JPH06189199A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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Publication number
JPH06189199A
JPH06189199A JP43A JP35537292A JPH06189199A JP H06189199 A JPH06189199 A JP H06189199A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 35537292 A JP35537292 A JP 35537292A JP H06189199 A JPH06189199 A JP H06189199A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pixel
unit
solid
frequency band
imaging device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP43A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Uno
正幸 宇野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP43A priority Critical patent/JPH06189199A/en
Publication of JPH06189199A publication Critical patent/JPH06189199A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a wide dynamic range for following up even a bright object by supressing noise generated at amplifying elements in an amplifying type solid-state image pickup device using picture elements provided with the amplifying elements. CONSTITUTION:An unit picture element is constituted of a photodiode 1, an (n) type MOS transistor 2 whose gate is connected to the photodiode 1, a capacitive element 3 and the (n) type MOS transistor 5 for reset use connected between the drain of the transistor 2 and the photodiode 1, a (p) type MOS transistor 4 for load use connected to the drain of the transistor 2 and the capacitive element 8 for which the (n) type MOS transistor 9 for sample hold use is interposed. Then, the output voltage of a bias circuit 35 for setting a bias current is impressed to the gate of the transistor 4, a picture element bias current is controlled and the frequency band of the picture element is changed corresponding to the brightness of the object.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、複数の画素で構成さ
れるフォトダイオードアレイを有するラインセンサ等の
固体撮像装置に関し、特に、各画素毎に増幅機能を備え
た増幅型固体撮像装置において、広いダイナミックレン
ジをもたせながら、雑音の発生を抑えて高S/Nが得ら
れるようにした固体撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device such as a line sensor having a photodiode array composed of a plurality of pixels, and more particularly to an amplification type solid-state image pickup device having an amplification function for each pixel. The present invention relates to a solid-state imaging device capable of obtaining a high S / N while suppressing noise generation while having a wide dynamic range.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、固体撮像装置としては、MOS
型,CCD型等の各画素で発生した光電荷自体を転送し
て読み出す方式の固体撮像装置のほかに、各画素毎に増
幅機能を設け、各画素内で発生した光電荷に対応した増
幅出力を読み出す増幅型固体撮像装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a solid-state image pickup device, a MOS
In addition to the solid-state imaging device of the type that transfers and reads out the photocharge itself generated in each pixel of CCD type, CCD type, etc., the amplification function is provided for each pixel, and the amplified output corresponding to the photocharge generated in each pixel An amplification type solid-state imaging device for reading out is known.

【0003】この増幅機能を有する画素の構成の一例と
して、図14に示す構成のものが、特願平4−36922
号に開示されている。図14において、1はフォトダイオ
ードであり、2はn型MOSトランジスタで、ソースを
接地し、ドレインには負荷及び電流源として動作するp
型MOSトランジスタ4を接続することにより、ソース
接地型の増幅回路を構成している。そして、このソース
接地型増幅回路の入力端子、すなわちn型MOSトラン
ジスタ2のゲートにフォトダイオード1を接続し、ソー
ス接地型増幅回路の出力端子、すなわちn型MOSトラ
ンジスタ2のドレインから入力端子(n型MOSトラン
ジスタ2のゲート)に容量素子3を接続して帰還をかけ
ると共に、n型MOSトランジスタ2のゲートの初期電
位を設定するためのリセット用n型MOSトランジスタ
5を容量素子3と並列に接続する。そしてこの構成のも
のを画素(基本セル)とし、この画素を1次元又は2次
元的に配列したときにセンサが構成され、そして各画素
に読み出し画素を選択するための、シフトレジスタパル
スで駆動される選択用n型MOSトランジスタ6を設
け、該n型MOSトランジスタ6をONしたときに、信
号出力線7にn型MOSトランジスタ2のドレイン電圧
が現れるように構成している。
As an example of the structure of a pixel having this amplification function, the structure shown in FIG. 14 is disclosed in Japanese Patent Application No. 4-36922.
No. In FIG. 14, 1 is a photodiode, 2 is an n-type MOS transistor, the source is grounded, and the drain operates as a load and a current source.
By connecting the MOS transistor 4 of the type, a grounded source type amplifier circuit is configured. The photodiode 1 is connected to the input terminal of the source-grounded amplifier circuit, that is, the gate of the n-type MOS transistor 2, and the output terminal of the source-grounded amplifier circuit, that is, the drain of the n-type MOS transistor 2 to the input terminal (n (Type MOS transistor 2 gate) is connected to the capacitive element 3 for feedback, and the reset n-type MOS transistor 5 for setting the initial potential of the gate of the n-type MOS transistor 2 is connected in parallel with the capacitive element 3. To do. This structure is used as a pixel (basic cell), a sensor is formed when the pixels are arranged one-dimensionally or two-dimensionally, and each pixel is driven by a shift register pulse for selecting a readout pixel. The selection n-type MOS transistor 6 is provided, and when the n-type MOS transistor 6 is turned on, the drain voltage of the n-type MOS transistor 2 appears on the signal output line 7.

【0004】次に、このように構成した画素の動作につ
いて説明する。まず、リセット用n型MOSトランジス
タ5のゲートに印加されるリセットパルスφR を“H”
レベルとすると、容量素子3に蓄積された電荷がはき出
されて、リセット状態となる。この後、φR =“L”に
切り換えた時点から、フォトダイオード1で発生した光
電荷が容量素子3に蓄積し、n型MOSトランジスタ2
のドレイン電圧が蓄積された光電荷に応じて上昇する。
そして、この電圧を選択用n型MOSトランジスタ6を
ONして信号出力線7から読み出し、画素信号出力を出
力端子VOUT より出力する。
Next, the operation of the pixel thus constructed will be described. First, the reset pulse φ R applied to the gate of the reset n-type MOS transistor 5 is set to “H”.
When the level is set, the charges accumulated in the capacitive element 3 are ejected and the reset state is set. After that, from the time when φ R = “L” is switched, the photocharge generated in the photodiode 1 is accumulated in the capacitance element 3, and the n-type MOS transistor 2
Drain voltage rises according to the accumulated photocharge.
Then, this voltage is read from the signal output line 7 by turning on the selection n-type MOS transistor 6, and the pixel signal output is output from the output terminal V OUT .

【0005】ところで、上記構成の増幅機能を有する画
素を備えたセンサにおいては、各画素の増幅用のn型M
OSトランジスタ2のばらつきにより、各画素のオフセ
ット電圧がばらつき、固定パターン雑音(FPN)が発
生する。これを抑えるため、図15に示すように、各画素
にFPN抑圧回路を設けた構成のものが、特願平4−3
6923号に開示されている。
By the way, in a sensor having a pixel having an amplifying function having the above-mentioned structure, an n-type M for amplifying each pixel is used.
Due to the variation of the OS transistor 2, the offset voltage of each pixel varies and fixed pattern noise (FPN) occurs. In order to suppress this, as shown in FIG. 15, a configuration in which each pixel is provided with an FPN suppressing circuit is disclosed in Japanese Patent Application No. 4-3.
No. 6923.

【0006】図15において、Sは図14に示した画素と全
く同じ構成の単位画素である。そして、この画素出力部
は、入力容量素子11(容量値C1 )を介して、ソース接
地型のp型MOSトランジスタ16及びソースフォロアと
して動作するn型MOSトランジスタ19並びにそれらの
負荷として動作するn型MOSトランジスタ17,20で構
成される反転増幅回路の入力部、すなわちp型MOSト
ランジスタ16のゲートに接続されている。また反転増幅
回路の入力ノード25と出力ノード26の間に、パルスφT
で駆動されるp型MOSトランジスタ14を介して帰還容
量素子12(容量値C2 )が接続されている。また入力ノ
ード25に初期電圧を与え、入力容量素子11のクランプ動
作を行うスイッチング用p型MOSトランジスタ13が、
入力ノード25とp型MOSトランジスタ16のドレイン端
子間に設けられている。更に帰還容量素子12をリセット
し初期電圧を与えるためのp型MOSトランジスタ15
が、容量素子12とp型MOSトランジスタ14の接続点と
基準電圧源Vref との間に設けられている。そして、こ
の画素Sの後段に設けられた反転増幅回路によりFPN
の抑圧を計るようになっている。
In FIG. 15, S is a unit pixel having exactly the same configuration as the pixel shown in FIG. Then, the pixel output section, via the input capacitance element 11 (capacitance value C 1 ), has the source-grounded p-type MOS transistor 16 and the n-type MOS transistor 19 operating as a source follower, and n operating as a load thereof. Of the p-type MOS transistor 16, that is, the gate of the p-type MOS transistor 16. In addition, a pulse φ T is applied between the input node 25 and the output node 26 of the inverting amplifier circuit.
A feedback capacitance element 12 (capacitance value C 2 ) is connected via a p-type MOS transistor 14 driven by. Further, the switching p-type MOS transistor 13 that applies the initial voltage to the input node 25 and performs the clamp operation of the input capacitance element 11,
It is provided between the input node 25 and the drain terminal of the p-type MOS transistor 16. Further, a p-type MOS transistor 15 for resetting the feedback capacitance element 12 and giving an initial voltage
Are provided between the connection point of the capacitive element 12 and the p-type MOS transistor 14 and the reference voltage source V ref . Then, the FPN is generated by the inverting amplifier circuit provided in the subsequent stage of the pixel S.
Is being measured.

【0007】次に、図16に示したタイミングチャートに
基づいて、図15に示したFPN抑圧回路を設けた画素の
動作について説明する。まず期間T1 では、画素S及び
抑圧回路のリセットを行っている。この後、リセット用
n型MOSトランジスタ5がOFFし、期間T2 から画
素における積分動作が行われる。この積分開始後、画素
出力ノード24の電位VP が落ち着いた後で、p型MOS
トランジスタ13,15がOFFし、p型MOSトランジス
タ14をONして、抑圧回路における容量素子12とスイッ
チング用p型MOSトランジスタ14による帰還系を接続
する。期間T3においても画素Sの積分動作は続けら
れ、それによって引き起こされるノード24の電位VP
上昇は、ノード26に反転出力VOUT として現れる。一定
積分時間経過後、シフトレジスタからのパルスによりn
型MOSトランジスタ21をONして、反転出力VOUT
信号出力線23に伝達する。
Next, the operation of the pixel provided with the FPN suppressing circuit shown in FIG. 15 will be described based on the timing chart shown in FIG. First, in the period T 1 , the pixel S and the suppression circuit are reset. After that, the reset n-type MOS transistor 5 is turned off, and the integration operation in the pixel is performed from the period T 2 . After the start of this integration and after the potential V P of the pixel output node 24 has settled down, the p-type MOS
The transistors 13 and 15 are turned off, the p-type MOS transistor 14 is turned on, and the feedback circuit formed by the capacitive element 12 in the suppression circuit and the switching p-type MOS transistor 14 is connected. In the period T 3 , the integration operation of the pixel S is continued, and the rise of the potential V P of the node 24 caused by the integration operation appears at the node 26 as the inverted output V OUT . After the elapse of a certain integration time, a pulse from the shift register causes n
The MOS transistor 21 is turned on, and the inverted output V OUT is transmitted to the signal output line 23.

【0008】この動作において、入力容量素子11にクラ
ンプされる基準電圧は、期間T2 からT3 に切り換わる
時刻での画素出力(VP )の電位となる。この期間T2
からT3 に移る時点のVP の電位を基準とし、それから
増加した光積分による信号分VPSは、基準電圧Vref
らの減少分として、(Vref −C1 /C2 ・VPS)で表
す電圧値としてノード26のVOUT に伝達される。その電
位を、シフトレジスタの走査により信号出力線23に伝達
し、読み出しを行う。
In this operation, the reference voltage clamped to the input capacitance element 11 becomes the potential of the pixel output (V P ) at the time when the period T 2 switches to T 3 . This period T 2
With reference to the potential of V P at the time of shifting from T to T 3 , the signal component V PS due to the optical integration increased from that is expressed as (V ref −C 1 / C 2 · V PS ) as a decrease from the reference voltage V ref. Is transmitted to V OUT of node 26 as a voltage value represented by. The potential is transmitted to the signal output line 23 by scanning the shift register and read.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来の画素
構成においては、帰還容量素子3により感度が決まるた
め、帰還容量素子3の容量値を小さくして感度を高めら
れると共に、図15で示した画素構成では、更にFPNの
抑圧ができ、更に画素Sのリセット動作により発生する
リセット雑音の除去もでき、なお且つC1 /C2 倍の増
幅も可能となり、高いS/Nが期待できる。
In the conventional pixel structure described above, the sensitivity is determined by the feedback capacitance element 3, so the capacitance value of the feedback capacitance element 3 can be reduced to increase the sensitivity, and as shown in FIG. With such a pixel configuration, the FPN can be further suppressed, the reset noise generated by the reset operation of the pixel S can be removed, and the C 1 / C 2 times amplification can be performed, and a high S / N can be expected.

【0010】しかしながら、上記従来の画素構成には、
次に述べる問題があるため、S/Nが制限される。すな
わち、感度をあげると、n型MOSトランジスタ2のト
ランジスタ雑音も増幅されるためである。
However, in the above conventional pixel configuration,
The S / N is limited due to the following problems. That is, when the sensitivity is increased, the transistor noise of the n-type MOS transistor 2 is also amplified.

【0011】図17に、図15に示した画素構成における積
分動作時の等価回路を示す。図17において、28は画素に
おけるn型MOSトランジスタ2等からなる増幅回路、
29は反転増幅回路を示し、C0 ,C1 ,C2 は図15にお
ける各容量素子3,11,12に相当する容量を示す。また
フォトダイオード1と並列に示されている容量Cd は、
フォトダイオード1の接合容量を示している。
FIG. 17 shows an equivalent circuit in the integration operation in the pixel configuration shown in FIG. In FIG. 17, 28 is an amplifier circuit including an n-type MOS transistor 2 in the pixel,
Reference numeral 29 indicates an inverting amplifier circuit, and C 0 , C 1 , and C 2 indicate capacitors corresponding to the respective capacitive elements 3, 11, 12 in FIG. Further, the capacitance C d shown in parallel with the photodiode 1 is
The junction capacitance of the photodiode 1 is shown.

【0012】この等価回路において、画素の増幅回路28
の入力部で発生した雑音電圧en は、次式(1)で示さ
れるように増幅されて、出力端子VOUT に発生する。 Vn =Cd /C0 ・C1 /C2 ・en ・・・・・(1)
In this equivalent circuit, the pixel amplification circuit 28
The noise voltage e n generated at the input section of is amplified as shown by the following equation (1) and generated at the output terminal V OUT . V n = C d / C 0 · C 1 / C 2 · e n ····· (1)

【0013】ここで、Vn は出力端子VOUT における雑
音電圧を示している。この式(1)からわかるように、
感度を大きくする、すなわちC0 を小さくしてC1 /C
2 を大きくすることは、雑音電圧も増大することにつな
がり、結局は、この増幅段の入力で発生する雑音電圧に
よってS/Nが制限される。
Here, V n represents the noise voltage at the output terminal V OUT . As can be seen from this equation (1),
Increase the sensitivity, that is, decrease C 0 to reduce C 1 / C
Increasing 2 also increases the noise voltage, and eventually the S / N is limited by the noise voltage generated at the input of this amplification stage.

【0014】この出力段の雑音電圧を小さくするには、
フォトダイオードの接合容量Cd を小さくすること、雑
音電圧en を小さくすることが必要となる。フォトダイ
オードの接合容量Cd を小さくするには、フォトダイオ
ードの基板側又はウェル側の濃度を低くすることで実現
できるが、これもラインセンサ,エリアセンサ等のよう
に、フォトダイオードがアレイ状に配置される場合は、
画素間分離等の問題により極端に小さくできない。
To reduce the noise voltage of this output stage,
Reducing the junction capacitance C d of the photodiode, it is necessary to reduce the noise voltage e n. The junction capacitance C d of the photodiode can be reduced by lowering the concentration on the substrate side or the well side of the photodiode, but this is also an array of photodiodes such as a line sensor or area sensor. If placed,
It cannot be made extremely small due to problems such as pixel separation.

【0015】また雑音電圧en を小さくするには、デバ
イス自体の改良によりMOSトランジスタの雑音電圧を
小さくすることの他に、周波数帯域を狭くすることで改
善できる。しかしながら、一般にセンサで受光する被写
体の明るさは105 程度の広い範囲にわたるため、暗い被
写体を短い積分時間で撮像して、なお且つ明るい被写体
に対して正しい信号出力を得るためには、必然的に周波
数帯域を広くしなければならない。
The noise voltage e n can be reduced by reducing the noise voltage of the MOS transistor by improving the device itself, and also by narrowing the frequency band. However, in general, the brightness of the object received by the sensor covers a wide range of about 10 5 , so it is inevitable to image a dark object in a short integration time and still obtain a correct signal output for a bright object. The frequency band must be widened.

【0016】例えば1ルクスの被写体を100 msecの積分
時間で撮像する場合、105 ルクスに対しては1μsec と
しなければならない。このため1μsec の積分時間に追
従するように画素内の帯域を設定する必要がある。
For example, when a subject of 1 lux is imaged with an integration time of 100 msec, it must be 1 μsec for 10 5 lux. Therefore, it is necessary to set the band within the pixel so as to follow the integration time of 1 μsec.

【0017】すなわち、暗い被写体を短い積分時間で撮
像するため感度をあげた場合、ダイナミックレンジを広
くとるためには画素の増幅器の帯域を広くしなければな
らず、また雑音を小さくするために増幅器の帯域を狭く
するには、ダイナミックレンジも狭くしなければならな
いという問題点がある。
That is, when the sensitivity is increased to image a dark subject in a short integration time, the band of the pixel amplifier must be widened to widen the dynamic range, and the amplifier must be widened to reduce noise. There is a problem that the dynamic range must be narrowed in order to narrow the band.

【0018】本発明は、従来の画素内に増幅素子を有す
る画素を用いた増幅型固体撮像装置における上記問題点
を解消するためになされたもので、増幅素子で発生する
雑音を抑制しながら、なお且つ明るい被写体に対しても
正しく追従できるダイナミックレンジの広い固体撮像装
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 problems in an amplification type solid-state image pickup device using a pixel having an amplification element in a conventional pixel, and suppresses noise generated in the amplification element, Moreover, it is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device having a wide dynamic range that can correctly follow a bright subject.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、フォトダイオードと、該フォト
ダイオードで発生した電荷を蓄積する手段と、蓄積され
た光電荷を排出するリセット手段と、蓄積された光電荷
に対応した増幅出力を出力する増幅手段とを有する単位
画素を複数個配列したセンサアレイを備えた固体撮像装
置において、前記単位画素のフォトダイオードに入射す
る光量に対応して、前記増幅手段の周波数帯域を変える
手段を設けるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a photodiode, a means for accumulating charges generated in the photodiode, and a resetting means for discharging accumulated photoelectric charges. And a solid-state imaging device including a sensor array in which a plurality of unit pixels having an amplification output for outputting an amplified output corresponding to the accumulated photocharges are arranged, corresponding to the amount of light incident on the photodiode of the unit pixel. Then, means for changing the frequency band of the amplifying means is provided.

【0020】このように構成することにより、周波数帯
域を変える手段により、暗い被写体に対しては帯域を狭
くして雑音電圧を小さくすると共に、明るい被写体に対
しては帯域を広くすることにより、画素の追従性を良好
にし、広いダイナミックレンジを確保することができ
る。
With this configuration, the means for changing the frequency band narrows the band for a dark subject to reduce the noise voltage, and widens the band for a bright subject, thereby making the pixel It is possible to improve the followability of and secure a wide dynamic range.

【0021】[0021]

【実施例】次に実施例について説明する。図1は、本発
明をラインセンサに適用した実施例を示す回路構成図で
ある。この実施例は、n個の画素で構成されるラインセ
ンサを示しており、図において、31-1,・・・ 31-nは画素
で、これらの画素は図12に示した従来の画素の構成にお
けるn型MOSトランジスタ2とp型MOSトランジス
タ4の各ドレインが接続されているソース接地型増幅回
路の出力ノードに、パルスφSHで駆動されるサンプルホ
ールド用n型MOSトランジスタ9を介して、容量素子
8を設けた構成となっている。そして、これらの各画素
の出力ノードは、選択用のn型MOSトランジスタ6を
介して信号出力線7に接続されている。また32は信号出
力線7上の残留電荷をリセットするためのn型MOSト
ランジスタで、33は同じく信号出力線7に接続された、
低い出力インピーダンスとするためのバッファであり、
該バッファ33の出力は出力端子VOUT に接続されてい
る。また34は各画素の選択用n型MOSトランジスタ6
を順次ONするためのシフトレジスタである。
EXAMPLES Next, examples will be described. FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a line sensor. This embodiment shows a line sensor composed of n pixels. In the drawing, 31-1, ... 31-n are pixels, and these pixels are the same as those of the conventional pixel shown in FIG. Through the sample-hold n-type MOS transistor 9 driven by the pulse φ SH , to the output node of the source-grounded amplifier circuit to which the drains of the n-type MOS transistor 2 and the p-type MOS transistor 4 in the configuration are connected, The capacitor 8 is provided. The output node of each of these pixels is connected to the signal output line 7 via the n-type MOS transistor 6 for selection. 32 is an n-type MOS transistor for resetting the residual charge on the signal output line 7, 33 is also connected to the signal output line 7,
A buffer for low output impedance,
The output of the buffer 33 is connected to the output terminal V OUT . Also, 34 is an n-type MOS transistor 6 for selection of each pixel.
Is a shift register for sequentially turning on.

【0022】そして各画素のp型MOSトランジスタ4
のソースは電源ラインVDDに共通に接続され、リセット
用のn型MOSトランジスタ5のゲートは、リセットパ
ルスφR の印加端子に共通に接続されている。またp型
MOSトランジスタ4のゲートは、各画素共通に接続さ
れ、バイアス回路35に接続されている。各画素のバイア
ス電流IBIASは、このバイアス回路35の出力電圧VBIAS
によって決定され、VBIASが低くなるとIBIASは大きく
なり、VBIASが電源電圧VDDに近づくとIBIASは小さく
なるようになっている。
The p-type MOS transistor 4 of each pixel
Is commonly connected to the power supply line V DD , and the gate of the reset n-type MOS transistor 5 is commonly connected to the application terminal of the reset pulse φ R. Further, the gate of the p-type MOS transistor 4 is commonly connected to each pixel and is connected to the bias circuit 35. The bias current I BIAS of each pixel is the output voltage V BIAS of the bias circuit 35.
It is determined by, I BIAS increases when V BIAS decreases, I BIAS when V BIAS approaches the power supply voltage V DD has become smaller.

【0023】本発明は、被写体の明るさにより画素の増
幅回路の周波数帯域を変えて、n型MOSトランジスタ
2で発生する雑音電圧を低減するものであり、この実施
例は、各画素に流れるバイアス電流を変化させることに
より、各画素の周波数帯域を変えるものである。各画素
の周波数帯域は、n型MOSトランジスタ2に流れるバ
イアス電流と負荷容量素子8によって決定される。バイ
アス電流を小さくすると帯域は狭くなり、バイアス電流
を大きくすると帯域は広くなる。したがって、被写体が
明るい場合には、バイアス電流を大きくして帯域を広く
し、被写体が暗い場合は、バイアス電流を小さくして帯
域を狭くすればよい。
The present invention changes the frequency band of the pixel amplification circuit according to the brightness of the object to reduce the noise voltage generated in the n-type MOS transistor 2. In this embodiment, the bias voltage flowing in each pixel is reduced. The frequency band of each pixel is changed by changing the current. The frequency band of each pixel is determined by the bias current flowing through the n-type MOS transistor 2 and the load capacitance element 8. When the bias current is small, the band becomes narrow, and when the bias current is large, the band becomes wide. Therefore, when the subject is bright, the bias current is increased to widen the band, and when the subject is dark, the bias current is reduced to narrow the band.

【0024】図2は、図1に示した実施例の動作を説明
するためのタイミングチャートである。図2において、
期間T0 は、バイアス回路35の出力電圧VBIASの設定を
行う期間であり、このVBIASの設定は、被写体の明るさ
に応じて、明るいときはVBIASを低く、暗いときはV
BIASを高く設定する。また、この期間T0 で行った設定
は、画素出力の読み出しが終了するまでは変えないで一
定状態にしておく。次に期間T1 は、各画素をリセット
する期間であり、リセットパルスφR を“H”レベルと
して各画素のリセットを行う。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. In FIG.
The period T 0 is a period in which the output voltage V BIAS of the bias circuit 35 is set. The V BIAS is set such that V BIAS is low when the subject is bright and V BIAS is set when the subject is dark.
Set BIAS high. Further, the setting made in this period T 0 is not changed and is kept constant until the reading of the pixel output is completed. Next, the period T 1 is a period for resetting each pixel, and the reset pulse φ R is set to the “H” level to reset each pixel.

【0025】そしてφR =“L”となった時点から積分
が開始され、期間T2 の間、積分動作が続行される。一
定時間積分を行った後に、パルスφSHを“H”から
“L”にして期間T2 で積分された出力を容量素子8に
保持する。その後、期間T3 においてシフトレジスタ34
を駆動して、パルスφ1 ,・・・ φn を順次“H”レベル
として、各画素信号出力を読み出す。このときパルスφ
1 ,・・・ φn のいずれかが“H”レベルのとき、n型M
OSトランジスタ32のゲート電圧φRVを“L”レベルと
して画素出力を読み出した後、φRV=“H”として、信
号出力線7に残留した前画素出力の電荷をリセットし、
次の画素出力を読み出すようにしている。
Then, the integration is started when φ R = “L”, and the integration operation is continued during the period T 2 . After integration for a certain period of time, the pulse φ SH is changed from “H” to “L” and the output integrated in the period T 2 is held in the capacitive element 8. After that, in the period T 3 , the shift register 34
Are driven to sequentially set the pulses φ 1 , ..., φ n to the “H” level, and each pixel signal output is read. At this time, pulse φ
1, when any one of the · · · phi n is at the "H" level, n-type M
After the pixel output is read by setting the gate voltage φ RV of the OS transistor 32 to the “L” level, φ RV = “H” is set to reset the electric charge of the previous pixel output remaining on the signal output line 7,
The next pixel output is read out.

【0026】容量素子8の容量値をCH 、信号出力線7
の寄生容量をCP 、画素の信号出力をVS とすると、出
力VOUT は次式(2)で表される。 VOUT =CH /(CH +CP )・VS ・・・・・(2)
The capacitance value of the capacitive element 8 is C H , and the signal output line 7
The output V OUT is expressed by the following equation (2), where C P is the parasitic capacitance of V and the signal output of the pixel is V S. V OUT = C H / (C H + C P ) ・ V S・ ・ ・ ・ ・ (2)

【0027】したがって、出力のゲインは容量素子8の
容量値CH にのみ依存するため、この実施例における読
み出しでは、バイアス電流を変化させて各画素の周波数
帯域を変化させても、ゲインが一定の出力を得ることが
できる。
Therefore, since the gain of the output depends only on the capacitance value C H of the capacitive element 8, in the reading in this embodiment, the gain is constant even if the bias current is changed to change the frequency band of each pixel. You can get the output of

【0028】次に、バイアス回路について説明する。図
3は、バイアス回路の構成例を示す概念図で、このバイ
アス回路は、3種類の電流源41,42,43と、該電流源4
1,42,43をノード44に接続するための、制御信号
0 ,D1 ,D2 で制御される3個のスイッチング素子
45,46,47と、電流値IBOに対応した電圧を発生する、
ゲート・ドレインが共通に接続されたp型MOSトラン
ジスタ48とで構成されている。
Next, the bias circuit will be described. FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a bias circuit. This bias circuit includes three types of current sources 41, 42, 43 and the current source 4
Three switching elements controlled by control signals D 0 , D 1 , D 2 for connecting 1 , 42, 43 to node 44
45, 46, 47 and a voltage corresponding to the current value I BO are generated,
And a p-type MOS transistor 48 whose gate and drain are commonly connected.

【0029】このように構成されたバイアス回路におい
て、電流源41,42,43の電流値I0,I1 ,I2 を、I
0 :I1 :I2 =1:9:90と設定すれば、p型MOS
トランジスタ48の電流値IBOは、制御信号D0 ,D1
2 によるスイッチング素子45,46,47の切り換えによ
り、最小電流値からその100 倍まで切り換えを行うこと
ができる。バイアス回路の出力電圧VBIASは電流値IBO
によって変化し、それにより各画素内のバイアス電流I
BIASも100 倍まで変化させることができる。
In the bias circuit thus constructed, the current values I 0 , I 1 , I 2 of the current sources 41, 42, 43 are changed to I
If 0 : I 1 : I 2 = 1: 9: 90 is set, p-type MOS
The current value I BO of the transistor 48 is the control signals D 0 , D 1 ,
By switching the switching elements 45, 46, 47 with D 2 , switching can be performed from the minimum current value to 100 times the minimum current value. The output voltage V BIAS of the bias circuit is the current value I BO.
The bias current I in each pixel.
BIAS can also be changed up to 100 times.

【0030】図4は、図3の概念図で示したバイアス回
路を、MOSトランジスタで実現した具体的な構成例を
示す回路構成図である。図4において、n型MOSトラ
ンジスタ51,52,53は、図3に示した電流源41,42,43
に対応するもので、各n型MOSトランジスタ51,52,
53のゲートサイズ比W/Lの比を変えることにより、重
み付けの異なった3種類の電流源が実現できる。また図
3におけるスイッチング素子45,46,47は、p型MOS
トランジスタ55,56,57で実現されている。なお、58は
n型MOSトランジスタ51,52,53とカレントミラー回
路を構成する基準電流回路である。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a specific configuration example in which the bias circuit shown in the conceptual diagram of FIG. 3 is realized by MOS transistors. In FIG. 4, n-type MOS transistors 51, 52 and 53 are the current sources 41, 42 and 43 shown in FIG.
Corresponding to the n-type MOS transistors 51, 52,
By changing the gate size ratio W / L of 53, three types of current sources with different weights can be realized. Further, the switching elements 45, 46, 47 in FIG.
It is realized by transistors 55, 56 and 57. Reference numeral 58 is a reference current circuit which forms a current mirror circuit with the n-type MOS transistors 51, 52 and 53.

【0031】上記構成のバイアス回路において、制御信
号D0 ,D1 ,D2 によりバイアス出力電圧VBIASを制
御することができ、これにより画素内のバイアス電流I
BIASを変えることが可能である。図3,4に示した構成
例では、電流源を3種類設けたものを示したが、これは
被写体の明るさの範囲及びバイアス電流の設定のステッ
プ等に応じて、電流源の電流値の比及び個数は適切に設
定すればよい。
In the bias circuit having the above structure, the bias output voltage V BIAS can be controlled by the control signals D 0 , D 1 and D 2 , whereby the bias current I in the pixel is controlled.
It is possible to change BIAS . In the configuration examples shown in FIGS. 3 and 4, three types of current sources are provided, but this is different from the current value of the current source depending on the brightness range of the subject and the step of setting the bias current. The ratio and the number may be set appropriately.

【0032】上記実施例においては、暗い被写体に対し
ては帯域を狭くして雑音電圧を小さくすると共に、明る
い被写体に対しては帯域を広くすることにより、画素の
追従性を良好にし、広いダイナミックレンジを確保でき
るようにする周波数帯域変更手段を備えたラインセンサ
を示したが、次にラインセンサ面上の明るさを判断する
手段を備えた実施例について説明する。
In the above-described embodiment, the band width is narrowed for a dark subject to reduce the noise voltage, and the band is widened for a bright subject to improve the followability of the pixel and wide dynamic range. The line sensor provided with the frequency band changing means for ensuring the range has been shown. Next, an embodiment having means for judging the brightness on the surface of the line sensor will be described.

【0033】図5は、画素内の蓄積電荷の状態を知るた
めのモニター手段を設けたラインセンサの実施例を示す
回路構成図である。このラインセンサは、各基本画素61
-1,・・・ 61-nをn画素配置した構成をとり、基本的には
図1に示した実施例において説明した動作と同じ動作を
する。図1に示した実施例と異なる点は、各画素内にモ
ニター用のソースフォロアとして動作するn型MOSト
ランジスタ62を設けた点で、このモニター用n型MOS
トランジスタ62のゲートは、画素内のソース接地型増幅
回路の出力部に接続され、ドレインには電源電圧VDD
印加され、ソースは各画素共通にソースライン63に接続
されて、電流源として動作するバイアス用n型MOSト
ランジスタ64のドレインに接続されている。またソース
ライン63は、更に、一方の入力端が基準電圧Vref に接
続されているコンパレータ65の他方の入力端に接続され
ている。そして、各画素の出力部にゲートが接続された
前記モニター用n型MOSトランジスタ62、及びバイア
ス用n型MOSトランジスタ64は、ピーク検出回路の構
成となっており、ソースライン63の電圧VM は、画素の
出力電圧のピーク値を示すようになっている。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a line sensor provided with a monitor means for knowing the state of accumulated charges in a pixel. This line sensor has 61 basic pixels
-1, ... 61-n are arranged in n pixels, and basically the same operation as described in the embodiment shown in FIG. 1 is performed. The difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that an n-type MOS transistor 62 that operates as a source follower for monitoring is provided in each pixel.
The gate of the transistor 62 is connected to the output part of the grounded-source amplifier circuit in the pixel, the power supply voltage V DD is applied to the drain, and the source is connected to the source line 63 commonly to each pixel to operate as a current source. Connected to the drain of the biasing n-type MOS transistor 64. Further, the source line 63 is further connected to the other input terminal of the comparator 65, one input terminal of which is connected to the reference voltage V ref . Then, the monitoring n-type MOS transistor 62 gate is connected to the output of each pixel and the bias for the n-type MOS transistor 64, has a configuration of a peak detection circuit, the voltage V M of the source line 63 , And shows the peak value of the output voltage of the pixel.

【0034】上記のように構成したピーク値検出機能を
有するラインセンサにおいては、更に次のような手段を
設けることにより、センサ面上の明るさを検出し、バイ
アス電流IBIASを制御できるようになっている。すなわ
ち、図5に示すように、リセットパルスφR でリセット
され、画素の積分開始と共に動作し、コンパレータ65が
“L”レベルから“H”レベルに反転する時点、すなわ
ち画素出力電圧のピーク値VM が基準電圧Vref を超え
た時点に、カウントを終了するカウンタ66を設け、該カ
ウンタ66の値に応じて制御回路67により、バイアス回路
35を制御してバイアス電流IBIASを制御するようになっ
ている。
The line sensor having the peak value detecting function configured as described above is further provided with the following means so that the brightness on the sensor surface can be detected and the bias current I BIAS can be controlled. Has become. That is, as shown in FIG. 5, it is reset by the reset pulse φ R , operates at the start of integration of the pixel, and the time when the comparator 65 is inverted from the “L” level to the “H” level, that is, the peak value V of the pixel output voltage. A counter 66 that terminates counting when M exceeds the reference voltage V ref is provided, and the bias circuit is controlled by the control circuit 67 according to the value of the counter 66.
The bias current I BIAS is controlled by controlling 35.

【0035】このように構成されたラインセンサは、次
のように動作が行われる。まずバイアス回路35によるバ
イアス電流IBIASの設定は、最小にして積分動作を行
う。このとき、センサ面が明るければ、コンパレータ65
が反転するまでの時間は短く、センサ面が暗ければ、反
転するまでの時間は長くなる。したがって、コンパレー
タ65の反転までの時間が基準となる時間より長い場合
は、そのまま積分動作を行い、一定積分時間経過後、積
分を終了し読み出しを行う。この積分時間の制御は、カ
ウンタ66の値をもとに行えば、効率よく行うことができ
る。
The line sensor thus constructed operates as follows. First, the setting of the bias current I BIAS by the bias circuit 35 is minimized to perform the integration operation. At this time, if the sensor surface is bright, the comparator 65
Takes a short time to invert, and if the sensor surface is dark, it takes a long time to invert. Therefore, when the time until the inversion of the comparator 65 is longer than the reference time, the integration operation is performed as it is, and after a lapse of a certain integration time, the integration is ended and the reading is performed. This integration time control can be efficiently performed if it is performed based on the value of the counter 66.

【0036】またコンパレータ65の反転までの時間が基
準時間より短い場合は、制御回路67により、バイアス回
路35をバイアス電流が大きくなるように設定して、再び
リセット動作を行い、再度積分動作を行う。
When the time until the inversion of the comparator 65 is shorter than the reference time, the control circuit 67 sets the bias circuit 35 so that the bias current becomes large, and the reset operation is performed again and the integration operation is performed again. .

【0037】バイアス回路35におけるバイアスの設定が
2つの場合は、以上の動作でバイアス電流の切り換えが
行われる。また、バイアス回路35における設定が3つ以
上の場合は、積分開始からコンパレータ65が反転するま
での基準時間を、その設定に対応して設ければよい。そ
して、バイアス電流の小さい方から順次切り換えながら
積分を行うようにすればよい。
When there are two bias settings in the bias circuit 35, the bias current is switched by the above operation. When the bias circuit 35 is set to three or more, the reference time from the start of integration to the inversion of the comparator 65 may be set corresponding to the setting. Then, the integration may be performed by sequentially switching from the smaller bias current.

【0038】このような動作を行えば、センサ面上が暗
い場合、すなわち長い積分時間に対しては、1回の積分
動作で済み、明るい場合は、複数回の積分を行っても、
1回あたりの積分時間は短くて済むため、画素信号を読
み取るまでの時間を効率よく使用することができる。
By performing such an operation, when the sensor surface is dark, that is, when the integration time is long, only one integration operation is required. When it is bright, even if the integration is performed a plurality of times,
Since the integration time per operation is short, the time until the pixel signal is read can be efficiently used.

【0039】図5に示した実施例におけるコンパレータ
65,カウンタ66,制御回路67は、画素と同一チップ上に
配置構成してもよいし、また外部回路として構成しても
よい。
Comparator in the embodiment shown in FIG.
The 65, the counter 66, and the control circuit 67 may be arranged on the same chip as the pixel, or may be formed as an external circuit.

【0040】次に、センサ面上の明るさを検知する他の
手段を用いた実施例を図6を用いて説明する。この実施
例は、図1に示した実施例に、モニター用のフォトダイ
オードを設けた構成のものである。図において、フォト
ダイオードアレイ71を構成する各フォトダイオードは、
図1に示した実施例のフォトダイオード1に相当し、そ
の次段のアンプ72は、画素内の増幅回路を表している。
このような構成のラインセンサに対して、フォトダイオ
ードアレイ71の近傍に、モニター用フォトダイオード73
を配置し、該フォトダイオード73の出力を対数圧縮型の
電流検出回路74により電圧出力とし、制御回路67に入力
するように構成されている。
Next, an embodiment using another means for detecting the brightness on the sensor surface will be described with reference to FIG. In this embodiment, a photodiode for monitoring is added to the embodiment shown in FIG. In the figure, each photodiode constituting the photodiode array 71 is
This corresponds to the photodiode 1 of the embodiment shown in FIG. 1, and the amplifier 72 at the next stage thereof represents an amplifier circuit in the pixel.
With respect to the line sensor having such a configuration, the monitoring photodiode 73 is provided near the photodiode array 71.
Is arranged, and the output of the photodiode 73 is converted into a voltage output by the logarithmic compression type current detection circuit 74 and is input to the control circuit 67.

【0041】このようなモニター用のフォトダイオード
73を、フォトダイオードアレイ71の近傍に配置すること
により、電流検出回路74の出力電圧でセンサ面上の明る
さを検出することができる。したがって電流検出回路74
の出力電圧に応じて、制御回路67によりバイアス回路35
を介してバイアス電流を設定することにより、センサ面
の明るさに応じたバイアス電流の設定が可能となる。
Photodiode for such a monitor
By disposing 73 in the vicinity of the photodiode array 71, the brightness on the sensor surface can be detected by the output voltage of the current detection circuit 74. Therefore, the current detection circuit 74
According to the output voltage of the control circuit 67, the bias circuit 35
By setting the bias current via the, it becomes possible to set the bias current according to the brightness of the sensor surface.

【0042】図6に示した実施例においては、モニター
用フォトダイオード73と画素群を構成するフォトダイオ
ードアレイ71とにおいて、極端に明るさが異なるような
光学系を用いる場合は、誤差が大きくなり実用できな
い。図7は、センサ面上の明るさを検出できるようにし
た他の実施例を示す回路構成図である。図7に示す実施
例において、図6に示した実施例と異なる点は、図6に
示した実施例ではモニター用のフォトダイオード73を設
けて光を検出していたのに対し、この実施例は、各画素
を構成するフォトダイオードアレイ71の基板側又はウェ
ル側に流れる光電流により、明るさを検出するように構
成している点である。この実施例による構成では、光電
流の向きが図6に示した実施例とは逆の向きとなり、電
流検出回路74においては負の電位が発生するが、動作
は、図6に示した実施例において説明したのと同様に、
電流検出回路74の出力電圧によりセンサ面上の明るさを
判定して、バイアス電流値の設定が行われる。
In the embodiment shown in FIG. 6, when the monitor photodiode 73 and the photodiode array 71 forming the pixel group use optical systems having extremely different brightness, the error becomes large. I can't put it into practice. FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing another embodiment in which the brightness on the sensor surface can be detected. The embodiment shown in FIG. 7 is different from the embodiment shown in FIG. 6 in that the embodiment shown in FIG. 6 has a photodiode 73 for a monitor for detecting light. The point is that the brightness is detected by the photocurrent flowing to the substrate side or the well side of the photodiode array 71 forming each pixel. In the configuration according to this embodiment, the direction of the photocurrent is opposite to that of the embodiment shown in FIG. 6 and a negative potential is generated in the current detection circuit 74, but the operation is the same as that of the embodiment shown in FIG. As explained in,
The output voltage of the current detection circuit 74 determines the brightness on the sensor surface, and the bias current value is set.

【0043】以上述べたように、種々の手段により、セ
ンサ面上の明るさを検出することにより、センサ面上の
明るさに応じたバイアス電流の設定を行うことができ
る。
As described above, by detecting the brightness on the sensor surface by various means, the bias current can be set according to the brightness on the sensor surface.

【0044】以上述べた各実施例においては、センサ面
上の明るさに対応して画素の周波数帯域を変える手段と
して、各画素内のバイアス電流を変えて行う構成のもの
を示したが、各画素の周波数帯域は、前述のように負荷
容量素子8の容量値を変えても、変化させることができ
るため、バイアス電流は一定にしておき、負荷容量素子
8の容量値を切り換える手段を用いてもよい。しかし、
この画素構成における信号読み出し方式において、直接
容量値の切り換えにより周波数帯域を変えるとゲインも
変わるため、これを防ぐには、各画素の構成を、図8に
示すように、バッファとして動作するソースフォロア回
路を介して出力するように構成すればよい。
In each of the above-described embodiments, the means for changing the frequency band of the pixel in accordance with the brightness on the sensor surface has been described by changing the bias current in each pixel. Since the frequency band of the pixel can be changed even if the capacitance value of the load capacitance element 8 is changed as described above, the bias current is kept constant and a means for switching the capacitance value of the load capacitance element 8 is used. Good. But,
In the signal readout method in this pixel configuration, the gain also changes when the frequency band is changed by directly switching the capacitance value. Therefore, in order to prevent this, the configuration of each pixel is changed to a source follower operating as a buffer as shown in FIG. It may be configured to output via a circuit.

【0045】図8において、n型MOSトランジスタ81
はソースフォロアとして動作するものであり、画素出力
はこのn型MOSトランジスタ81を介して信号出力線7
に出力される。また82,83は容量値の切り換えを行うた
めのスイッチング用n型MOSトランジスタ及び容量素
子であり、n型MOSトランジスタ82のゲートに印加す
るパルスφC を“H”レベルとすると、容量素子83が付
加されて周波数帯域は狭くなり、φC =“L”とすると
周波数帯域は広くなる。以上のような画素構成を用いる
ことにより、負荷容量素子の容量値の切り換えにより周
波数帯域を変えても、ゲインには影響を与えない。
In FIG. 8, an n-type MOS transistor 81
Operates as a source follower, and the pixel output is output from the signal output line 7 through the n-type MOS transistor 81.
Is output to. Reference numerals 82 and 83 are a switching n-type MOS transistor and a capacitance element for switching the capacitance value. When the pulse φ C applied to the gate of the n-type MOS transistor 82 is set to “H” level, the capacitance element 83 The frequency band is narrowed by the addition, and the frequency band is widened when φ C = “L”. By using the pixel configuration as described above, even if the frequency band is changed by switching the capacitance value of the load capacitance element, the gain is not affected.

【0046】次に、図15に示した従来のFPN抑圧回路
を備えた画素構成、すなわち2段構成の増幅回路を有す
る画素構成に、本発明を適用した実施例を、図15を利用
して説明する。この場合も、前記各実施例と同様に、バ
イアス電流を切り換える手段と、負荷容量値の切り換え
手段のいずれかを用いればよい。
Next, an embodiment in which the present invention is applied to a pixel configuration having the conventional FPN suppressing circuit shown in FIG. 15, that is, a pixel configuration having a two-stage amplifying circuit will be described with reference to FIG. explain. Also in this case, as in each of the above embodiments, either the bias current switching means or the load capacitance value switching means may be used.

【0047】まず、バイアス電流の切り換えによる手段
を適用した場合について説明する。この場合は、図15に
示されている画素Sのp型MOSトランジスタ4のゲー
トに印加される電圧VBIAS1 を制御することにより実現
でき、その制御は前記各実施例と全く同様な手段で行う
ことができる。なお、この際、図15において示されてい
る反転増幅回路を構成するn型MOSトランジスタ17,
20の各ゲートに印加する電圧VBIAS2 は、常に一定値に
保持しておいてよい。またセンサ面の明るさを検出する
手段としても、図5の実施例で示したモニター用のソー
スフォロアとして動作するn型MOSトランジスタ62を
各画素に設ける手段、図6の実施例で示したフォトダイ
オードアレイの近傍にモニター用フォトダイオード73を
設ける手段、図7の実施例で示した各画素を構成するフ
ォトダイオードアレイの基板又はウェル側に流れる電流
を検出する手段を、同様に用いることができる。
First, the case where the means for switching the bias current is applied will be described. This case can be realized by controlling the voltage V BIAS1 applied to the gate of the p-type MOS transistor 4 of the pixel S shown in FIG. 15, and the control is performed by the same means as in each of the above embodiments. be able to. At this time, the n-type MOS transistor 17, which constitutes the inverting amplifier circuit shown in FIG.
The voltage V BIAS2 applied to each gate of 20 may always be kept at a constant value. As means for detecting the brightness of the sensor surface, a means for providing each pixel with an n-type MOS transistor 62 that operates as a monitor source follower shown in the embodiment shown in FIG. 5, and the photo shown in the embodiment shown in FIG. The means for providing the monitor photodiode 73 in the vicinity of the diode array and the means for detecting the current flowing to the substrate or well side of the photodiode array forming each pixel shown in the embodiment of FIG. 7 can be similarly used. .

【0048】次に、負荷容量素子の容量値の切り換えに
より周波数帯域を変える手段について説明する。この場
合、図9に示すように、図8に示した実施例と同様に、
入力容量素子11の入力部に容量値の切り換えを行うため
のスイッチング用n型MOSトランジスタ82及び容量素
子83を設けて、感度を変えずに帯域を切り換えるように
構成することもできるが、意図的に周波数帯域を切り換
えると同時に、感度を切り換える方が、次に説明するよ
うに効率がよい。
Next, a means for changing the frequency band by switching the capacitance value of the load capacitance element will be described. In this case, as shown in FIG. 9, similarly to the embodiment shown in FIG.
It is also possible to provide a switching n-type MOS transistor 82 and a capacitive element 83 for switching the capacitance value at the input part of the input capacitive element 11 so as to switch the band without changing the sensitivity, but it is intentional. It is more efficient to switch the frequency band to and the sensitivity at the same time as described below.

【0049】すなわち、センサ面が明るいときは、積分
時間が短くなるため、感度が高いと積分時間制御を行う
ため制御回路の応答速度を速めなければならない。した
がって、センサ面が明るいときは感度が低い方がよい。
またセンサ面が暗い場合は、感度が低いと、一定信号出
力レベルを得るためには、積分時間が非常に長くなるた
め、なるべく感度は高くしたい。これを周波数帯域との
関係で考えると、帯域を広くするときは感度を低く、帯
域を狭くするときは感度を高くすればよい。
That is, when the sensor surface is bright, the integration time becomes short. Therefore, if the sensitivity is high, the response time of the control circuit must be increased in order to perform the integration time control. Therefore, it is better that the sensitivity is low when the sensor surface is bright.
Further, when the sensor surface is dark, if the sensitivity is low, the integration time is very long to obtain a constant signal output level, so the sensitivity should be as high as possible. Considering this in relation to the frequency band, the sensitivity may be low when the band is wide and the sensitivity may be high when the band is narrow.

【0050】図10に、以上述べた動作を実現するように
構成した実施例を示す。この実施例は、図15に示した従
来の構成において、帯域及び感度を切り換えるための容
量素子85(容量値C3 )とスイッチング用p型MOSト
ランジスタ86を、入力容量素子11(容量値C1 )に並列
に接続したものである。
FIG. 10 shows an embodiment configured to realize the above-described operation. In this embodiment, in the conventional configuration shown in FIG. 15, the capacitance element 85 (capacitance value C 3 ) for switching the band and sensitivity, the switching p-type MOS transistor 86, and the input capacitance element 11 (capacitance value C 1 ) Is connected in parallel.

【0051】このように構成した実施例において、p型
MOSトランジスタ86のゲート印加パルスφC を“L”
レベルとし、p型MOSトランジスタ86をONしたと
き、ノード24の負荷容量値は(C1 +C3 )となり、周
波数帯域は狭くなり、反転増幅回路及びn型MOSトラ
ンジスタ19,20で構成される2段目の増幅回路のゲイン
は、(C1 +C3 )/C2 となり高くなる。またφC
“H”としてp型MOSトランジスタ86をOFFしたと
きは、帯域は広くなり、2段目の増幅回路のゲインはC
1 /C2 となり低くなる。このように、この実施例によ
れば、帯域及び感度を効率よく切り換えることが可能と
なる。
In the embodiment thus constructed, the gate application pulse φ C of the p-type MOS transistor 86 is set to "L".
When the level is set and the p-type MOS transistor 86 is turned on, the load capacitance value of the node 24 becomes (C 1 + C 3 ), the frequency band becomes narrow, and it is composed of the inverting amplifier circuit and the n-type MOS transistors 19 and 20. The gain of the amplifier circuit at the stage is (C 1 + C 3 ) / C 2 , which is high. Also φ C =
When the p-type MOS transistor 86 is turned off at "H", the band becomes wider and the gain of the second-stage amplifier circuit is C
It becomes 1 / C 2 and becomes lower. Thus, according to this embodiment, it is possible to efficiently switch the band and the sensitivity.

【0052】次に、図9,図10に示した実施例、及び図
15を用いて説明した実施例において、初段の画素Sの周
波数帯域を変えた場合、パルスφR 及びパルスφRCのタ
イミングを、どのように設定しなければならないかを、
図16に示したタイミングチャートを用いて説明する。図
16において、リセットパルスφR をOFF(“H”から
“L”)させてから、パルスφRCをOFF(“L”から
“H”)するまでの期間T2 において、ノード24の電位
P は徐々に上昇しているが、これはリセットパルスφ
R のOFFにより、リセット用n型MOSトランジスタ
5がONからOFFするときに発生するフィード・スル
ーによる電荷分が、容量素子3(容量値C0 )に蓄積す
ることにより生じるものである。このフィード・スルー
によるノード24の電位VP の上昇が終わり、定常状態と
なった時点でパルスφRCを“H”レベルとするのが望ま
しい。
Next, the embodiment shown in FIG. 9 and FIG.
In the embodiment described with reference to 15, how to set the timings of the pulse φ R and the pulse φ RC when the frequency band of the pixel S in the first stage is changed,
This will be described with reference to the timing chart shown in FIG. Figure
At 16 in the period T 2 from turning off the reset pulse φ R (from “H” to “L”) to turning off the pulse φ RC (from “L” to “H”), the potential V P of the node 24 Is gradually rising, but this is due to the reset pulse φ
The charge amount due to the feed-through generated when the reset n-type MOS transistor 5 is turned off from the on state is accumulated in the capacitive element 3 (capacitance value C 0 ) when R is turned off. This rise in the potential V P of the node 24 by the feed-through is over, it is desirable to pulse φ the RC "H" level when it becomes a steady state.

【0053】しかしながら前述のように、画素の帯域を
明るさに応じて変えると、このフィード・スルーによる
電位上昇の立ち上がり時間も変わってしまう。つまり帯
域を広くすると、立ち上がり時間は短くなり、帯域を狭
くすると、立ち上がり時間は長くなる。したがって、期
間T2 は帯域を狭くした立ち上がり時間に合わせなけれ
ばならないが、期間T2 が長くなり過ぎると、センサ面
上が明るい場合、期間T2 中に初段の画素Sが飽和して
しまう。このため、期間T2 は画素の帯域に応じて可変
となった方が望ましく、更に望ましくは、画素の帯域に
連動しながら、簡単な構成でパルスφRCのタイミングが
得られる方がよい。
However, as described above, if the pixel band is changed according to the brightness, the rise time of the potential rise due to this feed through also changes. That is, when the band is wide, the rise time is short, and when the band is narrow, the rise time is long. Therefore, the period T 2 must be adjusted to the rise time with a narrow band, but if the period T 2 is too long, the pixels S in the first stage will be saturated during the period T 2 when the sensor surface is bright. Therefore, it is desirable that the period T 2 be variable according to the pixel band, and more desirably, the timing of the pulse φ RC can be obtained with a simple configuration while interlocking with the pixel band.

【0054】図11に、各画素の周波数帯域をバイアス電
流を切り換えて変える方式を用いて構成したときのパル
スφRCのタイミング発生回路を示し、図12に負荷容量素
子の容量値を切り換えて帯域を切り換える方式を用いて
構成したときのパルスφRCのタイミング発生回路を示
す。
FIG. 11 shows a timing generating circuit for the pulse φ RC when the frequency band of each pixel is configured by changing the bias current to change the frequency band, and FIG. 12 shows the band by changing the capacitance value of the load capacitance element. A timing generation circuit for the pulse φ RC when configured by using the switching method is shown.

【0055】図11において、90は電流源として動作する
p型MOSトランジスタで、ゲートをバイアス出力電圧
BIAS1 に接続することにより、各画素のバイアス電流
に対応した電流が流れるように構成されている。91はリ
セットパルスφR で駆動されるn型MOSトランジス
タ、92は容量素子、93,94,95,96はインバータ回路で
ある。また図12に示すタイミング発生回路では、パルス
φC により制御されるn型MOSトランジスタ98と容量
素子97が追加されている。なおインバータ回路93〜96の
代わりに、入力の一端を基準電圧に接続したコンパレー
タを用いることができる。
In FIG. 11, reference numeral 90 denotes a p-type MOS transistor that operates as a current source, and has a gate connected to the bias output voltage V BIAS1 so that a current corresponding to the bias current of each pixel flows. . 91 is an n-type MOS transistor driven by a reset pulse φ R , 92 is a capacitive element, and 93, 94, 95 and 96 are inverter circuits. Further, in the timing generation circuit shown in FIG. 12, an n-type MOS transistor 98 controlled by a pulse φ C and a capacitive element 97 are added. Instead of the inverter circuits 93 to 96, it is possible to use a comparator in which one end of the input is connected to the reference voltage.

【0056】次に、図13に示したタイミングチャートを
用いて、これらのタイミング発生回路の動作を説明す
る。リセットパルスφR が“H”レベルのとき、n型M
OSトランジスタ91はONされているので、ノード100
はグランドレベルとなる。φR=“L”となると、電流
源用p型MOSトランジスタ90により、容量素子92(及
び97)が充電され、ノード100 の電位が上昇する。
Next, the operation of these timing generation circuits will be described with reference to the timing chart shown in FIG. When the reset pulse φ R is “H” level, n-type M
Since the OS transistor 91 is turned on, the node 100
Is at ground level. When φ R = “L”, the current source p-type MOS transistor 90 charges the capacitive element 92 (and 97) and the potential of the node 100 rises.

【0057】図11に示したタイミング発生回路において
は、電流源用p型MOSトランジスタ90の電流値は各画
素のバイアス電流に連動しているため、画素の帯域が広
いときは電流値は大きく、ノード100 の上昇の傾きも急
となり、逆に画素の帯域が狭いと電流値は小さく、傾き
は緩やかになる。また図12に示したタイミング発生回路
では、画素の帯域が狭いときはパルスφC を“H”レベ
ルとし、帯域が広いときはパルスφC を“L”レベルと
することによって、同様の効果が得られる。
In the timing generating circuit shown in FIG. 11, the current value of the current source p-type MOS transistor 90 is linked to the bias current of each pixel, so that the current value is large when the pixel band is wide, The rising slope of the node 100 also becomes steep, and conversely, when the pixel band is narrow, the current value is small and the slope becomes gentle. In the timing generation circuit shown in FIG. 12, the same effect can be obtained by setting the pulse φ C to the “H” level when the pixel band is narrow and the pulse φ C to the L level when the band is wide. can get.

【0058】したがって、帯域が広いときは、リセット
パルスφR の立ち下がりからパルスφRCの立ち上がりま
では短くなり、逆に帯域が狭いときは、リセットパルス
φRの立ち下がりからパルスφRCの立ち上がりまでは長
くなる。つまり、画素の周波数帯域に応じて、パルスφ
RCの立ち上がりを変えることができる。
Therefore, when the band is wide, the period from the fall of the reset pulse φ R to the rise of the pulse φ RC becomes short, and conversely, when the band is narrow, the fall of the reset pulse φ R to the rise of pulse φ RC . Will be long. That is, according to the frequency band of the pixel, the pulse φ
The rising edge of RC can be changed.

【0059】図11に示したタイミング発生回路では、電
流源用p型MOSトランジスタ90のバイアス電流は、画
素のバイアス電流にそのまま追従する。また図12に示し
たタイミング発生回路では、容量素子92と97の容量値の
比を、画素内で帯域を切り換えを行うための容量値の比
に合わせることにより、同様に追従させることができ
る。このようにして、画素の周波数帯域に応じて、パル
スφRCのタイミングを形成することができる。
In the timing generation circuit shown in FIG. 11, the bias current of the current source p-type MOS transistor 90 follows the bias current of the pixel as it is. Further, in the timing generation circuit shown in FIG. 12, it is possible to follow the same by adjusting the ratio of the capacitance values of the capacitive elements 92 and 97 to the ratio of the capacitance values for switching the band in the pixel. In this way, the timing of the pulse φ RC can be formed according to the frequency band of the pixel.

【0060】上記図11,図12に示したタイミング発生回
路を用いることにより、図9及び図10に示した実施例、
並びに図15に示した従来例を用いて説明した実施例のよ
うに、増幅回路が2段構成となっている画素構成を用い
たセンサにおいても、広い明るさの範囲において、セン
サ面上の明るさに対応して、画素内の周波数帯域を変え
ることによって、S/Nを改善することが可能である。
By using the timing generation circuit shown in FIGS. 11 and 12, the embodiment shown in FIGS.
Also, as in the embodiment described using the conventional example shown in FIG. 15, even in a sensor using a pixel configuration in which an amplifier circuit has a two-stage configuration, the brightness on the sensor surface is wide in a wide range of brightness. Correspondingly, it is possible to improve the S / N by changing the frequency band in the pixel.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、被写体の明るさに応じて画素の周波数
帯域を変えるように構成したので、広いダイナミックレ
ンジを保持させながら、画素内の増幅手段で発生する雑
音を最小限に抑え、高S/Nを得ることができる。
As described above on the basis of the embodiments,
According to the present invention, since the frequency band of the pixel is changed according to the brightness of the subject, the noise generated in the amplification means in the pixel is minimized while maintaining the wide dynamic range, and the high S / N can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る固体撮像装置の実施例を示す回路
構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】図1に示した実施例の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.

【図3】図1に示した実施例のバイアス回路の構成例を
示す概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a configuration example of a bias circuit of the embodiment shown in FIG.

【図4】図3に示したバイアス回路の具体的な構成を示
す回路構成図である。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a specific configuration of the bias circuit shown in FIG.

【図5】センサ面上の明るさを検知する手段を備えた実
施例を示す回路構成図である。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing an embodiment including means for detecting the brightness on the sensor surface.

【図6】センサ面上の明るさを検知する手段を備えた他
の実施例を示す回路構成図である。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing another embodiment including means for detecting the brightness on the sensor surface.

【図7】センサ面上の明るさを検知する手段を備えた更
に他の実施例を示す回路構成図である。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing still another embodiment including means for detecting the brightness on the sensor surface.

【図8】本発明の他の実施例の一画素部分を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a pixel portion according to another embodiment of the present invention.

【図9】FPN抑圧回路をもつ画素を有する固体撮像装
置に本発明を適用した実施例の一画素部分を示す回路構
成図である。
FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing one pixel portion of an embodiment in which the present invention is applied to a solid-state imaging device having pixels having an FPN suppressing circuit.

【図10】FPN抑圧回路をもつ画素を有する固体撮像装
置に本発明を適用した他の実施例の一画素部分を示す回
路構成図である。
FIG. 10 is a circuit configuration diagram showing a pixel portion of another embodiment in which the present invention is applied to a solid-state imaging device having a pixel having an FPN suppression circuit.

【図11】図9及び図10に示した実施例に用いるタイミン
グ発生回路の構成例を示す図である。
11 is a diagram showing a configuration example of a timing generation circuit used in the embodiments shown in FIGS. 9 and 10. FIG.

【図12】図9及び図10に示した実施例に用いるタイミン
グ発生回路の他の構成例を示す図である。
12 is a diagram showing another configuration example of the timing generation circuit used in the embodiments shown in FIGS. 9 and 10. FIG.

【図13】図11及び図12に示したタイミング発生回路の動
作を説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 13 is a timing chart for explaining the operation of the timing generation circuit shown in FIGS. 11 and 12.

【図14】従来の増幅機能を有する画素構成の一例を示す
回路構成図である。
FIG. 14 is a circuit configuration diagram showing an example of a conventional pixel configuration having an amplification function.

【図15】従来のFPN抑圧回路をもつ画素構成の一例を
示す回路構成図である。
FIG. 15 is a circuit configuration diagram showing an example of a pixel configuration having a conventional FPN suppression circuit.

【図16】図15に示した構成例を説明するためのタイミン
グチャートである。
16 is a timing chart for explaining the configuration example shown in FIG.

【図17】図15に示した構成例の積分動作時の等価回路を
示す図である。
17 is a diagram showing an equivalent circuit at the time of integration operation of the configuration example shown in FIG. 15.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フォトダイオード 2 n型MOSトランジスタ 3 容量素子 4 p型MOSトランジスタ 5 リセット用n型MOSトランジスタ 6 選択用n型MOSトランジスタ 7 信号出力線 8 負荷容量素子 9 サンプルホールド用n型MOSトランジスタ 11 入力容量素子 31-1,・・・ 31-n 画素 32 信号出力線リセット用n型MOSトランジスタ 33 バッファ 34 シフトレジスタ 35 バイアス回路 1 Photodiode 2 n-type MOS transistor 3 capacitance element 4 p-type MOS transistor 5 n-type MOS transistor for reset 6 n-type MOS transistor for selection 7 signal output line 8 load capacitance element 9 n-type MOS transistor for sample hold 11 input capacitance element 31-1, ... 31-n Pixel 32 Signal output line reset n-type MOS transistor 33 Buffer 34 Shift register 35 Bias circuit

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フォトダイオードと、該フォトダイオー
ドで発生した電荷を蓄積する手段と、蓄積された光電荷
を排出するリセット手段と、蓄積された光電荷に対応し
た増幅出力を出力する増幅手段とを有する単位画素を複
数個配列したセンサアレイを備えた固体撮像装置におい
て、前記単位画素のフォトダイオードに入射する光量に
対応して、前記増幅手段の周波数帯域を変える手段を備
えていることを特徴とする固体撮像装置。
1. A photodiode, means for accumulating charges generated in the photodiode, reset means for discharging accumulated photoelectric charges, and amplification means for outputting an amplified output corresponding to the accumulated photoelectric charges. In a solid-state image pickup device including a sensor array in which a plurality of unit pixels having the above are arranged, a unit for changing the frequency band of the amplifying unit is provided in accordance with the amount of light incident on the photodiode of the unit pixel. Solid-state imaging device.
【請求項2】 前記増幅手段の周波数帯域を変える手段
は、前記単位画素のフォトダイオードに入射する光量を
検出する手段と、該光量検出手段による検出信号に基づ
いて前記増幅手段の周波数帯域を変える帯域変更部とで
構成されていることを特徴とする請求項1記載の固体撮
像装置。
2. The means for changing the frequency band of the amplifying means changes the frequency band of the amplifying means based on a means for detecting the amount of light incident on the photodiode of the unit pixel and a detection signal from the light amount detecting means. The solid-state imaging device according to claim 1, comprising a band changing unit.
【請求項3】 前記帯域変更部は、前記増幅手段に供給
されるバイアス電流を変える手段で構成されていること
を特徴とする請求項2記載の固体撮像装置。
3. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the band changing unit is configured by a unit that changes a bias current supplied to the amplifying unit.
【請求項4】 前記帯域変更部は、前記増幅手段の出力
部に接続された負荷容量素子の容量値を変える手段で構
成されていることを特徴とする請求項2記載の固体撮像
装置。
4. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the band changing unit is configured by a unit that changes a capacitance value of a load capacitance element connected to the output unit of the amplifying unit.
【請求項5】 前記入射光量検出手段は、前記センサア
レイの近傍に設けたモニター用フォトダイオードと、該
モニター用フォトダイオードで発生する光電流値を検出
する回路とで構成し、積分開始時における光電流値に基
づいて周波数帯域を設定するように構成したことを特徴
とする請求項2,3,4のいずれか1項に記載の固体撮
像装置。
5. The incident light amount detection means is composed of a monitor photodiode provided in the vicinity of the sensor array and a circuit for detecting a photocurrent value generated in the monitor photodiode. 5. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the frequency band is set based on the photocurrent value in.
【請求項6】 前記入射光量検出手段は、前記センサア
レイを構成する単位画素の各フォトダイオードの共通化
された基板又はウェルに流れる電流値を検出する回路で
構成し、積分開始時における光電流値に基づいて周波数
帯域を設定するように構成したことを特徴とする請求項
2,3,4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
6. The incident light amount detecting means is composed of a circuit for detecting a current value flowing in a common substrate or well of the photodiodes of the unit pixels forming the sensor array, and the light at the start of integration is detected. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the frequency band is set based on a current value.
【請求項7】 前記入射光量検出手段は、前記センサア
レイの増幅出力のピーク値を検出する手段と、ピーク値
検出手段による検出信号と基準値とを比較する比較手段
と、画素のリセット後積分開始時から前記比較手段の出
力反転時までの時間をカウントする手段と、該カウント
手段の出力信号に応じて周波数帯域の設定を制御する制
御部とで構成されていることを特徴とする請求項2,
3,4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
7. The incident light amount detecting means includes means for detecting a peak value of an amplified output of the sensor array, comparing means for comparing a detection signal from the peak value detecting means with a reference value, and after resetting a pixel. It is constituted by means for counting the time from the start of integration to the time when the output of the comparison means is inverted, and a control section for controlling the setting of the frequency band according to the output signal of the counting means. Item 2,
The solid-state imaging device according to any one of 3 and 4.
【請求項8】 フォトダイオードと該フォトダイオード
で発生した電荷を蓄積する手段と蓄積された光電荷を排
出する第1のリセット手段と蓄積された光電荷に対応し
た増幅出力を出力する第1の増幅手段とからなる画素
と、該画素の出力部に第1の容量素子を介して接続され
た反転増幅回路と該反転増幅回路の入出力間の帰還系に
接続された第2の容量素子と第1の容量素子のクランプ
動作及び第2の容量素子のリセットを行うための1つ又
は複数のスイッチング手段とからなる第2の増幅手段と
で単位セルを構成し、該単位セルを複数個配列したセン
サアレイを備えた固体撮像装置において、前記単位画素
のフォトダイオードに入射する光量に対応して前記第1
の増幅手段の周波数帯域を変える手段を備えていること
を特徴とする固体撮像装置。
8. A photodiode, a means for accumulating charges generated in the photodiode, a first resetting means for discharging accumulated photoelectric charges, and a first output for outputting an amplified output corresponding to the accumulated photoelectric charges. A pixel including an amplifying means, an inverting amplifier circuit connected to the output section of the pixel via a first capacitor element, and a second capacitor element connected to a feedback system between the input and output of the inverting amplifier circuit. A unit cell is formed by a second amplifying means including one or a plurality of switching means for performing a clamping operation of the first capacitive element and a resetting of the second capacitive element, and a plurality of the unit cells are arranged. In the solid-state imaging device including the sensor array described above, the first image sensor corresponding to the amount of light incident on the photodiode of the unit pixel
Solid-state image pickup device comprising means for changing the frequency band of the amplifying means.
【請求項9】 前記第1の増幅手段の周波数帯域を変え
る手段は、前記画素のフォトダイオードに入射する光量
を検出する手段と、該光量検出手段による検出信号に基
づいて前記第1の増幅手段の周波数帯域を変える帯域変
更部とで構成されていることを特徴とする請求項8記載
の固体撮像装置。
9. The means for changing the frequency band of the first amplifying means includes means for detecting the quantity of light incident on the photodiode of the pixel, and the first amplifying means based on a detection signal from the light quantity detecting means. 9. The solid-state imaging device according to claim 8, wherein the solid-state imaging device comprises a band changing unit that changes the frequency band of.
【請求項10】 前記帯域変更部は、前記画素の出力部に
接続された第1の容量素子の容量値を変える手段で構成
され、前記第1の増幅手段の周波数帯域の変更に応じて
前記第2の増幅手段のゲインも変更されるように構成さ
れていることを特徴とする請求項9記載の固体撮像装
置。
10. The band changing unit is configured by a unit that changes a capacitance value of a first capacitive element connected to an output unit of the pixel, and the band changing unit is configured to change the frequency band of the first amplifying unit. The solid-state imaging device according to claim 9, wherein the gain of the second amplifying unit is also changed.
【請求項11】 前記帯域変更部は、前記第1の増幅手段
に供給されるバイアス電流を変える手段で構成されてい
ることを特徴とする請求項9記載の固体撮像装置。
11. The solid-state imaging device according to claim 9, wherein the band changing unit includes a unit that changes a bias current supplied to the first amplifying unit.
【請求項12】 前記画素の第1のリセット手段を解除し
てから、前記第2の増幅手段の第1の容量素子のクラン
プ動作及び第2の容量素子のリセットを行うためのスイ
ッチング手段を解除するまでの期間を、前記第1の増幅
手段の周波数帯域の設定に対応して変えるタイミング設
定手段を備えていることを特徴とする請求項8〜11のい
ずれか1項に記載の固体撮像装置。
12. The first resetting means of the pixel is released, and then the switching means for performing the clamp operation of the first capacitive element and the resetting of the second capacitive element of the second amplifying means is released. 12. The solid-state imaging device according to claim 8, further comprising a timing setting unit that changes a period until the time corresponding to the setting of the frequency band of the first amplifying unit. .
【請求項13】 前記タイミング設定手段は、容量素子
と、該容量素子を充電する電流源と、前記容量素子の両
端に接続され前記第1のリセット手段と同期して駆動さ
れるスイッチング手段と、前記電流源と容量素子の接続
点に入力部が接続されたインバータ又はコンパレータか
らなる立ち下がりエッジを遅延する回路とで構成され、
前記容量素子の容量値を前記第1の増幅手段の周波数帯
域の設定に対応して変えるようにしたことを特徴とする
請求項12記載の固体撮像装置。
13. The timing setting means, a capacitive element, a current source for charging the capacitive element, a switching means connected to both ends of the capacitive element and driven in synchronization with the first reset means, A circuit for delaying a falling edge consisting of an inverter or a comparator whose input section is connected to the connection point of the current source and the capacitive element,
13. The solid-state imaging device according to claim 12, wherein the capacitance value of the capacitive element is changed in accordance with the setting of the frequency band of the first amplifying means.
【請求項14】 前記タイミング設定手段は、容量素子
と、該容量素子を充電する電流源と、前記容量素子の両
端に接続され前記第1のリセット手段と同期して駆動さ
れるスイッチング手段と、前記電流源と容量素子の接続
点に入力部が接続されたインバータ又はコンパレータか
らなる立ち下がりエッジを遅延する回路とで構成され、
前記電流源の電流値を前記第1の増幅手段の周波数帯域
の設定に対応して変えるようにしたことを特徴とする請
求項12記載の固体撮像装置。
14. The timing setting means, a capacitive element, a current source for charging the capacitive element, a switching means connected to both ends of the capacitive element and driven in synchronization with the first reset means, A circuit for delaying a falling edge consisting of an inverter or a comparator whose input section is connected to the connection point of the current source and the capacitive element,
13. The solid-state imaging device according to claim 12, wherein the current value of the current source is changed according to the setting of the frequency band of the first amplifying means.
【請求項15】 前記入射光量検出手段は、前記センサア
レイの近傍に設けたモニター用フォトダイオードと、該
モニター用フォトダイオードで発生する光電流値を検出
する回路とで構成し、積分開始時における光電流値に基
づいて周波数帯域を設定するように構成したことを特徴
とする請求項9〜14のいずれか1項に記載の固体撮像装
置。
15. The incident light amount detecting means includes a monitoring photodiode provided in the vicinity of the sensor array and a circuit for detecting a photocurrent value generated in the monitoring photodiode, and when the integration starts. 15. The solid-state imaging device according to claim 9, wherein the frequency band is set on the basis of the photocurrent value in.
【請求項16】 前記入射光量検出手段は、前記センサア
レイを構成する各画素の各フォトダイオードの共通化さ
れた基板又はウェルに流れる電流値を検出する回路で構
成し、積分開始時における光電流値に基づいて周波数帯
域を設定するように構成したことを特徴とする請求項9
〜14のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
16. The incident light amount detection means is configured by a circuit that detects a current value flowing in a common substrate or well of each photodiode of each pixel that configures the sensor array, 10. The frequency band is set based on the current value.
15. The solid-state imaging device according to claim 14.
【請求項17】 前記入射光量検出手段は、前記センサア
レイの増幅出力のピーク値を検出する手段と、ピーク値
検出手段による検出信号と基準値とを比較する比較手段
と、画素のリセット後積分開始時から前記比較手段の出
力反転時までの時間をカウントする手段と、該カウント
手段の出力信号に応じて周波数帯域の設定を制御する制
御部とで構成されていることを特徴とする請求項9〜14
のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
17. The incident light amount detection means includes means for detecting a peak value of an amplified output of the sensor array, comparison means for comparing a detection signal from the peak value detection means with a reference value, and after resetting pixels. It is constituted by means for counting the time from the start of integration to the time when the output of the comparison means is inverted, and a control section for controlling the setting of the frequency band according to the output signal of the counting means. Item 9-14
The solid-state imaging device according to any one of 1.
JP43A 1992-12-21 1992-12-21 Solid-state image pickup device Withdrawn JPH06189199A (en)

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