JPH01205678A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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Publication number
JPH01205678A
JPH01205678A JP63031383A JP3138388A JPH01205678A JP H01205678 A JPH01205678 A JP H01205678A JP 63031383 A JP63031383 A JP 63031383A JP 3138388 A JP3138388 A JP 3138388A JP H01205678 A JPH01205678 A JP H01205678A
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JP
Japan
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output
signal
brightness
circuit
comparator
Prior art date
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Pending
Application number
JP63031383A
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Japanese (ja)
Inventor
Jun Hasegawa
潤 長谷川
Tokuji Ishida
石田 徳治
Toshio Norita
寿夫 糊田
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Priority to US07/298,998 priority patent/US4985774A/en
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Priority to US07/801,895 priority patent/US5389971A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce the area of a comparator in a chip by using one comparator so as to discriminate to which of plural stages of levels the brightness belongs. CONSTITUTION:An electric charge is generated when a light is radiated to a photoelectric conversion section and the electric charge is stored in a storage section. On the other hand, the luminous quantity radiated to the photoelectric conversion section is monitored by a brightness monitor means, the generated electric charge is stored in a storage means, a signal in response to the quantity of the stored charge is outputted from an output means and inputted to one input of the comparator 45. On the other hand, a reference voltage generating circuit RVC generates plural stages of reference voltages and they are inputted to the other input of the comparator 45. Thus, the comparator 45 compares the plural reference voltages with the output from the output means 10-2 to decide to which or plural stages the brightness corresponds. Thus, the area of the comparator in the chip is reduced considerably.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、カメラ自動焦点検出装置などに用いられる
固体撮像装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a solid-state imaging device used in a camera automatic focus detection device or the like.

〈従来の技術〉 固体撮像装置においては、光電変換部に発生した電荷は
蓄積部に蓄積されて積分を行なうが、光電変換部に入射
する光量が少ない場合は積分時間か長くなり、不都合を
生じる場合が多い。そのため、光電変換部に照射される
光量をモニタする輝度モニタ用のフォトダイオードを設
けて、輝度が低い場合には蓄積部からの出力にその輝度
に応じた倍率をかける手法が一般に行なわれている。
<Prior art> In a solid-state imaging device, the charge generated in the photoelectric conversion unit is accumulated in the storage unit and integrated, but if the amount of light incident on the photoelectric conversion unit is small, the integration time becomes longer, which causes inconvenience. There are many cases. Therefore, a common method is to install a photodiode for brightness monitoring to monitor the amount of light irradiated to the photoelectric conversion unit, and when the brightness is low, the output from the storage unit is multiplied by a multiplier according to the brightness. .

そして、従来、このような固体撮像装置として、複数の
コンパレータに輝度モニタ用のフォトダイオードからの
輝度を表わす信号を人力して、輝度が複数段のいずれに
属するかを判別ずろようにしたものがある。(特開昭6
0−125817号公報)〈発明が解決しようとする課
題〉 しかしながら、上記従来の固体撮像装置のように複数の
コンパレータによって輝度を判別するようにした構造で
は、チップにおけるコンパレータの占める面積が極めて
大きくなり、他の回路構成部をそのチップに十分搭載す
ることができないという問題がある。
Conventionally, such solid-state imaging devices have been designed to manually input signals representing brightness from a photodiode for brightness monitoring to multiple comparators to determine which of multiple levels the brightness belongs to. be. (Unexamined Japanese Patent Publication No. 6
0-125817 Publication) <Problems to be Solved by the Invention> However, in a structure in which brightness is determined by a plurality of comparators as in the above-mentioned conventional solid-state imaging device, the area occupied by the comparators on the chip becomes extremely large. However, there is a problem in that other circuit components cannot be sufficiently mounted on the chip.

そこで、この発明の目的は、一つのコンパレータによっ
て、輝度が複数段のいずれに属するかを判別できるよう
にして、チップにおけるコンパレータの占める面積を小
さくすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce the area occupied by the comparator on a chip by making it possible to determine which of a plurality of levels luminance belongs to using a single comparator.

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明の固体撮像装置は、
第1.8図に例示するように、各画素に入射する光に対
応した電荷を発生ずる光電変換部(FD)と、上記光電
変換部(PD)において発生した電荷を蓄積する蓄積部
(ST)と、入射する光量に応じて電荷を発生して、上
記光電変換部(PD)に照射される光mをモニタする輝
度モニタ手段(9)と、上記輝度モニタ手段(9)に発
生した電荷を蓄積する蓄積手段(10−1)と、上記蓄
積手段(10−1)に蓄積された電荷の量に応じた信号
を出力する出力手段(10−2)と、複数段階の基準電
圧を発生ずる基準電圧発生回路(RVC)と、1−記基
2A電圧発生回路(RVC)からの複数の基部出力と、
上記出力手段(10−2)からの出力とを比較して、輝
度を複数段階に判定する一つのコンパレータ(45)と
を同一チップ上に作成してなることを特徴としている。
<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the solid-state imaging device of the present invention has the following features:
As illustrated in Figure 1.8, there is a photoelectric conversion section (FD) that generates charges corresponding to the light incident on each pixel, and a storage section (ST) that accumulates the charges generated in the photoelectric conversion section (PD). ), a brightness monitor means (9) that generates a charge according to the amount of incident light and monitors the light m irradiated to the photoelectric conversion unit (PD), and a charge generated in the brightness monitor means (9). an accumulating means (10-1) for accumulating a charge, an output means (10-2) for outputting a signal corresponding to the amount of charge accumulated in the accumulating means (10-1), and a plurality of reference voltage levels. a plurality of base outputs from the base 2A voltage generation circuit (RVC);
The present invention is characterized in that a single comparator (45) for comparing the output from the output means (10-2) and determining the brightness in a plurality of levels is formed on the same chip.

〈作用〉 光電変換部(PD)に光が照射されると電荷が発生し、
この電荷は蓄積部(ST)に蓄積される。−方、光電変
換部(PD)に照射される光量は輝度モニタ手段(9)
によってモニタされる。輝度モニタ手段(9)に発生し
た電荷は蓄積手段(10−1)に蓄積され、この蓄積さ
れた電荷の9に応じた信号は出力手段(10−2)から
出力され、一つのコンパレータ(45)の−万人力に人
力される。一方、基Q7!圧発生回路(RVC)におい
ては複数段階の基Q電圧が発生させられ、これらがコン
パレータ(45)の他方入力に入力される。したがって
、一つのコンパレータ(45)によって上記複数の基準
電圧と上記出力手段(10−2)からの出力とが比較さ
れて、輝度が複数段階のいずれであるか判定される。こ
のように同一チップ上に作成された光電変換部(PD)
と、輝度モニタ手段(9)と、基準電圧発生回路(RV
C)と、一つのコンパレータ(45)とによって輝度が
複数段階に判別される。
<Operation> When the photoelectric conversion unit (PD) is irradiated with light, an electric charge is generated,
This charge is stored in the storage section (ST). - On the other hand, the amount of light irradiated to the photoelectric conversion unit (PD) is measured by the brightness monitor means (9)
monitored by The charges generated in the brightness monitor means (9) are accumulated in the accumulation means (10-1), and a signal corresponding to 9 of the accumulated charges is outputted from the output means (10-2) and sent to one comparator (45). ) - to be powered by the power of all people. On the other hand, Ki Q7! A plurality of levels of base Q voltages are generated in the voltage generating circuit (RVC), and these are input to the other input of the comparator (45). Therefore, one comparator (45) compares the plurality of reference voltages and the output from the output means (10-2) to determine which of the plurality of brightness levels. Photoelectric conversion unit (PD) created on the same chip in this way
, a brightness monitor means (9), and a reference voltage generation circuit (RV
C) and one comparator (45), the brightness is determined into multiple levels.

〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。<Example> Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to illustrated embodiments.

まず、第1実施例について説明する。第1図にCODと
して作製されたイメージセンサ(13)の構成を示す。
First, a first example will be described. FIG. 1 shows the configuration of an image sensor (13) manufactured as a COD.

(1)は入射する光量に応じた電荷を発生する複数の光
電変換手段としてのフォトダイオード(PD)からなる
フォトダイオードアレイ、(ST)はフォトダイオード
(PD)により発生する電荷を蓄積する蓄積部、(BG
)はフォトダイオード(PD)と蓄積部(ST)の間に
設けられたゲートである電界効果トランジスタ(以下、
FETという。)からなるバリアゲートであり、このバ
リアゲート(BG)は電圧印加時にはフォトダイオード
(PD)と蓄積部(ST)を接続して、フォトダイオー
ド(PD)で発生した電荷を蓄積部(ST)へ流入させ
る一方、電圧を印加しない時にはフォトダイオード(P
D)と蓄積部(ST)を分断し、フォトダイオード(P
D)で発生した電荷の蓄積部(ST)への流入を中止す
る。また、(RG)は二相駆動により図面左から右へ電
荷の転送を行う転送レジスタ、(SH)は蓄積部(ST
)と転送レジスタ(RG)との間に設けられたゲートで
あるF E Tからなる移送ゲートである。この移送ゲ
ート(SH)は電圧印加時には蓄積部(S T)と転送
レジスタ(RG)とを接続して、蓄積部(ST)に蓄積
された電荷を転送レジスタ(RG)へ移送する一方、電
圧を印加しない時には蓄積部(S T)と転送レジスタ
(RG)を分断し、蓄積部(S T)に蓄積された電荷
が転送レジスタ(RG)へ流入しないようにする。また
、(RGtCC)はケートであるFETからなる積分ク
リアゲートである。この積分クリアゲート(RGICG
)は、電圧印加時には転送レジスタ(RG)とオーバー
フロードレイン(ODI)を接続して、積分に先立ち、
各画素のフォトダイオード(PD)および蓄積部(ST
)の不要電荷を転送レジスタ(RG)からオーバーフロ
ートレイン(ODI)へ排出する。上記オーバーフロー
ドレイン(ODI)は電源電圧VDDに接続され、最も
低いポテンシャルになっている。
(1) is a photodiode array consisting of a plurality of photodiodes (PD) as photoelectric conversion means that generate charges according to the amount of incident light, and (ST) is an accumulation section that accumulates charges generated by the photodiodes (PD). , (B.G.
) is a field-effect transistor (hereinafter referred to as a field-effect transistor), which is a gate provided between a photodiode (PD) and a storage section (ST).
It is called FET. ), and this barrier gate (BG) connects the photodiode (PD) and the storage section (ST) when voltage is applied, and transfers the charge generated in the photodiode (PD) to the storage section (ST). On the other hand, when no voltage is applied, the photodiode (P
D) and the storage section (ST) are separated, and the photodiode (P
Stop the charge generated in step D) from flowing into the storage section (ST). In addition, (RG) is a transfer register that transfers charge from left to right in the drawing by two-phase drive, and (SH) is a storage unit (ST
) and a transfer register (RG). This transfer gate (SH) connects the storage section (ST) and the transfer register (RG) when a voltage is applied, and transfers the charge accumulated in the storage section (ST) to the transfer register (RG). When not applying, the storage section (ST) and transfer register (RG) are separated to prevent charges accumulated in the storage section (ST) from flowing into the transfer register (RG). Further, (RGtCC) is an integral clear gate consisting of a gate FET. This integral clear gate (RGICG
) connects the transfer register (RG) and overflow drain (ODI) when voltage is applied, and before integration,
Photodiode (PD) and storage section (ST) of each pixel
) is discharged from the transfer register (RG) to the overflow train (ODI). The overflow drain (ODI) is connected to the power supply voltage VDD and has the lowest potential.

一方、上記フォトダイオード(PD)とオーバーフロー
ドレイン(OD2)との間には、オーバーフローゲート
(OG)を設けており、このオーバーフローゲート(O
G)には電圧を印加せず、常に電圧無印加時のバリアゲ
ート(r3G)のポテンシャルよりも低いポテンシャル
に固定している。上記転送レジスタ(RG)へ移送され
た各画素の電荷は転送りロックφ、φ、により図面上右
側からコンデンサ(8−1)に順次転送される。コンデ
ンサ(8−1)は、電荷が転送されるのに先立ち、FE
T(8−3)のゲートに与えられる0SR8信号により
+π源、U圧に充電リセツトされる。その後、コンデン
サ(,8−1)は転送された電荷性だけ、充電電圧から
電位か下がる。このコンデンサ(8−1)の端子間電圧
はバッファ(8−2)によりOS信号として取り出され
る。なお、ここで(8−1)を説明の便宜上コンデンサ
であると説明したが、ダイオードのI)N接合に置換で
きるらのであり、回路を集積化する場合は、このコンデ
ンサはダイオードとして作製する。以下、コンデンサと
いう場合は同様である。   − 上記フォトダイオードアレイ(1)の端の複数のフォト
ダイオード(r’D)上には、遮光用AQ膜(1−りを
、後述の黒基酵画累出力を取り出すために設けている。
On the other hand, an overflow gate (OG) is provided between the photodiode (PD) and the overflow drain (OD2).
No voltage is applied to G), and the potential is always fixed to be lower than the potential of the barrier gate (r3G) when no voltage is applied. The charge of each pixel transferred to the transfer register (RG) is sequentially transferred to the capacitor (8-1) from the right side in the drawing by transfer locks φ, φ. The capacitor (8-1) is connected to the FE prior to the charge being transferred.
The OSR8 signal applied to the gate of T(8-3) resets charging to +π source and U voltage. Thereafter, the potential of the capacitor (,8-1) decreases from the charging voltage by the transferred charge. The voltage between the terminals of this capacitor (8-1) is taken out as an OS signal by a buffer (8-2). Although (8-1) has been described here as a capacitor for convenience of explanation, it can be replaced with an I)N junction of a diode, and when the circuit is integrated, this capacitor is manufactured as a diode. Hereinafter, the same applies when referring to a capacitor. - On the plurality of photodiodes (r'D) at the ends of the photodiode array (1), a light-shielding AQ film (1-ri) is provided in order to take out the black base fermentation image output, which will be described later.

上記フォトダイオードアレイ(1)は、自動焦点検出シ
ステム上必要な画素を中央付近を除く両側のブロックに
よって検出するので、上記フォトダイオードアレイ(1
)の中央付近は自動焦点検出システム上不要な不使用画
素に対応する。このため、」ユ記不使用画素に対応する
フォトダイオードアレイ(1)の中央のフォトダイオー
ド(FD)を除去して、この除去した部分に後述する輝
度モニタ用フォトダイオード(9)の出力処理のための
回路の一部を挿入している(第21図参照)。
The photodiode array (1) detects pixels necessary for the automatic focus detection system using blocks on both sides except for the central area.
) corresponds to unused pixels that are unnecessary for the automatic focus detection system. Therefore, the center photodiode (FD) of the photodiode array (1) corresponding to the unused pixel is removed, and the output processing of the brightness monitor photodiode (9), which will be described later, is placed in this removed area. A part of the circuit for this purpose is inserted (see Figure 21).

また、L記イメージセンサ(13)の積分時間を制御す
るために、」−記フオドダイオード(PD)へ入射する
光量をモニタする輝度モニタ手段である輝度モニタ用フ
ォトダイオード(9)を設けている。
In addition, in order to control the integration time of the image sensor (13), a brightness monitoring photodiode (9) is provided as a brightness monitoring means for monitoring the amount of light incident on the photodiode (PD). There is.

この輝度モニタ用フォトダイオード(9)は、自動焦点
検出システム」二必要な画素を検知するフォトダイオー
ドアレイ(+)の両側の2つのブロックにまたがって形
成しているので、細長い形状をしている8、また、この
輝度モニタ用フー4−トダイオード(9)は、上記不使
用画素に対応する領域に照射される光量をモニタしない
ように、上記不使用画素に対応する部分にはA(膜(9
−1)で遮光がなされている。この輝度モニタ用フォト
ダイオード(9)の出力処理のための回路の一部は第2
1図に示すように、フォトダイオードアレイ(+)のフ
ォトダイオード(PD)を除去した中央に挿入している
This brightness monitor photodiode (9) has an elongated shape because it is formed across two blocks on both sides of the photodiode array (+) that detects the pixels necessary for the automatic focus detection system. 8. In addition, this brightness monitoring foot diode (9) is provided with a film A (film (9
-1) is shielded from light. A part of the circuit for output processing of this brightness monitor photodiode (9) is connected to the second
As shown in Figure 1, the photodiode (PD) of the photodiode array (+) is inserted in the removed center.

上記輝度モニタ用フォトダイオード(9)は前述の如く
、細長い形状をしているが、その長さをρとし、その一
端から出力を取り出す場合、一般に長さQと応答時間τ
との間にはτ■Q2という関係が成り立ち、長さQが長
くなる程、応答性が急速に悪化する。したがって、応答
性悪化を防ぐために、輝度モニタ用フォトダイオード(
9)の中央付近から出力を取り出している。このため、
応答時間はフォトダイオード(9)の端にコンタクトを
設けた場合に比べて、下記の式のように、!/4となっ
ている。
As mentioned above, the luminance monitoring photodiode (9) has an elongated shape, and when its length is ρ and the output is taken out from one end, the length Q and the response time τ are generally
The relationship τ■Q2 holds true, and the longer the length Q, the more rapidly the responsiveness deteriorates. Therefore, in order to prevent responsiveness from deteriorating, a photodiode for brightness monitoring (
The output is taken from near the center of 9). For this reason,
Compared to the case where a contact is provided at the end of the photodiode (9), the response time is as shown in the following equation. /4.

」−記輝度モニタ用フォトダイオード(9)には蓄積手
段であるコンデンサ(10−1)が接続されており、イ
メージセンサ(I3)の積分に先立ち、FF:T(IQ
−3)のゲートにAGCR8信号が印加されると、上記
コンデンサ(to−1)は電源電圧VDDに充電される
。A G CRS信号の除去後は、光照射に応じて発生
する電荷により、コンデンサ(to−Hにおける電位が
降下する。この電位は出力手段であるバッファ(10−
2)を介しテAGCO8信号として出力される。
A capacitor (10-1) serving as a storage means is connected to the brightness monitor photodiode (9), and prior to integration of the image sensor (I3), FF:T(IQ
When the AGCR8 signal is applied to the gate of -3), the capacitor (to-1) is charged to the power supply voltage VDD. After the A G CRS signal is removed, the potential at the capacitor (to-H) drops due to the charge generated in response to light irradiation. This potential is applied to the buffer (10-
2) and is output as the AGCO8 signal.

補償用ダイオード(11)は輝度モニタ用フォトダイオ
ード(9)の暗時出力を除去するために設けられたもの
であり、この上には遮光用AQ膜(11−1)が設けら
れている。この補償用ダイオード(11)は輝度モニタ
用フォトダイオード(9)の暗時出力と同量の出力が得
られるように設計されているが、輝度モニタ用フォトダ
イオード(9)と同構造とした場合には、輝度モニタ用
フォトダイオード(9)と同じ面積を必要とし、デツプ
サイズの増大を沼いてしまう。このため、この補償用ダ
イオード(11)は、第7図(a)に示すように、N型
部を互いに分離され一定間隔をおいて整列された多数の
部分からなるようにしミこれらをP型部に埋め込むこと
によって、暗時出力の発生源である表面におけるPN接
合部の長さ(周辺長)Laを増大させて、輝度モニタ用
フォトダイオード(9)より小さなサイズで同量の暗時
出力が得られるように設計している。
The compensation diode (11) is provided to remove the dark output of the brightness monitoring photodiode (9), and a light-shielding AQ film (11-1) is provided thereon. This compensation diode (11) is designed to obtain the same amount of output as the dark output of the brightness monitor photodiode (9), but if it has the same structure as the brightness monitor photodiode (9). This requires the same area as the brightness monitoring photodiode (9), resulting in an increase in depth size. Therefore, as shown in FIG. 7(a), this compensating diode (11) consists of a large number of parts separated from each other and arranged at regular intervals, and these parts are divided into P-type parts. By embedding it in the dark area, the length (peripheral length) La of the PN junction on the surface, which is the source of the dark output, is increased, and the same amount of dark output can be achieved with a smaller size than the brightness monitor photodiode (9). It is designed to provide the following.

上記補償用ダイオード(11)はコンデンサ(12−■
)に接続している。このコンデンサ(12−■)はイメ
ージセンサ(13)の積分に先立ち、FET(12−3
)のゲートに印加されるAGCR9信号によって、電源
電圧VDDに充電される。しかし、AGCRS信号の除
去後は、補償用ダイオード(11)の暗時出力電荷によ
り、コンデンサ(I2−1)の電位は徐々に下がる。こ
の電位はバッファ(12−3)を介してDO3信号とし
て出力される。以上でイメージセンサ(13)の構成の
説明を終了する。
The compensation diode (11) is connected to the capacitor (12-■
). This capacitor (12-■) is connected to the FET (12-3) prior to integration of the image sensor (13).
) is charged to the power supply voltage VDD by the AGCR9 signal applied to the gate. However, after the AGCRS signal is removed, the potential of the capacitor (I2-1) gradually decreases due to the dark output charge of the compensation diode (11). This potential is output as a DO3 signal via a buffer (12-3). This concludes the description of the configuration of the image sensor (13).

次に、第2図のブロック図に沿って全体のハードウェア
構成を説明する。第2図中布の(14)は上記イメージ
センサ(I3)の駆動制御を行う制御手段であるマイク
ロコンピュータ(μCom)である。
Next, the overall hardware configuration will be explained along the block diagram of FIG. (14) in the middle of FIG. 2 is a microcomputer (μCom) which is a control means for controlling the drive of the image sensor (I3).

このマイクロコンピュータ(I4)のイメージセンザ制
御部(16)は、イメージセンサ(I3)の後述する4
つのモードを切り換えるための2つの信号MD、、MD
2の出力および動作タイミングを与えるための2つの信
号NB、、NB、の出力を行うと共に、l10)<ッフ
ァ(22)より、積分完了か否かを示すTINT信号と
イメージセンサ出力のA/D変換開始を示すADS信号
との論理和であるADT信号が入力され、またゲイン情
報Gl、03信号が、NB、、NB、信号の信号ライン
を用いて入力される。
The image sensor control section (16) of this microcomputer (I4) controls the image sensor (I3), which will be described later.
Two signals MD, , MD for switching between two modes
In addition to outputting two signals NB, , NB, for giving the output of 2 and the operation timing, the TINT signal indicating whether the integration is completed or not and the A/D of the image sensor output are output from l10) < buffer (22). An ADT signal which is a logical sum with an ADS signal indicating the start of conversion is input, and a gain information Gl, 03 signal is input using signal lines of the NB, , NB, signals.

上記マイクロコンピュータ(I4)より左側の回路は、
lチップのIC上に構成されている。この内で上記I1
0バッファ(22)は次の機能を有する。すなわち、上
記TINT信号とADS信号のオアを取り、マイクロコ
ンピュータ(I4)にADT信号として出力する機能、
NB、、NB、信号の信号ラインの人出力を切り換えて
入力時にはN B + 。
The circuit on the left side of the above microcomputer (I4) is
It is constructed on a 1-chip IC. Among these, the above I1
The 0 buffer (22) has the following functions. That is, a function of ORing the TINT signal and ADS signal and outputting it to the microcomputer (I4) as an ADT signal;
NB, , NB + when input by switching the human output of the signal line of the signal.

N B を信号をマイクロコンピュータ(14)から人
力し、出力時にはG1.G3信号をマイクロコンピュー
タ(I4)へ出力する機能、さらに、マイクロコンピュ
ータ(I4)の信号レベルと、分周回路(+9)、積分
時間制御部(20)、信号処理タイミング発生部(2I
)および転送りロック発生部(30)等の回路内の信号
レベルとのインターフェース機能を有している。
A signal of N B is manually input from the microcomputer (14), and when outputting it, G1. The function of outputting the G3 signal to the microcomputer (I4), the signal level of the microcomputer (I4), the frequency dividing circuit (+9), the integration time control section (20), the signal processing timing generation section (2I
) and a signal level in a circuit such as a transfer lock generating section (30).

一方、モード選択回路(23)は、MD、、MD2信号
をデコードし、下記の4つのモードのうち1つのモード
を選択する回路である。MD、−“L”。
On the other hand, the mode selection circuit (23) is a circuit that decodes the MD, , MD2 signals and selects one of the following four modes. MD, -“L”.

MD、−“L”の場合、モード選択回路(23)は■N
l信号のみを“■]”とし、INNモードを選択する。
In the case of MD, -“L”, the mode selection circuit (23) is ■N
Set only the l signal to "■]" and select INN mode.

INIモードはイメージセンサ(13)のイニシャライ
ズ動作を行うモードである。MD、=“L”。
The INI mode is a mode for initializing the image sensor (13). MD, = “L”.

M D t =“H”の場合、モード選択回路(23)
は■NT信号のみを“i−1“とじ、INTモードを選
択する。INTモードはイメージセンサ(13)の積分
を行うモードである。MD、−“トI”、MD、−“I
1”の場合、モード選択回路(23)はDDI信号のみ
を“トI”とし、DDIモードを選択する。DDIモー
ドはイメージセンサ(13)の読み出しを開始するモー
ドであり、また、N B 1. N B を信号により
、後述の黒基早画素のサンプルボールドを行うモードで
もある。MD、−“■]”、MD、−“L”の場合、モ
ード選択回路(23)はDD2信号のみを“I1”とし
、DD2モードを選択する。DD2モードはイメージセ
ンサ(+3)の読み出しを行い、読み出され、処理を加
えられたイメージセンサ(13)の出力をマイクロコン
ピュータ(14)のA/D変換部(15)へ送信するモ
ードである。各モードの動作および機能に関しては後述
する。
When M D t = “H”, the mode selection circuit (23)
■ Bind only the NT signal to "i-1" and select the INT mode. The INT mode is a mode in which the image sensor (13) performs integration. MD, - “I”, MD, - “I”
1", the mode selection circuit (23) sets only the DDI signal to "I" and selects the DDI mode. The DDI mode is a mode for starting reading of the image sensor (13), and the mode selection circuit (23) sets only the DDI signal to "I" and selects the DDI mode. .This is also a mode in which sample bolding of early black pixels described below is performed using the NB signal.In the case of MD, -“■]”, MD, -“L”, the mode selection circuit (23) selects only the DD2 signal. "I1" and select DD2 mode. In DD2 mode, the image sensor (+3) is read out, and the read and processed output of the image sensor (13) is sent to the A/D of the microcomputer (14). This is the mode for transmitting to the converter (15).The operation and function of each mode will be described later.

上記分周回路(19)はマイクロコンピュータ(14)
のクロック発生部(18)で発生した基争クロックCP
の分周を行い、イメージセンサ(13)の転送りロック
φ1.φ、の元となるクロックφ。を発生すると共に、
積分時間制御部(20)と信号処理タイミング発生部(
21)にてクロックφ0と同期を取るためのタイミング
クロックφを発生している。
The above frequency dividing circuit (19) is a microcomputer (14)
The basic clock CP generated in the clock generating section (18) of
The image sensor (13) transfer lock φ1. The clock φ that is the source of φ. At the same time,
Integral time control section (20) and signal processing timing generation section (
21), a timing clock φ for synchronizing with the clock φ0 is generated.

上記クロックφ。は転送りロック発生部(30)へ送ら
れ、ここで、積分時間制御部(20)から送信されるS
H倍信号RG I CG倍信号クロックφ。
The above clock φ. is sent to the transfer lock generation section (30), where S sent from the integral time control section (20)
H times signal RG I CG times signal clock φ.

により、クロックφ8.φ、を作り出し、イメージセン
サ(13)の転送りロックとしている。積分時間制御部
(20)はINI−E−−ド、INTモードの時、マイ
クロコンピュータ(14)から送信されるタイミング信
号NB、、NB、に基づき、分周回路(19)から送ら
れるクロックφと同期を取ってAGCR5信号、BG倍
信号SH倍信号RGICG信号を発生し、積分の開始動
作を行う。上記各信号は第1図に示したイメージセンサ
(I3)の各部に与えられる。また、積分時間制御部(
20)は、イメージセンサ(13)の積分が適正となっ
た時“L”−“H”となる減算手段である輝度判定回路
(24)からの積分完了信号VFLG、またはモード選
択回路(23)からのDDI信号が“H”となっている
時に送信されるタイミング信号N B 1. N B 
tによって、BG倍信号発生し、積分の終了動作を行う
As a result, the clock φ8. φ, and serves as a transfer lock for the image sensor (13). The integration time control unit (20) uses the clock φ sent from the frequency dividing circuit (19) based on the timing signals NB, NB, sent from the microcomputer (14) when in the INI-E-mode and INT mode. The AGCR5 signal, the BG multiplied signal, the SH multiplied signal RGICG signal are generated in synchronization with the above signal, and the integration start operation is performed. Each of the above signals is applied to each part of the image sensor (I3) shown in FIG. In addition, the integral time control section (
20) is the integration completion signal VFLG from the brightness determination circuit (24), which is a subtraction means, which becomes "L" - "H" when the integration of the image sensor (13) becomes appropriate, or the mode selection circuit (23) Timing signal N B transmitted when the DDI signal from 1. N B
t, a BG multiplied signal is generated and the integration is completed.

さらに、この積分時間制御部(20)はDDI信号が“
H”となっている時、タイミング信号NB、。
Furthermore, this integration time control section (20) is configured so that the DDI signal is “
When the timing signal NB is high, the timing signal NB.

NB、によってSH倍信号発生し、蓄積部(ST)から
出力の読み出し開始動作を行う。このとき、輝度判定回
路(24)に対して、後述の輝度情報を得るための信号
、SH倍信号よびφa、φb、φC1φd信号を送信し
ている。上記輝度判定回路(24)はイメージセンサ(
13)より送られるAGCO9信号とDOS信号により
イメージセンサ(13)に照射される光量をモニタし、
積分が適正なレベルに達したと判断された場合に、VF
LG信号を反転する機能と、低輝度時に積分をVFLG
信号反信号反転子した場合、積分のレベルを判定し、そ
のレベルに応じてイメージセンサ(13)のゲインを切
り換えるためのG]、、G3信号を出力する機能を有し
ている。
NB generates a signal times SH and performs an operation to start reading the output from the storage section (ST). At this time, a signal for obtaining luminance information, which will be described later, an SH multiplied signal, and φa, φb, and φC1φd signals are transmitted to the luminance determination circuit (24). The brightness determination circuit (24) is an image sensor (
13) Monitor the amount of light irradiated to the image sensor (13) by the AGCO9 signal and DOS signal sent from
When it is determined that the integral has reached an appropriate level, VF
A function to invert the LG signal and convert the integration to VFLG at low brightness.
In the case of a signal inverter, it has a function of determining the level of integration and outputting G], G3 signals for switching the gain of the image sensor (13) according to the determined level.

AGC差動増幅回路(25)はイメージセンサ(13)
から送られてきた出力信号O8を増幅する回路である。
AGC differential amplifier circuit (25) is an image sensor (13)
This circuit amplifies the output signal O8 sent from.

このAGC差動増幅回路(25)では09RS信号によ
ってオンとなったイメージセンサ(13)のFET(8
−3)によりコンデンサ(8−1)が充電された直後の
電位O8を、信号処理タイミング発生部(21)より送
られるR9S/H信号によってサンプルホールドした後
、この電位O8を転送りロックに従ってコンデンサ(8
−1)に転送される各画素の発生電荷により降下したコ
ンデンサ(8−1)の電位O8との差動を取り、これを
増幅して、信号Vos’としてOB減算AGC差動増幅
回路(26)へ出力している。OB減算AGC差動増幅
回路(26)の増幅時のゲインは輝度判定回路(24)
より出力されるG3信号により切り換えられる。上記O
B減算AGC増幅回路(26)では、黒基鵡画素の出力
と、Aρ遮光のない通常画素つまり有効画素の出力との
差動増幅と、出力V os’のサンプルホールドを行っ
ている。フォトダイオード(PD)は、常に暗時出力を
伴うため、Af2遮光を施したフォトダイオード(PD
)によって検出される画素を黒基準画素として、暗時出
力の基孕画素とし、通常画素の出力からその黒基準画素
成分を減算して得られた値をイメージセンサ(I3)の
出力としている。上記OB減算AGC増幅回路(26)
は、AGC差動増幅回路(25)からの出力Vos’が
転送りロックに同期しながら繰り返し入力されるため、
信号処理タイミング発生部(21)より送られるOSS
/HSS/上り、有効画素の信号出力V os’のレベ
ルをサンプルホールドし、また信号処理タイミング発生
部(21)より送られるOBS / H信号により、黒
基準画素出力中に、その出力Vos’をサンプルホール
ドする。上記OB減算AGC増幅回路(26)はサンプ
ルホールドした有効画素の信号出力レベルVos”から
サンプルホールドした黒基準画素出力レベルV os’
を減算し、また、輝度判定回路(24)より出力される
G3信号によって切り換えられるゲインをかけて、信号
Vosとしてアナログ参照電圧V refより下側に出
力する。
In this AGC differential amplifier circuit (25), the FET (8) of the image sensor (13) is turned on by the 09RS signal.
-3), the potential O8 immediately after the capacitor (8-1) is charged is sampled and held by the R9S/H signal sent from the signal processing timing generator (21), and then this potential O8 is transferred to the capacitor according to the lock. (8
The difference between the potential O8 of the capacitor (8-1) which has dropped due to the generated charge of each pixel transferred to the OB subtraction AGC differential amplifier circuit (26 ). The gain during amplification of the OB subtraction AGC differential amplifier circuit (26) is determined by the brightness determination circuit (24)
It is switched by the G3 signal output from the G3 signal. O above
The B subtraction AGC amplifier circuit (26) performs differential amplification between the output of the black-based parrot pixel and the output of a normal pixel without Aρ light shielding, that is, an effective pixel, and samples and holds the output V os'. Since a photodiode (PD) always has an output in the dark, a photodiode (PD) with Af2 light shielding is used.
) is used as a black reference pixel and is used as the base pixel of the dark output, and the value obtained by subtracting the black reference pixel component from the output of the normal pixel is used as the output of the image sensor (I3). The above OB subtraction AGC amplifier circuit (26)
Since the output Vos' from the AGC differential amplifier circuit (25) is repeatedly input in synchronization with the transfer lock,
OSS sent from the signal processing timing generator (21)
/HSS/Up, the level of the signal output Vos' of the effective pixel is sampled and held, and the output Vos' is output while the black reference pixel is being output by the OBS/H signal sent from the signal processing timing generator (21). Hold the sample. The OB subtraction AGC amplifier circuit (26) converts the sampled and held black reference pixel output level Vos' from the sampled and held effective pixel signal output level Vos'.
is subtracted, and multiplied by a gain switched by the G3 signal output from the brightness determination circuit (24), and outputted as a signal Vos below the analog reference voltage V ref.

温度検出部(27)は、第13図に示される抵抗分割回
路で温度の検出を行っている。この抵抗分割回路(27
)は、拡散により形成された拡散抵抗(32)とポリソ
リコン(Poly−3i)で形成された抵抗(33)を
備え、これらは常温で等しい抵抗値となるよう設計され
ている。各抵抗(32)、(33)は温度係数が異なる
ため、それらの接続点からバッファ(34)を介して出
力される出力V TMPは、V ref/2を中心とし
て温度に応じたものとなる。なお、アナログスイッチ(
31)は、DD2モードではT5Tn= ” t、 ”
となり、アナログスイッチ(31)をオフにすることで
消費電流の低減を図っている。
The temperature detection section (27) detects the temperature using a resistance divider circuit shown in FIG. This resistance divider circuit (27
) includes a diffused resistor (32) formed by diffusion and a resistor (33) made of polysilicon (Poly-3i), which are designed to have the same resistance value at room temperature. Since each of the resistors (32) and (33) has a different temperature coefficient, the output V TMP outputted from their connection point via the buffer (34) depends on the temperature with V ref/2 as the center. . In addition, the analog switch (
31) is T5Tn= "t," in DD2 mode.
Therefore, the current consumption is reduced by turning off the analog switch (31).

一方、第2図に示すアナログスイッチ(28)はDD2
モード、すなわちDD2−“I−1“の場合、オンとな
り、逆にアナログスイッチ(29)はDD2=“し”の
場合にオンとなる。これによってDD2モートの時は、
出力Voutとして信号Vosを出力し、DD2モード
以外ては出力Voutとして信号VTMPを出力する。
On the other hand, the analog switch (28) shown in FIG.
The analog switch (29) is turned on when the mode is DD2-"I-1", and conversely, the analog switch (29) is turned on when DD2="I-1". With this, when using DD2 mote,
The signal Vos is output as the output Vout, and the signal VTMP is output as the output Vout except in the DD2 mode.

上記信号Voutはマイクロコンピュータ(14)中の
A/D変換部(15)へ入力され、ここでアナログ参照
層圧Vrefより低電圧側のアナログ出力のA/D変換
をADT信号で開始し、ゲインタルデータに変換してい
る。以」−でハードウェア構成の説明を終了する。
The above signal Vout is input to the A/D converter (15) in the microcomputer (14), where A/D conversion of the analog output on the lower voltage side than the analog reference layer pressure Vref is started with the ADT signal, and the gain is being converted to digital data. This concludes the explanation of the hardware configuration.

次に、前述したイメージセンサ(13)の各モートにお
ける動作を詳細に説明4″る。
Next, the operation of each mote of the image sensor (13) described above will be explained in detail.

まず、イニシャライズモードについて説明する。First, the initialization mode will be explained.

マイクロコンピュータ(14)がMDI−”I7”。The microcomputer (14) is MDI-"I7".

MI)2−“■7”を出力すると、モート選択回路(2
3)はINI信号のみを“I−1”とし、積分時間制御
部(20)にイニシャライズモード(INIモート)で
あることを告知する。INIモートはイメージセン−’
J−(13)の電源投入後、直しにイメージセンサ(1
3)の不要電荷を排出4−るためのモードである。イメ
ージセンサ(13)は′111源投入後はポテンシャル
井戸であるフ十I・ダイオード(PI))、蓄積部(S
T)、転送レジスタ(RG)の各々に不要電荷が溜まっ
ており、これを素早く排出して、イメージセンサ(I3
)が使用可能な状態になるよう立ち上げる必要がある。
When MI)2-“■7” is output, the mote selection circuit (2
3) sets only the INI signal to "I-1" and notifies the integration time control section (20) that it is the initialization mode (INI mode). INI MOTE is an image sensor.
After turning on the power of J-(13), immediately connect the image sensor (1
3) This is a mode for discharging unnecessary charges. After the image sensor (13) is turned on, it has a potential well (F11 diode (PI)) and a storage section (S
Unnecessary charges are accumulated in each of the transfer registers (RG) and the image sensor (I3
) needs to be started up so that it can be used.

そこで、不要電荷の排出を迅速に行うためにINIモー
ドを設定すると共に、イメージセンサ(I3)のポテン
シャル構造を第3図の構造とした。
Therefore, in order to quickly discharge unnecessary charges, the INI mode was set, and the potential structure of the image sensor (I3) was changed to the structure shown in FIG. 3.

以下、第3図のポテンシャル図と第4図のタイムチャー
トに〆0って説明する。第3図(a)にて左側からオー
バーフロードレイン(OD2)、オーバーフローゲート
(OG)、フォトダイオード(PD)。
Hereinafter, the potential diagram in FIG. 3 and the time chart in FIG. 4 will be explained. In FIG. 3(a), from the left side are an overflow drain (OD2), an overflow gate (OG), and a photodiode (PD).

バリアゲート(BG)、蓄積部(S T)、移送ゲー)
 (S H)、転送レジスタ(IIG)、積分クリアゲ
ート(RG I CG)、オーバーフロードレイン(O
Dl)となっている。バリアゲート(BG)、f3送ゲ
ート(SH)、積分クリアゲート(RGICG)の各ゲ
ートおよび転送レジスタ(RG)に電圧を印加した場合
(転送レジスタ(RG)にはφ1が印加される)、第3
図(b)に示すように、PD>BG>ST>SH>RG
>RG I CG>ODlとなるようにそのポテンシャ
ルが設計され、フォトダイオード0’r))、蓄積部(
ST)、転送レジスタ(r?G)の不要電荷はこのとき
にオーバーフ[フードレイン(ODl)へ排出されろよ
うになっている。タイムチャー1・に沿ってこの動作を
説明する。
barrier gate (BG), storage section (ST), transfer game)
(S H), transfer register (IIG), integral clear gate (RG I CG), overflow drain (O
Dl). When voltage is applied to the barrier gate (BG), f3 sending gate (SH), integral clear gate (RGICG), and transfer register (RG) (φ1 is applied to the transfer register (RG)), the 3
As shown in figure (b), PD>BG>ST>SH>RG
The potential is designed so that >RG I CG > ODl, and the photodiode 0'r)), the storage part (
ST), the unnecessary charges in the transfer register (r?G) are discharged to the overflow [hood drain (ODl)] at this time. This operation will be explained along time chart 1.

第4図(a)の状態が第3図(a)に対応している。The state in FIG. 4(a) corresponds to FIG. 3(a).

このとき、NF2.−I、”、NH4−−“L”の状態
でバリアゲート(BG)、移送ゲート(Sll)、積分
クリアゲート(rtctcc)の各ゲートには電圧は印
J用されておらず、またフォトダイオード(1)D)。
At this time, NF2. -I,", NH4-- In the "L" state, no voltage is applied to the barrier gate (BG), transfer gate (Sll), and integral clear gate (rtctcc), and the photodiode (1)D).

蓄積部(S T)、転送レジスタ(RG)各部には不要
電荷か蓄積されている。N 131 、 N Bxが共
に“L′の場合には、イメージセンサ(13)を制御す
る積分時間制御部(20)はイメージセンサ(13)に
対して何も動作はしない。
Unnecessary charges are accumulated in each section of the storage section (ST) and transfer register (RG). When both N 131 and N Bx are "L", the integral time control section (20) that controls the image sensor (13) does not perform any operation on the image sensor (13).

マイクロコンピュータ(14)がNF2.−“■1”。The microcomputer (14) is NF2. -“■1”.

N T3 を−“I7”を出力すると、積分時間制御部
(2o)は分周回路(19)から送られるクロックφ。
When N T3 is output as −“I7”, the integral time control unit (2o) receives the clock φ sent from the frequency dividing circuit (19).

と同期を取って、第4図(b)に示すように、5II=
“I−T”。
In synchronization with, 5II=
“I-T”.

r3G−“H“、IIGICG−“■]”をイメージセ
ンサ(I3)に出力する。さらに、S H信号、RG 
I CG倍信号転送りロック発生部(30)にも送信さ
れ、転送りロック発生11(30)ではSH倍信号クロ
ックφ。のオア出力を転送りロックφ1とし、またRG
ICG信号とφ。のノア出力を転送りロックφ2として
、S T−1−“I]”、RGICG−“I]”の場合
には、φ1−“I(”、φ2=“L”の状態でイメージ
センサ(13)への転送りロックを停止させている。そ
して、イメージセンサ(13)はSH,BG、FtGI
 CG、φ1.φ、の各信号により、第3図(b)に示
されるように、フォトダイオード(FD)、蓄積部(S
 T)、転送レジスタ(RG)の不要電荷を排出する。
r3G-“H”, IIGICG-“■]” are output to the image sensor (I3). Furthermore, S H signal, RG
The ICG double signal is also sent to the transfer lock generation unit (30), and the SH double signal clock φ is sent to the transfer lock generation unit 11 (30). The OR output of RG is transferred to lock φ1, and RG
ICG signal and φ. In the case of ST-1-“I]” and RGICG-“I]”, the image sensor (13 ), and the image sensor (13) is locked to SH, BG, FtGI.
CG, φ1. As shown in FIG. 3(b), each signal φ causes the photodiode (FD) and the storage section (S
T), drain unnecessary charges from the transfer register (RG).

マイクロコンピュータ(14)は続いてN B r =
“I」”、NB、=”l(”を出力した後、NB、−L
”。
The microcomputer (14) then calculates N B r =
After outputting “I””, NB, = “l(”, NB, -L
”.

N 132−“II”を出力する。これを受けて積分時
間制御部(20)はクロックφ。と同期を取り、5I−
1信号およびBG倍信号“L”に戻す(第3図(C)、
第4図(C))。一方、転送りロック発生部(30)で
はS I−1信号が“L”に戻ったことにより転送りロ
ックφ1が動き始め、転送りロックφ、は“L”である
N 132 - Output “II”. In response to this, the integral time control section (20) sets the clock φ. Synchronize with 5I-
1 signal and BG double signal “L” (Figure 3 (C),
Figure 4(C)). On the other hand, in the transfer lock generation unit (30), the transfer lock φ1 starts to move as the S I-1 signal returns to “L”, and the transfer lock φ is at “L”.

このとき転送レジスタ(rtG)とオーバーフロードレ
イン(ODI)のボテンンヤル段差が大きくなり、転送
レジスタ(RG)の不要電荷の排出が促進され、完全に
オーバーフロードレイン(ODI)へ排出される(第3
図(d)、第4図(d))。また、このとき、転送りロ
ックφ、は“L”で停止したままなので、上記転送レジ
スタ(RG )lこ隣接し、転送りロックφ、が印加さ
れている別の転送レジスタ(RG)に」−記レジスタ(
RG)の不要電荷が流れ込むことはない。
At this time, the bottom step difference between the transfer register (rtG) and the overflow drain (ODI) increases, promoting the discharge of unnecessary charges from the transfer register (RG), and completely discharging them to the overflow drain (ODI) (third
Figure (d), Figure 4 (d)). Also, at this time, since the transfer lock φ remains stopped at "L", another transfer register (RG) adjacent to the above transfer register (RG) and to which the transfer lock φ is applied. − register (
RG) will not flow in.

タイマーが所定時間経過したことを計時した後、マイク
ロコンピュータ(14)は、NB、、NF2.を共に“
■7”に戻す。積分時間制御部(20)は、これにより
φ。と同期してRG I CG倍信号“L”とする。そ
うすると、イメージセンサ(13)のRGICG端子に
印加された電圧が零になり、この積分クリアゲート(R
GICG)は閉じる。それと同時に、転送りロック発生
部(30)ではRG I CG倍信号“17“になった
ことで、転送りロックφ2も動き始める(第3図(e)
、第4図(e))。以上で不要電荷排出動作の1ザイク
ルが終了する。
After the timer measures that a predetermined period of time has elapsed, the microcomputer (14) controls NB, NF2 . Together “
■Return to 7''. The integral time control unit (20) thereby synchronizes with φ. and sets the RG I CG multiplied signal to “L”. Then, the voltage applied to the RGICG terminal of the image sensor (13) becomes zero, and this integral clear gate (R
GICG) is closed. At the same time, in the transfer lock generating section (30), the RG I CG double signal becomes "17", so the transfer lock φ2 also starts moving (Fig. 3(e)).
, Fig. 4(e)). With this, one cycle of unnecessary charge discharge operation is completed.

通常、イメージセンサ(13)のイニシャライズを行う
際は、上記不要電荷排出動作を数サイクル繰り返した後
、イニシャライズモードを終了する。
Normally, when initializing the image sensor (13), the above-described unnecessary charge discharge operation is repeated several cycles, and then the initialization mode is ended.

本発明においては、各レジスタ(I(G)に積分クリア
ゲート(RGICG)を接続した構造により、各レジス
タ(RG)の不要電荷の排出をレジスタ(RG)からの
転送により行う必要がなくなるので、1回の不要電荷排
出動作の1サイクルの時間を短縮し、イニシャライズモ
ードに割り当てる時間を短縮することができろ。
In the present invention, the structure in which an integral clear gate (RGICG) is connected to each register (I(G)) eliminates the need to discharge unnecessary charge from each register (RG) by transferring it from the register (RG). It would be possible to shorten the time for one cycle of one unnecessary charge discharge operation and shorten the time allocated to the initialization mode.

次に、第2のモード、積分モードについて説明する。Next, the second mode, the integral mode, will be explained.

マイクロコンピュータ(14)がMD、−“し“。The microcomputer (14) is MD, -"Shi".

MD2−“T−1”を出力すると、モード選択回路(2
3)はINT信号のみを“H“とし、積分時間制御部(
20)へ積分モード(I NTモード)であることを告
知する。INTモードはイメージセンサ(13)の積分
開始および高輝度時の積分の終了動作を行う。
When MD2-“T-1” is output, the mode selection circuit (2
3), only the INT signal is set to “H”, and the integration time control section (
20) to notify that it is in integration mode (INT mode). In the INT mode, the image sensor (13) starts integrating and ends the integration during high brightness.

第5図、第6図にl()って動作説明を行う。積分の開
始動作はイニシャライズ時の不要電荷の排出動作と、1
00信号を除いて全く同じである。BG倍信号NB、=
“H”、NBt−“L”をマイクロコンピュータ(14
)が出力した後、積分時間制御部(20)によりφ。(
図ではφ1の立」ニリの時期である)と同期を取って“
11”に立ち上げられる。これはINlモードの場合と
同一である。ただし、マイクロコンピュータ(14)が
NB、−“L”、NB2−“I(”を出力した場合、I
NIモードではφ。と同期を取って再びBG倍信号“L
”に戻しているが、INTモードではBG倍信号“[■
”のままである。BG倍信号後述する積分終了時に“L
”となる。
The operation will be explained by l() in FIGS. 5 and 6. The starting operation of integration is the operation of discharging unnecessary charges during initialization, and the operation of 1
Exactly the same except for the 00 signal. BG times signal NB,=
“H”, NBt-“L” are microcomputer (14
) is output, the integral time control section (20) outputs φ. (
In the figure, it is the period when φ1 is rising.
11". This is the same as in the INl mode. However, if the microcomputer (14) outputs NB, -"L", NB2 - "I(", I
φ in NI mode. synchronized with the BG double signal “L” again.
”, but in INT mode, the BG double signal “[■
”.The BG double signal remains “L” at the end of the integration described later.
” becomes.

第5図(C)、第6図(c)の時点で移送ゲート(SH
)のゲート電圧が零になると、移送ゲート(Sr()は
フォトダイオード(r’D)、蓄積部(ST)、オーバ
ーフローゲート(OG)より高いボテンシャルに組部し
、この時点から、フォトダイオード(PD)で発生した
電荷は蓄積部(ST)へ流入し、蓄積部(ST)で蓄積
され始め、イメージセンサ(13)において積分が開始
される。
At the time of Fig. 5(C) and Fig. 6(c), the transfer gate (SH
When the gate voltage of the photodiode ( The charges generated in the PD) flow into the storage section (ST) and begin to be accumulated in the storage section (ST), and integration is started in the image sensor (13).

一方、積分終了の時点は輝度モニタ用フォトダイオード
(9)の出力によりモニタしている。以下、輝度’I’
l+定回路(24)の動作を説明し、積分終了動作の説
明を行う。
On the other hand, the time point at which the integration ends is monitored by the output of the brightness monitoring photodiode (9). Below, brightness 'I'
The operation of the l+ constant circuit (24) will be explained, and the operation for completing the integration will be explained.

積分時間制御部(20)は積分開始時のS I−1信号
と同一のタイミングでAGCIS信号をイメージセンサ
(13)に出力する。第1図に示されるように、AGC
Rs信号は、輝度モニタ用フォトダイオード(9)に接
続されたコンデンサ(10−1)に接続されたFET(
10−3)のゲートと、補償用ダイオード(11)に接
続されたコンデンサ(12−1)に接続されたFET(
+ 2−3)のゲートに印加される。上記AGCRS信
号が印加されることにより、上記コンデンサ(I t)
−1)、(11−1)は略電源電圧VDDに充電される
。SH倍信号同一タイミングでAGCR9信号が“L”
になると、電源の供給は断たれ、これ以降は輝度モニタ
用フォトダイオード(9)は照射される光1に応じた電
荷を発生し、これに接続されたコンデンサ(10−■)
は発生した電荷に応じてその電位が降下し始める。一方
、補償用ダイオード(II)は、その暗時出力による電
荷を発生し、これに接続されたコンデンサ(12−1)
も発生した電荷に応じてその電位が降下し始める。各々
の電位は各バッファ(1o−2)、(I2−2)を介し
て、第2図の輝度判定回路(24)の第8図に示したア
ナログ回路へ出力される。第8図において、AGCO9
信号はオペレーンヨナルアンプリファイア(以下、オペ
アンプという、)(43)のプラス入力へ人力され、D
O8信号はオペアンプ(43)のマイナス人力へ入力さ
れ、その差動を取った出力がオペアンプ(43)から出
力される。オペアンプ(43)の出力V 43は下式で
表わされる。
The integration time control section (20) outputs the AGCIS signal to the image sensor (13) at the same timing as the SI-1 signal at the start of integration. As shown in Figure 1, AGC
The Rs signal is transmitted through the FET (
The gate of FET (10-3) is connected to the capacitor (12-1) which is connected to the compensation diode (11).
+2-3). By applying the AGCRS signal, the capacitor (It)
-1) and (11-1) are charged to approximately the power supply voltage VDD. AGCR9 signal goes “L” at the same timing as SH double signal
At this point, the power supply is cut off, and from this point on, the brightness monitoring photodiode (9) generates a charge according to the irradiated light 1, and the capacitor (10-■) connected to it generates a charge according to the irradiated light 1.
The potential begins to drop in response to the generated charge. On the other hand, the compensation diode (II) generates a charge due to its dark output, and the capacitor (12-1) connected to it generates a charge.
Also, its potential begins to drop in response to the generated charge. Each potential is outputted to the analog circuit shown in FIG. 8 of the brightness determination circuit (24) in FIG. 2 via each buffer (1o-2) and (I2-2). In Figure 8, AGCO9
The signal is manually input to the positive input of an operational amplifier (hereinafter referred to as an operational amplifier) (43), and
The O8 signal is input to the negative input of the operational amplifier (43), and the differential output is output from the operational amplifier (43). The output V 43 of the operational amplifier (43) is expressed by the following formula.

V43−Vref (DOS  AGCOS)この出力
v43は輝度判定手段であるーっのコンパレータ(45
)のマイナス入力に入力されている。
V43-Vref (DOS AGCOS) This output v43 is the luminance judgment means - comparator (45
) is input to the negative input.

一方、上記コンパレータ(45)のプラス人力には基帛
電圧発生回路(RVC)におけるFET(46゜47.
48.49)による抵抗分割により発生した定電圧が供
給されている。積分中はφdのみが“H”となっており
、FET(49)がオンとなり、供給される定電圧はV
4e−(Vref−vth)である。コンパレータ(4
5)の出力はV 43 < V 4eノとき”I−1”
となる。すなわち、 Vref −(DOS−AGCOS)<Vref−Vt
hDO8−AGCOS>Vth となったときに“I1”となる。
On the other hand, the positive voltage of the comparator (45) is the FET (46°47.
A constant voltage generated by resistance division according to 48.49) is supplied. During integration, only φd is “H”, FET (49) is turned on, and the supplied constant voltage is V.
4e-(Vref-vth). Comparator (4
5) output is “I-1” when V 43 < V 4e
becomes. That is, Vref - (DOS - AGCOS) < Vref - Vt
When hDO8-AGCOS>Vth, it becomes "I1".

(DOS−AGCOS)は輝度モニタ用フォトダイオー
ド(9)の光照射により降下した電圧を示している(暗
時出力成分は補償用ダイオード(11)の出力により補
償されている)。積分開始直後は輝度モニタ用フォトダ
イオード(9)への光照射量が不足しており、DOS−
AGCO9=Oであり、コンパレータ(45)の出力(
VFLG)はL“になっている。積分中に(DOS−A
GCOS)がv thノ電圧より大きくなる時点で、イ
メージセンサ(13)に対する積分が適正となり、コン
パレータ(45)の出力(VFLG)は“L”から“I
−1”へと反転する。第6図のタイムヂャートに示され
るように、積分時間制御部(20)は、コンパレータ(
45)の出力VFLGが反転した時点で、BG倍信号“
■、”にする。BG倍信号“L”になると、第5図(c
)に示されるように、バリアゲート(BG)のボテンシ
ャルがフォトダイオード(PD)のボテンシャルより人
さくなり、フォトダイオード(I’D)で発生した電荷
が蓄積部(ST)へ流入することを防ぎ、蓄積部(ST
)に蓄積された電荷は、VFLG信号が“II”、即ち
I3G信号か“L”となった時点で保持され、積分が終
了する。積分終了後発生する電荷はフォトダイオード(
PD)に蓄積され、その蓄積が進んで乙、第5図(e)
に示されるように、バリアゲート(BG)よりボテンシ
ャルの低いオーバーフローゲート(OG)を越え、オー
バーフロートレイン(OD2)へ排出されるため、蓄積
部(ST)へ流入することはない。
(DOS-AGCOS) indicates a voltage dropped due to light irradiation from the brightness monitoring photodiode (9) (the dark output component is compensated by the output of the compensation diode (11)). Immediately after the start of integration, the amount of light irradiated to the brightness monitor photodiode (9) is insufficient, and DOS-
AGCO9=O, and the output of the comparator (45) (
VFLG) is set to L”.During integration, (DOS-A
At the point when GCOS) becomes greater than the voltage v th, the integration for the image sensor (13) becomes appropriate, and the output (VFLG) of the comparator (45) changes from "L" to "I".
-1". As shown in the time chart of FIG. 6, the integral time control section (20) controls the comparator
When the output VFLG of 45) is inverted, the BG double signal “
■ When the BG double signal becomes “L”, as shown in Fig. 5 (c
), the potential of the barrier gate (BG) is smaller than that of the photodiode (PD), preventing the charge generated in the photodiode (I'D) from flowing into the storage section (ST). , storage section (ST
) is held when the VFLG signal becomes "II", that is, the I3G signal becomes "L", and the integration ends. The charge generated after the completion of integration is transferred to the photodiode (
PD), and as the accumulation progresses, Figure 5 (e)
As shown in FIG. 2, it crosses the overflow gate (OG), which has a lower potential than the barrier gate (BG), and is discharged to the overflow train (OD2), so it does not flow into the storage section (ST).

また、積分時間制御部(20)はBG倍信号“L”にす
ると同時に、TINT信号を”L”にし、マイクロコン
ピュータ(14)にADT端子を介してTINT信号の
反転を告知する。以上で積分モードにおける積分開始動
作、および高輝度時の積分終了の動作の説明を終了する
Further, the integration time control unit (20) sets the BG multiplied signal to "L" and simultaneously sets the TINT signal to "L", and notifies the microcomputer (14) of the inversion of the TINT signal via the ADT terminal. This concludes the explanation of the integration start operation in the integration mode and the integration end operation during high brightness.

次に、第3のモード、データ読み出しモード1(DDI
モード)について説明する。
Next, the third mode, data read mode 1 (DDI
mode).

マイクロコンピュータ(I4)がM D +−“I(”
The microcomputer (I4) is M D +-“I(”
.

MDt=“II”を出力すると、モード選択回路(23
)はDDI信号のみを“■!”とし、積分時間制御部(
20)へDDIモードであることを告知する。DDlモ
ードは低輝度時に積分終了動作を行い、また、イメージ
センサ(13)の各画素データの読み出し開始動作を行
うモードである。
When MDt="II" is output, the mode selection circuit (23
), only the DDI signal is set as “■!”, and the integral time control section (
20) to notify that it is in DDI mode. The DDl mode is a mode in which the integration is completed when the luminance is low, and the reading of each pixel data of the image sensor (13) is started.

まず、低輝度時の積分終了動作について第22図のタイ
ムヂャートに基づいて説明する。被写体輝度が低い場合
には、輝度判定回路(24)により適正積分時間に達し
たと判定されるまで、長時間を要する場合がある。積分
を長時間行うと、暗時出力が増大し、S/N比の劣化を
招く。また、システム上、極端に長い積分時間は不都合
である。
First, the integration termination operation at low brightness will be explained based on the time chart of FIG. 22. When the subject brightness is low, it may take a long time until the brightness determination circuit (24) determines that the appropriate integration time has been reached. If integration is performed for a long time, the dark output increases, leading to deterioration of the S/N ratio. Furthermore, an extremely long integration time is inconvenient from a system perspective.

例えば、カメラの焦点検出装置に用いるときには焦点検
出サイクルが長くなり、被写体の動きに焦点検出が追随
していけないといった不都合が起こる。このため、予め
マイクロコンピュータ(14)内で許容し得る最長の積
分時間を設定し、この時間を超えてなおA D T端子
に出力される’rlNT信号が反転していない場合には
、MD、=“H”1MD、−“T−1”を出力し、DD
Iモードへ移行し、DDIモードにて積分の終了動作を
行う。積分時間制御部(20)はDDIモードにて、N
l’3.=“ト■”。
For example, when used in a focus detection device for a camera, the focus detection cycle becomes long, resulting in the inconvenience that the focus detection cannot follow the movement of the subject. For this reason, the longest allowable integration time is set in the microcomputer (14) in advance, and if the 'rlNT signal output to the ADT terminal has not been inverted after this time, the MD, = “H” 1MD, - “T-1” is output, DD
Shift to I mode and perform the operation of completing the integration in DDI mode. In the DDI mode, the integral time control section (20)
l'3. = “To ■”.

N [32−“L”の信号をマイクロコンピュータ(1
4)から受けると、直ちにBG倍信号“rブとする。こ
れにより先の場合と同様に、第1図に示すバリアゲート
(BG)のポテンシャルがフォトダイオ−1ζ(PD)
より高くなり、フォトダイオード(PD)で発生する電
荷の蓄積部(ST)への流入が停止し、積分が終了する
(第22図)。
N [32-“L” signal to microcomputer (1
4), the BG multiplied signal “r” is immediately set. As a result, as in the previous case, the potential of the barrier gate (BG) shown in FIG.
The charge becomes higher, and the charge generated in the photodiode (PD) stops flowing into the storage section (ST), and the integration ends (FIG. 22).

次に、イメージセンサ(13)の各画素データ読み出し
開始動作について説明ずろ。低輝度時、高輝度時にかか
わらず、DD+モードにてマイクロコンピュータ(14
)がN B +−“[−(”、 Nip、−“L”を出
力すると、積分時間制御部(20)は転送りロックφ。
Next, the operation to start reading out each pixel data of the image sensor (13) will be explained. Regardless of whether the brightness is low or high, the microcomputer (14
) outputs N B +-"[-(", Nip, -"L", the integral time control section (20) locks the transfer φ.

に同期し、転送りロックφ。が“ト■”のタイミングで
S H信号パルスを発生する(第6図または第22図)
。これにより、第5図(f) 、 (g)に示されるよ
うに、イメージセンサ(13)のS I−Iゲートにパ
ルス電圧が印加され、各蓄積部(ST)に蓄積された各
画素の信号電荷が転送レジスタ(rtG)へ移送される
。その後は転送りロックφ1.φ、により、各画素の信
号電荷は転送され、読み出される。各蓄積部(ST)に
蓄積された信号電荷の転送レジスタ(r(G)への移送
は、マイクロコンピュータ(14)がDD!モードにて
NB 、=“■■”、NB、=“L”を出力したときに
行なわれるが、このとき、転送レジスタ(RG)が積分
開始後の非定常状態から復帰し、定常状態となっている
ことが必要である。
Synchronize and transfer lock φ. generates the S H signal pulse at the timing of "g" (Figure 6 or Figure 22)
. As a result, as shown in FIGS. 5(f) and (g), a pulse voltage is applied to the SII gate of the image sensor (13), and each pixel stored in each storage section (ST) Signal charges are transferred to the transfer register (rtG). After that, transfer lock φ1. The signal charge of each pixel is transferred and read out by φ. The signal charges accumulated in each storage section (ST) are transferred to the transfer register (r(G)) by the microcomputer (14) in DD! mode: NB, = "■■", NB, = "L" This is performed when the transfer register (RG) is output, but at this time, it is necessary that the transfer register (RG) returns from the unsteady state after the start of integration and becomes a steady state.

定常状態では各転送レジスタ(RG)に暗電荷が第23
図に示されるように蓄積されている。この暗電荷は、各
転送レジスタCnG)のポテンシャル井戸で発生する暗
電荷と順次転送される前段レジスタの暗電荷の和となっ
ている。積分の開始時に、積分クリアゲート(RG I
 CG)のゲート端子に電圧を印加し、転送レジスタ(
RG)とオーバーフロードレイン(ODI)間の積分ク
リアゲート(RGICG)がオンとなり、転送レジスタ
(RG)の暗電荷が全てクリアされている。積分クリア
ゲート(RGICG)がオフとなった後、転送りロック
φ1が1周期経過するたびに第23図の左側から転送レ
ジスタCRG)の暗電荷か定常状態となっていく。全て
の転送レジスタ(RG)が定常状態に復帰する迄には画
素数(N)×転送りロック1周期(T)の時間かかかる
In a steady state, each transfer register (RG) has a dark charge of 23
It is accumulated as shown in the figure. This dark charge is the sum of the dark charge generated in the potential well of each transfer register (CnG) and the dark charge of the previous stage register that is sequentially transferred. At the start of integration, the integral clear gate (RG I
Apply a voltage to the gate terminal of the transfer register (CG) and transfer the voltage to the gate terminal of the transfer register (CG).
The integral clear gate (RGICG) between the transfer register (RG) and the overflow drain (ODI) is turned on, and all dark charges in the transfer register (RG) are cleared. After the integral clear gate (RGICG) is turned off, each time the transfer lock φ1 passes one period, the dark charge of the transfer register CRG (from the left side of FIG. 23) becomes a steady state. It takes a time equal to the number of pixels (N) x one transfer lock cycle (T) until all transfer registers (RG) return to a steady state.

非定常状態でSHパルスを発生した場合、出力として取
り出される電荷中の転送レジスタ(RG)の暗電荷成分
は画素によって非定常状態のものもあるため、正しい信
号か取り出させない。このため、S I(パルスを発生
するのは少なくとらRGICG信号が“H″からL”に
なった後、さらに画素数×転送りロック1周期(NXT
)経過してからでなければならない。
When an SH pulse is generated in an unsteady state, the dark charge component of the transfer register (RG) in the charge taken out as an output may be in an unsteady state depending on the pixel, so that a correct signal cannot be taken out. For this reason, the SI (pulse is generated at least after the RGICG signal goes from "H" to L), and then the number of pixels x one transfer lock cycle (NXT
) must have passed.

高輝度時には1周期(NxT)以内に積分が完了するこ
とが少なくないが、パリアゲ−1−(13G)を閉じる
ことで積分は終了されるため、1周期(NxT)経過後
逸、S I−1パルスの発生を待たせることが可能であ
る。
At high brightness, the integration is often completed within one period (NxT), but since the integration is terminated by closing Pariage 1-(13G), it is delayed after one period (NxT), and S I-1 It is possible to make the pulse generation wait.

次に、読み出された画素出力の処理に関し、第11図、
第12図に沿って以下に説明する。
Next, regarding the processing of the read pixel output, FIG.
This will be explained below with reference to FIG.

イメージセンサ(13)の各画素の信号電荷は、φ1−
“L”、φ2−“I]”のタイミングで、第1図に示す
コンデンサ(8−1)に転送される。信号処理タイミン
グ発生部(21)では、この信号電荷の転送に先立ち、
第12図に示されるように、φ1−“I−(”、φ、−
“L”のタイミングでO3I’tS信号パルスを発し、
第1図に示すPET(8−3)のゲートにこのパルスを
印加して、コンデンサ(8−1)を略電源電圧に充電し
てリセットする。φ、−“L”。
The signal charge of each pixel of the image sensor (13) is φ1−
At the timing of "L", φ2-"I]", it is transferred to the capacitor (8-1) shown in FIG. In the signal processing timing generation section (21), prior to transferring this signal charge,
As shown in FIG. 12, φ1−“I−(”, φ, −
Emit O3I'tS signal pulse at "L" timing,
This pulse is applied to the gate of the PET (8-3) shown in FIG. 1 to charge and reset the capacitor (8-1) to approximately the power supply voltage. φ, −“L”.

φ、−“I4”となった時点で信号電荷の転送が行われ
ると、このコンデンサ(8−1)の電圧は、信号電荷に
より低下し、イメージセンサ(13)の出力O8は第1
2図に示されるように出力される。AGC差動増幅回路
(25)では、信号処理タイミング発生部(21)より
送られるR9S/H信号により、リセット時の電圧レベ
ルを第1I図のFET(52)、コンデンサ(53)、
バッファ(51)からなるサンプルボールド回路により
、記憶し、オペアンプ(54)のプラス入力へ入力する
。一方、O8信号はバッファ(50)を介してオペアン
プ(54)のマイナス入力に入力されており、FET(
5’5.56,57.58)のゲートに入力されるGl
When the signal charge is transferred at the time when φ, - "I4", the voltage of this capacitor (8-1) decreases due to the signal charge, and the output O8 of the image sensor (13) becomes the first
The output is as shown in Figure 2. The AGC differential amplifier circuit (25) uses the R9S/H signal sent from the signal processing timing generator (21) to set the voltage level at the time of reset to the FET (52), capacitor (53),
It is stored by a sample bold circuit consisting of a buffer (51) and input to the plus input of an operational amplifier (54). On the other hand, the O8 signal is input to the negative input of the operational amplifier (54) via the buffer (50), and the FET (
Gl input to the gate of 5'5.56, 57.58)
.

G2信号により定められるゲイン(第11図参照)で差
動増幅された出力がオペアンプ(54)からVos’と
して出力される(第12図参照)。
The output differentially amplified with the gain determined by the G2 signal (see FIG. 11) is output from the operational amplifier (54) as Vos' (see FIG. 12).

次に、積分レベルの判定について説明する。Next, the determination of the integral level will be explained.

低輝度時に強制的に積分を終了させた場合、イメージセ
ンサ(13)の画素出力のレベルは当然適正時に比へ低
下してしまう。そこで、この場合、重連の輝度判定回路
(24)を用いて積分のレベルの検知を行って、その結
果に応じてイメージセンサ(13)の出力にゲインをか
け、常に適正なレベルの出力が得られるようにしている
If the integration is forcibly terminated when the brightness is low, the level of the pixel output of the image sensor (13) will naturally fall to the level at the appropriate time. Therefore, in this case, the level of integration is detected using the multiple luminance determination circuit (24), and a gain is applied to the output of the image sensor (13) according to the result to ensure that the output is always at an appropriate level. I'm trying to get it.

以下、第8図の輝度判定アナログ回路、第9図のパルス
タイミングヂャート、第1O図の輝度判定ロジック回路
および第24図の真理表に沿って説明する。なお、この
輝度判定アナログ回路と輝度判定ロジック回路とで、上
記輝度判定回路(23)が構成される。第8図に示すよ
うに、オペアンプ(43)からは大胆する光量に応じた
出力V43−Vref−(DOS−AGCO3)が出力
され、輝度判定手段である一つのコンパレータ(45)
のマイナス入力に入力されている。積分時間判定時には
第9図に示されるようにφdが印加されており、基窄電
圧発生回路(RVC)のFET(49)がオンとなり、
コンパレータ(45)のプラス入力には(Vref−V
 th)が入力されている。いま、SHパルスが発生す
ると、第1O図のラッチ1(73)、ラッチ2(74)
、ラッチ3(75)の全てがリセットされる。その後、
第9図に示すように、φCパルスが発生すると、第8図
のFET(48)がオンとなり、コンパレータ(45)
のプラス人力には(Vref−Vth/ 2 )が人力
される。ここで、もしくDOS−AGCO8)>Vth
/2 であれば、コンパレータ(45)の出力VFLGは“i
−(”となり、第1O図に示すアンド(AND)ゲート
(70)の出力が“I−1”となり、ラッチ1(73)
がセットされる。その後、第9図で示されるように、φ
bパルスが発生すると第8図のFET(47)がオンと
なり、コンパレータ(45)のプラス入力には(V r
er−V th/ 4 )が入力される。ここで、もし
くDOS−AGCO9)>Vth/4 であれば、コンパレータ(45)の出力VFLGは“L
l”となり、第1O図において、ANDゲート(71)
の出力が“I1”となり、ラッチ2(74)がセットさ
れろ。さらに、その後、第9図に示すように、φaパル
スが発生すると、第8図のFE’r(46)がオンとな
り、コンパレータ(45)のプラス人力には(V re
r −V th/ 8 )が人力される。ココテ、(D
OS−AGCO9)>Vth/8 であれば、コンパレータ(45)の出力V F L G
は“[−1”となり、第10図に示すANDゲート(7
2)の出力が“Iゼとなり、ラッチ3(75)がセット
される。以上の各場合について、第24図の真理表の通
りにGl、G3信号が発生する。この信号に基づき、ゲ
インは次の表のように選択され、それぞれ略適正レベル
のVosが得られる。
The following will explain the brightness determination analog circuit of FIG. 8, the pulse timing chart of FIG. 9, the brightness determination logic circuit of FIG. 1O, and the truth table of FIG. 24. Note that the brightness determination circuit (23) is constituted by this brightness determination analog circuit and the brightness determination logic circuit. As shown in FIG. 8, the operational amplifier (43) outputs an output V43-Vref- (DOS-AGCO3) according to the amount of light to be detected, and one comparator (45) which is a brightness determination means
is input to the negative input of When determining the integration time, φd is applied as shown in FIG. 9, and the FET (49) of the base voltage generation circuit (RVC) is turned on.
The positive input of the comparator (45) is (Vref-V
th) is input. Now, when the SH pulse occurs, latch 1 (73) and latch 2 (74) in Figure 1O are activated.
, latch 3 (75) are all reset. after that,
As shown in FIG. 9, when the φC pulse is generated, the FET (48) in FIG. 8 is turned on, and the comparator (45)
The positive human power is (Vref-Vth/2). Here, if DOS-AGCO8)>Vth
/2, the output VFLG of the comparator (45) is “i
-(", the output of the AND gate (70) shown in Figure 1O becomes "I-1", and the latch 1 (73)
is set. Then, as shown in FIG.
When the b pulse occurs, the FET (47) in Fig. 8 turns on, and the positive input of the comparator (45) receives (V r
er-V th/4) is input. Here, if DOS-AGCO9)>Vth/4, the output VFLG of the comparator (45) is “L”.
l'', and in Figure 1O, the AND gate (71)
The output becomes "I1" and latch 2 (74) is set. Furthermore, as shown in FIG. 9, when the φa pulse is generated, FE'r (46) in FIG. 8 is turned on, and the positive human power of the comparator (45) is
r −V th/ 8 ) is manually generated. Kokote, (D
If OS-AGCO9)>Vth/8, the output of the comparator (45) V F L G
becomes “[-1”, and the AND gate (7
2) becomes "Ize", and latch 3 (75) is set. In each of the above cases, Gl and G3 signals are generated according to the truth table of Fig. 24. Based on this signal, the gain is They are selected as shown in the following table, and Vos at a substantially appropriate level can be obtained for each.

このように、FET(49,48,47,46)を逐次
オンにずろことによって、基亭電圧発生回路(RVC)
が複数の基準電圧を発生するので、一つのコンパレータ
(45)で複数段に輝度を判定でき、イメージセンサ(
I3)と同一チップ上に形成されるコンパレータの数を
削減できろ。
In this way, by sequentially turning on the FETs (49, 48, 47, 46), the basic voltage generation circuit (RVC)
generates multiple reference voltages, one comparator (45) can judge the brightness at multiple stages, and the image sensor (
I3) The number of comparators formed on the same chip can be reduced.

第8図に示すFET(44)はT N T モードおよ
びDDIモードの時のみ抵抗分割回路すなわち括錦電圧
発生回路(RVC)に電源を供給するためのス・イゾチ
である。このFET(li4)によって、基を電圧発生
回路(RVC)は輝度判定が必要なときのみに通電され
、消費電流が低減される。この電流消費の節減効果は、
高輝度には積分時間が読み出し時間に比して短くなるた
め大きくなる。
The FET (44) shown in FIG. 8 is a switch for supplying power to the resistance divider circuit, that is, the bracket voltage generating circuit (RVC) only in the TNT mode and the DDI mode. This FET (li4) allows the base voltage generation circuit (RVC) to be energized only when brightness determination is necessary, reducing current consumption. This current consumption saving effect is
At high brightness, the integration time becomes shorter than the readout time, so it becomes larger.

第11図に示すように、信号Vos’はFE′r(60
)、コンデンサ(62)、バッファ(64)からなるサ
ンプルホールド回路によりホールトされ、オペアンプ2
(65)のマイナス入力に入力される。この信号Vos
’のボールディングは信号処理タイミング発生部(21
)からφ1−“■、”、φ2−“+(”の信号電荷転送
時のタイミングで発生するOSS/I■パルス信号によ
って行なわれる。また、信号Vos’はPET(59)
、コンデンサ(61)、バッファ(63)からなるサン
プルホールド回路にも入力される。このサンプルボール
ド回路では第1図で示したAQ遮光を施した黒基亭画素
出力のサンプルボールドを行う。サンプルホールドのタ
イミングを与えるパルスは第12図に示すOB S /
 I−1信号であり、これは以下に示すンーケンスで発
生させる。
As shown in FIG. 11, the signal Vos' is FE'r(60
), a capacitor (62), and a buffer (64).
It is input to the minus input of (65). This signal Vos
The bolding of ' is the signal processing timing generation section (21
) to φ1-“■,” and φ2-“+(”) by the OSS/I■ pulse signal generated at the timing of the signal charge transfer. Also, the signal Vos' is the PET (59)
, a capacitor (61), and a buffer (63). This sample bold circuit performs sample bolding of the output of the black pixel subjected to the AQ light shielding shown in FIG. The pulse that provides the sample and hold timing is OBS/
I-1 signal, which is generated in the sequence shown below.

第2,12図に示すように、I N Tモートから1]
)Iモードに移行した後、ADT信号には、A/D変換
開始のタイミングを与えるADS信号が現われる。マイ
クロコンピュータ(14)はこの信号をモニタしながら
、黒基め画素出力のサンプルホールドのタイミングを計
っている。マイクロコンピュータ(14)は暗時出力画
素の出力中に、NB1−“H”、NB2−“H”を出力
し、信号処理タイミング発生部(21)は、これによっ
てOBS/H信号を“I−1”とする。引き続き、マイ
クロコンピュータ(14)は次のADS信号が立ち上が
る迄にN13、−“L”、NB、−“I]”を出力し、
信号処理タイミング発生部(21)はこれによってOB
S/H信号を“L”とする。以りによって第11図に示
すFET(59)、コンデンサ(61)、バッファ(6
3)からなるサンプルボールド回路は人力される黒基め
画素出力をホールドし、これをオペアンプ2(65)の
マイナス人力へ入力する。黒基準画素のサンプルホール
ド後は、オペアンプ2(65)の出力はホールドされた
黒基■画素出力に対応する分を減算され、FET(66
) 〜(68)(7)ゲートに接続されたG3.G4信
号によって定められろケイン(第11区別表)で増幅さ
れ、信号Vosとして出力される(第12図)、。
1] from the INT mote, as shown in Figures 2 and 12.
) After shifting to the I mode, an ADS signal that provides timing for starting A/D conversion appears in the ADT signal. The microcomputer (14) measures the timing of sample and hold of the black-based pixel output while monitoring this signal. The microcomputer (14) outputs NB1-“H” and NB2-“H” while outputting the dark output pixel, and the signal processing timing generation unit (21) thereby outputs the OBS/H signal as “I-”. 1”. Subsequently, the microcomputer (14) outputs N13, -“L”, NB, -“I]” until the next ADS signal rises,
This allows the signal processing timing generation section (21) to
Set the S/H signal to "L". As a result, the FET (59), capacitor (61), and buffer (6) shown in FIG.
The sample bold circuit consisting of 3) holds the manually inputted black base pixel output and inputs it to the negative input of operational amplifier 2 (65). After sampling and holding the black reference pixel, the output of operational amplifier 2 (65) is subtracted by the amount corresponding to the held black reference pixel output, and
) ~(68) (7) G3. connected to the gate. The signal G4 is amplified by the signal defined by the signal G4 (distinction table 11) and output as the signal Vos (FIG. 12).

以−Lの如く、イメージセンサ(13)の出力信号O8
はA、GC差動増幅回路(25)およびOB減算AGC
差動増幅回路(26)において2重サンプリングされ、
その信号レベルからリセットレベルか減算され、リセッ
トノイズの影響のない信号が取り出されて、さらに、リ
セットノイズの影響のない信号から黒基県レベルが減算
されて、6画素の出力から暗時出力が除去された出力V
osが得られる。さらに、この出力Vosは、イメージ
センサ(I3)の出力O8に対して、AGC差動増幅回
路(25)およびOB減算AGC差動増幅回路(26)
において各画素出力の平均レベルに応じて、下記のよう
に、×8〜×64のゲインをかけて作成されている。
As shown below, the output signal O8 of the image sensor (13)
is A, GC differential amplifier circuit (25) and OB subtraction AGC
Double sampled in the differential amplifier circuit (26),
The reset level is subtracted from the signal level, a signal not affected by reset noise is extracted, and the black level is subtracted from the signal not affected by reset noise, and the dark output is calculated from the output of 6 pixels. removed output V
os is obtained. Furthermore, this output Vos is applied to the output O8 of the image sensor (I3) by the AGC differential amplifier circuit (25) and the OB subtraction AGC differential amplifier circuit (26).
It is created by applying a gain of x8 to x64 as shown below, depending on the average level of each pixel output.

次に、第1i図に示すAGC差動増幅回路(25)のオ
ペアンプ(54)のゲインとOB減算AGC差動増幅回
路(26)のオペアンプ(65)のケインについて述べ
る。ここではイメージセンサ(I3)の出力O8に対し
て、x8.x16.x32゜×64のゲインを切り換え
るため、オペアンプ+(54)で2段階、オペアンプ2
(65)で2段階のゲイン切り換えを行うようにしてい
る。この場合、オペアンプ(54)、(65)には常に
オフセットの問題がある。2段階でゲインをかける場合
、初段のゲインをGNI、後段のゲインをGN2とし、
各オペアンプのオフセットを△V、入力をvi1出力を
Voとすれば、出力は下式で表わされる。
Next, the gain of the operational amplifier (54) of the AGC differential amplifier circuit (25) and the gain of the operational amplifier (65) of the OB subtraction AGC differential amplifier circuit (26) shown in FIG. 1i will be described. Here, for the output O8 of the image sensor (I3), x8. x16. In order to switch the gain of
(65) performs two-stage gain switching. In this case, the operational amplifiers (54) and (65) always have an offset problem. When applying gain in two stages, the first stage gain is GNI, the second stage gain is GN2,
If the offset of each operational amplifier is ΔV, the input is vi1, and the output is Vo, the output is expressed by the following formula.

Vo−((Vi+△V)xGNl+△V)xGN2−V
i X GNI X GN2+△V −(GNI X 
GN2 + GN2)−(v1+△V) x GNI 
x GN2+△VxGN22段のオペアンプのトータル
のゲインGNIXGN2が変わらない場合には、上式の
第2項(△VXGN2)でGN2によるオフセットが現
われる。
Vo-((Vi+△V)xGNl+△V)xGN2-V
i X GNI X GN2+△V −(GNI
GN2 + GN2)-(v1+△V) x GNI
xGN2+ΔVxGNIf the total gain GNIXGN2 of the 22-stage operational amplifier does not change, an offset due to GN2 appears in the second term (ΔVXGN2) of the above equation.

すなわち、GN2を小さくした方がトータルのオフセッ
トが小さくなる。
That is, the smaller GN2 is, the smaller the total offset will be.

したかって、初段のゲインGNIを後段のゲインGN2
よりも高く選ぶことによってオフセットは抑えられるが
、この手段によっても、オフセットは残る。このため、
後段のオペアンプ2(65)は、第11図に示すように
、参照電圧V refからダイオード(99月個分電位
降下した電圧を基準としてレベルシフトするため、常に
A/D変換可能なように、オフセットが参照電圧Vre
fより低電圧側に出るようにしている。
Therefore, the first stage gain GNI is the second stage gain GN2.
The offset can be suppressed by choosing higher than , but even with this measure the offset remains. For this reason,
As shown in FIG. 11, the operational amplifier 2 (65) in the latter stage performs a level shift based on a voltage that has dropped in potential by a diode (99 months) from the reference voltage V ref, so that A/D conversion is possible at all times. The offset is the reference voltage Vre
It is made to come out on the lower voltage side than f.

OB減算AGC差動増幅回路(26)には、黒基準画素
を表す信号のサンプルホールド後、有効画素を表す信号
の出力に先立ち、Ae遮光を施した第2の黒基準画素を
表す信号を出力している。この第2の黒基準画素を表す
出力からは、先にボールドされた黒基準画素が減算され
るため、オペアンプのオフセットがなければ参照電圧V
 rerと一致した出力が得られる。しかし、オペアン
プ2(65)の出力は常に参照電圧V refより低電
圧側にオフセットVo(Tsetが生ずるために、出力
は(Vref−Voffset)となる。これをA/D
変換すると、V of fsetに相当する信号がディ
ジタルデータとして得られる。以降有効画素の出力はこ
のVofTset分をマイクロコンピュータ(14)の
演算によって減算されるので、マイクロコンピュータ(
14)に入力されろデータは実質的にはオフセット成分
を除去したデータと同じことになる。
After sampling and holding the signal representing the black reference pixel, the OB subtraction AGC differential amplifier circuit (26) outputs a signal representing the second black reference pixel subjected to Ae light shielding before outputting the signal representing the effective pixel. are doing. Since the previously bolded black reference pixel is subtracted from the output representing this second black reference pixel, the reference voltage V
You will get an output that matches rer. However, since the output of the operational amplifier 2 (65) always has an offset Vo (Tset) on the lower voltage side than the reference voltage V ref, the output becomes (Vref - Voffset).
Upon conversion, a signal corresponding to V of fset is obtained as digital data. Thereafter, the output of the effective pixel is subtracted by this VofTset by the calculation of the microcomputer (14).
14) is substantially the same as the data with the offset component removed.

次に、DD2モードについて説明を行う。Next, the DD2 mode will be explained.

DD2モードにおいては、イメージセンサ(13)に対
して能動的な動作を行わせることはない。
In the DD2 mode, the image sensor (13) is not caused to perform any active operation.

このため、I10バッファ(22)に接続されたNB1
.NB2の信号の人出力を切り換え、NB、にG1信号
、NB2にG3信号を出力し、マイクロコンピュータ(
14)にイメージセンサ(13)の出力のゲイン情報を
告知している。このI10切り換えはDD2信号で行わ
れる。
Therefore, NB1 connected to I10 buffer (22)
.. Switch the human output of the NB2 signal, output the G1 signal to NB, the G3 signal to NB2, and output the G3 signal to the microcomputer (
14), the gain information of the output of the image sensor (13) is notified. This I10 switching is performed by the DD2 signal.

DD2モードにおいてのみ、Voutとして出力される
信号はイメージセンサ(13)の出力Vosである。
Only in the DD2 mode, the signal output as Vout is the output Vos of the image sensor (13).

このシステム上使用する画素はイメージセンサ(I3)
の2つの分離した領域において検出される画素であり、
2つの領域の間にはフォトダイオード(PD)を設けて
いない。これらの画素の出力をVoutとしてA/D変
換部(15)へ出力する際には後述ずろ問題点があるた
め、DD2モードとDD1モードの切り換えによって、
有効画素の出力時のみ、VoutとしてVosを出力し
ている。AGC差動増幅回路(25)の出力Vos’は
有効画素の出力時には、光信号に対応する出力成分Vo
s’(sig)と暗時出力成分V os’ (dark
)の和として表わされろ(V os’ −V os’ 
(s ig) + V os’ (dark))。OB
減算AGC差動増幅回路(26)にてV os’ (d
ark)に相当する成分の減算を行い、 Vos=Vref−GN2 x(Vos’−Vos’(
dark))としてA/D変換部(15)に出力してい
る。
The pixels used in this system are image sensors (I3)
are pixels detected in two separate regions of
No photodiode (PD) is provided between the two regions. When outputting the output of these pixels to the A/D converter (15) as Vout, there are problems that will be explained later, so by switching between DD2 mode and DD1 mode,
Vos is output as Vout only when valid pixels are output. The output Vos' of the AGC differential amplifier circuit (25) is the output component Vo corresponding to the optical signal when the effective pixel is output.
s' (sig) and the dark output component V os' (dark
) (V os' −V os'
(sig) + Vos' (dark)). OB
V os' (d
ark) is subtracted, and Vos=Vref-GN2 x(Vos'-Vos'(
dark)) to the A/D converter (15).

このとき、フォトダイオード(PD)を除去した画素の
出力は光信号に対応する出力も暗時出力成分もないため
、Vos’−〇となる。ここでOB減算AGC差動増幅
(26)にてV os’ (dark)の減算を行うと
、 Vos=Vref−GN2 x(Q −Vos’(da
rk))>Vrefとなり、A/D変換可能な参照電圧
V refより低電圧側とは逆に、Vosが参照電圧V
rerより高電圧となってしまい、A/D変換のダイナ
ミックレンジを越え、A/D変換部(15)の破壊を招
くおそれがある。このために、有効画素の出力以外では
、アナログスイッチ(28)、’(29)を切り替えて
、常にA/D変換可能な温度検出出力VTMPを出力し
ている。このように、有効画素の出力時のみDD2−“
I]”としてVosの出力を行い、無効画素の出力時は
DD2−“L”としてVTMPの出ツノを行なうことに
よって、常にA/D変換のダイナミックレンジ内でA/
D変換を行うようにしている。
At this time, the output of the pixel from which the photodiode (PD) has been removed becomes Vos'-0 because there is no output corresponding to the optical signal and no dark output component. Here, when Vos' (dark) is subtracted by the OB subtraction AGC differential amplification (26), Vos = Vref - GN2 x (Q - Vos' (da
rk))>Vref, and Vos is lower than the reference voltage Vref, which is A/D convertible.
The voltage becomes higher than rer, which may exceed the dynamic range of A/D conversion and cause damage to the A/D conversion section (15). For this reason, except for outputs from effective pixels, the analog switches (28) and '(29) are switched to always output an A/D convertible temperature detection output VTMP. In this way, only when outputting effective pixels, DD2-“
By outputting Vos as "I]" and outputting VTMP as DD2-"L" when an invalid pixel is output, the A/D conversion is always within the dynamic range of A/D conversion.
I am trying to perform D conversion.

以上でDD2モードの説明を終了し、第1実施例の説明
を終了する。
This concludes the explanation of the DD2 mode and the explanation of the first embodiment.

次に、上記第1実施例における暗時出力成分の除去手段
を変形した第2の実施例について説明する。ここでは、
第1の実施例と異なる点のみについて、第14図のブロ
ック図、第15図のAGC差動増幅回路の回路図で説明
する。
Next, a second embodiment will be described in which the means for removing the dark output component in the first embodiment is modified. here,
Only the differences from the first embodiment will be explained with reference to the block diagram in FIG. 14 and the circuit diagram of the AGC differential amplifier circuit in FIG. 15.

まず、第2の実施例を示す第14図のブロック図と第1
の実施例を示す第2図のブロック図の相違によって示さ
れるように、第2の実施例はアナログ参照電圧V re
l”がAGC差動増幅回路(125)から出力されてい
る点で第1の実施例と相違する。また、第14図では第
1の実施例におけろOB減算AGC差動増幅回路か除去
されている。
First, the block diagram of FIG. 14 showing the second embodiment and the block diagram of FIG.
As shown by the differences in the block diagram of FIG. 2 illustrating an embodiment of the analog reference voltage V re
It differs from the first embodiment in that the signal "l" is output from the AGC differential amplifier circuit (125). Also, in FIG. 14, the OB subtraction AGC differential amplifier circuit in the first embodiment is removed. has been done.

第15図にて第2の実施例の動作を説明する。第1の実
施例と同様に、有効画素の出力に先立ち、イメージセン
サ(13)は黒基皇画素の出力を出力する。ここで、A
(、C差動増幅回路(125)中のFET(159)、
 コンデンサ(+ 61)およびバッファ(163)か
らなるサンプルホールド回路ではOBS/Hパルスによ
って黒基準画素の出力をサンプルホールドする。第1の
実施例では、ボールドされた出力をオペアンプ2(65
)のマイナス入力に接続し、オペアンプ2(65)で減
算を行っていたが、第2の実施例では、ホールドされた
出力をV ref″として出力している。このV re
r’はA/Dコンバータ(115)にアナログ参照電圧
として供給され、A/D変換部(+15)では、この電
圧を基準として、入力された電圧をA/D変換する。
The operation of the second embodiment will be explained with reference to FIG. As in the first embodiment, the image sensor (13) outputs the output of the black pixels prior to outputting the effective pixels. Here, A
(, FET (159) in C differential amplifier circuit (125),
A sample and hold circuit consisting of a capacitor (+61) and a buffer (163) samples and holds the output of the black reference pixel using the OBS/H pulse. In the first embodiment, the bolded output is the opamp 2 (65
), and subtraction was performed using operational amplifier 2 (65), but in the second embodiment, the held output is output as V ref''.This V ref
r' is supplied to the A/D converter (115) as an analog reference voltage, and the A/D converter (+15) A/D converts the input voltage using this voltage as a reference.

ずなわち、入力Voutと参照電圧V rer’の差動
を取ってディジタル値に変換するため、A/D変換部(
+15)内で黒基準画素出力の減算を行うことと等価と
なる。
That is, in order to take the difference between the input Vout and the reference voltage V rer' and convert it into a digital value, an A/D converter (
This is equivalent to subtracting the black reference pixel output within +15).

また、FET(160)、コンデンサ(162)および
バッファ(164)からなるサンプルホールド回路によ
ってサンプルホールドされる黒基準画素の出力も各有効
画素の出力もオペアンプ2(165)の出力となってお
り、これらの差動をA/D変換部(+15)内で取るた
め、オペアンプ2(165)のオフセットは完全に除去
される。よって第2の実施例においてはイメージセンサ
(13)の暗時出力の除去と同時にオペアンプ2(+6
5)のオフセットの除去が行われる。
In addition, the output of the black reference pixel, which is sampled and held by the sample-and-hold circuit consisting of the FET (160), the capacitor (162), and the buffer (164), and the output of each effective pixel are the outputs of the operational amplifier 2 (165). Since these differentials are taken within the A/D converter (+15), the offset of operational amplifier 2 (165) is completely removed. Therefore, in the second embodiment, the dark output of the image sensor (13) is removed and the operational amplifier 2 (+6
5) Offset removal is performed.

次に、第3の実施例について、第16.17.18図を
参照しながら説明する。この第3の実施例は暗時出力除
去手段が第1.2の実施例と異なる。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 16, 17, and 18. This third embodiment differs from the first and second embodiments in the dark output removal means.

まず、第3の実施例のブロック図(第16図)と、第■
の実施例のブロック図(第2図)との違いについて述へ
る。
First, let us look at the block diagram of the third embodiment (Fig. 16) and
Differences from the block diagram of the embodiment (FIG. 2) will be described below.

第3の実施例では、黒基準画素のサンプルホールドパル
ス0I3S/HはA/D変換部(215)に人力されて
おり、OE減算AGC差動増幅回路は除去されている。
In the third embodiment, the sample and hold pulse 0I3S/H of the black reference pixel is manually input to the A/D converter (215), and the OE subtraction AGC differential amplifier circuit is removed.

この第3の実施例では、黒基準画素の減算はA/D変換
部(2+ 5)内で行われろ。
In this third embodiment, the subtraction of the black reference pixel is performed within the A/D converter (2+5).

第18図はA/D変換部(215)を示し、このΔ/D
変換部(2t 5>はA/D変換回路(20G)とそれ
と同一チップ上に設けられた内部回路を有する。第18
図でVinとして人力されるイメージセンサの出力は黒
基準画素とこれに続くを効画素の出力からなる。黒基準
画素の出力はOBS/T−1パルスにて、FET(20
1)、コンデンサ(202)およびバッファ(203)
からなるサンプルボールド回路によってサンプルホール
ドされる。そして以降人力される有効画素出力はオペア
ンプ(205)により、サンプルホールドされた黒基準
画素出力分を減算された後、A/D変換回路(206)
へ入力される。
FIG. 18 shows the A/D converter (215), and this Δ/D
The conversion unit (2t 5> has an A/D conversion circuit (20G) and an internal circuit provided on the same chip. 18th
In the figure, the output of the image sensor, which is manually inputted as Vin, consists of the output of the black reference pixel and the subsequent effect pixel. The output of the black reference pixel is output from FET (20
1), capacitor (202) and buffer (203)
Sample and hold is performed by a sample bold circuit consisting of: After that, the effective pixel output manually input is subtracted by the sampled and held black reference pixel output by an operational amplifier (205), and then sent to an A/D conversion circuit (206).
is input to.

第17図はAGC差動増幅回路(225)を示す。FIG. 17 shows an AGC differential amplifier circuit (225).

第1の実施例では黒基準画素の出力に対するサンプルボ
ールド回路があったが、第3の実施例では、これは除去
されている。また、第2の実施例と同様に、黒基準画素
出力ら有効画素出力ら同一のオペアンプ(165)から
出力されるため、このオペアンプ(+65)のオフセッ
トは完全にキャンセルされる。
In the first embodiment, there was a sample bold circuit for the output of the black reference pixel, but in the third embodiment, this is removed. Further, as in the second embodiment, since the black reference pixel output and the effective pixel output are output from the same operational amplifier (165), the offset of this operational amplifier (+65) is completely canceled.

次に、暗時出力の除去手段が前述の実施例と異なる第4
の実施例を説明する。第19図は、この第4の実施例に
係るハードウェアブロック図である。これは第3の実施
例のブロック図である第16図とは、参照電圧Vref
がA/D変換部(315)に人力されていないという点
で異なっており、AGC差動増幅回路(225)は第3
の実施例と全く同一の構成である。
Next, a fourth example in which the dark time output removing means is different from the above-mentioned embodiment.
An example will be explained. FIG. 19 is a hardware block diagram according to the fourth embodiment. This is a block diagram of the third embodiment, which is different from FIG.
The difference is that the A/D converter (315) is not manually inputted, and the AGC differential amplifier circuit (225) is
The configuration is exactly the same as that of the embodiment.

第20図にA/D変換部(315)を示し、このA /
 D変換部(315)はA/D変換回路(405)とそ
れと同一チップ上に設けられた内部回路を有する。イメ
ージセンサ(13)が黒基準画素の出力を行っている間
にA/D変換部(315)にはOBS / Hパルスか
与えられ、端子Vinに入力されている黒71 i”4
画素の出力がFET(401)、コンデンサ(402)
、バッファ(403)からなるサンプルホールド回路に
よって、サンプルホールドされる。ボールドされた黒基
準画素出力はアナログ参照電圧(V rer’ )とし
てA/D変換回路(405)に入力される。それ以降、
端子Vinに入力されるイメージセンサ(13)の有効
画素出力は、第2の実施例と同様、ホールドされた黒基
準画素の出力(Vrcf” )が減算された後、A/D
変換される。これにより暗時出力成分が除去される。
FIG. 20 shows the A/D converter (315), and this A/D converter (315) is shown in FIG.
The D conversion section (315) includes an A/D conversion circuit (405) and an internal circuit provided on the same chip. While the image sensor (13) is outputting the black reference pixel, an OBS/H pulse is given to the A/D converter (315), and the black 71 i"4 input to the terminal Vin.
Pixel output is FET (401), capacitor (402)
, and a buffer (403). The bolded black reference pixel output is input to the A/D conversion circuit (405) as an analog reference voltage (V rer' ). after that,
As in the second embodiment, the effective pixel output of the image sensor (13) input to the terminal Vin is subtracted by the held black reference pixel output (Vrcf''), and then the A/D
converted. This removes the dark output component.

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明の固体撮像装置は、
光電変換部と、この光電変換部に発生した電荷を蓄積す
る蓄積部と、上記光電変換部に照射される光量をモニタ
する輝度モニタ手段と、この輝度モニタ手段に発生した
電荷を蓄積する蓄積手段と、この蓄積手段に蓄積された
電荷の量に応じた信号を出力する出力手段と、複数段階
の基準7Ii圧を発生する基準電圧発生回路と、この基
準電圧発生回路の出力と上記出力手段からの出力とを比
較する一つのコンパレータとを同一チップ上に作成して
いるので、■−記基準電圧発生回路から時間の経過につ
れて出力される複数の基準出力と上記出力手段の出力と
を比較して一つのコンパレータでもって輝度を複数段階
に判定することができ、チップにおけるコンパレータの
占める面積を大幅に削減できる。
<Effects of the Invention> As is clear from the above, the solid-state imaging device of the present invention has the following effects:
A photoelectric conversion section, an accumulation section for accumulating charges generated in the photoelectric conversion section, a brightness monitoring means for monitoring the amount of light irradiated onto the photoelectric conversion section, and an accumulation means for accumulating the charges generated in the brightness monitoring means. , an output means for outputting a signal corresponding to the amount of charge accumulated in the accumulation means, a reference voltage generation circuit for generating multiple levels of reference 7Ii pressure, and an output from the reference voltage generation circuit and the output means. Since a single comparator is created on the same chip to compare the output of This allows a single comparator to determine brightness in multiple levels, and the area occupied by the comparator on the chip can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の固体撮像装置におけるイメージセン
サの構成図、第2図はこの発明の第1実施例の固定撮像
装置のブロック図、第3図はイニシャライズ時における
イメージセンサのポテンシャル構造を示す図、第4図は
上記第1実施例のイニシャライズモードにおける信号の
タイムチャート、第5図はイメージセンサの積分モード
時におけるポテンシャル構造を示す図、第6図は積分モ
ード時における信号のタイムチャート、第7図は補償用
ダイオードの構造図、第8図は輝度判定アナログ回路の
回路図、第9図は輝度判定時の信号のタイムチャート、
第1O図は輝度判定ロジック回路の回路図、第11図は
第1実施例におけるAGC作動増幅回路およびOB減算
AGC作動増幅回路の回路図、第12図は画素出力の処
理に関4−るタイl、チャート、第1:3図は温度検出
部の回路図、第14図は第2実施例の固体撮像装置のブ
ロック図、第15図は第2実施例のAGC作動増幅回路
の回路図、第16図は第3実施例の固体撮像装置のブロ
ック図、第17図は第3実施例のA、 G C作動増幅
回路の回路図、第18図はA/D変換部の回路図、第1
9図は第4実施例の固体撮像装置のブロック図、第20
図は第4実施例のA /’ I)変換部の回路図、第2
1図はイメージセンサの構造図、第22図は第4実施例
の積分モードにお(トる信号のタイムチャート、第23
図は暗電荷の転送を説明する図、第24図は輝度判定ロ
ジック回路の真理表を表わす図である。 PD・・・フォトダイオード、BG・・バリアゲート、
ST・・・蓄積部、SH・・・シフトゲート、R,G・
・・転送レジスタ、RG I CG・・・積分クリアゲ
ート、14・・・マイクロコンピュータ、20 ・積分
時間制御部、23・・・モード選択回路、24・・・輝
度判定回路、30・・・転送りロック発生部。 特許出願人 ミノルタカメラ株式会社 代 理 人 弁理士 前出 葆 ほか2名第3面 (a) (G) 周辺表Lb 7図 周包長La LaM7.7Lb
FIG. 1 is a block diagram of the image sensor in the solid-state imaging device of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the fixed imaging device of the first embodiment of the invention, and FIG. 3 shows the potential structure of the image sensor at the time of initialization. 4 is a time chart of the signal in the initialization mode of the first embodiment, FIG. 5 is a diagram showing the potential structure of the image sensor in the integral mode, and FIG. 6 is a time chart of the signal in the integral mode. Fig. 7 is a structural diagram of a compensation diode, Fig. 8 is a circuit diagram of a luminance judgment analog circuit, Fig. 9 is a time chart of signals during luminance judgment,
Fig. 1O is a circuit diagram of the brightness determination logic circuit, Fig. 11 is a circuit diagram of the AGC differential amplifier circuit and the OB subtraction AGC differential amplifier circuit in the first embodiment, and Fig. 12 is a circuit diagram of the 4-type circuit related to pixel output processing. l, chart, Figure 1:3 is a circuit diagram of the temperature detection section, Figure 14 is a block diagram of the solid-state imaging device of the second embodiment, Figure 15 is a circuit diagram of the AGC operated amplifier circuit of the second embodiment, FIG. 16 is a block diagram of the solid-state imaging device of the third embodiment, FIG. 17 is a circuit diagram of the A, G C operational amplifier circuit of the third embodiment, and FIG. 18 is a circuit diagram of the A/D conversion section. 1
FIG. 9 is a block diagram of the solid-state imaging device of the fourth embodiment, and FIG.
The figure shows the circuit diagram of the A/'I) conversion section of the fourth embodiment, and the circuit diagram of the second embodiment.
Figure 1 is a structural diagram of the image sensor, Figure 22 is a time chart of the toll signal in the integration mode of the fourth embodiment, and Figure 23 is a diagram of the structure of the image sensor.
This figure is a diagram for explaining the transfer of dark charges, and FIG. 24 is a diagram showing a truth table of a brightness determination logic circuit. PD...photodiode, BG...barrier gate,
ST...Storage unit, SH...Shift gate, R, G.
...Transfer register, RG I CG... Integral clear gate, 14... Microcomputer, 20 - Integration time control section, 23... Mode selection circuit, 24... Brightness determination circuit, 30... Transfer The part where the lock occurs. Patent Applicant: Minolta Camera Co., Ltd. Agent: Patent Attorney: Mr. Yu and 2 others Page 3 (a) (G) Peripheral Table Lb 7 Figure Circumference La LaM7.7Lb

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)各画素に入射する光に対応した電荷を発生する光
電変換部と、 上記光電変換部において発生した電荷を蓄積する蓄積部
と、 入射する光量に応じて電荷を発生して、上記光電変換部
に照射される光量をモニタする輝度モニタ手段と、 上記輝度モニタ手段に発生した電荷を蓄積する蓄積手段
と、 上記蓄積手段に蓄積された電荷の量に応じた信号を出力
する出力手段と、 複数段階の基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、 上記基準電圧発生回路からの複数の基準出力と、上記出
力手段からの出力とを比較して、輝度を複数段階に判定
する一つのコンパレータとを同一チップ上に作成してな
る固体撮像装置。
(1) A photoelectric conversion section that generates charges corresponding to the light incident on each pixel; an accumulation section that accumulates the charges generated in the photoelectric conversion section; and a storage section that generates charges according to the amount of incident light and A brightness monitor means for monitoring the amount of light irradiated to the conversion section; an accumulation means for accumulating the charge generated in the brightness monitor means; and an output means for outputting a signal according to the amount of charge accumulated in the accumulation means. , a reference voltage generation circuit that generates reference voltages in multiple stages; and a comparator that compares the multiple reference outputs from the reference voltage generation circuit and the output from the output means to determine the brightness in multiple stages. A solid-state imaging device that is created on the same chip.
JP63031383A 1988-01-20 1988-02-10 Solid-state image pickup device Pending JPH01205678A (en)

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US07/298,998 US4985774A (en) 1988-01-20 1989-01-19 Image sensing device having direct drainage of unwanted charges
US07/593,863 US5083207A (en) 1988-01-20 1990-10-05 Image sensing device having direct drainage of unwanted charges
US07/801,895 US5389971A (en) 1988-01-20 1991-12-03 Image sensor provided on a chip and having amplifying means

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