JPH11122545A - Solid-state image pickup device for detecting motion - Google Patents

Solid-state image pickup device for detecting motion

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JPH11122545A
JPH11122545A JP9280417A JP28041797A JPH11122545A JP H11122545 A JPH11122545 A JP H11122545A JP 9280417 A JP9280417 A JP 9280417A JP 28041797 A JP28041797 A JP 28041797A JP H11122545 A JPH11122545 A JP H11122545A
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JP
Japan
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signal
pixel
output
pixels
solid
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Application number
JP9280417A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Akagawa
圭一 赤川
Hitoshi Nomura
仁 野村
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Priority to DE69817901T priority patent/DE69817901T2/en
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup device for detecting motion that detects a mobile body based on a color component of an incident light with a simple configuration and high precision without the need for external image processing. SOLUTION: Green, red and blue group pixels 101G, 101R, 101B are arranged in a matrix to a light receiving section of a motion detection solid-state image pickup device 100 to detect each color component of the incident light. An electric signal from a pixel of a specific row is transferred to vertical read lines 102a,... for each column in a prescribed timing by a vertical scanning circuit 106 and further transferred to a horizontal read line 112 by a horizontal scanning circuit 113. Each of the vertical read line 192a,... is provided with a different value detection circuit 107 that stores an electric signal from the corresponding pixels 101R,... in a prescribed timing as an electric signal of a just preceding frame, compares the electric signal with an electric signal corresponding to a current frame outputted from the same pixels 101R,... in a succeeding prescribed timing and provides an output of a different value signal.

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、被写体(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 a known motion detection image processing apparatus that compares objects with each other to detect a subject (moving object).

【0003】図10は、従来の動き検出用画像処理装置
300を示す。この動き検出用画像処理装置300は、
固体撮像装置301と、該固体撮像装置301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302
と、該AD変換回路302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)303及び画像メ
モリ(第2の画像メモリ)304と、該画像メモリ30
3,304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305とで構成されている。
FIG. 10 shows a conventional motion detection image processing apparatus 300. This motion detection image processing apparatus 300 includes:
A solid-state imaging device 301 and an AD conversion circuit 302 that converts a video signal (analog signal) representing image data obtained by the solid-state imaging device 301 into a digital signal.
An image memory (first image memory) 303 and an image memory (second image memory) 304 for storing digital signals from the AD conversion circuit 302;
The image processing circuit 305 obtains image data representing motion by comparing digital image data stored in the image data 3304 with each other.

【0004】即ち、この動き検出用画像処理装置300
では、先ず、固体撮像装置301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
302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303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301によっ
て得られた映像信号(アナログ信号)がAD変換回路3
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304に保存され
る。
That is, the motion detection image processing apparatus 300
First, after the video signal (analog signal) in the first frame obtained by the solid-state imaging device 301 is converted into a digital signal by the AD conversion circuit 302, the first image is converted into a video signal in the immediately preceding frame. It is stored in the memory 303. Next, the video signal (analog signal) obtained by the solid-state imaging device 301 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 304 as a video signal of the current frame.

【0005】そして、画像処理回路305で第1の画像
メモリ303に保存されているディジタル信号と、第2
の画像メモリ304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。
Then, the digital signal stored in the first image memory 303 by the image processing circuit 305 and the second
The magnitude of the digital signal stored in the image memory 304 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、又、前記第1の画像メモリ303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301の各画素の輝度信号に対応し、前記第2
の画像メモリ304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301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 303 is the luminance of each pixel of the solid-state imaging device 301 in the first frame. Signal corresponding to the second
The digital signal stored in the image memory 304 corresponds to the luminance signal of each pixel of the solid-state imaging device 301 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、連続して動く被写体(動体)
の動き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, a continuously moving subject (moving object)
Can be detected.

【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300(図10)を用いて
動体の動き検出を行う場合、固体撮像装置301から映
像信号(アナログ信号)を出力した後、AD変換回路3
02でディジタル信号に変換し、その後、一旦、第1,
第2の画像メモリ303,304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305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301の周辺回路が複雑
で、動き検出用画像処理装置300全体として、高価に
なるという不具合がある。
However, when motion detection of a moving object is performed using the conventional motion detection image processing apparatus 300 (FIG. 10), a video signal (analog signal) is output from the solid-state imaging device 301. Later, the AD conversion circuit 3
02 and converts it into a digital signal.
The digital signals are stored in the second image memories 303 and 304, and the image processing circuit 305 uses the stored digital signals to detect a moving object (comparison of the digital signals in the immediately preceding frame and the current frame). 2), the peripheral circuits of the solid-state imaging device 301 are complicated, and the entire image processing device 300 for motion detection has a problem that it becomes expensive.

【0009】又、固体撮像装置301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302
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300では、映像信号(アナログ信号)の有効範囲、
即ちダイナミックレンジが、上記したAD変換回路30
2の入力で制限される。しかして、AD変換回路302
の入力ダイナミックレンジは、固体撮像装置301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301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 incident light generated at each pixel (not shown) of the solid-state imaging device 301 is an analog signal, and thereafter, the analog-to-digital conversion circuit 302
Output, so it was susceptible to noise. Further, in the above-described conventional motion detection image processing device 300, the effective range of the video signal (analog signal),
That is, the dynamic range is adjusted by the AD conversion circuit 30 described above.
Limited by 2 inputs. Thus, the AD conversion circuit 302
Since the input dynamic range is narrower than the dynamic range of the solid-state imaging device 301, there is a problem that the wide dynamic range of the solid-state imaging device 301 cannot be used effectively 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301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301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 signal of the immediately preceding frame and the current frame is provided for each pixel of the solid-state imaging device 301,
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 301 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】又、単に、各画素におけるフレーム間の輝
度の変化にのみ基づいて動体の動き検出を行うと、動体
の動きが輝度の変化として現れない場合、その動体の動
き検出を行うことが困難になる。これは、例えば、明る
い場所で明るい被写体(動体)が動いたときや、暗い場
所で暗い被写体(動体)が動いたとき、その動体を画像
として認識しても、各画素における輝度がそれ程変化し
ないことによる。
Further, if the motion of a moving object is detected only based on the change in luminance between frames in each pixel, it is difficult to detect the motion of the moving object if the motion of the moving object does not appear as a change in luminance. become. This is because, for example, when a bright subject (moving body) moves in a bright place or when a dark subject (moving body) moves in a dark place, even if the moving body is recognized as an image, the luminance of each pixel does not change so much. It depends.

【0012】このような場合には、被写体(動体)をカ
ラー画像として認識し、このカラー画像における色相毎
にその変化を検出すれば、明るい場所で明るい被写体が
動いた場合や、暗い場所で暗い被写体が動いた場合で
も、被写体(動体)と背景の色の変化を認識すること
で、その動きを検出することができる。しかしながら、
カラー画像を得て、この画像データに基づいて動き検出
を行うのであれば、その表色系を構成する3種の画素
(例えば、原色系であれば「赤(R)」,「緑
(G)」,「青(B)」、補色系であれば「シアン
(C)」,「マゼンタ(M)」,「イエロー(Y)」)
の各々に対して、1フレーム分の画像データを保持しな
ければならず、単に輝度の変化にのみ基づいて動体の動
き検出を行う場合(図10)に比べて、画像メモリの容
量を2〜3倍程度必要とし、更に、動き検出用画像処理
装置が複雑化し、そのコスト高を招くことになる。
In such a case, if a subject (moving object) is recognized as a color image and its change is detected for each hue in the color image, a bright subject moves in a bright place or a dark place in a dark place. Even when the subject moves, the movement can be detected by recognizing the change in the color of the subject (moving object) and the background. However,
If a color image is obtained and motion detection is performed based on this image data, three types of pixels constituting the color system (for example, “red (R)” and “green (G )), “Blue (B)”, and “cyan (C)”, “magenta (M)”, “yellow (Y)” for complementary colors.
, One frame of image data must be held, and the capacity of the image memory is reduced by two to that in the case where the motion detection of a moving object is performed based solely on a change in luminance (FIG. 10). This requires about three times, and further complicates the image processing apparatus for motion detection, resulting in an increase in cost.

【0013】本発明は、上記不具合に鑑みてなされたも
のであり、入射光の色成分毎の強度を検出して、より精
細な動体の動き検出を行うに当って、外部における画像
処理が不要で、且つ簡単な構成とした動き検出用固体撮
像装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and does not require external image processing in detecting the intensity of each color component of the incident light and detecting the movement of a moving object more precisely. It is another object of the present invention to provide a motion detection solid-state imaging device having a simple configuration.

【0014】[0014]

【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に記載の発明は、少なくとも、所定の表色
系を構成する3種の色成分に応じた電気信号を各々出力
する3種の画素が、所定の配列パターンでマトリックス
状に多数配置された固体撮像装置であって、前記マトリ
ックス状に配列された画素の各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回路と、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特定の画
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回路と、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
回路とを備えたものである。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, at least an electric signal corresponding to at least three types of color components constituting a predetermined color system is output. A solid-state imaging device in which a plurality of kinds of pixels are arranged in a matrix in a predetermined arrangement pattern, wherein a plurality of vertical read lines provided for each column of the pixels arranged in the matrix; A vertical scanning circuit for selecting a specific row of pixels and transferring an electric signal from the pixel to the vertical readout line at a certain timing, and being arranged on the vertical readout line and outputting from a specific pixel at a certain timing; The stored electric signal is stored as an electric signal for the immediately preceding frame, and the stored electric signal and the electric signal for the current frame output from the pixel at the next fixed timing are stored. And a signal transfer circuit that outputs a signal representing the result of the comparison and a signal transfer circuit that sequentially transfers the signal representing the result of the comparison output from the plurality of vertical read lines to a horizontal read line. It is provided with.

【0015】又、請求項2に記載の発明は、前記所定の
表色系を構成する3種の画素を、RGB表色系を構成す
る赤色系画素、緑色系画素、青色系画素としたものであ
る。又、請求項3に記載の発明は、前記所定の表色系を
構成する3種の画素を、CMY表色系を構成するシアン
系画素、マゼンタ系画素、イエロー系画素としたもので
ある。
According to a second aspect of the present invention, the three types of pixels constituting the predetermined color system are red, green, and blue pixels constituting an RGB color system. It is. According to a third aspect of the present invention, the three types of pixels constituting the predetermined color system are cyan, magenta, and yellow pixels constituting a CMY color system.

【0016】又、請求項4に記載の発明は、前記水平読
み出し線に、前記比較した結果をあらわす信号の発生状
態に応じて動体の動きを判別するための動き判別回路を
接続したものである。
According to a fourth aspect of the present invention, a motion judging circuit for judging the motion of a moving object is connected to the horizontal read line in accordance with the state of generation of a signal representing the result of the comparison. .

【0017】(作用)請求項1に記載の発明によれば、
所定の表色系を構成する3種の色成分に応じた各々の画
素から出力される3種の電気信号について、各々、その
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
する電気信号とが求められ、これらの値が、垂直読み出
し線毎に設けられた信号比較手段にて比較されるので、
各色成分毎に、動体の動きを示す異値信号が簡易に生成
できる。又、3種の色成分の各々について生成された異
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
の影響を小さくできる。
(Operation) According to the first aspect of the present invention,
For three types of electric signals output from each pixel corresponding to three types of color components constituting a predetermined color system, an electric signal for the immediately preceding frame and an electric signal for the current frame are obtained. Since these values are compared by signal comparison means provided for each vertical read line,
An outlier signal indicating the motion of the moving object can be easily generated for each color component. Further, since the different value signals generated for each of the three color components are binarized and transmitted from the vertical readout line to the output terminal via the horizontal readout line, when the signal passes through the horizontal readout line, Even if noise is added to the binarized different-value signal, the influence of noise can be reduced as compared with the case of an analog signal.

【0018】又、請求項2に記載の発明によれば、RG
B表色系(原色系)の3種の色成分に応じて、各々の色
成分毎に動体の動きを表す異値信号を生成することがで
きる。又、請求項3に記載の発明によれば、CMY表色
系(補色系)の3種の色成分に応じて、各々の色成分毎
に動体の動きを表す異値信号を生成することができる。
又、請求項4に記載の発明によれば、3種の色成分に応
じた画素から、各々、出力される3種の色成分に応じた
電気信号の何れかに変化が現れたときに生じる異値信号
に基づいて、即ち、色成分毎の電気信号の変化を求め
て、その動体の動きを検出することができる。
According to the second aspect of the present invention, RG
According to the three color components of the B color system (primary color system), it is possible to generate a different value signal representing the motion of the moving object for each color component. According to the third aspect of the present invention, it is possible to generate a different value signal representing the motion of a moving object for each color component according to three kinds of color components of the CMY color system (complementary color system). it can.
According to the fourth aspect of the present invention, a change occurs in any of the electrical signals corresponding to the three types of color components output from the pixels corresponding to the three types of color components. The movement of the moving object can be detected based on the outlier signal, that is, by obtaining a change in the electric signal for each color component.

【0019】[0019]

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

(第1の実施形態)以下、本発明の第1の実施形態につ
いて図面を用いて説明する。尚、この第1の実施形態
は、請求項1、請求項2に対応する。
(First Embodiment) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The first embodiment corresponds to claims 1 and 2.

【0020】先ず、第1の実施形態の動き検出用固体撮
像装置100の受光部のデバイス構造について、図1〜
図3を用いて説明する。この第1の実施形態の動き検出
用固体撮像装置100の表色系は、RGB表色系であ
り、その受光部にRGB表色系を構成する3種の画素
(赤色系画素101R、緑色系画素101G,青色系画
素101B)が所定の配列パターンでマトリックス状に
配置されている。尚、図1には、4つの画素101G,
101G,101R、101Bが示されている。
First, the device structure of the light receiving unit of the solid state imaging device 100 for motion detection according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. The color system of the solid-state imaging device 100 for motion detection according to the first embodiment is an RGB color system, and three types of pixels (a red-based pixel 101R, a green-based pixel, The pixels 101G and the blue pixels 101B) are arranged in a matrix in a predetermined arrangement pattern. FIG. 1 shows four pixels 101G,
101G, 101R and 101B are shown.

【0021】即ち、図1に示す動き検出用固体撮像装置
100の表色系では、4画素当り、2つの緑色系画素1
01G,101G、1つの赤色系画素101R、1つの
青色系画素101Bが配列されている。尚、図示例で
は、4つの画素のうち左上、左下の2つの画素101
G,101Gの入射面(図3の上方)に緑色透過フィル
タ111G,111Gが形成され、右上の画素101R
の入射面に赤色透過フィルタ111Rが形成され、右下
の画素101Bの入射面に青色透過フィルタ111Bが
形成されている。これら4つの画素101G,101
G,101R,101Bは、そのカラーフィルタ111
G,111G,111R,111B以外の構造が、互い
に同一であり、以下、主として、赤色系画素101R
(図1の右上の画素)のデバイス構造について説明す
る。
That is, in the color system of the solid-state imaging device 100 for motion detection shown in FIG.
01G, 101G, one red pixel 101R, and one blue pixel 101B are arranged. In the illustrated example, two pixels 101 at the upper left and lower left of the four pixels 101 are shown.
Green transmission filters 111G and 111G are formed on the incident surface of G and 101G (upper part in FIG. 3), and the upper right pixel 101R is formed.
A red transmission filter 111R is formed on the incident surface of the pixel 101B, and a blue transmission filter 111B is formed on the incident surface of the lower right pixel 101B. These four pixels 101G, 101
G, 101R and 101B are the color filters 111
The structures other than G, 111G, 111R, and 111B are identical to each other.
The device structure of the pixel (upper right pixel in FIG. 1) will be described.

【0022】動き検出用固体撮像装置100の画素(赤
色系画素)101Rには、図1に示すように、入射光に
応じた信号電荷を生成するフォトダイオード(PD:光
電変換部)21と、そのゲート領域22Aに供給された
信号電荷に応じて電気信号(Vout)を出力する接合型
電界効果トランジスタ(増幅用トランジスタQA;以下
「JFET」と略記する。)22と、フォトダイオード
21で生成・蓄積された信号電荷を前記ゲート領域22
Aに供給(転送)するためのP型の転送用MOSトラン
ジスタ(QT)23と、ゲート領域22Aに供給(転
送)された信号電荷をリセットドレイン15を介して排
出するためのP型のリセット用MOSトランジスタ(Q
P)24と、前記JFET22のソース領域22Sと垂
直読み出し線102bとを選択的に接続するための画素
分離用MOSトランジスタ(QX)25とが形成されて
いる。
As shown in FIG. 1, a pixel (red pixel) 101R of the solid-state imaging device 100 for motion detection includes a photodiode (PD: photoelectric conversion unit) 21 for generating signal charges corresponding to incident light, A junction field effect transistor (amplifying transistor QA; hereinafter abbreviated as “JFET”) 22 that outputs an electric signal (Vout) in accordance with the signal charge supplied to the gate region 22A, and a photodiode 21 that generates and outputs the electric signal (Vout). The accumulated signal charges are transferred to the gate region 22.
A P-type transfer MOS transistor (QT) 23 for supplying (transferring) to A, and a P-type resetting MOS transistor for discharging the signal charge supplied (transferred) to the gate region 22A via the reset drain 15. MOS transistor (Q
P) 24 and a pixel separating MOS transistor (QX) 25 for selectively connecting the source region 22S of the JFET 22 and the vertical read line 102b are formed.

【0023】このうちフォトダイオード21は、図3に
示すように、半導体基板11上のN型半導体層12に形
成されたP型不純物拡散層(電荷蓄積領域)121と、
このP型不純物拡散層121の上方に形成された高濃度
のN型不純物拡散層122とによって構成されている。
このフォトダイオード21では、入射光に応じて生成さ
れた信号電荷がP型不純物拡散層(電荷蓄積領域)12
1に蓄積される。
As shown in FIG. 3, the photodiode 21 includes a P-type impurity diffusion layer (charge storage region) 121 formed in the N-type semiconductor layer 12 on the semiconductor substrate 11, and
A high-concentration N-type impurity diffusion layer 122 is formed above the P-type impurity diffusion layer 121.
In the photodiode 21, the signal charges generated according to the incident light are transferred to the P-type impurity diffusion layer (charge storage region) 12.
1 is stored.

【0024】又、JFET22では、図2,図3に示す
ように、N型半導体層12に形成されたP型不純物拡散
層124がゲート(ゲート領域)22Aを構成し、N型
不純物拡散層125がソース22Sを構成し、N型不純
物拡散層126がチャネルを構成し、N型半導体層12
がドレインを構成している。このように構成されたJF
ET22には、そのゲート領域22Aに前記したフォト
ダイオード21で生成・蓄積された信号電荷が、図3に
示す転送用MOSトランジスタ23を介して供給(転
送)されるようになっており、この供給(転送)された
信号電荷に応じた電気信号Voutがそのソース22Sか
ら出力するようになっている。
In the JFET 22, as shown in FIGS. 2 and 3, the P-type impurity diffusion layer 124 formed in the N-type semiconductor layer 12 forms a gate (gate region) 22A, and the N-type impurity diffusion layer 125 Constitutes the source 22S, the N-type impurity diffusion layer 126 constitutes a channel, and the N-type semiconductor layer 12
Constitute the drain. JF configured in this way
The ET 22 is supplied (transferred) with signal charges generated and accumulated in the photodiode 21 in the gate region 22A via the transfer MOS transistor 23 shown in FIG. An electric signal Vout corresponding to the (transferred) signal charge is output from the source 22S.

【0025】尚、このJFET22は、図2、図3に示
すように、そのゲート領域22Aがチャネル領域(12
6)を図中、上下から挟むように形成されており、ソー
スホロワ動作のゲインを高めると同時にゲインばらつき
が抑制できる構造となっている。又、リセット用MOS
トランジスタ24は、JFET22のゲート領域22A
とリセットドレイン15とを同電位とすることで、ゲー
ト領域22Aに蓄積された電荷をリセットする(読み出
しレベルVRDとする)ものである。
As shown in FIGS. 2 and 3, the gate region 22A of the JFET 22 has a channel region (12).
6) is formed so as to be sandwiched from above and below in the figure, and has a structure in which the gain of the source follower operation can be increased and the variation in gain can be suppressed. Also, reset MOS
Transistor 24 is a gate region 22A of JFET 22
The electric charge accumulated in the gate region 22A is reset (set to the read level VRD) by setting the potential of the reset drain 15 and the reset drain 15 to the same potential.

【0026】尚、画素101Rのカラーフィルタ111
Rは、図3に示すように、フォトダイオード21の上方
に形成されて、入射光の色成分(このカラーフィルタ1
11Rは赤色)の強度に応じた信号電荷をそのフォトダ
イオード21で生成させるためのものである。尚、図1
〜図3中、符号13はJFET22のソース22Sと画
素分離用MOSトランジスタQXの主電極とを接続する
ための配線、102aは垂直読み出し線、103a,1
03bは転送ゲート用のクロックライン、104a,1
04bはリセットゲート用のクロックライン、105
a,105bは画素分離用MOSトランジスタQXのゲ
ートに接続されるクロックラインである。
The color filter 111 of the pixel 101R
R is formed above the photodiode 21 as shown in FIG.
11R is for causing the photodiode 21 to generate signal charges corresponding to the intensity of red light. FIG.
3, reference numeral 13 denotes a wiring for connecting the source 22S of the JFET 22 and the main electrode of the pixel separating MOS transistor QX, 102a denotes a vertical read line, and 103a, 1
03b is a clock line for a transfer gate, 104a, 1
04b is a clock line for a reset gate, 105
Reference numerals a and 105b denote clock lines connected to the gates of the pixel separating MOS transistors QX.

【0027】図4は、上記した動き検出用固体撮像装置
100の概略を示す回路図である。この図に示すよう
に、マトリックス状に配置された画素101G,101
G,101R,101Bを列毎に接続する垂直読み出し
線102a,102bには、クロックライン103a,
103b,104a,104b,105a,105bを
介して垂直走査回路106が接続されている。この垂直
走査回路106によって、画素101G,101G,1
01R,101Bから、入射光の緑色成分、赤色成分、
青色成分に応じた3種の電気信号が、対応する垂直読み
出し線102a,102bに転送される。
FIG. 4 is a circuit diagram schematically showing the above-described solid-state imaging device 100 for motion detection. As shown in this figure, pixels 101G, 101 arranged in a matrix
G, 101R, and 101B are connected to the vertical read lines 102a and 102b for each column.
The vertical scanning circuit 106 is connected via 103b, 104a, 104b, 105a, 105b. The pixels 101G, 101G, 1
01R, 101B, the green component and the red component of the incident light,
Three types of electric signals corresponding to the blue component are transferred to the corresponding vertical read lines 102a and 102b.

【0028】又、前記垂直読み出し線102a,102
bには、異値検出回路107が接続されている。この異
値検出回路107の出力は、各列毎にそれぞれシフトレ
ジスタ(信号転送回路)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107は、一
定のタイミングで各画素101G,101G,101
R,101Bから各々の垂直読み出し線102a,10
2bに出力された各色成分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各画素101G,10
1G,101R,101B毎に記憶すると共に、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10
1G,101G,101R,101B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、異なるタイミ
ングでその出力側から各々出力するものである。
The vertical read lines 102a, 102
A different value detection circuit 107 is connected to b. The output of the different value detection circuit 107 is connected to a corresponding bit register of the shift register (signal transfer circuit) 113 for each column. This outlier detection circuit 107 outputs a signal to each pixel 101G, 101G, 101 at a certain timing.
R, 101B to each vertical read line 102a, 10b.
The electric signals corresponding to the respective color components output to the pixels 101G and 10G are output as electric signals for the immediately preceding frame.
1G, 101R, and 101B, and store the same pixel 10 at the next fixed timing with the stored electric signal.
The electric signals for the current frame output from the 1G, 101G, 101R, and 101B are compared with each other, and signals (different value signals) representing the results of the comparison are output from the output side at different timings.

【0029】この異値検出回路107からの異値信号
は、シフトレジスタ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。即ち、第一列目(垂直読み出
し線102a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Q1に接続され、第二列目(垂直読み出し線10
2b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Q
2に接続されている。
The different value signal from the different value detection circuit 107 is stored in a corresponding register of the shift register 113, and thereafter, by the operation of the shift register 113,
The data is sequentially transferred to the horizontal read line 112, and then output from the output terminal VO. That is, the output of the different value detection circuit 107 in the first column (on the vertical read line 102a) is connected to the data input terminal Q1 of the first bit register of the shift register 113, and the second column (in the vertical read line 102a). 10
2b) is output from the data input terminal Q of the second bit register of the shift register 113.
2 are connected.

【0030】又、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1
13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。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。
The load signal input terminal LD of the shift register 113 is connected to a node 111 on the side of a drive pulse generating circuit (not shown) via a clock line 111a. Then, according to the level of the drive pulse φLD input to the load signal input terminal LD, the shift register 1
Reference numeral 13 stores the electrical signals from the different value detection circuit 107 input to the data input terminals Q1 and Q2 in corresponding registers (not shown). The output terminal of the shift register 113 is connected to the output terminal VO via the horizontal read line 112.

【0031】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、各画
素101G,101G,101R,101Bに対応する
電気信号であり、この電気信号は各々の画素の色成分
(緑、赤、青)の強度変化に応じた異値信号である。こ
れら入射光の各色成分(緑、赤、青)の強度の変化の度
合いを示す電気信号(異値信号)は、シフトレジスタ1
13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、出力端子VOから順
次出力される。
In this case, what is read out to the horizontal read-out line 112 is an electric signal corresponding to each of the pixels 101G, 101G, 101R, and 101B output from the different value detection circuit 107. Is a different value signal corresponding to a change in the intensity of the color component (green, red, blue). An electric signal (different value signal) indicating the degree of change in the intensity of each color component (green, red, blue) of the incident light is transmitted to the shift register 1.
Thirteen clock terminals (not shown) are sequentially output from the output terminal VO at the rising timing.

【0032】次に、各画素101G,101G,101
R,101Bの回路構成、並びに垂直読み出し線102
a,102b、クロックライン103a,103b,…
等との接続関係について、図4を参照しながら詳細に説
明する。
Next, each pixel 101G, 101G, 101
R, 101B, and vertical read line 102
a, 102b, clock lines 103a, 103b,...
The connection relationship with the like will be described in detail with reference to FIG.

【0033】各画素101G,101G,101R,1
01Bでは、各カラーフィルタ(図1の111G,11
1G,111R,111B)を介してフォトダイオード
PDに達した光の成分に応じた信号(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る。この
電流増幅された電気信号は、その後、各々対応する垂直
読み出し線102a,102bに、所定のタイミングで
読み出される。
Each of the pixels 101G, 101G, 101R, 1
01B, each color filter (111G, 11G in FIG. 1)
1G, 111R, 111B), a signal (signal charge) corresponding to the light component that has reached the photodiode PD is supplied to the gate (control region) of the amplifying transistor QA, and the current is amplified by the source follower operation. . The current-amplified electric signal is thereafter read out to the corresponding vertical readout lines 102a and 102b at a predetermined timing.

【0034】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1
02a又は102bに共通に接続されている。又、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VD(正)が印加されて
いる。
In this case, the source of each amplifying transistor QA is connected via a pixel separating MOS transistor QX.
Vertical readout line 1 for each column arranged in a matrix
02a or 102b. The power supply voltage VD (positive) is applied to the drain of each amplifying transistor QA and the cathode side of the photodiode PD.

【0035】又、フォトダイオードPDのアノード側と
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の一方の主電極(ソース又
はドレイン)が接続されている。又、転送用MOSトラ
ンジスタQTの転送用ゲートは、マトリックス状に配置
された画素101G,101G,101R,101Bの
各行毎に、クロックライン103a,103bに共通接
続され、該クロックライン103a,103bに接続さ
れた垂直走査回路106から送出される駆動パルスφT
G1,φTG2が与えられると、該駆動パルスφTG
1,φTG2のレベルに応じて転送用MOSトランジス
タQTが各行毎に順次動作するようになっている。
One main electrode (source or drain) of the transfer MOS transistor QT is connected to the anode side of the photodiode PD and the gate (control region) of the amplification transistor QA. The transfer gate of the transfer MOS transistor QT is commonly connected to the clock lines 103a and 103b for each row of the pixels 101G, 101G, 101R and 101B arranged in a matrix, and connected to the clock lines 103a and 103b. Drive pulse φT transmitted from the vertical scanning circuit 106
When G1 and φTG2 are applied, the drive pulse φTG
The transfer MOS transistors QT operate sequentially for each row in accordance with the levels of 1, TG2.

【0036】又、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101G,10
1G,101R,101B毎に共通に接続されて、その
電圧VRDが印加されている。又、リセット用MOSト
ランジスタQPのゲートは、垂直走査回路106に接続
されたクロックライン104a,104bに共通に接続
され、その一方の主電極(ソース)は、転送用MOSト
ランジスタQTの一方の主電極(ソース)と共有になっ
ている。
The power supply voltage VRD is supplied to the drains of the reset MOS transistors QP in the respective pixels 101G and 101G.
1G, 101R, and 101B are commonly connected, and the voltage VRD is applied. The gate of the reset MOS transistor QP is commonly connected to the clock lines 104a and 104b connected to the vertical scanning circuit 106, and one main electrode (source) is connected to one main electrode of the transfer MOS transistor QT. (Source) and shared.

【0037】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106から駆動パル
スφRG1,φRG2が与えられると、該リセット用M
OSトランジスタQPは、この駆動パルスφRG1,φ
RG2のレベルに応じて動作するようになっている。
又、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101G,101G,1
01R,101Bの各行毎に、クロックライン105
a,105bに共通接続され、前記垂直走査回路106
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。
When the drive pulses φRG1 and φRG2 are given from the vertical scanning circuit 106 to the gate of the reset MOS transistor QP, the reset M transistor
The OS transistor QP is driven by the drive pulses φRG1, φRG
It operates according to the level of RG2.
The gates of the pixel separating MOS transistors QX are connected to the pixels 101G, 101G, 1 arranged in a matrix.
01R and 101B for each row.
a, 105b and the vertical scanning circuit 106
The pixel separating MOS transistors QX are sequentially operated for each row in accordance with the levels of the driving pulses φPX1 and φPX2.

【0038】又、前記した垂直読み出し線102a,1
02bには、図4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型)QRSV
1,QRSV2のドレインと、各定電流源117a,1
17b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117a,117bには電源
電圧VC(負)が供給されている。
Also, the vertical read lines 102a, 1
02b, as shown in the lower part of FIG. 4, a reset switch MOS transistor (N-type) QRSV
, QRSV2 and each constant current source 117a, 1
17b is connected. In this case, the sources of the reset switch MOS transistors QRSV1 and QRSV2 are grounded, and the constant current sources 117a and 117b are supplied with the power supply voltage VC (negative).

【0039】又、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116aを介して駆動パルス発生回路(図示省
略)側のノード16が接続され、駆動パルス発生回路
(図示省略)からクロックライン116a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,QR
SV2が動作して、各垂直読み出し線102a,102
bをリセット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 the side of a drive pulse generating circuit (not shown) via a clock line 116a. These reset switch MOS transistors QRSV1 and QRSV are provided in accordance with the level of the drive pulse φRSV supplied via the clock line 116a.
SV2 operates, and each vertical read line 102a, 102
b is reset.

【0040】次に、前記垂直読み出し線102a,10
2bの途中に配置された異値検出回路(信号比較回路)
107の詳細について説明する。尚、ここでは、垂直読
み出し線102a側に接続された異値検出回路107
(図5)を例にあげて説明する。図5に示すように、垂
直読み出し線102aは、ノードn1で各々2本の読み
出し線102a−1,102a−2に分岐され、この分
岐された垂直読み出し線102a上に、異値検出回路1
07が配置されている。
Next, the vertical read lines 102a, 102a
Outlier detection circuit (signal comparison circuit) arranged in the middle of 2b
Details of 107 will be described. Note that here, the different value detection circuit 107 connected to the vertical read line 102a side
(FIG. 5) will be described as an example. As shown in FIG. 5, the vertical read line 102a is branched into two read lines 102a-1 and 102a-2 at a node n1, and the different value detection circuit 1 is provided on the branched vertical read line 102a.
07 is arranged.

【0041】そして、垂直読み出し線102aのスイッ
チ用MOSトランジスタQRの下流側の読み出し線10
2a−1に第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。又、垂直読み出し線102aのス
イッチ用MOSトランジスタQSの下流側の読み出し線
102a−2に第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。
The read line 10 on the downstream side of the switching MOS transistor QR of the vertical read line 102a
One terminal of the first signal storage capacitor CR is connected to 2a-1. One terminal of a second signal storage capacitor CS is connected to a read line 102a-2 downstream of the switching MOS transistor QS of the vertical read line 102a.

【0042】又、垂直読み出し線102a側の読み出し
線102a−1,102a−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のゲートは、図4に示した
ように、クロックライン108a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10
8に接続され、前記スイッチ用MOSトランジスタQS
のゲートはクロックライン109aを介して駆動パルス
発生回路(図示省略)側のノード109に接続されてい
る。そして、スイッチ用MOSトランジスタQR、スイ
ッチ用MOSトランジスタQSは駆動パルス発生回路
(図示省略)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。
The read lines 102a-1 and 102a-2 on the side of the vertical read line 102a are connected to two input terminals of the different value detector XA, respectively. As shown in FIG. 4, the gate of the switching MOS transistor QR is connected to a node 10 on the side of a drive pulse generation circuit (charge storage control means) (not shown) via a clock line 108a.
8 and the switching MOS transistor QS
Is connected to a node 109 on the side of a drive pulse generating circuit (not shown) via a clock line 109a. The switching MOS transistor QR and the switching MOS transistor QS are driven by driving pulses φTR and φTS supplied from a driving pulse generating circuit (not shown).
Operates according to the level of

【0043】この第1の実施形態では、2つの異値検出
回路107,107は、各垂直読み出し線102a,1
02bに対応する画素101G,101G,101R,
101Bから出力される入射光の色成分に応じた電気信
号が、各々の、第1,第2の信号蓄積用コンデンサC
R,CSに蓄積される。そして、異値検出回路107,
107では、これら第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
き論理ハイレベル又はローレベルの信号(異値信号)
が、その異値検出器XAから出力されるようになってい
る。
In the first embodiment, the two different value detection circuits 107, 107 are connected to the respective vertical read lines 102a, 1
02b corresponding to pixels 101G, 101G, 101R,
An electric signal corresponding to the color component of the incident light output from the first and second signal storage capacitors C
It is stored in R and CS. Then, the outlier detection circuit 107,
At 107, when the electric signals stored in the first and second signal storage capacitors CR and CS are different from each other, a logical high level or low level signal (different value signal)
Is output from the outlier detector XA.

【0044】この場合、第1,第2の信号蓄積用コンデ
ンサCR,CSに蓄えられ、異値検出器XAにて比較さ
れる電気信号は、同一画素から出力された同一の色成分
の電気信号であって、互いに異なるフレームで発生した
電気信号である。異値検出回路107の異値検出器XA
は、図5に示すように、2つの電圧比較器AP1,AP
2と、論理和演算器ORとによって構成されている。
In this case, the electric signals stored in the first and second signal storage capacitors CR and CS and compared by the different value detector XA are the electric signals of the same color component output from the same pixel. Which is an electric signal generated in different frames. Outlier detector XA of outlier detector 107
Are two voltage comparators AP1, AP, as shown in FIG.
2 and an OR operator OR.

【0045】そして、電圧比較器AP1は、その非反転
入力端子に、読み出し線102a−1及びこれに接続さ
れた第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、読み出し線102a−2
及びこれに接続された第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。又、電圧比較器AP2
は、その非反転入力端子に、読み出し線102a−2及
びこれに接続された第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、読み出し
線102a−1及びこれに接続された第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 AP1 has its non-inverting input terminal connected to the readout line 102a-1 and one terminal of the first signal storage capacitor CR connected thereto, and has its inverting input terminal connected to the readout line 102a-1. Readout line 102a-2
And a second signal storage capacitor CS connected thereto.
Is connected to one of the terminals. Also, the voltage comparator AP2
Has a non-inverting input terminal connected to the readout line 102a-2 and one terminal of the second signal storage capacitor CS connected thereto, and an inverting input terminal connected to the readout line 102a-1 and the readout line 102a-1. One terminal of the connected first signal storage capacitor CR is connected.

【0046】そして、2つの電圧比較器AP1,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1
07の出力となる。図6は、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。
Then, the two voltage comparators AP1 and AP2
Are connected to two input terminals of an OR operator OR, and the output of the OR operator OR is connected to the different value detection circuit 1
07 output. FIG. 6 is a characteristic diagram showing an example of the input / output characteristics of the voltage comparators AP1 and AP2 forming the outlier detector XA.

【0047】この図6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。又、V1は電圧比較器AP
1,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)
の絶対値が、閾値電圧ΔHより大きくなると、その出力
Voutが反転(ローレベルからハイレベルに反転)す
る。
In FIG. 6, the voltage ΔH is a threshold voltage, which is set to be sufficiently larger than the magnitude of a normal random noise component. V1 is a voltage comparator AP
1, the input voltage value input to the non-inverting input terminal of AP2, V2 is the input voltage value input to the inverting input terminal,
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).

【0048】次に、上記構成の動き検出用固体撮像装置
100の動作について、図7に示すタイミングチャート
を参照しながら説明する。この図7は、4つの画素10
1G,101G,101R,101Bのうち同一の列の
画素(垂直読み出し線101aに接続された画素101
G,101G、又は、垂直読み出し線102bに接続さ
れた画素101R,101B)から出力された電気信号
を、各々の垂直読み出し線102a,102bに配置さ
れた異値検出回路107,107にて、連続したフレー
ム間で比較した例を示すものである。
Next, the operation of the solid-state imaging device 100 for motion detection having the above configuration will be described with reference to a timing chart shown in FIG. FIG. 7 shows four pixels 10
1G, 101G, 101R, and 101B, the pixels in the same column (the pixels 101 connected to the vertical readout line 101a).
G, 101G, or the electric signals output from the pixels 101R, 101B connected to the vertical readout line 102b are successively output by the different value detection circuits 107, 107 arranged on the respective vertical readout lines 102a, 102b. This is an example in which the comparison is made between the frames.

【0049】ここでは、第N−1フレーム又は第Nフレ
ームの期間t10〜t15が第1行目の画素101G
(図4の左上)及び画素101Rの読み出し動作を、期
間t20〜t25が、第2行目の画素101G(図4の
左下)及び画素101Bの読み出し動作を各々示してい
る。この場合、垂直読み出し線102aに現れた電気信
号の、直前のフレーム(第N−1フレーム)と現在のフ
レーム(第Nフレーム)の値はその垂直読み出し線10
2aに配置された異値検出回路107によって比較さ
れ、垂直読み出し線102bに現れた電気信号の、直前
のフレームと現在のフレームの値はその垂直読み出し線
102aに配置された異値検出回路107によって比較
される。
Here, the period t10 to t15 of the (N-1) th frame or the Nth frame is the pixel 101G of the first row.
(Upper left of FIG. 4) and the read operation of the pixel 101R, and periods t20 to t25 show the read operation of the pixel 101G (lower left of FIG. 4) and the pixel 101B of the second row, respectively. In this case, the values of the electric signal appearing on the vertical read line 102a in the immediately preceding frame (the (N-1) th frame) and the current frame (the Nth frame) are set in the vertical read line 10a.
The values of the previous frame and the current frame of the electric signal appearing on the vertical read line 102b are compared by the different value detection circuit 107 disposed on the vertical read line 102a. Be compared.

【0050】この結果、垂直読み出し線102aの異値
検出回路107によって、入射光の緑色成分の強度変化
に基づく被写体(動体)の動き検出を行うことができ
る。又、垂直読み出し線102bの異値検出回路107
によって、入射光の赤色成分、青色成分の各々の強度変
化に基づく被写体(動体)の動き検出を行うことができ
る。以下、図7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り、その動作説
明は省略する。
As a result, the outlier detection circuit 107 for the vertical readout line 102a can detect the motion of the subject (moving object) based on the change in the intensity of the green component of the incident light. Also, the different value detection circuit 107 of the vertical read line 102b
Accordingly, the motion of the subject (moving object) can be detected based on the change in intensity of each of the red component and the blue component of the incident light. Hereinafter, a description will be given from the time when the period t10 of the Nth frame in the timing chart of FIG. 7 is 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, and the description of the operation will be omitted.

【0051】先ず、期間t10〜t15において、第1
行目の画素101G(図4の左上)及び画素101Rに
対する読み出し動作が行われる。第Nフレームの期間t
10に至る前(第N−1フレームの期間t25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,φRG2は共に
ハイレベルに保持されている。又、駆動パルスφRS
V,φTR,φTSはローレベルに保持され、駆動パル
スφLDはローレベルに保持されている。
First, in the period t10 to t15, the first
A read operation is performed on the pixels 101G (upper left in FIG. 4) and the pixels 101R in the row. Period t of Nth frame
Before reaching 10 (at the end of the period t25 of the (N-1) th frame), the driving pulses φTG1 and TG2 are both held at a high level, the driving pulses φPX1 and φPX2 are both held at a low level, and the driving pulses φRG1 and φRG2 are Both are held at a high level. Also, the driving pulse φRS
V, φTR, and φTS are kept at a low level, and the drive pulse φLD is kept at a low level.

【0052】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転送用MO
SトランジスタQTはオフとなり、駆動パルスφRG
1,φRG2がハイレベルのためリセット用MOSトラ
ンジスタQPはオフとなっている。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を介
して各増幅用トランジスタQAのゲートに転送されてい
る各フォトダイオードPDで生成された入射光の色成分
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Voutを出力す
る。
As described above, before the period t10, since the drive pulses φTG1 and φTG2 are at the high level, the transfer MO
The S transistor QT is turned off, and the driving pulse φRG
1, since φRG2 is at a high level, the resetting MOS transistor QP is off. Therefore, although the gate (control region) of the amplifying transistor QA is in a floating state, due to the effect of the parasitic capacitance, the amplifying transistor QA has already been connected via each transfer MOS transistor QT in the immediately preceding N-1 frame. The charge (first signal charge) corresponding to the color component of the incident light generated by each photodiode PD transferred to the gate is transferred to the transfer MOS.
Even after the transistor QT is turned off, the state is maintained at the gate of each amplifying transistor QA. Thus, the amplifying transistor QA outputs an electric signal Vout corresponding to the gate voltage by the source follower operation until the charge stored in the gate is reset.

【0053】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、各画素1
01G,101G,101R,101Bの色成分に応じ
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、各フォトダイオードPDにて生
成・蓄積された第N−1フレーム(直前のフレーム)に
おける入射光の各色成分に応じた電荷であり、第2の信
号電荷が各フォトダイオードPDにて生成・蓄積された
第Nフレーム(現在のフレーム)における入射光の各色
成分に応じた電荷となる。
After the transfer MOS transistor QT is turned off, each photodiode PD
Charges (second signal charges) corresponding to the color components of 01G, 101G, 101R, and 101B are generated and accumulated. The first signal charge at this time is a charge corresponding to each color component of the incident light in the (N-1) th frame (the immediately preceding frame) generated and accumulated by each photodiode PD, and the second signal charge is Each of the photodiodes PD has a charge corresponding to each color component of the incident light in the Nth frame (current frame) generated and accumulated.

【0054】又、期間t10に至る前、駆動パルスφP
X1,φPX2がローレベルのため画素分離用MOSト
ランジスタQXはオフとなっており、各画素101G,
101G,101R,101Bは、垂直読み出し線10
2a,102bから分離された状態となっている。
Before the period t10, the driving pulse φP
Since X1 and φPX2 are at low level, the pixel separating MOS transistor QX is off, and each pixel 101G,
101G, 101R, and 101B are vertical read lines 10
2a and 102b.

【0055】又このとき、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QR
SV1,QRSV2は共にオフとなっている。又、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,QSは共にオフとなって、
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。又、シフトレジスタ1
13のロード信号入力端子LDに入力される駆動パルス
φLDがローレベルのため、シフトレジスタ113で
は、そのデータ入力端子Q1,Q2に異値検出回路10
7,107からの前記電気信号が入力されない。
At this time, since the drive pulse φRSV is at low level, the reset switch MOS transistor QR
SV1 and QRSV2 are both off. Further, since the driving pulses φTR and φTS are both at the low level, both the switching MOS transistors QR and QS are turned off,
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. Also, shift register 1
Since the drive pulse φLD input to the load signal input terminal LD of the load register 13 is at a low level, the shift register 113 supplies the different value detection circuit 10 to its data input terminals Q1 and Q2.
The electric signal from the first and the seventh 107 is not input.

【0056】次に、期間t10に至ると、駆動パルスφ
RSV、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。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MOS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CSに各々残留していた電荷が排出
される。
Next, when the period t10 is reached, the driving pulse φ
The RSV, the drive pulse φTR, and the drive pulse φTS are inverted from a low level to a high level. At this time, the reset switch MOS transistors QRSV1 and QRSV2
Is turned on, the switching MOS transistors QR and QS are turned on, and the charges remaining in the first signal storage capacitor CR and the second signal storage capacitor CS are discharged.

【0057】そして、期間t10の終了時(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φRSV,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QRSV
1,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Q
Rはオンのままとなっている。
Then, at the end of the period t10 (the period t11
), The drive pulse φRSV is inverted to the low level, and the drive pulse φTS is also inverted to the low level. By inversion of the driving pulse φRSV and the driving pulse φTS, the reset switch MOS transistor QRSV
1, QRSV2 and the switching MOS transistor QS are turned off. At this time, the switching MOS transistor Q
R remains on.

【0058】又、この期間t11では、駆動パルスφP
X1がハイレベルに反転される。この駆動パルスφPX
1の反転によって、第1行目の各画素101G(図4の
左上)及び画素101Rの画素分離用MOSトランジス
タQXがオンとなって、これら画素101G,101R
の増幅用トランジスタQA,QAは、ソースが当該垂直
読み出し線102a,102bに接続され、オン(選
択)となる。
In the period t11, the driving pulse φP
X1 is inverted to a high level. This drive pulse φPX
As a result, the pixel separation MOS transistors QX of the pixels 101G (upper left in FIG. 4) and the pixel 101R in the first row are turned on, and the pixels 101G and 101R are turned on.
The sources of the amplifying transistors QA, QA are connected to the vertical readout lines 102a, 102b, and are turned on (selected).

【0059】このとき、第1行目の画素101G(図4
の左上),101R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、その転送用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Voutが垂直読み出し線102a,102bに
出力される。
At this time, the first row of pixels 101G (FIG. 4)
, The first signal charge corresponding to the incident light has already been transferred to the gate (control region) of the amplifying transistor QA of 101R in the immediately preceding frame (in the period t13 of the (N-1) th frame), Since the first signal charge is held even after the transfer MOS transistor QT is turned off, an electric signal Vout corresponding to the held first signal charge is output to the vertical read lines 102a and 102b. You.

【0060】又、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,QRS
V2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、I
B(定電流源117a,117b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 QRSV
Since V2 is off, when each of the amplifying transistors QA of the first row selected in the period t11 performs the source follower operation, the potential of the source becomes the current flowing between the source and the drain (the drain current). ) Is I
B (current value flowing through the constant current sources 117a and 117b).

【0061】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), its previous frame (the period t1 of 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.

【0062】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1
02a,102bに接続されない状態になっている(非
選択)。
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 1.
02a and 102b are not connected (not selected).

【0063】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。
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の出力信号の値をそのまま保持する。
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.
When the drive pulse φTR becomes low level,
The switching MOS transistor QR is turned off, and the first
Is stored in a floating state and holds the value of the first output signal as it is.

【0064】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t
13)で生成された第1の信号電荷がゲート(制御領
域)に保持された状態での増幅用トランジスタQAの出
力である。この第1の出力信号をVSS1とすると、V
SS1の値は、次式(1)に示される値となる。
As described above, during this period t11, the first
The first output signal held by the signal storage capacitor CR of the previous frame (the period t-1 of the (N-1) th frame)
13) The output of the amplifying transistor QA in a state where the first signal charge generated in 13) is held in the gate (control region). Assuming that the first output signal is VSS1, V1
The value of SS1 is a value represented by the following equation (1).

【0065】 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、(入射光の各色成分に応じた第1の信号電荷/ゲー
ト容量)で求められる。
VSS1 = VRD + VS1-VT (1) Here, 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 determined by (first signal charge / gate capacitance according to each color component of incident light).

【0066】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、この期間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
Are both at the potential VSS1 represented by the above equation (1) charged during 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.

【0067】図7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。この
とき駆動パルスφTRもローレベルとなり、これによっ
てスイッチ用MOSトランジスタQRがオフとなる。
Returning to the description of FIG. 7, in the period t12 after the end of the period t11, when the drive pulse φRG1 goes low, 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 of A, and the gate of the amplifying transistor QA is biased to the power supply voltage VRD (read level). At this time, the drive pulse φTR also becomes low level, whereby the switching MOS transistor QR is turned off.

【0068】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、そのゲートは、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で保持される。
At the end of the period t12, that is, when the period t13 is reached, the driving 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 of the amplifying transistor QA in the first row is in a floating state. However, due to the effect of the parasitic capacitance, the gate is connected to the power supply voltage VRD (readout). Level).

【0069】一方、駆動パルスφTG1がローレベルと
なることにより、第1行目の画素101G(図4の左
上),101R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101G,101R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)が、第1行目の各画素101
G,101Rの各増幅用トランジスタQAのゲートに転
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 transistors QT of the pixels 101G in the first row (upper left in FIG. 4) and 101R turn on, and the pixels 101G, The charge (second signal charge) corresponding to the incident light generated and accumulated in the photodiode PD of 101R is applied to each pixel 101 in the first row.
G and 101R are transferred to the gates of the respective amplification transistors QA. This second signal charge becomes a signal charge corresponding to the incident light in the Nth frame.

【0070】このように増幅用トランジスタQAのゲー
トに、第Nフレーム(現在のフレーム)における入射光
の各色成分(緑色成分、赤色成分)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Q
A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。
As described above, the charge (second component) corresponding to each color component (green component, red component) of the incident light in the N-th frame (current frame) is provided to the gate of the amplification transistor QA.
Is transferred, each amplifying transistor Q
Since the gate potential of A rises by the amount of transferred charges, the amplification MOS transistor QA in the first row performs a source follower operation, and the source potential of the amplification transistor QA rises by the rise of the gate potential. Just rise.

【0071】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102a,102b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φTS、駆動パルスφLD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 of the amplifying transistors QA in the first row performing the source follower operation. Are output to the vertical readout lines 102a and 102b 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 the high level, and the driving pulse φTS and the driving pulse φLD are inverted to the high level.

【0072】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101G(図4の左
上),101RのフォトダイオードPDにおいて生成・
蓄積された入射光の各色成分に応じた電荷(第2の信号
電荷)の増幅用トランジスタQAのゲートへの転送が終
了し、該増幅用トランジスタQAのゲートは再びフロー
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 photodiodes PD in the pixels 101G (upper left in FIG. 4) and 101R in the first row are turned off. Generation
The transfer of the charge (second signal charge) corresponding to each color component of the accumulated incident light to the gate of the amplifying transistor QA ends, and the gate of the amplifying transistor QA is again brought into a floating state. Due to the effect of the parasitic capacitance, the state is maintained while the potential of the gate is increased by the transferred charge (second signal charge).

【0073】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。
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.

【0074】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, 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. Since the signal is held, the signal (voltage signal) corresponding to the electric charge (second signal electric charge) accumulated in the gate is output from the amplifying transistor QA by the source follower operation until the gate is reset thereafter (period t14). Is output.

【0075】又、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102a,102b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 amplifying transistors in the first row whose second signal charges are stored in the gate by the source follower operation. The second output signal output from the QA is charged to the second signal storage capacitor CS via the pixel separation MOS transistor QX and the vertical readout lines 102a and 102b which are turned on.

【0076】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、(入射光の各色成分に
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. Incidentally, the value of VS2 is expressed as (second signal charge / gate capacitance according to each color component of incident light), similarly to VS1 described above.

【0077】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.

【0078】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, while the first signal storage capacitor CS stores the second output signal (voltage signal). 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.

【0079】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。
From the different value detector XA, as will be described in detail later, when the magnitude of the difference between the first output signal (analog signal) and the second output signal (analog signal) is equal to or larger than a predetermined value. Only output is high level (logic level high level)
Alternatively, a low level (low level of logic level) different value signal (digital signal) is output.

【0080】ここで、異値検出回路107内の異値検出
器XAの作用について説明する。前述したように、期間
t11で、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(第1の出力
信号VSS1)、期間t12で、増幅用トランジスタQ
Aのゲートがリセットされる。そして、期間t13で、
新たにフォトダイオードPDからの信号電荷が増幅用ト
ランジスタQAのゲートに転送され、その信号電荷に応
じた電気信号が、更に垂直読み出し線102a,102
bに転送される。
Here, the operation of the outlier detector XA in the outlier detector 107 will be described. As described above, in the period t11, the electric signal from the amplifying transistor QA is held in the first signal storage capacitor CR (first output signal VSS1), and in the period t12, the amplifying transistor QA
The gate of A is reset. Then, in a period t13,
The signal charge from the photodiode PD is newly transferred to the gate of the amplifying transistor QA, and an electric signal corresponding to the signal charge is further transferred to the vertical read lines 102a and 102a.
b.

【0081】このとき転送された電気信号は、期間t1
4において、スイッチ用MOSトランジスタQS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。そして、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VSS2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。
The electric signal transferred at this time is in the period t1
At 4, the signal is stored in the second signal storage capacitor CS via the switching MOS transistor QS (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. Then, the second output signal VSS2 is newly obtained.
Is stored and held in the second signal storage capacitor CR, the second output signal VSS2 is input to the non-inverting input terminal of the voltage comparator AP2 and the inverting input terminal of the voltage comparator AP1.

【0082】この結果、異値検出回路107では、電圧
比較器AP1と、電圧比較器AP2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。このときの第1の出力信号V
SS1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。
As a result, in the different value detection circuit 107, the first and second voltage comparators AP1 and AP2 separately
The magnitude of the output signal VSS1 and the magnitude of the second output signal VSS2 are compared. The first output signal V at this time
SS1 is represented by the above equation (1), and the second output signal VSS2 is represented by the above equation (2).

【0083】従って、電圧比較器AP1と電圧比較器A
P2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
の画素の色成分(緑、赤、青)の第N−1フレームでの
強度(VS1に相当)から第Nフレームにおける当該色
成分の強度(VS2)への変化、即ち、連続した2フレ
ーム間における色成分の強度変化を検知することと同義
である。
Therefore, the voltage comparator AP1 and the voltage comparator A
In P2, the first output signal VSS1 shown in the following equation (3)
And the second output signal VSS2. 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 intensity of the color component (green, red, blue) of the specific pixel in the (N-1) th frame (equivalent to VS1) changes from the intensity (VS2) of the color component in the Nth frame to the intensity (VS2), This is synonymous with detecting the change in the intensity of the color component between the two frames.

【0084】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。
Both the voltage comparator AP1 and the voltage comparator AP2 which compare the value shown in the above equation (3) are used when the signal input to the non-inverting input terminal is larger than the signal input to the inverting input terminal. Outputs the power supply voltage level (high level) and outputs the ground level (low level) when the signal input to the non-inverting input terminal is equal to or smaller than the signal input to the inverting input terminal. I do.

【0085】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。
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).

【0086】又、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,A
P2の出力は共に接地レベル(ローレベル)となる。こ
のようにして得られた電圧比較器AP1,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VSS1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即ち異値検出器XAの出力はハイレベル(論理レベ
ルのハイレベル)となる。
When the first output signal VSS1 is equal to the second output signal VSS2, the voltage comparators AP1 and A1
Both outputs of P2 are at the ground level (low level). The outputs of the voltage comparators AP1 and AP2 obtained in this manner are both input to a logical OR calculator OR to perform a logical OR operation. In this case, only when the magnitude of the first output signal VSS1 and the magnitude of 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 output of the different value detector XA Becomes a high level (high level of a logic level).

【0087】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
即ち異値検出器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
求める際に、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 logical sum OR
That is, the output of the different value detector XA is at a low level (logic low level). 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. Therefore, as shown in the above-described equation (3), when performing the outlier detection, that is, the first
When calculating the difference between the output signal VSS1 and the second output signal VSS2, the different value signal is not affected by the VT value.
Outlier detection (moving object detection) can be performed without being affected by fixed pattern noise.

【0088】又、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。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。
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. 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 and the 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 input signal voltages exceeds a certain threshold voltage.

【0089】図7の説明に戻り、上記構成の異値検出回
路107の異値検出器XAからの異値信号は、期間t1
4で、駆動パルスφLDがハイレベルとなるタイミング
で、シフトレジスタ113の各ビットに対応したレジス
タに記憶される。期間t14の終了時(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φLDがローレベルに反転される。
Returning to the description of FIG. 7, the different value signal from the different value detector XA of the different value detection circuit 107 having the above-described configuration is applied during the period t1.
At 4, the drive pulse φLD is stored in the register corresponding to each bit of the shift register 113 at the timing when it becomes high level. At the end of the period t14 (at the start of the period t15), the driving pulse φPX1, the driving pulse φTS,
The drive pulse φLD is inverted to a low level.

【0090】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101G(図4
の左上)及び画素101Rと垂直読み出し線102a,
102bとが分離される。又、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MOSトランジス
タQSがオフとなる。
When the drive pulse φPX1 goes low as described above, the pixel separating MOS transistor QX is turned off, and the first row of pixels 101G (FIG. 4)
And the pixel 101R and the vertical readout line 102a,
102b. When the driving pulse φTS goes low, the switching MOS transistor QS is turned off.

【0091】又、駆動パルスφLDがローレベルとなる
ことにより、再び、シフトレジスタ113の各ビットに
対応したレジスタに垂直読み出し線102a,102b
の異値検出回路107,107から異値信号が入力され
ないようになる。この期間t15において、シフトレジ
スタ113にクロックパルスφCK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、このクロックパルスφCK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。
When the drive pulse φLD goes low, the vertical read lines 102a and 102b are again stored in the register corresponding to each bit of the shift register 113.
No different value signals are inputted from the different value detection circuits 107, 107. In this period t15, the clock pulse φCK is input to the shift register 113, and the different value signal (digital signal) held in the register corresponding to each bit is sequentially changed according to the timing at which the clock pulse φCK is generated. Horizontal readout line 112
And output to the output terminal VO.

【0092】尚、前記した水平読み出し線112の寄生
容量の影響により、この水平読み出し線112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112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 112, the voltage signal (different value signal) read out to the horizontal read line 112 takes a long time until its waveform is distorted and reaches a steady state. In the present embodiment, the number of electric signals (different value signals) appearing on the horizontal read line 112 is 2
Because it is digitized (digitized), if it reaches a certain level (threshold level of a logic circuit), it does not reach a steady state,
It is possible to determine whether the signal is at the 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101G(図4の左下)及び画素101Bに
対して、上記した期間t10〜t15における第1行目
の画素101G(図4の左上)及び画素101R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101G(図4の左下)及び画素101B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。即ち、この期間
t20〜t25で、緑色系画素101Gによる入射光の
緑色成分のフレーム間の変化と、青色系画素101Bに
よる入射光の緑色成分のフレーム間の変化が検知され
る。
In the subsequent period t20 to t25, the second
The same operation as the readout operation of the pixel 101G (upper left in FIG. 4) and the pixel 101R in the first row in the above-described period t10 to t15 is repeated for the pixel 101G (lower left in FIG. 4) and the pixel 101B in the row. And a different value signal (digital signal) in the Nth frame from the pixel 101G (lower left in FIG. 4) and the pixel 101B in the second row.
Are sequentially output from the output terminal VO. That is, during this period t20 to t25, a change between frames of the green component of the incident light by the green pixel 101G and a change between the frames of the green component of the incident light by the blue pixel 101B are detected.

【0094】以上説明したように、動き検出用固体撮像
装置100では、期間t10〜t15において、第1行
目の画素、即ち、緑色系画素101G(図4の左上)、
赤色系画素101Rから出力された各色成分に応じた電
気信号(アナログ信号)が、連続した2フレーム(第N
−1フレームと第Nフレーム)間で比較されて、その差
分の大きさが一定値以上のときに、垂直読み出し線10
2a,102bに配置された異値検出回路107,10
7から、各色成分(緑,赤)毎に異値信号が出力され
る。
As described above, in the motion-detecting solid-state imaging device 100, the pixels in the first row, that is, the green pixels 101G (upper left in FIG. 4), during the periods t10 to t15,
An electric signal (analog signal) corresponding to each color component output from the red pixel 101R is output in two consecutive frames (Nth frame).
-1 frame and the Nth frame), and when the magnitude of the difference is equal to or greater than a certain value, the vertical read line 10
Outlier detection circuits 107 and 10 arranged in 2a and 102b
7 outputs a different value signal for each color component (green, red).

【0095】又、期間t20〜t25においては、第2
行目の画素、即ち、緑色系画素101G(図4の左
下)、青色系画素101Bから出力された各色成分に応
じた電気信号(アナログ信号)が、連続した2フレーム
(第N−1フレームと第Nフレーム)間で比較されて、
その差分の大きさが一定値以上のときに、垂直読み出し
線102a,102bに配置された異値検出回路10
7,107から、各色成分(緑,青)毎に異値信号が出
力される。
In the period t20 to t25, the second
The electric signals (analog signals) corresponding to the respective color components output from the pixels in the row, that is, the green pixels 101G (lower left in FIG. 4) and the blue pixels 101B are consecutive two frames (the (N−1) th frame). Nth frame)
When the magnitude of the difference is equal to or larger than a certain value, the different value detection circuit 10 arranged on the vertical read lines 102a and 102b
7, 107 output different value signals for each color component (green, blue).

【0096】各異値検出回路107,107にて生成さ
れた異値信号は、シフトレジスタ113の働きによっ
て、クロックパルスφCKが発生する毎に、出力端子V
Oから個別に(4つの画素101G,101G,101
R,101B毎に個別に)出力される。このような動き
検出用固体撮像装置100を用いれば、例えば、出力端
子VOからの、各色成分の強度変化を示す異値信号をす
べてカウントし、その値が所定値以上となったときに、
被写体(動体)の動きの有無を判別することができる。
この場合には、明暗を示す輝度の変化が少なくとも、何
れかの色成分の強度変化が生じれば、その被写体(動
体)の動きを検出することができる。
The different value signal generated by each different value detection circuit 107, 107 is output to the output terminal V by the operation of the shift register 113 every time the clock pulse φCK is generated.
O individually (the four pixels 101G, 101G, 101
R, 101B). By using such a solid-state imaging device 100 for motion detection, for example, from the output terminal VO, all the different value signals indicating the intensity change of each color component are counted, and when the value becomes a predetermined value or more,
The presence / absence of the movement of the subject (moving object) can be determined.
In this case, if at least a change in luminance indicating light and shade causes a change in intensity of any color component, the movement of the subject (moving object) can be detected.

【0097】又、この動き検出用固体撮像装置100に
よれば、シフトレジスタ113からは、各色成分毎に、
個別のタイミングでその異値信号を出力できるので、特
定の色成分に着目して、その異値信号の発生状態をモニ
タし、その結果に応じて被写体(動体)の動きの有無を
判断してもよい。即ち、異値信号を、個別にモニタする
ことで、被写体(動体)の色に応じた動き検出をするこ
とができる。例えば、赤色の被写体(動体)であれば、
赤色系画素101Rから得られた電気信号に応じた異値
信号の発生状態に着目することで、より精細な動き検出
が可能になる。
Further, according to the solid-state imaging device 100 for motion detection, the shift register 113 outputs, for each color component,
Since the different value signal can be output at an individual timing, the generation state of the different value signal is monitored by paying attention to a specific color component, and the presence or absence of movement of the subject (moving object) is determined according to the result. Is also good. That is, by monitoring the different value signals individually, it is possible to detect a motion according to the color of the subject (moving object). For example, for a red subject (moving body),
By paying attention to the generation state of the different value signal corresponding to the electric signal obtained from the red pixel 101R, more precise motion detection can be performed.

【0098】このような色成分毎の異値信号を出力する
動き検出は、上記動作を繰り返して行うことにより、連
続した2又はそれ以上のフレーム間で連続的に行うこと
ができるようになる。 (第2の実施形態)次に、第2の実施形態の動き検出用
固体撮像装置200について図8、図9を用いて説明す
る。尚、この第2の実施形態は、請求項1、請求項3、
請求項4に対応する。
Such motion detection for outputting a different value signal for each color component can be performed continuously between two or more consecutive frames by repeating the above operation. (Second Embodiment) Next, a motion detection solid-state imaging device 200 according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. It should be noted that this second embodiment is described in claims 1, 3,
This corresponds to claim 4.

【0099】この第2の実施形態の動き検出用固体撮像
装置200は、受光部に、補色系(CMY表色系)を構
成する3種の画素201C,201C,201M,20
1Yが配置されている。又、この第2の実施形態の動き
検出用固体撮像装置200は、その出力端子VOに信号
処理回路240と動き判定回路250が接続され、その
垂直読み出し線202a,202bにビデオ信号処理回
路230a,230bが接続されている。
In the solid-state imaging device 200 for motion detection according to the second embodiment, three types of pixels 201C, 201C, 201M, and 20 constituting a complementary color system (CMY color system) are provided in a light receiving unit.
1Y is arranged. In the solid-state imaging device 200 for motion detection according to the second embodiment, a signal processing circuit 240 and a motion determination circuit 250 are connected to an output terminal VO, and video signal processing circuits 230a and 230a are connected to vertical readout lines 202a and 202b. 230b is connected.

【0100】動き検出用固体撮像装置200の他の構成
は、上記した第1の実施形態の動き検出用固体撮像装置
100と同じである。先ず、動き検出用固体撮像装置2
00の回路構成の概略について説明する。
The other configuration of the solid-state imaging device 200 for motion detection is the same as that of the solid-state imaging device 100 for motion detection of the first embodiment. First, the solid-state imaging device 2 for motion detection
The outline of the circuit configuration of 00 will be described.

【0101】動き検出用固体撮像装置200は、画素2
01C,201C,201M,201Yがマトリックス
状に配列され、各画素201C,201C,201M,
201Yは、列毎に垂直読み出し線102a,102b
に接続されている。この画素201C,201C,20
1M,201Yは、その入射面にシアン系の透過フィル
タ、マゼンタ系の透過フィルタ、イエロー系の透過フィ
ルタが形成され(図示省略)、画素201C,201C
がシアン系画素、画素201Mがマゼンタ系画素、画素
201Yがイエロー系画素を構成している。
The motion detecting solid-state imaging device 200 includes a pixel 2
01C, 201C, 201M, and 201Y are arranged in a matrix, and each pixel 201C, 201C, 201M,
201Y is a vertical read line 102a, 102b for each column.
It is connected to the. This pixel 201C, 201C, 20
1M and 201Y have a cyan transmission filter, a magenta transmission filter and a yellow transmission filter formed on the incident surface (not shown), and pixels 201C and 201C.
Represents a cyan pixel, pixel 201M constitutes a magenta pixel, and pixel 201Y constitutes a yellow pixel.

【0102】又、各画素201C,201C,201
M,201Yは、第1の実施形態の画素と同様に、フォ
トダイオードPD、増幅用トランジスタQA、転送用M
OS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
成されている。ここでは、その具体的な構成、並びに、
接続関係は、上記した第1の実施形態と同じであり、そ
の説明は省略する。
Each pixel 201C, 201C, 201
M and 201Y are a photodiode PD, an amplifying transistor QA, and a transfer M, as in the pixel of the first embodiment.
It comprises an OS transistor QT, a reset MOS transistor QP, and a pixel separation MOS transistor QX. Here, the specific configuration,
The connection relationship is the same as in the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

【0103】又、画素201C,201C,201M,
201Yには、各画素201C,201C,201M,
201Yからの電気信号を、対応する垂直読み出し線2
02a,202bに転送するための垂直走査回路206
が接続されている。又、各列毎に設けられた前記垂直読
み出し線202a,202bには、異値検出回路(信号
比較回路)207,207が配置され、この異値検出回
路207,207の出力にシフトレジスタ(信号転送回
路)213が接続されている。
The pixels 201C, 201C, 201M,
201Y includes pixels 201C, 201C, 201M,
201Y from the corresponding vertical readout line 2
Vertical scanning circuit 206 for transferring the data to the address lines 02a and 202b.
Is connected. Further, different value detection circuits (signal comparison circuits) 207, 207 are arranged on the vertical read lines 202a, 202b provided for each column, and shift registers (signals) are provided to the outputs of the different value detection circuits 207, 207. Transfer circuit) 213 is connected.

【0104】このように垂直読み出し線202a,20
2bに各々配置された異値検出回路207は、一定のタ
イミングで各画素201C,201C,201M,20
1Yから対応する垂直読み出し線202a,202bに
入射光の各色成分(シアン、マゼンタ、イエロー)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2
01C,201C,201M,201Yから出力された
各色成分の強度を示す、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。
As described above, the vertical read lines 202a, 20
The different value detection circuit 207 arranged in each of the pixels 201C, 201C, 201M, 20M
When an electric signal corresponding to each color component (cyan, magenta, yellow) of the incident light is output from 1Y to the corresponding vertical read line 202a, 202b, the electric signal is stored as an electric signal for the immediately preceding frame, and The same pixel 2 at the next fixed timing as the stored electric signal
An electrical signal indicating the intensity of each color component output from 01C, 201C, 201M, and 201Y is compared with an electric signal for the current frame, and a different value signal representing the result of the comparison is output.

【0105】この場合、シフトレジスタ213から出力
される異値信号(各画素201C,201C,201
M,201Y毎に出力される異値信号)は、シアン系、
マゼンタ系、イエロー系の各色成分の強度変化を、各々
示す信号となる。この異値検出回路207の具体的な構
成は、第1の実施形態の異値検出回路107(図5)と
同一であり、その詳細な説明は省略する。
In this case, the different value signal (each pixel 201C, 201C, 201C) output from the shift register 213
M, 201Y) are cyan,
The signals indicate the intensity changes of the magenta and yellow color components, respectively. The specific configuration of the outlier detection circuit 207 is the same as that of the outlier detection circuit 107 (FIG. 5) of the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

【0106】又、異値検出回路207,207の出力を
転送するシフトレジスタ213の働きも上記した第1の
実施形態のシフトレジスタ113と同じである。即ち、
シフトレジスタ213の対応するレジスタには、入射光
の各色成分(シアン、マゼンタ、イエロー)の強度変化
を示す異値信号が記憶されて、その後、順次、水平読み
出し線212に転送された各色成分毎の異値信号は、出
力端子VOから一定のタイミングで、順次、出力され
る。
The operation of the shift register 213 for transferring the outputs of the different value detection circuits 207 and 207 is the same as that of the shift register 113 of the first embodiment. That is,
In a corresponding register of the shift register 213, a different value signal indicating a change in intensity of each color component (cyan, magenta, yellow) of the incident light is stored, and thereafter, for each color component transferred to the horizontal readout line 212 sequentially. Are sequentially output from the output terminal VO at a constant timing.

【0107】尚、前記垂直読み出し線202a,202
b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217a,217
bの作用等は、第1の実施形態と同一であり、その詳細
な説明は省略する。又、ビデオ信号生成回路230a,
230bは、各垂直読み出し線202a,202bに各
々接続され、一定のタイミングで各画素201C,20
1C,201M,201Yから各々の垂直読み出し線2
02a,202bに各色成分に応じた電気信号が出力さ
れたとき、その電気信号から暗電流成分を差し引いた信
号を現在のフレームにおけるビデオ信号として出力する
ものである。
The vertical read lines 202a, 202
b, the reset switch MOS transistors QRSV1 and QRSV2, and the constant current sources 217a and 217
The operation and the like of b are the same as those in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted. Also, the video signal generation circuit 230a,
230b is connected to each of the vertical read lines 202a and 202b, and each pixel 201C, 20
1C, 201M, 201Y to each vertical read line 2
When an electric signal corresponding to each color component is output to 02a and 202b, a signal obtained by subtracting a dark current component from the electric signal is output as a video signal in the current frame.

【0108】このビデオ信号生成回路230a,230
bから出力されたビデオ信号は、水平走査回路235の
働きによって、順次、水平読み出し線234に転送さ
れ、その後、出力バッファアンプ237を介して出力端
子Aoから出力される。尚、水平読み出し線234に
は、ソースが接地されたリセットスイッチ用MOSトラ
ンジスタ(nチャンネル型)QRSHのドレインが接続
されている。そして、該リセットスイッチ用MOSトラ
ンジスタQRSHのゲートに、ノード236よりクロッ
クライン236aを介して、駆動パルス発生回路(図示
省略)からリセット用の駆動パルスφRSHが出力され
たとき、水平読み出し線34に残留した電荷の排出(リ
セット)動作が行われる。
The video signal generation circuits 230a and 230
The video signal output from b is sequentially transferred to the horizontal readout line 234 by the operation of the horizontal scanning circuit 235, and then output from the output terminal Ao via the output buffer amplifier 237. The drain of a reset switch MOS transistor (n-channel type) QRSH whose source is grounded is connected to the horizontal read line 234. When a reset drive pulse φRSH is output from a drive pulse generating circuit (not shown) from the node 236 to the gate of the reset switch MOS transistor QRSH via the clock line 236 a, the reset pulse remains on the horizontal read line 34. The discharged (reset) operation of the discharged charges is performed.

【0109】ビデオ信号生成回路230a,240b
は、図8に示すように、ホールド容量CV1,CV2
と、サンプルホールド切り替え用のスイッチ用MOSト
ランジスタ(nチャネル型)QV1,QV2によって構
成されている。ここで、ホール容量CV1,CV2の一
方の電極(図中、上側)は、垂直読み出し線202a,
202bに接続され、他方の電極(図中、下側)は、ス
イッチ用MOSトランジスタQV1,QV2を介して接
地されると共に、選択信号ライン238a,238b、
更には水平読み出しスイッチ用MOSトランジスタQH
1,QH2を介して、水平読み出し線234に接続され
ている。スイッチ用MOSトランジスタQV1,QV2
のゲートにはクロックライン232aが接続され、駆動
パルスφVが供給されるようになっている。
Video signal generation circuits 230a and 240b
Are the hold capacitances CV1 and CV2 as shown in FIG.
And switching MOS transistors (n-channel type) QV1 and QV2 for switching the sample and hold. Here, one electrode (the upper side in the figure) of the hole capacitors CV1 and CV2 is connected to the vertical read line 202a,
202b, and the other electrode (the lower side in the figure) is grounded via the switching MOS transistors QV1 and QV2, and the selection signal lines 238a and 238b,
Furthermore, the MOS transistor QH for the horizontal read switch
1 and QH2, and is connected to the horizontal readout line 234. Switching MOS transistors QV1, QV2
Is connected to a clock line 232a to supply a drive pulse φV.

【0110】このように構成された動き検出用固体撮像
装置200は、図9に示すタイミングチャートに従って
動作する。この図9に示すタイミングチャートは、第1
の実施形態のタイミングチャート(図7)と比べて、各
色成分に応じた電気信号(アナログ信号)を用いてビデ
オ画像を生成するための駆動パルスφV、これを水平走
査回路235に転送するための駆動パルスφH1,H
2、及び、水平読み出し線234をリセットするための
駆動パルスφRSHが追加されている点のみが異なる。
The solid-state imaging device 200 for motion detection thus configured operates according to the timing chart shown in FIG. The timing chart shown in FIG.
Compared with the timing chart of the embodiment (FIG. 7), a drive pulse φV for generating a video image using an electric signal (analog signal) corresponding to each color component, and for transferring the drive pulse φV to the horizontal scanning circuit 235 Drive pulse φH1, H
2 and that a driving pulse φRSH for resetting the horizontal read line 234 is added.

【0111】従って、各画素201C,201C,20
1M,201Yからの各色成分(シアン、マゼンタ、イ
エロー)の強度を示す電気信号に応じて、フレーム間の
異値信号を得る手順は、第1の実施形態と同じであり、
その詳細な説明は省略する。因みに、期間t10〜t1
6で第1行目のシアン系画素201C(図8の左上)及
びマゼンタ系画素201Mからの電気信号に基づく異値
信号の生成が、期間t20〜t26で第2行目のシアン
系画素201C(図8の左下)及びイエロー系画素20
1Mからの電気信号に基づく異値信号の生成が行われ
る。
Therefore, each pixel 201C, 201C, 20C
The procedure for obtaining a different value signal between frames according to the electric signal indicating the intensity of each color component (cyan, magenta, yellow) from 1M, 201Y is the same as that of the first embodiment.
Detailed description is omitted. Incidentally, the period t10 to t1
The generation of the different value signal based on the electric signal from the cyan pixel 201C of the first row (upper left of FIG. 8) and the magenta pixel 201M is performed in the cyan pixel 201C of the second row in the period t20 to t26. 8 and the yellow pixel 20
Generation of an outlier signal based on the electric signal from 1M is performed.

【0112】ここで、ビデオ信号の処理動作を簡潔に説
明する。ビデオ信号生成回路230a,230bでは、
クロックライン232aを介して、サンプルホールド切
り替え用のスイッチ用MOSトランジスタQV1,QV
2のゲートに駆動パルスφVが供給されたとき、この駆
動パルスφVが変化するタイミングに応じて、ビデオ信
号(アナログ信号)が出力される。
Here, the processing operation of the video signal will be briefly described. In the video signal generation circuits 230a and 230b,
Via the clock line 232a, the switching MOS transistors QV1 and QV
When the drive pulse φV is supplied to the second gate, a video signal (analog signal) is output according to the timing at which the drive pulse φV changes.

【0113】図9に示すように、駆動パルスφVは、期
間t13,t23でハイレベルに立ち上げられる。この
期間t13の開始時、駆動パルスφRG1はハイレベル
に反転されるので、第1行目の各リセット用MOSトラ
ンジスタQPがオフとなり、第1行目の増幅用トランジ
スタQAのゲート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、このゲートは、期間t12
ですでに供給された電源電圧VRD(読み出しレベル)
によってバイアスされたままの状態が保持される。
As shown in FIG. 9, the drive pulse φV rises to a high level during periods t13 and t23. At the start of this period t13, the drive pulse φRG1 is inverted to the high level, so that each reset MOS transistor QP in the first row is turned off, and the gate of the amplification transistor QA in the first row is brought into a floating state. However, due to the effect of the parasitic capacitance, this gate is kept in the period t12
Power supply voltage VRD (read level) already supplied at
, The biased state is maintained.

【0114】そして、駆動パルスφVがハイレベルに反
転することによって、ビデオ信号生成回路230a,2
30bのスイッチ用MOSトランジスタQV1,QV2
がオンして、ホールド容量CV1,CV2の図中下側の
電極が接地され、ホールド容量CV1,CV2の両端の
電位差が暗出力信号VDと等しくなる。この暗出力信号
VDは、駆動パルスφVがローレベルに反転されてスイ
ッチ用MOSトランジスタQVがオフになる時点まで
に、ホールド容量CVに充電される。
Then, when the drive pulse φV is inverted to the high level, the video signal generation circuits 230a, 230a
30b switching MOS transistors QV1, QV2
Turns on, the lower electrodes of the hold capacitors CV1 and CV2 in the figure are grounded, and the potential difference between both ends of the hold capacitors CV1 and CV2 becomes equal to the dark output signal VD. The dark output signal VD is charged to the hold capacitor CV by the time the drive pulse φV is inverted to a low level and the switching MOS transistor QV is turned off.

【0115】そして期間t13の終了時(期間t14の
開始時)、駆動パルスφVが再びローレベルに反転さ
れ、今度は、駆動パルスφTG1がローレベルに反転さ
れる。この駆動パルスφTG1がローレベルとなること
により、第1行目の画素201C(図中、左上),20
1Mの転送用MOSトランジスタQTがオンとなり、こ
れら画素201C(図中、左上),201M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(今回フレームでのシアン、マゼンタの色成分を示
す第2の信号電荷)が、第1行目の各画素画素201C
(図中、左上),201M1の増幅用トランジスタQA
のゲートに直接転送される。この第2の信号電荷が、第
Nフレームにおける入射光の色成分(シアン、マゼン
タ)の強度に応じた信号電荷となる。
At the end of period t13 (at the start of period t14), drive pulse φV is again inverted to low level, and this time, drive pulse φTG1 is inverted to low level. When the drive pulse φTG1 becomes low level, the pixels 201C of the first row (upper left in the figure), 20
The 1M transfer MOS transistor QT is turned on, and charges (according to the cyan and magenta color components in the current frame) corresponding to the incident light generated and accumulated in these pixels 201C (upper left in the figure) and the photodiode PD of 201M. (The second signal charge shown) is the pixel 201C of the first row.
(Upper left in the figure), 201M1 amplifying transistor QA
Is transferred directly to the gate. This second signal charge becomes a signal charge corresponding to the intensity of the color component (cyan, magenta) of the incident light in the Nth frame.

【0116】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
おける入射光の色成分の強度に応じた電荷(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。
As described above, when the charge (second signal charge) corresponding to the intensity of the color component of the incident light in the N-th frame (current frame) is transferred to the gate (control region) of the amplification transistor QA. Since the gate potential of each amplifying transistor 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 source potential of the amplifying transistor QA becomes It rises by the rise of the gate potential.

【0117】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2
02a,202bに出力される。そして期間t15で、
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。
In this case, an electric signal corresponding to the second signal charge is supplied from each of the amplifying transistors QA in the first row performing the source follower operation via the pixel separating MOS transistor QX which is on at this time. , Vertical read line 2
02a and 202b. And in period t15,
When the drive pulse φTG1 goes high, each transfer MOS transistor QT in the first row is turned off, and the electric charge (according to the incident light generated and accumulated in the photodiode PD of the pixel 1 in the first row) The transfer of the 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. The state is maintained while the potential of the gate is increased by the transferred charge (the second signal charge).

【0118】その後、期間t16で、駆動パルスφH
1,φH2が、一定期間、順次立ち上げられて、水平読
み出しスイッチ用MOSトランジスタQH1,QH2
が、所定のタイミングで、交互にオンする。
Thereafter, in period t16, drive pulse φH
1, φH2 are sequentially activated for a certain period, and the horizontal readout switch MOS transistors QH1, QH2
Are turned on alternately at a predetermined timing.

【0119】この水平読み出しスイッチ用MOSトラン
ジスタQH1,QH2のオンによって、前記ビデオ信号
生成回路230a,230bにて生成されたビデオ信号
が水平読み出し線234に転送される。又、この期間1
6中、リセット用の駆動パルスφRSHが、所定のタイ
ミングでハイレベルに立ち上げられる。そして、この駆
動パルスφRSHがハイレベルとなるタイミングで、リ
セットスイッチ用MOSトランジスタQRSHがオン
し、水平読み出し線234に残留した電荷の排出(リセ
ット)動作が行われる。
When the horizontal readout switch MOS transistors QH1 and QH2 are turned on, the video signal generated by the video signal generation circuits 230a and 230b is transferred to the horizontal readout line 234. This period 1
During 6, the reset drive pulse φRSH is raised to a high level at a predetermined timing. Then, at the timing when the drive pulse φRSH becomes high level, the reset switch MOS transistor QRSH is turned on, and the operation of discharging (resetting) the charge remaining on the horizontal read line 234 is performed.

【0120】又、期間t20〜t26においては、期間
t10〜t16の場合と同様に、ビデオ信号生成回路2
30a,230bから第2行目の各画素201C(図
中、左下),201Y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)が生成される。このとき生成される信号電荷は、第
Nフレームにおける入射光の色成分(シアン、イエロ
ー)の強度に応じた信号電荷となる。
In the period from t20 to t26, the video signal generation circuit 2 is operated in the same manner as in the period from t10 to t16.
Charges (second signal charges) corresponding to the incident light generated and accumulated in the photodiodes PD of the pixels 201C (lower left in the drawing) and 201Y of the second row from 30a and 230b are generated. The signal charge generated at this time is a signal charge corresponding to the intensity of the color component (cyan, yellow) of the incident light in the Nth frame.

【0121】尚、この第2の実施形態の動き検出用固体
撮像装置200では、第1の実施形態と同様に、各異値
検出回路207,207にて生成された異値信号は、シ
フトレジスタ213の働きによって、クロックパルスφ
CKが発生する毎に、出力端子VOから個別に出力さ
れ、信号処理回路240に送られる。ここで、信号処理
回路240は、シフトレジスタ213から異値信号が送
られてくるタイミングと、垂直走査回路206等から各
画素201C,201C,201M,201Yに供給さ
れる駆動パルスの発生タイミングに基づいて、順次送ら
れてくる異値信号を、各色成分(シアン,マゼンタ,イ
エロー)毎に分けて認識し、これら異値信号の発生状態
をモニタする。この信号処理回路240に接続された動
き判定回路250は、例えば、信号処理回路240にて
検知された異値信号の数をすべてカウントし、その値が
所定値以上となったときに、被写体(動体)の動きの有
無を判別する。
In the motion detecting solid-state imaging device 200 according to the second embodiment, similarly to the first embodiment, the different value signals generated by the different value detection circuits 207 and 207 are shifted by a shift register. 213, the clock pulse φ
Each time CK occurs, it is individually output from the output terminal VO and sent to the signal processing circuit 240. Here, the signal processing circuit 240 is based on the timing when the different value signal is sent from the shift register 213 and the generation timing of the drive pulse supplied to each of the pixels 201C, 201C, 201M, and 201Y from the vertical scanning circuit 206 and the like. Then, the different value signals sequentially transmitted are recognized for each color component (cyan, magenta, yellow), and the generation state of these different value signals is monitored. The motion determination circuit 250 connected to the signal processing circuit 240 counts, for example, all the number of outlier signals detected by the signal processing circuit 240, and when the value becomes equal to or greater than a predetermined value, the subject ( The presence or absence of the movement of the (moving body) is determined.

【0122】尚、信号処理回路240は、シフトレジス
タ213からの異値信号を、各色成分毎に処理できるの
で、各色成分毎に異値信号の発生状態をモニタし、その
結果に応じて被写体(動体)の動きの有無を判断するこ
とができる。この場合にも、各色成分毎に発生する異値
信号を個別にモニタすることで、特定の色成分に着目し
て被写体(動体)の色に応じた動き検出をすることがで
きる。
The signal processing circuit 240 can process the different value signal from the shift register 213 for each color component. Therefore, the signal processing circuit 240 monitors the generation state of the different value signal for each color component, and according to the result, the subject ( (Moving body) can be determined. Also in this case, by individually monitoring the different value signals generated for each color component, it is possible to detect a motion according to the color of the subject (moving object) by focusing on a specific color component.

【0123】尚、上記第1、第2の実施形態では、画素
の増幅段(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 and second embodiments, the case where the amplifying stage (amplifying transistor QA) of the pixel is used as the JFET has been described. However, the present invention is not limited to this. Even if it is a transistor or a bipolar transistor, any device that can control the output voltage / current such as the drain or collector, the source or the emitter by the voltage of the control electrode such as the gate or the base can be similarly applied. May be used.

【0124】又、上記第1、第2の実施形態では、光電
変換素子で生成した入射光の色成分(緑、赤、青、又は
シアン、マゼンタ、イエロー)の強度に応じた電荷を、
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、これらの電荷
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。
又、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 and second embodiments, the charge corresponding to the intensity of the color component (green, red, blue, or cyan, magenta, or yellow) of the incident light generated by the photoelectric conversion element is used.
Although the case of direct transfer to the control area of the amplification element has been described,
The present invention is not limited to this, and is similarly applied to the case where these charges are transferred to the diffusion region and held, and then the potential is detected at the gate of an amplification element such as a MOS transistor via a signal line. It goes without saying that you can do it.
As an example of such a pixel, for example, the 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.

【0125】さらに、上記第1、第2の実施形態におい
ては、画素が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 and second embodiments, the case where the pixels are arranged on a two-dimensional matrix has been described, but the present invention can be similarly applied to the case where the pixels are arranged on a one-dimensional matrix.

【0126】[0126]

【発明の効果】請求項1から請求項4に記載の発明によ
れば、入射光の色成分毎に、連続した2フレームの色成
分の強度変化を、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
各色成分に応じた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 invention as set forth in any one of claims 1 to 4, for each color component of the incident light, the intensity change of the color components of two consecutive frames is converted into a binary value at a point in time when the color change is transferred to the horizontal readout line. It is possible to perform dynamic image processing according to each color component in the solid-state imaging device for motion detection, and it is necessary to provide peripheral circuits such as an AD conversion circuit, an image memory, and an image processing circuit outside the moving image processing. As a result, the cost of the entire apparatus can be reduced.

【0127】又、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。又、画
素毎に、入射光の色成分の強度変化を示す異値信号を生
成するために、別途、回路(信号比較回路)等を設ける
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 unnecessary, the dynamic range is not limited, and the signal processing can be performed in a wide dynamic range of the motion detecting solid-state imaging device itself. it can. Further, since it is not necessary to provide a separate circuit (signal comparison circuit) or the like for generating a different value signal indicating a change in intensity of the color component of the incident light for each pixel, the aperture ratio and the resolution can be improved. It is planned.

【0128】又、画素から出力された、入射光の各色成
分の強度を示す電気信号を、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、各色成分の強度変化を示す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。又、水平読み出し線に読み出される時点で、各色
成分の強度変化を示す異値信号が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。
Also, an electric signal indicating the intensity of each color component of the incident light output from the pixel is used as an electric signal for the immediately preceding frame and an electric signal for the current frame, and a different value indicating a change in intensity of each color component. Since the signal is generated, the moving object detection processing can be performed without being affected by fixed pattern noise or random noise for each amplifying transistor, and highly accurate and stable moving object detection processing can be performed. Also, at the time of reading out to the horizontal readout line, since the different value signal indicating the intensity change of each color component is a binary signal, the processing can be speeded up.

【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100のデバイス構成を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view illustrating a device configuration of a motion detection solid-state imaging device 100 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のII−II線に沿った動き検出用固体撮像装
置100の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the motion detection solid-state imaging device 100 taken along the line II-II of FIG.

【図3】図1のIII−III線に沿った動き検出用固体撮像
装置100の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the solid-state imaging device for motion detection 100 along the line III-III in FIG. 1;

【図4】本発明の第1の実施形態の動き検出用固体撮像
装置100の概略を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram schematically showing the motion detection solid-state imaging device 100 according to the first embodiment of the present invention.

【図5】動き検出用固体撮像装置100の異値検出回路
107の内部構成を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an internal configuration of an outlier detection circuit 107 of the solid-state imaging device 100 for motion detection.

【図6】異値検出回路107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. 6 is a characteristic diagram showing an example of input / output characteristics of an outlier detector XA in an outlier detector 107;

【図7】動き検出用固体撮像装置100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 solid-state imaging device for motion detection 100;

【図8】本発明の第2の実施形態の動き検出用固体撮像
装置200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 200 according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施形態の動き検出用固体撮像
装置200の動作を説明するタイミングチャートであ
る。
FIG. 9 is a timing chart for explaining the operation of the motion detection solid-state imaging device 200 according to the second embodiment of the present invention.

【図10】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. 10 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]

100,200 動き検出用固体撮像装置 101G,101R,101B,201C,201M,
201Y 画素 102a,102b,202a,202b 垂直読み出
し線 111G,111R,111B カラーフィルタ 106,206 垂直走査回路 107,207 異値検出回路(信号比較回路) 113 シフトレジスタ(信号転送回路) 235 水平走査回路(信号転送回路) PD フォトダイオード QA 増幅用トランジスタ(JFET) CR 信号蓄積用コンデンサ(第1の電荷蓄積部) CS 信号蓄積用コンデンサ(第2の電荷蓄積部) XA 異値検出器 CV ホールド容量 QV スイッチ用MOSトランジスタ
100, 200 solid-state imaging device for motion detection 101G, 101R, 101B, 201C, 201M,
201Y pixels 102a, 102b, 202a, 202b vertical readout lines 111G, 111R, 111B color filters 106, 206 vertical scanning circuits 107, 207 outlier detection circuits (signal comparison circuits) 113 shift registers (signal transfer circuits) 235 horizontal scanning circuits ( Signal transfer circuit) PD photodiode QA amplifying transistor (JFET) CR signal storage capacitor (first charge storage unit) CS signal storage capacitor (second charge storage unit) XA outlier detector CV hold capacitance QV switch MOS transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 11/04 H01L 27/14 D ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H04N 11/04 H01L 27/14 D

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、所定の表色系を構成する3
種の色成分に応じた電気信号を各々出力する3種の画素
が、所定の配列パターンでマトリックス状に多数配置さ
れた固体撮像装置であって、 前記マトリックス状に配列された画素の各列毎に設けら
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
転送する垂直走査回路と、 前記垂直読み出し線上に各々配置され、一定のタイミン
グで特定の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回
路と、 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
送する信号転送回路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. At least 3 constituting a predetermined color system
A solid-state imaging device in which a large number of three kinds of pixels each outputting an electric signal corresponding to a kind of color component are arranged in a matrix in a predetermined arrangement pattern, wherein each column of the pixels arranged in the matrix is A vertical scanning circuit that selects a specific row of the plurality of pixels and transfers an electrical signal from the pixel to the vertical reading line at a fixed timing; Each of which is arranged on the readout line and stores an electric signal output from a specific pixel at a fixed timing as an electric signal for the immediately preceding frame, and outputs the stored electric signal and the output from the pixel at the next fixed timing. A signal comparing circuit that compares the electrical signals with respect to the current frame and outputs a signal representing the result of the comparison. A solid-state imaging device for motion detection, comprising: a signal transfer circuit for sequentially transferring a signal representing the result of the comparison output to the horizontal readout line.
【請求項2】 前記所定の表色系を構成する3種の画素
は、RGB表色系を構成する赤色系画素、緑色系画素、
青色系画素であ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 three types of pixels forming the predetermined color system include a red pixel, a green pixel, and a RGB pixel forming an RGB color system.
The solid-state imaging device for motion detection according to claim 1, wherein the solid-state imaging device is a blue pixel.
【請求項3】 前記所定の表色系を構成する3種の画素
は、CMY表色系を構成するシアン系画素、マゼンタ系
画素、イエロー系画素であ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。
3. The three pixels constituting the predetermined color system are a cyan pixel, a magenta pixel, and a yellow pixel constituting a CMY color system.
4. The solid-state imaging device for motion detection according to 4.
【請求項4】 前記水平読み出し線には、前記比較した
結果をあらわす信号の発生状態に応じて、動体の動きを
判別するための動き判別回路が接続されていることを特
徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載の動き検
出用固体撮像装置。
4. A motion judging circuit for judging a motion of a moving object in accordance with a state of generation of a signal representing the result of the comparison, is connected to the horizontal read line. The solid-state imaging device for motion detection according to any one of claims 1 to 3.
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DE69817901T DE69817901T2 (en) 1997-03-10 1998-03-10 Image sensor with integrated signal digitization for motion detection
EP98104282A EP0871326B1 (en) 1997-03-10 1998-03-10 Motion-detecting image sensor incorporating signal digitization

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112788262A (en) * 2020-12-30 2021-05-11 上海集成电路研发中心有限公司 Image signal detection circuit, control method, and motion detection method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112788262A (en) * 2020-12-30 2021-05-11 上海集成电路研发中心有限公司 Image signal detection circuit, control method, and motion detection method
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