JPH09247551A - Signal read-out processing method for solid-state image pickup element - Google Patents

Signal read-out processing method for solid-state image pickup element

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JPH09247551A
JPH09247551A JP8078110A JP7811096A JPH09247551A JP H09247551 A JPH09247551 A JP H09247551A JP 8078110 A JP8078110 A JP 8078110A JP 7811096 A JP7811096 A JP 7811096A JP H09247551 A JPH09247551 A JP H09247551A
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JP
Japan
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signal
output
pixel
solid
state image
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Application number
JP8078110A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumiki Nakamura
文樹 中村
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for read-out processing the signal of a solid-state image pickup element which can suppress stably a dark time FPN(fixed pattern noise) due to temperature change without using an FPN memory, and can deal with the image pickup of a moving picture as well, and besides, does not require double-speed horizontal scanning, and does not require a memory in the solid-state image pickup element. SOLUTION: Each row of a picture element group is connected to a vertical scanning circuit 4 through vertical selection lines 7-1 to 7-4, and two vertical signal lines 8-1 to 8-8 are arranged for each column, and the picture elements of each column are connected to each vertical signal line 10 common alternately. One side and the other side of two vertical signal lines arranged for each column are connected to an output signal line 10-1 and the output signal line 10-2 respectively through a horizontal selector switch, and each output signal line is connected to a 1H delay line 14 or the - input terminal of a subtracter 15 through amplifiers 12-1, 12-2 and switches 13-1, 13-2, and the output of the 1H delay line 14 is inputted to the + input terminal of the subtracter 15, and a video signal with a suppressed FPN is outputted from the subtracter 15.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、固体撮像素子の
信号読み出し処理方法に関し、特に温度変化等による暗
時固定パターンノイズの変化に追従し、常に暗時固定パ
ターンノイズを安定に抑圧できるようにした動画撮像も
可能な固体撮像素子の信号読み出し処理方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal read-out processing method for a solid-state image pickup device, and more particularly, to a change in dark fixed pattern noise caused by a temperature change or the like so that dark fixed pattern noise can always be stably suppressed. The present invention relates to a signal readout processing method for a solid-state image sensor capable of capturing moving images.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光電変換機能と蓄積電荷の増幅、
読み出し及びリセット機能をもつ、例えばSIT(Stat
ic Induction Transistor ),AMI(Amplified MOS
Imager),CMD(Charge Modulation Device)で代表
される内部増幅型光電変換素子を単位画素として用いた
固体撮像素子により画像を再生する装置が知られてい
る。かかる画像再生装置においては、固体撮像素子固有
の固定パターンノイズ(以下、FPNと略称する)をキ
ャンセルするために、フレームメモリ等の記憶手段を設
け、該記憶手段に各画素毎にFPNを記憶し、固体撮像
素子の各画素から得られた画像情報から、各画素に対応
するFPNを減算して画像信号を得るようにしたFPN
抑圧手段が必要となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, photoelectric conversion function and amplification of accumulated charge,
For example, SIT (Stat
ic Induction Transistor), AMI (Amplified MOS)
2. Description of the Related Art There is known a device that reproduces an image by a solid-state imaging device using an internal amplification type photoelectric conversion device represented by Imager) and CMD (Charge Modulation Device) as a unit pixel. In such an image reproducing apparatus, in order to cancel fixed pattern noise (hereinafter abbreviated as FPN) peculiar to the solid-state imaging device, a storage means such as a frame memory is provided, and the FPN is stored for each pixel in the storage means. , An FPN that obtains an image signal by subtracting the FPN corresponding to each pixel from the image information obtained from each pixel of the solid-state image sensor
Suppression means are needed.

【0003】図8は、かかる内部増幅型光電変換素子を
用いた画像再生装置において用いられている、例えば特
開昭64−39171号等に開示されている従来のFP
N抑圧手段のブロック構成図である。図8において、10
1 は固体撮像素子、102 は増幅回路、103 はA/D変換
器、104 は切換スイッチ、105 はフレームメモリ等から
なるFPNメモリ、106 は減算器、107 はD/A変換器
である。このように構成された画像再生装置のFPN抑
圧手段において、固体撮像素子101 から出力される画像
信号は増幅回路102 で増幅され、A/D変換器103 によ
りデジタル信号に変換される。まず入射光を遮断した状
態で固体撮像素子101 から出力される暗時信号を、切換
スイッチ104 をb側に接続して、FPNメモリ105 に記
憶する。この暗時信号がFPN信号となる。暗時FPN
記憶動作の終了後、切換スイッチ104 をa側に切り換え
接続し、遮光を解除する。これにより固体撮像素子101
から出力される光生成電荷による明時信号は、A/D変
換器103 でA/D変換されて、減算器106 において、F
PNメモリ105 内に記憶されたFPN信号と繰り返し減
算処理され、FPNが抑圧された画像信号となり、次い
でD/A変換器107に入力されD/A変換されてビデオ
信号として出力される。なお、FPNメモリには、通常
1フレーム又は数フレームの平均された暗時信号が記憶
される。
FIG. 8 shows a conventional FP used in an image reproducing apparatus using such an internal amplification type photoelectric conversion element, for example, a conventional FP disclosed in JP-A-64-39171.
It is a block diagram of N suppression means. In FIG. 8, 10
Reference numeral 1 is a solid-state image sensor, 102 is an amplifier circuit, 103 is an A / D converter, 104 is a changeover switch, 105 is an FPN memory including a frame memory, 106 is a subtractor, and 107 is a D / A converter. In the FPN suppressing means of the image reproducing apparatus configured as described above, the image signal output from the solid-state image sensor 101 is amplified by the amplifier circuit 102 and converted into a digital signal by the A / D converter 103. First, a dark signal output from the solid-state image sensor 101 with the incident light blocked is stored in the FPN memory 105 by connecting the changeover switch 104 to the b side. This dark signal becomes the FPN signal. Dark FPN
After the storage operation is completed, the changeover switch 104 is switched to the side a and connected to release the light shielding. Thereby, the solid-state image sensor 101
The bright signal due to the photo-generated charges output from the A / D converter 103 is A / D converted, and the subtractor 106 outputs the bright signal.
The FPN signal stored in the PN memory 105 is repeatedly subtracted to form an image signal in which the FPN is suppressed, which is then input to the D / A converter 107 and D / A converted and output as a video signal. The FPN memory normally stores an average dark signal for one frame or several frames.

【0004】なお、このような構成のFPN抑圧手段に
おいては、暗時FPN記憶時に、固体撮像素子を遮光す
る代わりに、蓄積した光生成電荷をリセットした直後、
あるいはリセットしながら固体撮像素子から信号を読み
出して得られる暗時信号を、FPN信号とすることもで
きる。
In the FPN suppressing means having such a structure, immediately after resetting the accumulated photo-generated charges instead of shielding the solid-state image pickup device during dark FPN storage.
Alternatively, a dark signal obtained by reading a signal from the solid-state image sensor while resetting can be used as the FPN signal.

【0005】ところで、図8に示した従来のFPN抑圧
手段は、暗時のFPN信号を予めFPNメモリ105 に記
憶させておいて、光生成電荷に応じた画像信号から前記
暗時FPN信号を減算してビデオ信号を出力させるもの
であるため、温度変化等により暗時FPNが変化した場
合、この変化に追従できず、常に安定してFPNを抑圧
することができないという問題点がある。
In the conventional FPN suppressing means shown in FIG. 8, the dark FPN signal is stored in the FPN memory 105 in advance, and the dark FPN signal is subtracted from the image signal corresponding to the photo-generated charge. Since the video signal is output after that, when the FPN in the dark changes due to temperature change or the like, there is a problem that the change cannot be followed and the FPN cannot always be suppressed stably.

【0006】また上記温度変化対策のため、撮像途中で
固体撮像素子を間欠的に遮光して暗時FPN信号を取り
込む方法が知られている。この方法により、連続撮像動
作中に、例えば1フレーム分の暗時信号をFPNメモリ
に記憶させるためには、固体撮像素子からは、図9の
(A)に示すように、撮像途中に暗時信号を出力させる
出力信号が必要となり、時刻td において、固体撮像素
子からは、光生成電荷の蓄積されていない暗時信号が出
力される。この固体撮像素子の出力をそのまま映像出力
とすると、図9の(B)に示すように、時刻td におい
て、映像出力が得られず、モニタには時刻td のタイミ
ングで、何も映らない画面のとぎれた状態となる。この
画面のとぎれを、図9の(C)に示すように、直前の撮
像画面を繰り返し出力して補間しても、動画に対しては
動きが不自然になり、大きな問題となる。
As a countermeasure against the temperature change, a method is known in which the solid-state image pickup device is intermittently shielded from light during the image pickup to take in a dark FPN signal. According to this method, for example, in order to store a dark signal for one frame in the FPN memory during the continuous image pickup operation, the solid-state image pickup element may be used during darkness during image pickup as shown in FIG. An output signal for outputting a signal is required, and at time t d , the solid-state imaging device outputs a dark signal in which photo-generated charges are not accumulated. When it is video outputs the output of the solid-state imaging device, as shown in (B) of FIG. 9, at time t d, not the video output is obtained, the monitor at time t d, not displayed nothing The screen is cut off. As shown in (C) of FIG. 9, even if the interruption of this screen is repeatedly output by interpolating the immediately previous imaging screen, the motion becomes unnatural for a moving image, which is a serious problem.

【0007】この問題に対しても、いくつかのFPN抑
圧方法が提案されている。図10は、特開平4−1527
70号に示されている従来のFPN抑圧手段の他の構成
例を示すブロック構成図である。図10において、201 は
固体撮像素子、202 は受光部、203 は垂直走査シフトレ
ジスタ、204 は水平走査スイッチ、205 は水平走査シフ
トレジスタ、206 は増幅器、207 はA/D変換器、208
メモリ、209 ,210 はD/A変換器、211 は減算器、21
2 はメモリ制御部である。
Several FPN suppression methods have been proposed for this problem as well. FIG. 10 is a block diagram of JP-A-4-1527.
It is a block block diagram which shows the other structural example of the conventional FPN suppression means shown by No. 70. In FIG. 10, 201 is a solid-state image sensor, 202 is a light receiving unit, 203 is a vertical scanning shift register, 204 is a horizontal scanning switch, 205 is a horizontal scanning shift register, 206 is an amplifier, 207 is an A / D converter, 208
Memory, 209 and 210 are D / A converters, 211 is a subtractor, 21
2 is a memory control unit.

【0008】この構成例においては、まず固体撮像素子
201 を高速水平走査して1水平画素列分の光生成電荷に
応じた信号を、1水平走査期間の前半に読み出す。これ
を図11のAに示す。なお図11においては、m−1行、m
行、m+1行の水平画素列信号が示されている。1水平
画素列分の光生成電荷に応じた信号を読み出した後、1
水平走査期間の後半において、図11のAに示すように、
前記1水平画素列の光生成電荷を同時にリセットした直
後又はリセットしながら、再度高速水平走査して同一水
平画素列分の信号を読み出す。これは暗時信号を読み出
していることに相当する。読み出された両信号は、増幅
器206 で増幅された後、A/D変換器207 でデジタルデ
ータに変換され、メモリ208 に入力される。次に、メモ
リ制御部212 によりメモリ読み出しパルスの位相を制御
することにより、時間軸変換を行い、時間軸圧縮された
光生成電荷による信号及び暗時信号を、通常の時間軸に
戻す時間軸伸長走査を行うと同時に、両者の時間的位相
を合わせてメモリ208 より読み出して、それぞれD/A
変換器209 ,210 でD/A変換して、通常時間軸に戻し
た光生成電荷による信号及び暗時信号を得る。両者は、
それぞれ図11のB及びCに示される。次いで、光生成電
荷による信号B及び暗時信号Cを減算器211に入力し
て、光生成電荷による信号Bより暗時信号Cを減算する
ことにより、暗時FPNを抑圧したビデオ信号が得られ
る。この信号は、図11のDに示される。このようにし
て、リアルタイムで暗時FPNが抑圧され、温度変化等
により暗時FPNが変化した場合でも、直ちにその変化
を追従し、常に安定に暗時FPNを抑圧した信号が得ら
れる。
In this configuration example, first, a solid-state image pickup device
201 is horizontally scanned at high speed, and a signal corresponding to the photo-generated charge for one horizontal pixel column is read in the first half of one horizontal scanning period. This is shown in FIG. Note that in FIG. 11, m-1 row, m
The horizontal pixel column signals of the rows and m + 1 rows are shown. After reading the signal corresponding to the photo-generated charge for one horizontal pixel column, 1
In the latter half of the horizontal scanning period, as shown in A of FIG.
Immediately after or simultaneously resetting the photo-generated charges of one horizontal pixel row, high-speed horizontal scanning is performed again to read out signals for the same horizontal pixel row. This corresponds to reading out the dark signal. The read signals are amplified by the amplifier 206, converted into digital data by the A / D converter 207, and input to the memory 208. Next, by controlling the phase of the memory read pulse by the memory control unit 212, time-axis conversion is performed, and the time-axis expansion that restores the time-axis-compressed signal and the dark signal to the normal time-axis. Simultaneously with scanning, the temporal phases of both are aligned and read from the memory 208, and the D / A
D / A conversion is performed by the converters 209 and 210 to obtain a signal due to the photo-generated charges and a dark signal which are normally returned to the time axis. Both are
They are shown in B and C of FIG. 11, respectively. Next, the signal B due to the photo-generated charges and the dark-time signal C are input to the subtractor 211, and the dark-time signal C is subtracted from the signal B due to the photo-generated charges to obtain a video signal in which the dark FPN is suppressed. . This signal is shown at D in FIG. In this way, the dark FPN is suppressed in real time, and even when the dark FPN changes due to a temperature change or the like, the change is immediately followed, and a signal in which the dark FPN is suppressed can always be stably obtained.

【0009】図12は、特開平4−86176号に示され
ている従来のFPN抑圧手段の他の構成例を示すブロッ
ク構成図である。この構成例は、固体撮像素子311 内に
容量列からなる明信号用ラインメモリ312 と暗信号用ラ
インメモリ313 とを設け、受光部314 の1水平画素列の
光生成電荷による画像信号を水平ブランキング期間に、
各画素毎に対応する明信号用ラインメモリ312 の容量列
に同時に転送して保持させる。明信号用ラインメモリ31
2 に光生成電荷による信号を転送させた後、同じ水平ブ
ランキング期間内に、同一の水平画素列を同時にリセッ
トし、暗時の信号(FPN)を各画素毎に対応する暗信
号用ラインメモリ313 の容量列に同時に転送して保持さ
せる。次いで水平走査期間に明信号用ラインメモリ312
と暗信号用ラインメモリ313 から信号を両方同時に順次
読み出し、外部の減算器315 で光生成電荷による信号か
ら暗信号を減算して、暗時FPNを抑圧したビデオ信号
を出力させるようになっている。
FIG. 12 is a block diagram showing another example of the configuration of the conventional FPN suppressing means disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-86176. In this configuration example, a bright signal line memory 312 and a dark signal line memory 313 each of which is composed of a capacitor array are provided in the solid-state imaging device 311, and an image signal generated by light-generated charges of one horizontal pixel array of the light receiving unit 314 is horizontally scanned. During the ranking period,
It is simultaneously transferred to and held in the capacity column of the bright signal line memory 312 corresponding to each pixel. Bright signal line memory 31
After transferring the signal generated by the photo-generated charge to 2, the same horizontal pixel row is reset at the same time within the same horizontal blanking period, and the dark signal line memory corresponding to the dark signal (FPN) for each pixel. It is simultaneously transferred to and held in the capacity column of 313. Next, in the horizontal scanning period, the bright signal line memory 312
And the signal from the dark signal line memory 313 are sequentially read out at the same time, and the external subtractor 315 subtracts the dark signal from the signal generated by the photo-generated charges to output a video signal in which the dark FPN is suppressed. .

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図8〜図11
に示した従来のFPN抑圧手段は、いずれも画像信号の
処理回路にFPNメモリを必要とする。このために、処
理回路規模が大きくなるという問題がある。また、前述
のように、図8に示した従来のFPN抑圧手段は、温度
変化等により暗時FPNが変化した場合この変化に追従
できないという問題点を有し、また図9に示した従来の
FPN抑圧手段は、動画に対しては動きが不自然になる
という問題点を有す。また、図10に示した従来のFPN
抑圧手段は、同じフレームレートで読み出す場合におい
て、他の読み出し方法よりも倍速で水平走査を行う必要
があるため、高速撮像に不向きである。更に、固体撮像
素子から信号を読み出した後に時間軸変換を行う必要が
あるため、処理回路の規模が大きくなり、且つ複雑化す
る。
By the way, FIGS. 8 to 11
Each of the conventional FPN suppressing means shown in (1) requires an FPN memory in the image signal processing circuit. Therefore, there is a problem that the processing circuit scale becomes large. Further, as described above, the conventional FPN suppressing means shown in FIG. 8 has a problem that when the dark FPN changes due to temperature change or the like, it cannot follow this change, and the conventional FPN suppressing means shown in FIG. The FPN suppressing means has a problem that the motion becomes unnatural for a moving image. In addition, the conventional FPN shown in FIG.
The suppression unit is not suitable for high-speed imaging because it needs to perform horizontal scanning at a speed double that of other reading methods when reading at the same frame rate. Furthermore, since it is necessary to perform time-axis conversion after reading a signal from the solid-state image sensor, the scale of the processing circuit becomes large and complicated.

【0011】これに対して、図12に示した従来例におい
ては、以上の問題点は解消されているが、固体撮像素子
内に2つのラインメモリを配置しなければならないの
で、固体撮像素子の構造が複雑となり、素子のチップ面
積が増大する。更にラインメモリの容量のばらつきによ
る新たなFPNが発生することも考えられる。同時に、
高速撮像を行ったときの速度限界が、ラインメモリの書
き込み速度ないしは読み出し速度で律速されてしまう可
能性もある。
On the other hand, in the conventional example shown in FIG. 12, the above-mentioned problems are solved, but since two line memories must be arranged in the solid-state image pickup device, The structure becomes complicated and the chip area of the device increases. Further, it is possible that a new FPN is generated due to the variation in the capacity of the line memory. at the same time,
There is a possibility that the speed limit when performing high-speed imaging will be limited by the writing speed or the reading speed of the line memory.

【0012】本発明は、従来の固体撮像素子のFPN抑
圧手段の上記問題点を解消するためになされたもので、
FPNメモリを不要とし、温度変化による暗時FPNを
安定に抑圧できるようにした動画撮像にも対応可能で、
且つ倍速水平走査を必要とせず、また固体撮像素子内に
メモリを必要としない固体撮像素子の信号読み出し処理
方法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 of the conventional FPN suppressing means for a solid-state image pickup device.
FPN memory is not required, and it can be used for moving image capturing that can suppress dark FPN due to temperature change stably.
Another object of the present invention is to provide a signal read-out processing method for a solid-state image sensor that does not require double speed horizontal scanning and does not require a memory in the solid-state image sensor.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1記載の発明は、光電変換素子を単位画素
とし該単位画素をマトリクス状に配列した画素部と、該
画素部の1列あたりにm(mは2以上の整数)本配設し
た垂直信号線とを有し、各画素列の画素が垂直方向に1
画素毎に異なる垂直信号線に接続をされ、m個の水平画
素行を同時に水平走査することにより、m個の画素の信
号がm本の出力信号線を介してm個の出力端子から同時
に読み出せるように構成されたXYアドレス型の固体撮
像素子の信号読み出し処理方法において、任意の画素行
の各画素の光生成電荷による光信号を読み出した後、該
画素行の各画素の光生成電荷をリセットした直後の光生
成電荷のない状態の暗時信号を読み出し、外部回路で両
読み出し信号のタイミングを合わせた後、前記光信号か
ら前記暗時信号を減算処理するものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 has a pixel portion in which the photoelectric conversion elements are unit pixels and the unit pixels are arranged in a matrix, and the pixel portion There are m (m is an integer of 2 or more) vertical signal lines arranged in each column, and the pixel of each pixel column is 1 in the vertical direction.
By connecting to different vertical signal lines for each pixel and by horizontally scanning m horizontal pixel rows at the same time, the signals of m pixels are simultaneously read from the m output terminals via the m output signal lines. In the signal reading processing method of the XY address type solid-state image pickup device configured to output, the optical signal generated by the photo-generated charge of each pixel of an arbitrary pixel row is read, and then the photo-generated charge of each pixel of the pixel row is read. Immediately after resetting, the dark signal in the state where there is no photo-generated charge is read out, the timings of both read signals are adjusted by an external circuit, and then the dark signal is subtracted from the optical signal.

【0014】このように構成した信号読み出し処理方法
においては、メモリを用いずにリアルタイムでFPNを
抑圧することができるため、温度変化等により暗時FP
Nが変化した場合でも、その変化に追従して常に安定に
暗時FPNを抑圧した画像が得られる。勿論、動画に対
しては全く問題はなく、また図10に示した従来例のよう
に倍速水平走査も必要としない。固体撮像素子の垂直信
号線は最低2本あれば、前記の目的が達成できるので、
図12に示した従来例のように、固体撮像素子内の構造は
複雑にはならず、チップ面積も極端に大きくなることは
ない。
In the signal read processing method thus constructed, the FPN can be suppressed in real time without using a memory.
Even when N changes, an image in which the dark FPN is suppressed can always be obtained by following the change. Of course, there is no problem with moving images, and double speed horizontal scanning is not required unlike the conventional example shown in FIG. Since at least two vertical signal lines of the solid-state image sensor can achieve the above-mentioned object,
Unlike the conventional example shown in FIG. 12, the structure in the solid-state image sensor does not become complicated, and the chip area does not become extremely large.

【0015】請求項2記載の発明は、請求項1記載の固
体撮像素子の信号読み出し処理方法において、前記固体
撮像素子は、m本の出力信号線とm個の出力端子の間の
接続を切り換えるスイッチを内蔵し、任意の出力端子が
各画素の前記光信号又は前記暗時信号のいずれか一方の
みを常に出力するように構成するものである。このよう
に、固体撮像素子にスイッチを内蔵させているため、固
体撮像素子以外の信号処理回路における画素出力信号の
出力を切り換えるスイッチが不要となる。
According to a second aspect of the present invention, in the signal readout processing method of the solid-state image pickup device according to the first aspect, the solid-state image pickup device switches connection between m output signal lines and m output terminals. A switch is built in, and an arbitrary output terminal is configured to always output only one of the light signal and the dark signal of each pixel. As described above, since the solid-state image sensor has the built-in switch, a switch for switching the output of the pixel output signal in a signal processing circuit other than the solid-state image sensor becomes unnecessary.

【0016】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の固体撮像素子の信号読み出し処理方法において、固
体撮像素子における単位画素を構成する光電変換素子と
してCMDを用いるものである。これにより、請求項1
又は2記載の信号読み出し処理方法を適用するのに好適
な固体撮像素子が構成される。
According to a third aspect of the present invention, in the signal read-out processing method of the solid-state image pickup device according to the first or second aspect, a CMD is used as a photoelectric conversion element forming a unit pixel in the solid-state image pickup element. Thereby, claim 1
Alternatively, a solid-state imaging device suitable for applying the signal read processing method described in 2 is configured.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図1の(A)は、本発明に係る固体撮像素子の信号
読み出し処理方法の第1の実施の形態を説明するための
固体撮像素子の信号読み出し処理装置のブロック構成図
である。この実施の形態は請求項1及び3記載の発明に
対応するもので、図1の(A)において、1はCMDな
どの光電変換素子を画素として用い、該画素をマトリク
ス状に配置した受光部2を備えた固体撮像素子である。
受光部2は説明を簡単にするために4行×4列の構成と
しており、画素3−11〜3−44からなる。画素として用
いているCMDなどの光電変換素子は、ここでは図1の
(B)に示すように、制御素子と出力端子を有している
ものとして示しており、制御端子に読み出し信号が入力
されると、光電変換素子の光生成電荷に対応する信号
(以下、光信号)が出力端子より出力されるようになっ
ている。4は垂直走査回路で、読み出し行を選択する走
査信号を送出するものである。5は水平走査回路で、読
み出し状態にある行の4個の画素を順次読み出す走査信
号を送出するものである。12−1,12−2は増幅器で、
固体撮像素子1の出力端子11−1,11−2から出力され
る画素出力信号を増幅するものであり、該増幅器12−
1,12−2で増幅された出力信号は、それぞれスイッチ
13−1,13−2を介して1Hディレイライン14又は減算
器15のマイナス入力端子のいずれかに入力される。ディ
レイライン14に入力された出力信号は1ライン遅延され
た後、減算器15のプラス入力端子に入力される。減算器
15においては、プラス端子に入力された信号からマイナ
ス端子に入力された信号が減算され、減算された信号が
ビデオ信号として出力されるようになっている。
Next, an embodiment will be described. FIG. 1A is a block configuration diagram of a signal read-out processing device for a solid-state image pickup device for explaining a first embodiment of a signal read-out processing method for a solid-state image pickup device according to the present invention. This embodiment corresponds to the invention described in claims 1 and 3, and in FIG. 1A, 1 is a light receiving portion in which photoelectric conversion elements such as CMD are used as pixels, and the pixels are arranged in a matrix. 2 is a solid-state image sensor.
The light receiving section 2 has a structure of 4 rows × 4 columns for the sake of simplicity, and includes pixels 3-11 to 3-44. A photoelectric conversion element such as a CMD used as a pixel is illustrated here as having a control element and an output terminal as illustrated in FIG. 1B, and a read signal is input to the control terminal. Then, a signal (hereinafter, optical signal) corresponding to the photo-generated electric charge of the photoelectric conversion element is output from the output terminal. A vertical scanning circuit 4 sends out a scanning signal for selecting a readout row. Reference numeral 5 denotes a horizontal scanning circuit, which sends out a scanning signal for sequentially reading out four pixels in a row in a reading state. 12-1 and 12-2 are amplifiers,
This is for amplifying pixel output signals output from the output terminals 11-1 and 11-2 of the solid-state imaging device 1, and the amplifier 12-
The output signals amplified by 1 and 12-2 are switched respectively.
It is input to either the 1H delay line 14 or the minus input terminal of the subtracter 15 via 13-1 and 13-2. The output signal input to the delay line 14 is delayed by one line and then input to the plus input terminal of the subtractor 15. Subtractor
In 15, the signal input to the minus terminal is subtracted from the signal input to the plus terminal, and the subtracted signal is output as a video signal.

【0018】次に、固体撮像素子1内の構成について説
明する。この実施の形態では、画素群の各画素列にそれ
ぞれ2本の垂直信号線が配置されている。画素群の1行
目の画素の制御端子は垂直選択線7−1を介して垂直走
査回路4に接続され、同様に画素群の2〜4行目の画素
の制御端子は、それぞれ垂直選択線7−2〜7−4を介
して垂直走査回路4に接続されている。画素3−11,3
−31の出力端子は垂直信号線8−1に接続され、水平選
択スイッチ6−1を介して出力信号線10−1に接続さ
れ、画素3−21,3−41の出力端子は垂直信号線8−2
に接続され、水平選択スイッチ6−2を介して出力信号
線10−2に接続されている。画素3−12,3−32の出力
端子は垂直信号線8−3に接続され、水平選択スイッチ
6−3を介して出力信号線10−1に接続され、画素3−
22,3−42の出力端子は垂直信号線8−4に接続され、
水平選択スイッチ6−4を介して出力信号線10−2に接
続されている。画素3−13,3−33の出力端子は垂直信
号線8−5に接続され、水平選択スイッチ6−5を介し
て出力信号線10−1に接続され、画素3−23,3−43の
出力端子は垂直信号線8−6に接続され、水平選択スイ
ッチ6−6を介して出力信号線10−2に接続されてい
る。画素3−14,3−34の出力端子は垂直信号線8−7
に接続され、水平選択スイッチ6−7を介して出力信号
線10−1に接続され、画素3−24,3−44の出力端子は
垂直信号線8−8に接続され、水平選択スイッチ6−8
を介して出力信号線10−2に接続されている。このよう
に、各列の画素の出力端子は2本の垂直信号線に交互に
接続されている。そして出力信号線10−1,10−2は、
それぞれ出力端子11−1,11−2に接続されている。9
−1〜9−4は水平走査回路5の出力線で、水平選択ス
イッチ6−1と6−2,6−3と6−4,6−5と6−
6,6−7と6−8の制御端子に、それぞれ共通に接続
されている。
Next, the internal structure of the solid-state image pickup device 1 will be described. In this embodiment, two vertical signal lines are arranged in each pixel column of the pixel group. The control terminals of the pixels in the first row of the pixel group are connected to the vertical scanning circuit 4 via the vertical selection line 7-1, and similarly, the control terminals of the pixels in the second to fourth rows of the pixel group are respectively connected to the vertical selection line. It is connected to the vertical scanning circuit 4 via 7-2 to 7-4. Pixels 3-11, 3
The output terminal of −31 is connected to the vertical signal line 8-1, is connected to the output signal line 10-1 via the horizontal selection switch 6-1, and the output terminals of the pixels 3-21 and 3-41 are vertical signal lines. 8-2
, And is connected to the output signal line 10-2 via the horizontal selection switch 6-2. The output terminals of the pixels 3-12 and 3-32 are connected to the vertical signal line 8-3, and are connected to the output signal line 10-1 via the horizontal selection switch 6-3.
The output terminals of 22 and 3-42 are connected to the vertical signal line 8-4,
It is connected to the output signal line 10-2 via the horizontal selection switch 6-4. The output terminals of the pixels 3-13 and 3-33 are connected to the vertical signal line 8-5, connected to the output signal line 10-1 via the horizontal selection switch 6-5, and connected to the output signal line 10-1 of the pixels 3-23 and 3-43. The output terminal is connected to the vertical signal line 8-6, and is connected to the output signal line 10-2 via the horizontal selection switch 6-6. The output terminals of the pixels 3-14 and 3-34 are vertical signal lines 8-7.
Connected to the output signal line 10-1 through the horizontal selection switch 6-7, the output terminals of the pixels 3-24 and 3-44 are connected to the vertical signal line 8-8, and the horizontal selection switch 6- 8
Is connected to the output signal line 10-2 via. In this way, the output terminals of the pixels in each column are alternately connected to the two vertical signal lines. And the output signal lines 10-1 and 10-2 are
They are connected to the output terminals 11-1 and 11-2, respectively. 9
Reference numerals -1 to 9-4 denote output lines of the horizontal scanning circuit 5, which are horizontal selection switches 6-1 and 6-2, 6-3 and 6-4, 6-5 and 6-.
6, 6-7 and 6-8 are commonly connected to the control terminals.

【0019】次に、このように構成されている固体撮像
素子の信号読み出し処理装置の動作について説明する。
図2は、この動作を説明するためのタイミングチャート
である。垂直走査回路4から読み出しレベルになってい
る読み出し制御信号が、垂直選択線を介して任意の画素
行の各画素の制御端子に入力されると、各画素の信号が
画素の出力端子より垂直信号線に出力される。図2にお
いては、固体撮像素子1の1〜4行の垂直選択線7−1
〜7−4に入力される読み出し制御信号を、それぞれ
A,B,C,Dで示している。この読み出し制御信号A
〜Dから分かるように、この実施の形態においては、例
えば受光部2の画素群の1行目の読み出し制御信号A
は、t=0〜1の期間には読み出しレベルになり、t=
1の時点でリセットレベルになり、t=1〜2の期間に
再び読み出しレベルになる。その他の期間は、非選択レ
ベルである。したがって、1行目においては光生成電荷
を蓄積した状態の明時信号を、t=0〜1の期間に読み
出して、t=1の時点で蓄積電荷をリセットした後、再
びt=1〜2の期間で1行目の画素の信号を読み出すこ
とになる。これはt=1〜2の期間では光生成電荷の蓄
積していない状態の暗時信号を読み出していることに相
当する。
Next, the operation of the signal read-out processing device for the solid-state image pickup device thus configured will be described.
FIG. 2 is a timing chart for explaining this operation. When the read control signal at the read level from the vertical scanning circuit 4 is input to the control terminal of each pixel of an arbitrary pixel row via the vertical selection line, the signal of each pixel is output from the output terminal of the pixel as a vertical signal. Output to the line. In FIG. 2, the vertical selection lines 7-1 of the first to fourth rows of the solid-state imaging device 1 are shown.
The read control signals input to 7-4 are indicated by A, B, C, and D, respectively. This read control signal A
As can be seen from D to D, in this embodiment, for example, the read control signal A of the first row of the pixel group of the light receiving unit 2 is read.
Becomes the read level during the period of t = 0 to 1, and t =
At the time point of 1, the reset level is reached, and during the period of t = 1 to 2, the read level is again reached. The other periods are non-selection levels. Therefore, in the first row, the bright signal in the state of accumulating the photo-generated charges is read during the period of t = 0 to 1, and the accumulated charges are reset at the time of t = 1, and then t = 1 to 2 again. During this period, the signals of the pixels on the first row are read out. This corresponds to reading out the dark signal in a state where the photo-generated charges are not accumulated in the period of t = 1 to 2.

【0020】一般に、固体撮像素子は各画素の特性のば
らつきに起因するFPNを発生するが、前記暗時信号の
読み出しは、暗電流をゼロとした場合の暗時FPN(以
下、この意味で用いる。)を読み出していることにな
る。暗電流はいずれの光電変換素子においても、最近は
非常に小さく抑えられており、通常の使用条件では無視
できるようになっているため、暗時FPNは暗電流以外
の特性のばらつきにより発生しているものを意味する。
例えば、内部増幅型撮像素子の一つであるCMDは、蓄
積電荷を増幅するトランジスタの特性のばらつきが、F
PNの主因である。暗時FPNは光量に無関係に一定レ
ベル存在し、最初に読み出した光生成電荷に応じた明時
信号にオフセット的に重畳されている。
Generally, a solid-state image pickup element generates an FPN due to variations in characteristics of each pixel, but the dark-time signal is read out when the dark current is zero (hereinafter, used in this sense). .) Is being read. Since the dark current has been suppressed to a very small value recently in any photoelectric conversion element and can be neglected under normal use conditions, the dark FPN is caused by variations in characteristics other than the dark current. Means what is present.
For example, in CMD, which is one of the internal amplification type image pickup devices, the characteristic variation of the transistor that amplifies the accumulated charge is F
It is the main cause of PN. The dark FPN exists at a constant level irrespective of the light amount, and is offset-superimposed on the bright signal corresponding to the initially generated photogenerated charges.

【0021】図2のA(制御信号)により、t=0〜1
の期間においては、画素群の1行目が読み出し状態にな
っている。画素3−11〜3−14の光信号は、それぞれ垂
直信号線8−1,8−3,8−5,8−7及び水平選択
スイッチ6−1,6−3,6−5,6−7を介して、順
番に出力信号線10−1に出力される。出力信号線10−
1,10−2に出力される画素出力信号を時系列的に示し
たものが図2のE,Fである。図2のAにより画素群の
1行目は、t=1の時点で各画素の光蓄積電荷がリセッ
トされ、t=1〜2の期間に暗時信号が読み出される。
そして、t=0〜1の期間と同様な経路を通り、出力信
号線10−1に出力される。一方、画素群の2行目の光信
号は、図2のBによりt=1〜2の期間に読み出し状態
になっている。2行目の画素3−21〜3−24の光信号
は、それぞれ垂直信号線8−2,8−4,8−6,8−
8及び水平選択スイッチ6−2,6−4,6−6,6−
8を介して、順番に出力信号線10−2に出力される。こ
のように、同時に読み出される1行目の暗時信号とは異
なる垂直信号線、水平選択スイッチ及び出力信号線を介
して、2行目の光信号が出力されるため、それぞれを独
立して読み出すことができる。以下同様に、各行の光信
号及び暗時信号が読み出され、図2のE,Fに示される
ように、それぞれが独立に読み出される。
According to A (control signal) in FIG. 2, t = 0 to 1
In the period of, the first row of the pixel group is in the read state. The optical signals of the pixels 3-11 to 3-14 are the vertical signal lines 8-1, 8-3, 8-5, 8-7 and the horizontal selection switches 6-1, 6-3, 6-5, 6-, respectively. The signal is sequentially output to the output signal line 10-1 via 7. Output signal line 10-
Pixel output signals output to 1 and 10-2 are shown in time series in E and F of FIG. 2A, in the first row of the pixel group, the photo-accumulation charge of each pixel is reset at time t = 1, and the dark signal is read during the period t = 1 to 2.
Then, it is output to the output signal line 10-1 through the same route as during the period of t = 0 to 1. On the other hand, the optical signal on the second row of the pixel group is in the read state during the period of t = 1 to 2 according to B of FIG. The optical signals of the pixels 3-21 to 3-24 in the second row are vertical signal lines 8-2, 8-4, 8-6, 8-, respectively.
8 and horizontal selection switches 6-2, 6-4, 6-6, 6-
The signal is sequentially output to the output signal line 10-2 via the signal line 8. In this way, the optical signals of the second row are output through the vertical signal line, the horizontal selection switch, and the output signal line, which are different from the dark signal of the first row, which are simultaneously read out, and thus, they are independently read out. be able to. Similarly, the optical signal and the dark signal of each row are read out in the same manner, and they are read out independently as shown in E and F of FIG.

【0022】出力信号線10−1,10−2に出力された画
素出力信号は、それぞれ出力端子11−1,11−2を介し
て増幅器12−1,12−2に入力され、増幅された後それ
ぞれスイッチ13−1,13−2を介して、1Hディレイラ
イン14又は減算器15のマイナス入力端子のいずれかに入
力される。スイッチ13−1は、図1の(A)に示すよう
にスイッチの出力側がa側に接続されると、増幅器12−
1の出力信号が1Hディレイライン14に入力され、b側
に接続されると減算器15のマイナス入力端子に入力され
るように構成されている。一方、スイッチ13−2は、図
1の(A)に示すようにスイッチの出力側がb側に接続
されると、増幅器12−2の出力信号が1Hディレイライ
ン14に入力され、a側に接続されると減算器15のマイナ
ス入力端子に入力されるように構成されている。
The pixel output signals output to the output signal lines 10-1 and 10-2 are input to the amplifiers 12-1 and 12-2 via the output terminals 11-1 and 11-2, respectively, and are amplified. After that, it is inputted to either the 1H delay line 14 or the minus input terminal of the subtracter 15 via the switches 13-1 and 13-2, respectively. When the output side of the switch 13-1 is connected to the a side as shown in FIG. 1A, the amplifier 12-
The output signal of 1 is input to the 1H delay line 14, and when connected to the b side, it is input to the minus input terminal of the subtracter 15. On the other hand, in the switch 13-2, when the output side of the switch is connected to the b side as shown in FIG. 1A, the output signal of the amplifier 12-2 is input to the 1H delay line 14 and connected to the a side. Then, the subtractor 15 is configured to be input to the minus input terminal.

【0023】図2のGにスイッチの接続の切り換えのタ
イミングを示す。t=0〜1の期間においては、図2の
Gによりスイッチ13−1,13−2の出力側は、a側に接
続されている。このとき、図2のEにより出力信号線10
−1には受光部2の1行目の各画素の光信号が出力され
ており、これは出力端子11−1,増幅器12−1及びスイ
ッチ13−1を介して1Hディレイライン14に入力され、
ここで1ライン遅延された後、t=1〜2の期間に減算
器15のプラス入力端子に入力される。この入力は図2の
Hに示される。一方、t=1〜2の期間では、図2のG
によりスイッチ13−1,13−2の出力側は、b側に接続
されている。このとき、出力信号線10−1には図2のE
により受光部2の1行目の各画素の暗時信号が出力され
ており、これは出力端子11−1,増幅器12−1及びスイ
ッチ13−1を介して、減算器15のマイナス入力端子に入
力される。この入力を図2のIに示す。また図2のEに
より、同じ期間に出力信号線10−2に出力された受光部
2の2行目の各画素の光信号は、出力端子11−2と増幅
器12−2とスイッチ13−2を介して、1Hディレイライ
ン14に入力され、ここで1ライン遅延された後、t=2
〜3の期間に減算器15のプラス入力端子に入力される。
この状態は図2のHに示される。
FIG. 2G shows the switching timing of the switch connection. In the period of t = 0 to 1, the output sides of the switches 13-1 and 13-2 are connected to the a side by G in FIG. At this time, according to E of FIG.
An optical signal of each pixel in the first row of the light receiving unit 2 is output to -1, which is input to the 1H delay line 14 via the output terminal 11-1, the amplifier 12-1 and the switch 13-1. ,
Here, after being delayed by one line, it is input to the plus input terminal of the subtractor 15 in the period of t = 1 to 2. This input is shown at H in FIG. On the other hand, in the period of t = 1 to 2, G of FIG.
Thus, the output sides of the switches 13-1 and 13-2 are connected to the b side. At this time, the output signal line 10-1 is connected to E of FIG.
The dark signal of each pixel in the first row of the light receiving section 2 is output by the output terminal 11-1, the amplifier 12-1, and the switch 13-1 to the minus input terminal of the subtracter 15. Is entered. This input is shown at I in FIG. 2E, the optical signal of each pixel on the second row of the light receiving unit 2 output to the output signal line 10-2 in the same period is the output terminal 11-2, the amplifier 12-2, and the switch 13-2. Is input to the 1H delay line 14 through 1 and delayed by 1 line, and then t = 2
It is input to the plus input terminal of the subtractor 15 in the period of ~ 3.
This state is shown by H in FIG.

【0024】このように、増幅器12−1,12−2の各出
力信号が、1ライン毎に1Hディレイライン14と減算器
15のマイナス入力端子に交互に入力されるように、スイ
ッチ13−1及び13−2を切り換えることにより、減算器
15のプラス入力端子には1Hディレイライン14を介して
受光部2の各画素の光信号が入力され、マイナス入力端
子には暗時信号が入力されるように構成されている。受
光部2においては、各画素の光信号は該画素の暗時信号
が読み出される1ライン前に読み出されるが、該画素の
光信号がプラス入力端子に入力されるときは1Hディレ
イライン14により1ライン遅延されているため、両者は
同時刻に減算器15に入力される。この様子は、図2の
H,Iに示されている。減算器15において、入力された
各画素の光信号から暗時信号が減算されて出力される。
このようにして、光信号から暗時信号を減算することに
より、暗時FPNを抑圧したビデオ信号を得ることがで
きる。
As described above, the output signals of the amplifiers 12-1 and 12-2 are supplied to the 1H delay line 14 and the subtractor for each line.
By switching the switches 13-1 and 13-2 so that they are alternately input to the negative input terminal of 15, the subtractor
An optical signal of each pixel of the light receiving portion 2 is input to the plus input terminal of 15 through the 1H delay line 14, and a dark signal is input to the minus input terminal. In the light receiving section 2, the optical signal of each pixel is read out one line before the dark signal of the pixel is read out, but when the optical signal of the pixel is input to the plus input terminal, it is set to 1 by the 1H delay line 14. Since they are line-delayed, both are input to the subtractor 15 at the same time. This state is shown by H and I in FIG. The subtractor 15 subtracts the dark signal from the input optical signal of each pixel and outputs the subtracted signal.
In this way, by subtracting the dark signal from the optical signal, it is possible to obtain a video signal in which the dark FPN is suppressed.

【0025】このようにして、図1の(A)に示した第
1の実施の形態においては、メモリを用いず、また図10
に示した従来例のように倍速水平走査を行うことなく、
リアルタイムでFPN抑圧を行うことができる。
In this way, in the first embodiment shown in FIG. 1A, no memory is used, and in addition, in FIG.
Without performing double speed horizontal scanning like the conventional example shown in
FPN suppression can be performed in real time.

【0026】次に、第2の実施の形態について説明す
る。図3は第2の実施の形態を説明するための固体撮像
素子の信号読み出し処理装置のブロック構成図で、図1
の(A)に示した第1の実施の形態と同一又は対応する
構成要素には同一符号を付して示している。この実施の
形態は請求項2及び3記載の発明に対応するもので、図
1の(A)に示した第1の実施の形態との違いは、図1
の(A)に示したスイッチ13−1,13−2を固体撮像素
子1に内蔵している点である。図3において、16−1,
16−2はその内蔵スイッチである。
Next, a second embodiment will be described. FIG. 3 is a block configuration diagram of a signal read-out processing device of a solid-state image sensor for explaining the second embodiment.
The same or corresponding components as those of the first embodiment shown in (A) are designated by the same reference numerals. This embodiment corresponds to the invention described in claims 2 and 3, and the difference from the first embodiment shown in FIG.
The switches 13-1 and 13-2 shown in (A) are incorporated in the solid-state imaging device 1. In FIG. 3, 16-1,
16-2 is the built-in switch.

【0027】図1の(A)に示した第1の実施の形態に
おいては、固体撮像素子から読み出した信号を1ライン
毎に切り換えなければならないのに対して、この実施の
形態においては該機能を固体撮像素子に内蔵することに
より、読み出し後の処理が簡単になる。
In the first embodiment shown in FIG. 1A, the signal read from the solid-state image pickup device must be switched line by line, but in this embodiment, the function is changed. By incorporating the in the solid-state image sensor, the processing after reading is simplified.

【0028】次に、このように構成されている固体撮像
素子の信号読み出し処理装置の動作について説明する。
図4は、この動作を説明するためのタイミングチャート
である。受光部2の各画素の信号を出力信号線10−1,
10−2に出力するまでは、第1の実施の形態と同じであ
るので説明を省略する。図4のE,Fに出力信号線10−
1,10−2に出力される画素出力信号を時系列的に示
す。
Next, the operation of the signal read-out processing device of the solid-state image pickup device having such a configuration will be described.
FIG. 4 is a timing chart for explaining this operation. The signal of each pixel of the light receiving section 2 is output by the output signal line 10-1,
The description up to 10-2 is omitted because it is the same as in the first embodiment until it is output to 10-2. Output signal line 10-
Pixel output signals output to 1 and 10-2 are shown in time series.

【0029】内蔵スイッチ16−1は、図3に示されるよ
うにスイッチの出力側がa側に接続されると、出力信号
線10−1の信号が出力端子11−1から出力され、b側に
接続されると出力端子11−2から出力されるように構成
されている。一方、内蔵スイッチ16−2は、図3に示さ
れるようにスイッチの出力側がb側に接続されると、出
力信号線10−2の信号が出力端子11−1から出力され、
a側に接続されると出力端子11−2から出力されるよう
に構成されている。図4のGにスイッチの接続の切り換
えのタイミングを示す。
In the built-in switch 16-1, when the output side of the switch is connected to the a side as shown in FIG. 3, the signal of the output signal line 10-1 is output from the output terminal 11-1 and the b side is connected. When connected, it is configured to output from the output terminal 11-2. On the other hand, in the built-in switch 16-2, when the output side of the switch is connected to the b side as shown in FIG. 3, the signal of the output signal line 10-2 is output from the output terminal 11-1.
When connected to the a side, the output terminal 11-2 outputs the signal. 4G shows the switching timing of the switch connection.

【0030】t=0〜1の期間においては、図4のEに
示すように出力信号線10−1には受光部2の1行目の画
素の光信号が出力されている。このとき、図4のGによ
り内蔵スイッチ16−1の出力側はa側に接続されている
ため、1行目の光信号は出力端子11−1から出力され
る。出力端子11−1,11−2の出力信号は、それぞれ図
4のJ,Kに示されている。
In the period of t = 0 to 1, the optical signal of the pixel in the first row of the light receiving section 2 is output to the output signal line 10-1 as shown in E of FIG. At this time, since the output side of the built-in switch 16-1 is connected to the a side by G in FIG. 4, the optical signal of the first row is output from the output terminal 11-1. The output signals of the output terminals 11-1 and 11-2 are shown by J and K in FIG. 4, respectively.

【0031】次に、t=1〜2の期間においては、図4
のE,Fに示すように出力信号線10−1には1行目の暗
時信号が出力され、出力信号線10−2には2行目の光信
号が出力されている。このとき、図4のGにより内蔵ス
イッチ16−1,16−2の出力側はb側に接続されている
ため、1行目の暗時信号は出力端子11−2から出力さ
れ、2行目の光信号は出力端子11−1から出力される。
以下同様にして各出力端子から画素の出力信号が、図4
のJ,Kに示されているように出力される。出力端子11
−1からは常に画素の光信号が出力され、出力端子11−
2からは常に画素の暗時信号が出力される。
Next, in the period of t = 1 to 2,
As indicated by E and F, the dark signal of the first row is output to the output signal line 10-1, and the optical signal of the second row is output to the output signal line 10-2. At this time, since the output sides of the built-in switches 16-1 and 16-2 are connected to the b side by G in FIG. 4, the dark signal in the first row is output from the output terminal 11-2 and the dark signal in the second row is output. Is output from the output terminal 11-1.
Similarly, the pixel output signal from each output terminal is similar to that shown in FIG.
Are output as shown in J and K. Output terminal 11
The optical signal of the pixel is always output from -1, and the output terminal 11-
From 2, the dark signal of the pixel is always output.

【0032】出力端子11−1から出力された光信号は、
増幅器12−1により増幅されて1Hディレイライン14に
入力され、ここで1ライン遅延された後、減算器15のプ
ラス入力端子に入力される。一方、出力端子11−2から
出力された暗時信号は、増幅器12−2により増幅され、
減算器15のマイナス入力端子に入力される。受光部2に
おいては、各画素の光信号は該画素の暗時信号が読み出
される1ライン前に読み出されるが、該画素の光信号が
プラス入力端子に入力されるときは、1Hディレイライ
ン14により1ライン遅延されているため、両者は同時刻
に減算器15に入力される。この様子は、図4のH,Iに
示されている。減算器15において、入力された各画素の
光信号から暗時信号が減算されて、出力される。このよ
うにして、光信号から暗時信号を減算することにより、
暗時FPNを抑圧したビデオ信号を得ることができる。
The optical signal output from the output terminal 11-1 is
The signal is amplified by the amplifier 12-1 and input to the 1H delay line 14, where it is delayed by 1 line, and then input to the plus input terminal of the subtracter 15. On the other hand, the dark signal output from the output terminal 11-2 is amplified by the amplifier 12-2,
It is input to the minus input terminal of the subtracter 15. In the light receiving unit 2, the optical signal of each pixel is read out one line before the dark signal of the pixel is read out. When the optical signal of the pixel is input to the plus input terminal, the 1H delay line 14 is used. Since they are delayed by one line, both are input to the subtractor 15 at the same time. This state is shown by H and I in FIG. In the subtractor 15, the dark signal is subtracted from the input optical signal of each pixel and output. In this way, by subtracting the dark signal from the optical signal,
A video signal with suppressed FPN in the dark can be obtained.

【0033】このようにして、図3に示した第2の実施
の形態においてもメモリを用いず、また図10に示した従
来例のように倍速水平走査を行うことなく、リアルタイ
ムでFPN抑圧を行うことができる。また、第1の実施
の形態においては、固体撮像素子の出力端子から画素出
力信号を読み出した後に信号を切り換えるスイッチを必
要としたが、本実施の形態においてはスイッチを内蔵し
ているため不要である。
In this way, in the second embodiment shown in FIG. 3 as well, memory is not used, and FPN suppression is performed in real time without performing double speed horizontal scanning as in the conventional example shown in FIG. It can be carried out. Further, in the first embodiment, the switch for switching the signal after reading the pixel output signal from the output terminal of the solid-state image sensor is required, but in the present embodiment, it is unnecessary because the switch is built in. is there.

【0034】次に、第3の実施の形態について説明す
る。図5は第3の実施の形態を説明するための固体撮像
素子の信号読み出し処理装置のブロック構成図で、図1
の(A)に示した第1の実施の形態と同一又は対応する
構成要素には同一符号を付して示している。この実施の
形態は請求項1〜3記載の各発明に対応するもので、図
5において、受光部2は説明を簡単にするために8行×
2列の構成としており、画素3−11〜3−82のからな
る。受光部2より出力された各画素の出力信号は、出力
端子11−1〜11−4から出力される。出力端子11−1,
11−3から出力された信号は、それぞれ増幅器12−1,
12−2に入力される。出力端子11−2,11−4から出力
された信号は、それぞれスイッチ17−1,17−2を介し
て増幅器12−1,12−2のいずれかに入力される。以
下、第1の実施の形態と同様な過程を経て、減算器15よ
りFPNが抑圧されたビデオ信号が出力されるようにな
っている。
Next, a third embodiment will be described. FIG. 5 is a block configuration diagram of a signal read-out processing device of a solid-state imaging device for explaining the third embodiment.
The same or corresponding components as those of the first embodiment shown in (A) are designated by the same reference numerals. This embodiment corresponds to each of the inventions described in claims 1 to 3, and in FIG. 5, the light receiving section 2 has 8 rows × for simplifying the description.
It has a two-column structure and is composed of pixels 3-11 to 3-82. The output signal of each pixel output from the light receiving unit 2 is output from the output terminals 11-1 to 11-4. Output terminal 11-1,
The signals output from 11-3 are amplifiers 12-1 and 12-1, respectively.
It is input to 12-2. The signals output from the output terminals 11-2 and 11-4 are input to either of the amplifiers 12-1 and 12-2 via the switches 17-1 and 17-2, respectively. After that, the video signal in which the FPN is suppressed is output from the subtracter 15 through the same process as in the first embodiment.

【0035】図5に示した第3の実施の形態は、前記第
1の実施の形態の受光部の各画素列当たりの垂直信号線
の本数を4本とし、2行加算読み出し方式とした場合に
おいても、第1の実施の形態と同様な方法で、FPN抑
圧ができることを示したものである。
In the third embodiment shown in FIG. 5, the number of vertical signal lines per pixel column of the light receiving portion of the first embodiment is four and the two-row addition read system is adopted. Also in the above, it is shown that FPN can be suppressed by the same method as in the first embodiment.

【0036】次に、第3の実施の形態における固体撮像
素子内の構成について説明する。この実施の形態では、
画素群の各画素列にそれぞれ4本の垂直信号線が配置さ
れている。画素群の1行目の画素の制御端子は垂直選択
線7−1を介して垂直走査回路4に接続され、同様に画
素群の2〜4行目の画素の制御端子は、それぞれ垂直選
択線7−2〜7−8を介して垂直走査回路4に接続され
ている。画素3−11,3−51の出力端子は垂直信号線8
−1に接続され、水平選択スイッチ6−1を介して出力
信号線10−1に接続されており、画素3−21,3−61の
出力端子は垂直信号線8−2に接続され、水平選択スイ
ッチ6−2を介して出力信号線10−2に接続されてい
る。画素3−31,3−71の出力端子は垂直信号線8−3
に接続され、水平選択スイッチ6−3を介して出力信号
線10−3に接続されており、画素3−41,3−81の出力
端子は垂直信号線8−4に接続され、水平選択スイッチ
6−4を介して出力信号線10−4に接続されている。画
素3−12,3−52の出力端子は垂直信号線8−5に接続
され、水平選択スイッチ6−5を介して出力信号線10−
1に接続されており、画素3−22,3−62の出力端子は
垂直信号線8−6に接続され、水平選択スイッチ6−6
を介して出力信号線10−2に接続されている。画素3−
32,3−72の出力端子は垂直信号線8−7に接続され、
水平選択スイッチ6−7を介して出力信号線10−3に接
続されており、画素3−42,3−82の出力端子は垂直信
号線8−8に接続され、水平選択スイッチ6−8を介し
て出力信号線10−4に接続されている。このように、各
列の画素の出力端子は4本の垂直信号線に順に接続され
ている。そして出力信号線10−1〜10−4は、それぞれ
出力端子11−1〜11−4に接続されている。
Next, the internal structure of the solid-state image sensor according to the third embodiment will be described. In this embodiment,
Four vertical signal lines are arranged in each pixel column of the pixel group. The control terminals of the pixels in the first row of the pixel group are connected to the vertical scanning circuit 4 via the vertical selection line 7-1, and similarly, the control terminals of the pixels in the second to fourth rows of the pixel group are respectively connected to the vertical selection line. It is connected to the vertical scanning circuit 4 via 7-2 to 7-8. The output terminals of the pixels 3-11 and 3-51 are vertical signal lines 8
-1, is connected to the output signal line 10-1 via the horizontal selection switch 6-1 and the output terminals of the pixels 3-21 and 3-61 are connected to the vertical signal line 8-2, It is connected to the output signal line 10-2 via the selection switch 6-2. The output terminals of the pixels 3-31 and 3-71 are vertical signal lines 8-3.
Connected to the output signal line 10-3 via the horizontal selection switch 6-3, and the output terminals of the pixels 3-41 and 3-81 are connected to the vertical signal line 8-4. It is connected to the output signal line 10-4 via 6-4. The output terminals of the pixels 3-12 and 3-52 are connected to the vertical signal line 8-5, and the output signal line 10- is connected via the horizontal selection switch 6-5.
1 and the output terminals of the pixels 3-22 and 3-62 are connected to the vertical signal line 8-6 and the horizontal selection switch 6-6.
Is connected to the output signal line 10-2 via. Pixel 3-
The output terminals of 32, 3-72 are connected to the vertical signal line 8-7,
The horizontal selection switch 6-7 is connected to the output signal line 10-3. The output terminals of the pixels 3-42 and 3-82 are connected to the vertical signal line 8-8. It is connected to the output signal line 10-4 via. In this way, the output terminals of the pixels in each column are sequentially connected to the four vertical signal lines. The output signal lines 10-1 to 10-4 are connected to the output terminals 11-1 to 11-4, respectively.

【0037】次に、このように構成されている第3の実
施の形態の動作について説明する。図6,7は、この動
作を説明するためのタイミングチャートである。図6,
7においては、固体撮像素子1の1〜8行の垂直選択線
7−1〜7−8に入力される読み出し制御信号を、それ
ぞれA〜Hで示している。
Next, the operation of the third embodiment configured as described above will be described. 6 and 7 are timing charts for explaining this operation. Figure 6
In FIG. 7, read control signals input to the vertical selection lines 7-1 to 7-8 of the first to eighth rows of the solid-state image sensor 1 are indicated by A to H, respectively.

【0038】この実施の形態における固体撮像素子にお
いては、各画素当たり垂直信号線が4本あるため、さま
ざまな読み出し方法が可能である。ここでは、その一つ
の例として、2行混合インターレース読み出しを行いつ
つ、前記各実施の形態と同様なFPN抑圧を行う読み出
し方法について説明する。2行混合インターレース読み
出し方法は、Aフィールドでは1行目と2行目、3行目
と4行目,5行目と6行目,・・・・・と言う組み合わ
せで読み出し、Bフィールドでは2行目と3行目、4行
目と5行目,6行目と7行目,・・・・・と言う組み合
わせで読み出す方法である。
In the solid-state image sensor according to this embodiment, since there are four vertical signal lines for each pixel, various readout methods are possible. Here, as one example thereof, a read method for performing the same FPN suppression as in each of the above embodiments while performing two-row mixed interlaced read will be described. The two-row mixed interlaced read method uses the combination of the first and second rows, the third and fourth rows, the fifth and sixth rows, ... This is a method of reading by the combination of the third and fourth lines, the fourth and fifth lines, the sixth and seventh lines, ....

【0039】まずAフィールドの読み出し方法につい
て、図6を用いて説明する。Aフィールドにおいては、
図6のA,Bに示すように、t=0〜1の期間において
は画素群の1,2行目が読み出し状態になっている。画
素3−11,3−12の光信号は、それぞれ垂直信号線8−
1,8−5及び水平選択スイッチ6−1,6−5を介し
て、順番に出力信号線10−1に出力される。また、画素
3−21,3−22の光信号は、それぞれ垂直信号線8−
2,8−6及び水平選択スイッチ6−2,6−6を介し
て、順番に出力信号線10−2に出力される。出力信号線
10−1,10−2に出力される画素出力信号を時系列的に
示したものが、図6のI,Jである。図6のA,Bに示
すように、画素群の1,2行目は、t=1の時点で各画
素の光蓄積電荷がリセットされ、t=1〜2の期間に暗
時信号が読み出される。t=1〜2の期間においても、
t=0〜1の期間と同様な経路を通り、1行目の暗時信
号は出力信号線10−1に、2行目の暗時信号は出力信号
線10−2にそれぞれ出力される。
First, a method of reading the A field will be described with reference to FIG. In the A field,
As shown in FIGS. 6A and 6B, the first and second rows of the pixel group are in the read state during the period of t = 0 to 1. The optical signals of the pixels 3-11 and 3-12 are respectively supplied to the vertical signal line 8-
1, 8-5 and the horizontal selection switches 6-1 and 6-5 to sequentially output to the output signal line 10-1. In addition, the optical signals of the pixels 3-21 and 3-22 are respectively supplied to the vertical signal line 8-
2, 8-6 and horizontal selection switches 6-2, 6-6, and are sequentially output to the output signal line 10-2. Output signal line
The pixel output signals output to 10-1 and 10-2 are shown in time series as I and J in FIG. As shown in FIGS. 6A and 6B, in the first and second rows of the pixel group, the light accumulated charge of each pixel is reset at the time of t = 1, and the dark signal is read during the period of t = 1 to 2. Be done. Even in the period of t = 1 to 2,
The dark signal of the first row is output to the output signal line 10-1 and the dark signal of the second row is output to the output signal line 10-2 through the same route as in the period of t = 0 to 1.

【0040】一方、画素群の3,4行目の光信号は、図
6のC,Dに示すように、t=1〜2の期間に読み出し
状態になっている。画素3−31,3−32の光信号は、そ
れぞれ垂直信号線8−3,8−7及び水平選択スイッチ
6−3,6−7を介して、順番に出力信号線10−3に出
力され、また、画素3−41,3−42の光信号は、それぞ
れ垂直信号線8−4,8−8及び水平選択スイッチ6−
4,6−8を介して、順番に出力信号線10−4に出力さ
れる。この出力態様は、図6のK,Lに示されている。
このように、同時に読み出される1,2行目の暗時信号
とは異なる垂直信号線、水平選択スイッチ、及び出力信
号線を介して3,4行目の光信号が出力されるため、そ
れぞれを独立して読み出すことができる。以下同様に、
各行の光信号及び暗時信号が読み出され、図5のI〜L
に示されるように、それぞれが独立に読み出される。
On the other hand, the optical signals of the third and fourth rows of the pixel group are in the read state during the period of t = 1 to 2, as shown in C and D of FIG. The optical signals of the pixels 3-31 and 3-32 are sequentially output to the output signal line 10-3 via the vertical signal lines 8-3 and 8-7 and the horizontal selection switches 6-3 and 6-7, respectively. Further, the optical signals of the pixels 3-41 and 3-42 are the vertical signal lines 8-4 and 8-8 and the horizontal selection switch 6-, respectively.
The signals are sequentially output to the output signal line 10-4 via 4, 6-8. This output mode is shown by K and L in FIG.
In this way, the optical signals of the third and fourth rows are output through the vertical signal line, the horizontal selection switch, and the output signal line, which are different from the dark signal of the first and second rows that are read at the same time. It can be read independently. Similarly,
The optical signal and the dark signal of each row are read out, and I to L in FIG.
Each of them is independently read as shown in FIG.

【0041】Aフィールドにおいては、スイッチ17−
1,17−2は常に出力側が図5のc側に接続されてい
る。このため、出力端子11−2,11−4はそれぞれスイ
ッチ17−1,17−2を介して増幅器12−1,12−2に接
続されている。したがって、出力信号線10−1,10−2
に出力された画素出力信号線は、それぞれ出力端子11−
1,11−2を介したのち、増幅器12−1に2行の信号が
混合された形で入力され、出力信号線10−3,10−4に
出力された画素出力信号線は、それぞれ出力端子11−
3,11−4を介したのち、増幅器12−2に両者の信号が
入力される。説明を簡単にするため、ここでは加算器等
を用いなくても2つ信号線が同じところに接続される
と、両者の出力信号は加算されるものとする。例えば、
t=0〜1の期間においては、出力信号線10−1,10−
2には図6のI,Jに示すようにそれぞれ1行目、2行
目の光信号が出力されているため、増幅器12−1にはこ
の両者の信号が加算されて入力される。増幅器12−1,
12−2に入力される信号を図6のM,Nに示す。増幅器
12−1,12−2に入力された信号は増幅されて出力さ
れ、それぞれスイッチ13−1,13−2を介して1Hディ
レイライン14又は減算器15のマイナス入力端子のいずれ
かに入力される。
In the A field, the switch 17-
The output side of 1, 17-2 is always connected to the c side of FIG. Therefore, the output terminals 11-2 and 11-4 are connected to the amplifiers 12-1 and 12-2 via the switches 17-1 and 17-2, respectively. Therefore, the output signal lines 10-1, 10-2
The pixel output signal lines output to
The pixel output signal lines output to the output signal lines 10-3 and 10-4 after being input to the amplifier 12-1 in a mixed form of the signals of the two rows via 1 and 11-2 are output. Terminal 11-
After passing through 3 and 11-4, both signals are input to the amplifier 12-2. For simplification of description, it is assumed here that, if two signal lines are connected to the same place without using an adder or the like, the output signals of both signals are added. For example,
In the period of t = 0 to 1, the output signal lines 10-1, 10-
As shown in I and J of FIG. 6, the optical signals of the first row and the second row are output to the amplifier 2, and the signals of both are added and input to the amplifier 12-1. Amplifier 12-1,
The signals input to 12-2 are shown as M and N in FIG. amplifier
The signals input to 12-1 and 12-2 are amplified and output, and are input to either the 1H delay line 14 or the minus input terminal of the subtracter 15 via the switches 13-1 and 13-2, respectively. .

【0042】スイッチ13−1は、図5に示されるように
スイッチの出力側がa側に接続されると、増幅器12−1
の出力信号が1Hディレイライン14に入力され、b側に
接続されると減算器15のマイナス入力端子に入力される
ように構成されている。一方、スイッチ13−2は、図5
に示されるようにスイッチの出力側がb側に接続される
と、増幅器12−2の出力信号が1Hディレイライン14に
入力され、a側に接続されると減算器15のマイナス入力
端子に入力されるように構成されている。図6のOにス
イッチ13−1,13−2の接続の切り換えのタイミングを
示す。t=0〜1の期間においては、図6のOに示すよ
うにスイッチ13−1,13−2の出力側は、a側に接続さ
れている。このとき、図6のMに示すように増幅器12−
1には1行目、2行目の光信号が入力されており、これ
は1Hディレイライン14に入力され、ここで1ライン遅
延された後、t=1〜2の期間に減算器15のプラス入力
端子に入力される。この態様が図6のPに示される。一
方、t=1〜2の期間では、図6のOに示すようにスイ
ッチ13−1,13−2の出力側は、b側に接続されてい
る。このとき、図6のMに示すように増幅器12−1には
1行目、2行目の暗時信号が入力されており、これは減
算器15のマイナス入力端子に入力される。この態様を図
6のQに示す。また図6のNに示すように、同じ期間に
増幅器12−2には3行目、4行目の光信号が入力されて
おり、これは1Hディレイライン14に入力され、ここで
1ライン遅延された後、t=2〜3の期間に減算器15の
プラス入力端子に入力される。この態様は図6のPに示
されている。
The switch 13-1 has an amplifier 12-1 when the output side of the switch is connected to the a side as shown in FIG.
Output signal is input to the 1H delay line 14, and when connected to the b side, it is input to the minus input terminal of the subtracter 15. On the other hand, the switch 13-2 is shown in FIG.
When the output side of the switch is connected to the b side, the output signal of the amplifier 12-2 is input to the 1H delay line 14, and when it is connected to the a side, it is input to the minus input terminal of the subtractor 15, as shown in FIG. Is configured to. The timing of switching the connection of the switches 13-1 and 13-2 is shown in O of FIG. In the period of t = 0 to 1, the output sides of the switches 13-1 and 13-2 are connected to the a side as shown by O in FIG. At this time, as shown by M in FIG.
The optical signals of the first and second rows are input to 1 and are input to the 1H delay line 14, which is delayed by one line and then delayed by one line during the period of t = 1 to 2. Input to the plus input terminal. This aspect is shown in P of FIG. On the other hand, in the period of t = 1 to 2, the output sides of the switches 13-1 and 13-2 are connected to the b side as shown by O in FIG. At this time, as shown by M in FIG. 6, the dark time signals of the first and second rows are input to the amplifier 12-1 and are input to the minus input terminal of the subtracter 15. This aspect is shown in Q of FIG. Further, as shown by N in FIG. 6, the optical signals of the third and fourth rows are input to the amplifier 12-2 during the same period, and these are input to the 1H delay line 14 where the 1-line delay is delayed. After that, it is input to the plus input terminal of the subtracter 15 in the period of t = 2 to 3. This aspect is shown at P in FIG.

【0043】このように、増幅器12−1,12−2の各出
力信号が、1ライン毎に1Hディレイライン14と減算器
15のマイナス入力端子に交互に入力されるように、スイ
ッチ13−1及び13−2を切り換えることにより、減算器
15のプラス入力端子には1Hディレイライン14を介し
て、受光部2の隣接する2行の各画素の光信号の加算信
号が入力され、マイナス入力端子には暗時信号の加算信
号が入力されるように構成されている。受光部2におい
ては、各画素の光信号は該画素の暗時信号が読み出され
る1ライン前に読み出されるが、該画素の光信号がプラ
ス入力端子に入力されるときは、1Hディレイライン14
により1ライン遅延されているため、両者は同時刻に減
算器15に入力される。この様子は、図6のP,Qに示さ
れる。減算器15において、入力された各画素の光信号か
ら暗時信号が減算されて出力される。このようにして、
光信号から暗時信号を減算することにより、暗時FPN
を抑圧したビデオ信号を得ることができる。
As described above, the output signals of the amplifiers 12-1 and 12-2 are supplied to the 1H delay line 14 and the subtractor for each line.
By switching the switches 13-1 and 13-2 so that they are alternately input to the negative input terminal of 15, the subtractor
The addition signal of the optical signals of the pixels of two adjacent rows of the light receiving unit 2 is input to the plus input terminal of 15 through the 1H delay line 14, and the addition signal of the dark signal is input to the minus input terminal. Is configured to. In the light receiving unit 2, the optical signal of each pixel is read out one line before the dark signal of the pixel is read out. When the optical signal of the pixel is input to the plus input terminal, the 1H delay line 14
Therefore, both are input to the subtractor 15 at the same time because they are delayed by one line. This state is shown in P and Q of FIG. The subtractor 15 subtracts the dark signal from the input optical signal of each pixel and outputs the subtracted signal. In this way,
By subtracting the dark signal from the optical signal, the dark FPN
It is possible to obtain a video signal with suppressed noise.

【0044】次に、Bフィールドの読み出しを図7のタ
イミングチャートに基づいて説明する。Aフィールドと
の違いは、同時に読み出し状態になる画素行の組み合わ
せが変わること、及びスイッチ17−1,17−2の出力側
が図5のd側になり、出力端子11−1と11−4の出力が
加算されて増幅器12−1に入力され、出力端子11−2と
11−3の出力が加算されて増幅器12−2に入力されるよ
うになっていることである。前述のように、Bフィール
ドにおいては同時に読み出される2行の組み合わせが2
行目と3行目、4行目と5行目,6行目と7行目である
ため、組み合わせる対象行のない1行目と8行目の信号
は、通常ビデオ信号としては使用されないので説明を省
略する。
Next, reading of the B field will be described with reference to the timing chart of FIG. The difference from the A field is that the combination of pixel rows that are in the read state at the same time changes, and the output side of the switches 17-1 and 17-2 is the d side of FIG. 5, and the output terminals 11-1 and 11-4 The outputs are added and input to the amplifier 12-1, and the output terminal 11-2 and
That is, the outputs of 11-3 are added and input to the amplifier 12-2. As described above, in the B field, the combination of two rows read simultaneously is 2
Since it is the third and fourth rows, the fourth and fifth rows, and the sixth and seventh rows, the signals of the first and eighth rows that have no target rows to be combined are not normally used as video signals. The description is omitted.

【0045】Aフィールドの読み出し時と同様な考え方
で、t=1〜2の期間においては、図7のB,Cにより
2行目と3行目の画素の光信号が、それぞれ出力信号線
10−2,10−3に読み出される。以下同様に、各行の信
号がそれぞれの出力端子に出力され、この態様が図7の
I〜Lに示される。Bフィールドにおいてはスイッチ17
−1,17−2の出力側は、常に図5のd側に接続されて
いる。このため、出力信号線10−1に接続されている出
力端子11−1及び出力信号線10−4に接続されている出
力端子11−4は増幅器12−1に接続されており、出力信
号線10−2に接続されている出力端子11−2及び出力信
号線10−3に接続されている出力端子11−3は増幅器12
−2に接続されている。したがって、図7のI〜Lに示
される出力信号線10−1,10−4に出力される各画素の
出力信号は、加算されて増幅器12−1に入力され、図7
のJ,Kに示される出力信号線10−2,10−3に出力さ
れる各画素の出力信号は、加算されて増幅器12−2に入
力される。それらの入力信号は、それぞれ図7のM,N
に示される。以下、Aフィールドと同様に減算器15のプ
ラス,マイナスの各入力端子には、図7のP,Qに示さ
れるように、プラス入力端子には受光部2の隣接する2
行の各画素の光信号が入力され、マイナス入力端子には
受光部2の隣接する2行の各画素の暗時信号が入力され
る。減算器15において、プラス入力端子に入力された信
号からマイナス入力端子に入力された信号を減算し、そ
れを出力することにより、FPN抑圧のされたビデオ信
号が得られる。
In the same way as when reading the A field, during the period of t = 1 to 2, the optical signals of the pixels in the second and third rows are output signal lines according to B and C in FIG.
It is read to 10-2 and 10-3. Similarly, the signals of the respective rows are output to the respective output terminals, and this mode is shown in I to L of FIG. Switch 17 in B field
The output sides of -1, 17-2 are always connected to the d side of FIG. Therefore, the output terminal 11-1 connected to the output signal line 10-1 and the output terminal 11-4 connected to the output signal line 10-4 are connected to the amplifier 12-1. The output terminal 11-2 connected to 10-2 and the output terminal 11-3 connected to the output signal line 10-3 are amplifier 12
-2. Therefore, the output signals of the pixels output to the output signal lines 10-1 and 10-4 shown by I to L in FIG. 7 are added and input to the amplifier 12-1.
The output signals of the pixels output to the output signal lines 10-2 and 10-3 indicated by J and K are added and input to the amplifier 12-2. These input signals are respectively M and N in FIG.
Is shown in Hereinafter, as in the case of the A field, the plus and minus input terminals of the subtractor 15 are connected to the plus input terminals of the adjacent light receiving unit 2 as shown by P and Q in FIG.
The optical signal of each pixel of the row is input, and the dark signal of each pixel of two adjacent rows of the light receiving unit 2 is input to the minus input terminal. The subtractor 15 subtracts the signal input to the minus input terminal from the signal input to the plus input terminal and outputs the subtracted signal, thereby obtaining the FPN-suppressed video signal.

【0046】このように、第3の実施の形態においては
受光部の各画素列当たりに4本の垂直信号線を有するこ
とにより、異なる行の組み合わせにおいても前記各実施
の形態と同様にFPN抑圧を行うことができる。これに
より、2行混合インターレース読み出しにおいてもFP
Nを抑圧しながら読み出すことができる。
As described above, in the third embodiment, since four vertical signal lines are provided for each pixel column of the light receiving portion, even in the combination of different rows, the FPN suppression is performed as in the above embodiments. It can be performed. As a result, even in two-row mixed interlaced reading, FP
It is possible to read while suppressing N.

【0047】また、この第3の実施の形態においても、
第1及び第2の実施の形態に示した読み出し方法と同
様、2行加算しない1行独立読み出しも可能である。こ
れは、図5において固体撮像素子の各出力端子毎に1つ
づつ増幅器を設けることによって、行うことができる。
この場合は、同時に2行分の光信号と2行分の暗時信号
を読み出すことができるため、同じ水平走査速度で図1
に示した第1の実施の形態よりも倍のフレームレートで
読み出し、且つ同様なFPN抑圧を行うことができる。
Also in the third embodiment,
Similar to the reading method shown in the first and second embodiments, one-row independent reading without adding two rows is also possible. This can be done by providing one amplifier for each output terminal of the solid-state image sensor in FIG.
In this case, since the optical signals for two rows and the dark signals for two rows can be read at the same time, the same horizontal scanning speed as in FIG.
It is possible to read at a frame rate twice as high as that of the first embodiment shown in FIG. 1 and perform similar FPN suppression.

【0048】上記各実施の形態においては、画素列当た
り垂直信号線を2本又は4本配置したものを示したが、
画素列当たり垂直信号線を3本又は5本以上配置した場
合においても、同様にFPN抑圧を行うことができる。
In each of the above-mentioned embodiments, two or four vertical signal lines are arranged per pixel column.
Even when three or more vertical signal lines are arranged per pixel column, FPN suppression can be similarly performed.

【0049】また、上記各実施の形態においては、受光
部の画素数を4×4又は2×8とした場合について説明
したが、より多くの画素数を持つ固体撮像素子に対して
も同様に適用可能であることは言うまでもない。また受
光部の画素に用いる光電変換素子は、CMD,SIT,
AMI等のXYアドレス型の固体撮像素子を構成できる
ものであれば、どれでも用いることができる。
In each of the above embodiments, the case where the number of pixels of the light receiving portion is set to 4 × 4 or 2 × 8 has been described, but the same applies to a solid-state image sensor having a larger number of pixels. It goes without saying that it is applicable. Further, the photoelectric conversion element used for the pixel of the light receiving unit is CMD, SIT,
Any material can be used as long as it can form an XY address type solid-state imaging device such as AMI.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上発明の実施の形態に基づいて説明し
たように、請求項1記載の発明によれば、動画及び静止
画のいずれに対してもメモリを用いずにリアルタイムに
暗時FPNが抑圧され、温度変化等により暗時FPNが
変化した場合でも直ちにその変化に追従し、常に安定に
暗時FPNを抑圧した画像を得ることができる。また読
み出しの際に、倍速水平走査も必要としないため、処理
回路における時間軸変換は不要である。また、固体撮像
素子内にラインメモリを設ける必要がないので、ライン
メモリの追加による素子のチップ面積の増大や、ライン
メモリの容量ばらつきによる新たなFPNの発生を阻止
することができる。また、請求項2記載の発明によれ
ば、固体撮像素子内にスイッチを内蔵したため、固体撮
像素子以外の信号処理回路における画素出力信号の出力
を切り換えるスイッチが不要となり、信号処理回路の規
模を小さくすることができる。
As described above on the basis of the embodiments of the invention, according to the invention of claim 1, the dark FPN is real time for both moving images and still images without using a memory. Even if the dark FPN is suppressed and changes in the dark FPN due to a temperature change or the like, it is possible to immediately follow the change and always obtain an image in which the dark FPN is suppressed stably. Further, since the double speed horizontal scanning is not necessary at the time of reading, the time axis conversion in the processing circuit is unnecessary. Further, since it is not necessary to provide a line memory in the solid-state imaging device, it is possible to prevent an increase in the chip area of the device due to the addition of the line memory and the generation of new FPN due to the variation in the capacity of the line memory. Further, according to the second aspect of the invention, since the switch is built in the solid-state image sensor, a switch for switching the output of the pixel output signal in the signal processing circuit other than the solid-state image sensor becomes unnecessary, and the scale of the signal processing circuit can be reduced. can do.

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

【図1】本発明に係る固体撮像素子の信号読み出し処理
方法の第1の実施の形態を説明するための固体撮像素子
の信号読み出し処理装置を示すブロック構成図及び画素
構成を示す図である。
FIG. 1 is a block configuration diagram showing a signal readout processing device of a solid-state image sensor for explaining a first embodiment of a signal readout processing method of a solid-state image sensor according to the present invention, and a diagram showing a pixel configuration.

【図2】図1に示した第1の実施の形態の動作を説明す
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 first embodiment shown in FIG.

【図3】本発明の第2の実施の形態を説明するための固
体撮像素子の信号読み出し処理装置を示すブロック構成
図である。
FIG. 3 is a block configuration diagram showing a signal read-out processing device of a solid-state imaging device for explaining a second embodiment of the present invention.

【図4】図3に示した第2の実施の形態の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the second embodiment shown in FIG. 3;

【図5】本発明の第3の実施の形態を説明するための固
体撮像素子の信号読み出し処理装置を示すブロック構成
図である。
FIG. 5 is a block configuration diagram showing a signal read-out processing device of a solid-state imaging device for explaining a third embodiment of the present invention.

【図6】図5に示した第3の実施の形態におけるAフィ
ールドの動作を説明するためのタイミングチャートであ
る。
FIG. 6 is a timing chart for explaining an operation of an A field in the third embodiment shown in FIG.

【図7】図5に示した第3の実施の形態におけるBフィ
ールドの動作を説明するためのタイミングチャートであ
る。
FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of the B field in the third embodiment shown in FIG.

【図8】従来の画像再生装置に用いられるFPN抑圧手
段の構成例を示すブロック構成図である。
FIG. 8 is a block configuration diagram showing a configuration example of FPN suppressing means used in a conventional image reproducing device.

【図9】従来のFPN抑圧のための暗時FPN信号の取
り込み方法を説明するためのタイミングチャートであ
る。
FIG. 9 is a timing chart for explaining a conventional dark FPN signal capturing method for FPN suppression.

【図10】従来の画像再生装置に用いられるFPN抑圧手
段の他の構成例を示すブロック構成図である。
FIG. 10 is a block configuration diagram showing another configuration example of the FPN suppressing unit used in the conventional image reproducing apparatus.

【図11】図10に示したFPN抑圧手段の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。
11 is a timing chart for explaining the operation of the FPN suppressing means shown in FIG.

【図12】従来の画像再生装置に用いられるFPN抑圧手
段の更に他の構成例を示すブロック構成図である。
FIG. 12 is a block configuration diagram showing still another configuration example of the FPN suppressing unit used in the conventional image reproducing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 固体撮像素子 2 受光部 3−11〜3−82 画素 4 垂直走査回路 5 水平走査回路 6−1〜6−8 水平選択スイッチ 7−1〜7−8 垂直選択線 8−1〜8−8 垂直信号線 9−1〜9−4 水平走査回路出力線 10−1〜10−4 出力信号線 11−1〜11−4 出力端子 12−1,12−2 増幅器 13−1,13−2 スイッチ 14 1Hディレイライン 15 減算器 16−1,16−2 内蔵スイッチ 17−1,17−2 スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid-state image sensor 2 Light receiving part 3-11 to 3-82 Pixel 4 Vertical scanning circuit 5 Horizontal scanning circuit 6-1 to 6-8 Horizontal selection switch 7-1 to 7-8 Vertical selection line 8-1 to 8-8 Vertical signal line 9-1 to 9-4 Horizontal scanning circuit output line 10-1 to 10-4 Output signal line 11-1 to 11-4 Output terminal 12-1, 12-2 Amplifier 13-1, 13-2 Switch 14 1H delay line 15 Subtractor 16-1, 16-2 Built-in switch 17-1, 17-2 switch

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光電変換素子を単位画素とし該単位画素
をマトリクス状に配列した画素部と、該画素部の1列あ
たりにm(mは2以上の整数)本配設した垂直信号線と
を有し、各画素列の画素が垂直方向に1画素毎に異なる
垂直信号線に接続をされ、m個の水平画素行を同時に水
平走査することにより、m個の画素の信号がm本の出力
信号線を介してm個の出力端子から同時に読み出せるよ
うに構成されたXYアドレス型の固体撮像素子の信号読
み出し処理方法において、任意の画素行の各画素の光生
成電荷による光信号を読み出した後、該画素行の各画素
の光生成電荷をリセットした直後の光生成電荷のない状
態の暗時信号を読み出し、外部回路で両読み出し信号の
タイミングを合わせた後、前記光信号から前記暗時信号
を減算処理することを特徴とする前記固体撮像素子の信
号読み出し処理方法。
1. A pixel unit in which photoelectric conversion elements are used as unit pixels and the unit pixels are arranged in a matrix, and vertical signal lines in which m (m is an integer of 2 or more) are arranged per column of the pixel unit. , And the pixels of each pixel column are connected to different vertical signal lines in the vertical direction for each pixel, and m horizontal pixel rows are simultaneously horizontally scanned, so that the signals of m pixels are In a signal readout processing method of an XY address type solid-state image sensor configured to be able to simultaneously read out from m output terminals via an output signal line, an optical signal due to photo-generated charges of each pixel in an arbitrary pixel row is read out. Then, the dark signal in the state where there is no photogenerated charge immediately after resetting the photogenerated charge of each pixel in the pixel row is read out, and the timing of both read signals is adjusted by an external circuit, and then the dark signal is read from the optical signal. Subtracting the hour signal A method for processing signal readout of the solid-state image sensor, comprising:
【請求項2】 前記固体撮像素子は、m本の出力信号線
とm個の出力端子の間の接続を切り換えるスイッチを内
蔵し、任意の出力端子が各画素の前記光信号又は前記暗
時信号のいずれか一方のみを常に出力するように構成さ
れていることを特徴とする請求項1記載の前記固体撮像
素子の信号読み出し処理方法。
2. The solid-state image sensor includes a switch for switching connection between m output signal lines and m output terminals, and any output terminal has the optical signal or the dark signal of each pixel. 2. The signal read processing method for the solid-state image pickup device according to claim 1, wherein only one of the two is always output.
【請求項3】 前記固体撮像素子は、単位画素を構成す
る光電変換素子としてCMDを用いていることを特徴と
する請求項1又は2記載の前記固体撮像素子の信号読み
出し処理方法。
3. The signal readout processing method for the solid-state image sensor according to claim 1, wherein the solid-state image sensor uses a CMD as a photoelectric conversion element forming a unit pixel.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011199351A (en) * 2010-03-17 2011-10-06 Mitsubishi Electric Corp Imaging device

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