JPH10313426A - Motion detection solid-state image pickup device - Google Patents

Motion detection solid-state image pickup device

Info

Publication number
JPH10313426A
JPH10313426A JP9161419A JP16141997A JPH10313426A JP H10313426 A JPH10313426 A JP H10313426A JP 9161419 A JP9161419 A JP 9161419A JP 16141997 A JP16141997 A JP 16141997A JP H10313426 A JPH10313426 A JP H10313426A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
charge
output
state imaging
solid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9161419A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Nomura
仁 野村
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP9161419A priority Critical patent/JPH10313426A/en
Priority to EP98104282A priority patent/EP0871326B1/en
Priority to DE69817901T priority patent/DE69817901T2/en
Publication of JPH10313426A publication Critical patent/JPH10313426A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motion detecting solid-state image pickup device where eternal image processing is not required and a mobile body is detected with high performance through a simple configuration. SOLUTION: A motion detecting slid-state image pickup device 10 is provided with pixels 1 that provide an output of an electric signal is response to an incident light, vertical read lines 2a provided to each column of the pixels 21, a vertical scanning circuit 6 that transfers the electric signal from a specific row of the pixels 1 to the vertical read lines 2a in a prescribed timing, and horizontal scanning circuit 13 that transfers the electric signal to horizontal read lines 12. On each of the vertical read lines 2a is mounted a different value detection circuit 7 that stores the electric signal from the pixels 1 in a prescribed timing as an electric signal with respect to a just preceding frame and compares the electric signal with an electric signal with respect to a current frame outputted from the same pixels 1 in a succeeding prescribed timing to provide an output of the signal is placed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

〔発明の詳細な説明〕[Detailed description of the invention]

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、マトリックス状に配置された
多数の画素にて画像データを得、この画像データを直前
のフレームでの値として記憶し、次いで現在のフレーム
での値を検出し、これらを互いに比較して、動体を検出
するようにした動き検出用画像処理装置が公知である。
2. Description of the Related Art Conventionally, image data is obtained from a large number of pixels arranged in a matrix, this image data is stored as a value in the immediately preceding frame, and then a value in the current frame is detected. There is known a motion detection image processing apparatus that compares moving images with each other to detect a moving object.

【0003】図16は、従来の動き検出用画像処理装置
200を示す。この動き検出用画像処理装置200は、
固体撮像装置201と、該固体撮像装置201によって
得られた画像データをあらわす映像信号(アナログ信
号)をディジタル信号に変換するAD変換回路202
と、該AD変換回路202からのディジタル信号を保存
する画像メモリ(第1の画像メモリ)203及び画像メ
モリ(第2の画像メモリ)204と、該画像メモリ20
3,204に保存されているディジタルの画像データを
互いに比較して動きをあらわす画像データを得る画像処
理回路205とで構成されている。
FIG. 16 shows a conventional motion detection image processing apparatus 200. This motion detection image processing apparatus 200 includes:
A solid-state imaging device 201 and an AD conversion circuit 202 for converting a video signal (analog signal) representing image data obtained by the solid-state imaging device 201 into a digital signal
An image memory (first image memory) 203 and an image memory (second image memory) 204 for storing digital signals from the AD conversion circuit 202;
The image processing circuit 205 obtains image data representing motion by comparing digital image data stored in the image data 3204 with each other.

【0004】即ち、この動き検出用画像処理装置200
では、先ず、固体撮像装置201で得られた第1のフレ
ームにおける映像信号(アナログ信号)がAD変換回路
202でディジタル信号に変換された後、直前のフレー
ムでの映像信号として前記第1の画像メモリ203に保
存される。次に、第1のフレーム(直前のフレーム)に
連続する第2のフレームで、固体撮像装置201によっ
て得られた映像信号(アナログ信号)がAD変換回路2
02でディジタル信号に変換された後、現在のフレーム
での映像信号として第2の画像メモリ204に保存され
る。
That is, the motion detection image processing apparatus 200
First, after the video signal (analog signal) in the first frame obtained by the solid-state imaging device 201 is converted into a digital signal by the AD conversion circuit 202, the first image is converted into a video signal in the immediately preceding frame. It is stored in the memory 203. Next, the video signal (analog signal) obtained by the solid-state imaging device 201 in the second frame following the first frame (the immediately preceding frame) is
After being converted into a digital signal at 02, it is stored in the second image memory 204 as a video signal of the current frame.

【0005】そして、画像処理回路205で第1の画像
メモリ203に保存されているディジタル信号と、第2
の画像メモリ204に保存されているディジタル信号の
大きさが各画素毎に比較され、第1のフレーム(直前の
フレーム)と第2のフレーム(現在のフレーム)とで、
比較されたディジタル信号の差が所定値以上となった画
素が検出される。
The digital signal stored in the first image memory 203 by the image processing circuit 205 and the second
The magnitude of the digital signal stored in the image memory 204 is compared for each pixel, and the first frame (the immediately preceding frame) and the second frame (the current frame) are compared.
Pixels in which the difference between the compared digital signals is equal to or greater than a predetermined value are detected.

【0006】この場合、第1のフレームと第2のフレー
ムは連続し、また、前記第1の画像メモリ203に保存
されているディジタル信号は第1のフレームにおける固
体撮像装置201の各画素の輝度信号に対応し、前記第
2の画像メモリ204に保存されているディジタル信号
は、第2のフレームにおける固体撮像装置201の各画
素の輝度信号に対応している。
In this case, the first frame and the second frame are continuous, and the digital signal stored in the first image memory 203 is the luminance of each pixel of the solid-state imaging device 201 in the first frame. The digital signal corresponding to the signal and stored in the second image memory 204 corresponds to the luminance signal of each pixel of the solid-state imaging device 201 in the second frame.

【0007】従って、これら2つのディジタル信号を比
較することで連続した2フレーム間(直前のフレームと
現在のフレーム)の輝度信号の差を検出し、被写体の中
から動体のみを検出することができる。そして、上記動
作を繰り返すことにより、連続して動体検出を行うこと
ができる。
Therefore, by comparing these two digital signals, the difference between the luminance signals between two consecutive frames (the immediately preceding frame and the current frame) can be detected, and only the moving object can be detected from the subject. . Then, by repeating the above operation, moving object detection can be performed continuously.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の動き検出用画像処理装置200を用いて動体の検出
を行う場合、固体撮像装置201から映像信号(アナロ
グ信号)を出力した後、AD変換回路202でディジタ
ル信号に変換し、その後、一旦、画像メモリ203,2
04に当該ディジタル信号を保存し、更に、斯く保存し
たディジタル信号を用いて前記画像処理回路205で動
体の検出処理(直前のフレームと現在のフレームでのデ
ィジタル信号の比較)を行っているため、固体撮像装置
201の周辺回路が複雑で、動き検出用画像処理装置2
00全体として、高価になるという不具合がある。
However, when a moving object is detected using the above-described conventional motion detection image processing apparatus 200, the solid-state imaging device 201 outputs a video signal (analog signal), and then outputs an A / D conversion circuit. The digital signal is converted into a digital signal at 202 and then temporarily stored in the image memories 203 and 2.
04, the digital signal is stored, and the image processing circuit 205 performs a moving object detection process (comparison of the digital signal between the immediately preceding frame and the current frame) using the stored digital signal. The peripheral circuit of the solid-state imaging device 201 is complicated, and the motion detection image processing device 2
As a whole, there is a problem that it becomes expensive.

【0009】また、固体撮像装置201の各画素(図示
省略)で生成された入射光に応じた信号はアナログ信号
であり、その後、アナログ信号のままAD変換回路20
2に出力されるようになっていたため、雑音の影響を受
けやすかった。さらに、上記従来の動き検出用画像処理
装置200では、映像信号(アナログ信号)の有効範
囲、すなわちダイナミックレンジが、上記したAD変換
回路202の入力で制限される。しかして、AD変換回
路202の入力ダイナミックレンジは、固体撮像装置2
01のダイナミックレンジより狭いため、動体の検出処
理の過程で固体撮像装置201の広いダイナミックレン
ジが有効に利用できないという不具合もあった。
A signal corresponding to the incident light generated by each pixel (not shown) of the solid-state imaging device 201 is an analog signal, and thereafter, the analog-to-digital conversion circuit 20
2 was easily affected by noise. Further, in the conventional motion detection image processing apparatus 200, the effective range of the video signal (analog signal), that is, the dynamic range is limited by the input of the AD conversion circuit 202. Thus, the input dynamic range of the AD conversion circuit 202 depends on the solid-state imaging device 2.
Since the dynamic range is smaller than 01, the wide dynamic range of the solid-state imaging device 201 cannot be effectively used in the process of detecting a moving object.

【0010】上記の不具合を避けるために、上記した固
体撮像装置201の各画素毎に直前のフレームと現在の
フレームでの映像信号を記憶するためのメモリを設け、
更に画素毎にこのメモリに記憶された映像信号を比較す
る回路を設けて、各画素毎に動体をあらわす信号を生成
することも考えられるが、このような手法を用いると、
各画素の構造が複雑になり、固体撮像装置201の開口
率の低下や、解像度の低下を引き起こし、多画素化に応
えられないという不具合があった。
In order to avoid the above-mentioned problems, a memory for storing the video signals of the immediately preceding frame and the current frame is provided for each pixel of the solid-state imaging device 201,
Further, it is conceivable to provide a circuit for comparing the video signal stored in the memory for each pixel to generate a signal representing a moving object for each pixel, but using such a method,
The structure of each pixel becomes complicated, causing a decrease in the aperture ratio of the solid-state imaging device 201 and a decrease in resolution, and there is a problem that it is impossible to respond to the increase in the number of pixels.

【0011】本発明は、上記不具合に鑑みてなされたも
のであり、動体を検出するに当り、外部における画像処
理が不要で、且つ簡単な構成で高性能な動体の検出が可
能な動き検出用固体撮像装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has no object to externally perform image processing in detecting a moving object, and has a simple structure and is capable of detecting a high-performance moving object. It is an object to provide a solid-state imaging device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の動き検出用固体撮像装置は、マト
リックス状に配列され入射光に応じた電気信号を出力す
る複数の画素と、前記複数の画素の列毎に設けられた複
数の垂直読み出し線と、前記複数の画素の特定の行を選
択して当該画素からの電気信号を一定のタイミングで当
該垂直読み出し線に転送する垂直走査手段と、前記垂直
読み出し線上に各々配置され一定のタイミングで画素か
ら出力された電気信号を直前のフレームに対する電気信
号として記憶すると共に該記憶した電気信号と次の一定
のタイミングで当該画素から出力された現在のフレーム
に対する電気信号とを比較してこれら比較した結果をあ
らわす信号を出力する信号比較手段と、前記複数の垂直
読み出し線から各々出力された前記比較した結果をあら
わす信号を順次水平読み出し線に転送する信号転送手段
とを備えているものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a motion detection solid-state imaging device, comprising: a plurality of pixels arranged in a matrix to output an electric signal according to incident light; A plurality of vertical read lines provided for each column of the plurality of pixels, and a vertical scan for selecting a specific row of the plurality of pixels and transferring an electric signal from the pixel to the vertical read line at a fixed timing; Means for storing an electric signal output from a pixel at a certain timing arranged on the vertical readout line as an electric signal for the immediately preceding frame and output from the pixel at the next certain timing with the stored electric signal. Signal comparing means for comparing the electric signal with respect to the current frame and outputting a signal representing the result of the comparison, and In which and a signal transfer means for transferring the sequentially horizontal output line a signal representing the force has been a result of the said comparison.

【0013】又、請求項2に記載の動き検出用固体撮像
装置は、前記信号転送手段を、前記垂直読み出し線と前
記水平読み出し線とを接続/遮断するためのスイッチ手
段と、該スイッチ手段のオン/オフを制御する信号を出
力する水平走査回路とによって構成したものである。
又、請求項3に記載の動き検出用固体撮像装置は、前記
垂直読み出し線上に、前記信号比較手段からの信号に応
じた電荷を蓄積する信号電荷蓄積手段が配置され、前記
スイッチ手段が、前記信号電荷蓄積手段と前記水平読み
出し線との間に配置されたものである。
According to a second aspect of the present invention, in the solid-state imaging device for motion detection, the signal transfer unit includes a switch unit for connecting / disconnecting the vertical readout line and the horizontal readout line; And a horizontal scanning circuit that outputs a signal for controlling on / off.
In the solid-state imaging device for motion detection according to claim 3, signal charge accumulating means for accumulating electric charge according to a signal from the signal comparing means is arranged on the vertical readout line, and the switch means includes It is arranged between the signal charge storage means and the horizontal read line.

【0014】又、請求項4に記載の動き検出用固体撮像
装置は、前記信号転送手段が、前記複数の垂直読み出し
線に配置されその入力端子が当該複数の垂直読み出し線
に各々接続されたシフトレジスタによって構成され、該
シフトレジスタが、前記複数の垂直読み出し線の各々か
ら出力された信号を記憶し、該記憶した信号を外部から
のクロック信号に応じて、順次、その出力端子から出力
するようにしたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the solid-state imaging device for motion detection, the signal transfer means is arranged on the plurality of vertical read lines, and an input terminal thereof is connected to each of the plurality of vertical read lines. The shift register stores a signal output from each of the plurality of vertical read lines, and sequentially outputs the stored signal from its output terminal according to an external clock signal. It was made.

【0015】又、請求項5に記載の動き検出用固体撮像
装置は、前記画素が、入射光に応じた電荷を生成・蓄積
する光検出手段と、該光検出手段からの入射光に応じた
電荷を保持する電荷保持部と、該電荷保持部に保持され
た電荷に応じた電気信号を生成する信号生成部と、当該
画素の前記信号生成部と、前記垂直読み出し線とを接続
/分離する接続分離手段とを備えるようにしたものであ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the motion-detecting solid-state imaging device, the pixel generates and accumulates a charge corresponding to the incident light, and the pixel responds to the incident light from the light detecting means. A charge holding unit for holding charges, a signal generating unit for generating an electric signal corresponding to the charges held in the charge holding unit, and connecting / disconnecting the signal generating unit of the pixel and the vertical read line. And connection separating means.

【0016】又、請求項6に記載の動き検出用固体撮像
装置は、前記光検出手段が、入射光に応じた電荷を生成
・蓄積する光電変換素子からなり、該光電変換素子の出
力側に画素の増幅手段が接続され、該増幅手段は、その
制御領域に前記入射光に応じた電荷が保持されていると
きに、該電荷に応じた電気信号を出力するものである。
又、請求項7に記載の動き検出用固体撮像装置は、前記
画素が、前記光電変換素子で生成された電荷を前記増幅
手段の制御領域に直接転送する転送手段と、前記増幅手
段の制御領域に蓄積された電荷を画素の外部に放出する
リセット手段とを備え、前記接続分離手段が、当該画素
の前記増幅手段と前記垂直読み出し線とを接続/分離す
るものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the solid-state imaging device for motion detection, the light detecting means includes a photoelectric conversion element that generates and accumulates a charge corresponding to incident light, and is provided on an output side of the photoelectric conversion element. Amplifying means of the pixel is connected, and the amplifying means outputs an electric signal corresponding to the charge when the charge corresponding to the incident light is held in the control region.
8. The solid-state imaging device for motion detection according to claim 7, wherein the pixel directly transfers a charge generated by the photoelectric conversion element to a control region of the amplification unit, and a control region of the amplification unit. Reset means for discharging the charge accumulated in the pixel to the outside of the pixel, wherein the connection / separation means connects / separates the amplification means of the pixel from the vertical readout line.

【0017】又、請求項8に記載の動き検出用固体撮像
装置は、前記増幅手段が、接合型電界効果トランジスタ
にて構成され、前記入射光に応じた電荷が、当該ゲート
に、直接転送されて、当該ソース・ドレイン間の電流が
前記電荷に応じた値に制御されるものである。又、請求
項9に記載の動き検出用固体撮像装置は、前記接続分離
手段が、前記接合型電界効果トランジスタのソースと垂
直読み出し線との間に介在されたスイッチ用MOSトラ
ンジスタにて構成されているものである。
Further, in the solid-state imaging device for motion detection according to the present invention, the amplifying means is constituted by a junction field effect transistor, and the charge corresponding to the incident light is directly transferred to the gate. Thus, the current between the source and the drain is controlled to a value corresponding to the charge. According to a ninth aspect of the present invention, in the solid-state imaging device for motion detection, the connection / separation unit includes a switching MOS transistor interposed between a source of the junction field effect transistor and a vertical read line. Is what it is.

【0018】又、請求項10に記載の動き検出用固体撮
像装置は、前記接続分離手段が、前記接合型電界効果ト
ランジスタのゲートに接続されたコンデンサにて構成さ
れ、該コンデンサの一方の端子に接続/分離用の信号を
加えることにより前記増幅手段と前記垂直読み出し線と
の接続/分離が行われるものである。又、請求項11に
記載の動き検出用固体撮像装置は、前記信号比較手段
が、前記現在のフレームに対する電気信号の値と前記直
前のフレームに対する電気信号の値との差分の大きさが
所定値以上のときに、論理ローレベルまたは論理ハイレ
ベルを示す信号を出力するものである。
According to a tenth aspect of the present invention, in the solid-state imaging device for motion detection, the connection / separation means includes a capacitor connected to a gate of the junction field effect transistor, and one terminal of the capacitor is connected to one terminal of the capacitor. The connection / separation between the amplifying means and the vertical read line is performed by adding a connection / separation signal. 12. The motion detection solid-state imaging device according to claim 11, wherein the signal comparing unit determines that a magnitude of a difference between an electric signal value for the current frame and an electric signal value for the immediately preceding frame is a predetermined value. At the time, a signal indicating a logic low level or a logic high level is output.

【0019】又、請求項12に記載の動き検出用固体撮
像装置は、前記信号比較手段が、前記直前のフレームに
対する電気信号を記憶する第1の電荷蓄積手段と、前記
現在のフレームに対する電気信号を記憶する第2の電荷
蓄積手段とを備え、前記第1の電荷蓄積手段に記憶され
た前記直前のフレームに対する電気信号と前記第2の電
荷蓄積手段に記憶された前記現在のフレームに対する電
気信号との差分の大きさが所定値以上のときに、論理ロ
ーレベルまたは論理ハイレベルを示す信号を出力するも
のである。
In the solid-state imaging device for motion detection according to the twelfth aspect, the signal comparing means may include a first charge storage means for storing an electric signal for the immediately preceding frame, and an electric signal for the current frame. And an electric signal for the immediately preceding frame stored in the first charge storage means and an electric signal for the current frame stored in the second charge storage means. And outputs a signal indicating a logical low level or a logical high level when the magnitude of the difference is equal to or greater than a predetermined value.

【0020】又、請求項13に記載の動き検出用固体撮
像装置は、前記垂直読み出し線と前記第1の電荷蓄積手
段との間に第1のスイッチ手段が、前記垂直読み出し線
と前記第2の電荷蓄積手段との間に第2のスイッチ手段
が各々配置されると共に、これら第1のスイッチ手段及
び第2のスイッチ手段には電荷蓄積制御手段が接続さ
れ、前記垂直走査手段が、特定の行を選択したときに、
前記接続分離手段を用いて当該画素の増幅手段の制御領
域に蓄積されている電荷に応じた電気信号を直前のフレ
ームに対する電気信号として前記垂直読み出し線に転送
させた後、前記リセット手段を用いて前記増幅手段の制
御領域に蓄積されている電荷を当該画素の外部に放出さ
せ、その後、前記転送手段を用いて前記光電変換素子に
て生成・蓄積された電荷を新たに前記増幅手段の制御領
域に転送させた後、該制御領域に転送された電荷に応じ
た電気信号を現在のフレームに対する電気信号として前
記垂直読み出し線に転送させ、前記電荷蓄積制御手段
が、前記直前のフレームに対する電気信号が前記垂直読
み出し線に電荷として現れるタイミングで前記第1のス
イッチ手段をオンして当該電荷を前記第1の電荷蓄積手
段に蓄積させ、前記現在のフレームに対する電気信号が
前記垂直読み出し線に電荷として現れるタイミングで前
記第2のスイッチ手段をオンして当該電荷を前記第2の
電荷蓄積手段に蓄積させるものである。
In the solid-state imaging device for motion detection according to a thirteenth aspect, the first switch means is provided between the vertical readout line and the first charge storage means, and the first readout means is connected to the second readout line. Second switch means are respectively disposed between the first switch means and the second switch means, and charge storage control means is connected to the first switch means and the second switch means. When you select a row,
After transferring an electric signal corresponding to the electric charge stored in the control region of the amplification unit of the pixel using the connection separation unit to the vertical readout line as an electric signal for the immediately preceding frame, using the reset unit The charge accumulated in the control region of the amplifying unit is released to the outside of the pixel, and thereafter, the charge generated and accumulated in the photoelectric conversion element using the transfer unit is newly added to the control region of the amplifying unit. After that, an electric signal corresponding to the electric charge transferred to the control area is transferred to the vertical readout line as an electric signal for the current frame, and the electric charge accumulation control unit outputs the electric signal for the immediately preceding frame. Turning on the first switch means at the timing of appearing as electric charge on the vertical readout line and accumulating the electric charge in the first electric charge accumulating means; And turning on the second switching means at a timing at which an electric signal appears as a charge to the vertical readout line to the within the frame in which to accumulate the charges to the second charge storage means.

【0021】又、請求項14に記載の動き検出用固体撮
像装置は、前記信号比較手段が、2つの入力端子を有す
る2値化手段と、該2値化手段の一方の入力端子に接続
された第1のサンプルホールド回路と、該2値化手段の
他方の入力端子に接続された第2のサンプルホールド回
路とを備え、前記第1のサンプルホールド回路を用い
て、前記現在のフレームに対する電気信号の値と前記直
前のフレームに対する電気信号の値とに対する差分が第
1の所定値より高いときに論理ハイレベル又は論理ロー
レベルを示す信号を出力し、前記第2のサンプルホール
ド回路を用いて、前記現在のフレームに対する電気信号
の値と前記直前のフレームに対する電気信号の値とに対
する差分が第2の所定値より高いときに論理ハイレベル
又は論理ローレベルを示す信号を出力すものである。
According to another aspect of the present invention, the signal comparing means is connected to a binarizing means having two input terminals and one input terminal of the binarizing means. A first sample-and-hold circuit, and a second sample-and-hold circuit connected to the other input terminal of the binarization means, and the first sample-and-hold circuit is used to electrically control the current frame. When the difference between the value of the signal and the value of the electric signal for the immediately preceding frame is higher than a first predetermined value, a signal indicating a logic high level or a logic low level is output, and the second sample-hold circuit is used. A logic high level or a logic low level when a difference between the value of the electrical signal for the current frame and the value of the electrical signal for the immediately preceding frame is higher than a second predetermined value. It is intended to output a signal indicative.

【0022】又、請求項15に記載の動き検出用固体撮
像装置は、前記画素が、入射光に応じた電荷を生成する
光電検出手段として、埋め込みフォトダイオードを具え
ているものである。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the motion detection solid-state imaging device, the pixel includes an embedded photodiode as photoelectric detection means for generating a charge corresponding to incident light.

【0023】(作用)請求項1に記載の発明によれば、
複数の垂直読み出し線毎に設けられた信号比較手段に
て、直前のフレームに対する電気信号と現在のフレーム
に対する電気信号とを比較しているので、動作変化を表
す異値信号を簡易に生成でき、更に、該生成された異値
信号が2値化されて、垂直読み出し線から水平読み出し
線を介して出力端子まで伝わることになるので、該水平
読み出し線を伝わるときにこの2値化された異値信号に
雑音が乗っても、アナログ信号の場合に比べて、雑音の
影響が小さくなる。
(Operation) According to the first aspect of the present invention,
Since the signal comparing means provided for each of the plurality of vertical read lines compares the electric signal for the immediately preceding frame with the electric signal for the current frame, it is possible to easily generate a different value signal indicating an operation change, Further, since the generated different value signal is binarized and transmitted from the vertical read line to the output terminal via the horizontal read line, the binarized different value signal is transmitted when passing through the horizontal read line. Even if the value signal is affected by noise, the influence of the noise is smaller than in the case of an analog signal.

【0024】また、請求項2に記載の発明によれば、水
平走査回路からの駆動信号に基づいて、スイッチ手段を
駆動させるだけで、2値化された異値信号を、水平読み
出し線に出力することができる。また、請求項3に記載
の発明によれば、異値信号が、信号電荷蓄積手段に一旦
蓄えられるので、信号転送手段により、当該異値信号を
出力端子から適宜読み出すことができる。
According to the second aspect of the present invention, the binarized different-value signal is output to the horizontal readout line by simply driving the switch means based on the driving signal from the horizontal scanning circuit. can do. According to the third aspect of the present invention, since the different value signal is temporarily stored in the signal charge storage means, the different value signal can be appropriately read from the output terminal by the signal transfer means.

【0025】また、請求項4に記載の発明によれば、信
号比較手段によって2値化された異値信号がシフトレジ
スタのレジスタに記憶され、その後、該シフトレジスタ
に入力されるクロックパルスに同期して、水平読み出し
線に出力することができる。この場合、異値信号は完全
にディジタル処理されるため、更なる、動作の高速化が
可能になる。
According to the fourth aspect of the present invention, the different value signal binarized by the signal comparing means is stored in the register of the shift register, and then synchronized with the clock pulse input to the shift register. Then, the data can be output to the horizontal readout line. In this case, since the outlier signal is completely digitally processed, the operation can be further speeded up.

【0026】また、請求項5に記載の発明によれば、1
つのフレームの間に光検出手段にて生成・蓄積された入
射光に応じた電荷が、前記電荷保持部に保持され、該保
持された電荷に基づいて、直前のフレームに対する電気
信号と現在のフレームに対する電気信号の2つの信号を
得ることができる。また、請求項6に記載の発明によれ
ば、1つのフレームの間に光電変換素子にて生成・蓄積
された電荷が増幅手段の制御領域に保持され、該保持さ
れた電荷に基づいて、直前のフレームに対する電気信号
と現在のフレームに対する電気信号の2つの信号を得る
ことができる。
According to the invention described in claim 5, 1
An electric charge corresponding to the incident light generated and accumulated by the light detection means during one frame is held in the electric charge holding unit, and based on the held electric charge, an electric signal for the immediately preceding frame and a current frame are stored. Can be obtained. According to the invention described in claim 6, the electric charge generated and accumulated in the photoelectric conversion element during one frame is held in the control region of the amplifying means, and based on the held electric charge, And an electric signal for the current frame can be obtained.

【0027】また、請求項7に記載の発明によれば、増
幅手段の制御領域に、光電変換素子で生成・蓄積された
電荷を直接的にかつ簡易に供給できるので、電荷を信号
線を介して制御領域に転送する場合に比べて、転送する
過程で電荷配分による信号の劣化が少なくなる。また、
請求項8に記載の発明によれば、接合型電界効果トラン
ジスタの制御領域に、光電変換素子で生成・蓄積された
電荷を直接的に供給するだけで、ゲートに供給された電
荷に応じた電気信号を、直前のフレームに対する電気信
号と現在のフレームに対する電気信号の2つの信号とし
て出力することができる。この場合にも、ゲートに電荷
を直接転送することで、信号線を介して転送する場合に
比べて電荷配分による信号の劣化を抑えることができ
る。
According to the present invention, the electric charge generated and stored in the photoelectric conversion element can be directly and simply supplied to the control region of the amplifying means, so that the electric charge is supplied via the signal line. In the transfer process, signal deterioration due to charge distribution is reduced as compared with the case where the signal is transferred to the control region. Also,
According to the eighth aspect of the present invention, only by directly supplying the charge generated and accumulated by the photoelectric conversion element to the control region of the junction field-effect transistor, the electricity corresponding to the charge supplied to the gate is obtained. The signal can be output as two signals, an electrical signal for the immediately preceding frame and an electrical signal for the current frame. Also in this case, by directly transferring the charge to the gate, deterioration of the signal due to the charge distribution can be suppressed as compared with the case where the charge is transferred via the signal line.

【0028】また、請求項9に記載の発明によれば、画
素と垂直読み出し線との接続/分離が容易に行われる。
また、請求項10に記載の発明によれば、画素と垂直読
み出し線との接続/分離を容量結合によって行う分、M
OSトランジスタ等を用いる場合に比べて、構成が簡易
になり、画素全体の大きさを小さくすることができる。
According to the ninth aspect of the present invention, connection / disconnection between the pixel and the vertical readout line can be easily performed.
According to the tenth aspect of the present invention, the connection / separation between the pixel and the vertical read line is performed by capacitive coupling,
Compared to the case where an OS transistor or the like is used, the configuration is simplified, and the size of the entire pixel can be reduced.

【0029】また、請求項11に記載の発明によれば、
異値信号の生成に当たって、検出する動きに合わせて当
該所定値を設定することで、所望の動き検出が可能にな
る。また、請求項12に記載の発明によれば、当該画素
からの順次出力される電気信号を、直前のフレームに対
する電気信号、現在のフレームに対する電気信号とし
て、垂直読み出し線上に配置された第1の電荷蓄積手
段、第2の電荷蓄積手段に各々記憶させ、該記憶させた
信号を互いに比較するだけで異値信号を得ることができ
る。
According to the eleventh aspect of the present invention,
By setting the predetermined value in accordance with the motion to be detected when generating the outlier signal, a desired motion can be detected. According to the twelfth aspect of the present invention, the electric signal sequentially output from the pixel is used as the electric signal for the immediately preceding frame and the electric signal for the current frame, and the first electric signal is arranged on the vertical readout line. Different value signals can be obtained only by storing the signals in the charge storage means and the second charge storage means and comparing the stored signals with each other.

【0030】また、請求項13に記載の発明によれば、
一定のタイミングで画素から出力された電気信号を所望
のタイミングで第1の電荷蓄積手段に記憶してこれを直
前のフレームに対する電気信号とし、次の一定のタイミ
ングで同じ画素から出力された電気信号を所望のタイミ
ングで第2の電荷蓄積手段に記憶してこれを現在のフレ
ームに対する電気信号として適宜記憶させることができ
る。
According to the thirteenth aspect of the present invention,
The electric signal output from the pixel at a certain timing is stored in the first charge storage means at a desired timing, and is stored as an electric signal for the immediately preceding frame. The electric signal output from the same pixel at the next certain timing Can be stored in the second charge storage means at a desired timing, and this can be stored as an electric signal for the current frame as appropriate.

【0031】また、請求項14に記載の発明によれば、
第1のサンプルホールド回路にホールドされる値を、直
前のフレームに対する電気信号と第1の所定値とを反映
させた値とし、第2のサンプルホールド回路にホールド
される値を、直前のフレームに対する電気信号と第2の
所定値とを反映させた値にできるので、現在のフレーム
に対する電気信号と直前のフレームに対する電気信号と
の大小関係の判別に用いる閾値を自在に設定できる。
According to the fourteenth aspect of the present invention,
The value held in the first sample and hold circuit is a value reflecting the electric signal for the immediately preceding frame and the first predetermined value, and the value held in the second sample and hold circuit is the value for the immediately preceding frame. Since a value reflecting the electric signal and the second predetermined value can be set, a threshold value used for determining the magnitude relationship between the electric signal for the current frame and the electric signal for the immediately preceding frame can be set freely.

【0032】また、請求項15に記載の発明によれば、
各画素の光電変換素子において、当該フォトダイオード
のpn接合部に生じる空乏層が、画素表面に達しないた
め、暗電流が抑制される。
According to the fifteenth aspect of the present invention,
In the photoelectric conversion element of each pixel, the depletion layer generated at the pn junction of the photodiode does not reach the pixel surface, so that dark current is suppressed.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施形態)以下、第1の実施形態について図
1、図2を用いて説明する。尚、この第1の実施形態
は、請求項1から請求項3、請求項5から請求項9、請
求項11から請求項13、及び請求項15に対応する。
(First Embodiment) Hereinafter, a first embodiment will be described with reference to FIGS. The first embodiment corresponds to claims 1 to 3, claims 5 to 9, claims 11 to 13, and claim 15.

【0034】図1は、第1の実施形態の動き検出用固体
撮像装置10の概略構成を示す模式回路図である。尚、
この第1の実施形態では、説明を簡単にするために、4
つの画素1,1,1,1がマトリクス状に配置された例
を用いて説明する。先ず、この動き検出用固体撮像装置
10の概略について説明する。
FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a schematic configuration of a solid state imaging device 10 for motion detection according to the first embodiment. still,
In the first embodiment, to simplify the description, 4
Description will be made using an example in which two pixels 1, 1, 1, 1 are arranged in a matrix. First, the outline of the motion detection solid-state imaging device 10 will be described.

【0035】動き検出用固体撮像装置10は、上記のよ
うに画素1,1,1,1がマトリックス状に配列され、
各列の画素1,1…が対応する垂直読み出し線2a,2
bに接続されている。また、画素1,1…には、特定の
行を選択して、当該画素1,1,…からの入射光に応じ
た電気信号を一定のタイミングで、対応する垂直読み出
し線2a,2bに転送するための垂直走査回路6が、ク
ロックライン3a,3b,4a,4b,5a,5b等を
介して接続されている。なお、これら垂直走査回路6、
クロックライン3a,3b,4a,4b,5a,5b等
によって垂直走査手段が構成されている。
In the solid state imaging device 10 for motion detection, the pixels 1, 1, 1, 1 are arranged in a matrix as described above.
The vertical readout lines 2a, 2 corresponding to the pixels 1, 1,.
b. Further, a specific row is selected for the pixels 1, 1,... And an electric signal corresponding to the incident light from the pixels 1, 1,... Is transferred to the corresponding vertical readout lines 2a, 2b at a fixed timing. A vertical scanning circuit 6 is connected via clock lines 3a, 3b, 4a, 4b, 5a, 5b and the like. Note that these vertical scanning circuits 6,
The clock lines 3a, 3b, 4a, 4b, 5a, 5b and the like constitute vertical scanning means.

【0036】また、各列毎に設けられた前記垂直読み出
し線2a,2bには、異値検出回路7、nチャネル型の
水平読み出しスイッチ用MOSトランジスタ(スイッチ
手段)QH1,QH2を介して、水平読み出し線12が
接続されている。そして、水平読み出しスイッチ用MO
Sトランジスタ(スイッチ手段)QH1,QH2のゲー
トに、水平走査回路13が、水平選択信号ライン11
a,11bを介して接続されている。
The vertical read lines 2a and 2b provided for each column are connected to the horizontal value through an alien value detection circuit 7 and n-channel type horizontal read switch MOS transistors (switch means) QH1 and QH2. The read line 12 is connected. And MO for horizontal readout switch
The horizontal scanning circuit 13 connects the horizontal selection signal lines 11 to the gates of the S transistors (switching means) QH1 and QH2.
a and 11b.

【0037】さらに、前記垂直読み出し線2a,2bに
は、異値信号蓄積用コンデンサ(信号電荷蓄積手段)C
O1,CO2が接続されている。前記垂直読み出し線2
a,2bの各々に配置された異値検出回路7は、一定の
タイミングで各画素1,1…から各々の垂直読み出し線
2a,2bに入射光に応じた電気信号が出力されたと
き、その電気信号を直前のフレームに対する電気信号と
して記憶すると共に、該記憶した電気信号と、次の一定
のタイミングで同じ画素1,1…から出力された現在の
フレームに対する電気信号とを比較し、これら比較した
結果をあらわす信号(異値信号)を出力するものであ
る。
Further, a capacitor (signal charge storage means) C for storing a different value signal is connected to the vertical readout lines 2a and 2b.
O1 and CO2 are connected. The vertical read line 2
When an electric signal corresponding to incident light is output from each of the pixels 1, 1,... to each of the vertical readout lines 2a, 2b at a fixed timing, the outlier detection circuit 7 disposed in each of The electric signal is stored as an electric signal for the immediately preceding frame, and the stored electric signal is compared with the electric signal for the current frame output from the same pixel 1, 1,... At the next fixed timing. It outputs a signal (different value signal) representing the result.

【0038】この異値検出回路7から出力された異値信
号は、一旦、前記異値信号蓄積用コンデンサCO1,C
O2に蓄えられ、前記水平走査回路13から前記水平選
択信号ライン11a,11bを介して送られてくる駆動
パルスφH1,φH2によってスイッチ用MOSトラン
ジスタQH1,QH2がオンすることによって、順次、
水平読み出し線12に転送され、出力バッファアンプ1
5を介して、出力端子VOから出力される。
The different value signal output from the different value detection circuit 7 is temporarily stored in the different value signal storage capacitors CO1, C
When the switching MOS transistors QH1 and QH2 are turned on by the drive pulses φH1 and φH2 stored in O2 and transmitted from the horizontal scanning circuit 13 via the horizontal selection signal lines 11a and 11b,
The output buffer amplifier 1 is transferred to the horizontal read line 12 and
5 through an output terminal VO.

【0039】次に、動き検出用固体撮像装置10の各画
素1,1,1,1の具体的な回路構成、並びに垂直読み
出し線2a,2b、クロックライン3a,3b,…等と
の接続関係について、図1を参照しながら説明する。画
素1,1,1,1は、入射光に応じた電荷を生成・蓄積
するフォトダイオード(光検出部;光電変換素子)PD
と、制御領域(ゲート)に供給された電荷に応じてその
ソース・ドレイン間に入射光に応じたアナログ信号を出
力する増幅用トランジスタ(増幅手段;本実施形態で
は、nチャネル型の接合型電界効果トランジスタJFE
T)QAと、前記フォトダイオードPDで生成・蓄積さ
れた電荷を増幅用トランジスタQAの制御領域に直接か
つ選択的に転送するためのpチャネル型の転送用MOS
トランジスタ(転送手段)QTと、前記増幅用トランジ
スタQAの制御領域の電荷をリセットするためのpチャ
ネル型のリセット用MOSトランジスタ(リセット手
段)QPと、増幅用トランジスタQAと当該垂直読み出
し線2a,2bの間に設けられて増幅用トランジスタQ
Aのソースと当該垂直読み出し線2aまたは2bを分離
/接続するnチャネル型の画素分離用MOSトランジス
タ(接続分離手段)QXとによって構成されている。
Next, a specific circuit configuration of each pixel 1, 1, 1, 1 of the solid-state imaging device 10 for motion detection, and connection relations with the vertical readout lines 2a, 2b, clock lines 3a, 3b,. Will be described with reference to FIG. Pixels 1, 1, 1, 1 are photodiodes (photodetectors; photoelectric conversion elements) PD that generate and accumulate charges corresponding to incident light.
And an amplifying transistor (amplifying means; in this embodiment, an n-channel junction type electric field) which outputs an analog signal corresponding to incident light between its source and drain in accordance with the charge supplied to the control region (gate). Effect transistor JFE
T) a p-channel transfer MOS for directly and selectively transferring the charge generated and accumulated by the photodiode PD to the control region of the amplifying transistor QA.
A transistor (transfer means) QT, a p-channel type reset MOS transistor (reset means) QP for resetting charges in a control region of the amplification transistor QA, an amplification transistor QA, and the vertical read lines 2a and 2b. Amplifying transistor Q provided between
It is composed of a source of A and an n-channel type pixel separating MOS transistor (connection separating means) QX for separating / connecting the vertical readout line 2a or 2b.

【0040】なお、上記のようにゲート(制御領域)に
電荷を直接転送することで、他の信号線を介して電荷を
転送する場合に比べて転送時の電荷配分による信号の劣
化が抑えられ、当該動き検出用固体撮像装置10の画像
S/N比が向上する。
By transferring the charges directly to the gate (control region) as described above, the deterioration of the signal due to the charge distribution during the transfer can be suppressed as compared with the case where the charges are transferred via another signal line. Thus, the image S / N ratio of the motion detection solid-state imaging device 10 is improved.

【0041】斯かる画素1,1,1,1においては、フ
ォトダイオードPDにて検出された入射光に応じた信号
(信号電荷)が増幅用トランジスタQAのゲート(制御
領域)に供給されてそのソースホロワ動作によって電流
増幅され、その後、この電気信号が、各々対応する垂直
読み出し線2a,2bに読み出される。この場合、各増
幅用トランジスタQAのソースは、画素分離用MOSト
ランジスタQXを介して、マトリックス状に配置された
各列毎に垂直読み出し線2aまたは2bに共通に接続さ
れている。また、各増幅用トランジスタQAのドレイン
及びフォトダイオードPDのカソード側には電源電圧V
D(正)が印加されている。
In each of the pixels 1, 1, 1, 1, a signal (signal charge) corresponding to the incident light detected by the photodiode PD is supplied to the gate (control region) of the amplifying transistor QA. The current is amplified by the source follower operation, and the electric signal is thereafter read out to the corresponding vertical readout lines 2a and 2b. In this case, the source of each amplifying transistor QA is commonly connected to the vertical read line 2a or 2b for each column arranged in a matrix via the pixel separating MOS transistor QX. The power supply voltage V is applied to the drain of each amplifying transistor QA and the cathode of the photodiode PD.
D (positive) is applied.

【0042】また、フォトダイオードPDのアノード側
と当該増幅用トランジスタQAのゲート(制御領域)に
は、転送用MOSトランジスタQTのソース・ドレイン
が接続されている。また、転送用MOSトランジスタQ
Tの転送用ゲートは、マトリックス状に配置された画素
1,1,1,1の各行毎に、クロックライン3a,3b
に共通接続され、該クロックライン3a,3bに接続さ
れた垂直走査回路6から送出される駆動パルスφTG
1,φTG2が与えられると、該駆動パルスφTG1,
φTG2のレベルに応じて転送用MOSトランジスタQ
Tが各行毎に順次動作するようになっている。
The source and drain of the transfer MOS transistor QT are connected to the anode side of the photodiode PD and the gate (control region) of the amplification transistor QA. Further, the transfer MOS transistor Q
The transfer gate of T is connected to the clock lines 3a, 3b for each row of the pixels 1, 1, 1, 1 arranged in a matrix.
And the driving pulse φTG transmitted from the vertical scanning circuit 6 connected to the clock lines 3a and 3b.
1, φTG2, the drive pulse φTG1,
Transfer MOS transistor Q according to the level of φTG2
T operates sequentially for each row.

【0043】また、リセット用MOSトランジスタQP
のドレインには、電源電圧VRDが各画素1,1,1,
1毎に共通に接続されて、当該電圧が印加されている。
また、リセット用MOSトランジスタQPのゲートは、
垂直走査回路6に接続されたクロックライン4a,4b
に共通に接続され、そのソースは、転送用MOSトラン
ジスタQTのソースと共有になっている。
The reset MOS transistor QP
Supply voltage VRD is applied to each pixel 1, 1, 1,
The common voltage is applied to each of them and the voltage is applied.
The gate of the reset MOS transistor QP is
Clock lines 4a, 4b connected to vertical scanning circuit 6
, And its source is shared with the source of the transfer MOS transistor QT.

【0044】そして、このリセット用MOSトランジス
タQPのゲートに前記垂直走査回路6から駆動パルスφ
RG1,φRG2が与えられると、該リセット用MOS
トランジスタQPは、この駆動パルスφRG1,φRG
2のレベルに応じて動作するようになっている。また、
画素分離用MOSトランジスタQXのゲートは、マトリ
ックス状に配置された画素1,1,1,1の各行毎に、
クロックライン5a,5bに共通接続され、前記垂直走
査回路6からの駆動パルスφPX1,φPX2のレベル
に応じて、該画素分離用MOSトランジスタQXが各行
毎に順次動作するようになっている。
Then, the drive pulse φ from the vertical scanning circuit 6 is applied to the gate of the reset MOS transistor QP.
When RG1 and φRG2 are given, the reset MOS
The transistor QP is driven by the driving pulses φRG1, φRG
It operates according to the second level. Also,
The gate of the pixel separating MOS transistor QX is provided for each row of the pixels 1, 1, 1, 1 arranged in a matrix.
The pixel separating MOS transistors QX are commonly connected to the clock lines 5a and 5b, and operate sequentially for each row in accordance with the levels of the driving pulses φPX1 and φPX2 from the vertical scanning circuit 6.

【0045】ところで、前記垂直読み出し線2a,2b
の途中には、各列毎に異値検出回路(信号比較手段)7
が配置されている。この異値検出回路7は、スイッチ用
MOSトランジスタ(nチャネル型)QO1,QO2を
介して、異値信号蓄積用コンデンサ(信号電荷蓄積手
段)CO1,CO2にそれぞれ接続されている。
The vertical read lines 2a, 2b
In the middle of the process, a different value detection circuit (signal comparing means) 7 is provided for each column.
Is arranged. The different value detection circuit 7 is connected to different value signal storage capacitors (signal charge storage means) CO1 and CO2 via switching MOS transistors (n-channel type) QO1 and QO2, respectively.

【0046】また、前記異値信号蓄積用コンデンサCO
1,CO2は、nチャネル型の水平読み出しスイッチ用
MOSトランジスタ(スイッチ手段)QH1,QH2を
介して水平読み出し線12に接続されている。また、前
記スイッチ用MOSトランジスタQO1,QO2のゲー
トは、クロックライン19aを介して駆動パルス発生回
路(図示省略)側のノード19に接続されており、駆動
パルス発生回路から供給される駆動パルスφTOのレベ
ルに応じて、該スイッチ用MOSトランジスタQO1,
QO2が動作するようになっている。
Further, the different value signal storage capacitor CO
1 and CO2 are connected to a horizontal read line 12 via n-channel type horizontal read switch MOS transistors (switch means) QH1 and QH2. The gates of the switching MOS transistors QO1 and QO2 are connected to a node 19 on a drive pulse generating circuit (not shown) side via a clock line 19a, and receive a drive pulse φTO supplied from the drive pulse generating circuit. The switching MOS transistors QO1,
QO2 operates.

【0047】また、前記水平読み出しスイッチ用MOS
トランジスタQH1,QH2の各ゲートは、水平走査回
路13に接続された水平選択信号ライン11a,11b
に接続されており、前記水平走査回路13から供給され
る駆動パルスφH1,φH2のレベルに応じて前記異値
信号蓄積用コンデンサCO1,CO2に蓄積された信号
の読み出し(水平読み出しの制御)が行われる。
Also, the horizontal readout switch MOS
The gates of the transistors QH1 and QH2 are connected to horizontal selection signal lines 11a and 11b connected to the horizontal scanning circuit 13.
And reads out signals (controls horizontal reading) stored in the different value signal storage capacitors CO1 and CO2 in accordance with the levels of the driving pulses φH1 and φH2 supplied from the horizontal scanning circuit 13. Will be

【0048】この場合、水平読み出し線12に読み出さ
れるのは、異値検出回路7から出力された信号(詳細は
後述する、直前のフレームと現在のフレームでの電気信
号の差をあらわす異値信号)であり、該異値信号が出力
バッファアンプ15を介して、出力端子VOから順次出
力される。さらに、前記水平読み出し線12には、リセ
ットスイッチ用MOSトランジスタ(nチャネル型)Q
RSHのドレインが接続されている。
In this case, what is read out to the horizontal read line 12 is a signal output from the outlier detection circuit 7 (an outlier signal representing the difference between an electric signal between the immediately preceding frame and the current frame, which will be described in detail later). ), And the different value signals are sequentially output from the output terminal VO via the output buffer amplifier 15. Further, a reset switch MOS transistor (n-channel type) Q
The drain of RSH is connected.

【0049】このリセットスイッチ用MOSトランジス
タQRSHは、そのソースが接地され、そのゲートは、
クロックライン14aを介して駆動パルス発生回路(図
示省略)側のノード14に接続されている。しかして、
前記リセットスイッチ用MOSトランジスタQRSH
は、前記駆動パルス発生回路からの駆動パルスφRSH
のレベルに応じて動作するようになっている。
The source of the reset switch MOS transistor QRSH is grounded, and the gate thereof is
It is connected to a node 14 on the side of a drive pulse generation circuit (not shown) via a clock line 14a. Then
The reset switch MOS transistor QRSH
Is the drive pulse φRSH from the drive pulse generation circuit.
It is designed to work according to the level.

【0050】また、前記垂直読み出し線2a,2bに
は、図1中下方に示すように、各列毎に、リセットスイ
ッチ用MOSトランジスタ(nチャネル型)QRSV
1,QRSV2のドレインと、各定電流源17a,17
bとが接続されている。この場合、リセットスイッチ用
MOSトランジスタQRSV1,QRSV2のソースは
接地され、各定電流源17a,17bには電源電圧VC
(負)が供給されている。
As shown in the lower part of FIG. 1, a reset switch MOS transistor (n-channel type) QRSV is connected to each of the vertical read lines 2a and 2b.
1, the drains of QRSV2 and the constant current sources 17a, 17
b is connected. In this case, the sources of the reset switch MOS transistors QRSV1 and QRSV2 are grounded, and the constant current sources 17a and 17b are connected to the power supply voltage VC.
(Negative) is supplied.

【0051】また、前記リセットスイッチ用MOSトラ
ンジスタQRSV1,QRSV2のゲートには、クロッ
クライン16aを介して駆動パルス発生回路(図示省
略)側のノード16に接続され、駆動パルス発生回路か
らクロックライン16aを介して供給される駆動パルス
φRSVのレベルに応じて、これらリセットスイッチ用
MOSトランジスタQRSV1,QRSV2が動作する
ようになっている。
The gates of the reset switch MOS transistors QRSV1 and QRSV2 are connected to a node 16 on a drive pulse generating circuit (not shown) side via a clock line 16a. The reset switch MOS transistors QRSV1 and QRSV2 operate according to the level of the drive pulse φRSV supplied through the switch.

【0052】ところで、前記した異値検出回路7は、図
1に示すように、各垂直読み出し線2a,2bに対応し
て配置されるもので、nチャネル型のスイッチ用MOS
トランジスタ(第1のスイッチ手段)QRと同じくnチ
ャネル型のスイッチ用MOSトランジスタ(第2のスイ
ッチ手段)QSと、当該画素1,1,1,1から出力さ
れる入射光に応じた電気信号を蓄積する第1の信号蓄積
用コンデンサ(第1の電荷蓄積手段)CR及び第2の信
号蓄積用コンデンサ(第2の電荷蓄積手段)CSと、第
1,第2の信号蓄積用コンデンサCR,CSで各々記憶
された電気信号が互いに異なるとき論理ハイレベルまた
はローレベルの信号(異値信号)を出力する異値検出器
XAとによって構成されている。
As shown in FIG. 1, the above-mentioned outlier detection circuit 7 is arranged corresponding to each of the vertical read lines 2a and 2b.
Similarly to the transistor (first switch means) QR, an n-channel type switching MOS transistor (second switch means) QS and an electric signal corresponding to incident light output from the pixel 1, 1, 1, 1 A first signal storage capacitor (first charge storage means) CR and a second signal storage capacitor (second charge storage means) CS for storing, and first and second signal storage capacitors CR and CS And a different value detector XA that outputs a logical high level or low level signal (a different value signal) when the stored electric signals are different from each other.

【0053】このように構成された異値検出回路7で
は、その出力信号として前記異値検出器XAから異値信
号(ディジタル信号)が出力されるようになっている。
より具体的には、図1に示すように、異値検出回路7で
は、垂直読み出し線2a,2bがノードn1,n2で各
々2本の読み出し線2a−1,2a−2、2b−1,2
b−2に分岐されている。
In the thus configured outlier detection circuit 7, an outlier signal (digital signal) is output from the outlier detector XA as an output signal.
More specifically, as shown in FIG. 1, in the different value detection circuit 7, the vertical read lines 2a and 2b are respectively connected to two read lines 2a-1, 2a-2 and 2b-1, at nodes n1 and n2. 2
It is branched to b-2.

【0054】そして、各々の垂直読み出し線2a,2b
のスイッチ用MOSトランジスタQR,QRの下流側の
読み出し線2a−1,2b−1には第1の信号蓄積用コ
ンデンサCR,CRの一方の端子が接続されている。こ
の場合、第1の信号蓄積用コンデンサCR,CRの他方
の端子は接地されている。また、各々の垂直読み出し線
2a,2bのスイッチ用MOSトランジスタQS,QS
の下流側の読み出し線2a−2,2b−2には第2の信
号蓄積用コンデンサCS,CSの一方の端子が接続され
ている。この場合、第2の信号蓄積用コンデンサCS,
CSの他方の端子は接地されている。
Then, each of the vertical read lines 2a, 2b
One terminal of the first signal storage capacitors CR, CR is connected to the read lines 2a-1, 2b-1 on the downstream side of the switching MOS transistors QR, QR. In this case, the other terminals of the first signal storage capacitors CR, CR are grounded. Further, the switching MOS transistors QS, QS of the respective vertical read lines 2a, 2b
One terminal of the second signal storage capacitors CS, CS is connected to the read lines 2a-2, 2b-2 on the downstream side of. In this case, the second signal storage capacitors CS,
The other terminal of CS is grounded.

【0055】そして、垂直読み出し線2a側の読み出し
線2a−1,2a−2は当該異値検出器XAの2つの入
力端子に各々接続され、一方、垂直読み出し線2b側の
読み出し線2b−1,2b−2は当該異値検出器XAの
2つの入力端子に各々接続されている。尚、前記スイッ
チ用MOSトランジスタQR,QRのゲートはクロック
ライン8aを介して図示省略の駆動パルス発生回路(電
荷蓄積制御手段)側のノード8に接続され、前記スイッ
チ用MOSトランジスタQS,QSのゲートはクロック
ライン9aを介して駆動パルス発生回路(図示省略)側
のノード9に接続されている。そして、これらスイッチ
用MOSトランジスタQR,QR、スイッチ用MOSト
ランジスタQS,QSは前記駆動パルス発生回路から供
給される駆動パルスφTR,φTSのレベルに応じて動
作するようになっている。
The read lines 2a-1 and 2a-2 on the vertical read line 2a side are respectively connected to two input terminals of the different value detector XA, while the read lines 2b-1 on the vertical read line 2b side are connected. , 2b-2 are respectively connected to two input terminals of the different value detector XA. The gates of the switching MOS transistors QR, QR are connected to a node 8 of a drive pulse generating circuit (charge storage control means) (not shown) via a clock line 8a, and the gates of the switching MOS transistors QS, QS are connected. Is connected to a node 9 on the side of a drive pulse generating circuit (not shown) via a clock line 9a. The switching MOS transistors QR, QR and the switching MOS transistors QS, QS operate according to the levels of the drive pulses φTR, φTS supplied from the drive pulse generation circuit.

【0056】次に、上記構成の動き検出用固体撮像装置
10の動作について、図2に示すタイミングチャートを
参照しながら説明する。図2には、一定のタイミング毎
に入射光を検知する1つの画素1が、連続した2フレー
ム、即ち第N−1フレーム(直前のフレーム)、第Nフ
レーム(現在のフレーム)で入射光を検出して、その読
み出し動作を行う場合を示している。
Next, the operation of the solid-state imaging device for motion detection 10 having the above configuration will be described with reference to a timing chart shown in FIG. In FIG. 2, one pixel 1 that detects incident light at a certain timing detects incident light in two consecutive frames, that is, the (N−1) th frame (the immediately preceding frame) and the Nth frame (the current frame). The case where the read operation is performed upon detection is shown.

【0057】尚、マトリックス状に配置された画素1,
1,1,1のうち同一の行の画素1,1の読み出し動作
は同じであり、図2の第N−1フレームまたは第Nフレ
ームの期間t10〜t15が第1行目の画素1の読み出
し動作を、期間t20〜t25が、第2行目の画素1の
読み出し動作を各々示している。以下、第Nフレーム
(現在のフレーム)における第1行目の画素1の読み出
し動作を中心に説明する。従って、図2のタイミングチ
ャートの第Nフレームの期間t10に至ったときから説
明する。尚、第N−1フレームにおける読み出し動作
は、以下に説明する第Nフレームにおける読み出し動作
と同じである。
The pixels 1 arranged in a matrix are
The reading operation of the pixels 1 and 1 in the same row among 1, 1 and 1 is the same, and the period t10 to t15 of the (N-1) th frame or the Nth frame in FIG. In the operation, a period from t20 to t25 indicates the readout operation of the pixel 1 in the second row. Hereinafter, the read operation of the pixel 1 in the first row in the N-th frame (current frame) will be mainly described. Accordingly, the description will be made from the time when the period t10 of the Nth frame in the timing chart of FIG. 2 has been reached. Note that the read operation in the (N-1) th frame is the same as the read operation in the Nth frame described below.

【0058】第Nフレームでの期間t10に至る前(第
N−1フレームの期間t25の終了時)、駆動パルスφ
TG1,TG2は共にハイレベルに保持され、駆動パル
スφPX1,φPX2は共にローレベルに保持され、駆
動パルスφRG1,φRG2は共にハイレベルに保持さ
れている。また、駆動パルスφRSV,φTR,φTS
はローレベルに保持され、駆動パルスφTOはローレベ
ルに保持されている。また、駆動パルスφH1,φH
2,φRSHは、ローレベルに保持されている。
Before the period t10 in the Nth frame (at the end of the period t25 in the (N-1) th frame), the driving pulse φ
TG1 and TG2 are both held at a high level, drive pulses φPX1 and φPX2 are both held at a low level, and drive pulses φRG1 and φRG2 are both held at a high level. In addition, drive pulses φRSV, φTR, φTS
Is held at a low level, and the drive pulse φTO is held at a low level. In addition, drive pulses φH1, φH
2, φRSH is held at a low level.

【0059】このように期間t10に至る前は、駆動パ
ルスφTG1,φTG2がハイレベルのため当該転送用
MOSトランジスタQTはオフとなり、駆動パルスφR
G1,φRG2がハイレベルのため当該リセット用MO
SトランジスタQPはオフとなっている。
As described above, before the period t10, since the driving pulses φTG1 and φTG2 are at the high level, the transfer MOS transistor QT is turned off, and the driving pulse φR
Since G1 and φRG2 are at a high level, the reset MO
The S transistor QP is off.

【0060】従って、増幅用トランジスタQAのゲート
(制御領域)はフローティング状態とされるが、寄生容
量の効果により、すでに直前の第N−1フレームで各転
送用MOSトランジスタQTがオンのときに該転送用M
OSトランジスタQTを介して各増幅用トランジスタQ
Aのゲート(制御領域)に転送されている各フォトダイ
オードPDで生成された入射光に応じた電荷(第1の信
号電荷)は、当該転送用MOSトランジスタQTがオフ
となった後も各増幅用トランジスタQAのゲート(制御
領域)に保持された状態となっている。しかして、増幅
用トランジスタQAは、そのゲート(制御領域)に蓄積
された電荷がリセットされるまでの間、ソースホロワ動
作によりそのゲート電圧に応じた電気信号を出力する。
Therefore, the gate (control region) of the amplifying transistor QA is set in a floating state. However, due to the effect of the parasitic capacitance, the gate (control region) is already turned on when each transfer MOS transistor QT is on in the immediately preceding N-1 frame. M for transfer
Each amplifying transistor Q via the OS transistor QT
The charge (first signal charge) corresponding to the incident light generated by each photodiode PD transferred to the gate (control region) of A is amplified by each amplifier even after the transfer MOS transistor QT is turned off. The state is held at the gate (control region) of the transistor QA. Thus, the amplifying transistor QA outputs an electric signal according to the gate voltage by the source follower operation until the charge stored in the gate (control region) is reset.

【0061】尚、転送用MOSトランジスタQTがオフ
となった後は、各フォトダイオードPDでは、新たに入
射光に応じた電荷(第2の信号電荷)が生成・蓄積され
る。このときの第1の信号電荷が、フォトダイオードP
Dにて生成・蓄積された第N−1フレーム(直前のフレ
ーム)における入射光に応じた電荷であり、第2の信号
電荷がフォトダイオードPDにて生成・蓄積された第N
フレーム(現在のフレーム)における入射光に応じた電
荷となる。
After the transfer MOS transistor QT is turned off, a charge (second signal charge) is newly generated and stored in each photodiode PD according to the incident light. The first signal charge at this time is the photodiode P
D is a charge corresponding to the incident light in the (N-1) th frame (the immediately preceding frame) generated and stored in D, and the second signal charge is generated in and stored in the photodiode PD in the Nth frame.
The electric charges corresponding to the incident light in the frame (current frame).

【0062】また、期間t10に至る前、駆動パルスφ
PX1,φPX2がローレベルのため当該画素分離用M
OSトランジスタQXはオフとなっており、各画素1は
垂直読み出し線2a,2bから分離された状態となって
いる。またこのとき、駆動パルスφRSVがローレベル
のためリセットスイッチ用MOSトランジスタQRSV
1,QRSV2は共にオフとなっている。
Before the period t10, the driving pulse φ
Since PX1 and φPX2 are at low level, the pixel separation M
The OS transistor QX is off, and each pixel 1 is separated from the vertical readout lines 2a and 2b. At this time, since the drive pulse φRSV is at a low level, the reset switch MOS transistor QRSV
1 and QRSV2 are both off.

【0063】また、駆動パルスφTR,φTSは共にロ
ーレベルのためスイッチ用MOSトランジスタQR,Q
Sは共にオフとなって、垂直読み出し線2a,2b上の
電気信号が、第1,第2の信号蓄積用コンデンサCR,
CSの何れにも供給されないようになっている。
Since the driving pulses φTR and φTS are both at low level, the switching MOS transistors QR and Q
S is turned off, and the electric signals on the vertical read lines 2a and 2b are transferred to the first and second signal storage capacitors CR and
It is not supplied to any of the CSs.

【0064】また、駆動パルスφTOがローレベルのた
め、スイッチ用MOSトランジスタQO1,QO2はオ
フとなって、異値検出回路7からの電気信号が異値信号
蓄積用コンデンサCO1,CO2に供給されないように
なっている。次に、期間t10に至ると、前記した駆動
パルスφRSV、駆動パルスφTR,駆動パルスφTS
が、ローレベルからハイレベルに反転する。
Since the driving pulse φTO is at a low level, the switching MOS transistors QO1 and QO2 are turned off, so that the electric signal from the different value detection circuit 7 is not supplied to the different value signal storage capacitors CO1 and CO2. It has become. Next, when the period t10 is reached, the drive pulse φRSV, the drive pulse φTR, and the drive pulse φTS
Is inverted from a low level to a high level.

【0065】このとき、リセットスイッチ用MOSトラ
ンジスタQRSV1,QRSV2がオン、スイッチ用M
OSトランジスタQR,QSがオンなって、第1の信号
蓄積用コンデンサCR,第2の信号蓄積用コンデンサC
Sに各々残留していた電荷が排出される。そして、期間
t10の終了時、即ち、期間t11の開始時、駆動パル
スφRSVがローレベルに反転され、駆動パルスφTS
もローレベルに反転される。これらの駆動パルスφRS
V,駆動パルスφTSの反転により、リセットスイッチ
用MOSトランジスタQRSV1,QRSV2、スイッ
チ用MOSトランジスタQSがオフとなる。このときス
イッチ用MOSトランジスタQRはオンのままとなって
いる。
At this time, the reset switch MOS transistors QRSV1 and QRSV2 are turned on, and the switch M
When the OS transistors QR and QS are turned on, the first signal storage capacitor CR and the second signal storage capacitor C
The electric charges remaining in S are discharged. At the end of the period t10, that is, at the start of the period t11, the driving pulse φRSV is inverted to a low level, and the driving pulse φTS
Is also inverted to low level. These drive pulses φRS
V and the inversion of the drive pulse φTS turn off the reset switch MOS transistors QRSV1 and QRSV2 and the switch MOS transistor QS. At this time, the switching MOS transistor QR remains on.

【0066】また、この期間t11では、駆動パルスφ
PX1がハイレベルに反転される。この駆動パルスφP
X1の反転によって、第1行目の各画素1の画素分離用
MOSトランジスタQXがオンとなって、当該増幅用ト
ランジスタQAは、ソースが当該垂直読み出し線2a,
2bに接続され、オン(選択)となる。このとき、第1
行目の各画素1の増幅用トランジスタQAのゲート(制
御領域)には、すでに直前のフレームにおいて(第N−
1のフレームの期間t13において)入射光に応じた第
1の信号電荷が転送され、当該転送用MOSトランジス
タQTがオフとなった後も第1の信号電荷が保持されて
いるので、この保持された第1の信号電荷に応じた電気
信号が垂直読み出し線2a,2bに出力される。
In the period t11, the driving pulse φ
PX1 is inverted to high level. This drive pulse φP
By the inversion of X1, the pixel separating MOS transistor QX of each pixel 1 in the first row is turned on, and the source of the amplifying transistor QA is the vertical readout line 2a,
2b and turned on (selected). At this time, the first
The gate (control region) of the amplifying transistor QA of each pixel 1 in the row already has the (N-th-
Since the first signal charge corresponding to the incident light is transferred (in the period t13 of one frame) and the first signal charge is held even after the transfer MOS transistor QT is turned off, the first signal charge is held. An electric signal corresponding to the first signal charge is output to the vertical read lines 2a and 2b.

【0067】また、上記したように期間t11では、リ
セットスイッチ用MOSトランジスタQRSV1,QR
SV2がオフとなっているので、この期間t11におい
て選択されている第1行目の各増幅用トランジスタQA
がソースホロワ動作をしたとき、そのソースの電位は、
ソース・ドレイン間に流れる電流(ドレイン電流)が、
IB(定電流源17a,17bに流れる電流値)になる
まで上昇する。
As described above, during the period t11, the reset switch MOS transistors QRSV1 and QRSV1
Since SV2 is off, each amplifying transistor QA in the first row selected in this period t11
Performs a source follower operation, the potential of the source becomes
The current (drain current) flowing between the source and drain is
It rises until it reaches IB (current value flowing through the constant current sources 17a and 17b).

【0068】このとき、この第1行目の各増幅用トラン
ジスタQAは、上記したように、そのゲート(制御領
域)に、直前のフレーム(第N−1フレームの期間t1
3)において第1の信号電荷が転送され、転送終了後
(転送用MOSトランジスタQTがオフ)もそのゲート
電圧を保持しているため、ソースホロワ動作によって第
1の信号電荷に応じた第1の出力信号(第1の電気信
号)を出力し、この第1の出力信号は、この期間t11
ですでにオンとなっているスイッチ用MOSトランジス
タQRを介して、第1の信号蓄積用コンデンサCRに充
電される。
At this time, as described above, each of the amplifying transistors QA in the first row has, at its gate (control region), a period t1 of the immediately preceding frame (the (N-1) th frame).
In 3), the first signal charge is transferred, and after the transfer is completed (the transfer MOS transistor QT is off), the gate voltage is maintained. Therefore, the first output corresponding to the first signal charge is performed by the source follower operation. Signal (a first electric signal), and the first output signal is output during the period t11.
Then, the first signal storage capacitor CR is charged through the switching MOS transistor QR already turned on.

【0069】尚、このとき第2行目の各増幅用トランジ
スタQAに関しては、駆動パルスφPX2が依然ローレ
ベルであるために、第2行目の各画素分離用MOSトラ
ンジスタQXがオフとなっており、当該第2行目の各増
幅用トランジスタQAのソースは当該垂直読み出し線2
a,2bに接続されない状態になっている(非選択)。
そして、期間t11の終了時、即ち、期間t12に至る
と、駆動パルスφRG1がローレベルに反転され、駆動
パルスφTRがローレベルに反転される。
At this time, with respect to each amplifying transistor QA in the second row, since the drive pulse φPX2 is still at a low level, each pixel separating MOS transistor QX in the second row is off. The source of each amplifying transistor QA in the second row is connected to the vertical read line 2.
a, 2b are not connected (not selected).
Then, at the end of the period t11, that is, when the period t12 is reached, the driving pulse φRG1 is inverted to a low level, and the driving pulse φTR is inverted to a low level.

【0070】上記駆動パルスφTRがローレベルになる
ことにより、スイッチ用MOSトランジスタQRがオフ
となり、第1の信号蓄積用コンデンサCRは、フローテ
ィング状態とされて第1の出力信号をそのまま保持す
る。上記したように、この期間t11で、第1の信号蓄
積用コンデンサCRに保持されている第1の出力信号
は、直前のフレーム(第N−1フレームの期間t13)
で転送用MOSトランジスタQTを介して第1の信号電
荷が転送され該転送用MOSトランジスタQTがオフさ
れた後にもゲート(制御領域)に第1の信号電荷が保持
される増幅用トランジスタQAの出力(ソースホロワ動
作によってソース・ドレイン間に流れる電流がIBにな
ったときの該増幅用トランジスタQAの出力信号)であ
る。
When the driving pulse φTR goes low, the switching MOS transistor QR is turned off, and the first signal storage capacitor CR is brought into a floating state to hold the first output signal as it is. As described above, in this period t11, the first output signal held in the first signal storage capacitor CR is the immediately preceding frame (the period t13 of the (N-1) th frame).
The first signal charge is transferred via the transfer MOS transistor QT, and the output of the amplification transistor QA whose first signal charge is held in the gate (control region) even after the transfer MOS transistor QT is turned off. (Output signal of the amplifying transistor QA when the current flowing between the source and drain becomes IB due to the source follower operation).

【0071】この第1の出力信号をVSS1とすると、
VSS1の値は、次式(1)に示される値となる。 VSS1=VRD+VS1−VT …(1) ここで、VRDは第N−1フレームでリセット用MOS
トランジスタQPがオンのときに供給された電源電圧、
VS1は第N−1フレームにおける第1の信号電荷に応
じた増幅用トランジスタQAのゲート電位の上昇分、V
Tは増幅用トランジスタQAのドレイン電流がIBのと
きのゲート・ソース間の電圧である。尚、VS1の値
は、(入射光に応じた第1の信号電荷/ゲート容量)で
求められる。
Assuming that the first output signal is VSS1,
The value of VSS1 is a value represented by the following equation (1). VSS1 = VRD + VS1-VT (1) where VRD is the reset MOS in the (N-1) th frame.
Power supply voltage supplied when the transistor QP is on,
VS1 is the rise of the gate potential of the amplifying transistor QA according to the first signal charge in the (N-1) th frame,
T is a voltage between the gate and the source when the drain current of the amplifying transistor QA is IB. Note that the value of VS1 is obtained by (first signal charge / gate capacitance according to incident light).

【0072】しかして、期間t11では、駆動パルスφ
TRがハイレベルであるため(スイッチ用MOSトラン
ジスタQRがオン)、第1の信号蓄積用コンデンサCR
の両端は、当該期間t11で充電された前記式(1)で
表される電位VSS1となる。尚、この電位VSS1
は、期間t11の終了時(期間t12の開始時)に前記
駆動パルスφTRがローレベルに反転されてスイッチ用
MOSトランジスタQRがオフとなる時点までに、第1
の信号蓄積用コンデンサCRに充電され、その値VSS
1が保持される。
In the period t11, the driving pulse φ
Since TR is at a high level (the switching MOS transistor QR is on), the first signal storage capacitor CR
At both ends becomes the potential VSS1 represented by the equation (1) charged in the period t11. Note that this potential VSS1
By the time the drive pulse φTR is inverted to the low level at the end of the period t11 (at the start of the period t12), the first switching pulse is turned off and the switching MOS transistor QR is turned off.
Is charged in the signal storage capacitor CR, and its value VSS
1 is held.

【0073】図2の説明に戻り、期間t11の終了後の
期間t12において、駆動パルスφRG1がローレベル
になることによって、第1行目の各リセット用MOSト
ランジスタQPがオンとなり、電源電圧VRD(読み出
しレベル)が第1行目の各増幅用トランジスタQAのゲ
ート(制御領域)に伝わる。このリセット用MOSトラ
ンジスタQPのオンにより、前記増幅用トランジスタQ
Aのゲート(制御領域)から前記第1の信号電荷が排出
されると共に、該増幅用トランジスタQAのゲート(制
御領域)が上記した電源電圧VRD(読み出しレベル)
にバイアスされる。
Returning to the description of FIG. 2, in the period t12 after the end of the period t11, when the drive pulse φRG1 becomes low level, each reset MOS transistor QP in the first row is turned on, and the power supply voltage VRD ( The read level is transmitted to the gate (control region) of each amplifying transistor QA in the first row. By turning on the reset MOS transistor QP, the amplification transistor Q
The first signal charge is discharged from the gate (control region) of A, and the gate (control region) of the amplifying transistor QA is connected to the power supply voltage VRD (read level).
Biased.

【0074】期間t12の終了時、即ち、期間t13に
至ると、駆動パルスφTG1がローレベルに反転され、
駆動パルスφRG1がハイレベルに反転される。前記駆
動パルスφRG1がハイレベルとなることにより、第1
行目の各リセット用MOSトランジスタQPが再びオフ
となり、第1行目の増幅用トランジスタQAのゲート
(制御領域)はフローティング状態とされるが、その寄
生容量の効果によって、当該ゲートは、前記電源電圧V
RD(読み出しレベル)にバイアスされたままの状態が
保持される。
At the end of the period t12, that is, when the period t13 is reached, the drive pulse φTG1 is inverted to a low level,
The drive pulse φRG1 is inverted to a high level. When the drive pulse φRG1 goes high, the first
Each resetting MOS transistor QP in the row is turned off again, and the gate (control region) of the amplifying transistor QA in the first row is set in a floating state. Voltage V
The state of being kept biased at RD (read level) is maintained.

【0075】一方、駆動パルスφTG1がローレベルと
なることにより、第1行目の各画素1の転送用MOSト
ランジスタQTがオンとなり、第1行目の各画素1のフ
ォトダイオードにおいて生成・蓄積された入射光に応じ
た電荷(第2の信号電荷)が、第1行目の各画素1の増
幅用トランジスタQAのゲート(制御領域)に転送され
る。この第2の信号電荷が、第Nフレームにおける入射
光に応じた信号電荷となる。
On the other hand, when the drive pulse φTG1 goes low, the transfer MOS transistor QT of each pixel 1 in the first row is turned on, and is generated and accumulated in the photodiode of each pixel 1 in the first row. The charge (second signal charge) corresponding to the incident light is transferred to the gate (control region) of the amplification transistor QA of each pixel 1 in the first row. This second signal charge becomes a signal charge corresponding to the incident light in the Nth frame.

【0076】このように増幅用トランジスタQAのゲー
ト(制御領域)に、第Nフレーム(現在のフレーム)に
おける入射光に応じた電荷(第2の信号電荷)が転送さ
れると、各増幅用トランジスタQAのゲート電位は、転
送された電荷の分だけ上昇するので、第1行目の増幅用
MOSトランジスタQAがソースホロワ動作をし、当該
増幅用トランジスタQAのソースの電位は、前記ゲート
電位の上昇分だけ上昇する。
When charges (second signal charges) corresponding to the incident light in the N-th frame (current frame) are transferred to the gate (control region) of the amplification transistor QA in this manner, each amplification transistor QA Since the gate potential of QA rises by the amount of the transferred charges, the amplifying MOS transistor QA in the first row performs a source follower operation, and the potential of the source of the amplifying transistor QA rises by the rise of the gate potential. Just rise.

【0077】この場合、ソースホロワ動作をする第1行
目の各増幅用トランジスタQAからは第2の信号電荷に
応じた第2の出力信号(第2の電気信号)が、このとき
オンとなっている画素分離用MOSトランジスタQXを
介して、垂直読み出し線2a,2bに出力される。期間
t13の終了時、即ち、期間t14の開始時には駆動パ
ルスφTG1がハイレベルに反転され、駆動パルスφT
S、駆動パルスφTOがハイレベルに反転される。
In this case, a second output signal (second electric signal) corresponding to the second signal charge is turned on at this time from each amplifying transistor QA in the first row performing the source follower operation. Is output to the vertical readout lines 2a and 2b via the pixel separating MOS transistor QX. At the end of the period t13, that is, at the start of the period t14, the driving pulse φTG1 is inverted to a high level, and the driving pulse φT
S, the drive pulse φTO is inverted to a high level.

【0078】前記駆動パルスφTG1がハイレベルとな
ることにより、第1行目の各転送用MOSトランジスタ
QTがオフとなり、第1行目の画素1のフォトダイオー
ドPDにおいて生成・蓄積された入射光に応じた電荷
(第2の信号電荷)の増幅用トランジスタQAのゲート
(制御領域)への転送が終了し、該増幅用トランジスタ
QAのゲート(制御領域)は再びフローティング状態と
されるが、その寄生容量の効果によって、転送された電
荷(第2の信号電荷)の分だけ該ゲートの電位が上昇し
たままその状態が保持される。
When the drive pulse φTG1 goes high, each transfer MOS transistor QT in the first row is turned off, and the incident light generated and accumulated in the photodiode PD of the pixel 1 in the first row is turned off. Transfer of the corresponding charge (second signal charge) to the gate (control region) of the amplifying transistor QA ends, and the gate (control region) of the amplifying transistor QA is again brought into a floating state. Due to the effect of the capacitance, the state is maintained while the potential of the gate is increased by the amount of the transferred charge (second signal charge).

【0079】ついでながら、この第Nフレームで、現在
のフレームに対する第2の信号電荷として当該ゲート
(制御領域)に転送された電荷は、次の第N+1フレー
ム(図示省略)でこのゲートがリセットされるまで(リ
セット用MOSトランジスタQPがオンとなるまで)保
持される。この結果、このときゲートに蓄積されている
電荷が、第N+1フレームでは第1の信号電荷(直前の
フレームに対する電荷)として用いられる。
Meanwhile, in the Nth frame, the charge transferred to the gate (control region) as the second signal charge for the current frame is reset in the next (N + 1) th frame (not shown). (Until the reset MOS transistor QP is turned on). As a result, the charge accumulated in the gate at this time is used as the first signal charge (charge for the immediately preceding frame) in the (N + 1) th frame.

【0080】このように転送用MOSトランジスタQT
がオンとなって第2の信号電荷が、増幅用トランジスタ
QAのゲート(制御領域)に一旦転送され、その後、転
送用MOSトランジスタQTがオフとなっても、当該第
2の信号電荷がゲート(制御量領域)に保持されるの
で、増幅用トランジスタQAからは、その後ゲートがリ
セットされるまでのソースホロワ動作で(期間t14以
降)、ゲートに蓄積された電荷(第2の信号電荷)に応
じた信号(電圧信号)が出力されることとなる。
As described above, the transfer MOS transistor QT
Is turned on, the second signal charge is once transferred to the gate (control region) of the amplification transistor QA, and then, even if the transfer MOS transistor QT is turned off, the second signal charge is transferred to the gate ( (A control amount region), the source follower operation from the amplifying transistor QA until the gate is reset (period t14 and thereafter) corresponds to the charge (second signal charge) accumulated in the gate. A signal (voltage signal) is output.

【0081】また、駆動パルスφTSがハイレベルとな
ることにより、スイッチ用MOSトランジスタQSがオ
ンし、そのソースホロワ動作によってゲートに第2の信
号電荷が蓄積されている第1行目の各増幅用トランジス
タQAから出力された第2の出力信号が、オン状態とな
っている画素分離用MOSトランジスタQX、垂直読み
出し線2a,2bを介して、第2の信号蓄積用コンデン
サCSに充電される。
When the driving pulse φTS goes high, the switching MOS transistor QS is turned on, and the source follower operation causes the second transistor charge in the gate to store the second signal charge. The second output signal output from the QA is charged to the second signal storage capacitor CS via the pixel separating MOS transistor QX and the vertical readout lines 2a and 2b which are in the ON state.

【0082】この期間t14において、ソースホロワ動
作によってソース・ドレイン間に流れる電流がIBにな
ったとき、増幅用トランジスタQAのソースの電位(第
2の出力信号;VSS2と表記する。)VSS2の値
は、次式(2)に示される値になる。 VSS2=VRD+VS2−VT …(2) ここで、VS2は第2の信号電荷に応じた増幅用トラン
ジスタQAのゲート電位の上昇分である。尚、VS2の
値は、前記したVS1と同様に、(入射光に応じた第2
の信号電荷/ゲート容量)としてあらわされる。
In this period t14, when the current flowing between the source and the drain becomes IB due to the source follower operation, the value of the potential of the source of the amplifying transistor QA (second output signal; denoted as VSS2) VSS2 is , The value shown in the following equation (2). VSS2 = VRD + VS2-VT (2) Here, VS2 is an increase in the gate potential of the amplifying transistor QA according to the second signal charge. The value of VS2 is the same as that of VS1 described above (the second value corresponding to the incident light).
Signal charge / gate capacitance).

【0083】しかして、この期間t14では、駆動パル
スφTSがハイレベルであるため(スイッチ用MOSト
ランジスタQSがオン)、第2の信号蓄積用コンデンサ
CSの両端は、当該期間t14で充電された前記式
(2)で表される電位VSS2となる。尚、この電位V
SS2は、期間t14の終了時(期間t15の開始時)
に前記駆動パルスφTSがローレベルに反転されてスイ
ッチ用MOSトランジスタQSがオフとなる時点まで
に、第2の信号蓄積用コンデンサCSに充電される。
In this period t14, since the driving pulse φTS is at the high level (the switching MOS transistor QS is turned on), both ends of the second signal storage capacitor CS are charged during the period t14. It becomes the potential VSS2 represented by the equation (2). Note that this potential V
SS2 is at the end of period t14 (at the start of period t15)
By the time the drive pulse φTS is inverted to a low level and the switching MOS transistor QS is turned off, the second signal storage capacitor CS is charged.

【0084】このように、第2の信号蓄積用コンデンサ
CSには、式(2)で表される第2の出力信号(電圧信
号)が記憶保持されるが、一方で、第1の信号蓄積用コ
ンデンサCRには、上記したように式(1)で表される
第1の出力信号(電圧信号)が記憶保持される。そし
て、これら記憶された第2の出力信号(電圧信号)、第
1の出力信号(電圧信号)が異値検出器XAに入力され
るようになっている。
As described above, the second output signal (voltage signal) represented by the equation (2) is stored and held in the second signal storage capacitor CS. As described above, the first output signal (voltage signal) represented by the equation (1) is stored and held in the capacitor for use CR. Then, the stored second output signal (voltage signal) and first output signal (voltage signal) are input to the different value detector XA.

【0085】そして、異値検出器XAからは、詳細は後
述するように、第1の出力信号(アナログ信号)と第2
の出力信号(アナログ信号)との差分の大きさが所定値
以上の場合にのみ出力がハイレベル(論理レベルのハイ
レベル)もしくはローレベル(論理レベルのローレベ
ル)の異値信号(ディジタル信号)が出力されるように
なっている。
As will be described later in detail, the different value detector XA outputs a first output signal (analog signal) and a second output signal (analog signal).
Output signal (digital signal) whose output is high level (logic level high level) or low level (logic level low level) only when the difference from the output signal (analog signal) is equal to or greater than a predetermined value. Is output.

【0086】また、この期間t14では、駆動パルスφ
TOがハイレベルとなることによりスイッチ用MOSト
ランジスタQO1,QO2がオンとなる。しかして、異
値検出器XAから出力された異値信号は、オンのスイッ
チ用MOSトランジスタQO1,QO2を介して、異値
信号蓄積用コンデンサCO1,CO2に充電される。次
に、期間t14の終了時、即ち、期間t15の開始時に
は、駆動パルスφPX1、駆動パルスφTS、駆動パル
スφTOがローレベルに反転される。
In the period t14, the driving pulse φ
When TO goes high, the switching MOS transistors QO1 and QO2 are turned on. The different value signal output from the different value detector XA is charged to the different value signal storage capacitors CO1 and CO2 via the ON switching MOS transistors QO1 and QO2. Next, at the end of the period t14, that is, at the start of the period t15, the driving pulse φPX1, the driving pulse φTS, and the driving pulse φTO are inverted to low level.

【0087】前記のように駆動パルスφPX1がローレ
ベルとなることによって、画素分離用MOSトランジス
タQXがオフとなって、第1行目の画素1,1と垂直読
み出し線2a,2bとが分離される。また、駆動パルス
φTSがローレベルとなることにより、スイッチ用MO
SトランジスタQSがオフとなる。
As described above, when the drive pulse φPX1 goes low, the pixel separating MOS transistor QX is turned off, and the pixels 1, 1 in the first row are separated from the vertical readout lines 2a, 2b. You. When the driving pulse φTS goes low, the switching MO
The S transistor QS is turned off.

【0088】また、駆動パルスφTOがローレベルとな
ることにより、スイッチ用MOSトランジスタQO1,
QO2はオフとなって、異値信号蓄積用コンデンサCO
1,CO2はフローティング状態となるので、前記異値
信号は異値信号蓄積用コンデンサCO1,CO2に保持
される。期間t15の開始時に上記の状態となった後、
当該期間t15において、更に、水平走査回路13から
の駆動パルスφH1が一定期間ハイレベルに立ち上げら
れその後ローレベルに保持される。また、駆動パルスφ
H2に関しては、前記駆動パルスφH1がローレベルに
保持された後、所定間隔おいて一定期間ハイレベルに立
ち上げられその後ローレベルに保持される。更に、駆動
パルスφRSHに関しては、前記駆動パルスφH1がロ
ーレベルに立ち下がった後で駆動φH2が立ち上がる前
までの間に、一定期間ハイレベルに立ち上げられその後
ローレベルに保持され、その後、前記駆動パルスφH2
がローレベルに立ち下がった後、再び一定期間ハイレベ
ルに立ち上げられその後ローレベルに保持される。
When the drive pulse φTO goes low, the switching MOS transistors QO1,
QO2 is turned off, and the capacitor CO for storing a different value signal is turned off.
Since the first and CO2 are in a floating state, the different value signal is held in the different value signal storage capacitors CO1 and CO2. After the above state at the beginning of the period t15,
In the period t15, the drive pulse φH1 from the horizontal scanning circuit 13 further rises to a high level for a certain period of time, and is thereafter kept at a low level. The driving pulse φ
With respect to H2, after the drive pulse φH1 is held at a low level, the drive pulse φH1 is raised to a high level for a predetermined period at predetermined intervals, and thereafter held at a low level. Further, the drive pulse φRSH is raised to a high level for a certain period of time after the drive pulse φH1 falls to a low level and before the drive φH2 rises, and is thereafter kept at a low level. Pulse φH2
Falls to a low level, then rises again to a high level for a certain period of time, and is thereafter kept at a low level.

【0089】しかして、前記した駆動パルスφH1のハ
イレベルの切換によって、前記異値信号蓄積用コンデン
サCO1に保持されている異値信号は、水平読み出し線
12に読み出され、出力バッファアンプ15を介して、
順次出力端子VOに出力される。
When the drive pulse φH1 is switched to the high level, the different value signal held in the different value signal storage capacitor CO1 is read out to the horizontal readout line 12, and the output buffer amplifier 15 is turned on. Through,
The signals are sequentially output to the output terminal VO.

【0090】続く、駆動パルスφRSHのハイレベルの
切換によって、リセットスイッチ用MOSトランジスタ
QRSHがオンされると、前記水平読み出し線12がリ
セット(初期化)される。このリセットは、水平読み出
し線12の寄生容量により、電圧信号が水平読み出し線
12に読み出されたときこの電圧信号の一部が当該寄生
容量に保持されるため、この水平読み出し線12に残留
している電気信号を排除するためのものである。この電
気信号が排除された後、駆動パルスφRSHはローレベ
ルに反転される。
Subsequently, when the reset switch MOS transistor QRSH is turned on by the high-level switching of the drive pulse φRSH, the horizontal read line 12 is reset (initialized). This reset occurs because the parasitic capacitance of the horizontal read line 12 causes a part of the voltage signal to be retained in the horizontal read line 12 when the voltage signal is read out to the horizontal read line 12. This is to eliminate the electric signal that is present. After the electric signal is eliminated, the drive pulse φRSH is inverted to a low level.

【0091】そして、続く駆動パルスφH2のハイレベ
ルの切換によって、異値信号蓄積用コンデンサCO2に
保持されている異値信号は、水平読み出し線12に読み
出され、出力バッファアンプ15を介して、順次出力端
子VOに出力される。最後に、駆動パルスφRSHが再
びハイレベルに切り換ると、リセットスイッチ用MOS
トランジスタQRSHがオンされ、再び前記水平読み出
し線12がリセット(初期化)され、その後、当該駆動
パルスφRSHはローレベルに反転される。
Then, by the subsequent high-level switching of the driving pulse φH2, the different value signal held in the different value signal storage capacitor CO2 is read out to the horizontal readout line 12, and is output via the output buffer amplifier 15 to The signals are sequentially output to the output terminal VO. Finally, when the drive pulse φRSH switches to the high level again, the reset switch MOS
The transistor QRSH is turned on, the horizontal read line 12 is reset (initialized) again, and then the drive pulse φRSH is inverted to a low level.

【0092】尚、前記した水平読み出し線12の寄生容
量の影響により、該水平読み出し線12に読み出される
電圧信号(異値信号)は、波形がなまって、定常状態に
達するまで時間がかかるが、本実施形態では、水平読み
出し線12に現れる電気信号(異値信号)は2値化(デ
ィジタル化)されているため、定常状態に達しなくと
も、或るレベル(論理回路のスレッショルド・レベル)
まで達すれば、それが論理レベルのハイレベル/ローレ
ベルであるかの判別が可能となり、その読み出し動作の
高速化が図られる。
Note that, due to the influence of the parasitic capacitance of the horizontal read line 12, the voltage signal (different value signal) read to the horizontal read line 12 takes a long time until its waveform is distorted and reaches a steady state. In the present embodiment, since the electric signal (different value signal) appearing on the horizontal read line 12 is binarized (digitized), even if it does not reach the steady state, it reaches a certain level (threshold level of the logic circuit).
When the threshold value is reached, it is possible to determine whether the logical level is a high level or a low level, and the reading operation is speeded up.

【0093】続く期間t20〜t25においては、第2
行目の画素1,1に対して、上記した期間t10〜t1
5における第1行目の画素1,1の読み出し動作と同様
の動作が繰り返して行われ、この第2行目の画素1,1
から当該第Nフレームにおける異値信号(ディジタル信
号)が、順次出力端子VOから出力される。
In the subsequent period t20 to t25, the second
The period t10 to t1 described above is applied to the pixels 1 and 1 in the row.
5, the same operation as the readout operation of the pixels 1 and 1 in the first row is repeatedly performed.
, The different value signal (digital signal) in the Nth frame is sequentially output from the output terminal VO.

【0094】以上説明したように、連続した2フレーム
(第N−1フレームと第Nフレーム)間において各々得
られた、入射光に応じて出力される各画素1,1,1,
1からのアナログ信号(輝度をあらわす電気信号)が、
各々比較されて、その差分の大きさが一定値以上のとき
に、当該画素1,1,1,1から信号(異値信号)が出
力される。
As described above, each pixel 1, 1, 1, which is obtained according to the incident light and obtained between two consecutive frames (the (N-1) th frame and the Nth frame), respectively.
The analog signal (electric signal indicating luminance) from 1 is
The respective pixels 1, 1, 1 and 1 output signals (different value signals) when the magnitude of the difference is equal to or greater than a certain value.

【0095】このように、連続した2フレーム(第N−
1フレームと第Nフレーム)間で得られた電気信号(輝
度信号)の差分の大きさが異なった画素を検出すること
で、動体検出を行うことができる。そして、上記動作を
繰り返して行うことにより、更に連続した2またはそれ
以上のフレーム間でその動体検出を行うことができるよ
うになる。
As described above, two consecutive frames (N-th frame)
Moving object detection can be performed by detecting pixels in which the difference between the electric signals (luminance signals) obtained between the 1st frame and the Nth frame is different. Then, by repeatedly performing the above operation, the moving object can be detected between two or more consecutive frames.

【0096】次に、上記した異値検出回路7の具体的な
構成及びその作用について、図3を用いて詳細に説明す
る。図3は、図1に示す動き検出用固体撮像装置10の
うち、垂直読み出し線2a、クロックライン8a,9
a,10a、スイッチ用MOSトランジスタQR,Q
S,QO1、異値検出回路7を示す回路図である。
Next, the specific configuration and operation of the above-described outlier detection circuit 7 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 shows a vertical readout line 2a and clock lines 8a and 9 in the motion detection solid-state imaging device 10 shown in FIG.
a, 10a, switching MOS transistors QR, Q
FIG. 3 is a circuit diagram showing S, QO1, and an outlier detection circuit 7;

【0097】この図3に示すように、異値検出回路7の
異値検出器XAは、2つの電圧比較器AP1,AP2
と、論理和演算器ORとによって構成されている。そし
て、前記電圧比較器AP1は、その非反転入力端子に、
前記した読み出し線2a−1及びこれに接続された前記
第1の信号蓄積用コンデンサCRの一方の端子が接続さ
れ、その反転入力端子に、前記した読み出し線2a−2
及びこれに接続された前記第2の信号蓄積用コンデンサ
CSの一方の端子が接続されている。
As shown in FIG. 3, the different value detector XA of the different value detector 7 has two voltage comparators AP1 and AP2.
And an OR operator OR. The voltage comparator AP1 has a non-inverting input terminal,
The read line 2a-1 and one terminal of the first signal storage capacitor CR connected thereto are connected, and the read line 2a-2 is connected to its inverting input terminal.
And one terminal of the second signal storage capacitor CS connected thereto.

【0098】また、前記電圧比較器AP2は、その非反
転入力端子に、前記した読み出し線2a−2及びこれに
接続された前記第2の信号蓄積用コンデンサCSの一方
の端子が接続され、その反転入力端子に、前記した読み
出し線2a−1及びこれに接続された前記第1の信号蓄
積用コンデンサCRの一方の端子が接続されている。
The voltage comparator AP2 has its non-inverting input terminal connected to the read line 2a-2 and one terminal of the second signal storage capacitor CS connected thereto. The readout line 2a-1 and one terminal of the first signal storage capacitor CR connected to the readout line 2a-1 are connected to the inverting input terminal.

【0099】そして、前記した2つの電圧比較器AP
1,AP2の出力は、共に、論理和演算器ORの2つの
入力端子に接続され、該論理和演算器ORの出力が異値
検出回路7の出力となっている。次に、異値検出回路7
の具体的な動作について、再び図2を用いて説明する。
尚、ここでは、異値検出回路7の動作に関連するものに
ついてのみ説明する。
Then, the above-mentioned two voltage comparators AP
The outputs of AP1 and AP2 are both connected to two input terminals of a logical sum OR, and the output of the logical sum OR is an output of the different value detection circuit 7. Next, the outlier detection circuit 7
Will be described again with reference to FIG.
Here, only those related to the operation of the different value detection circuit 7 will be described.

【0100】前述したように、図2に示す期間t10で
は、画素分離用MOSトランジスタQXがオフとなって
いるので(駆動パルスφPX1がハイレベル)、各画素
1,1,1,1は、垂直読み出し線2a,2bから分離
されている。そして、この期間t10で、上記したよう
に第1,第2の信号蓄積用コンデンサCR,CSに蓄え
られた電荷が排除される。
As described above, in the period t10 shown in FIG. 2, since the pixel separating MOS transistor QX is off (the driving pulse φPX1 is at the high level), each pixel 1, 1, 1, 1 is vertically It is separated from the read lines 2a and 2b. Then, in this period t10, the charges stored in the first and second signal storage capacitors CR and CS are eliminated as described above.

【0101】次の期間t11では、増幅用トランジスタ
QAからの電気信号が第1の信号蓄積用コンデンサCR
に保持される(第1の出力信号VSS1)。期間t12
では、上記したように増幅用トランジスタQAのゲート
に蓄えられていた電気信号がリセットされる。そして、
期間t13で、新たにフォトダイオードPDで生成・蓄
積されていた信号電荷が増幅用トランジスタQAのゲー
ト(制御領域)に転送され、その信号電荷に応じた電気
信号が、当該画素1から垂直読み出し線2a,2bに転
送される。
In the next period t11, the electric signal from the amplifying transistor QA is supplied to the first signal storage capacitor CR.
(First output signal VSS1). Period t12
Thus, the electric signal stored in the gate of the amplification transistor QA is reset as described above. And
In a period t13, the signal charge newly generated and accumulated in the photodiode PD is transferred to the gate (control region) of the amplifying transistor QA, and an electric signal corresponding to the signal charge is transferred from the pixel 1 to the vertical read line. 2a and 2b.

【0102】このように垂直読み出し線2a,2bに転
送された電気信号は、次の期間t14において、スイッ
チ用MOSトランジスタQS(このときオン)を介し
て、第2の信号蓄積用コンデンサCSに蓄えられる(第
2の出力信号VSS2)。ところでこの期間t14で
は、上記したように第1の信号蓄積用コンデンサCRに
は、すでに第1の出力信号VSS1が蓄積・保持され、
該第1の出力信号VSS1は、電圧比較器AP1の非反
転入力端子と、電圧比較器AP2の反転入力端子に供給
されている。
In the next period t14, the electric signal transferred to the vertical read lines 2a and 2b is stored in the second signal storage capacitor CS via the switching MOS transistor QS (at this time, on). (The second output signal VSS2). By the way, in this period t14, as described above, the first output signal VSS1 is already stored and held in the first signal storage capacitor CR.
The first output signal VSS1 is supplied to a non-inverting input terminal of the voltage comparator AP1 and an inverting input terminal of the voltage comparator AP2.

【0103】そして、この期間t14において、あらた
に第2の出力信号VSS2が第2の信号蓄積用コンデン
サCRに蓄積・保持されると、該第2の出力信号VSS
2が、電圧比較器AP2の非反転入力端子と、電圧比較
器AP1の反転入力端子に入力される。この結果、異値
検出回路7では、電圧比較器AP1と、電圧比較器AP
2とで、別々に、第1の出力信号VSS1と第2の出力
信号VSS2の大きさが比較されることとなる。
Then, during this period t14, when the second output signal VSS2 is newly stored and held in the second signal storage capacitor CR, the second output signal VSS2
2 is input to the non-inverting input terminal of the voltage comparator AP2 and the inverting input terminal of the voltage comparator AP1. As a result, in the different value detection circuit 7, the voltage comparator AP1 and the voltage comparator AP
2, the magnitudes of the first output signal VSS1 and the second output signal VSS2 are separately compared.

【0104】このときの第1の出力信号VSS1は、前
記した式(1)であらわされ、第2の出力信号VSS2
は前記した式(2)であらわされる。従って、電圧比較
器AP1と電圧比較器AP2では、次式(3)に示す、
第1の出力信号VSS1と第2の出力信号VSS2との
差が求められる。 VSS1−VSS2=(VRD+VS1−VT) −(VRD+VS2−VT) =VS1−VS2 …(3) このように、第1の出力信号VSS1と第2の出力信号
VSS2の2つの信号の大きさを比較することは、特定
の画素1における第N−1フレームでの入射光の輝度
(VS1に相当)から第Nフレームにおける入射光の輝
度(VS2)への変化、即ち、連続した2フレーム間に
おける輝度の変化を検知することと同義である。
At this time, the first output signal VSS1 is expressed by the above equation (1), and the second output signal VSS2
Is represented by the above equation (2). Therefore, the voltage comparator AP1 and the voltage comparator AP2 use the following equation (3).
The difference between the first output signal VSS1 and the second output signal VSS2 is determined. VSS1−VSS2 = (VRD + VS1−VT) − (VRD + VS2−VT) = VS1−VS2 (3) Thus, the magnitudes of the first output signal VSS1 and the second output signal VSS2 are compared. This means that the luminance of the incident light in the (N-1) th frame (corresponding to VS1) in the specific pixel 1 changes from the luminance of the incident light in the Nth frame (VS2), that is, the luminance of the luminance between two consecutive frames. Synonymous with detecting a change.

【0105】ところで、上記式(3)に示す値を比較す
る電圧比較器AP1と、電圧比較器AP2は、共に、非
反転入力端子に入力される信号が、反転入力端子に入力
される信号より大きい場合には、電源電圧レベル(ハイ
レベル)を出力し、非反転入力端子に入力される信号
が、反転入力端子に入力される信号と等しい場合あるい
は小さい場合には、接地レベル(ローレベル)を出力す
る。
By the way, both the voltage comparator AP1 and the voltage comparator AP2 for comparing the value shown in the above equation (3) are different from the signal input to the non-inverting input terminal in the signal input to the inverting input terminal. If it is higher, the power supply voltage level (high level) is output. If the signal input to the non-inverting input terminal is equal to or smaller than the signal input to the inverting input terminal, the ground level (low level) is output. Is output.

【0106】従って、第1の出力信号VSS1が第2の
出力信号VSS2より大きい場合には、電圧比較器AP
1の出力が電源電圧レベル(ハイレベル)になり、逆
に、第2の出力信号VSS2が第1の出力信号VSS1
より大きい場合には、電圧比較器AP2の出力が電源電
圧レベル(ハイレベル)となる。また、第1の出力信号
VSS1と第2の出力信号VSS2が等しい場合には、
電圧比較器AP1,AP2の出力は共に接地レベル(ロ
ーレベル)となる。
Therefore, when the first output signal VSS1 is larger than the second output signal VSS2, the voltage comparator AP
1 becomes the power supply voltage level (high level), and conversely, the second output signal VSS2 becomes the first output signal VSS1.
If it is larger, the output of the voltage comparator AP2 becomes the power supply voltage level (high level). When the first output signal VSS1 is equal to the second output signal VSS2,
The outputs of the voltage comparators AP1 and AP2 are both at the ground level (low level).

【0107】このようにして得られた電圧比較器AP
1,AP2の出力は、共に論理和演算器ORに入力され
論理和演算が行われる。この場合、第1の出力信号VS
S1と第2の出力信号VSS2の大きさが異なる(どち
らか一方が他方より大きい、もしくは、小さい)場合の
み、論理和演算器ORすなわち異値検出器XAの出力は
ハイレベル(論理レベルのハイレベル)となる。
The voltage comparator AP thus obtained
The outputs of AP1 and AP2 are both input to an OR operator OR to perform an OR operation. In this case, the first output signal VS
Only when the magnitudes of S1 and the second output signal VSS2 are different (either one is larger or smaller than the other), the output of the OR operator OR, that is, the different value detector XA, is at a high level (logic level high). Level).

【0108】そして、第1の出力信号VSS1と第2の
出力信号VSS2の大きさが等しい場合には、論理和演
算器ORすなわち異値検出器XAの出力はローレベル
(論理レベルのローレベル)となる。尚、前述した式
(1),(2)のVT(ゲート・ソース間電圧)の値
は、各増幅用トランジスタQA毎にばらついて、いわゆ
る固定パターン雑音の要因となることが知られている。
しかして、前述の式(3)で示したように、異値検出を
行う際、即ち、第1の出力信号VSS1と第2の出力信
号VSS2との差を求める場合、異値信号はVT値の影
響を受けないので、固定パターン雑音の影響を受けずに
異値検出(動体検出)を行うことができる。
When the magnitudes of the first output signal VSS1 and the second output signal VSS2 are equal, the output of the logical sum operation unit OR, that is, the different value detector XA is at low level (logic level is low level). Becomes It is known that the value of VT (gate-source voltage) in the above formulas (1) and (2) varies from one amplification transistor QA to another and causes so-called fixed pattern noise.
However, as shown in the above equation (3), when detecting an outlier, that is, when calculating the difference between the first output signal VSS1 and the second output signal VSS2, the outlier signal is a VT value. , It is possible to perform outlier detection (moving object detection) without being affected by fixed pattern noise.

【0109】また、前記した第1の出力信号VSS1と
第2の出力信号VSS2は、通常、前記固定パターン雑
音の成分とは別に、ランダム雑音の成分を含んでいるこ
とが知られている。従って、異値検出を行う際、これら
のランダム雑音の成分により誤信号が発生する場合が考
えられる。
It is known that the first output signal VSS1 and the second output signal VSS2 usually include a random noise component in addition to the fixed pattern noise component. Therefore, when detecting a different value, an erroneous signal may be generated due to these random noise components.

【0110】しかし、本実施形態では、上記した電圧比
較器AP1、電圧比較器AP2を、このランダム雑音の
成分による誤信号の発生を防止すべく、非反転入力端子
に入力される信号電圧と反転入力端子に入力される信号
電圧の差が或る一定の閾値電圧以上になったとき出力が
反転するような特性としている。図4は、本実施形態の
異値検出器XAを構成する電圧比較器AP1,AP2の
入出力特性の一例を示す特性図である。
However, in the present embodiment, the voltage comparator AP1 and the voltage comparator AP2 are connected to the signal voltage input to the non-inverting input terminal in order to prevent the generation of an erroneous signal due to the random noise component. The output is inverted when the difference between the signal voltages input to the input terminals exceeds a certain threshold voltage. FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating an example of input / output characteristics of the voltage comparators AP1 and AP2 included in the outlier detector XA according to the present embodiment.

【0111】この図4において、電圧ΔHは閾値電圧
で、通常のランダム雑音の成分の大きさと比べて十分大
きくなるように設定される。また、V1は電圧比較器A
P1,AP2の非反転入力端子に入力される入力電圧値
を、V2は反転入力端子に入力される入力電圧値を、V
outは出力電圧値を示す。この場合、(V1−V2)
の値が、閾値電圧ΔHより大きくなると、出力Vout
が反転(ローレベルからハイレベルに反転)する。
In FIG. 4, the voltage ΔH is a threshold voltage and is set so as to be sufficiently larger than the magnitude of a normal random noise component. V1 is a voltage comparator A
V1 is the input voltage value input to the non-inverting input terminals of P1 and AP2, and V2 is the input voltage value input to the inverting input terminals.
out indicates an output voltage value. In this case, (V1-V2)
Is greater than the threshold voltage ΔH, the output Vout
Is inverted (inverted from low level to high level).

【0112】このように、異値検出器XAを構成する電
圧比較器AP1,AP2を、上記の特性とすることで、
特に、閾値電圧ΔHをランダム雑音の成分の大きさに比
べて十分大きく設定することで、電圧比較器AP1は、
第1の出力信号電圧VSS1と第2の出力信号電圧VS
S2との差が閾値電圧ΔHより大きい場合(VSS1−
VSS2>ΔH)、その出力が電源電圧レベル(ハイレ
ベル)になる。
As described above, by making the voltage comparators AP1 and AP2 constituting the outlier detector XA have the above characteristics,
In particular, by setting the threshold voltage ΔH sufficiently large compared to the magnitude of the random noise component, the voltage comparator AP1
First output signal voltage VSS1 and second output signal voltage VS
When the difference from S2 is larger than the threshold voltage ΔH (VSS1-
VSS2> .DELTA.H), the output thereof becomes the power supply voltage level (high level).

【0113】同様に、電圧比較器AP2は、第2の出力
信号電圧VSS2と第1の出力信号電圧VSS1との差
が閾値電圧ΔHより大きい場合(VSS2−VSS1>
ΔH)、その出力が電源電圧レベル(ハイレベル)にな
る。換言すれば、第1の出力信号VSS1と、第2の出
力信号VSS2との差分の大きさ、即ち絶対値|VSS
1−VSS2|が、閾値電圧ΔHより大きい場合のみ、
電圧比較器AP1、電圧比較器AP2の何れかの出力が
電源電圧レベル(ハイレベル)となり、ランダム雑音の
成分による誤信号を発生することなく、異値検出(動体
検出)を行うことができる。
Similarly, the voltage comparator AP2 determines that the difference between the second output signal voltage VSS2 and the first output signal voltage VSS1 is larger than the threshold voltage ΔH (VSS2−VSS1>
ΔH), the output becomes the power supply voltage level (high level). In other words, the magnitude of the difference between the first output signal VSS1 and the second output signal VSS2, that is, the absolute value | VSS
Only when 1−VSS2 | is greater than the threshold voltage ΔH,
Either the output of the voltage comparator AP1 or the output of the voltage comparator AP2 becomes the power supply voltage level (high level), and the abnormal value detection (moving object detection) can be performed without generating an erroneous signal due to a random noise component.

【0114】(第2の実施形態)次に、本発明の第2の
実施形態について図5を用いて説明する。尚、この第2
の実施形態は、請求項1から請求項3、請求項5から請
求項8、請求項10から請求項13、及び請求項15に
対応する。図5に示すように、第2の実施形態の動き検
出用固体撮像装置20は、マトリックス状に配置された
画素21,21,21,21の構成のみが、上記した第
1の実施形態と相違する。従って、この第2の実施形態
の動き検出用固体撮像装置20において、第1の実施形
態の動き検出用固体撮像装置10と同一の部分について
は、同一符号を付してその説明を省略する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, this second
Corresponds to claims 1 to 3, claim 5 to claim 8, claim 10 to claim 13, and claim 15. As shown in FIG. 5, the solid-state imaging device 20 for motion detection according to the second embodiment is different from the above-described first embodiment only in the configuration of the pixels 21, 21, 21, 21 arranged in a matrix. I do. Accordingly, in the motion-detecting solid-state imaging device 20 of the second embodiment, the same components as those of the motion-detection solid-state imaging device 10 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0115】この動き検出用固体撮像装置20では、各
画素21,21,21,21は、入射光に応じた電荷を
生成・蓄積するフォトダイオードPDと、ゲート(制御
領域)に供給された電荷に応じた電気信号を出力する増
幅用トランジスタ(nチャネル型JFET)QAと、前
記フォトダイオードPDで生成・蓄積された電荷を増幅
用トランジスタQAのゲート(制御領域)に選択的に且
つ直接転送する転送用MOSトランジスタ(pチャネル
型)QTと、垂直走査回路6からの駆動パルスφPX1
(電圧信号)を前記増幅用トランジスタQAのゲート
(制御領域)に容量結合によって供給するためのコンデ
ンサCGと、前記増幅用トランジスタQAのゲート(制
御領域)の電荷を選択的にリセットするためのリセット
用MOSトランジスタ(pチャネル型)QPとによって
構成されている。
In the solid-state imaging device 20 for motion detection, each pixel 21, 21, 21, 21 has a photodiode PD for generating and accumulating electric charges according to incident light, and electric charges supplied to a gate (control region). Transistor (n-channel type JFET) QA that outputs an electric signal corresponding to the above, and the charges generated and accumulated by the photodiode PD are selectively and directly transferred to the gate (control region) of the amplification transistor QA. Transfer MOS transistor (p-channel type) QT and drive pulse φPX1 from vertical scanning circuit 6
A capacitor CG for supplying (voltage signal) to the gate (control region) of the amplifying transistor QA by capacitive coupling, and a reset for selectively resetting the charge of the gate (control region) of the amplifying transistor QA. MOS transistor (p-channel type) QP.

【0116】この場合、各画素21,21,21,21
では、前記増幅用トランジスタQAによるソースホロワ
動作によって、電荷の転送後であっても一旦ゲート(制
御領域)に電荷が蓄積されると、該ゲートの電荷がリセ
ットされるまでの間、蓄積されている電荷に応じた電気
信号が読み出されるようになっている。そして、この一
旦蓄積された電荷に応じた増幅用トランジスタQAの出
力(電気信号)が直前のフレームに対する入射光に応じ
た値のときこの出力が第1の信号蓄積用コンデンサ(第
1の電荷蓄積手段)CRに蓄えられ、現在のフレームに
対する入射光に応じた値のときこの出力が第2の信号蓄
積用コンデンサ(第2の電荷蓄積手段)CSに蓄えられ
る。
In this case, each pixel 21, 21, 21, 21, 21
Then, even after the transfer of the charge, once the charge is accumulated in the gate (control region) by the source follower operation by the amplifying transistor QA, the charge is accumulated until the charge of the gate is reset. An electric signal corresponding to the electric charge is read. When the output (electric signal) of the amplifying transistor QA according to the temporarily stored charge has a value corresponding to the incident light with respect to the immediately preceding frame, this output is used as the first signal storage capacitor (first charge storage capacitor). The output is stored in a second signal storage capacitor (second charge storage means) CS when the value is stored according to the light incident on the current frame.

【0117】また、この第2の実施形態でも、上記のよ
うにゲート(制御領域)に電荷が直接転送される構成と
なっているので、電荷を他の信号線等を介して転送する
場合に比べて、転送時の電荷配分による信号の劣化が抑
えられ、当該動き検出用固体撮像装置20のS/N比が
向上する。このように構成された第2の実施形態の動き
検出用固体撮像装置20では、垂直走査回路6に接続さ
れたクロックライン5aまたは5bにハイレベルの駆動
パルスφPX1またはφPX2が現れたときに、各画素
1,1…に設けられたコンデンサCGによる容量結合に
よって、増幅用トランジスタQAのゲート(制御領域)
の電圧が制御されて、当該増幅用トランジスタQAがオ
ンするようになっている(選択)。
Further, also in the second embodiment, since the charge is directly transferred to the gate (control region) as described above, when the charge is transferred via another signal line or the like. In comparison, signal deterioration due to charge distribution during transfer is suppressed, and the S / N ratio of the motion detection solid-state imaging device 20 is improved. In the solid-state imaging device 20 for motion detection according to the second embodiment configured as described above, when the high-level drive pulse φPX1 or φPX2 appears on the clock line 5a or 5b connected to the vertical scanning circuit 6, The gate of the amplifying transistor QA (control region) is formed by capacitive coupling by the capacitors CG provided in the pixels 1, 1,...
Is controlled to turn on the amplifying transistor QA (selection).

【0118】このように、増幅用トランジスタQAの制
御領域(この場合はJFETのゲート)を、該ゲートに
容量結合を用いて電圧を印加して制御することにより、
以下のようにその動作が行われる。即ち、前記増幅用ト
ランジスタQAのゲート(制御領域)がフローティング
の状態で、クロックライン5aまたは5bにハイレベル
の駆動パルスφPX1あるいはφPX2が現れると、こ
のクロックライン5a,5bに容量結合されたゲートの
電位が高レベルになる。そして、このゲートの電位の上
昇によって当該増幅用トランジスタQAがオンする(選
択)。
As described above, by controlling the control region of the amplifying transistor QA (the gate of the JFET in this case) by applying a voltage to the gate using capacitive coupling,
The operation is performed as follows. That is, when the high-level drive pulse φPX1 or φPX2 appears on the clock line 5a or 5b while the gate (control region) of the amplification transistor QA is in a floating state, the gate of the gate capacitively coupled to the clock line 5a or 5b. The potential goes high. Then, the amplification transistor QA is turned on (selection) by the rise in the potential of the gate.

【0119】反対に、クロックライン5aまたは5bの
駆動パルスφPX1あるいはφPX2がローレベルにな
ると当該増幅用トランジスタQAがオフになる(非選
択)。このように、図5における容量結合されたゲート
は、図1における画素分離用MOSトランジスタQXと
まったく同じ働き(画素1,1…を垂直読み出し線2
a,2bと分離したり接続したりする働き)をすること
になるので、図5に示す動き検出用固体撮像装置20
を、図1に示す動き検出用固体撮像装置10とまったく
同様に、図2のパルスタイミングチャートに従って動作
させることができる。
Conversely, when the drive pulse φPX1 or φPX2 of the clock line 5a or 5b goes low, the amplifying transistor QA is turned off (not selected). As described above, the capacitively coupled gate in FIG. 5 operates exactly the same as the pixel separating MOS transistor QX in FIG.
a and 2b). Therefore, the motion detecting solid-state imaging device 20 shown in FIG.
Can be operated according to the pulse timing chart of FIG. 2 in exactly the same manner as the motion detection solid-state imaging device 10 shown in FIG.

【0120】即ち、上記した第1の実施形態の画素分離
用MOSトランジスタQXのゲートに供給される駆動パ
ルスφPX1,PX2を、第2の実施形態において各々
対応するコンデンサCG,CG…に供給すればよい。な
お、上記した例では、コンデンサCGによって容量結合
される制御領域を、増幅用トランジスタQAのゲート
(制御領域)とし、これによって当該制御領域を容易に
形成している。この場合には、図1に示すような画素分
離用MOSトランジスタQXを必要としない分、各々の
画素21,21,21,21の大きさを小さくし、開口
率を向上させたり、解像度を向上させるという作用効果
が得られる。
That is, the drive pulses φPX1, PX2 supplied to the gate of the pixel separating MOS transistor QX of the first embodiment are supplied to the corresponding capacitors CG, CG,... In the second embodiment. Good. In the above-described example, the control region capacitively coupled by the capacitor CG is used as the gate (control region) of the amplifying transistor QA, thereby easily forming the control region. In this case, since the pixel separating MOS transistor QX as shown in FIG. 1 is not required, the size of each pixel 21, 21, 21, 21 is reduced to improve the aperture ratio or the resolution. The effect of this is obtained.

【0121】(第3の実施形態)次に、本発明の第3の
実施形態の動き検出用固体撮像装置30について図6を
用いて説明する。尚、この第3の実施形態は、請求項
1、請求項2、請求項5から請求項9、請求項11から
請求項13、及び請求項15に対応する。この第3の実
施形態の動き検出用固体撮像装置30は、図6に示すよ
うに異値検出回路7,…が、異値信号を蓄積する手段
(第1の実施形態の異値信号蓄積用コンデンサCO1,
CO2)を介さずに、スイッチ用MOSトランジスタ
(nチャネル型)QH11,QH21のみを介して水平
読み出し線12に接続されている点が、上記した第1の
実施形態の動き検出用固体撮像装置10と異なる。
(Third Embodiment) Next, a motion detection solid-state imaging device 30 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. It should be noted that the third embodiment corresponds to claims 1, 2, 5, 5 to 9, 11 to 13, and 15. In the solid-state imaging device 30 for motion detection according to the third embodiment, as shown in FIG. 6, the outlier detection circuits 7,... Capacitor CO1,
CO2) is connected to the horizontal readout line 12 only through the switching MOS transistors (n-channel type) QH11 and QH21 without using the switching MOS transistors (n-channel type) QH21. And different.

【0122】従って、動き検出用固体撮像装置30にお
いて、第1の実施形態の動き検出用固体撮像装置10と
同一の部分については同一符号を付してその説明を省略
する。動き検出用固体撮像装置30は、各異値検出回路
7が、水平読み出し用MOSトランジスタ(nチャネル
型)QH11,QH21(スイッチ手段)を介して水平
読み出し線12に接続される構成となっているので、水
平読み出し線12には、第1の実施形態(図1)に示す
ようなリセットスイッチ用MOSトランジスタQRSH
が不要となる。
Therefore, in the motion-detecting solid-state imaging device 30, the same components as those of the motion-detecting solid-state imaging device 10 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The solid-state imaging device 30 for motion detection has a configuration in which each outlier detection circuit 7 is connected to the horizontal read line 12 via horizontal read MOS transistors (n-channel type) QH11 and QH21 (switch means). Therefore, the horizontal read line 12 is provided with the reset switch MOS transistor QRSH as shown in the first embodiment (FIG. 1).
Becomes unnecessary.

【0123】この第3の実施形態でも、各画素1,1,
1,1では、前記増幅用トランジスタQAによるソース
ホロワ動作によって、電荷の転送後であっても一旦ゲー
ト(制御領域)に電荷が蓄積されると、該ゲートの電荷
がリセットされるまでの間、蓄積されている電荷に応じ
た電気信号が読み出されるようになっている。そして、
この一旦蓄積された電荷に応じた増幅用トランジスタQ
Aの出力(電気信号)が直前のフレームに対する入射光
に応じた値のときこの出力が第1の信号蓄積用コンデン
サ(第1の電荷蓄積手段)CRに蓄えられ、現在のフレ
ームに対する入射光に応じた値のときこの出力が第2の
信号蓄積用コンデンサ(第2の電荷蓄積手段)CSに蓄
えられる。
Also in the third embodiment, each pixel 1, 1, 1,
In the devices 1 and 1, once charge is accumulated in the gate (control region) even after transfer of the charge by the source follower operation by the amplifying transistor QA, the charge is accumulated until the charge of the gate is reset. An electric signal corresponding to the stored electric charge is read. And
The amplifying transistor Q corresponding to the accumulated charge
When the output (electric signal) of A has a value corresponding to the incident light with respect to the immediately preceding frame, this output is stored in the first signal storage capacitor (first charge storage means) CR, and is converted into the incident light with respect to the current frame. This output is stored in the second signal storage capacitor (second charge storage means) CS when the value is in accordance with the value.

【0124】次に、この第3の実施形態の動き検出用固
体撮像装置30の動作について、図7のパルスタイミン
グチャートに従って説明する。尚、図7は、動き検出用
固体撮像装置30の連続した2フレーム(第N−1フレ
ーム、第Nフレーム)の読み出し動作を示している。こ
の場合、各々のフレーム(第N−1フレーム、第Nフレ
ーム)における読み出し動作は同一である。
Next, the operation of the solid state imaging device 30 for motion detection according to the third embodiment will be described with reference to the pulse timing chart of FIG. FIG. 7 shows the operation of reading out two consecutive frames (the (N−1) th frame and the Nth frame) of the solid-state imaging device 30 for motion detection. In this case, the read operation in each frame (the (N-1) th frame and the Nth frame) is the same.

【0125】また、図7のタイミングチャートとにおい
て、期間t10〜t15は第1行目の画素21の読み出
し動作を、期間t20〜t25は第2行目の画素21の
読み出し動作を、各々示している。ところで、このタイ
ミングチャートの期間t10〜t14(及び期間t20
〜24)の動作は、第1に実施形態の動き検出用固体撮
像装置10のタイミングチャート(図2)の期間t10
〜t14(及び期間t20〜24)での動作と同じであ
り、その詳細な説明は省略し、ここでは第Nフレームで
の期間t15の動作について説明する。
In the timing chart of FIG. 7, periods t10 to t15 show the readout operation of the pixels 21 in the first row, and periods t20 to t25 show the readout operation of the pixels 21 in the second row. I have. Incidentally, in the timing chart, periods t10 to t14 (and period t20)
Operations 24 to 24) are performed during the period t10 of the timing chart (FIG. 2) of the solid-state imaging device 10 for motion detection according to the first embodiment.
The operation is the same as that in the period t15 (and the periods t20 to t24), and a detailed description thereof will be omitted. Here, the operation in the period t15 in the Nth frame will be described.

【0126】第Nフレームの期間t14の終了時、即
ち、期間t15の開始時までには、第1の信号蓄積用コ
ンデンサCRには第1の出力信号VSS1が、第2の信
号蓄積用コンデンサCSには第2の出力信号VSS2が
各々蓄積・保持されると共に、これら第1の出力信号V
SS1と第2の出力信号VSS2とが異値検出回路7に
て互いに比較されて、該異値検出回路7から異値信号が
出力されている。
By the end of the period t14 of the N-th frame, that is, by the start of the period t15, the first output signal VSS1 is supplied to the first signal storage capacitor CR and the second signal storage capacitor CS. The second output signal VSS2 is stored and held, and the first output signal V
SS1 and the second output signal VSS2 are compared with each other by the different value detection circuit 7, and the different value detection circuit 7 outputs a different value signal.

【0127】そして、期間t15に至ると、先ず、水平
走査回路13からの駆動パルスφH1が一定期間ハイレ
ベルに立ち上げられその後ローレベルに保持される。次
いで、前記駆動パルスφH1がローレベルに保持された
後、駆動パルスφH2が一定期間ハイレベルに立ち上げ
られその後ローレベルに保持される。このとき異値検出
回路7からの異値信号が、上記駆動パルスφH1,φH
2の立ち上がりのタイミングで、各列毎に順次、水平読
み出し線12に読み出され、その後、出力バッファアン
プ15を介して、順次出力端子VOに出力される。
Then, when the period t15 is reached, first, the driving pulse φH1 from the horizontal scanning circuit 13 rises to a high level for a certain period, and is thereafter kept at a low level. Next, after the drive pulse φH1 is held at a low level, the drive pulse φH2 is raised to a high level for a certain period of time, and then held at a low level. At this time, the different value signal from the different value detection circuit 7 is applied to the drive pulses φH1, φH
At the timing of the rising edge of 2, the data is sequentially read out to the horizontal read line 12 for each column, and then output to the output terminal VO via the output buffer amplifier 15 sequentially.

【0128】このとき水平読み出し線12に読み出され
る電圧信号は、該水平読み出し線12の寄生容量の影響
により波形がなまって、定常状態に達するまで時間がか
かるが、本実施形態でも、水平読み出し線12に現れる
電圧信号、即ち異値信号はすでに2値化されているため
(ハイレベルもしくはローレベルのディジタル信号)、
定常状態に達しなくとも、あるレベル(論理回路のスレ
ッショルド・レベル)まで達すればハイレベル/ローレ
ベルの判別が可能となり、その読み出し動作の高速化が
図られる。
At this time, the voltage signal read out to the horizontal read line 12 takes a long time until it reaches a steady state because its waveform is distorted due to the influence of the parasitic capacitance of the horizontal read line 12. Since the voltage signal appearing at 12, ie, the different value signal has already been binarized (high-level or low-level digital signal),
Even if it does not reach the steady state, if it reaches a certain level (threshold level of the logic circuit), it becomes possible to determine the high level / low level, and the reading operation can be speeded up.

【0129】また、前記論理和演算器ORが、水平読み
出し線12が所定のレベル(ハイレベルもしくはローレ
ベル)となるように、水平読み出し線12の寄生容量C
Hに対して充電もしくは放電を行うので、当該水平読み
出し線12をリセット(初期化)する動作が不要とな
り、さらに高速に読み出すことが可能となる。 (第4の実施形態)次に、本発明の第4の実施形態の動
き検出用固体撮像装置40について図8を用いて説明す
る。尚、この第4の実施形態は、請求項1、請求項2、
請求項5から請求項8、請求項10から請求項13、及
び請求項15に対応する。
The OR operator OR operates the parasitic capacitance C of the horizontal read line 12 so that the horizontal read line 12 is at a predetermined level (high level or low level).
Since H is charged or discharged, the operation of resetting (initializing) the horizontal read line 12 becomes unnecessary, and reading can be performed at higher speed. (Fourth Embodiment) Next, a motion detection solid-state imaging device 40 according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. It should be noted that the fourth embodiment is described in claims 1, 2,
Claims 5 to 8 correspond to claims 10 to 13, and claim 15.

【0130】この第4の実施形態の動き検出用固体撮像
装置40は、図8に示すように異値検出回路7,…が、
異値信号を蓄積する手段(第2の実施形態の異値信号蓄
積用コンデンサCO1,CO2)を介さずに、スイッチ
用MOSトランジスタ(nチャネル型)QH11,QH
21のみを介して水平読み出し線12に接続さている点
が、上記した第2の実施形態の動き検出用固体撮像装置
20と異なる。
The motion detection solid-state imaging device 40 according to the fourth embodiment comprises, as shown in FIG.
Switching MOS transistors (n-channel type) QH11, QH without means for accumulating the different value signals (the different value signal storage capacitors CO1, CO2 of the second embodiment).
The difference from the solid-state imaging device 20 for motion detection according to the above-described second embodiment is that it is connected to the horizontal readout line 12 only via 21.

【0131】従って、動き検出用固体撮像装置40にお
いて、第2の実施形態の動き検出用固体撮像装置20と
同一の部分については同一符号を付してその説明を省略
する。また、この第4の実施形態の動き検出用固体撮像
装置40を、上記した第3の実施形態の動き検出用固体
撮像装置30と比較すると、画素21,21,21,2
1の構成及び画素21,21,21,21の増幅用トラ
ンジスタQAの選択/非選択の仕方が、第3の実施形態
の画素1,1,1,1と相違する。
Therefore, in the motion detection solid-state imaging device 40, the same portions as those of the motion detection solid-state imaging device 20 of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Further, when the solid-state imaging device 40 for motion detection according to the fourth embodiment is compared with the solid-state imaging device 30 for motion detection according to the third embodiment, the pixels 21 21 21 21
1 and the method of selecting / non-selecting the amplification transistor QA of the pixels 21, 21, 21, 21 are different from the pixels 1, 1, 1, 1 of the third embodiment.

【0132】従って、この第4の実施形態の動き検出用
固体撮像装置40の動作は、第3の実施形態の動き検出
用固体撮像装置30の動作(図7のタイミングチャート
に従った動作)と同じである。即ち、上記した第3の実
施形態の画素分離用MOSトランジスタQXのゲートに
供給される駆動パルスφPX1,PX2を、この第4の
実施形態において各々対応するコンデンサC21,C2
1に供給すればよい。
Therefore, the operation of the solid-state imaging device for motion detection 40 of the fourth embodiment is different from the operation of the solid-state imaging device for motion detection 30 of the third embodiment (operation according to the timing chart of FIG. 7). Is the same. That is, the drive pulses φPX1 and PX2 supplied to the gates of the pixel separating MOS transistors QX of the third embodiment are changed to the corresponding capacitors C21 and C2 in the fourth embodiment.
1 may be supplied.

【0133】このように第4の実施形態では、コンデン
サC21によって、増幅用トランジスタQAのゲート
(制御領域)が容量結合されるので、画素分離用MOS
トランジスタ(例えば、図6のトランジスタQX)を必
要としない分、各々の画素41,41,41,41の大
きさを小さくすることができるという効果が得られる。
この第4の実施形態でも、各画素21,21,21,2
1では、前記増幅用トランジスタQAによるソースホロ
ワ動作によって、電荷の転送後であっても一旦ゲート
(制御領域)に電荷が蓄積されると、該ゲートの電荷が
リセットされるまでの間、蓄積されている電荷に応じた
電気信号が読み出されるようになっている。そして、こ
の一旦蓄積された電荷に応じた増幅用トランジスタQA
の出力(電気信号)が直前のフレームに対する入射光に
応じた値のときこの出力が第1の信号蓄積用コンデンサ
(第1の電荷蓄積手段)CRに蓄えられ、現在のフレー
ムに対する入射光に応じた値のときこの出力が第2の信
号蓄積用コンデンサ(第2の電荷蓄積手段)CSに蓄え
られる。
As described above, in the fourth embodiment, the gate (control region) of the amplifying transistor QA is capacitively coupled by the capacitor C21.
Since the transistor (for example, the transistor QX in FIG. 6) is not required, the size of each of the pixels 41, 41, 41, 41 can be reduced.
Also in the fourth embodiment, each pixel 21, 21, 21, 22,
In No. 1, once charge is accumulated in the gate (control region) even after transfer of charge by the source follower operation by the amplifying transistor QA, the charge is accumulated until the charge of the gate is reset. An electric signal corresponding to the electric charge is read out. Then, the amplifying transistor QA corresponding to the accumulated charge
When the output (electric signal) is a value corresponding to the incident light with respect to the immediately preceding frame, this output is stored in the first signal storage capacitor (first charge storage means) CR, and according to the incident light with respect to the current frame. When this value is obtained, this output is stored in the second signal storage capacitor (second charge storage means) CS.

【0134】(第5の実施形態)次に、本発明の第5の
実施形態について、図9及び図10を用いて説明する。
尚、この第5の実施形態は、請求項1、請求項2、請求
項5から請求項8、請求項10、請求項11、請求項1
4、及び請求項15に対応する。この第5の実施形態の
動き検出用固体撮像装置50は、マトリックス状に配置
された各画素51,51,…の構成、及び、各画素5
1,51…の2つの連続したフレーム(第N−1フレー
ム,第Nフレーム)間の電気信号を比較して異値信号を
出力する異値検出回路60の構成が、上記した第1〜第
4の実施形態の動き検出用固体撮像装置と異なってい
る。
(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
It should be noted that the fifth embodiment is described in claim 1, claim 2, claim 5 to claim 8, claim 10, claim 11, and claim 1.
4 and Claim 15. The motion detection solid-state imaging device 50 according to the fifth embodiment includes a configuration of each pixel 51, 51,.
The configuration of the different value detection circuit 60 that compares the electric signals between two consecutive frames (1, 1st frame, Nth frame) and outputs a different value signal is the same as that of the first to fifth frames described above. This is different from the solid-state imaging device for motion detection according to the fourth embodiment.

【0135】尚、図9では、説明を簡単にするためにマ
トリックス状に配置された複数の画素51,51…のう
ち1つの画素51のみを示している。動き検出用固体撮
像装置50の画素51は、図9に示すように、入射光に
応じた電荷を生成・蓄積するフォトダイオードPDと、
ゲート(制御領域)に供給された電荷に応じた電気信号
を出力する増幅用トランジスタ(nチャネル型JFE
T)QAと、前記フォトダイオードPDで生成・蓄積さ
れた電荷を増幅用トランジスタQAのゲート(制御領
域)に選択的に且つ直接転送する転送用MOSトランジ
スタ(pチャネル型)QTと、図示省略の垂直走査回路
からの駆動パルスφPを前記増幅用トランジスタQAの
ゲート(制御領域)に容量結合によって供給するための
コンデンサC51と、前記増幅用トランジスタQAのゲ
ート(制御領域)の電荷を選択的にリセットするための
リセット用MOSトランジスタ(pチャネル型)QPと
によって構成されている。
FIG. 9 shows only one pixel 51 among a plurality of pixels 51 arranged in a matrix for the sake of simplicity. As illustrated in FIG. 9, the pixel 51 of the motion detection solid-state imaging device 50 includes a photodiode PD that generates and accumulates a charge corresponding to incident light,
Amplifying transistor (n-channel type JFE) that outputs an electric signal corresponding to the electric charge supplied to the gate (control region)
T) QA, a transfer MOS transistor (p-channel type) QT for selectively and directly transferring the charge generated and accumulated by the photodiode PD to the gate (control region) of the amplification transistor QA, and not shown. A capacitor C51 for supplying a drive pulse φP from the vertical scanning circuit to the gate (control region) of the amplifying transistor QA by capacitive coupling, and selectively resetting the charge of the gate (control region) of the amplifying transistor QA. And a reset MOS transistor (p-channel type) QP.

【0136】具体的には、画素51内のフォトダイオー
ドPDのアノード側及び増幅用トランジスタQAのゲー
ト(制御領域)は、各々、転送用MOSトランジスタQ
Tのソース・ドレインに接続されている。また、転送用
MOSトランジスタQTの転送用ゲートは、同じ行の他
の画素51(図示省略)の転送用ゲートと共に、クロッ
クライン53に共通接続され、該クロックライン53に
接続された垂直走査回路(図示省略)から送出される駆
動パルスφTGが与えられたとき、該駆動パルスφTG
のレベルに応じて転送用MOSトランジスタQTが動作
するようになっている。
Specifically, the anode side of the photodiode PD in the pixel 51 and the gate (control region) of the amplifying transistor QA are connected to the transfer MOS transistor QA, respectively.
It is connected to the source and drain of T. The transfer gate of the transfer MOS transistor QT is commonly connected to the clock line 53 together with the transfer gates of the other pixels 51 (not shown) in the same row, and the vertical scanning circuit ( (Not shown), the driving pulse φTG
The transfer MOS transistor QT operates according to the level of the transfer MOS transistor QT.

【0137】また、リセット用MOSトランジスタQP
のドレインには、定電圧電源(図示省略)が接続され、
該定電圧電源から所定の電圧VGが各画素51の増幅用
トランジスタQAのゲート(制御領域)に、選択的に印
加されるようになっている。また、リセット用MOSト
ランジスタQPのゲートは、垂直走査回路(図示省略)
に接続されたクロックライン54に接続され、そのソー
スは、転送用MOSトランジスタQTのドレインと共有
になっている。
The reset MOS transistor QP
A constant voltage power supply (not shown) is connected to the drain of
A predetermined voltage VG is selectively applied to the gate (control region) of the amplification transistor QA of each pixel 51 from the constant voltage power supply. The gate of the reset MOS transistor QP is connected to a vertical scanning circuit (not shown).
The source is connected to the drain of the transfer MOS transistor QT.

【0138】そして、このリセット用MOSトランジス
タQPのゲートに垂直走査回路(図示省略)から駆動パ
ルスφRSGが与えられると、該リセット用MOSトラ
ンジスタQPは、この駆動パルスφRSGのレベルに応
じて動作するようになっている。また、画素51と垂直
読み出し線52との接続/分離に用いられるコンデンサ
C51は、画素51の各行毎に、クロックライン55に
共通接続され、垂直走査回路(図示省略)からの駆動パ
ルスφPのレベルに応じて、当該画素51の増幅用トラ
ンジスタQAがオン/オフして(選択/非選択)、ゲー
ト(制御領域)に供給された電荷、即ち、入射光に応じ
た電気信号が垂直読み出し線52に、選択的に転送され
るようになっている。
When a drive pulse φRSG is applied to the gate of the reset MOS transistor QP from a vertical scanning circuit (not shown), the reset MOS transistor QP operates according to the level of the drive pulse φRSG. It has become. A capacitor C51 used for connection / separation between the pixel 51 and the vertical readout line 52 is commonly connected to a clock line 55 for each row of the pixel 51, and a level of a driving pulse φP from a vertical scanning circuit (not shown). In response, the amplifying transistor QA of the pixel 51 is turned on / off (selection / non-selection), and the electric charge corresponding to the incident light, that is, the electric signal corresponding to the incident light is supplied to the gate (control region). , And are selectively transferred.

【0139】このように構成された画素51では、増幅
用トランジスタQAのゲート(制御領域)に一旦電荷が
蓄積されると、電荷の転送後当該電荷がリセットされる
までの間も、そのソースホロワ動作によって増幅用トラ
ンジスタQAから当該電荷に応じた電気信号が出力され
る。
In the pixel 51 configured as described above, once the charge is accumulated in the gate (control region) of the amplifying transistor QA, the source follower operation is performed after the transfer of the charge until the charge is reset. As a result, an electric signal corresponding to the charge is output from the amplifying transistor QA.

【0140】また、この動き検出用固体撮像装置50で
も、上記のようにゲート(制御領域)に電荷が直接転送
されるので、電荷を信号線等を介して転送する場合に比
べて、転送時の電荷配分による信号の劣化が抑えられ、
当該動き検出用固体撮像装置50の画像S/N比が向上
する。また、垂直読み出し線52には、異値検出回路
(信号比較手段)60が接続されている。
In the solid-state imaging device 50 for motion detection, the charges are directly transferred to the gate (control region) as described above. Signal degradation due to the charge distribution of
The image S / N ratio of the motion detection solid-state imaging device 50 is improved. Further, an outlier detection circuit (signal comparing means) 60 is connected to the vertical read line 52.

【0141】この異値検出回路60は、図には現れてい
ないが、第1の実施形態と同様に、その出力側に、スイ
ッチ用MOSトランジスタを介して異値信号蓄積用コン
デンサ、更には水平読み出し線が接続され、水平走査回
路から供給される駆動パルス応じて、異値信号蓄積用コ
ンデンサに蓄えられた電気信号(直前のフレームと現在
のフレームの電気信号の差をあらわす異値信号)が出力
バッファアンプを介して出力端子から順次出力されるよ
うになっている。
This outlier detection circuit 60 is not shown in the drawing, but, as in the first embodiment, its output side is provided with an outlier signal storage capacitor via a switching MOS transistor, A readout line is connected, and an electric signal (a different value signal representing a difference between an electric signal of a previous frame and an electric signal of a current frame) stored in a capacitor for storing a different value signal is changed according to a drive pulse supplied from a horizontal scanning circuit. The data is sequentially output from an output terminal via an output buffer amplifier.

【0142】次に、垂直読み出し線52に配置された異
値検出回路60の構成について、詳細に説明する。異値
検出回路60は、同図に示すように、2つのコンデンサ
CCA,CCBと、5つのインバータINB1〜INB
5と、4つのスイッチ用MOSトランジスタQB1〜Q
B4と、オア回路ORとによって構成されている。
Next, the configuration of the outlier detection circuit 60 arranged on the vertical read line 52 will be described in detail. As shown in the figure, the different value detection circuit 60 includes two capacitors CCA and CCB and five inverters INB1 to INB.
5 and 4 switching MOS transistors QB1 to QB
B4 and an OR circuit OR.

【0143】このうち、コンデンサCCAとスイッチ用
MOSトランジスタQB1とによって第1のサンプルホ
ールド回路60Aが構成され、コンデンサCCBとスイ
ッチ用MOSトランジスタQB2とによって第2のサン
プルホールド回路60Bが構成されている。この場合、
コンデンサCCA,CCBの一方の電極は、垂直読み出
し線52に接続されている。
The first sample and hold circuit 60A is constituted by the capacitor CCA and the switching MOS transistor QB1, and the second sample and hold circuit 60B is constituted by the capacitor CCB and the switching MOS transistor QB2. in this case,
One electrode of each of the capacitors CCA and CCB is connected to the vertical read line 52.

【0144】また、コンデンサCCA,CCBの他方の
電極は、各々、インバータINB1,INB2(2値化
手段)の入力端子に接続されると共に、スイッチ用MO
SトランジスタQB1,QB2のドレインに各々接続さ
れている。また、スイッチ用MOSトランジスタQB
1,QB2のソースには、図示省略の定電圧電源VR
1、VR2が各々接続されている。
The other electrodes of the capacitors CCA and CCB are connected to the input terminals of the inverters INB1 and INB2 (binarizing means), respectively, and the switch MO
They are connected to the drains of S transistors QB1 and QB2, respectively. Also, the switching MOS transistor QB
1 and QB2 are connected to a constant voltage power supply VR (not shown).
1 and VR2 are connected to each other.

【0145】この場合、スイッチ用MOSトランジスタ
QB1,QB2のゲートには、クロックライン56が共
通に接続され、該クロックライン56を介して各々のゲ
ートに駆動パルスφSAが供給されるようになってい
る。また、前記インバータINB1の出力端子には、イ
ンバータINB3,INB5を介して前記オア回路OR
の一方の入力端子が接続されている。
In this case, a clock line 56 is commonly connected to the gates of the switching MOS transistors QB1 and QB2, and a drive pulse φSA is supplied to each gate via the clock line 56. . The output terminal of the inverter INB1 is connected to the OR circuit OR via inverters INB3 and INB5.
Is connected to one of the input terminals.

【0146】一方、前記インバータINB2の出力端子
には、インバータINB4を介して前記オア回路ORの
他方の入力端子が接続されている。そして、インバータ
INB3の出力端子はインバータINB1の入力端子に
接続されて閉ループを構成し、インバータINB4の出
力端子はインバータINB2の入力端子に接続されて閉
ループを構成している。
On the other hand, the other input terminal of the OR circuit OR is connected to the output terminal of the inverter INB2 via the inverter INB4. The output terminal of the inverter INB3 is connected to the input terminal of the inverter INB1 to form a closed loop, and the output terminal of the inverter INB4 is connected to the input terminal of the inverter INB2 to form a closed loop.

【0147】また、インバータINB3の出力端子から
インバータINB1の入力端子に至る信号線上にはスイ
ッチ用MOSトランジスタQB3が、インバータINB
4の出力端子からインバータINB2の入力端子に至る
信号線上にはスイッチ用MOSトランジスタQB4が各
々設けられている。この場合、スイッチ用MOSトラン
ジスタQB3、スイッチ用MOSトランジスタQB4の
ゲートには、クロックライン57を介して駆動パルスφ
SBが供給されるようになっている。
A switching MOS transistor QB3 is provided on a signal line extending from the output terminal of the inverter INB3 to the input terminal of the inverter INB1.
A switching MOS transistor QB4 is provided on a signal line from the output terminal of the inverter 4 to the input terminal of the inverter INB2. In this case, the driving pulse φ is connected to the gates of the switching MOS transistor QB3 and the switching MOS transistor QB4 via the clock line 57.
SB is supplied.

【0148】次に、上記構成の動き検出用固体撮像装置
50の動作について、図10に示すタイミングチャート
を用いて説明する。図10は、図2と同様に、一定のタ
イミング毎に入射光を検知する1つの画素51が、連続
した2フレーム(第N−1フレーム、第Nフレーム)で
入射光を検出して、その読み出し動作を行う場合を示し
ている。尚、このタイミングチャートは、異値検出回路
60の動作を説明するためのもので、動き検出用固体撮
像装置50の最終的な出力に係る動作説明は省略する。
Next, the operation of the solid-state imaging device for motion detection 50 having the above configuration will be described with reference to a timing chart shown in FIG. FIG. 10 shows that, as in FIG. 2, one pixel 51 that detects incident light at regular intervals detects incident light in two consecutive frames (the (N−1) th frame and the Nth frame). The case where a read operation is performed is shown. Note that this timing chart is for describing the operation of the outlier detection circuit 60, and the description of the operation related to the final output of the motion detection solid-state imaging device 50 will be omitted.

【0149】以下、第Nフレームにおける第1行目の画
素1の読み出し動作を中心に、図10のタイミングチャ
ートの第Nフレームの期間t20の直前の動作から説明
する。この第Nフレームの期間t20に至る前(第N−
1フレームの期間t14)、駆動パルスφTG、駆動パ
ルスφRSGはハイレベルに保持され、駆動パルスφ
P、駆動パルスφSAはローレベルに保持され、駆動パ
ルスφSBはハイレベルに保持されている。
Hereinafter, the operation immediately before the period t20 of the Nth frame in the timing chart of FIG. 10 will be described focusing on the readout operation of the pixels 1 in the first row in the Nth frame. Before reaching the period t20 of the N-th frame (N-th frame)
During one frame period t14), the driving pulse φTG and the driving pulse φRSG are held at a high level, and the driving pulse φ
P, the drive pulse φSA is held at a low level, and the drive pulse φSB is held at a high level.

【0150】従って、期間t20に至る前は、駆動パル
スφTGがハイレベルのため転送用MOSトランジスタ
QTはオフ、駆動パルスφRSGがハイレベルのためリ
セット用MOSトランジスタQPもオフとなっている。
このとき増幅用トランジスタQAのゲート(制御領域)
はフローティング状態となるが、寄生容量の効果により
この時点ですでにゲート(制御領域)に転送されている
信号電荷、即ち、直前のフレームでの入射光に応じた電
荷(第1の信号電荷)に応じた電圧がバイアスされた状
態に保持されている。
Therefore, before the period t20, the transfer MOS transistor QT is off because the drive pulse φTG is at a high level, and the reset MOS transistor QP is also off because the drive pulse φRSG is at a high level.
At this time, the gate (control region) of the amplification transistor QA
Is in a floating state, but the signal charge already transferred to the gate (control region) at this time due to the effect of the parasitic capacitance, that is, the charge (first signal charge) corresponding to the incident light in the immediately preceding frame. Is maintained in a biased state.

【0151】一方、フォトダイオードPD側では、現在
のフレームでの入射光に応じた電荷(第2の信号電荷)
が生成・蓄積されている。そして、期間t20に至る
と、駆動パルスφP、駆動パルスφSAがローレベルか
らハイレベルに反転し、駆動パルスSBがハイレベルか
らローレベルに反転する。
On the other hand, on the photodiode PD side, charges (second signal charges) corresponding to the incident light in the current frame.
Are generated and accumulated. Then, in the period t20, the drive pulse φP and the drive pulse φSA are inverted from the low level to the high level, and the drive pulse SB is inverted from the high level to the low level.

【0152】前記駆動パルスφPがハイレベルとなるこ
とによって、すでに第N−1フレームで増幅用トランジ
スタQAのゲート(制御領域)に転送され、そのままゲ
ートに保持されている電荷(第1の信号電荷)に応じた
電気信号(電圧信号)が、そのソースホロワ動作によっ
て、2つのコンデンサCCA、CCBの一方の電極CC
A1,CCB1に供給される。
When the drive pulse φP goes high, the charge (first signal charge) that has already been transferred to the gate (control region) of the amplifying transistor QA in the (N-1) th frame and is held at the gate as it is. ) Is generated by the source-follower operation of one electrode CC of the two capacitors CCA and CCB.
A1 and CCB1.

【0153】また、駆動パルスφSAがハイレベルとな
ることによって、スイッチ用MOSトランジスタQB
1,QB2がオンとなって、2つのコンデンサCCA、
CCBの他方の電極CCA2,CCB2に、一定電圧V
R1(=VT−Vth),VR2(=VT+Vth)が
各々供給される。また、駆動パルスφSBがローレベル
となるので、インバータINB3の出力端子からインバ
ータINB1の入力端子への経路、及び、インバータI
NB4の出力端子からインバータINB2の入力端子へ
の経路が遮断される。
When drive pulse φSA attains a high level, switching MOS transistor QB
1, QB2 is turned on and two capacitors CCA,
A constant voltage V is applied to the other electrodes CCA2 and CCB2 of the CCB.
R1 (= VT−Vth) and VR2 (= VT + Vth) are supplied. Further, since the drive pulse φSB becomes low level, the path from the output terminal of the inverter INB3 to the input terminal of the inverter INB1 and the inverter IB3
The path from the output terminal of NB4 to the input terminal of inverter INB2 is cut off.

【0154】これらの動作によって、コンデンサCCA
の両端の電位差が第N−1フレームにおける入射光に応
じた電気信号(VAと表記する)と一定電圧VR1(=
VT−Vth;ここではVthが第1の所定値)との差
分となる。一方、コンデンサCCBでは、その両端の電
位差が第N−1フレームにおける電気信号VAと一定電
圧VR2(=VT+Vth;ここではVthが第2の所
定値)との差分となる。
By these operations, capacitor CCA
Is equal to an electric signal (denoted as VA) according to the incident light in the (N-1) th frame and a constant voltage VR1 (=
VT−Vth; where Vth is a difference from the first predetermined value). On the other hand, in the capacitor CCB, the potential difference between both ends is the difference between the electric signal VA in the (N-1) th frame and the constant voltage VR2 (= VT + Vth; here, Vth is a second predetermined value).

【0155】そして、期間t20の終了時、即ち、期間
t21の開始時には、駆動パルスφSA、駆動パルスφ
RSGが共にローレベルに反転される。駆動パルスφS
Aがローレベルに反転されると、コンデンサCCAの両
端にそのまま第N−1フレームにおける電気信号VAと
一定電圧VR1(=VT−Vth)との差分が蓄えら
れ、コンデンサCCBの両端にそのまま第N−1フレー
ムにおける電気信号VAと一定電圧VR2(=VT+V
th)との差分がそのまま蓄えられる。
At the end of the period t20, that is, at the start of the period t21, the driving pulse φSA and the driving pulse φ
RSG is both inverted to low level. Drive pulse φS
When A is inverted to a low level, the difference between the electric signal VA in the (N-1) th frame and the constant voltage VR1 (= VT-Vth) is stored directly at both ends of the capacitor CCA, and the Nth frame is directly stored at both ends of the capacitor CCB. -1 frame, the electric signal VA and the constant voltage VR2 (= VT + V
th) is stored as it is.

【0156】また、駆動パルスφRSGがローレベルと
なることによりリセット用MOSトランジスタ(pチャ
ネル型)QPがオンとなって、増幅用トランジスタQA
のゲート(制御領域)に蓄えられていた電荷が排出され
る(リセット)。そして、期間t21の終了時、即ち、
期間t22に至ると、駆動パルスφTGがローレベルに
反転され、駆動パルスφRSGが再びハイレベルに反転
される。
When the drive pulse φRSG goes low, the reset MOS transistor (p-channel type) QP turns on, and the amplifying transistor QA
The charge stored in the gate (control region) is discharged (reset). Then, at the end of the period t21, that is,
In the period t22, the driving pulse φTG is inverted to a low level, and the driving pulse φRSG is inverted to a high level again.

【0157】駆動パルスφRSGがハイレベルとなるこ
とによって上記リセットが解除される。また、駆動パル
スφTGがローレベルになることにより、転送用MOS
トランジスタQTがオンとなり、この時点までにフォト
ダイオードPDにおいて生成・蓄積された入射光に応じ
た電荷(第2の信号電荷)が、新たに増幅用トランジス
タQAのゲート(制御領域)に転送用MOSトランジス
タQTを介して直接転送される。
When the drive pulse φRSG goes high, the reset is released. When the drive pulse φTG goes low, the transfer MOS
The transistor QT is turned on, and a charge (second signal charge) corresponding to the incident light generated and accumulated in the photodiode PD up to this point is newly transferred to the gate (control region) of the amplification transistor QA. The data is directly transferred via the transistor QT.

【0158】この場合、増幅用トランジスタQAはソー
スホロワ動作をして、第2の信号電荷に応じた第2の出
力信号(第2の電気信号)が垂直読み出し線52に転送
される(このとき駆動パルスφPはハイレベルで増幅用
トランジスタQAはオンとなっている)。そして、期間
t22の終了時、即ち、期間t23の開始時には駆動パ
ルスφTGがハイレベルに反転され、転送用MOSトラ
ンジスタQTがオフとなって、フォトダイオードPDに
おいて生成・蓄積された入射光に応じた電荷(第2の信
号電荷)の増幅用トランジスタQAのゲート(制御領
域)への転送が終了する。
In this case, the amplifying transistor QA performs a source follower operation, and a second output signal (second electric signal) corresponding to the second signal charge is transferred to the vertical readout line 52 (at this time, the drive is performed). The pulse φP is at a high level, and the amplifying transistor QA is on). Then, at the end of the period t22, that is, at the start of the period t23, the drive pulse φTG is inverted to the high level, the transfer MOS transistor QT is turned off, and the drive pulse φTG is turned off according to the incident light generated and accumulated in the photodiode PD. The transfer of the charge (second signal charge) to the gate (control region) of the amplification transistor QA ends.

【0159】このとき、増幅用トランジスタQAのゲー
ト(制御領域)は再びフローティング状態となるが、そ
の寄生容量の効果によって、転送された電荷(第2の信
号電荷)の分だけ該ゲートの電圧が上昇したままその状
態が保持される。この場合、増幅用トランジスタQAか
らはそのソースホロワ動作によって、電荷の転送後ゲー
トに蓄積されたままの電荷(第2の信号電荷)に応じた
電気信号(VBと表記する)が、2つのコンデンサCC
A、CCBの一方の電極CCA1,CCB1に出力され
る。
At this time, the gate (control region) of the amplifying transistor QA is again in a floating state, but due to the effect of the parasitic capacitance, the voltage of the gate is increased by the transferred charge (second signal charge). That state is maintained while being raised. In this case, an electric signal (denoted as VB) corresponding to the electric charge (second signal electric charge) remaining in the gate after the electric charge is transferred from the amplifying transistor QA by the source follower operation to the two capacitors CC.
A and CCB are output to one electrode CCA1 and CCB1.

【0160】ところで、この第Nフレーム(現在のフレ
ーム)で得られた電荷(第2の信号電荷)に応じた電気
信号VBが、コンデンサCCA、CCBの一方の電極C
CA1,CCB1に出力される時点では、これら2つの
コンデンサCCA、CCBの両端には、上記したように
第N−1フレームにおける電気信号VAと一定電圧VR
1(=VT−Vth)との差分、同様に電気信号VAと
一定電圧VR2(=VT+Vth)との差分が蓄えられ
ている。
By the way, an electric signal VB corresponding to the electric charge (second signal electric charge) obtained in the N-th frame (current frame) is applied to one electrode C of the capacitors CCA and CCB.
At the time of output to CA1 and CCB1, both ends of these two capacitors CCA and CCB are connected to the electric signal VA and the constant voltage VR in the (N-1) th frame as described above.
1 (= VT−Vth), and similarly, the difference between the electric signal VA and the constant voltage VR2 (= VT + Vth) is stored.

【0161】そしてコンデンサCCAに関しては、その
一方の電極CCA1に、新たに第Nフレームで得られた
電気信号VBが供給されると、コンデンサCCAの他方
の電極CCA2の電位は(VB+VR1−VA)とな
る。一方、コンデンサCCBに関しては、その一方の電
極CCB1に電気信号VBが供給されると、他方の電極
CCB2の電位は(VB+VR2−VA)となる。
When the electric signal VB newly obtained in the Nth frame is supplied to one electrode CCA1 of the capacitor CCA, the potential of the other electrode CCA2 of the capacitor CCA becomes (VB + VR1-VA). Become. On the other hand, as for the capacitor CCB, when the electric signal VB is supplied to one electrode CCB1, the potential of the other electrode CCB2 becomes (VB + VR2-VA).

【0162】ここで、VR1(=VT−Vth),VR
2(=VT+Vth)を決定する値のうちVTを、イン
バータINB1、インバータINB2の閾値電圧とした
場合を考える。このとき、インバータINB1は、その
入力側の電位(この場合、VB+VR1−VA)がVT
より大きくなったとき(VB+VR1−VA>VT)、
ローレベルの信号を出力するのであるから、現在のフレ
ームで得られた電気信号VBが、VT+VA−VR1よ
り大きくなったときに、ローレベルの信号を出力する。
Here, VR1 (= VT−Vth), VR
Consider a case where VT among the values that determine 2 (= VT + Vth) is the threshold voltage of the inverter INB1 and the inverter INB2. At this time, the potential of the input side (in this case, VB + VR1-VA) of the inverter INB1 is VT
When it becomes larger (VB + VR1-VA> VT),
Since a low-level signal is output, a low-level signal is output when the electric signal VB obtained in the current frame becomes larger than VT + VA-VR1.

【0163】ここで、VR1は(VT−Vth)である
から、結果として、インバータINB1は、VBが(V
A+Vth)より大きくなったときローレベルの信号
を、VBが(VA+Vth)より小さくなったときハイ
レベルの信号を出力する。また、インバータINB2に
関しては、その入力側の電位(この場合、VB+VR2
−VA)がVTより大きくなったとき(VB+VR2−
VA>VT)、ローレベルの信号を出力するのであるか
ら、現在のフレームで得られた電気信号VBが、VT+
VA−VR2より大きくなったときに、ローレベルの信
号を出力する。
Here, since VR1 is (VT-Vth), as a result, the inverter INB1 sets VB to (V
A low-level signal is output when VB becomes larger than (A + Vth), and a high-level signal is output when VB becomes smaller than (VA + Vth). Further, regarding the inverter INB2, the potential on the input side (in this case, VB + VR2
-VA) becomes larger than VT (VB + VR2-
VA> VT), and outputs a low-level signal, so that the electric signal VB obtained in the current frame is VT +
When it becomes larger than VA-VR2, a low-level signal is output.

【0164】ここで、VR2は(VT+Vth)である
から、結果として、インバータINB2は、VBが(V
A−Vth)より大きくなったときローレベルの信号
を、VBが(VA−Vth)より小さくなったときハイ
レベルの信号を出力する。
Here, since VR2 is (VT + Vth), as a result, the inverter INB2 sets VB to (V
A low-level signal is output when VB is larger than (A-Vth), and a high-level signal is output when VB is smaller than (VA-Vth).

【0165】上記したインバータINB1の出力信号
は、インバータINB3、インバータINB5でそれぞ
れ反転された後、オア回路ORの一方の入力端子に転送
され、インバータINB2の出力信号は、インバータI
NB4によって反転された後、オア回路ORの他方の入
力端子に転送される。次の期間t24に至ると、駆動パ
ルスφPがローレベルに反転され、駆動パルスφSBが
ハイレベルに反転される。
The output signal of the inverter INB1 is inverted by the inverter INB3 and the inverter INB5, and then transferred to one input terminal of the OR circuit OR. The output signal of the inverter INB2 is
After being inverted by NB4, it is transferred to the other input terminal of the OR circuit OR. In the next period t24, the driving pulse φP is inverted to a low level, and the driving pulse φSB is inverted to a high level.

【0166】前記駆動パルスφPがローレベルとなるこ
とで、増幅用トランジスタQAが再びオフ(非選択)と
なる。一方で、駆動信号φSBがハイレベルとなること
で、インバータINB3の出力端子とインバータINB
1の入力端子が接続されて閉ループが形成され、一方
で、インバータINB4の出力端子とインバータINB
2の入力端子が接続されて閉ループが形成される。
When the drive pulse φP goes low, the amplifying transistor QA is turned off (non-selected) again. On the other hand, when the drive signal φSB goes high, the output terminal of the inverter INB3 and the inverter INB3
1 are connected to each other to form a closed loop, while the output terminal of the inverter INB4 is connected to the inverter INB4.
The two input terminals are connected to form a closed loop.

【0167】このようにインバータINB3とインバー
タINB1との間で閉ループが形成されることによっ
て、インバータINB1の出力が固定化され、同様に、
インバータINB4とインバータINB2との間で閉ル
ープが形成されることによって、インバータINB3の
出力が固定化される。以上のように、異値検出回路60
の出力(オア回路ORの出力)は、(1) VBが(V
A+Vth)より大きくなったとき、即ち、(VB−V
A)がVthより大きくなったとき、(2) VBが
(VA−Vth)より小さくなったとき、即ち、(VA
−VB)がVthより大きくなったときの何れかの条件
が満たされたとき論理ハイレベルの信号を出力する。
By forming a closed loop between the inverter INB3 and the inverter INB1, the output of the inverter INB1 is fixed.
By forming a closed loop between the inverter INB4 and the inverter INB2, the output of the inverter INB3 is fixed. As described above, the outlier detection circuit 60
(The output of the OR circuit OR) is (1) VB is (V
A + Vth), that is, (VB−V
(A) becomes larger than Vth, (2) when VB becomes smaller than (VA-Vth), that is, (VA)
-VB) outputs a signal of a logic high level when any of the conditions when VB becomes larger than Vth is satisfied.

【0168】なお、この第5の実施形態においても、読
み出し線(図示省略)に供給される電圧信号(異値信
号)は、当該異値検出回路60によってすでに2値化
(ディジタル化)されているため、仮に、読み出し線に
寄生する容量によって定常状態に達しなくとも、或るレ
ベル(論理回路のスレッショルド・レベル)まで達すれ
ば、それが論理レベルのハイレベル/ローレベルである
かの判別が可能となり、その読み出し動作の高速化が図
られる。
Note that also in the fifth embodiment, the voltage signal (different value signal) supplied to the read line (not shown) is already binarized (digitized) by the different value detection circuit 60. Therefore, if a certain level (threshold level of the logic circuit) is reached even if the steady state is not reached due to the parasitic capacitance of the read line, it is determined whether the level is a logic high level / low level. This makes it possible to speed up the reading operation.

【0169】なお、第Nフレームで増幅用トランジスタ
QAのゲートに転送された電荷は、該第Nフレームでは
第2の信号電荷として扱われるが、次の第N+1フレー
ム(図示省略)では、第1の信号電荷として扱われるこ
とになる。 (第6の実施形態)次に、第6の実施形態について図1
1、図12を用いて説明する。尚、この第6の実施形態
は、請求項1、請求項4から請求項9、請求項11から
請求項13、及び請求項15に対応する。
The charge transferred to the gate of the amplifying transistor QA in the Nth frame is treated as a second signal charge in the Nth frame. However, in the next (N + 1) th frame (not shown), the first signal is transferred. Will be treated as signal charges. (Sixth Embodiment) Next, FIG.
This will be described with reference to FIG. The sixth embodiment corresponds to claims 1, 4 to 9, 11 to 13, and 15.

【0170】この第6の実施形態では、信号転送手段と
してシフトレジスタ113を用いた点が、上記した第1
〜第5の実施形態と異なる。先ず、この動き検出用固体
撮像装置110の概略について説明する。動き検出用固
体撮像装置110は、上記した第1〜第5の実施形態と
同様に、画素101,101,101,101がマトリ
ックス状に配列され、各列の画素101,101…が対
応する垂直読み出し線102a,102bに接続されて
いる。
The sixth embodiment is different from the first embodiment in that the shift register 113 is used as the signal transfer means.
Different from the fifth embodiment. First, the outline of the motion detection solid-state imaging device 110 will be described. In the solid-state imaging device 110 for motion detection, as in the first to fifth embodiments, the pixels 101, 101, 101, 101 are arranged in a matrix, and the pixels 101, 101,. It is connected to the read lines 102a and 102b.

【0171】この画素101,101…は、フォトダイ
オードPD、増幅用トランジスタQA、転送用MOSト
ランジスタQT、リセット用MOSトランジスタQP、
画素分離用MOSトランジスタQXとによって構成さ
れ、その具体的な構成、並びに、接続関係は、上記した
第1、第3の実施形態の画素1,1…と同一であり、そ
の詳細な説明は省略する。
The pixels 101 are composed of a photodiode PD, an amplifying transistor QA, a transfer MOS transistor QT, a reset MOS transistor QP,
The specific configuration and the connection relationship are the same as those of the pixels 1, 1... Of the above-described first and third embodiments, and the detailed description thereof is omitted. I do.

【0172】なお、この実施形態でも、転送用MOSト
ランジスタQTによって、増幅用トランジスタQAのゲ
ート(制御領域)に、フォトダイオードPDからの電荷
が直接転送される。このような構成によって、他の信号
線を介して電荷を電荷蓄積用の領域に転送する場合に比
べ、転送時の電荷配分による信号の劣化が抑えられ、当
該動き検出用固体撮像装置110の画像S/N比が向上
する。
In this embodiment, the charge from the photodiode PD is directly transferred to the gate (control region) of the amplification transistor QA by the transfer MOS transistor QT. With such a configuration, signal deterioration due to charge distribution at the time of transfer is suppressed as compared with the case where charges are transferred to the charge accumulation region via another signal line, and the image of the motion detection solid-state imaging device 110 is reduced. The S / N ratio is improved.

【0173】この画素101,101…には、特定の行
を選択して、入射光に応じた電気信号を一定のタイミン
グで、対応する垂直読み出し線102a,102bに転
送するための垂直走査回路106が接続されている。な
お、垂直走査回路106及びこれに接続されたクロック
ライン103a,103b,104a,104b,10
5a,105b等によって垂直走査手段が構成されてい
る。
The pixels 101, 101,... Select a specific row, and transfer the electric signal corresponding to the incident light to the corresponding vertical readout lines 102a, 102b at a constant timing. Is connected. The vertical scanning circuit 106 and the clock lines 103a, 103b, 104a, 104b, 10
Vertical scanning means is constituted by 5a, 105b and the like.

【0174】また、各列毎に設けられた前記垂直読み出
し線102a,102bには、異値検出回路(信号比較
手段)107が配置され、この異値検出回路107の出
力にシフトレジスタ(信号転送手段)113が接続され
ている。垂直読み出し線102a,102bに各々配置
された異値検出回路107は、一定のタイミングで各画
素101,101…から対応する垂直読み出し線102
a,102bに入射光に応じた電気信号が出力されたと
き、その電気信号を直前のフレームに対する電気信号と
して記憶すると共に、該記憶した電気信号と、次の一定
のタイミングで同じ画素101,101…から出力され
た現在のフレームに対する電気信号とを比較し、これら
比較した結果をあらわす異値信号を出力する。
An outlier detection circuit (signal comparing means) 107 is arranged on the vertical read lines 102a and 102b provided for each column, and an output of the outlier detection circuit 107 is connected to a shift register (signal transfer). Means) 113 are connected. The different value detection circuits 107 arranged on the vertical read lines 102a and 102b respectively output the corresponding vertical read lines 102 from the pixels 101, 101,.
When an electric signal corresponding to the incident light is output to a and 102b, the electric signal is stored as an electric signal for the immediately preceding frame, and the same pixels 101 and 101 as the stored electric signal at the next fixed timing. ., And outputs a different value signal indicating the result of the comparison.

【0175】なお、異値検出回路107の具体的な構成
は、上記した第1〜第4の実施形態の異値検出回路7
(図3)と同一であり、その詳細な説明は省略する。各
列毎に配置された異値検出回路107は、その出力が、
各列毎にそれぞれシフトレジスタ113の対応するビッ
トのレジスタに接続されている。この異値検出回路10
7からの異値信号は、シフトレジスタ(信号転送手段)
113の対応するレジスタに記憶され、その後、該シフ
トレジスタ113の働きによって、順次、水平読み出し
線112に転送され、その後、出力端子VOから出力さ
れる。
The specific configuration of the outlier detection circuit 107 is the same as that of the outlier detection circuit 7 of the first to fourth embodiments.
This is the same as (FIG. 3), and a detailed description thereof will be omitted. The different value detection circuit 107 arranged for each column outputs
Each column is connected to a corresponding bit register of the shift register 113. This outlier detection circuit 10
The different value signal from 7 is supplied to a shift register (signal transfer means).
The data is stored in the corresponding register of the shift register 113, and thereafter, sequentially transferred to the horizontal read line 112 by the operation of the shift register 113, and then output from the output terminal VO.

【0176】すなわち、第一列目(垂直読み出し線10
2a上)の異値検出回路107の出力は、シフトレジス
タ113の第1ビット目のレジスタのデータ入力端子Q
1に接続され、第二列目(垂直読み出し線102b上)
の異値検出回路107の出力は、シフトレジスタ113
の第2ビット目のレジスタのデータ入力端子Q2に接続
されている。
That is, the first column (the vertical read line 10
2a), the output of the different value detection circuit 107 is the data input terminal Q of the first bit register of the shift register 113.
1 and the second column (on the vertical read line 102b)
Is output from the shift register 113.
Of the second bit register is connected to the data input terminal Q2.

【0177】また、シフトレジスタ113のロード信号
入力端子LDは、クロックライン111aを介して駆動
パルス発生回路(図示省略)側のノード111に接続さ
れている。そして、ロード信号入力端子LDに入力され
る駆動パルスφLDのレベルに応じて、シフトレジスタ
113は、そのデータ入力端子Q1,Q2に入力された
異値検出回路107からの前記電気信号を、それぞれ対
応するレジスタ(図示省略)に記憶する。
A load signal input terminal LD of the shift register 113 is connected to a node 111 on a drive pulse generating circuit (not shown) side via a clock line 111a. In accordance with the level of the drive pulse φLD input to the load signal input terminal LD, the shift register 113 responds to the electric signals from the different value detection circuit 107 input to the data input terminals Q1 and Q2, respectively. In a register (not shown).

【0178】このシフトレジスタ113の出力端子は、
水平読み出し線112を介して出力端子VOに接続され
ている。この場合、水平読み出し線112に読み出され
るのは、異値検出回路107から出力された電気信号
(異値信号)であり、該シフトレジスタ113のクロッ
ク端子(図示省略)に与えられるクロックパルスが立ち
上がるタイミングで、各レジスタに記憶されている異値
信号が、出力端子VOから順次出力される。
The output terminal of this shift register 113 is
It is connected to the output terminal VO via the horizontal read line 112. In this case, what is read out to the horizontal read line 112 is an electric signal (a different value signal) output from the different value detection circuit 107, and a clock pulse applied to a clock terminal (not shown) of the shift register 113 rises. At the timing, the different value signals stored in each register are sequentially output from the output terminal VO.

【0179】なお、前記垂直読み出し線102a,10
2bに設けられたリセットスイッチ用MOSトランジス
タQRSV1,QRSV2、各定電流源117a,11
7bの作用等は、第1の実施形態のリセットスイッチ用
MOSトランジスタQRSV1,QRSV2等と同一で
あり、その詳細な説明は省略する。次に、上記構成の動
き検出用固体撮像装置110の動作について、図12に
示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
The vertical read lines 102a, 102
2b, the reset switch MOS transistors QRSV1 and QRSV2, and the constant current sources 117a and 117
The operation and the like of 7b are the same as those of the reset switch MOS transistors QRSV1 and QRSV2 of the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted. Next, the operation of the motion detection solid-state imaging device 110 having the above configuration will be described with reference to a timing chart shown in FIG.

【0180】図12は、第1の実施形態の動き検出用固
体撮像装置10の場合と同様のタイミングチャートであ
り、一定のタイミング毎に入射光を検知する1つの画素
101が、連続した2フレーム、即ち第N−1フレーム
(直前のフレーム)、第Nフレーム(現在のフレーム)
で入射光を検出して、その読み出し動作を行う場合を示
している。ここでは、期間t10〜t15が第1行目の
画素1の読み出し動作を、期間t20〜t25が、第2
行目の画素1の読み出し動作を示している。
FIG. 12 is a timing chart similar to that in the case of the solid-state imaging device 10 for motion detection according to the first embodiment, in which one pixel 101 for detecting the incident light at a fixed timing includes two continuous frames. That is, the (N-1) th frame (the immediately preceding frame), the Nth frame (the current frame)
2 shows a case where the incident light is detected and the reading operation is performed. Here, the period t10 to t15 corresponds to the reading operation of the pixel 1 in the first row, and the period t20 to t25 corresponds to the second operation.
The read operation of the pixel 1 in the row is shown.

【0181】なお、以下の説明では、シフトレジスタ1
13の動作を中心に説明する。図12に示す第Nフレー
ムの期間t10に至る前(第N−1フレームの期間t2
5の終了時)、駆動パルスφTG1,TG2は共にハイ
レベルに保持され、駆動パルスφPX1,φPX2は共
にローレベルに保持され、駆動パルスφRG1,φRG
2は共にハイレベルに保持されている。また、駆動パル
スφRSV,φTR,φTSはローレベルに保持され、
さらに駆動パルスφLDもローレベルに保持されてい
る。
In the following description, shift register 1
13 will be mainly described. Before the period t10 of the N-th frame shown in FIG. 12 (the period t2 of the (N-1) th frame)
5), the drive pulses φTG1, TG2 are both held at a high level, the drive pulses φPX1, φPX2 are both held at a low level, and the drive pulses φRG1, φRG
2 are both held at a high level. The drive pulses φRSV, φTR, and φTS are held at a low level,
Further, the drive pulse φLD is also held at a low level.

【0182】従って、期間t10に至る前は、転送用M
OSトランジスタQTはオフ、リセット用MOSトラン
ジスタQPはオフとなって、増幅用トランジスタQAの
ゲート(制御領域)はフローティング状態とされるが、
寄生容量の効果により、すでに各増幅用トランジスタQ
Aのゲート(制御領域)に転送されている入射光に応じ
た電荷(第1の信号電荷)がそのままゲートに保持され
た状態となっている。このため、増幅用トランジスタQ
Aは、そのゲート(制御領域)に蓄積された電荷がリセ
ットされるまでの間、ソースホロワ動作によりそのゲー
ト電圧に応じた電気信号を出力する。
Therefore, before the period t10, the transfer M
The OS transistor QT is off, the reset MOS transistor QP is off, and the gate (control region) of the amplifying transistor QA is in a floating state.
Due to the effect of the parasitic capacitance, each amplifying transistor Q
The charge (first signal charge) corresponding to the incident light transferred to the gate (control region) of A is held in the gate as it is. Therefore, the amplifying transistor Q
A outputs an electric signal corresponding to the gate voltage by a source follower operation until the electric charge accumulated in the gate (control region) is reset.

【0183】尚、転送用MOSトランジスタQTがオフ
となった後は、各フォトダイオードPDでは、新たに入
射光に応じた電荷(第2の信号電荷)が生成・蓄積され
る。また、期間t10に至る前、画素分離用MOSトラ
ンジスタQXはオフとなっており、各画素101は垂直
読み出し線102a,102bから分離された状態とな
っている。またこのとき、リセットスイッチ用MOSト
ランジスタQRSV1,QRSV2、スイッチ用MOS
トランジスタQR,QSは、全てオフとなって、垂直読
み出し線102a,102b上の電気信号が、第1,第
2の信号蓄積用コンデンサCR,CSの何れにも供給さ
れないようになっている。
After the transfer MOS transistor QT is turned off, a charge (second signal charge) is newly generated and stored in each photodiode PD according to the incident light. Before the period t10, the pixel separating MOS transistor QX is off, and each pixel 101 is in a state of being separated from the vertical readout lines 102a and 102b. At this time, the reset switch MOS transistors QRSV1 and QRSV2, the switch MOS
The transistors QR and QS are all turned off so that electric signals on the vertical read lines 102a and 102b are not supplied to any of the first and second signal storage capacitors CR and CS.

【0184】また、駆動パルスφLDがローレベルのた
め、シフトレジスタ113の各ビットに対応したレジス
タには、垂直読み出し線102a,102bからの信号
が入力されないようになっている。次に、期間t10に
至ると、駆動パルスφRSV、駆動パルスφTR,駆動
パルスφTSが、ローレベルからハイレベルに反転す
る。
Since the drive pulse φLD is at a low level, signals from the vertical read lines 102a and 102b are not inputted to the register of the shift register 113 corresponding to each bit. Next, when the period t10 is reached, the driving pulse φRSV, the driving pulse φTR, and the driving pulse φTS are inverted from a low level to a high level.

【0185】このとき、リセットスイッチ用MOSトラ
ンジスタQRSV1,QRSV2がオン、スイッチ用M
OSトランジスタQR,QSがオンなって、第1の信号
蓄積用コンデンサCR,第2の信号蓄積用コンデンサC
Sに各々残留していた電荷が排出される。そして、期間
t11に至ると、駆動パルスφRSVがローレベルに反
転され、駆動パルスφTSもローレベルに反転される。
これによって、リセットスイッチ用MOSトランジスタ
QRSV1,QRSV2、スイッチ用MOSトランジス
タQSがオフとなる。なお、スイッチ用MOSトランジ
スタQRはオンのままとなっている。
At this time, the reset switch MOS transistors QRSV1 and QRSV2 are turned on, and the switch M
When the OS transistors QR and QS are turned on, the first signal storage capacitor CR and the second signal storage capacitor C
The electric charges remaining in S are discharged. Then, when the period t11 is reached, the driving pulse φRSV is inverted to a low level, and the driving pulse φTS is also inverted to a low level.
As a result, the reset switch MOS transistors QRSV1 and QRSV2 and the switch MOS transistor QS are turned off. Note that the switching MOS transistor QR remains on.

【0186】また、この期間t11では、駆動パルスφ
PX1がハイレベルに反転されて、第1行目の各画素1
の画素分離用MOSトランジスタQXがオンとなり、当
該増幅用トランジスタQAは、ソースが当該垂直読み出
し線102a,102bに接続される(選択)。このと
き、第1行目の各画素1の増幅用トランジスタQAのゲ
ート(制御領域)には、直前のフレーム(第N−1のフ
レーム)で入射光に応じた第1の信号電荷が転送、保持
されているので、この第1の信号電荷に応じた電気信号
が垂直読み出し線102a,102bに出力される。
In the period t11, the driving pulse φ
PX1 is inverted to a high level, and each pixel 1 in the first row is inverted.
Is turned on, and the source of the amplifying transistor QA is connected to the vertical readout lines 102a and 102b (selection). At this time, the first signal charge corresponding to the incident light in the immediately preceding frame (the (N-1) th frame) is transferred to the gate (control region) of the amplification transistor QA of each pixel 1 in the first row. Since the signal is held, an electric signal corresponding to the first signal charge is output to the vertical read lines 102a and 102b.

【0187】また、この期間t11では、選択されてい
る第1行目の各増幅用トランジスタQAからの第1の出
力信号(第1の電気信号)が第1の信号蓄積用コンデン
サCRに充電される。尚、このとき第2行目の各増幅用
トランジスタQAに関しては、第2行目の各画素分離用
MOSトランジスタQXがオフとなって垂直読み出し線
102a,102bに接続されない状態になっている
(非選択)。
In this period t11, the first output signal (first electric signal) from each of the amplifying transistors QA in the selected first row is charged in the first signal storage capacitor CR. You. At this time, with respect to each amplifying transistor QA in the second row, each pixel separating MOS transistor QX in the second row is turned off and is not connected to the vertical readout lines 102a and 102b (non-connected state). Choice).

【0188】期間t12に至ると、駆動パルスφTRが
ローレベルに反転され、駆動パルスφRG1がローレベ
ルに反転される。このときスイッチ用MOSトランジス
タQRがオフとなり、第1の信号蓄積用コンデンサCR
は、フローティング状態とされて第1の出力信号をその
まま保持する。このとき第1の信号蓄積用コンデンサC
Rに保持される第1の出力信号は、直前のフレーム(第
N−1フレームの期間t13)から第1の信号電荷を保
持し続けている増幅用トランジスタQAの出力である。
At time t12, drive pulse φTR is inverted to low level, and drive pulse φRG1 is inverted to low level. At this time, the switching MOS transistor QR is turned off, and the first signal storage capacitor CR
Are in a floating state and hold the first output signal as it is. At this time, the first signal storage capacitor C
The first output signal held in R is the output of the amplifying transistor QA that has been holding the first signal charge since the immediately preceding frame (period t13 of the (N-1) th frame).

【0189】この場合の、第1の出力信号を示すVSS
1の値は、前述した第1の実施形態の式(1)で表され
る。また、期間t12では、駆動パルスφRG1がロー
レベルとなって第1行目の各リセット用MOSトランジ
スタQPがオンとなり、電源電圧VRD(読み出しレベ
ル)が第1行目の各増幅用トランジスタQAのゲート
(制御領域)に伝わって、ゲートのリセットが行われ
る。
In this case, VSS indicating the first output signal
The value of 1 is represented by the equation (1) in the first embodiment described above. Further, in the period t12, the drive pulse φRG1 is at a low level, the reset MOS transistors QP in the first row are turned on, and the power supply voltage VRD (read level) is equal to the gate of each of the amplifying transistors QA in the first row. (Control region), the gate is reset.

【0190】すなわち、このとき増幅用トランジスタQ
Aのゲート(制御領域)から前記第1の信号電荷が排出
されると共に、そのゲート(制御領域)が電源電圧VR
Dにバイアスされる。期間t13に至ると、駆動パルス
φRG1がハイレベルに反転され、駆動パルスφTG1
がローレベルに反転される。これによって、第1行目の
各リセット用MOSトランジスタQPが再びオフとな
り、第1行目の増幅用トランジスタQAのゲート(制御
領域)はフローティング状態とされるが、その寄生容量
の効果によって、当該ゲートは、前記電源電圧VRD
(読み出しレベル)にバイアスされたままの状態が保持
される。
That is, at this time, the amplifying transistor Q
The first signal charge is discharged from the gate (control region) of A, and the gate (control region) is connected to the power supply voltage VR.
D biased. In the period t13, the driving pulse φRG1 is inverted to a high level, and the driving pulse φTG1
Is inverted to a low level. As a result, each reset MOS transistor QP in the first row is turned off again, and the gate (control region) of the amplifying transistor QA in the first row is set in a floating state. The gate is connected to the power supply voltage VRD.
(Read level) is maintained.

【0191】またこのとき、第1行目の各画素1の転送
用MOSトランジスタQTがオンとなって、第1行目の
各画素1のフォトダイオードにおいて生成・蓄積された
入射光に応じた電荷(第2の信号電荷)が、第1行目の
各画素1の増幅用トランジスタQAのゲート(制御領
域)に転送されると、各増幅用トランジスタQAのゲー
ト電位が転送された電荷の分だけ上昇し、そのソースの
電位は、前記ゲート電位の上昇分だけ上昇する。このと
き、第1行目の各増幅用トランジスタQAからは第2の
信号電荷に応じた第2の出力信号(第2の電気信号)
が、画素分離用MOSトランジスタQXを介して、垂直
読み出し線102a,102bに出力される。
At this time, the transfer MOS transistor QT of each pixel 1 in the first row is turned on, and the charge corresponding to the incident light generated and accumulated in the photodiode of each pixel 1 in the first row. When the (second signal charge) is transferred to the gate (control region) of the amplification transistor QA of each pixel 1 in the first row, the gate potential of each amplification transistor QA is equal to the transferred charge. The potential of the source rises by the rise of the gate potential. At this time, a second output signal (second electric signal) corresponding to the second signal charge is output from each amplification transistor QA in the first row.
Is output to the vertical readout lines 102a and 102b via the pixel separating MOS transistor QX.

【0192】期間t14に至ると、駆動パルスφTG1
がハイレベルに反転され、こんどは駆動パルスφTS、
駆動パルスφLDがハイレベルに反転される。このと
き、第1行目の各転送用MOSトランジスタQTがオフ
となり、第1行目の画素1のフォトダイオードPDにお
いて生成・蓄積された入射光に応じた電荷(第2の信号
電荷)の増幅用トランジスタQAのゲート(制御領域)
への転送が終了し、該増幅用トランジスタQAのゲート
(制御領域)は再びフローティング状態とされるが、そ
の寄生容量の効果によって、転送された電荷(第2の信
号電荷)の分だけ該ゲートの電位が上昇したままその状
態が保持される。
In the period t14, the drive pulse φTG1
Is inverted to a high level, and the drive pulse φTS,
The drive pulse φLD is inverted to a high level. At this time, each transfer MOS transistor QT in the first row is turned off, and the charge (second signal charge) according to the incident light generated and accumulated in the photodiode PD of the pixel 1 in the first row is amplified. (Control area) of transistor QA
When the transfer to the amplifier transistor QA is completed, the gate (control region) of the amplifying transistor QA is again brought into a floating state. The state is maintained while the potential of the signal rises.

【0193】この状態は、その後ゲートがリセットされ
るまで継続されて、当該増幅用トランジスタQAのソー
スホロワ動作で(期間t14以降)、第2の信号電荷に
応じた信号(電圧信号)が出力されることになる。ま
た、このときスイッチ用MOSトランジスタQSがオン
のため(駆動パルスφTSがハイレベル)、出力された
電圧信号は、第2の信号蓄積用コンデンサCSに充電さ
れる。
This state is continued until the gate is reset thereafter, and a signal (voltage signal) corresponding to the second signal charge is output by the source follower operation of the amplifying transistor QA (after the period t14). Will be. At this time, since the switching MOS transistor QS is on (the drive pulse φTS is at a high level), the output voltage signal is charged in the second signal storage capacitor CS.

【0194】この期間t14において、増幅用トランジ
スタQAのソースホロワ動作によってソース・ドレイン
間に流れる電流がIBになったとき、ソースの電位VS
S2の値は、前述した第1の実施形態の式(2)に示さ
れる値になる。
In this period t14, when the current flowing between the source and the drain becomes IB due to the source follower operation of the amplifying transistor QA, the source potential VS
The value of S2 is the value shown in equation (2) of the first embodiment described above.

【0195】この期間t14では、スイッチ用MOSト
ランジスタQSがオンとなるので、第2の信号蓄積用コ
ンデンサCSの両端の電圧が、VSS2がとなる。この
ように、第2の信号蓄積用コンデンサCSには、第1の
実施形態と同様に式(2)で表される第2の出力信号
(電圧信号)が、第1の信号蓄積用コンデンサCRに
は、これも第1の実施形態と同様に式(1)で表される
第1の出力信号(電圧信号)が、各々、記憶保持され
る。
In this period t14, the switching MOS transistor QS is turned on, so that the voltage across the second signal storage capacitor CS becomes VSS2. As described above, the second output signal (voltage signal) represented by Expression (2) is supplied to the second signal storage capacitor CS in the same manner as in the first embodiment. , The first output signal (voltage signal) represented by Expression (1) is also stored and held, similarly to the first embodiment.

【0196】そして、異値検出回路107の異値検出器
XAにより、第1の実施形態の式(3)で表されるよう
に、第1の出力信号VSS1(アナログ信号)と第2の
出力信号VSS2(アナログ信号)との差分の大きさが
所定値以上の場合にのみ出力がハイレベル(論理レベル
のハイレベル)もしくはローレベル(論理レベルのロー
レベル)の異値信号(ディジタル信号)が出力されるこ
とになる。
Then, the first output signal VSS1 (analog signal) and the second output signal are output by the different value detector XA of the different value detection circuit 107 as expressed by the equation (3) in the first embodiment. Only when the magnitude of the difference from the signal VSS2 (analog signal) is equal to or greater than a predetermined value, a different value signal (digital signal) whose output is high level (logic level high level) or low level (logic level low level) is output. Will be output.

【0197】また、この期間t14では、駆動パルスφ
LDがハイレベルとなることにより、シフトレジスタ1
13の各ビットに対応したレジスタには、前記異値検出
器XAからの異値信号(ディジタル信号)が記憶され
る。期間t15に至ると、駆動パルスφPX1、駆動パ
ルスφTS、駆動パルスφTOがローレベルに反転され
る。このとき、画素分離用MOSトランジスタQXがオ
フとなって、第1行目の画素101,101と垂直読み
出し線102a,102bとが分離される。また、スイ
ッチ用MOSトランジスタQSもオフとなる。
In the period t14, the driving pulse φ
When LD goes high, shift register 1
The register corresponding to each of the 13 bits stores a different value signal (digital signal) from the different value detector XA. In the period t15, the driving pulse φPX1, the driving pulse φTS, and the driving pulse φTO are inverted to a low level. At this time, the pixel separating MOS transistor QX is turned off, and the pixels 101, 101 in the first row are separated from the vertical readout lines 102a, 102b. Also, the switching MOS transistor QS is turned off.

【0198】また、シフトレジスタ113の各ビットに
対応するレジスタには、前記期間t14で記憶した前記
異値信号(ディジタル信号)が保持される。この期間t
15においては、更に、シフトレジスタ113にクロッ
クパルス(図示省略)が入力され、各ビットに対応する
レジスタに保持されている前記異値信号(ディジタル信
号)は、クロックパルスが発生するタイミングに応じ
て、順次水平読み出し線112に読み出され、出力端子
VOに出力される。
The register corresponding to each bit of the shift register 113 holds the different value signal (digital signal) stored in the period t14. This period t
In 15, a clock pulse (not shown) is further input to the shift register 113, and the different value signal (digital signal) held in the register corresponding to each bit is changed according to the timing at which the clock pulse is generated. , Are sequentially read out to the horizontal readout line 112 and output to the output terminal VO.

【0199】尚、本実施形態では、水平読み出し線11
2に現れる電気信号(異値信号)は完全に2値化(ディ
ジタル化)されている。一般によく知られているよう
に、ディジタル信号はアナログ信号と比べて高速に読み
出すことが可能であり、従って、読み出し動作の更なる
高速化が図られる。また、水平読み出し線112に読み
出される信号がディジタル信号なので、雑音の影響を受
けずに信号を出力することができる。
In the present embodiment, the horizontal read line 11
The electric signal (hetero signal) appearing in 2 is completely binarized (digitized). As is generally well known, a digital signal can be read at a higher speed than an analog signal, and therefore, the reading operation can be further speeded up. Further, since the signal read to the horizontal read line 112 is a digital signal, the signal can be output without being affected by noise.

【0200】続く期間t20〜t25においては、第2
行目の画素101,101に対して、上記した期間t1
0〜t15における第1行目の画素101,101の読
み出し動作と同様の動作が繰り返して行われ、この第2
行目の画素101,101から当該第Nフレームにおけ
る異値信号(ディジタル信号)が、順次出力端子VOか
ら出力される。
In the subsequent period t20-t25, the second
The above-described period t1 is applied to the pixels 101 in the row.
The same operation as the readout operation of the pixels 101, 101 in the first row at 0 to t15 is repeatedly performed.
Different value signals (digital signals) in the Nth frame are sequentially output from the output terminal VO from the pixels 101 in the row.

【0201】以上説明したように、連続した2フレーム
(第N−1フレームと第Nフレーム)間において各々得
られた、入射光に応じて出力される各画素101,10
1,101,101からのアナログ信号(輝度をあらわ
す電気信号)が、各々比較されて、その差分の大きさが
一定値以上のときに、当該画素101,101,10
1,101から信号(異値信号)が出力される。
As described above, each of the pixels 101 and 10 output in response to the incident light, obtained between two consecutive frames (the (N-1) th frame and the Nth frame), respectively.
Analog signals (electric signals representing luminance) from the pixels 101, 101, and 101 are compared with each other.
A signal (different value signal) is output from 1,101.

【0202】このように、連続した2フレーム(第N−
1フレームと第Nフレーム)間で得られた電気信号(輝
度信号)の差分の大きさが異なった画素を検出すること
で、動体検出を行うことができる。そして、上記動作を
繰り返して行うことにより、更に連続した2またはそれ
以上のフレーム間でその動体検出を行うことができるよ
うになる。
As described above, two consecutive frames (N-th frame)
Moving object detection can be performed by detecting pixels in which the difference between the electric signals (luminance signals) obtained between the 1st frame and the Nth frame is different. Then, by repeatedly performing the above operation, the moving object can be detected between two or more consecutive frames.

【0203】(第7の実施形態)次に、本発明の第7の
実施形態について図13を用いて説明する。尚、この第
7の実施形態は、請求項1、請求項4から請求項8、請
求項10から請求項13、及び請求項15に対応する。
(Seventh Embodiment) Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This seventh embodiment corresponds to claims 1, 4 to 8, 10 to 13, and 15.

【0204】図13に示すように、第7の実施形態の動
き検出用固体撮像装置120は、マトリックス状に配置
された画素131,131,131,131の構成のみ
が、上記した第6の実施形態と相違する。従って、この
第7の実施形態の動き検出用固体撮像装置120におい
て、第6の実施形態の動き検出用固体撮像装置110と
同一の部分については、同一符号を付してその説明を省
略する。
As shown in FIG. 13, in the solid-state imaging device 120 for motion detection according to the seventh embodiment, only the configuration of the pixels 131, 131, 131, 131 arranged in a matrix is the same as in the sixth embodiment. It is different from the form. Accordingly, in the motion detecting solid-state imaging device 120 of the seventh embodiment, the same portions as those of the motion detecting solid-state imaging device 110 of the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0205】また、この動き検出用固体撮像装置120
の画素131,131…は、第2の実施形態の動き検出
用固体撮像装置20の画素21,21…と同じ構成にな
っている。すなわち、各画素131,131…は、フォ
トダイオードPDと、増幅用トランジスタ(nチャネル
型JFET)QAと、転送用MOSトランジスタQT
と、コンデンサCGと、リセット用MOSトランジスタ
QPとによって構成されている。
The motion detecting solid-state imaging device 120
Have the same configuration as the pixels 21, 21,... Of the solid-state imaging device 20 for motion detection according to the second embodiment. That is, each of the pixels 131, 131... Includes a photodiode PD, an amplifying transistor (n-channel JFET) QA, and a transfer MOS transistor QT.
, A capacitor CG, and a reset MOS transistor QP.

【0206】この第7の実施形態でも、上記のようにゲ
ート(制御領域)に電荷が直接転送される構成となって
いるので、電荷を他の信号線等を介して転送する場合に
比べて、転送時の電荷配分による信号の劣化が抑えら
れ、当該動き検出用固体撮像装置120のS/N比が向
上する。また、各画素131,131…では、前記増幅
用トランジスタQAによるソースホロワ動作によって、
電荷の転送後であっても一旦ゲート(制御領域)に電荷
が蓄積されると、該ゲートの電荷がリセットされるまで
の間、蓄積されている電荷に応じた電気信号が読み出さ
れるようになっている。そして、先に蓄積された電荷に
応じた増幅用トランジスタQAの出力が第1の信号蓄積
用コンデンサ(第1の電荷蓄積手段)CRに蓄えられ、
次いで蓄積された電荷に応じた出力が第2の信号蓄積用
コンデンサ(第2の電荷蓄積手段)CSに蓄えられる。
このように蓄えられた出力は、異値検出器XAにて比較
されて、異値信号が得られる。
Also in the seventh embodiment, since charges are directly transferred to the gate (control region) as described above, compared with the case where charges are transferred via another signal line or the like. In addition, signal deterioration due to charge distribution during transfer is suppressed, and the S / N ratio of the motion detection solid-state imaging device 120 is improved. In each of the pixels 131, 131,..., The source follower operation by the amplifying transistor QA
Once the charge is accumulated in the gate (control region) even after the transfer of the charge, an electric signal corresponding to the accumulated charge is read out until the charge of the gate is reset. ing. Then, the output of the amplifying transistor QA according to the previously stored charge is stored in the first signal storage capacitor (first charge storage means) CR,
Next, an output corresponding to the stored charge is stored in a second signal storage capacitor (second charge storage means) CS.
The outputs thus stored are compared by an outlier detector XA to obtain an outlier signal.

【0207】このように構成された第7の実施形態の動
き検出用固体撮像装置120では、垂直走査回路106
に接続されたクロックライン105aまたは105bに
ハイレベルの駆動パルスφPX1またはφPX2が現れ
たときに、各画素101,101…に設けられたコンデ
ンサCGによる容量結合によって、増幅用トランジスタ
QAのゲート(制御領域)の電圧が制御されて、当該増
幅用トランジスタQAがオンするようになっている(選
択)。
In the solid-state imaging device 120 for motion detection according to the seventh embodiment, the vertical scanning circuit 106
When a high-level drive pulse φPX1 or φPX2 appears on the clock line 105a or 105b connected to the pixel 101, the gate of the amplifying transistor QA (control region) ) Is controlled to turn on the amplification transistor QA (selection).

【0208】このように、増幅用トランジスタQAの制
御領域(この場合はJFETのゲート)を、該ゲートに
容量結合を用いて電圧を印加して制御することにより、
以下のようにその動作が行われる。即ち、前記増幅用ト
ランジスタQAのゲート(制御領域)がフローティング
の状態で、クロックライン105aまたは105bにハ
イレベルの駆動パルスφPX1あるいはφPX2が現れ
ると、このクロックライン105a,105bに容量結
合されたゲートの電位が高レベルになる。そして、この
ゲートの電位の上昇によって当該増幅用トランジスタQ
Aがオンする(選択)。
As described above, by controlling the control region of the amplifying transistor QA (the gate of the JFET in this case) by applying a voltage to the gate using capacitive coupling,
The operation is performed as follows. That is, when the high-level drive pulse φPX1 or φPX2 appears on the clock line 105a or 105b while the gate (control region) of the amplifying transistor QA is in a floating state, the gate of the gate capacitively coupled to the clock line 105a or 105b. The potential goes high. The rise of the potential of the gate causes the amplification transistor Q
A turns on (selection).

【0209】反対に、クロックライン105aまたは1
05bの駆動パルスφPX1あるいはφPX2がローレ
ベルになると当該増幅用トランジスタQAがオフになる
(非選択)。このように、容量結合されたゲートは、第
6の実施形態の図11における画素分離用MOSトラン
ジスタQXと同じ働き(画素101,101…を垂直読
み出し線102a,102bと分離したり接続したりす
る働き)をすることになるので、図13に示す動き検出
用固体撮像装置120を、図12のタイミングチャート
に従って動作させることができる。
On the contrary, the clock line 105a or 1
When the drive pulse φPX1 or φPX2 of 05b goes low, the amplifying transistor QA is turned off (not selected). Thus, the capacitively coupled gates have the same function as the pixel separating MOS transistor QX in FIG. 11 of the sixth embodiment (the pixels 101, 101... Are separated or connected to the vertical readout lines 102a, 102b). 13), the solid-state imaging device 120 for motion detection shown in FIG. 13 can be operated according to the timing chart of FIG.

【0210】なお、コンデンサCGによって容量結合さ
れる制御領域を、増幅用トランジスタQAのゲート(制
御領域)とし、これによって当該制御領域を容易に形成
している。この場合には、図11に示すような画素分離
用MOSトランジスタQXを必要としない分、各々の画
素131,131,131,131の大きさを小さく
し、開口率を向上させたり、解像度を向上させるという
作用効果が得られる。
The control region capacitively coupled by the capacitor CG is used as the gate (control region) of the amplifying transistor QA, thereby easily forming the control region. In this case, since the pixel separating MOS transistor QX as shown in FIG. 11 is not required, the size of each of the pixels 131, 131, 131, 131 is reduced to improve the aperture ratio or the resolution. The effect of this is obtained.

【0211】(第8の実施形態)次に、本発明の第8の
実施形態について、図14及び図15を用いて説明す
る。尚、この第8の実施形態は、請求項1、請求項4か
ら請求項9、請求項11、請求項14、及び請求項15
に対応する。この第8の実施形態の動き検出用固体撮像
装置140は、マトリックス状に配置された各画素14
1,141,…の構成、及び、各画素141,141…
の2つの連続したフレーム(第N−1フレーム,第Nフ
レーム)間の電気信号を比較して異値信号を出力する異
値検出回路150の構成のみが、上記した第6、第7の
実施形態の動き検出用固体撮像装置110,120と異
なっている。
(Eighth Embodiment) Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. It is to be noted that the eighth embodiment corresponds to claims 1, 4 to 9, 11, 11, 14 and 15.
Corresponding to The solid-state imaging device 140 for motion detection according to the eighth embodiment includes a plurality of pixels 14 arranged in a matrix.
, And each pixel 141, 141,.
Only the configuration of the different value detection circuit 150 that compares the electric signals between two consecutive frames (the (N-1) th frame and the Nth frame) and outputs a different value signal is the same as that of the sixth and seventh embodiments described above. It is different from the motion detecting solid-state imaging devices 110 and 120 of the embodiment.

【0212】尚、図14では、説明を簡単にするために
マトリックス状に配置された複数の画素141,141
…のうち1つの画素141のみを示している。この画素
141は、図14に示すように、増幅用トランジスタQ
Aのソースと当該垂直読み出し線142を分離/接続す
るための接続分離手段として、pチャネル型の画素分離
用MOSトランジスタQXを用いた点が、第6の実施形
態の画素101と異なる。従って、画素141の他の具
体的な構成、並びに、接続関係は、上記した第1、第3
の実施形態の画素1,1…等と同一であり、その詳細な
説明は省略する。
In FIG. 14, a plurality of pixels 141 and 141 arranged in a matrix are shown for the sake of simplicity.
, Only one pixel 141 is shown. This pixel 141 has an amplifying transistor Q as shown in FIG.
The difference from the pixel 101 of the sixth embodiment is that a p-channel type pixel separating MOS transistor QX is used as a connection separating means for separating / connecting the source of A and the vertical read line 142. Therefore, other specific configurations and connection relationships of the pixel 141 are the same as those of the first and third pixels.
Are the same as the pixels 1, 1... Of the embodiments described above, and a detailed description thereof will be omitted.

【0213】なお、画素141では、画素分離用MOS
トランジスタQXのゲートが、垂直走査回路(図示省
略)に接続されたクロックライン145に接続され、画
素分離用MOSトランジスタQXは、前記垂直走査回路
(図示省略)から駆動パルスφPが与えられると,φP
のレベルに応じて動作するようになっている。このよう
に構成された画素141では、増幅用トランジスタQA
のゲート(制御領域)に一旦電荷が蓄積されると、電荷
の転送後、その制御領域がリセットされるまでの間、そ
のソースホロワ動作によって増幅用トランジスタQAか
ら当該電荷に応じた電気信号が出力される。
Note that the pixel 141 has a pixel separating MOS.
The gate of the transistor QX is connected to a clock line 145 connected to a vertical scanning circuit (not shown), and the pixel separating MOS transistor QX receives a driving pulse φP from the vertical scanning circuit (not shown).
It is designed to work according to the level. In the pixel 141 thus configured, the amplifying transistor QA
Once the electric charge is accumulated in the gate (control region), the source follower operation outputs an electric signal corresponding to the electric charge from the amplifying transistor QA until the control region is reset after the electric charge is transferred. You.

【0214】また、この動き検出用固体撮像装置140
でも、上記のようにゲート(制御領域)に電荷が直接転
送されるので、電荷を信号線等を介して転送する場合に
比べて、転送時の電荷配分による信号の劣化が抑えら
れ、当該動き検出用固体撮像装置140の画像S/N比
が向上する。また、垂直読み出し線142に配置された
異値検出回路(信号比較手段)150は、図には現れて
いないが、第6の実施形態と同様に、その出力が、シフ
トレジスタ(信号転送手段)の対応するビットのレジス
タのデータ入力端子に接続されている。この異値検出回
路150からの出力信号(直前のフレームと現在のフレ
ームの電気信号の差をあらわす異値信号)は、所定のタ
イミングでシフトレジスタ(図14には現れていな
い。)の対応するレジスタに記憶され、シフトレジスタ
に入力されるクロックパルスに応じて、出力端子から順
次出力されるようになっている。
The motion detecting solid-state imaging device 140
However, since the charge is directly transferred to the gate (control region) as described above, signal deterioration due to charge distribution at the time of transfer is suppressed as compared with the case where the charge is transferred via a signal line or the like, and the movement is not affected. The image S / N ratio of the detection solid-state imaging device 140 is improved. Although the outlier detection circuit (signal comparison means) 150 arranged on the vertical readout line 142 is not shown in the drawing, its output is supplied to a shift register (signal transfer means) as in the sixth embodiment. Is connected to the data input terminal of the corresponding bit register. The output signal from the outlier detection circuit 150 (an outlier signal representing the difference between the electric signal in the immediately preceding frame and the electric signal in the current frame) corresponds to a shift register (not shown in FIG. 14) at a predetermined timing. The data is stored in a register and sequentially output from an output terminal according to a clock pulse input to the shift register.

【0215】なお、異値検出回路150の構成は、第5
の実施形態の異値検出回路60と同一である。すなわ
ち、異値検出回路150は、図14に示すように、2つ
のコンデンサCCA,CCBと、5つのインバータIN
V1〜INV5と、4つのスイッチ用MOSトランジス
タQB1〜QB4と、論理和回路ORとによって構成さ
れている。
The configuration of the outlier detection circuit 150 is the same as that of the fifth embodiment.
This is the same as the outlier detection circuit 60 of the embodiment. That is, the different value detection circuit 150 includes two capacitors CCA and CCB and five inverters IN as shown in FIG.
V1 to INV5, four switching MOS transistors QB1 to QB4, and an OR circuit OR.

【0216】そして、コンデンサCCAとスイッチ用M
OSトランジスタQB1とによって第1のサンプルホー
ルド回路150Aが、コンデンサCCBとスイッチ用M
OSトランジスタQB2とによって第2のサンプルホー
ルド回路150Bが構成されている。そして、論理和回
路ORの出力が、異値検出回路150の出力となってい
る。
The capacitor CCA and the switch M
The first sample and hold circuit 150A is connected to the capacitor CCB and the switch M by the OS transistor QB1.
A second sample and hold circuit 150B is configured by the OS transistor QB2. The output of the OR circuit OR is the output of the different value detection circuit 150.

【0217】次に、動き検出用固体撮像装置140の動
作について、図7に示すタイミングチャートを用いて説
明する。図15は、図12と同様に、一定のタイミング
毎に入射光を検知する1つの画素141が、連続した2
フレーム(第N−1フレーム、第Nフレーム)で入射光
を検出して、その読み出し動作を行う場合を示してい
る。尚、このタイミングチャートは、異値検出回路15
0の動作を説明するためのもので、動き検出用固体撮像
装置140の最終的な出力に係る動作説明は省略する。
Next, the operation of the solid-state imaging device 140 for motion detection will be described with reference to the timing chart shown in FIG. FIG. 15 shows that, as in FIG. 12, one pixel 141 for detecting incident light
A case is shown in which incident light is detected in a frame (the (N-1) th frame and the Nth frame) and the reading operation is performed. This timing chart is based on the outlier detection circuit 15.
The operation of the solid-state imaging device 140 for motion detection is not described, and the operation of the solid-state imaging device 140 for motion detection is not described.

【0218】図15の第Nフレームの期間t20の直前
の動作から説明すると、先ず、第Nフレームの期間t2
0に至る前(第N−1フレームの期間t14)、駆動パ
ルスφTG、駆動パルスφRSG、駆動パルスφPはハ
イレベルに保持され、駆動パルスφSAはローレベルに
保持され、駆動パルスφSBはハイレベルに保持されて
いる。
The operation immediately before the period t20 of the Nth frame in FIG. 15 will be described. First, the period t2 of the Nth frame
Before reaching 0 (the period t14 of the (N-1) th frame), the driving pulse φTG, the driving pulse φRSG, and the driving pulse φP are held at a high level, the driving pulse φSA is held at a low level, and the driving pulse φSB is set at a high level. Is held.

【0219】従って、転送用MOSトランジスタQTは
オフ、リセット用MOSトランジスタQPもオフとなっ
て、このとき増幅用トランジスタQAのゲート(制御領
域)はフローティング状態となるが、寄生容量の効果に
よりこの時点ですでにゲート(制御領域)に転送されて
いる信号電荷、即ち、直前のフレームでの入射光に応じ
た電荷(第1の信号電荷)に応じた電圧がバイアスされ
た状態に保持され、フォトダイオードPD側では、現在
のフレームでの入射光に応じた電荷(第2の信号電荷)
が生成・蓄積されている。
Accordingly, the transfer MOS transistor QT is turned off, and the reset MOS transistor QP is also turned off. At this time, the gate (control region) of the amplifying transistor QA is in a floating state. , The signal charge already transferred to the gate (control region), that is, the voltage corresponding to the charge (first signal charge) corresponding to the incident light in the immediately preceding frame is held in a biased state, On the diode PD side, charges (second signal charges) corresponding to the incident light in the current frame
Are generated and accumulated.

【0220】そして、期間t20に至ると、駆動パルス
φPがローレベルとなって、画素分離用MOSトランジ
スタQXがオンし(選択)、第1の信号電荷に応じた電
気信号(電圧信号)が、増幅用トランジスタQAのソー
スホロワ動作によって、2つのコンデンサCCA、CC
Bの一方の電極CCA1,CCB1に供給される。ま
た、駆動パルスφSAがハイレベルとなって、2つのコ
ンデンサCCA、CCBの他方の電極CCA2,CCB
2に、一定電圧VR1(=VT−Vth),VR2(=
VT+Vth)が各々供給される。
Then, when the period t20 is reached, the driving pulse φP becomes low level, the pixel separating MOS transistor QX is turned on (selected), and an electric signal (voltage signal) corresponding to the first signal charge is obtained. By the source follower operation of the amplifying transistor QA, two capacitors CCA and CC
B is supplied to one of the electrodes CCA1 and CCB1. Also, the drive pulse φSA becomes high level, and the other electrodes CCA2 and CCB of the two capacitors CCA and CCB
2, constant voltages VR1 (= VT−Vth) and VR2 (=
VT + Vth).

【0221】また、駆動パルスφSBがローレベルとな
って、インバータINV3の出力端子からインバータI
NV1の入力端子への経路、及び、インバータINV4
の出力端子からインバータINV2の入力端子への経路
が遮断される。
The drive pulse φSB goes low, and the output terminal of the inverter INV3 outputs the drive signal φSB.
Path to input terminal of NV1 and inverter INV4
From the output terminal of the inverter INV2 to the input terminal of the inverter INV2.

【0222】このとき、コンデンサCCAの両端の電位
差が第N−1フレームにおける入射光に応じた電気信号
(VAと表記する)と一定電圧VR1(=VT−Vt
h;ここではVthが第1の所定値)との差分となる。
一方、コンデンサCCBでは、その両端の電位差が第N
−1フレームにおける電気信号VAと一定電圧VR2
(=VT+Vth;ここではVthが第2の所定値)と
の差分となる。
At this time, the electric potential difference between both ends of the capacitor CCA is determined by the electric signal (denoted as VA) corresponding to the incident light in the (N-1) th frame and the constant voltage VR1 (= VT−Vt).
h; here, Vth is the difference from the first predetermined value).
On the other hand, in the capacitor CCB, the potential difference between both ends is Nth.
Signal VA and constant voltage VR2 in -1 frame
(= VT + Vth; here, Vth is a second predetermined value).

【0223】期間t21に至ると、駆動パルスφSAが
ローレベルに反転され、コンデンサCCAの両端にその
まま第N−1フレームにおける電気信号VAと一定電圧
VR1(=VT−Vth)との差分が蓄えられ、コンデ
ンサCCBの両端にそのまま第N−1フレームにおける
電気信号VAと一定電圧VR2(=VT+Vth)との
差分が蓄えられる。
At time t21, drive pulse φSA is inverted to low level, and the difference between electric signal VA and constant voltage VR1 (= VT−Vth) in the (N−1) th frame is stored at both ends of capacitor CCA. The difference between the electric signal VA in the (N-1) th frame and the constant voltage VR2 (= VT + Vth) is stored at both ends of the capacitor CCB.

【0224】また、このとき駆動パルスφRSGがロー
レベルとなって、増幅用トランジスタQAのゲート(制
御領域)に蓄えられていた電荷が排出される(リセッ
ト)。期間t22に至ると、駆動パルスφRSGがハイ
レベルとなって上記リセットが解除される。また、駆動
パルスφTGがローレベルとなって、この時点までにフ
ォトダイオードPDにおいて生成・蓄積された入射光に
応じた電荷(第2の信号電荷)が、新たに増幅用トラン
ジスタQAのゲート(制御領域)に転送用MOSトラン
ジスタQTを介して直接転送される。
At this time, the drive pulse φRSG goes low, and the charge stored in the gate (control region) of the amplification transistor QA is discharged (reset). In the period t22, the drive pulse φRSG becomes high level, and the reset is released. When the drive pulse φTG becomes low level, the charge (second signal charge) corresponding to the incident light generated and accumulated in the photodiode PD up to this point is newly added to the gate (control signal) of the amplifying transistor QA. Area) via the transfer MOS transistor QT.

【0225】この場合、増幅用トランジスタQAはソー
スホロワ動作をして、第2の信号電荷に応じた第2の出
力信号(第2の電気信号)が垂直読み出し線142に転
送される(このとき駆動パルスφPはすでにローレベル
で増幅用トランジスタQAはオンとなっている)。期間
t23に至ると、駆動パルスφTGがハイレベルに反転
され、フォトダイオードPDにおいて生成・蓄積された
入射光に応じた電荷(第2の信号電荷)の増幅用トラン
ジスタQAのゲート(制御領域)への転送が終了する。
In this case, the amplifying transistor QA performs a source follower operation, and a second output signal (second electric signal) corresponding to the second signal charge is transferred to the vertical read line 142 (at this time, the drive is performed). The pulse φP is already at low level and the amplifying transistor QA is on). When the period t23 is reached, the drive pulse φTG is inverted to the high level, and the drive pulse φTG is transferred to the gate (control region) of the transistor QA for amplifying the charge (second signal charge) generated and stored in the photodiode PD according to the incident light. Is completed.

【0226】このとき、増幅用トランジスタQAのゲー
ト(制御領域)は再びフローティング状態となるが、そ
の寄生容量の効果によって、転送された電荷(第2の信
号電荷)の分だけ該ゲートの電圧が上昇したままその状
態が保持される。この場合、増幅用トランジスタQAか
らはそのソースホロワ動作によって、ゲートに蓄積され
たままの電荷(第2の信号電荷)に応じた電気信号(V
B)が、2つのコンデンサCCA、CCBの一方の電極
CCA1,CCB1に出力される。
At this time, the gate (control region) of the amplifying transistor QA is again in a floating state. However, due to the effect of the parasitic capacitance, the voltage of the gate is increased by the amount of the transferred charge (second signal charge). That state is maintained while being raised. In this case, the electric signal (V) corresponding to the electric charge (second signal electric charge) stored in the gate is output from the amplifying transistor QA by the source follower operation.
B) is output to one electrode CCA1, CCB1 of two capacitors CCA, CCB.

【0227】この実施形態でも、コンデンサCCAの電
極CCA1の電位が信号として、第5の実施形態と同様
に、上記したインバータINV1に入力され、インバー
タINV3、インバータINV5でそれぞれ反転された
後、論理和回路ORの一方の入力端子に転送される。ま
た、コンデンサCCBの電極CCB1の電位が信号とし
て、インバータINV2に入力され、インバータINV
4によって反転された後、論理和回路ORの他方の入力
端子に転送される。
In this embodiment, as in the fifth embodiment, the potential of the electrode CCA1 of the capacitor CCA is input to the inverter INV1 as a signal, and after being inverted by the inverter INV3 and the inverter INV5, the logical sum is obtained. The signal is transferred to one input terminal of the circuit OR. The potential of the electrode CCB1 of the capacitor CCB is input as a signal to the inverter INV2,
After being inverted by 4, the signal is transferred to the other input terminal of the OR circuit OR.

【0228】期間t24に至ると、駆動パルスφPがハ
イレベルとなって、増幅用トランジスタQAが再びオフ
(非選択)となり、駆動信号φSBがハイレベルとなっ
て、インバータINV3の出力端子とインバータINV
1の入力端子が接続されて閉ループが形成され、一方
で、インバータINV4の出力端子とインバータINV
2の入力端子が接続されて閉ループが形成される。
When the period t24 is reached, the drive pulse φP goes high, the amplifying transistor QA turns off (non-selected) again, the drive signal φSB goes high, and the output terminal of the inverter INV3 and the inverter INV3.
1 are connected to each other to form a closed loop, while the output terminal of the inverter INV4 is connected to the inverter INV4.
The two input terminals are connected to form a closed loop.

【0229】このようにインバータINV3とインバー
タINV1との間で閉ループが形成されることによっ
て、インバータINV1の出力が固定化され、同様に、
インバータINV4とインバータINV2との間で閉ル
ープが形成されることによって、インバータINV2の
出力が固定化される。この第8の実施形態の異値検出回
路150でも、その出力(論理和回路ORの出力)は、
第5の実施形態の異値検出回路60と同様に、(1)
VBが(VA+Vth)より大きくなったとき、即ち、
(VB−VA)がVthより大きくなったとき、(2)
VBが(VA−Vth)より小さくなったとき、即
ち、(VA−VB)がVthより大きくなったときの何
れかの条件が満たされたとき、論理ハイレベルの信号を
出力するようになっている。
By forming a closed loop between the inverter INV3 and the inverter INV1, the output of the inverter INV1 is fixed.
By forming a closed loop between the inverter INV4 and the inverter INV2, the output of the inverter INV2 is fixed. In the outlier detection circuit 150 according to the eighth embodiment, its output (the output of the OR circuit OR) is
Like the outlier detection circuit 60 of the fifth embodiment, (1)
When VB becomes larger than (VA + Vth), that is,
When (VB−VA) becomes larger than Vth, (2)
When VB becomes smaller than (VA-Vth), that is, when any of the conditions when (VA-VB) becomes larger than Vth is satisfied, a signal of a logic high level is output. I have.

【0230】なお、この第8の実施形態においても、水
平読み出し線(図示省略)に供給される電圧信号(異値
信号)は、当該異値検出回路150によってすでに2値
化(ディジタル化)されているため、その読み出し動作
の高速化が図られる。また、水平読み出し線に読み出さ
れる信号がディジタル信号なので、雑音の影響を受けず
に信号を出力することができる。
Note that also in the eighth embodiment, the voltage signal (different value signal) supplied to the horizontal read line (not shown) is already binarized (digitized) by the different value detection circuit 150. Therefore, the speed of the read operation is increased. Further, since the signal read to the horizontal read line is a digital signal, the signal can be output without being affected by noise.

【0231】なお、上記第8の実施形態では、画素14
1と垂直読み出し線142を接続・分離する手段として
MOSトランジスタを用いた場合を説明したが、第7の
実施形態等で説明したように、画素141の増幅用トラ
ンジスタQAのゲートに容量を介して接続・分離信号を
与えるようにして使用しても良い。また、上記第1〜第
8の実施形態では、画素の光電変換素子をフォトダイオ
ードとして説明したが、これを埋め込み型のフォトダイ
オードとすることも容易にできる。光電変換素子を埋め
込み型のフォトダイオードとすることで、pn接合部に
生じる空乏層が表面に達しないようにできるため、暗電
流を抑制し、また、信号電荷が転送された後にフォトダ
イオードに電荷が残らないようにして、残像、リセット
雑音を抑えた理想的な特性を得ることができる。
In the eighth embodiment, the pixel 14
Although the case where a MOS transistor is used as means for connecting / disconnecting the vertical read line 142 from the pixel 1 has been described, as described in the seventh embodiment and the like, the gate of the amplification transistor QA of the pixel 141 is connected via a capacitor. You may use it so that a connection / separation signal may be given. Further, in the first to eighth embodiments, the photoelectric conversion element of the pixel is described as a photodiode, but it can be easily formed as a buried photodiode. Since the depletion layer generated at the pn junction can be prevented from reaching the surface by using a buried photodiode as the photoelectric conversion element, dark current can be suppressed, and charge is transferred to the photodiode after signal charges are transferred. Is not left, and ideal characteristics in which afterimages and reset noise are suppressed can be obtained.

【0232】また、上記第1〜第8の実施形態で、画素
1,21,51,101,131,141の増幅部(増
幅用トランジスタQA)をJFETとして用いた場合を
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
MOSトランジスタや、バイポーラトランジスタであっ
ても、ゲートやベースなどの制御電極の電圧でドレイン
あるいはコレクタ、ソースあるいはエミッタなどの出力
電圧・電流を制御できる素子であれば同様に適用でき、
それらを混在して使用しても良い。
In the first to eighth embodiments, the case where the amplifying section (amplifying transistor QA) of each of the pixels 1, 21, 51, 101, 131, and 141 is used as a JFET has been described. Is not limited to this,
MOS transistors and bipolar transistors can also be applied to devices that can control output voltage and current such as drain or collector, source or emitter by the voltage of control electrodes such as gate and base,
They may be used in combination.

【0233】また、上記第1〜第8の実施形態では、光
電変換素子で生成した入射光に応じた電荷を、増幅素子
の制御領域に直接転送する場合を説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、入射光に応じた電荷を
拡散領域に転送し保持した後、その電位を信号線を介し
てMOSトランジスタなどの増幅素子のゲートで検出す
る場合にも同様に適用できることはいうまでもない。ま
た、そのような画素の例としては、例えば、文献『Acti
ve Pixel Sensors:Are CCD's Dinosaurs?』,Fossum E.
R.,Proceeding of SPIE: Charge-Coupled Device and S
olid State Optical SensorsIII、Vol.1900,pp2-14(199
3)に記されたものがよく知られている。
In the first to eighth embodiments, the case has been described in which the charge corresponding to the incident light generated by the photoelectric conversion element is directly transferred to the control region of the amplification element. The present invention is not limited to this, and is similarly applicable to a case where charges corresponding to incident light are transferred to a diffusion region and held, and then the potential is detected at a gate of an amplification element such as a MOS transistor via a signal line. Needless to say. Examples of such a pixel include, for example, a document “Acti
ve Pixel Sensors: Are CCD's Dinosaurs? ', Fossum E.
R., Proceeding of SPIE: Charge-Coupled Device and S
olid State Optical Sensors III, Vol. 1900, pp2-14 (199
The one described in 3) is well known.

【0234】さらに、上記第1〜第8の実施形態におい
ては、画素1が2次元マトリックス上に配列されている
場合を説明したが、1次元上に配列される場合において
も同様に適用できる。
Further, in the first to eighth embodiments, the case where the pixels 1 are arranged in a two-dimensional matrix has been described. However, the present invention can be similarly applied to the case where the pixels 1 are arranged in a one-dimensional manner.

【0235】[0235]

【発明の効果】請求項1から請求項15に記載の発明に
よれば、連続した2フレームの輝度差を、水平読み出し
線に転送する時点で2値化して出力できるので、動き検
出用固体撮像装置内での動体画像処理が可能になり、そ
の外部に、AD変換回路、画像メモリや画像処理回路な
どの周辺回路を設ける必要がなくなって、装置全体とし
てコストの低減が図られる。
According to the first to fifteenth aspects of the present invention, the luminance difference between two consecutive frames can be binarized and output at the time of transferring the luminance difference to the horizontal readout line. Moving object image processing can be performed in the apparatus, and it is not necessary to provide peripheral circuits such as an AD conversion circuit, an image memory, and an image processing circuit outside the apparatus, and the cost of the entire apparatus can be reduced.

【0236】また、従来、外部に必要であったAD変換
回路が不要になる分、ダイナミックレンジが制限される
ことはなくなり、動き検出用固体撮像装置自体の広いダ
イナミックレンジで信号処理を行うことができる。ま
た、画素毎に異値信号を生成するための回路(信号比較
手段)を設ける必要がない分、開口率の向上、解像度の
向上が図られる。
In addition, since the externally required AD conversion circuit is no longer necessary, the dynamic range is not limited, and the signal processing can be performed in the wide dynamic range of the motion detection solid-state imaging device itself. it can. Further, since there is no need to provide a circuit (signal comparing means) for generating a different value signal for each pixel, the aperture ratio and the resolution are improved.

【0237】また、画素から出力された電気信号を、直
前のフレームに対する電気信号と現在のフレームに対す
る電気信号として用いて、異値信号を生成しているの
で、増幅用トランジスタ毎の固定パターン雑音や、ラン
ダム雑音の影響を受けずに、動体検出処理を行なうこと
ができ、精度の高い、安定した動体検出処理が可能にな
る。
Further, since the different value signal is generated by using the electric signal output from the pixel as the electric signal for the immediately preceding frame and the electric signal for the current frame, the fixed pattern noise and the fixed pattern noise for each amplifying transistor are generated. The moving object detection process can be performed without being affected by random noise, and a highly accurate and stable moving object detection process can be performed.

【0238】また、水平読み出し線に読み出される時点
で、異値信号が2値化信号となっているため、処理の高
速化が達成される。また、請求項4に記載の発明によれ
ば、2値化された異値信号が、シフトレジスタのレジス
タに記憶され、その後、該シフトレジスタに入力される
クロックパルスに同期して水平読み出し線に出力される
ので、信号処理の更なる高速化が可能になる。
Further, since the different value signal is a binarized signal at the time of reading to the horizontal read line, the processing can be speeded up. According to the fourth aspect of the present invention, the binarized different value signal is stored in the register of the shift register, and thereafter, the binary signal is output to the horizontal read line in synchronization with the clock pulse input to the shift register. Since the output is performed, the signal processing can be further speeded up.

【0239】また、請求項5から請求項14に記載の発
明によれば、各画素において、光電変換素子で発生・蓄
積された電荷が増幅手段の制御領域に直接転送されるの
で、他の信号線を用いて電荷を転送する場合に比べて電
荷分配などによる信号の劣化が抑えられ、画像S/N比
の向上が図られる。更に、請求項15に記載の発明によ
れば、暗電流が抑制され、また、信号電荷が転送された
後にフォトダイオードに電荷が残らないため、残像、リ
セット雑音を抑えた理想的な特性を得ることができる。
Further, according to the inventions of claims 5 to 14, in each pixel, the electric charge generated and accumulated in the photoelectric conversion element is directly transferred to the control region of the amplifying means. Signal deterioration due to charge distribution or the like is suppressed as compared with the case where charges are transferred using lines, and the image S / N ratio is improved. According to the fifteenth aspect of the present invention, the dark current is suppressed, and no charge remains in the photodiode after the signal charge has been transferred, so that ideal characteristics in which afterimages and reset noise are suppressed are obtained. be able to.

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

【図1】本発明の第1の実施形態の動き検出用固体撮像
装置10の概略構成を示す模式回路図である。
FIG. 1 is a schematic circuit diagram illustrating a schematic configuration of a solid-state imaging device for motion detection 10 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】動き検出用固体撮像装置10の動作を説明する
タイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart illustrating the operation of the motion detection solid-state imaging device 10.

【図3】動き検出用固体撮像装置10の異値検出回路7
の内部構成を示す回路図である。
FIG. 3 is an outlier detection circuit 7 of the solid-state imaging device 10 for motion detection.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an internal configuration of the device.

【図4】異値検出回路7内の異値検出器XAの入出力特
性の一例を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing an example of input / output characteristics of an outlier detector XA in an outlier detector 7;

【図5】本発明の第2の実施形態の動き検出用固体撮像
装置20の概略構成を示す模式回路図である。
FIG. 5 is a schematic circuit diagram illustrating a schematic configuration of a motion detection solid-state imaging device 20 according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施形態の動き検出用固体撮像
装置30の概略構成を示す模式回路図である。
FIG. 6 is a schematic circuit diagram illustrating a schematic configuration of a solid-state imaging device 30 for motion detection according to a third embodiment of the present invention.

【図7】動き検出用固体撮像装置30の動作を説明する
タイミングチャートである。
FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of the motion detection solid-state imaging device 30;

【図8】本発明の第4の実施形態の動き検出用固体撮像
装置40の概略構成を示す模式回路図である。
FIG. 8 is a schematic circuit diagram illustrating a schematic configuration of a motion detection solid-state imaging device 40 according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第5の実施形態の動き検出用固体撮像
装置50の概略構成を示す模式回路図である。
FIG. 9 is a schematic circuit diagram illustrating a schematic configuration of a solid-state imaging device for motion detection 50 according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】動き検出用固体撮像装置50の動作を説明す
るタイミングチャートである。
FIG. 10 is a timing chart for explaining the operation of the solid-state imaging device for motion detection 50;

【図11】本発明の第6の実施形態の動き検出用固体撮
像装置110の概略構成を示す模式回路図である。
FIG. 11 is a schematic circuit diagram illustrating a schematic configuration of a solid-state imaging device for motion detection 110 according to a sixth embodiment of the present invention.

【図12】動き検出用固体撮像装置110の動作を説明
するタイミングチャートである。
FIG. 12 is a timing chart for explaining the operation of the solid-state imaging device for motion detection 110;

【図13】本発明の第7の実施形態の動き検出用固体撮
像装置120の概略構成を示す模式回路図である。
FIG. 13 is a schematic circuit diagram illustrating a schematic configuration of a solid-state imaging device for motion detection 120 according to a seventh embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第8の実施形態の動き検出用固体撮
像装置140の概略構成を示す模式回路図である。
FIG. 14 is a schematic circuit diagram illustrating a schematic configuration of a motion detection solid-state imaging device 140 according to an eighth embodiment of the present invention.

【図15】動き検出用固体撮像装置140の動作を説明
するタイミングチャートである。
FIG. 15 is a timing chart illustrating the operation of the solid-state imaging device for motion detection 140.

【図16】従来の異値信号の生成を動き検出用画像処理
装置200を示すブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram showing a conventional image processing apparatus 200 for motion detection for generating a different value signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21,51,101,131,141 画素 2a,2b,102a,102b,142 垂直読み出
し線 6,106 垂直走査回路(垂直走査手段) 7,60,107,150 異値検出回路(信号比較手
段) 8a,8b,108a,108b クロックライン 9a,9b,109a,109b クロックライン 10,20,30,40,50,110,120,14
0 動き検出用固体撮像装置 12,112 水平読み出し線 13 水平走査回路(信号転送手段) 113 シフトレジスタ(信号転送手段) PD フォトダイオード(光検出手段:光電変換素子) QA 増幅用トランジスタ(接合型電界効果トランジス
タ:増幅手段) QH1,QH2 水平読み出しスイッチ用MOSトラン
ジスタ(スイッチ手段:信号転送手段) CO1,CO2 異値信号蓄積用コンデンサ(信号電荷
蓄積手段) QT 転送用MOSトランジスタ(転送手段) QP リセット用MOSトランジスタ(リセット手段) QX 画素分離用MOSトランジスタ(接続分離手段) QR スイッチ用MOSトランジスタ(第1のスイッチ
手段) QS スイッチ用MOSトランジスタ(第2のスイッチ
手段) CG コンデンサ(接続分離手段) CR 信号蓄積用コンデンサ(第1の電荷蓄積手段) CS 信号蓄積用コンデンサ(第2の電荷蓄積手段) XA 異値検出器 INV1,INV2 インバータ(2値化手段) CCA コンデンサ(第1のサンプルホールド回路) CCB コンデンサ(第2のサンプルホールド回路) CV ホールド容量 QV スイッチ用MOSトランジスタ
1, 21, 51, 101, 131, 141 Pixels 2a, 2b, 102a, 102b, 142 Vertical read line 6, 106 Vertical scanning circuit (vertical scanning means) 7, 60, 107, 150 Different value detection circuit (signal comparing means 8a, 8b, 108a, 108b Clock lines 9a, 9b, 109a, 109b Clock lines 10, 20, 30, 40, 50, 110, 120, 14
0 solid-state imaging device for motion detection 12, 112 horizontal readout line 13 horizontal scanning circuit (signal transfer means) 113 shift register (signal transfer means) PD photodiode (photodetection means: photoelectric conversion element) QA amplifying transistor (junction electric field) Effect transistor: amplifying means) QH1, QH2 MOS transistor for horizontal readout switch (switching means: signal transfer means) CO1, CO2 Capacitor for storing different value signal (signal charge storage means) QT MOS transistor for transfer (transfer means) QP reset MOS transistor (reset means) QX MOS transistor for pixel separation (connection / separation means) QR MOS transistor for switch (first switch means) QS MOS transistor for switch (second switch means) CG Capacitor (connection / separation means) CR Signal storage capacitor (first charge storage means) CS Signal storage capacitor (second charge storage means) XA Different value detector INV1, INV2 Inverter (binarization means) CCA capacitor (first sample hold circuit) CCB capacitor (second sample hold circuit) CV hold capacitance QV switch MOS transistor

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マトリックス状に配列され、入射光に応
じた電気信号を出力する複数の画素と、 前記複数の画素の列毎に設けられた複数の垂直読み出し
線と、 前記複数の画素の特定の行を選択して、当該画素からの
電気信号を一定のタイミングで、当該垂直読み出し線に
転送する垂直走査手段と、 前記垂直読み出し線上に各々配置され、一定のタイミン
グで画素から出力された電気信号を直前のフレームに対
する電気信号として記憶すると共に、該記憶した電気信
号と、次の一定のタイミングで当該画素から出力された
現在のフレームに対する電気信号とを比較してこれら比
較した結果をあらわす信号を出力する信号比較手段と、 前記複数の垂直読み出し線から各々出力された前記比較
した結果をあらわす信号を、順次、水平読み出し線に転
送する信号転送手段とを備えていることを特徴とする動
き検出用固体撮像装置。
1. A plurality of pixels arranged in a matrix and outputting an electric signal according to incident light, a plurality of vertical read lines provided for each of the plurality of pixels, and identification of the plurality of pixels Vertical scanning means for selecting a row and transferring an electric signal from the pixel to the vertical readout line at a constant timing; and an electric device arranged on the vertical readout line and output from the pixel at a constant timing. A signal that stores the signal as an electric signal for the immediately preceding frame, compares the stored electric signal with the electric signal for the current frame output from the pixel at the next fixed timing, and indicates a result of the comparison. Signal comparing means for outputting a signal representing the result of the comparison output from each of the plurality of vertical read lines, sequentially to a horizontal read line. Motion detection for a solid-state imaging apparatus characterized by and a signal transfer means for feeding.
【請求項2】 前記信号転送手段は、前記垂直読み出し
線と前記水平読み出し線とを接続/遮断するためのスイ
ッチ手段と、該スイッチ手段のオン/オフを制御する信
号を出力する水平走査回路とによって構成されているこ
とを特徴とする請求項1に記載の動き検出用固体撮像装
置。
2. The signal transfer means includes: switch means for connecting / disconnecting the vertical read line and the horizontal read line; and a horizontal scanning circuit for outputting a signal for controlling on / off of the switch means. The solid-state imaging device for motion detection according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記垂直読み出し線上には、前記信号比
較手段からの信号に応じた電荷を蓄積する信号電荷蓄積
手段が配置され、 前記スイッチ手段は、前記信号電荷蓄積手段と前記水平
読み出し線との間に配置されていることを特徴とする請
求項2に記載の動き検出用固体撮像装置。
3. A signal charge accumulating means for accumulating electric charge according to a signal from the signal comparing means is disposed on the vertical read line, and the switch means comprises a signal charge accumulating means, the horizontal read line, The solid-state imaging device for motion detection according to claim 2, wherein the solid-state imaging device is disposed between the solid-state imaging devices.
【請求項4】 前記信号転送手段は、前記複数の垂直読
み出し線に配置され、その入力端子が当該複数の垂直読
み出し線に各々接続されたシフトレジスタによって構成
され、 該シフトレジスタは、前記複数の垂直読み出し線の各々
から出力された信号を記憶し、該記憶した信号を外部か
らのクロック信号に応じて、順次、その出力端子から出
力することを特徴とする請求項1に記載の動き検出用固
体撮像装置。
4. The signal transfer means is constituted by a shift register arranged on the plurality of vertical read lines, and an input terminal thereof is connected to each of the plurality of vertical read lines. 2. The motion detecting device according to claim 1, wherein the signal output from each of the vertical readout lines is stored, and the stored signal is sequentially output from its output terminal in accordance with an external clock signal. Solid-state imaging device.
【請求項5】 前記画素が、入射光に応じた電荷を生成
・蓄積する光検出手段と、 該光検出手段からの入射光に応じた電荷を保持する電荷
保持部と、 該電荷保持部に保持された電荷に応じた電気信号を生成
する信号生成部と、 当該画素の前記信号生成部と、前記垂直読み出し線とを
接続/分離する接続分離手段とを備えていることを特徴
とする請求項1から請求項4の何れかに記載の動き検出
用固体撮像装置。
5. A photodetector, wherein the pixel generates and accumulates a charge corresponding to incident light, a charge holding unit that holds a charge corresponding to the incident light from the photodetector, and A signal generation unit for generating an electric signal according to the held electric charge, and a connection / separation unit for connecting / separating the signal generation unit of the pixel and the vertical readout line. The solid-state imaging device for motion detection according to claim 1.
【請求項6】 前記光検出手段は、入射光に応じた電荷
を生成・蓄積する光電変換素子からなり、 該光電変換素子の出力側には、画素の増幅手段が接続さ
れ、 該増幅手段は、その制御領域に前記入射光に応じた電荷
が保持されているときに、該電荷に応じた電気信号を出
力することを特徴とする請求項5に記載の動き検出用固
体撮像装置。
6. The photodetector includes a photoelectric conversion element that generates and accumulates a charge according to incident light, and an output side of the photoelectric conversion element is connected to an amplifying unit of a pixel. 6. The solid-state imaging device for motion detection according to claim 5, wherein when a charge corresponding to the incident light is held in the control region, an electric signal corresponding to the charge is output.
【請求項7】 前記画素は、 前記光電変換素子で生成された電荷を前記増幅手段の制
御領域に直接転送する転送手段と、 前記増幅手段の制御領域に蓄積された電荷を画素の外部
に放出するリセット手段とを備え、 前記接続分離手段が、当該画素の前記増幅手段と前記垂
直読み出し線とを接続/分離することを特徴とする請求
項6に記載の動き検出用固体撮像装置。
7. The pixel, wherein: a transfer unit that directly transfers a charge generated by the photoelectric conversion element to a control region of the amplifying unit; and a charge that is accumulated in the control region of the amplifying unit is emitted outside the pixel. 7. The solid-state imaging device for motion detection according to claim 6, further comprising: a reset unit configured to connect / separate the amplifying unit of the pixel and the vertical readout line.
【請求項8】 前記増幅手段は、接合型電界効果トラン
ジスタにて構成され、前記入射光に応じた電荷が、当該
ゲートに、直接転送されて、当該ソース・ドレイン間の
電流が前記電荷に応じた値に制御されることを特徴とす
る請求項6または請求項7に記載の動き検出用固体撮像
装置。
8. The amplifying means is constituted by a junction field effect transistor, and a charge corresponding to the incident light is directly transferred to the gate, and a current between the source and the drain corresponds to the charge. The solid-state imaging device for motion detection according to claim 6, wherein the solid-state imaging device according to claim 6, wherein the value is controlled to a value obtained by the adjustment.
【請求項9】 前記接続分離手段は、前記接合型電界効
果トランジスタのソースと垂直読み出し線との間に介在
されたスイッチ用MOSトランジスタにて構成されてい
ることを特徴とする請求項8に記載の動き検出用固体撮
像装置。
9. The switching device according to claim 8, wherein said connection / separation means comprises a switching MOS transistor interposed between a source of said junction field effect transistor and a vertical read line. Solid state imaging device for motion detection.
【請求項10】 前記接続分離手段は、前記接合型電界
効果トランジスタのゲートに接続されたコンデンサにて
構成され、 該コンデンサの一方の端子に接続/分離用の信号を加え
ることにより前記増幅手段と前記垂直読み出し線との接
続/分離が行われることを特徴とする請求項8に記載の
動き検出用固体撮像装置。
10. The connection / separation means comprises a capacitor connected to the gate of the junction field-effect transistor, and a connection / separation signal is applied to one terminal of the capacitor to connect the amplification means to the one terminal. 9. The solid-state imaging device for motion detection according to claim 8, wherein connection / disconnection with the vertical read line is performed.
【請求項11】 前記信号比較手段は、 前記現在のフレームに対する電気信号の値と前記直前の
フレームに対する電気信号の値との差分の大きさが所定
値以上のときに、論理ローレベルまたは論理ハイレベル
を示す信号を出力することを特徴とする請求項1から請
求項10の何れかに記載の動き検出用固体撮像装置。
11. The signal comparing means, when the magnitude of the difference between the value of the electrical signal for the current frame and the value of the electrical signal for the immediately preceding frame is equal to or greater than a predetermined value, The solid-state imaging device for motion detection according to any one of claims 1 to 10, wherein a signal indicating a level is output.
【請求項12】 前記信号比較手段は、 前記直前のフレームに対する電気信号を記憶する第1の
電荷蓄積手段と、 前記現在のフレームに対する電気信号を記憶する第2の
電荷蓄積手段とを備え、 前記第1の電荷蓄積手段に記憶された前記直前のフレー
ムに対する電気信号と前記第2の電荷蓄積手段に記憶さ
れた前記現在のフレームに対する電気信号との差分の大
きさが所定値以上のときに、論理ローレベルまたは論理
ハイレベルを示す信号を出力することを特徴とする請求
項1から請求項11の何れかに記載の動き検出用固体撮
像装置。
12. The signal comparing means includes: first charge storage means for storing an electric signal for the immediately preceding frame; and second charge storage means for storing an electric signal for the current frame. When the magnitude of the difference between the electric signal for the immediately preceding frame stored in the first charge storage means and the electric signal for the current frame stored in the second charge storage means is greater than or equal to a predetermined value, The solid-state imaging device for motion detection according to any one of claims 1 to 11, which outputs a signal indicating a logical low level or a logical high level.
【請求項13】 前記垂直読み出し線と前記第1の電荷
蓄積手段との間には第1のスイッチ手段が、前記垂直読
み出し線と前記第2の電荷蓄積手段との間には第2のス
イッチ手段が各々配置されると共に、これら第1のスイ
ッチ手段及び第2のスイッチ手段には電荷蓄積制御手段
が接続され、 前記垂直走査手段は、特定の行を選択したときに、 前記接続分離手段を用いて当該画素の増幅手段の制御領
域に蓄積されている電荷に応じた電気信号を直前のフレ
ームに対する電気信号として前記垂直読み出し線に転送
させた後、前記リセット手段を用いて前記増幅手段の制
御領域に蓄積されている電荷を当該画素の外部に放出さ
せ、その後、前記転送手段を用いて前記光電変換素子に
て生成・蓄積された電荷を新たに前記増幅手段の制御領
域に転送させた後、該制御領域に転送された電荷に応じ
た電気信号を現在のフレームに対する電気信号として前
記垂直読み出し線に転送させ、 前記電荷蓄積制御手段は、前記直前のフレームに対する
電気信号が前記垂直読み出し線に電荷として現れるタイ
ミングで前記第1のスイッチ手段をオンして当該電荷を
前記第1の電荷蓄積手段に蓄積させ、前記現在のフレー
ムに対する電気信号が前記垂直読み出し線に電荷として
現れるタイミングで前記第2のスイッチ手段をオンして
当該電荷を前記第2の電荷蓄積手段に蓄積させることを
特徴とする請求項12に記載の動き検出用固体撮像装
置。
13. A first switch means between the vertical read line and the first charge storage means, and a second switch between the vertical read line and the second charge storage means. The first switch means and the second switch means are connected to a charge storage control means, and the vertical scanning means switches the connection / separation means when a specific row is selected. After transferring an electric signal corresponding to the electric charge stored in the control region of the amplifying unit of the pixel to the vertical readout line as an electric signal for the immediately preceding frame, using the reset unit to control the amplifying unit The charge accumulated in the region is released to the outside of the pixel, and thereafter, the charge generated and accumulated in the photoelectric conversion element is newly transferred to the control region of the amplifying unit using the transfer unit. After that, an electric signal corresponding to the electric charge transferred to the control area is transferred to the vertical readout line as an electric signal for the current frame, and the electric charge accumulation control unit sets the electric signal for the immediately preceding frame to be vertical. The first switch means is turned on at the timing of appearing as a charge on the readout line, and the charge is stored in the first charge storage means. At the timing at which the electric signal for the current frame appears as a charge on the vertical readout line. The solid-state imaging device for motion detection according to claim 12, wherein the second switch is turned on to accumulate the electric charge in the second electric charge accumulating means.
【請求項14】 前記信号比較手段は、 2つの入力端子を有する2値化手段と、 該2値化手段の一方の入力端子に接続された第1のサン
プルホールド回路と、 該2値化手段の他方の入力端子に接続された第2のサン
プルホールド回路とを備え、 前記第1のサンプルホールド回路を用いて、前記現在の
フレームに対する電気信号の値と前記直前のフレームに
対する電気信号の値とに対する差分が、第1の所定値よ
り高いときに論理ハイレベル又は論理ローレベルを示す
信号を出力し、 前記第2のサンプルホールド回路を用いて、前記現在の
フレームに対する電気信号の値と前記直前のフレームに
対する電気信号の値とに対する差分が、第2の所定値よ
り高いときに論理ハイレベル又は論理ローレベルを示す
信号を出力することを特徴とする請求項1から請求項1
1の何れかに記載の動き検出用固体撮像装置。
14. The signal comparing means includes: a binarizing means having two input terminals; a first sample and hold circuit connected to one input terminal of the binarizing means; A second sample-and-hold circuit connected to the other input terminal of the first and second circuits, and using the first sample-and-hold circuit, a value of an electric signal for the current frame and a value of an electric signal for the immediately preceding frame. And outputs a signal indicating a logical high level or a logical low level when the difference with respect to the first predetermined value is higher than the first predetermined value. Outputting a signal indicating a logical high level or a logical low level when a difference between the value of the electrical signal and the value of the electrical signal for the frame is higher than a second predetermined value. Claim items 1 1
2. The solid-state imaging device for motion detection according to claim 1.
【請求項15】 前記画素は、入射光に応じた電荷を生
成する光電検出手段として、埋め込みフォトダイオード
を具えていることを特徴とする請求項1から請求項14
の何れかに記載の動き検出用固体撮像装置。
15. The pixel according to claim 1, wherein the pixel includes a buried photodiode as a photoelectric detection unit that generates a charge according to incident light.
The solid-state imaging device for motion detection according to any one of the above.
JP9161419A 1997-03-10 1997-06-18 Motion detection solid-state image pickup device Pending JPH10313426A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9161419A JPH10313426A (en) 1997-03-10 1997-06-18 Motion detection solid-state image pickup device
EP98104282A EP0871326B1 (en) 1997-03-10 1998-03-10 Motion-detecting image sensor incorporating signal digitization
DE69817901T DE69817901T2 (en) 1997-03-10 1998-03-10 Image sensor with integrated signal digitization for motion detection

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9-54908 1997-03-10
JP5490897 1997-03-10
JP9161419A JPH10313426A (en) 1997-03-10 1997-06-18 Motion detection solid-state image pickup device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10313426A true JPH10313426A (en) 1998-11-24

Family

ID=26395741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9161419A Pending JPH10313426A (en) 1997-03-10 1997-06-18 Motion detection solid-state image pickup device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10313426A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6410900B1 (en) 1999-05-06 2002-06-25 Nec Corporation Solid-state image sensor and method of driving the same
JP2012129798A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Sony Corp Solid state image sensor, driving method and electronic apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6410900B1 (en) 1999-05-06 2002-06-25 Nec Corporation Solid-state image sensor and method of driving the same
JP2012129798A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Sony Corp Solid state image sensor, driving method and electronic apparatus
US8884206B2 (en) 2010-12-15 2014-11-11 Sony Corporation Solid-state imaging element, driving method, and electronic apparatus
US10229941B2 (en) 2010-12-15 2019-03-12 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging element, driving method, and electronic apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9986178B2 (en) Solid-state image pickup apparatus, signal processing method for a solid-state image pickup apparatus, and electronic apparatus
KR100399954B1 (en) Comparator performing analog correlated double sample for cmos image sensor
US7079178B2 (en) High dynamic range active pixel CMOS image sensor and data processing system incorporating adaptive pixel reset
CN100515050C (en) Solid-state image pickup device, method of driving same and imaging apparatus
KR100370530B1 (en) Solid imaging device
US6525304B1 (en) Circuitry for converting analog signals from pixel sensor to a digital and for storing the digital signal
US7692702B2 (en) Solid-state imaging device with amplifiers corresponding to signal lines and alternating control voltage
US6498332B2 (en) Solid-state image sensing device
US9549138B2 (en) Imaging device, imaging system, and driving method of imaging device using comparator in analog-to-digital converter
JPH11164210A (en) Solid-state image pickup device for movement detection
US6157016A (en) Fast CMOS active-pixel sensor array readout circuit with predischarge circuit
US6791612B1 (en) CMOS image sensor having a pixel array in a wider dynamic range
US10257451B2 (en) Comparison device and CMOS image sensor using the same
US6781627B1 (en) Solid state imaging device and electric charge detecting apparatus used for the same
US6410900B1 (en) Solid-state image sensor and method of driving the same
US7486322B2 (en) Light sensor circuit having source/drain voltage changing-over circuit to minimize afterglow
EP0871326B1 (en) Motion-detecting image sensor incorporating signal digitization
JPH10313426A (en) Motion detection solid-state image pickup device
JPH118805A (en) Solid-state image pickup device for motion detection
JPH10233964A (en) Solid-state image pickup device for forming binary signal
US6313455B1 (en) CMOS pixel cell for image display systems
US10187598B2 (en) Circuit for reading-out voltage variation of floating diffusion area, method thereof and CMOS image sensor using the same
US6717616B1 (en) Amplifier assisted active pixel read out structure
CN112866590A (en) Method for reducing error value of image sensor sequential circuit
JP3500761B2 (en) Solid-state imaging device and driving method thereof