output from the corresponding latch circuit 32 m and also receives the data of the Trans2 signal, and the data of these logical products. Is output as a Trans2 (m) signal.

各制御信号生成回路31の論理積回路321は、対応するラッチ回路32から出力されるデータrow_sel2_data[m]を入力するとともに、All_reset2信号のデータをも入力して、これらの論理積のデータを出力する。 AND circuit 321 of each control signal generating circuit 31 m inputs the data row_sel2_data [m] output from the corresponding latch circuit 32 m, and also input data All_reset2 signal, data of logical product Is output.

各制御信号生成回路31の論理和回路319は、論理積回路321の出力データを入力するとともに、論理積回路312の出力データをも入力して、これらの論理和のデータを出力する。 The logical sum circuit 319 of each control signal generation circuit 31 m receives the output data of the logical product circuit 321 and also receives the output data of the logical product circuit 312 and outputs the logical sum data.

各制御信号生成回路31の論理積回路316は、論理和回路319の出力データを入力するとともに、Hold2信号のデータをも入力して、これらの論理積のデータをHold2(m)信号として出力する。 AND circuit 316 of each control signal generating circuit 31 m inputs the output data of the OR circuit 319, and also input data Hold2 signal, outputs the data of logical product as Hold2 (m) signal To do.

各制御信号生成回路31の論理積回路317は、Address2信号のデータを入力するとともに、論理積回路312の出力データをも入力して、これらの論理積のデータをAddress2(m)信号として出力する。 AND circuit 317 of each control signal generating circuit 31 m inputs the data of the Address2 signal, and also input the output data of the AND circuit 312, outputs data of logical product as Address2 (m) signal To do.

第1行選択部20が選択するべき第m1行に対応してデータrow_sel1_data[m1]がハイレベルとされる。第2行選択部30が選択するべき第m2行に対応してデータrow_sel2_data[m2]がハイレベルとされる。また、第3行選択部70が選択するべき第m3行に対応してデータrow_sel3_data[m3]がハイレベルとされる。第1行選択部20が選択する第m1行と第2行選択部30が選択する第m2行とが互いに異なるようにするには、各m値について、データrow_sel1_data[m]およびデータrow_sel2_data[m]は、共にハイレベルであってはならず、少なくとも一方がローレベルであることが必要である。   The data row_sel1_data [m1] is set to the high level corresponding to the m1st row to be selected by the first row selection unit 20. The data row_sel2_data [m2] is set to the high level corresponding to the m2th row to be selected by the second row selection unit 30. Further, the data row_sel3_data [m3] is set to the high level corresponding to the m3th row to be selected by the third row selection unit 70. In order to make the m1st row selected by the first row selection unit 20 and the m2th row selected by the second row selection unit 30 different from each other, for each m value, data row_sel1_data [m] and data row_sel2_data [m ] Must not be at a high level, and at least one of them must be at a low level.

図6に示される構成を有する第1行選択部20では、M個のラッチ回路22〜22のうちの第m1のラッチ回路22m1に保持したデータrow_sel1_data[m1]がハイレベルである(このとき、データrow_sel2_data[m1]は必ずローレベルである)場合に、これに対応する制御信号生成回路21m1は、第m1行の各画素部Pm1,nに対して制御信号(Reset1(m1)信号,Trans1(m1)信号,Hold1(m1)信号)を所定のタイミングでハイレベルとして出力することができ、また、Address1(m1)信号をも所定のタイミングでハイレベルとして出力することができる。 In the first row selection unit 20 having the configuration shown in FIG. 6, the data row_sel1_data [m1] held in the mth latch circuit 22 m1 among the M latch circuits 22 1 to 22 M is at a high level ( at this time, data row_sel2_data [m1] is always low level) when the control signal generating circuit 21 m1 corresponding to this, the m1 row control signals to the pixel portion P m1, n of (Reset1 (m1 ) Signal, Trans1 (m1) signal, Hold1 (m1) signal) can be output as high level at a predetermined timing, and Address1 (m1) signal can also be output as high level at a predetermined timing. .

また、第1行選択部20では、M個のラッチ回路22〜22のうち保持データrow_sel1_data[m]がローレベルであるラッチ回路に対応する制御信号生成回路は、前段から到達したvshift1信号を直ちに後段へ出力することができる。すなわち、M個のラッチ回路22〜22のうち保持データrow_sel1_data[m]がハイレベルであるラッチ回路のみが実質的なシフトレジスタを構成している。したがって、第1行選択部20は、M個のラッチ回路22〜22のうち保持データrow_sel1_data[m]がハイレベルであるラッチ回路に対応する行に対して一定時間間隔(クロックVCLK1の周期)で順次に制御信号を出力することができる。 Further, in the first row selection unit 20, the control signal generation circuit corresponding to the latch circuit whose retained data row_sel1_data [m] is at the low level among the M latch circuits 22 1 to 22 M receives the vshift1 signal reached from the previous stage. Can be immediately output to the subsequent stage. That is, of the M latch circuits 22 1 to 22 M , only the latch circuit whose holding data row_sel1_data [m] is at a high level constitutes a substantial shift register. Therefore, the first row selection unit 20 performs a fixed time interval (period of the clock VCLK1) with respect to the row corresponding to the latch circuit whose holding data row_sel1_data [m] is high level among the M latch circuits 22 1 to 22 M. ) Can sequentially output control signals.

図7に示される構成を有する第2行選択部30では、M個のラッチ回路32〜32のうちの第m2のラッチ回路32m2に保持したデータrow_sel2_data[m2]がハイレベルである(このとき、データrow_sel1_data[m2]は必ずローレベルである)場合に、これに対応する制御信号生成回路31m2は、第m2行の各画素部Pm2,nに対して制御信号(Reset2(m2)信号,Trans2(m2)信号,Hold2(m2)信号)を所定のタイミングでハイレベルとして出力することができ、また、Address2(m2)信号をも所定のタイミングでハイレベルとして出力することができる。 In the second row selection unit 30 having the configuration shown in FIG. 7, the data row_sel2_data [m2] held in the mth latch circuit 32 m2 among the M latch circuits 32 1 to 32 M is at a high level ( at this time, data row_sel1_data [m2] is always low level) when the control signal generating circuit 31 m2 corresponding to this, the m2 row control signals to the pixel portion P m2, n of (Reset2 (m2 ) Signal, Trans2 (m2) signal, Hold2 (m2) signal) can be output as high level at a predetermined timing, and Address2 (m2) signal can also be output as high level at a predetermined timing. .

また、第2行選択部30では、M個のラッチ回路32〜32のうち保持データrow_sel2_data[m]がローレベルであるラッチ回路に対応する制御信号生成回路は、前段から到達したvshift2信号を直ちに後段へ出力することができる。すなわち、M個のラッチ回路32〜32のうち保持データrow_sel2_data[m]がハイレベルであるラッチ回路のみが実質的なシフトレジスタを構成している。したがって、第2行選択部30は、M個のラッチ回路32〜32のうち保持データrow_sel2_data[m]がハイレベルであるラッチ回路に対応する行に対して一定時間間隔(クロックVCLK2の周期)で順次に制御信号を出力することができる。 Further, in the second row selection unit 30, the control signal generation circuit corresponding to the latch circuit whose retained data row_sel2_data [m] is at the low level among the M latch circuits 32 1 to 32 M receives the vshift2 signal reached from the previous stage. Can be immediately output to the subsequent stage. That is, of the M latch circuits 32 1 to 32 M , only the latch circuit whose retained data row_sel2_data [m] is at a high level constitutes a substantial shift register. Therefore, the second row selection unit 30 sets a fixed time interval (the period of the clock VCLK2) with respect to the row corresponding to the latch circuit whose holding data row_sel2_data [m] is high level among the M latch circuits 32 1 to 32 M. ) Can sequentially output control signals.

以上のように、第1行選択部20は、M個のラッチ回路22〜22のうちの第m1のラッチ回路22m1に保持したデータrow_sel1_data[m1]がハイレベルである場合に、第m1行の各画素部Pm1,nに対してReset1(m1)信号,Trans1(m1)信号,Hold1(m1)信号およびAddress1(m1)を所定のタイミングでハイレベルとして出力することができる。第2行選択部30は、M個のラッチ回路32〜32のうちの第m2のラッチ回路32m2に保持したデータrow_sel2_data[m2]がハイレベルである場合に、第m2行の各画素部Pm2,nに対してReset2(m2)信号,Trans2(m2)信号,Hold2(m2)信号およびAddress2(m2)信号を所定のタイミングでハイレベルとして出力することができる。また、第3行選択部70は、M個のラッチ回路72〜72のうちの第m3のラッチ回路72m3に保持したデータrow_sel3_data[m3]がハイレベルである場合に、第m3行の各画素部Pm3,nに対してReset3(m3)信号およびTrans3(m3)信号を所定のタイミングでハイレベルとして出力することができる。 As described above, when the row_sel1_data [m1] stored in the mth latch circuit 22 m1 among the M latch circuits 22 1 to 22 M is at the high level, the first row selection unit 20 The Reset 1 (m 1) signal, Trans 1 (m 1) signal, Hold 1 (m 1) signal, and Address 1 (m 1) can be output as a high level at a predetermined timing to each pixel unit P m1, n in the m 1 row. When the data row_sel2_data [m2] held in the m-th latch circuit 32 m2 among the M latch circuits 32 1 to 32 M is at a high level, the second row selection unit 30 selects each pixel in the m2-th row. The Reset 2 (m 2) signal, Trans 2 (m 2) signal, Hold 2 (m 2) signal, and Address 2 (m 2) signal can be output to the part P m2, n as a high level at a predetermined timing. Further, the third row selection unit 70 selects the m3th row when the data row_sel3_data [m3] held in the mth latch circuit 72 m3 among the M latch circuits 72 1 to 72 M is at a high level. The Reset3 (m3) signal and the Trans3 (m3) signal can be output as a high level at a predetermined timing to each pixel unit Pm3 , n .

次に、比較例(図8,図9)と対比して本実施形態の固体撮像装置1の動作の実施例(図8,図10)を説明する。比較例では、第1行選択部および第2行選択部の何れも、受光部10における第m1行および第m2行と異なる何れの第m3行の各画素部Pm3,nに対してもフォトダイオードの接合容量部を放電させることはない。実施例および比較例の何れにおいても、説明の簡便化の為にM=N=8 とする。 Next, an example (FIGS. 8 and 10) of the operation of the solid-state imaging device 1 of the present embodiment will be described in comparison with the comparative example (FIGS. 8 and 9). In the comparative example, each of the first row selection unit and the second row selection unit is configured to perform a photo for each pixel unit P m3, n in any m3 row different from the m1 row and the m2 row in the light receiving unit 10. The junction capacitance part of the diode is not discharged. In any of the examples and comparative examples, M = N = 8 for the sake of simplicity of explanation.

図8は、比較例の動作の場合において第1読出し部40および第2読出し部50それぞれによりデータが読み出される受光部10における画素部を説明する図である。比較例においては、或る時刻t以前では、同図(a)に示されるように、受光部10の画素部P5,3および画素部P5,4それぞれの通信データが第1行選択部および第1読出部により読み出され(同図(a)中の領域A)、受光部10の画素部P3,2〜画素部P3,5,画素部P4,2〜画素部P4,5,画素部P6,2〜画素部P6,5および画素部P7,2〜画素部P7,5それぞれの画像データが第2行選択部および第2読出部により読み出される(同図(a)中の領域B)。 FIG. 8 is a diagram illustrating a pixel unit in the light receiving unit 10 from which data is read out by each of the first reading unit 40 and the second reading unit 50 in the case of the operation of the comparative example. In the comparative example, before a certain time t, as shown in FIG. 5A, the communication data of the pixel portions P 5,3 and the pixel portions P 5,4 of the light receiving unit 10 are stored in the first row selection unit. And read out by the first reading unit (region A in FIG. 5A), the pixel unit P 3,2 to the pixel unit P 3,5 , the pixel unit P 4,2 to the pixel unit P 4 of the light receiving unit 10. , 5 , pixel portion P 6,2 to pixel portion P 6,5 and pixel portion P 7,2 to pixel portion P 7,5, the respective image data are read by the second row selection portion and the second reading portion (same as above). Region B in FIG.

そして、比較例においては、その時刻t以降では、同図(b)に示されるように、受光部10の画素部P4,4および画素部P4,5それぞれの通信データが第1行選択部および第1読出部により読み出され(同図(b)中の領域A)、受光部10の画素部P2,3〜画素部P2,6,画素部P3,3〜画素部P3,6,画素部P5,3〜画素部P5,6および画素部P6,3〜画素部P6,6それぞれの画像データが第2行選択部および第2読出部により読み出される(同図(b)中の領域B)。 In the comparative example, after the time t, the communication data of the pixel units P 4, 4 and the pixel units P 4, 5 of the light receiving unit 10 are selected as the first row, as shown in FIG. And the first readout unit (region A in FIG. 2B), the pixel unit P 2,3 to the pixel unit P 2,6 , the pixel unit P 3,3 to the pixel unit P of the light receiving unit 10. 3 , 6 , the pixel part P 5,3 to the pixel part P 5,6 and the pixel part P 6,3 to the pixel part P 6,6 are read out by the second row selection part and the second readout part ( Region B in FIG.

すなわち、比較例では、或る時刻tを境にして、第1読出部または第2読出部により読み出される受光部10の画素部の領域A,Bは、行方向および列方向それぞれへ1画素分だけシフトする。   That is, in the comparative example, the regions A and B of the pixel portion of the light receiving unit 10 read by the first reading unit or the second reading unit with respect to a certain time t are one pixel in the row direction and the column direction, respectively. Just shift.

図9は、比較例の動作の場合のタイミングチャートである。同図には、上から順に、受光部10における第8行〜第1行それぞれの画素部の動作、第1読出部40の保持部41のデータ入力動作、第1読出部40からのデータ出力動作、第2読出部50の保持部51のデータ入力動作、および、第2読出部50からのデータ出力動作、が示されている。   FIG. 9 is a timing chart in the case of the operation of the comparative example. In the figure, in order from the top, the operations of the pixel units in the eighth to first rows in the light receiving unit 10, the data input operation of the holding unit 41 of the first reading unit 40, and the data output from the first reading unit 40 are shown. An operation, a data input operation of the holding unit 51 of the second reading unit 50, and a data output operation from the second reading unit 50 are shown.

同図中で、「転1」は、画素部においてトランジスタT2およびトランジスタT5をオン状態とすることで、フォトダイオードPDの接合容量部の電荷をFD領域(トランジスタT3のゲート端子に接続される拡散領域(電荷蓄積部))に転送することを表す。「転2」は、画素部においてトランジスタT4またはトランジスタT4をオン状態とすることで、電荷蓄積部における蓄積電荷量に応じたデータを保持部41または保持部51へ転送することを表す。「初期化」は、画素部においてトランジスタT1およびトランジスタT2をオン状態とすることで、フォトダイオードPDの接合容量部の電荷を放電して初期化することを表す。「蓄積」は、画素部においてトランジスタT1をオフ状態とすることで、フォトダイオードPDで発生した電荷を接合容量部に蓄積することを表す。 In the figure, “turn 1” indicates that the transistor T2 and the transistor T5 are turned on in the pixel portion, whereby the charge of the junction capacitance portion of the photodiode PD is diffused (connected to the gate terminal of the transistor T3). Represents transfer to a region (charge storage unit). "Rolling 2" represents the transfer of transistor T4 1 or the transistor T4 2 By the ON state, the data corresponding to the accumulated charge amount in the charge accumulating portion to the holding portion 41 or the memory 51 in the pixel unit. “Initialization” means that the transistor T1 and the transistor T2 are turned on in the pixel portion to discharge and initialize the junction capacitance portion of the photodiode PD. “Accumulation” represents that the charge generated in the photodiode PD is accumulated in the junction capacitor portion by turning off the transistor T1 in the pixel portion.

この図に示されるように、比較例では、時刻t直後に最初に第1読出部40に読み出される画素部P4,4および画素部P4,5それぞれの通信データは、時刻t直前に最後に長期間に亘って蓄積された電荷の量に相当するものであるから、誤った値となる場合がある。それ故、光信号源からの光信号を正確に受信することができない。 As shown in this figure, in the comparative example, the communication data of the pixel unit P 4,4 and the pixel unit P 4,5 that are first read by the first reading unit 40 immediately after time t are the last communication data immediately before time t. Since this corresponds to the amount of charge accumulated over a long period of time, it may be an incorrect value. Therefore, the optical signal from the optical signal source cannot be received accurately.

一方、この比較例において、時刻t直後に最初に第2読出部50により読み出される第2行の画素部P2,3〜P2,6それぞれの画像データは、時刻t直前に最後に本来より長い期間に亘って蓄積された電荷の量に相当するものであるから、誤った値となる場合がある。また、時刻t直後に最初に第2読出部50により読み出される第5行の画素部P5,3〜P5,6それぞれの画像データは、時刻t直前に最後に本来より短い期間に亘って蓄積された電荷の量に相当するものであるから、誤った値となる場合がある。しかし、これらのデータは通信データではなく画像データであるので、データが誤っていたとしても支障がない場合があり、或いは、その誤ったデータについては隣接行のデータを用いて補間することができるので大きな問題とはならない。 On the other hand, in this comparative example, the second row of the pixel unit P 2,3 to P 2, 6 each image data read by the first to the second reading section 50 immediately after time t, at time t immediately before from the original last Since this corresponds to the amount of charge accumulated over a long period of time, it may be an incorrect value. In addition, the image data of the pixel portions P 5,3 to P 5,6 in the fifth row that is first read out by the second reading unit 50 immediately after time t lasts for a shorter period last than just before time t. Since it corresponds to the amount of accumulated charge, it may be an incorrect value. However, since these data are not communication data but image data, there may be no problem even if the data is incorrect, or the erroneous data can be interpolated using data in adjacent rows. So it is not a big problem.

実施例の動作の場合において第1読出し部40および第2読出し部50それぞれによりデータが読み出される受光部10における画素部は、図8に示されたものと同じである。ただし、実施例では、第3行選択部70により、時刻t以降に第1行選択部および第1読出部によりデータを読み出される受光部10の第4行の各画素部のフォトダイオードPDの接合容量部は、時刻tより第1読出部のデータ読出し周期だけ前の時刻に初期化される。これにより、受光部10の第4行の各画素部のデータは、時刻t直前の初期化時より以降、一定時間間隔で読み出されることになる。   In the case of the operation of the embodiment, the pixel unit in the light receiving unit 10 from which data is read out by each of the first reading unit 40 and the second reading unit 50 is the same as that shown in FIG. However, in the embodiment, the junction of the photodiode PD of each pixel unit in the fourth row of the light receiving unit 10 from which data is read by the first row selecting unit and the first reading unit by the third row selecting unit 70 after time t. The capacitor unit is initialized at a time before the data read cycle of the first reading unit from time t. As a result, the data of each pixel unit in the fourth row of the light receiving unit 10 is read at regular time intervals after the initialization immediately before the time t.

図10は、実施例の動作の場合のタイミングチャートである。同図には、上から順に、受光部10における第8行〜第1行それぞれの画素部の動作、第1読出部40の保持部41のデータ入力動作、第1読出部40からのデータ出力動作、第2読出部50の保持部51のデータ入力動作、および、第2読出部50からのデータ出力動作、が示されている。同図中の「転1」,転2」,「初期化」および「蓄積」それぞれは、図9中のものと同様である。   FIG. 10 is a timing chart in the case of the operation of the embodiment. In the figure, in order from the top, the operations of the pixel units in the eighth to first rows in the light receiving unit 10, the data input operation of the holding unit 41 of the first reading unit 40, and the data output from the first reading unit 40 are shown. An operation, a data input operation of the holding unit 51 of the second reading unit 50, and a data output operation from the second reading unit 50 are shown. “Rotation 1”, “Rotation 2”, “Initialization”, and “Storage” in FIG. 9 are the same as those in FIG.

この図に示されるように、実施例では、時刻t直後に最初に第1読出部40に読み出される画素部P4,4および画素部P4,5それぞれの通信データは、時刻t前に時刻t後と同じ期間に亘って蓄積された電荷の量に相当するものである。それ故、光信号源からの光信号を正確に受信することができる。このように、本実施形態の固体撮像装置1は、光信号源の位置を追尾するような場合であっても、光信号源からの光信号を正確に受信することができる。 As shown in this figure, in the embodiment, the communication data of the pixel unit P 4,4 and the pixel unit P 4,5 that are first read by the first reading unit 40 immediately after the time t are the time before the time t. This corresponds to the amount of charge accumulated over the same period after t. Therefore, the optical signal from the optical signal source can be accurately received. Thus, the solid-state imaging device 1 of the present embodiment can accurately receive the optical signal from the optical signal source even when tracking the position of the optical signal source.

一方、この実施例においても、時刻t直後に最初に第2読出部50により読み出される第2行の画素部P2,3〜P2,6それぞれの画像データは、時刻t直前に最後に本来より長い期間に亘って蓄積された電荷の量に相当するものであるから、誤った値となる場合がある。また、時刻t直後に最初に第2読出部50により読み出される第5行の画素部P5,3〜P5,6それぞれの画像データは、時刻t直前に最後に本来より短い期間に亘って蓄積された電荷の量に相当するものであるから、誤った値となる場合がある。しかし、これらのデータは通信データではなく画像データであるので、データが誤っていたとしても支障がない場合があり、或いは、その誤ったデータについては隣接行のデータを用いて補間することができるので大きな問題とはならない。 On the other hand, also in this embodiment, the pixel unit P 2,3 to P 2, 6 each image data of the second row to be read by the first to the second reading section 50 immediately after time t, the last original time t immediately before Since this corresponds to the amount of charge accumulated over a longer period, it may be an incorrect value. In addition, the image data of the pixel portions P 5,3 to P 5,6 in the fifth row that is first read out by the second reading unit 50 immediately after time t lasts for a shorter period last than just before time t. Since it corresponds to the amount of accumulated charge, it may be an incorrect value. However, since these data are not communication data but image data, there may be no problem even if the data is incorrect, or the erroneous data can be interpolated using data in adjacent rows. So it is not a big problem.

なお、本実施形態の固体撮像装置1は様々な態様で動作することができる。例えば、第1行選択部20が受光部10における奇数行目を選択し、第2行選択部30が受光部10における偶数行目を選択するようにしてもよい。この場合、第2行選択部30および第2読出部50により読み出された偶数行目の画像データに基づいて光信号源の位置が特定され、その画像中の特定された位置にある何れかの奇数行目の画素部からのデータが通信データとして第1行選択部20および第1読出部40により読み出される。この場合、第3行選択部70は、新たにデータを詠み出すべき第m3行の各画素部のフォトダイオードPDの接合容量部を、読出し開始に先立って初期化する。   Note that the solid-state imaging device 1 of the present embodiment can operate in various modes. For example, the first row selection unit 20 may select odd-numbered rows in the light-receiving unit 10, and the second row selection unit 30 may select even-numbered rows in the light-receiving unit 10. In this case, the position of the optical signal source is specified based on the image data of the even-numbered rows read by the second row selecting unit 30 and the second reading unit 50, and any one of the specified positions in the image is present. The first row selection unit 20 and the first reading unit 40 read out data from the odd-numbered pixel units as communication data. In this case, the third row selection unit 70 initializes the junction capacitance portion of the photodiode PD of each pixel unit in the m3th row from which data is to be newly written prior to the start of reading.

また、本実施形態の固体撮像装置1は、図11および図12に示されるような動作をすることも可能である。   Further, the solid-state imaging device 1 of the present embodiment can also operate as shown in FIGS. 11 and 12.

図11は、他の実施例の動作の場合において第1読出し部40および第2読出し部50それぞれによりデータが読み出される受光部10における画素部を説明する図である。この実施例では、或る時刻t以前では、同図(a)に示されるように、受光部10の画素部P5,3および画素部P5,4それぞれの通信データが第1行選択部および第1読出部により読み出され(同図(a)中の領域A)、受光部10の画素部P6,6および画素部P6,7それぞれの通信データが第2行選択部および第2読出部により読み出される(同図(a)中の領域B)。 FIG. 11 is a diagram illustrating a pixel unit in the light receiving unit 10 from which data is read out by each of the first reading unit 40 and the second reading unit 50 in the case of the operation of another embodiment. In this embodiment, before a certain time t 1 , the communication data of the pixel portions P 5 and 3 and the pixel portions P 5 and 4 of the light receiving portion 10 are selected as the first row as shown in FIG. And the first reading unit (region A in FIG. 5A), the communication data of the pixel unit P 6,6 and the pixel unit P 6,7 of the light receiving unit 10 are the second row selection unit and It is read by the second reading unit (region B in FIG. 4A).

時刻tから時刻tまでは、同図(b)に示されるように、受光部10の画素部P4,2および画素部P4,3それぞれの通信データが第1行選択部および第1読出部により読み出され(同図(b)中の領域A)、受光部10の画素部P6,6および画素部P6,7それぞれの通信データが第2行選択部および第2読出部により読み出される(同図(b)中の領域B)。そして、時刻t以降は、同図(c)に示されるように、受光部10の画素部P4,2および画素部P4,3それぞれの通信データが第1行選択部および第1読出部により読み出され(同図(c)中の領域A)、受光部10の画素部P7,6および画素部P7,7それぞれの通信データが第2行選択部および第2読出部により読み出される(同図(c)中の領域B)。 From time t 1 to time t 2 , as shown in FIG. 5B, the communication data of the pixel unit P 4,2 and the pixel unit P 4,3 of the light receiving unit 10 are transmitted to the first row selection unit and the first row selection unit, respectively. 1 is read by the reading unit (region A in FIG. 2B), and the communication data of the pixel unit P 6,6 and the pixel unit P 6,7 of the light receiving unit 10 are the second row selecting unit and the second reading unit. Read by the unit (region B in FIG. 2B). Then, after time t 2 , as shown in FIG. 5C, the communication data of the pixel portions P 4 and 2 and the pixel portions P 4 and 3 of the light receiving portion 10 are sent to the first row selection portion and the first readout. (Region A in FIG. 3C), the communication data of the pixel portions P 7,6 and the pixel portions P 7,7 of the light receiving portion 10 are transmitted by the second row selection portion and the second reading portion, respectively. It is read out (region B in FIG. 4C).

すなわち、この実施例では、互いに独立に移動し得る2つの光信号源が存在していて、一方の光信号源からの光信号のデータが第1行選択部および第1読出部により読み出され、他方の光信号源からの光信号のデータが第2行選択部および第2読出部により読み出される。   That is, in this embodiment, there are two optical signal sources that can move independently from each other, and the optical signal data from one optical signal source is read by the first row selection unit and the first reading unit. The optical signal data from the other optical signal source is read by the second row selection unit and the second reading unit.

図12は、他の実施例の動作の場合のタイミングチャートである。同図には、上から順に、受光部10における第8行〜第1行それぞれの画素部の動作、第1読出部40の保持部41のデータ入力動作、第1読出部40からのデータ出力動作、第2読出部50の保持部51のデータ入力動作、および、第2読出部50からのデータ出力動作、が示されている。同図中の「転1」,転2」,「初期化」および「蓄積」それぞれは、図9中のものと同様である。この図に示されるように、第1読出部のデータ読出しと第2読出部のデータ読出しとは、周期が互いに同じであるが、位相が相違している。   FIG. 12 is a timing chart in the case of the operation of another embodiment. In the figure, in order from the top, the operations of the pixel units in the eighth to first rows in the light receiving unit 10, the data input operation of the holding unit 41 of the first reading unit 40, and the data output from the first reading unit 40 are shown. An operation, a data input operation of the holding unit 51 of the second reading unit 50, and a data output operation from the second reading unit 50 are shown. “Rotation 1”, “Rotation 2”, “Initialization”, and “Storage” in FIG. 9 are the same as those in FIG. As shown in this figure, the data reading of the first reading unit and the data reading of the second reading unit have the same period but different phases.

第1行選択部および第1読出部によりデータを読み出される行は時刻tを境にして変化するが、時刻t直後に最初に第1読出部に読み出される画素部P4,2および画素部P4,3それぞれの通信データは、時刻t前に時刻t後と同じ期間に亘って蓄積された電荷の量に相当するものである。また、第2行選択部および第2読出部によりデータを読み出される行は時刻tを境にして変化するが、時刻t直後に最初に第2読出部に読み出される画素部P7,6および画素部P7,7それぞれの通信データは、時刻t前に時刻t後と同じ期間に亘って蓄積された電荷の量に相当するものである。それ故、2つの光信号源それぞれからの光信号を正確に受信することができる。このように、本実施形態の固体撮像装置1は、2つの光信号源それぞれの位置を追尾するような場合であっても、各光信号源からの光信号を正確に受信することができる。 Although the line to be read the data by the first row selecting section and the first reading unit is changed by the time t 1 as a boundary, the pixel portion P 4, 2 and the pixel read initially in the first reading unit immediately after the time t 1 part P 4,3 each communication data is equivalent to the amount of charge accumulated over the time t 1 the same period after the time t 1 before. Although the line to be read out the data by the second row selecting section and the second reading unit is changed by the time t 2 as a boundary, the pixel portion P 7, 6 to be read first to the second reading unit immediately after the time t 2 The communication data of each of the pixel portions P 7 and 7 corresponds to the amount of charge accumulated over the same period before time t 2 as before time t 2 . Therefore, the optical signals from the two optical signal sources can be accurately received. As described above, the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment can accurately receive the optical signal from each optical signal source even when tracking the positions of the two optical signal sources.

1…固体撮像装置、10…受光部、20…第1行選択部、21〜21…制御信号生成回路、22〜22…ラッチ回路、30…第2行選択部、31〜31…制御信号生成回路、32〜32…ラッチ回路、40…第1読出部、41〜41…保持部、42…第1列選択部、43…差演算部、50…第2読出部、51〜51…保持部、52…第1列選択部、53…差演算部、60…制御部、70…第3行選択部、72〜72…ラッチ回路、P1,1〜PM,N…画素部、L1〜L1,L2〜L2…読出信号線、LT〜LT,LR〜LR,LH〜LH,LA1〜LA1,LA2〜LA2…制御信号線。
1 ... solid-state imaging device, 10 ... receiving unit, 20 ... first row selecting section, 21 1 through 21 M ... control signal generating circuit, 22 1 through 22 M ... latch circuit, 30 ... second row selecting section, 31 1 ~ 31 M ... Control signal generation circuit, 32 1 to 32 M ... Latch circuit, 40... First reading unit, 41 1 to 41 N ... Holding unit, 42 ... First column selection unit, 43. 2 reading unit, 51 1 to 51 N ... holding unit, 52 ... first column selection unit, 53 ... difference calculation unit, 60 ... control unit, 70 ... third row selection unit, 72 1 to 72 M ... latch circuit, P 1,1 ~P M, N ... pixel portion, L1 1 ~L1 N, L2 1 ~L2 N ... read signal line, LT 1 ~LT M, LR 1 ~LR M, LH 1 ~LH M, LA1 1 ~LA1 M , LA2 1 to LA2 M ... Control signal lines.

Claims (4)

入射光量に応じた量の電荷を発生するフォトダイオードと、該電荷を蓄積する電荷蓄積部と、前記電荷蓄積部における蓄積電荷量に応じたデータを出力するための第1スイッチと、前記電荷蓄積部における蓄積電荷量に応じたデータを出力するための第2スイッチと、を各々有するM×N個の画素部P1,1〜PM,Nが、M行N列に2次元配列された受光部と、
前記受光部における何れかの第m1行を選択し、その第m1行の各画素部Pm1,nに対して制御信号を出力することで、前記フォトダイオードの接合容量部を放電させ、前記フォトダイオードで発生した電荷を前記電荷蓄積部に蓄積させ、前記第1スイッチを閉じることで前記電荷蓄積部における蓄積電荷量に応じたデータを読出信号線L1へ出力させる第1行選択部と、
前記受光部における第m1行と異なる何れかの第m2行を選択し、その第m2行の各画素部Pm2,nに対して制御信号を出力することで、前記フォトダイオードの接合容量部を放電させ、前記フォトダイオードで発生した電荷を前記電荷蓄積部に蓄積させ、前記第2スイッチを閉じることで前記電荷蓄積部における蓄積電荷量に応じたデータを読出信号線L2へ出力させる第2行選択部と、
前記受光部における何れかの第m3行を選択し、その第m3行の各画素部Pm3,nに対して制御信号を出力することで、前記フォトダイオードの接合容量部を放電させる第3行選択部と、
N本の読出信号線L1〜L1と接続され、前記第1行選択部により選択された前記受光部における第m1行の各画素部Pm1,nから読出信号線L1へ出力されたデータを入力して、第m1行の各画素部Pm1,nの前記フォトダイオードで発生した電荷の量に応じたデータを出力する第1読出部と、
N本の読出信号線L2〜L2と接続され、前記第2行選択部により選択された前記受光部における第m2行の各画素部Pm2,nから読出信号線L2へ出力されたデータを入力して、第m2行の各画素部Pm2,nの前記フォトダイオードで発生した電荷の量に応じたデータを出力する第2読出部と、
を備え、
前記第1行選択部および前記第1読出部と前記第2行選択部および前記第2読出部とが互いに並列的に動作をする、
ことを特徴とする固体撮像装置(ただし、M,Nは2以上の整数、m1,m2は1以上M以下であって互いに異なる整数、m3は1以上M以下の整数、nは1以上N以下の整数)。
A photodiode that generates an amount of charge corresponding to the amount of incident light, a charge storage unit that stores the charge, a first switch that outputs data corresponding to the amount of charge stored in the charge storage unit, and the charge storage M × N pixel units P 1,1 to P M, N each having a second switch for outputting data corresponding to the amount of stored charge in the unit are two-dimensionally arranged in M rows and N columns A light receiver;
Any one of the m1 rows in the light receiving unit is selected, and a control signal is output to each pixel unit P m1, n in the m1 row, thereby discharging the junction capacitance portion of the photodiode, and A first row selection unit that accumulates charges generated by a diode in the charge accumulation unit and closes the first switch to output data corresponding to the accumulated charge amount in the charge accumulation unit to the read signal line L1 n ;
By selecting one of the m2 rows that is different from the m1 row in the light receiving unit and outputting a control signal to each pixel unit P m2, n of the m2 row, the junction capacitance portion of the photodiode is The second charge is discharged, the charge generated in the photodiode is accumulated in the charge accumulation unit, and the second switch is closed to output data corresponding to the accumulated charge amount in the charge accumulation unit to the read signal line L2 n . A row selection section;
A third row that discharges the junction capacitance portion of the photodiode by selecting any m3 row in the light receiving portion and outputting a control signal to each pixel portion P m3, n of the m3 row. A selection section;
Is connected to the N number of read signal line L1 1 ~L1 N, output from each pixel portion P m1, n of the m1 row in a selected light receiving unit to the read signal line L1 n by the first row selecting section A first reading unit that inputs data and outputs data corresponding to the amount of charge generated in the photodiode of each pixel unit P m1, n in the m1st row;
Is connected to the N number of read signal line L2 1 ~L2 N, output from each pixel portion P m2, n of the m2 row in a selected light receiving unit to the read signal line L2 n by the second row selecting section A second readout unit that inputs data and outputs data corresponding to the amount of charge generated in the photodiode of each pixel unit P m2, n in the m2nd row;
With
The first row selection unit and the first readout unit and the second row selection unit and the second readout unit operate in parallel with each other;
Solid-state imaging device (where M and N are integers of 2 or more, m1 and m2 are integers of 1 to M and different from each other, m3 is an integer of 1 to M, and n is 1 to N) Integer).
前記第1行選択部が、M個のラッチ回路を含み、そのうちの第m1のラッチ回路に保持したデータが有意値であるときに第m1行の各画素部Pm1,nに対して前記制御信号を出力し、
前記第2行選択部が、M個のラッチ回路を含み、そのうちの第m2のラッチ回路に保持したデータが有意値であるときに第m2行の各画素部Pm2,nに対して前記制御信号を出力し、
前記第3行選択部が、M個のラッチ回路を含み、そのうちの第m3のラッチ回路に保持したデータが有意値であるときに第m3行の各画素部Pm3,nに対して前記制御信号を出力する、
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
The first row selection unit includes M latch circuits, and when the data held in the m1st latch circuit is a significant value, the control is performed on each pixel unit P m1, n in the m1st row. Output signal,
The second row selection unit includes M latch circuits, and when the data held in the m2nd latch circuit is a significant value, the control is performed on each pixel unit Pm2, n in the m2th row. Output signal,
The third row selection unit includes M latch circuits, and when the data held in the m3th latch circuit is a significant value, the control is performed on each pixel unit Pm3, n in the m3th row. Output signal,
The solid-state imaging device according to claim 1.
前記第1行選択部,前記第2行選択部および前記第3行選択部それぞれのM個のラッチ回路が行順に縦続接続されてシフトレジスタを構成しており、そのシフトレジスタにおける初段のラッチ回路にMビットのデータをシリアル入力することで各ラッチ回路がデータを保持する、
ことを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。
M latch circuits of each of the first row selection unit, the second row selection unit, and the third row selection unit are cascaded in row order to form a shift register, and the first stage latch circuit in the shift register Each latch circuit holds data by serially inputting M-bit data to
The solid-state imaging device according to claim 2.
前記第1行選択部が、これに含まれるM個のラッチ回路のうち保持データが有意値であるラッチ回路に対応する複数の行に対して一定時間間隔で順次に前記制御信号を出力し、
前記第2行選択部が、これに含まれるM個のラッチ回路のうち保持データが有意値であるラッチ回路に対応する複数の行に対して一定時間間隔で順次に前記制御信号を出力する、
ことを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。
The first row selection unit sequentially outputs the control signal at a predetermined time interval to a plurality of rows corresponding to a latch circuit having retained data having a significant value among M latch circuits included in the first row selection unit,
The second row selection unit sequentially outputs the control signal at a predetermined time interval to a plurality of rows corresponding to a latch circuit whose retained data is a significant value among the M latch circuits included in the second row selection unit.
The solid-state imaging device according to claim 2.
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