JPH06339085A - Photoelectric conversion device - Google Patents

Photoelectric conversion device

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JPH06339085A
JPH06339085A JP5127087A JP12708793A JPH06339085A JP H06339085 A JPH06339085 A JP H06339085A JP 5127087 A JP5127087 A JP 5127087A JP 12708793 A JP12708793 A JP 12708793A JP H06339085 A JPH06339085 A JP H06339085A
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photoelectric conversion
output
conversion device
sensor
signal
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Mamoru Miyawaki
守 宮脇
Toshitake Ueno
勇武 上野
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Abstract

PURPOSE:To improve processing speed by providing with each detection means of peak signals on plural photoelectric conversion element groups and detecting various kinds of light. CONSTITUTION:An optical sensor cell Sij is divided into 4 blocks at every adjacent cell, a signal output line is made common within the blocks and the sensor is connected with a horizontal shift registers HSR 1 and HSR 2. By a vertical shift register VSR and the HSR, each block is selected and peak signals are outputted to a terminal out 1 or out 2.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、ビデオカメラレコーダー等のイメージセンサ或い
は、カメラのAEセンサ、AFセンサに代表される光セ
ンサ、及び物体の位置を検出するセンサ等に用いられる
光電変換装置に関し、特に微小なスポット光等の光を検
出するに好適な光電変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used for an image sensor of a copying machine, a facsimile, a video camera recorder or the like, an AE sensor of a camera, an optical sensor represented by an AF sensor, a sensor for detecting the position of an object, etc. The present invention relates to a photoelectric conversion device, and more particularly to a photoelectric conversion device suitable for detecting light such as minute spot light.

【0002】[0002]

【背景技術の説明】図1は従来の光電変換装置(セン
サ)の一例を示すものであり、図1中(a)は光電変換
要素としてのセンサセルが一行あたり4個、一列あたり
4個の計16個並んだ2次元センサを示している。
2. Description of the Background Art FIG. 1 shows an example of a conventional photoelectric conversion device (sensor). In FIG. 1A, there are four sensor cells as photoelectric conversion elements, one for each row and four for each column. 16 two-dimensional sensors arranged side by side are shown.

【0003】このセンサでは垂直シフトレジスタVSR
により図中上から順に一行毎に順次選択し、水平シフト
レジスタHSRにより一行あたり4つの個別信号を時系
列的に出力端子outに出力する。
In this sensor, the vertical shift register VSR
Are sequentially selected row by row from the top in the figure, and the horizontal shift register HSR outputs four individual signals per row to the output terminal out in time series.

【0004】このように行走査、列走査の組みあわせに
より各セルの信号を順次出力する。
In this way, the signal of each cell is sequentially output by the combination of row scanning and column scanning.

【0005】実際のセンサにおいてはこのセル数は10
0個ないしは10万個にも及び、1つのセルからの読み
出し時間や走査時間を短縮するにしても自ずと限界があ
る。
In an actual sensor, the number of cells is 10
There are 0 to 100,000 cells, and there is a limit to the reduction of the reading time or scanning time from one cell.

【0006】一方、セルからの信号は可視映像であるこ
とが多いが、このような映像の場合暗やみ中のマッチの
火のように一つのフレームのうちごく小さな領域にのみ
明信号があり、残りは全て暗信号で占められるような場
合が生じる。
On the other hand, the signal from the cell is often a visible image, but in such an image, a bright signal is present only in a very small area of one frame like the fire of a match in the dark, and the rest is left. May be occupied by all dark signals.

【0007】このような場合であっても、従来のセンサ
では全てのセルの信号を時系列的に出力して外部のラン
ダムアクセスメモリに格納した後に必要な画像信号処理
を行っていた。
Even in such a case, in the conventional sensor, necessary image signal processing is performed after the signals of all cells are output in time series and stored in the external random access memory.

【0008】これに対して、AEセンサ(自動露出制御
用の光センサ)では各セルの大きさを大きくして、分割
数を少なくし走査時間の短い構成が採用されている。
On the other hand, in the AE sensor (optical sensor for automatic exposure control), the size of each cell is increased, the number of divisions is reduced, and the scanning time is shortened.

【0009】図1の(b)はこのようなセンサを示すも
のであり各セル(SS11…S22)は(a)のセルより大
きな受光面積をもち、分割数は4である。
FIG. 1B shows such a sensor. Each cell (SS 11 ... S 22 ) has a larger light receiving area than the cell of (a), and the number of divisions is four.

【0010】しかしながら、図1の(b)のセンサでは
セルの全受光面に弱い光が均一に照射される場合(ma
1)とセルの受光面の一部分にのみ強い光が照射される
場合(ma2)との区別ができず、小さな領域のスポッ
ト光の検出に適用し難い。
However, in the sensor shown in FIG. 1B, when weak light is uniformly applied to all the light-receiving surfaces of the cell (ma).
It is not possible to distinguish between 1) and the case where strong light is radiated only on a part of the light-receiving surface of the cell (ma2), and it is difficult to apply it to detection of spot light in a small area.

【0011】[0011]

【発明が解決する技術課題】以上のように、図1の
(c)における光(ma2)の検出には処理時間が長い
センサか、誤動作してしまうセンサかのいずれかのセン
サとなってしまっていた。
As described above, the detection of the light (ma2) in FIG. 1C is either a sensor with a long processing time or a sensor that malfunctions. Was there.

【0012】[0012]

【技術課題を解決する手段】本発明は上述した技術課題
を解決し、各種の光を検出し、しかも処理速度を向上す
ることのできる光電変換装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above technical problems and to provide a photoelectric conversion device capable of detecting various kinds of light and improving the processing speed.

【0013】上述した目的は、隣接する複数の光電変換
要素からなる群が複数個配設されている光電変換装置に
おいて、前記複数個の群がそれぞれ各群のピーク信号を
検出する手段を具備することを特徴とする光電変換装置
により達成される。
The above-mentioned object is to provide a photoelectric conversion device in which a plurality of groups of a plurality of adjacent photoelectric conversion elements are arranged, and each of the plurality of groups comprises means for detecting a peak signal of each group. This is achieved by a photoelectric conversion device characterized by the above.

【0014】[0014]

【作用】本発明によれば、複数のセルからなるセンサア
レイを複数の群(ブロック)に分割し、各群内のピーク
信号を検出することにより、リアルタイムで信号の処理
を行うことができる。
According to the present invention, the sensor array composed of a plurality of cells is divided into a plurality of groups (blocks), and the peak signal in each group is detected, whereby the signals can be processed in real time.

【0015】[0015]

【実施例】図2は本発明による一実施態様を示す回路構
成図であり、Sij(i=1、2、3、4、j=1、
2、3、4)は光センサセルを示している。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. Sij (i = 1, 2, 3, 4, j = 1,
2, 3, 4) indicate optical sensor cells.

【0016】各セルは隣接する4つのセル毎に4つのブ
ロックに分割され、ブロック内で信号出力線が共通化さ
れて水平シフトレジスタ(HSR1,HSR2)に接続
されている。
Each cell is divided into four blocks for every four adjacent cells, and the signal output lines are shared within the block and connected to the horizontal shift registers (HSR1, HSR2).

【0017】そして、垂直シフトレジスタVSRと水平
シフトレジスタとにより各ブロックが選択されてピーク
信号を端子out1又は端子out2に出力する。勿論
水平シフトレジスタを1つにまとめて出力端子を1つに
してもよいし、4つのブロックのピーク信号を4つの出
力端子から並列に出力することもできる。
Each block is selected by the vertical shift register VSR and the horizontal shift register, and the peak signal is output to the terminal out1 or the terminal out2. Of course, the horizontal shift registers may be combined into one and one output terminal may be provided, or the peak signals of four blocks may be output in parallel from the four output terminals.

【0018】本発明に用いられるセルとしては出力線が
共通化された場合に最も受光量の大きいセルの信号が出
力線に生じるものであればよく、ベース又はゲートのよ
うな制御電極領域に光キャリアを蓄積する光トランジス
タが好ましく用いられる。
The cell used in the present invention may be any cell as long as the signal of the cell having the largest amount of received light is generated on the output line when the output line is shared, and the light is transmitted to the control electrode region such as the base or the gate. Phototransistors that store carriers are preferably used.

【0019】そして、セルは1次元アレイ状に配列され
たラインセンサの形態でも、2次元に配列されたエリア
センサの形態でもよい。そして、各セルの受光面の大き
さや、各ブロック内のセルの数はセンサの用途に応じて
適宜選択し設計される。更には、半導体集積回路として
1チップ化される。このセンサチップから出力された信
号は外部回路により、各種の画像信号処理がなされる。
The cells may be in the form of line sensors arranged in a one-dimensional array or in the form of area sensors arranged in a two-dimensional array. The size of the light receiving surface of each cell and the number of cells in each block are appropriately selected and designed according to the application of the sensor. Furthermore, it is made into one chip as a semiconductor integrated circuit. The signal output from this sensor chip is subjected to various image signal processing by an external circuit.

【0020】(実施例1)次に本発明の第1実施例につ
いて図3を用いて説明する。Bij(i、j=1、4)
は、光センサセルとしてのバイポーラトランジスタ、P
ij(i=1、4)は上記バイポーラトランジスタのベ
ース領域の間に設けられたP型MOSスイッチMij
(i、j=1、4)は、MOSスイッチで、M1 j(j
=1〜4)は、センサ出力ラインリセット用、M2
(j=1〜4)は、出力ラインから容量へ信号転送用ス
イッチ、M3 j(j=1〜4)は、信号読出し容量Cj
(j=1〜4)部電位リセット用、M4 j(j=1〜
4)は、シフトレジスタからのクロックφ1 、φ2 、φ
3 、φ4 により各出力信号を選択的に出力ライン1に出
力するためのスイッチ、M5 は出力ライン1をリセット
するスイッチである。又、2はシフトレジスタ、3は出
力アンプである。
(Embodiment 1) Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Bij (i, j = 1, 4)
Is a bipolar transistor as an optical sensor cell, P
ij (i = 1, 4) is a P-type MOS switch Mij provided between the base regions of the bipolar transistors.
(I, j = 1, 4) is a MOS switch, and M 1 j (j
= 1 to 4) is for resetting the sensor output line, M 2 j
(J = 1 to 4) is a switch for signal transfer from the output line to the capacitor, and M 3 j (j = 1 to 4) is a signal read capacitor Cj.
(J = 1 to 4) for resetting potential, M 4 j (j = 1 to 4)
4) are clocks φ 1 , φ 2 , φ from the shift register
A switch for selectively outputting each output signal to the output line 1 by 3 , φ 4 and a switch M 5 for resetting the output line 1. Further, 2 is a shift register and 3 is an output amplifier.

【0021】本センサの動作方法について、図4に示す
タイミングチャートを用いて説明する。
The operation method of this sensor will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

【0022】まず、N型MOSスイッチM1 j(j=1
〜4)にハイレベルのパルスφVR,とN型MOSスイッ
チM3 j(j=1〜4)にハイレベルのパルスφCRを印
加し、垂直出力ラインVLi(i=1〜4)をVVC
圧、読出し容量Cj(j=1〜4)をJCR電圧にリセッ
トする。
First, the N-type MOS switch M 1 j (j = 1
Up to 4) a high level pulse φ VR and a high level pulse φ CR to the N-type MOS switch M 3 j (j = 1 to 4) to apply the vertical output line VLi (i = 1 to 4) to V The VC voltage and the read capacity Cj (j = 1 to 4) are reset to the JCR voltage.

【0023】次にP型MOSゲートのパルスφBRをロー
レベルにしP型MOSをON状態にし、Pij(ij=
1〜4)のバイポーラトランジスタのベース電位をVBR
とする。この場合VBRの電圧はVVCよりも少なくとも約
1V程度高くしておく。上記P型MOSゲートへのパル
スφBRをハイレベルとしP型MOSをOFFした後、φ
VRパルスを再びハイレベルとし、垂直ラインレベルをV
VCにするとバイポーラトランジスタが順バイアスに振り
込まれ、エミッタ電位がVVCとなるべく、ベース電位に
収束する。図3に示すように、この場合垂直ラインVL
1 にはP11、P12、P21、P22のエミッタが共通接続さ
れており、したがって上記4つのバイポーラのベース
は、垂直ラインVL1 電位によりリセットされる。同様
の事がB13、B14、B23、B24ブロックのバイポーラト
ランジスタ、B31、B32、B41、B42ブロックのバイポ
ーラトランジスタB33、B34、B43、B44ブロックのバ
イポーラトランジスタについても同様に実行される。
Next, the pulse φ BR of the P-type MOS gate is set to the low level to turn on the P-type MOS, and Pij (ij =
1 to 4) the base potential of the bipolar transistor to V BR
And In this case, the voltage of V BR is set higher than V VC by at least about 1V. After the pulse φ BR to the P-type MOS gate is set to high level to turn off the P-type MOS,
Set the VR pulse to high level again and set the vertical line level to V
When it is set to VC , the bipolar transistor is biased to the forward bias, and the emitter potential converges to the base potential as much as V VC . As shown in FIG. 3, in this case, the vertical line VL
The 1 P 11, P 12, the emitter of the P 21, P 22 are commonly connected, thus the four bipolar base is reset by the vertical line VL 1 potential. The same applies to B 13 , B 14 , B 23 , and B 24 block bipolar transistors, B 31 , B 32 , B 41 , and B 42 block bipolar transistors B 33 , B 34 , B 43 , and B 44 block bipolar transistors. Is similarly executed.

【0024】次にφVRのパルスをローレベルにすると、
VL1 〜VL4 の垂直ラインはフローティングとなり、
各セルの光信号の蓄積期間(図4の4)にはいる。
Next, when the pulse of φ VR is set to low level,
The vertical lines of VL 1 to VL 4 become floating,
The optical signal storage period of each cell (4 in FIG. 4) is entered.

【0025】次に信号読出し容量Cj(j=1〜4)へ
信号を転送するためにパルスφT をハイレベルにする。
この場合、読出し容量をリセットする電位VCRを垂直ラ
インリセット電位VVCよりも低くセットしておく。この
ように電圧関係をセットしておくと、φT パルスにより
N型MOSスイッチM2 j(j=1〜4)がONすると
垂直ラインの電位がそれ以前の期間よりもさがり、再度
バイポーラトランジスタBij(ij=1〜4)が順バ
イアスに振り込まれる。この場合、各ブロック内で各セ
ルのうち最も光信号レベルが大きかったセルのバイポー
ラのベースエミッタバイアスが最も大きくなり、エミッ
タ電位は、そのブロック内のピーク光信号に応じた値と
なる。
Next, the pulse φ T is set to the high level in order to transfer the signal to the signal read capacitor Cj (j = 1 to 4).
In this case, the potential V CR for resetting the read capacity is set lower than the vertical line reset potential V VC . By setting the voltage relationship in this way, when the N-type MOS switch M 2 j (j = 1 to 4) is turned on by the φ T pulse, the potential of the vertical line becomes lower than that in the previous period, and the bipolar transistor Bij is again set. (Ij = 1 to 4) is transferred to the forward bias. In this case, the bipolar base-emitter bias of the cell having the highest optical signal level among the cells in each block becomes the highest, and the emitter potential becomes a value corresponding to the peak optical signal in the block.

【0026】φT パルスをローレベルにすると、B11
12、B21、B22ブロックでのピーク信号が容量C1
13、B14、B23、B24ブロックでのピーク信号が容量
3、B31、B32、B41、B42ブロックでのピーク信号が
容量C2 、B33、B34、B43、B44でのピーク信号が容
量C4 にそれぞれ読出される。
When the φ T pulse is set to low level, B 11 ,
The peak signal in the B 12 , B 21 , and B 22 blocks is the capacitance C 1 ,
The peak signals in the B 13 , B 14 , B 23 , and B 24 blocks are capacitors C 3 , B 31 , B 32 , B 41 , and the peak signals in the B 42 block are capacitors C 2 , B 33 , B 34 , and B 43. , B 44 are read to the capacitor C 4 , respectively.

【0027】シフトレジスタ2により走査パルスφ1
φ2 、φ3 、φ4 より容量に蓄積された信号が出力ライ
ン1を介してアンプ3より出力される。
The scan pulse φ 1 by the shift register 2,
The signals accumulated in the capacitors from φ 2 , φ 3 , and φ 4 are output from the amplifier 3 via the output line 1.

【0028】全センサは、2次元光情報が所望のブロッ
ク領域のピーク信号に圧縮され、シリアルに読出される
ため、センサ上に何かの物体光が検出されたかされなか
ったか等、広い領域でかつ高速に像を判別する手段とし
て極めて有効となる。
In all the sensors, the two-dimensional light information is compressed into a peak signal of a desired block area and read out serially. Therefore, it is possible to detect a certain object light on the sensor in a wide area. It is also extremely effective as a means for discriminating an image at high speed.

【0029】具体的には、カメラ、顕微鏡等をユーザー
が使用するためにのぞく場合、外部からパルス点滅して
いるLED光がユーザーの眼に当り、反射光を本発明の
センサで検出すれば、高速かつ高精度に上記LED光の
反射光をとらえユーザーの有無が判別することができ
る。これにより、装置の起動も容易にかけられることも
言うまでもない。
Specifically, when a user uses a camera, a microscope, or the like, the LED light blinking from the outside hits the user's eye and the reflected light is detected by the sensor of the present invention. The presence / absence of the user can be determined by capturing the reflected light of the LED light at high speed and with high accuracy. It goes without saying that this makes it possible to easily activate the device.

【0030】又、別の応用として、自動車の運転者(ド
ライバー)の眼の開閉を検出するのにも大いに役立つ。
上記方法により外部よりLED光をドライバーの眼にあ
てその反射光を本発明のセンサで受ける。反射光が通常
の角膜からの反射であれば、強度の強い信号が検出され
るが、ドライバーがねむくなり、まぶたがしまっている
期間が短くなると、反射光強度が低下する。平均的強度
よりもセンサ出力が低下した時、ドライバーにブザー、
いすの振動等警告すればいねむり防止装置も実現でき
る。
As another application, it is also very useful for detecting the opening / closing of the eyes of a driver of a vehicle.
By the above method, the LED light is externally applied to the driver's eye and the reflected light is received by the sensor of the present invention. If the reflected light is a normal reflection from the cornea, a strong signal is detected, but if the driver becomes sluggish and the eyelid period is shortened, the reflected light intensity decreases. When the sensor output falls below the average strength, the driver beeps.
A sneak prevention device can also be realized by issuing a warning such as chair vibration.

【0031】又、工場のラインで製品のラベルを検出す
るのにもブロックのピーク情報が役立つ。
The block peak information is also useful for detecting product labels on the factory line.

【0032】(実施例2)次に本発明の第2実施例につ
いて、等価回路図を図5、タイミングチャートを図4に
示し説明する。又、実施例1と同一箇所は同一記号もし
くは番号を記し、説明は省略する。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with an equivalent circuit diagram shown in FIG. 5 and a timing chart shown in FIG. Further, the same portions as those in the first embodiment are designated by the same symbols or numbers, and the description thereof will be omitted.

【0033】本第2実施例が第1実施例と異なるところ
は、各センサセルにベース電位制御用容量Cij(ij
=1〜4)を設け、逆バイアス蓄積動作を行う点であ
る。このような構成により読出し用の容量をリセットす
るスイッチが不要になる。
The second embodiment is different from the first embodiment in that each sensor cell has a base potential control capacitor Cij (ij).
= 1 to 4) are provided and the reverse bias accumulation operation is performed. With such a configuration, a switch for resetting the read capacity is unnecessary.

【0034】動作について次に説明する。φVC、φT
パルスをハイレベルにして垂直ラインVL1〜VL4及
び容量Ci(i=1〜4)をVVC電位に、リセットす
る。
The operation will be described below. The pulses of φ VC and φ T are set to the high level to reset the vertical lines VL1 to VL4 and the capacitors Ci (i = 1 to 4) to the V VC potential.

【0035】次にφBRパルスを中間レベルからローレベ
ルにし、P型MOSをON状態にしてベース電位をVBR
にリセットする。リセット後φBRパルスを中間レベルに
もどす。この状態で、バイポーラがOFF状態になって
いるようにVBRレベルを選択すれば良い。
Next, the φ BR pulse is changed from the intermediate level to the low level, the P-type MOS is turned on, and the base potential is changed to V BR.
Reset to. After reset, the φ BR pulse is returned to the intermediate level. In this state, the V BR level may be selected so that the bipolar is turned off.

【0036】次に、再びφVCパルスをハイレベルにして
垂直ラインVL1〜VL4をVVCレベルにした後、φBR
パルスを中間レベルからハイレベルにする。これにより
容量Cij(ij=1〜4)を介して各バイポーラのベ
ース電位は
Next, the φ VC pulse is again set to the high level to bring the vertical lines VL1 to VL4 to the V VC level, and then φ BR
Change the pulse from intermediate level to high level. This causes the base potential of each bipolar via the capacitance Cij (ij = 1 to 4).

【0037】[0037]

【外1】 だけ上昇する。この時、バイポーラが順方向に電流が流
れるバイアス量にリセット電圧VVC、VB12 を設定して
おけば良い。
[Outer 1] Only rises. At this time, the reset voltages V VC and V B12 may be set to the bias amount in which the bipolar current flows in the forward direction.

【0038】第1実施例と同様B11、B12、B21、B22
ブロックのバイポーラのエミッタは共通のVL1ライン
に接続されているため、ここから電流が流れ、エミッタ
電位VVCに対応したベース電位にリセットされる。その
他のバイポーラのブロックも同様である。電流が収束し
た後、φBRパルスを中間レベルにもどすとともに、リセ
ット用MOSのパルスφVCもローレベルにし、蓄積を開
始する。各セルはP型MOSPij(ij=1〜4)で
分離されている。蓄積終了後φBRパルスをハイレベルに
φT パルスをハイレベルにすると、各ブロックのピーク
信号が、各容量C1 〜C4 に読出される。その後の読出
しは、第1実施例と同様である。
Similar to the first embodiment, B 11 , B 12 , B 21 , B 22
Since the bipolar emitters of the block are connected to the common VL1 line, a current flows from there and the base potential corresponding to the emitter potential V VC is reset. The same applies to other bipolar blocks. After the current is converged, the φ BR pulse is returned to the intermediate level and the reset MOS pulse φ VC is also set to the low level to start the accumulation. Each cell is separated by P-type MOSPij (ij = 1 to 4). When the φ BR pulse is set to the high level and the φ T pulse is set to the high level after the accumulation is completed, the peak signal of each block is read to each of the capacitors C 1 to C 4 . The subsequent reading is the same as in the first embodiment.

【0039】(実施例3)第3実施例について、図7を
用いて説明する。同一箇所は同一記号及び数字で記し説
明は省略する。本実施例は第1実施例の垂直ラインVL
1〜VL4と対称性をそろえる配線を改良した。
(Embodiment 3) A third embodiment will be described with reference to FIG. The same parts are denoted by the same symbols and numerals, and the description is omitted. This embodiment is the vertical line VL of the first embodiment.
1 to VL4 have been improved to have the same symmetry.

【0040】垂直ラインVL1をバイポーラB32、B
33、B41、B42ブロック上にも50に示すように
延長してVL2と対称形状になるように又、垂直ライン
VL3をバイポーラB33、B34、B43、B44ブ
ロック上にも51に示すように延長してVL4と対称に
なるようにした。これにより垂直ラインの寄生容量をそ
ろえ各ブロックごとの読出しゲインをそろえることが可
能になり、ブロック間のバラツキが減少した。
The vertical line VL1 is connected to the bipolar B32, B
33, B41, and B42 are also extended as shown at 50 so as to have a symmetrical shape with VL2, and vertical lines VL3 are also extended as shown at 51 on bipolar B33, B34, B43, and B44 blocks. Symmetry with VL4. This makes it possible to align the parasitic capacitance of the vertical line and the read gain of each block, and reduce the variation between blocks.

【0041】(実施例4)第4実施例について、図8を
用いて説明する。第4実施例が第1〜第3実施例と異な
るところは各ピーク出力検出ブロックBL1〜BL4の
出力は一方向に読出さずに、上下に並列に読出すことに
より読出しスピードが向上した点である。61と72は
シフトレジスタ、62、63、68、69はブロックB
L1、BL2、BL3、BL4信号を読出す読出し回路
64、65、66、67は各ブロックの垂直出力線、7
0、71は水平出力線である。
(Fourth Embodiment) A fourth embodiment will be described with reference to FIG. The fourth embodiment is different from the first to third embodiments in that the outputs of the peak output detection blocks BL1 to BL4 are not read in one direction but are read vertically in parallel, thereby improving the read speed. is there. 61 and 72 are shift registers, 62, 63, 68 and 69 are block B
Readout circuits 64, 65, 66 and 67 for reading out the L1, BL2, BL3 and BL4 signals are vertical output lines of each block, 7
Reference numerals 0 and 71 are horizontal output lines.

【0042】(実施例5)第5実施例について、図9を
用いて説明する。本実施例では垂直出力線を2種類の配
線たとえば第1Al配線、第2Al配線を使用すること
によりブロック数を増加させた。BL11に対しては8
1出力線、BL12に対しては83、BL21に対して
は85、BL22に対しては87出力線を使用してこれ
らにはたとえばAl1配線、BL31ブロックに対して
は82出力線、BL32に対しては84出力線、BL4
1に対しては86、BL42に対しては88出力線で、
Al2配線を使用した。これらの出力線からの信号読出
し回路90〜97に並列に読出されシフトレジスタ98
で走査され99に出力される。以上説明した実施例を組
み合せれば、分割ブロック数は増加できることは言うま
でもない。
(Fifth Embodiment) A fifth embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the number of blocks is increased by using two kinds of vertical output lines, for example, the first Al wiring and the second Al wiring. 8 for BL11
One output line, 83 for BL12, 85 for BL21, and 87 for BL22 are used, for example, Al1 wiring, 82 output lines for BL31 block, and BL32 for BL32. 84 output lines, BL4
86 for 1 and 88 for BL42,
Al2 wiring was used. The signal reading circuits 90 to 97 from these output lines are read in parallel to the shift register 98.
Is scanned and output to 99. It goes without saying that the number of divided blocks can be increased by combining the embodiments described above.

【0043】(実施例6)次に第6実施例について図1
0を用いて説明する。本第6実施例は、センサの所望の
ブロック領域のピーク信号以外に通常の各ビットの読出
しも同時に実現したものである。100は、各ビット読
出しの駆動線のドライブ用垂直シフトレジスタである。
左から2列の画素のピーク信号と右から2列の画素のピ
ーク信号をたばねるためにMOSスイッチM5 j(j=
1〜4)を設けた。パルスφP により前者のピーク信号
は101に後者のピーク信号は102にあつまり、基準
レベルVREFとの比較を行うためにコンパレータ10
3、104に入力される。本実施例では各ブロックのピ
ーク信号はシリアルに変換せずに同時に出力され、か
つ、ある所望以上のピーク値になっているか否かの判定
信号が出力されるので、上記ピークデータから画像の状
態をすばやく判断することが可能になる。
(Sixth Embodiment) Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIG.
It will be described using 0. In the sixth embodiment, in addition to the peak signal of the desired block area of the sensor, normal reading of each bit is also realized at the same time. Reference numeral 100 is a vertical shift register for driving a drive line for reading each bit.
In order to generate the peak signals of the pixels in the two columns from the left and the peak signals of the pixels in the two columns from the right, a MOS switch M 5 j (j =
1-4) are provided. With the pulse φ P , the former peak signal is 101 and the latter peak signal is 102. That is, the comparator 10 is used for comparison with the reference level VREF.
3, 104 are input. In this embodiment, the peak signals of each block are simultaneously output without being serially converted, and a determination signal as to whether or not the peak value exceeds a certain desired value is output. It becomes possible to judge quickly.

【0044】一方、各画素に蓄積されたデータは、第1
実施例で説明したデバイス動作により各行の信号が垂直
シフトレジスタ100の走査に同期して出力される。
On the other hand, the data accumulated in each pixel is the first
The signal of each row is output in synchronization with the scanning of the vertical shift register 100 by the device operation described in the embodiment.

【0045】このように、画面の所望のブロックのピー
ク信号と各画素信号とが同時に出力されるため、ブロッ
クのピーク信号で、おおまかな画像情報が得られるとき
のみ各画素信号を読出す等の動作も可能になる。
As described above, since the peak signal of a desired block and each pixel signal of the screen are simultaneously output, each pixel signal is read out only when rough image information is obtained by the peak signal of the block. Operation is also possible.

【0046】(実施例7)次に本発明の第7実施例につ
いて、図11を用いて説明する。
(Embodiment 7) Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0047】第6実施例の場合、ある基準レベルVRE
Fとピーク信号との比較を行ったが、第7実施例では基
準レベルをセンサの暗時レベルにした点が異なる点であ
る。M6 j(j=1〜4)のMOSスイッチは、蓄積前
と蓄積後の出力を切換えるもので、そのスイッチはパル
スφS 、φN でコントロールされる。蓄積前にφN パル
スをハイレベルにしてその出力をMOSスイッチM62
64を介してそれぞれC68 の容量に蓄積する。光信
号蓄積後、φS パルスをハイレベルにして、その出力を
MOSスイッチM61とM63を介して容量C5 、C7 に蓄
積する。それぞれの値をコンンパレータ103、104
に入力することにより暗時を基準としたブロックのピー
ク信号が検出可能になる。
In the case of the sixth embodiment, a certain reference level VRE
Although F and the peak signal are compared, the difference is that the reference level is the dark level of the sensor in the seventh embodiment. The MOS switch of M 6 j (j = 1 to 4) switches the output before and after the accumulation, and the switch is controlled by the pulses φ S and φ N. Before the accumulation, the φ N pulse is set to the high level, and its output is accumulated in the capacitors C 6 C 8 via the MOS switches M 62 and M 64 , respectively. After accumulating the optical signal, the φ S pulse is set to the high level, and the output is accumulated in the capacitors C 5 and C 7 via the MOS switches M 61 and M 63 . Comparing the respective values with the comparators 103, 104
By inputting to, the peak signal of the block with reference to the dark time can be detected.

【0048】本実施例の構成を用いることにより、セン
サに光が入射したのかしていないのかが容易に判断でき
るばかりでなく、温度変動等が生じても、時時出力も光
照射時の出力も同様に変化するため、環境変化に対して
も安定した結果が得られるという利点がある。
By using the configuration of this embodiment, it is possible not only to easily determine whether or not light is incident on the sensor, but also the hourly output and the output at the time of light irradiation even if temperature fluctuations occur. Also has the advantage that stable results can be obtained against environmental changes.

【0049】(実施例8)次に本発明の第8実施例につ
いて図12を用いて説明する。本実施例においては、セ
ンサバイポーラB′ij(ij=1〜4)はエミッタを
2つ設け、一方のエミッタは各画素信号読出し専用にも
う一方のエミッタはピーク信号検出用に設けピーク信号
出力はアンプのゲートに接続する構成を採用した。
(Embodiment 8) Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the sensor bipolar B'ij (ij = 1 to 4) is provided with two emitters, one emitter is dedicated to reading each pixel signal, and the other emitter is provided for peak signal detection. We adopted a configuration that connects to the gate of the amplifier.

【0050】M7 i(i=1〜4)とM75によりMOS
アンプが構成され、各ブロックのピーク出力はM7
(i=1〜4)のゲートに入力される。又、ピーク検出
用垂直ラインをリセットするためにリセット用スイッチ
8 j(j=1〜4)とリセット用パルスφRS EM を設
けた。このような構成により各列のピーク出力の加算出
力がアンプ106から出力される。ここでいう加算は通
常の線型加算でなく各出力の平方根の加算となるが、ピ
ーク出力自身に線形性を要求しない用途には特に問題な
い。
MOS by M 7 i (i = 1 to 4) and M 75
An amplifier is configured, and the peak output of each block is M 7 i
It is input to the gate of (i = 1 to 4). Further, in order to reset the vertical line for peak detection, a reset switch M 8 j (j = 1 to 4) and a reset pulse φ RS EM was set up. With such a configuration, the addition output of the peak output of each column is output from the amplifier 106. The addition here is not the usual linear addition but the addition of the square root of each output, but there is no particular problem in applications where the peak output itself does not require linearity.

【0051】又、本実施例では、各列すべてのピーク値
を加算したが、これを各ブロックに分割し出力すること
も容易に達成できる。
Further, in this embodiment, the peak values of all the columns are added, but it is also possible to easily divide and output the peak values in each block.

【0052】本実施例では、センサ部に複数箇所のスポ
ット光が当たり、そのスポット光の数を算出するために
ピーク信号を利用し、各スポット光の位置関係は、各ビ
ット出力を利用することができ、高速で、上記画像処理
で実現できる。
In the present embodiment, the spot light is applied to the sensor section at a plurality of points, the peak signal is used to calculate the number of the spot lights, and the positional relationship of each spot light is to use each bit output. It can be realized by the above image processing at high speed.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明によれば、微小なスポット光の検
出が可能で処理速度の速い光電変換装置を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a photoelectric conversion device capable of detecting a minute spot light and having a high processing speed.

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

【図1】従来の光電変換装置を説明するための模式図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a conventional photoelectric conversion device.

【図2】本発明の一実施態様による光電変換装置の回路
構成図である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a photoelectric conversion device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例1による光電変換装置の回路構
成図である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a photoelectric conversion device according to a first embodiment of the present invention.

【図4】実施例1による光電変換装置の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the photoelectric conversion device according to the first embodiment.

【図5】本発明の実施例2による光電変換装置の回路構
成図である。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a photoelectric conversion device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】実施例2による光電変換装置の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the photoelectric conversion device according to the second embodiment.

【図7】本発明の実施例3による光電変換装置の回路構
成図である。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of a photoelectric conversion device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例4による光電変換装置の回路構
成図である。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram of a photoelectric conversion device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例5による光電変換装置の回路構
成図である。
FIG. 9 is a circuit configuration diagram of a photoelectric conversion device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例6による光電変換装置の回路
構成図である。
FIG. 10 is a circuit configuration diagram of a photoelectric conversion device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例7による光電変換装置の回路
構成図である。
FIG. 11 is a circuit configuration diagram of a photoelectric conversion device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施例8による光電変換装置の回路
構成図である。
FIG. 12 is a circuit configuration diagram of a photoelectric conversion device according to an eighth embodiment of the present invention.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 隣接する複数の光電変換要素からなる群
が複数個配設されている光電変換装置において、 前記複数個の群がそれぞれ各群のピーク信号を検出する
手段を具備することを特徴とする光電変換装置。
1. A photoelectric conversion device in which a plurality of groups of a plurality of adjacent photoelectric conversion elements are arranged, each of the plurality of groups includes means for detecting a peak signal of each group. And a photoelectric conversion device.
【請求項2】 前記複数の光電変換要素にはそれぞれ各
光電変換要素の信号を出力する手段が設けられている請
求項1に記載の光電変換装置。
2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein each of the plurality of photoelectric conversion elements is provided with means for outputting a signal of each photoelectric conversion element.
【請求項3】 請求項2に記載の光電変換装置と該光電
変換装置からの出力信号を処理する回路とを有する画像
処理装置。
3. An image processing device comprising the photoelectric conversion device according to claim 2 and a circuit for processing an output signal from the photoelectric conversion device.
【請求項4】 前記光電変換装置は単一の半導体集積回
路である請求項3に記載の画像処理装置。
4. The image processing device according to claim 3, wherein the photoelectric conversion device is a single semiconductor integrated circuit.
【請求項5】 前記光電変換要素はベースに光キャリア
を蓄積するバイポーラトランジスタである請求項1に記
載の光電変換装置。
5. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element is a bipolar transistor that stores photocarriers in a base.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7336309B2 (en) 2000-07-05 2008-02-26 Vision-Sciences Inc. Dynamic range compression method
EP1353791A4 (en) * 2000-11-27 2006-11-15 Vision Sciences Inc REDUCTION OF THE NOISE FLOOR IN IMAGE SENSORS
US9264637B2 (en) 2012-04-19 2016-02-16 Tohoku University Solid-state image pickup apparatus
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