JPH0918788A - Signal processing device, solid-state imaging device, and imaging method of this device - Google Patents

Signal processing device, solid-state imaging device, and imaging method of this device

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JPH0918788A
JPH0918788A JP7167407A JP16740795A JPH0918788A JP H0918788 A JPH0918788 A JP H0918788A JP 7167407 A JP7167407 A JP 7167407A JP 16740795 A JP16740795 A JP 16740795A JP H0918788 A JPH0918788 A JP H0918788A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体撮像装置において、キャリア転送時間を
短縮することを目的とする。 【解決手段】 光を電気信号に変換して信号出力線5、
9に出力する光電変換画素1から成る光電変換装置にお
いて、光電変換画素1の信号出力線5に、アンプの入力
部が容量結合し、該アンプ出力部がスイッチを介して該
信号出力線と接続することを特徴とする。また、アンプ
はエミッタフォロワ、又はソースフォロワないしは演算
増幅器であることを特徴とする。
An object of the present invention is to reduce carrier transfer time in a solid-state imaging device. SOLUTION: The signal output line 5, which converts light into an electric signal,
In the photoelectric conversion device including the photoelectric conversion pixel 1 for outputting to 9, the input portion of the amplifier is capacitively coupled to the signal output line 5 of the photoelectric conversion pixel 1, and the amplifier output portion is connected to the signal output line through a switch. It is characterized by doing. Further, the amplifier is characterized by being an emitter follower, a source follower or an operational amplifier.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子を有
する固体撮像装置に関し、特に固体撮像素子からの光信
号を効果的に処理する信号処理装置を具備する固体撮像
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device having a solid-state image pickup device, and more particularly to a solid-state image pickup device provided with a signal processing device for effectively processing an optical signal from the solid-state image pickup device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体技術の著しい発展にともな
い、CCDやMOS型に代表される固体撮像装置の性能
は大幅に向上し、ファクシミリ、スキャナー等、さまざ
まな製品に用いられる様になっている。それとともに、
固体撮像装置に要求される高感度化、高解像度化といっ
た特性向上の要求はもちろん、低電圧駆動に対する要求
も次第に高まっており、CCDにおいては最近では5V
電源で駆動できる製品も登場し、さらに低電圧で駆動す
るための開発が精力的になされている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the remarkable development of semiconductor technology, the performance of solid-state image pickup devices typified by CCD and MOS type has been greatly improved and has been used in various products such as facsimiles and scanners. . With it,
In addition to the demand for improved characteristics such as higher sensitivity and higher resolution required for solid-state imaging devices, the demand for low-voltage driving is also gradually increasing.
Products that can be driven by a power supply have also appeared, and development for driving at a lower voltage is being actively done.

【0003】ここで、従来用いられてきたXYアドレス
方式で増幅型の光電変換素子の1つであるバイポーラ型
固体撮像装置の例を図14、図15に示す。図14は固
体撮像素子の単位画素の等価回路図である。図におい
て、NPNトランジスタ3、PMOSトランジスタ1お
よび容量2で光電変換素子でもある単位画素が構成され
る。そこで、NPNトランジスタ3のベースが光子を受
光して光電キャリアを蓄積し、そのキャリアを浮遊状態
としたNPNトランジスタ3のエミッタに転送してキャ
リア出力信号とする。ここで、101はNPNトランジ
スタ3のベースを3レベルで駆動するリセットパルス供
給端子で、102はPMOSトランジスタ1をオン/オ
フしてベースキャリアを蓄積放電するパルスの供給端子
である。
14 and 15 show an example of a bipolar type solid-state image pickup device which is one of the conventionally used XY address type amplification type photoelectric conversion elements. FIG. 14 is an equivalent circuit diagram of a unit pixel of the solid-state image sensor. In the figure, the NPN transistor 3, the PMOS transistor 1, and the capacitor 2 constitute a unit pixel which is also a photoelectric conversion element. Therefore, the base of the NPN transistor 3 receives photons, accumulates photoelectric carriers, and transfers the carriers to the emitter of the NPN transistor 3 in a floating state to provide a carrier output signal. Here, 101 is a reset pulse supply terminal for driving the base of the NPN transistor 3 at three levels, and 102 is a pulse supply terminal for turning on / off the PMOS transistor 1 to accumulate and discharge the base carrier.

【0004】図15は、各光電変換素子がNPNトラン
ジスタ3ー1〜3ー4、PMOSトランジスタ1ー1〜
1ー4および容量2ー1〜2ー4から構成されていて、
このバイポーラ型光電変換素子を1次元状に4個配列し
た固体撮像装置である。各画素は端子101に与えられ
るパルスでリセット、読み出し等の動作を行ない、それ
らの信号は、NPNトランジスタ3ー1〜3ー4の各エ
ミッタに出力され、PMOSトランジスタ11ー1〜1
1ー4を介して蓄積容量12−1〜12−4に一旦読み
だされ、保持された後、走査回路SR30によりスイッ
チ手段のPMOSトランジスタ13ー1〜13ー4を順
次オンしてシリアル信号として各蓄積容量12−1〜1
2−4の光キャリア信号を出力端子111に転送され
る。
In FIG. 15, each photoelectric conversion element has NPN transistors 3-1 to 3-4 and PMOS transistors 1-1 to 1.
It is composed of 1-4 and capacity 2-1 to 2-4,
This is a solid-state imaging device in which four bipolar photoelectric conversion elements are arranged one-dimensionally. Each pixel performs operations such as resetting and reading with a pulse given to the terminal 101, and those signals are output to the emitters of the NPN transistors 3-1 to 3-4 and the PMOS transistors 11-1 to 1-1.
After being read out once and stored in the storage capacitors 12-1 to 12-4 via 1-4, the scanning circuit SR30 sequentially turns on the PMOS transistors 13-1 to 13-4 of the switch means to generate a serial signal. Each storage capacity 12-1 to 1
The optical carrier signals 2-4 are transferred to the output terminal 111.

【0005】ところで、この場合、1サイクルに必要な
時間は、おもに画素のリセット、信号読みだし時間およ
びシリアル転送時間を要するが、その大半はシリアル転
送時間に使われることが多かった。またこの時間は画素
数が多い程長くかかり、ラインセンサに対する複数行列
のエリアセンサになるとサイクル時間のほとんどが転送
時間になっていた。従って、像の有無を高速で検出する
といったディテクターとしての用途を考える場合、この
時間をいかに短くするかが問題となる。
By the way, in this case, the time required for one cycle mainly includes pixel resetting, signal reading time and serial transfer time, but most of them are often used for the serial transfer time. Further, this time is longer as the number of pixels is larger, and most of the cycle time is transfer time in the case of an area sensor having a plurality of rows and columns for the line sensor. Therefore, when considering the application as a detector such as detecting the presence or absence of an image at high speed, how to shorten this time becomes a problem.

【0006】本発明者は特開平6−268920号公報
において、複数の画素の平均化した信号を出力すること
によって、この時間を短縮できることを示した。ところ
が、上記発明ではエリアセンサの水平方向における信号
の平均化は容易であるものの、垂直方向の信号の平均化
は、2〜4画素程度の平均化が普通であり、それ以上は
チップサイズの増大を招くため困難であった。従って、
エリアセンサを用いた、高速で、しかも安価なディテク
ターは極めて困難だった。
The present inventor has shown in Japanese Patent Laid-Open No. 6-268920 that this time can be shortened by outputting an averaged signal of a plurality of pixels. However, in the above-mentioned invention, although it is easy to average the signals in the horizontal direction of the area sensor, the average of the signals in the vertical direction is usually about 2 to 4 pixels, and if it is more than that, the chip size increases. It was difficult to do so. Therefore,
It was extremely difficult to use a high-speed, low-cost detector that uses an area sensor.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明において、上記困
難点を解決するべくなされたもので、本発明の固体撮像
装置では、各画素の信号を前処理した信号出力と、1画
素毎の出力との両方を出力する機能を有した固体撮像装
置であって、上記前処理された信号出力は、1画素毎の
信号を出力する出力手段を通して出力されることを特徴
としている。
The present invention has been made to solve the above-mentioned difficulties, and in the solid-state image pickup device of the present invention, a signal output obtained by pre-processing the signal of each pixel and an output for each pixel. In the solid-state imaging device having a function of outputting both of the above, the preprocessed signal output is output through an output unit that outputs a signal for each pixel.

【0008】以下、図16を用いてその動作・作用を概
念的に説明する。図16において51−1〜51−8は
単位画素、50−1〜50−8は単位画素51−1〜5
1−8の画素信号を蓄積容量に保持し、その後シリアル
に出力線55に出力する転送手段、52−1〜52−8
は単位画素51−1〜51−8に接続されて前処理を行
なう前処理手段、53−1〜53−8は前処理手段の信
号をバッファするバッファ手段であり、54−1〜54
−8は転送手段50−1〜50−8とバッファ手段53
−1〜53−8を接続するスイッチング手段である。
尚、バッファ手段53−1〜53−8は必ずしも設ける
必要はない。
The operation and action will be conceptually described below with reference to FIG. In FIG. 16, 51-1 to 51-8 are unit pixels, and 50-1 to 50-8 are unit pixels 51-1 to 5-5.
Transferring means 52-1 to 52-8 for holding the pixel signals 1-8 in the storage capacitor and then serially outputting them to the output line 55.
Are pre-processing means connected to the unit pixels 51-1 to 51-8 to perform pre-processing, 53-1 to 53-8 are buffer means for buffering signals of the pre-processing means, and 54-1 to 54-54.
-8 is transfer means 50-1 to 50-8 and buffer means 53
It is a switching means for connecting -1 to 53-8.
The buffer means 53-1 to 53-8 are not necessarily provided.

【0009】本発明によれば、単位画素51−1〜51
−8の信号は、1画素毎の信号を保持する転送手段50
−1〜50−8に読み出された後、出力線55を介して
出力回路56を通って、端子57に出力される。一方、
前処理手段52−1〜52−8で適当な前処理が施され
た後、バッファ手段53−1〜53−8を通して転送手
段50−1〜50−8に転送され、端子57に出力され
る。ここで当然のことながら上記前処理しない信号と前
処理した後の信号の出力は、重ならず別の期間において
出力されなければならない。また前処理しない信号と前
処理後の信号を保持する転送手段50−1〜50−8に
おいてブロック化してミキシングした後、シリアル転送
して、出力することも可能である。
According to the present invention, the unit pixels 51-1 to 51-
The -8 signal is a transfer unit 50 that holds the signal for each pixel.
After being read by −1 to 50-8, it is output to the terminal 57 through the output circuit 56 via the output line 55. on the other hand,
After appropriate preprocessing is performed by the preprocessing means 52-1 to 52-8, the data is transferred to the transfer means 50-1 to 50-8 through the buffer means 53-1 to 53-8 and output to the terminal 57. . Here, as a matter of course, the output of the signal not subjected to the pre-processing and the output of the signal after the pre-processing must be output in different periods without overlapping. Further, it is also possible to perform a serial transfer after outputting after blocking and mixing in the transfer means 50-1 to 50-8 for holding the signal not pre-processed and the signal after pre-processing.

【0010】ここで、例えば保持、転送手段50−1〜
50−8は、図15に示した蓄積容量12−1〜12−
4と、スイッチ手段13−1〜13−4、および走査回
路30で実現でき、また前処理回路は後に示すようなク
ランプ回路によるFPN(Fixed Pattern
Noise)除去回路などを適用できる。
Here, for example, the holding and transferring means 50-1 to 50-1
50-8 is the storage capacitors 12-1 to 12- shown in FIG.
4 and the switch means 13-1 to 13-4 and the scanning circuit 30, and the preprocessing circuit is an FPN (Fixed Pattern) by a clamp circuit as described later.
Noise) removal circuit or the like can be applied.

【0011】また、図17において、図16と同一部分
は同一符号を付しているが、前処理手段52−1〜52
−8で前処理した信号をバッファ手段53−1〜53−
8でバッファした後で、複数列をブロック化し、保持、
転送手段に読みだすものである。この構成の場合、画素
の信号量を少なくすることができ、サイクル時間を大幅
に削減することができ、しかも保持、転送回路および出
力回路は、前処理をしない信号のものと共有することが
でき、大きなチップサイズ増大を伴わない。従って、通
常はこのブロックの出力を読みだし、この信号をもとに
ディテクト動作を行い、その結果必要に応じて各画素の
信号を1画素ずつ読みだすことによって、高速、低消費
電力でかつ低コストの固体撮像装置を提供することがで
きる。以下の実施例でこれをさらに詳細に説明する。
In FIG. 17, the same parts as those in FIG. 16 are designated by the same reference numerals, but the preprocessing means 52-1 to 52-2 are provided.
-8 buffer signals 53-1 to 53-
After buffering in 8, block multiple columns, hold,
It is read out to the transfer means. With this configuration, the signal amount of the pixel can be reduced, the cycle time can be significantly reduced, and the holding, transfer circuit and output circuit can be shared with the signal without preprocessing. , Without a large increase in chip size. Therefore, normally, the output of this block is read out, the detection operation is performed based on this signal, and as a result, the signal of each pixel is read out one pixel at a time, thereby achieving high speed, low power consumption, and low power consumption. A low-cost solid-state imaging device can be provided. This is explained in more detail in the examples below.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明による各実施の形態につい
て、その動作・作用とともに、図面を参照しつつ、以下
に詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings together with the operation and action thereof.

【0013】(実施例1)図1に本発明による第1の実
施例を示す。本実施例は光電変換素子として図14に示
したバイポーラ型光電変換素子を用い、これを1次元状
に4個並べたものである。図において、図15と同一符
号は同様な機能を有するものとする。加えて、上述の本
発明による動作・作用において説明した図16に示した
前処理手段としての結合容量5ー1〜5ー4とNMOS
トランジスタ6ー1〜6ー4と、バッファ手段としての
バッファ容量7ー1〜7ー4とNMOSトランジスタ9
ー1〜9ー4と、スイッチ手段としてのNMOSトラン
ジスタ16ー1〜16ー4とが備えられている。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a first embodiment according to the present invention. In this embodiment, the bipolar type photoelectric conversion element shown in FIG. 14 is used as the photoelectric conversion element, and four photoelectric conversion elements are arranged one-dimensionally. In the figure, the same symbols as those in FIG. 15 have the same functions. In addition, the coupling capacitors 5-1 to 5-4 and the NMOS as the preprocessing means shown in FIG.
Transistors 6-1 to 6-4, buffer capacitors 7-1 to 7-4 as buffer means, and NMOS transistor 9
-1 to 9-4 and NMOS transistors 16-1 to 16-4 as switching means are provided.

【0014】以下、本実施例の動作を図4のタイミング
チャートを用いて説明する。まず、端子105および1
04、107にHighレベルのパルスを入力し、NM
OSトランジスタ9−1〜9−4,6−1〜6−4およ
び11−1〜11−4を導通状態とする。
The operation of this embodiment will be described below with reference to the timing chart of FIG. First, terminals 105 and 1
Input a high level pulse to 04 and 107, and
The OS transistors 9-1 to 9-4, 6-1 to 6-4 and 11-1 to 11-4 are turned on.

【0015】時刻T0において、端子101にLowレ
ベルのパルスを印加すると、PMOSトランジスタ1−
1〜1−4が導通し、各光電変換素子のベース領域が端
子102に与えられる電圧にリセットされる(第1のリ
セット)。その後、端子101のパルスがMiddle
レベルになり、各PMOSトランジスタ1−1〜1−4
のゲート−ソース間電圧VGSが、PMOSトランジスタ
のしきい値Vth以下になると、PMOSトランジスタ1
−1〜1−4は非導通状態になり、第1のリセットは終
了する。
At time T0, when a low level pulse is applied to the terminal 101, the PMOS transistor 1-
1 to 1-4 become conductive, and the base region of each photoelectric conversion element is reset to the voltage applied to the terminal 102 (first reset). After that, the pulse of the terminal 101 is Middle
It becomes the level, and each PMOS transistor 1-1 to 1-4
When the gate-source voltage VGS of the transistor becomes equal to or lower than the threshold value Vth of the PMOS transistor, the PMOS transistor 1
-1 to 1-4 are turned off, and the first reset ends.

【0016】さらに、時刻T1になると、端子106に
Highレベルのパルスが印加され、NMOSトランジ
スタ10−1〜10−4が導通し、各画素のNPNトラ
ンジスタのエミッタ電位がリセット電位(図ではGN
D)にリセットされる。
Further, at time T1, a high level pulse is applied to the terminal 106, the NMOS transistors 10-1 to 10-4 become conductive, and the emitter potential of the NPN transistor of each pixel is reset to the reset potential (GN in the figure).
D) is reset.

【0017】その後、時刻T2において、端子101に
Highレベルのパルスが印加されるとPMOSトラン
ジスタ1−1〜1−4は非導通状態のままで、容量2−
1〜2−4を介した容量結合によりNPNトランジスタ
のベース電位が上昇し、ベース・エミッタ間電圧が順バ
イアスされ、NPNトランジスタ3ー1〜3ー4はエミ
ッタフォロア動作を行い、浮遊状態であるベース領域上
のホールが光再結合され、その結果ベース電圧はリセッ
トされる(第2のリセット)。
After that, at time T2, when a high level pulse is applied to the terminal 101, the PMOS transistors 1-1 to 1-4 remain in the non-conducting state and the capacitance 2-
The base potential of the NPN transistor rises due to capacitive coupling through 1 to 2-4, the base-emitter voltage is forward biased, and the NPN transistors 3-1 to 3-4 perform an emitter follower operation and are in a floating state. The holes on the base region are optically recombined, so that the base voltage is reset (second reset).

【0018】このリセットが終了すると、時刻T3にお
いて、端子101のパルスがMiddleレベルまで立
ち下がり、今度は各画素のベース電位は負側にふられ、
ベース・エミッタ間電圧は逆バイアス状態になりこの時
点で蓄積動作が開始される(第1の蓄積動作)。
When this reset is completed, at time T3, the pulse of the terminal 101 falls to the Middle level, and the base potential of each pixel is shifted to the negative side this time.
The base-emitter voltage is in a reverse bias state, and the storage operation is started at this point (first storage operation).

【0019】つぎに所定の蓄積時間が経過した後、時刻
T4において、端子106のパルスがLowレベルまで
立ち下がると、NMOSトランジスタ11−1〜11−
4が非導通状態になり、各画素トランジスタ3ー1〜3
ー4のエミッタと容量12−1〜12−4が浮遊状態に
なる。
Next, after a lapse of a predetermined accumulation time, at time T4, when the pulse of the terminal 106 falls to the Low level, the NMOS transistors 11-1 to 11-.
4 becomes non-conductive, and each pixel transistor 3-1 to 3-3
-4 emitter and capacitors 12-1 to 12-4 are in a floating state.

【0020】そして、時刻T5において、端子101に
Highレベルのパルスが印加されると各画素のベース
電位は容量2−1〜2−4を介して正側にふられ、各画
素のNPNトランジスタ3−1〜3−4のベース・エミ
ッタ間電圧が順バイアス状態になり、したがって各画素
で光電変換されベース領域に蓄積された信号はそれぞ
れ、蓄積容量12−1〜12−4および結合容量5−1
〜5−4に読み出される。
Then, at time T5, when a high-level pulse is applied to the terminal 101, the base potential of each pixel is shifted to the positive side via the capacitors 2-1 to 2-4, and the NPN transistor 3 of each pixel is applied. The base-emitter voltages of −1 to 3-4 are in a forward bias state, and therefore the signals photoelectrically converted in each pixel and stored in the base region are respectively storage capacitors 12-1 to 12-4 and a coupling capacitor 5-. 1
˜5-4.

【0021】その後、読みだし動作が終了する直前の時
刻T6において、端子105のパルスが立ち下がり、N
MOSトランジスタ9−1〜9−4が非導通状態にな
る。
After that, at time T6 immediately before the end of the read operation, the pulse at the terminal 105 falls, and N
MOS transistors 9-1 to 9-4 are turned off.

【0022】そうして、時刻T7において、端子101
のパルスが立ち下がり、容量2−1〜2−4を介してN
PNトランジスタ3ー1〜3ー4がオフとなり、読みだ
し動作が終了する。
Then, at time T7, the terminal 101
Pulse of N falls through the capacitors 2-1 to 2-4
The PN transistors 3-1 to 3-4 are turned off, and the reading operation is completed.

【0023】その後、時刻T8になると、端子106に
再びHighレベルのパルスが印加され、各画素NPN
トランジスタ3ー1〜3ー4のエミッタがリセット電圧
(図ではGND)にリセットされると、バッファ容量7
−1〜7−4の電圧は結合容量5−1〜5−4による容
量結合のため負側にふられる。ここで、結合容量5−1
〜5−4に読みだされた信号をVR 、ふられた後の信号
をVR’とすると VR’=−CC ×VR /(CC +CT +CS ) ……(1) CC :結合容量5−1〜5−4の容量値 CT :バッファ容量7−1〜7−4の容量値 CS :NMOSトランジスタ8−1〜8−4のゲート容
量を含む寄生容量 で表される。またNMOSトランジスタ10ー1〜10
ー4がオンなので、蓄積容量12−1〜12−4に読み
だされた信号もリセットされる。
After that, at time T8, a high level pulse is applied to the terminal 106 again, and each pixel NPN
When the emitters of the transistors 3-1 to 3-4 are reset to the reset voltage (GND in the figure), the buffer capacitance 7
The voltages of -1 to 7-4 are applied to the negative side due to capacitive coupling by the coupling capacitors 5-1 to 5-4. Here, the coupling capacitance 5-1
Let V R be the signal read to 5-4 and V R 'be the signal after being touched: V R ' = -C C × V R / (C C + C T + C S ) ... (1) C C : Coupling capacitance 5-1 to 5-4 capacitance value C T : Buffer capacitance 7-1 to 7-4 capacitance value C S : Parasitic capacitance including gate capacitance of NMOS transistors 8-1 to 8-4 expressed. In addition, NMOS transistors 10-1 to 10
Since -4 is on, the signals read to the storage capacitors 12-1 to 12-4 are also reset.

【0024】次に、時刻T9〜T14まではNMOSト
ランジスタ9ー1〜9ー4がオフである違いはあるが、
T0〜T4と同様に動作し、再び光電変換素子をリセッ
トし、光キャリアの蓄積を行った後(第2の蓄積)、時
刻T14において読み出し動作を行なう。その時(1)
式の電圧のうえに信号電圧が読みだされるため、結果と
して第1の蓄積期間と第2の蓄積期間で光電変換された
信号の差信号がバッファ容量7−1〜7−4に保持され
る。
Next, from time T9 to T14, there is a difference that the NMOS transistors 9-1 to 9-4 are off.
The same operation as T0 to T4 is performed, the photoelectric conversion element is reset again, and the photocarrier is accumulated (second accumulation), and then the read operation is performed at time T14. At that time (1)
Since the signal voltage is read out on top of the voltage of the formula, as a result, the difference signal between the signals photoelectrically converted in the first accumulation period and the second accumulation period is held in the buffer capacitors 7-1 to 7-4. It

【0025】その後、時刻T16において、端子106
にHighレベルのパルスを印加し蓄積容量12−1〜
12−4を再びリセットした後、時刻T17において、
端子113にHighレベルのパルスを入力しNMOS
トランジスタ16−1〜16−4を導通させるとバッフ
ァ容量7−1〜7−4の信号が蓄積容量12−1〜12
−4に転送される。
Thereafter, at time T16, the terminal 106
High level pulse is applied to the storage capacitor 12-1 to
After resetting 12-4 again, at time T17,
High-level pulse is input to the terminal 113 and NMOS
When the transistors 16-1 to 16-4 are turned on, the signals of the buffer capacitors 7-1 to 7-4 are stored in the storage capacitors 12-1 to 12-12.
-4.

【0026】この後、時刻T18において、端子10
4、107がLOWレベルとなって、NMOSトランジ
スタ6ー1〜6ー4と、11ー1〜11ー4がオフし、
そしてNMOSトランジスタ16−1〜16−4を非導
通とする。
Thereafter, at time T18, the terminal 10
4, 107 becomes LOW level, the NMOS transistors 6-1 to 6-4 and 11-1 to 11-4 are turned off,
Then, the NMOS transistors 16-1 to 16-4 are turned off.

【0027】そうして、時刻T19以降、出力線40を
リセットしながら走査回路30を動作させ蓄積容量12
−1〜12−4の信号を順次シリアルに出力端子111
に転送して一連の動作が終了する。ここで第1の蓄積時
間を非常に短く設定すると、第1の読み出し動作では、
暗時に相当する信号が得られるため、その後の第2の蓄
積、読み出しで得られた信号との差分演算を行うことに
より、FPNを除去することができる。
Then, after the time T19, the scanning circuit 30 is operated while the output line 40 is reset, and the storage capacitor 12
The signals from -1 to 12-4 are output serially in sequence.
To end the series of operations. If the first accumulation time is set to be very short here, in the first read operation,
Since the signal corresponding to the dark time is obtained, the FPN can be removed by performing the difference calculation with the signal obtained by the subsequent second accumulation and reading.

【0028】また第1の蓄積時間と第2の蓄積時間を同
じにし、第2の蓄積期間中にLED等の光源で被写体を
照らすと、屋外等の外光のある環境下においても外光成
分を除去することができ、正確な物体検出がおこなえ
る。
When the first accumulation time and the second accumulation time are set to be the same and the subject is illuminated with a light source such as an LED during the second accumulation period, the outside light component can be obtained even in an environment with outside light such as outdoors. Can be removed, and accurate object detection can be performed.

【0029】以上の動作は、前処理を施した場合の信号
出力の例であるが、各画素の信号をそのまま出力する場
合は、図5のタイミングチャートに示す駆動を行えばよ
い。図5は図4の一部を修正したもので蓄積を2回行っ
て、端子113をT17でもLowのままで、最終的に
読みだされる信号は第2の蓄積動作における信号であ
り、時刻T0から時刻T9までの期間は省略しても全く
問題はない。
The above operation is an example of signal output when pre-processing is performed, but when the signal of each pixel is output as it is, the drive shown in the timing chart of FIG. 5 may be performed. FIG. 5 is a modification of FIG. 4 in that the accumulation is performed twice, the terminal 113 remains low even at T17, and the signal finally read is the signal in the second accumulation operation. There is no problem even if the period from T0 to time T9 is omitted.

【0030】図5では、端子113は常にLowレベル
であり、NMOSトランジスタ15−1〜15−5は常
時非導通状態にあるので、クランプ回路部で行われる演
算は蓄積容量12−1〜12−4には全く影響せず、従
来通り読み出し時には各画素の信号は蓄積容量12−1
〜12−4に直接読み出され、リセットされず、その
後、走査回路30によりシリアル出力される。クランプ
処理を行なうと、(1)式に示したように、出力が低下
するため室内等比較的低輝度の被写体を検出する場合
等、センサ信号を直接読み出すほうが検出感度向上のた
め効果的である。
In FIG. 5, since the terminal 113 is always at the Low level and the NMOS transistors 15-1 to 15-5 are always in the non-conducting state, the calculation performed in the clamp circuit section is the storage capacitors 12-1 to 12-. 4 is not affected at all and the signal of each pixel is stored in the storage capacitor 12-1 at the time of reading as usual.
12-4 are directly read out, are not reset, and are thereafter serially output by the scanning circuit 30. When the clamp process is performed, as shown in the equation (1), it is more effective to directly read the sensor signal in order to improve the detection sensitivity, for example, in the case of detecting a relatively low-luminance subject such as in a room because the output is reduced. .

【0031】ここで、図1においては、前処理回路をク
ランプ回路を用いた差分演算回路とした例を示したが、
図2に示すように、各垂直出力線にスイッチ手段17−
1〜17−4を介して、保持容量18−1〜18−8を
2つずつ設け、さらに隣接画素間で保持容量を導通させ
るスイッチ手段を設け、その出力を転送スイッチ9−1
〜9〜4を介して、NPNトランジスタ3−1〜3−4
のエミッタ端子に接続することにより、前処理を隣接画
素間の信号平均化にすることもできる。
Here, FIG. 1 shows an example in which the preprocessing circuit is a differential operation circuit using a clamp circuit.
As shown in FIG. 2, each vertical output line has a switch means 17-
1 to 17-4, two holding capacitors 18-1 to 18-8 are provided, and a switch means for electrically connecting the holding capacitors between adjacent pixels is provided, and the output thereof is transferred to the transfer switch 9-1.
9 to 4 through NPN transistors 3-1 to 3-4
The pre-processing can also be performed by averaging signals between adjacent pixels by connecting to the emitter terminal of.

【0032】その他、図3に示すように、容量5−1〜
5−4をなくし、容量35−1〜35−4に、容量12
−1〜12−4に読み出された信号とは異なる時点の光
電変換信号を保持させることにより、異なる蓄積時間の
信号をシリアルに読み出すことができる他、本構成で画
素を2次元配列すると、各垂直方向の画素列の最大信号
を容量35−1〜35−4に保持し、これらを各画素の
信号とは別なタイミングで出力することも可能となる。
In addition, as shown in FIG.
5-4 is eliminated, and the capacities 35-1 to 35-4 are replaced by the capacities 12
By holding the photoelectric conversion signals at different time points from the signals read by -1 to 12-4, signals with different storage times can be serially read out, and when the pixels are arranged two-dimensionally with this configuration, It is also possible to hold the maximum signals of the pixel columns in each vertical direction in the capacitors 35-1 to 35-4 and output these at timings different from the signals of the pixels.

【0033】また、前処理回路としては、オペアンプを
用いた演算回路等を用いてもよい。
An arithmetic circuit using an operational amplifier may be used as the preprocessing circuit.

【0034】(実施例2)図6に本発明による第2の実
施例を示す。図6において図1又は図15と同一符号の
ものは同様な機能を有するものとして詳細な説明は省略
する。本実施例で用いた光電変換素子は図7に示すよう
にエミッタ端子を2個有するNPNトランジスタ33、
PMOSトランジスタ1および容量手段2からなり、さ
らにエミッタ端子2個のうち1つは画素ブロックを形成
する他の画素間で共通接続され、ブロックを構成する画
素の最高電圧がバッファ容量7ー1、7ー2に蓄積さ
れ、蓄積容量12ー1、12ー3に転送されて、走査回
路SR30の走査により、蓄積容量12ー1、12ー3
の蓄積量を端子111から出力される。
(Embodiment 2) FIG. 6 shows a second embodiment according to the present invention. 6, those having the same reference numerals as those in FIG. 1 or FIG. 15 have the same functions, and detailed description thereof will be omitted. The photoelectric conversion element used in this embodiment is an NPN transistor 33 having two emitter terminals, as shown in FIG.
It is composed of a PMOS transistor 1 and a capacitance means 2, and one of the two emitter terminals is commonly connected between the other pixels forming the pixel block, and the maximum voltage of the pixels forming the block is the buffer capacitance 7-1, 7 -2 is stored in the storage capacitors 12-1, 12-3 and is transferred to the storage capacitors 12-1, 12-3, and the storage capacitors 12-1, 12-3 are scanned by the scanning circuit SR30.
The accumulated amount of is output from the terminal 111.

【0035】本実施例の駆動方法は、おおむね第1の実
施例の図4又は図5に準じ、端子103は端子106と
同じタイミングで駆動されて、リセット、蓄積を行な
う。従って、通常はこのブロックの出力を読み出し、ブ
ロック中の最高感度を有する画素の蓄積キャリアを出力
するので、この信号をもとにディテクト動作を行なう。
この回路動作の結果、必要に応じて各画素の信号を1画
素ずつ読み出すことも可能であり、ブロックとして複数
画素の最高感度の画素の出力を得ることとなるので、撮
像感度が向上し、また信号量を大幅に圧縮することがで
き、サイクル時間の短縮、低消費電力化に大きな効果を
もたらす。
The driving method of the present embodiment is generally based on FIG. 4 or FIG. 5 of the first embodiment, and the terminal 103 is driven at the same timing as the terminal 106 to perform reset and accumulation. Therefore, normally, the output of this block is read and the accumulated carrier of the pixel having the highest sensitivity in the block is output, so that the detect operation is performed based on this signal.
As a result of this circuit operation, it is possible to read out the signal of each pixel one pixel at a time as required, and it is possible to obtain the output of the pixel having the highest sensitivity of a plurality of pixels as a block. The signal amount can be significantly compressed, which has a great effect on shortening the cycle time and reducing power consumption.

【0036】(実施例3)図8に本発明による第3の実
施例を示す。図8において図1、図6又は図15と同一
符号のものは同様な機能を有するものとして詳細な説明
は省略する。本実施例は第2の実施例をさらに改良した
ものでクランプ回路の出力側の容量7−1,7−2にN
PNトランジスタ8ー1、8ー2を設け、それらのエミ
ッタ端子を共通接続した後、定電流源15を設け、端子
112を出力としたものである。
(Embodiment 3) FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. In FIG. 8, those having the same reference numerals as those in FIG. 1, FIG. 6 or FIG. This embodiment is a modification of the second embodiment, in which the capacitances 7-1 and 7-2 on the output side of the clamp circuit are N.
The PN transistors 8-1 and 8-2 are provided, their emitter terminals are commonly connected, and then the constant current source 15 is provided, and the terminal 112 is used as an output.

【0037】本実施例によるとクランプ動作の後、バッ
ファ容量7−1,7−2に出力された信号は走査回路3
0を動作させることなく、ただちにその最大値が端子1
12に出力されるため、実施例2に対してさらにサイク
ル時間が短く消費電力も節約できる。なお、本実施例で
はNPNトランジスタを用いたがPNPトランジスタを
用いたエミッタフォロア回路にすると出力端子112に
はブロック信号の最小値が得られる。従って、本実施例
は信号量が所定の値以上(以下)かどうかを検出し、そ
の結果、必要な時のみ各ブロックまたは各画素の信号を
読みだすといった駆動が可能であり、光電変換の目的に
従って光電変換出力を得ることができて効果的である。
According to this embodiment, after the clamping operation, the signals output to the buffer capacitors 7-1 and 7-2 are the scanning circuit 3
Without operating 0, its maximum value is immediately terminal 1
Since it is output to 12, the cycle time is shorter than that in the second embodiment, and power consumption can be saved. Although the NPN transistor is used in this embodiment, the minimum value of the block signal can be obtained at the output terminal 112 by using the emitter follower circuit using the PNP transistor. Therefore, in this embodiment, it is possible to detect whether the signal amount is equal to or more than (or less than) a predetermined value, and as a result, drive such that the signal of each block or each pixel is read out only when necessary. Therefore, it is effective that the photoelectric conversion output can be obtained.

【0038】また、図8において、バッファ容量7−
1,7−2は、NMOSトランジスタ9−1,9−2に
よりGND電位にリセットされるように図示されている
が、図9に示すように、リセット電源端子131を設
け、NPNトランジスタ8−1,8−2のベース・エミ
ッタ間バイアスが、充分準バイアスされるような電圧に
設定したほうが微小信号出力をも十分読み出すことがで
きる。
Further, in FIG. 8, the buffer capacity 7-
1, 7-2 are illustrated as being reset to the GND potential by the NMOS transistors 9-1 and 9-2, the reset power supply terminal 131 is provided and the NPN transistor 8-1 is provided as shown in FIG. , 8-2 is set to a voltage such that the base-emitter bias is sufficiently quasi-biased, the minute signal output can be sufficiently read.

【0039】さらに、図8において、バッファ容量7−
1,7−2の信号は、定電流源15を用いたエミッタフ
ォロア回路を用いて読み出されるため、NPNトランジ
スタ8−1,8−2の電流増幅率をβ,定電流源15の
電流値をI0 、バッファ容量の容量値をCB とすると、
読み出し時間TR の間に、バッファ容量の信号電圧は、 {(I0/β )×TR }/CB ………(2) だけ、低下することになる。従って、エミッタフォロア
回路を図10に示すダーリントン接続のエミッタフォロ
アにすると、信号電圧低下分は {(I0/β2 )×TR }/CB ………(3) に低減することができる。例えば、電流増幅率βが10
00程度、I0 が数μA,CB が数pFであれば、事実
上信号電圧の低下をなくすことができる。
Further, in FIG. 8, the buffer capacity 7-
Since the signals 1 and 7-2 are read using the emitter follower circuit using the constant current source 15, the current amplification factor of the NPN transistors 8-1 and 8-2 is β, and the current value of the constant current source 15 is If I0 and the capacity value of the buffer capacity are CB,
During the read time TR, the signal voltage of the buffer capacity is reduced by {(I0 / β) × TR} / CB (2). Therefore, if the emitter follower circuit is a Darlington connection emitter follower shown in FIG. 10, the signal voltage drop can be reduced to {(I0 / β 2 ) × TR} / CB (3). For example, the current amplification factor β is 10
If I0 is several .mu.A and CB is several pF, the drop of the signal voltage can be virtually eliminated.

【0040】(実施例4)図11に本発明による第4の
実施例を示す。図11において図1、図15等と同一符
号のものは同様な機能を有するものとして詳細な説明は
省略する。実施例1〜3ではバッファ容量7−1〜7−
4(7−1〜7−2)と蓄積容量12−1〜12−4が
スイッチ16−1〜16−4(16−1〜16−2)を
介して接続されるためその転送ゲインは CT /(CT +CT2+CS2) (4) CT :バッファ容量7−1〜7−4の容量値 CT2:蓄積容量12−1〜12−4の容量値 CS2:NMOS16−1〜16−4のゲート容量を含む
バッファ容量及び7−1〜7−4と蓄積容量12−1〜
12−4の間の寄生容量 となり、通常この値は0.3〜0.4程度であった。本
実施例ではバッファ容量7−1、7−2に、NPNトラ
ンジスタ8−1、8−2からなるエミッタフォロア回路
を設け、その出力をスイッチ16ー1、16ー2を介し
て蓄積容量12−1、12−3に接続するようにした。
従って、寄生容量等CS2の容量値が極小となり、ほとん
ど損失なく蓄積容量12−1〜12−4に転送すること
ができ、センサからの信号量が小さい時等に効果的であ
る。
(Fourth Embodiment) FIG. 11 shows a fourth embodiment according to the present invention. In FIG. 11, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 15 have the same functions, and detailed description thereof will be omitted. In Examples 1 to 3, buffer capacities 7-1 to 7-
4 (7-1 to 7-2) and the storage capacitors 12-1 to 12-4 are connected via the switches 16-1 to 16-4 (16-1 to 16-2), the transfer gain is C T / (C T + C T2 + C S2 ) (4) C T : capacity value of buffer capacity 7-1 to 7-4 C T2 : capacity value of storage capacity 12-1 to 12-4 C S2 : NMOS 16-1 to A buffer capacity including a gate capacity of 16-4 and 7-1 to 7-4 and a storage capacity 12-1 to
It becomes a parasitic capacitance between 12 and 4, and this value is usually about 0.3 to 0.4. In this embodiment, an emitter follower circuit including NPN transistors 8-1 and 8-2 is provided in the buffer capacitors 7-1 and 7-2, and the output of the emitter follower circuit is stored in the storage capacitors 12- through the switches 16-1 and 16-2. It was made to connect to 1 and 12-3.
Therefore, the capacitance value of the parasitic capacitance C S2 is minimized, and the capacitance can be transferred to the storage capacitors 12-1 to 12-4 with almost no loss, which is effective when the signal amount from the sensor is small.

【0041】(実施例5)図12に本発明による第5の
実施例を示す。図12において図1、図15等と同一符
号のものは同様な機能を有するものとして詳細な説明は
省略する。本実施例は実施例3と実施例4を組み合わせ
たもので実施例4においてNPNトランジスタ8−1,
8−2のエミッタをNMOSトランジスタ17で接続す
るようにし、端子112からブロック出力の最大値を取
り出すことができるようにしたものである。実施例3で
説明したようにバッファ容量7ー2の光量キャリアを即
座にブロックの最大出力をえることができ、その後端子
114にHigh電圧のパルスを印加すれば、バッファ
容量7ー1の光量キャリアをも出力できて、各ブロック
の出力も損失なく読みだすことができる。
(Embodiment 5) FIG. 12 shows a fifth embodiment of the present invention. In FIG. 12, the same reference numerals as those in FIG. 1 and FIG. 15 have the same functions, and detailed description thereof will be omitted. This embodiment is a combination of the third and fourth embodiments. In the fourth embodiment, the NPN transistor 8-1,
The emitter of 8-2 is connected by the NMOS transistor 17, and the maximum value of the block output can be taken out from the terminal 112. As described in the third embodiment, the maximum output of the block can be immediately obtained for the light quantity carrier of the buffer capacity 7-1, and if a high voltage pulse is applied to the terminal 114 thereafter, the light quantity carrier of the buffer capacity 7-1 can be obtained. Can also be output, and the output of each block can be read without loss.

【0042】(実施例6)図13に本発明による第6の
実施例を示す。図13において図1、図15等と同一符
号のものは同様な機能を有するものとして詳細な説明は
省略する。本実施例は実施例5に対して光電変換素子を
2次元状に配列したもので、縦2画素、横2画素でブロ
ックを構成し、4×4のエリアセンサとして行列2ブロ
ックづつを示し、その出力は、クランプ回路を通して容
量7−1〜7−4に読み出される一方で、各画素の信号
は垂直シフトレジスタ31によって駆動される蓄積容量
12−1〜12−4に読み出される。端子1から時系列
的に3レベルのパルスが印加され、上述の各画素のリセ
ット、蓄積のタイミングを指示し、端子115、116
からクロックとタイミング信号を入力された垂直シフト
レジスタ31から順次パルス信号を出力され、各スイッ
チをオン・オフして各画素を走査する。その走査信号と
各端子からの印加パルス信号に応じて、各画素となるエ
ミッタ端子を2個有するNPNトランジスタ3ー1〜3
ー16のベースに蓄積された光キャリア出力信号を、一
方では蓄積容量12ー1〜12ー4に、他方ではブロッ
ク的な動作による結合容量5ー1〜5ー4を介してバッ
ファ容量7ー1〜7ー4に転送蓄積される。
(Embodiment 6) FIG. 13 shows a sixth embodiment of the present invention. In FIG. 13, those having the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 15 have the same functions, and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, photoelectric conversion elements are arranged two-dimensionally in comparison with the fifth embodiment, and a block is composed of two pixels in the vertical direction and two pixels in the horizontal direction, and two matrix blocks are shown as a 4 × 4 area sensor. The output is read to the capacitors 7-1 to 7-4 through the clamp circuit, while the signal of each pixel is read to the storage capacitors 12-1 to 12-4 driven by the vertical shift register 31. A three-level pulse is applied in time series from the terminal 1 to instruct the timing of resetting and accumulating each pixel described above, and the terminals 115 and 116
The pulse signal is sequentially output from the vertical shift register 31 to which the clock and the timing signal are input, and each switch is turned on / off to scan each pixel. According to the scanning signal and the pulse signal applied from each terminal, NPN transistors 3-1 to 3-3 each having two emitter terminals to be pixels
The optical carrier output signal stored in the base of the buffer 16 is stored in the storage capacitors 12-1 to 12-4 on the one hand, and the buffer capacity 7-through the coupling capacitors 5-1 to 5-4 by the block operation on the other hand. 1 to 7-4 are transferred and accumulated.

【0043】そうして、端子106のHighパルスに
て蓄積容量12ー1〜12ー4をリセットして、スイッ
チ手段16ー116ー4を介してブロックの最大電荷で
あるバッファ容量7ー1〜7ー4の容量電荷を転送し、
順次端子111から出力する。また、端子114からの
印加パルスによって、全16画素の最大蓄積キャリアに
相当する光電変換出力を端子112から得ることができ
る。
Then, the storage capacitors 12-1 to 12-4 are reset by the high pulse of the terminal 106, and the buffer capacitors 7-1 to 1-7, which are the maximum charges of the block, are switched via the switch means 16-116-4. Transfer the 7-4 capacity charge,
The signals are sequentially output from the terminal 111. Further, by the applied pulse from the terminal 114, the photoelectric conversion output corresponding to the maximum accumulated carriers of all 16 pixels can be obtained from the terminal 112.

【0044】本実施例によれば、光電変換画素と垂直走
査回路を加えてエリアセンサとして第5の実施例よりも
広範な撮像領域が得えられるため、より高精度のより高
感度の検出動作が実現できる。また、本実施例による垂
直列をブロック化し、各画素の平均値をバッファ容量に
蓄積するようにすれば、サイクル時間を特に必要とせず
に短時間に垂直画素の平均値を得ることができる。
According to this embodiment, a photoelectric conversion pixel and a vertical scanning circuit are added to obtain an image pickup area wider than that of the fifth embodiment as an area sensor. Therefore, a detection operation with higher accuracy and higher sensitivity can be obtained. Can be realized. Further, if the vertical column according to this embodiment is divided into blocks and the average value of each pixel is stored in the buffer capacity, the average value of the vertical pixels can be obtained in a short time without requiring any cycle time.

【0045】以上の実施例では各ブロックの信号をNP
Nトランジスタ8ー1、8ー2を用いたピーク信号で検
出動作を行ったが、PNPトランジスタを用いてボトム
信号も検出するようにしても全く問題ないし、それら両
方を光電変換装置の目的に従って用いると、よりさらに
きめ細かい検出が可能になる。
In the above embodiment, the signal of each block is NP.
Although the detection operation is performed by the peak signal using the N transistors 8-1 and 8-2, there is no problem even if the bottom signal is also detected by using the PNP transistor, and both are used according to the purpose of the photoelectric conversion device. With this, it becomes possible to perform more detailed detection.

【0046】また上記の実施例はすべてバイポーラ型光
電変換素子を用いて説明したが、CMD、AMI、FG
A等の光電変換素子を用いても同様の効果が得られる。
Although all the above embodiments have been described using the bipolar type photoelectric conversion element, CMD, AMI, FG.
The same effect can be obtained by using a photoelectric conversion element such as A.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各画素の信号を前処理した信号出力と、1画素毎の出力
との両方を出力する機能を有したので、従来の走査によ
る光電変換出力を得ることは勿論、前処理した信号出力
によってシリアル転送時間を短縮できる。また画素数が
多い場合でも、複数行列のエリアセンサであっても、転
送時間が加算されることはなく、サイクル時間の延長が
なく、像の有無を高速で検出することができる。
As described above, according to the present invention,
Since it has a function of outputting both the signal output of pre-processing the signal of each pixel and the output of each pixel, it is of course possible to obtain photoelectric conversion output by conventional scanning, and of course serial transfer by the pre-processing signal output. You can save time. Further, even when the number of pixels is large, even in the case of an area sensor having a plurality of lines, the transfer time is not added, the cycle time is not extended, and the presence or absence of an image can be detected at high speed.

【0048】また、前処理回路によるクランプ回路によ
ってFPN(Fixed Pattern Noise)を効果的に除去で
きる。
Further, FPN (Fixed Pattern Noise) can be effectively removed by the clamp circuit by the preprocessing circuit.

【0049】複数列をブロック化することにより、画素
の信号量を少なくすることができ、サイクル時間を大幅
に削減することができ、しかも保持、転送回路および出
力回路は、前処理をしない信号のものと共有することが
でき、大きなチップサイズ増大を伴わずに、高速、低消
費電力でかつ低コストの固体撮像装置を提供することが
できる。
By dividing a plurality of columns into blocks, the signal amount of pixels can be reduced, the cycle time can be greatly reduced, and the holding, transfer circuit and output circuit can store signals for which no preprocessing is performed. It is possible to provide a solid-state imaging device that can be shared with other devices and that has high speed, low power consumption, and low cost without a large increase in chip size.

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

【図1】本発明による一実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment according to the present invention.

【図2】本発明による一実施例の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment according to the present invention.

【図3】本発明による一実施例の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of an embodiment according to the present invention.

【図4】本発明による図1〜図3の動作を説明するタイ
ミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart illustrating the operation of FIGS. 1 to 3 according to the present invention.

【図5】本発明による図1〜図3の他の動作を説明する
タイミングチャートである。
FIG. 5 is a timing chart explaining another operation of FIGS. 1 to 3 according to the present invention.

【図6】本発明によるブロック化した一実施例の回路図
である。
FIG. 6 is a circuit diagram of a block-type embodiment according to the present invention.

【図7】本発明による図6に用いる光電変換素子の画素
の一例を示す回路図である。
7 is a circuit diagram showing an example of a pixel of the photoelectric conversion element used in FIG. 6 according to the present invention.

【図8】本発明によるブロック化した他の実施例の回路
図である。
FIG. 8 is a circuit diagram of another block-embodied embodiment according to the present invention.

【図9】本発明によるブロック化した他の実施例の回路
図である。
FIG. 9 is a circuit diagram of another block-embodied embodiment according to the present invention.

【図10】本発明によるブロック化した他の実施例の回
路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram of another block-embodied embodiment according to the present invention.

【図11】本発明によるブロック化した他の実施例の回
路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram of another block-embodied embodiment according to the present invention.

【図12】本発明によるブロック化した他の実施例の回
路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram of another embodiment in which a block is formed according to the present invention.

【図13】本発明によるブロック化した他の実施例の回
路図である。
FIG. 13 is a circuit diagram of another embodiment in which a block is formed according to the present invention.

【図14】従来の光電変換素子の画素の一例を示す回路
図である。
FIG. 14 is a circuit diagram showing an example of a pixel of a conventional photoelectric conversion element.

【図15】従来のラインセンサの一例を示す回路図であ
る。
FIG. 15 is a circuit diagram showing an example of a conventional line sensor.

【図16】本発明による動作原理を説明するブロック図
である。
FIG. 16 is a block diagram illustrating an operation principle according to the present invention.

【図17】本発明による他の動作原理を説明するブロッ
ク図である。
FIG. 17 is a block diagram illustrating another operation principle according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 PMOSトランジスタ 2 容量 3 NPNトランジスタ 4 NMOSトランジスタ 5 結合容量 6 NMOSトランジスタ 7 バッファ容量 8 NPNトランジスタ 9 NMOSトランジスタ 10 NMOSトランジスタ 11 NMOSトランジスタ 12 蓄積容量 13 NMOSトランジスタ 14 出力線放電用NMOSトランジスタ 15 定電流源 16 スイッチ手段用NMOSトランジスタ 17 NMOSトランジスタ 30 水平走査回路 31 垂直走査回路 50 保持・転送手段 51 単位画素 52 前処理回路 53 バッファ回路 54 スイッチ手段 1 PMOS Transistor 2 Capacitance 3 NPN Transistor 4 NMOS Transistor 5 Coupling Capacitance 6 NMOS Transistor 7 Buffer Capacitance 8 NPN Transistor 9 NMOS Transistor 10 NMOS Transistor 11 NMOS Transistor 12 Storage Capacitance 13 NMOS Transistor 14 NMOS Transistor for Output Line 15 Constant Current Source 16 Switching means NMOS transistor 17 NMOS transistor 30 Horizontal scanning circuit 31 Vertical scanning circuit 50 Holding / transfer means 51 Unit pixel 52 Pre-processing circuit 53 Buffer circuit 54 Switching means

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光信号を電気信号に変換する複数の光電
変換画素と、前記光電変換画素からの電気信号を出力す
る転送手段とを備えた固体撮像装置において、 前記光
電変換画素の電気信号を前処理する前処理手段と、 前記前処理手段の出力を次段に転送するバッファ手段
と、 該バッファ手段の出力を前記転送手段に転送するスイッ
チ手段と、を具備することを特徴とする固体撮像装置。
1. A solid-state imaging device comprising: a plurality of photoelectric conversion pixels for converting an optical signal into an electric signal; and a transfer unit for outputting an electric signal from the photoelectric conversion pixel, wherein the electric signal of the photoelectric conversion pixel is A solid-state imaging device comprising: preprocessing means for preprocessing; buffer means for transferring the output of the preprocessing means to the next stage; and switch means for transferring the output of the buffer means to the transfer means. apparatus.
【請求項2】 請求項1に記載の固体撮像装置におい
て、前記前処理手段は、クランプ回路であることを特徴
とする固体撮像装置。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the pre-processing means is a clamp circuit.
【請求項3】 請求項1に記載の固体撮像装置におい
て、前記バッファ手段は、バッファ容量を備えたことを
特徴とする固体撮像装置。
3. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the buffer means has a buffer capacity.
【請求項4】 請求項1に記載の固体撮像装置におい
て、前記スイッチ手段は、前記転送手段に蓄積された電
気信号を放電した後にスイッチオンすることを特徴とす
る固体撮像装置。
4. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the switch means turns on after discharging the electric signal accumulated in the transfer means.
【請求項5】 請求項1に記載の固体撮像装置におい
て、前記スイッチ手段は、複数個の前記バッファ手段を
ブロックとしてスイッチオンすることを特徴とする固体
撮像装置。
5. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the switch means switches on a plurality of the buffer means as a block.
【請求項6】 光信号を電気信号に変換する光電変換素
子を含む光電変換手段と、前記電気信号を転送する蓄積
容量を具備する転送手段と、前記蓄積容量の電荷を出力
線に出力する走査手段とを備えた固体撮像装置におい
て、 前記電気信号を一時蓄える結合容量を具備する前処理手
段と、 前記結合容量の電荷を転送するバッファ容量を具備する
バッファ手段と、 前記バッファ容量の電荷を前記蓄積容量に転送するスイ
ッチ手段と、を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
6. A photoelectric conversion means including a photoelectric conversion element for converting an optical signal into an electric signal, a transfer means having a storage capacitor for transferring the electric signal, and a scan for outputting electric charge of the storage capacitor to an output line. In the solid-state imaging device including a means, a pre-processing means having a coupling capacitance for temporarily storing the electric signal, a buffer means having a buffer capacitance for transferring a charge of the coupling capacitance, and a charge of the buffer capacitance A solid-state imaging device, comprising: a switch unit that transfers to a storage capacitor.
【請求項7】 請求項6に記載の固体撮像装置におい
て、前記光電変換素子は、エミッタ端子を2個有するN
PNトランジスタを具備し、前記エミッタ端子の一つは
前記スイッチ手段の一端と前記転送手段に接続され、他
の一つは前記前処理手段に接続されていることを特徴と
する固体撮像装置。
7. The solid-state imaging device according to claim 6, wherein the photoelectric conversion element has two emitter terminals.
A solid-state imaging device comprising a PN transistor, wherein one of the emitter terminals is connected to one end of the switch means and the transfer means, and the other one is connected to the preprocessing means.
【請求項8】 請求項6に記載の固体撮像装置におい
て、さらに前記バッファ容量を出力するバッファ出力手
段を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
8. The solid-state imaging device according to claim 6, further comprising buffer output means for outputting the buffer capacity.
【請求項9】 請求項8に記載の固体撮像装置におい
て、前記バッファ出力手段は、複数の光電変換画素をブ
ロック化して得た前記バッファ容量の電荷を複数のブロ
ックを重畳して出力することを特徴とする固体撮像装
置。
9. The solid-state image pickup device according to claim 8, wherein the buffer output means outputs the electric charge of the buffer capacitance obtained by dividing a plurality of photoelectric conversion pixels into blocks by superimposing the plurality of blocks. A characteristic solid-state imaging device.
【請求項10】 1つの信号源から出力された信号を並
列的に複数種類の処理をする処理回路を内蔵した信号処
理装置において、上記処理回路の出力の少なくとも1つ
は共通の出力回路から時系列的に出力されることを特徴
とする信号処理装置。
10. A signal processing device having a built-in processing circuit for processing a plurality of types of signals output from one signal source in parallel, wherein at least one of the outputs of the processing circuits is output from a common output circuit. A signal processing device characterized in that the signals are output in series.
【請求項11】 請求項10に記載の信号処理装置は上
記信号源が固体撮像素子であることを特徴とする固体撮
像装置。
11. The solid-state imaging device according to claim 10, wherein the signal source is a solid-state imaging device.
【請求項12】 光信号を電気信号に変換する光電変換
素子を含む光電変換手段と、前記電気信号を転送する蓄
積容量を具備する転送手段と、前記蓄積容量の電荷を出
力線に出力する走査手段とを備えた固体撮像装置の撮像
方法であって、 前記電気信号の電荷を一時結合容量に蓄えて、 前記結合容量の電荷をバッファ容量に転送し、 前記蓄積容量の電荷を放電し、 前記バッファ容量の電荷を前記蓄積容量に転送する、こ
とを特徴とする固体撮像装置の撮像方法。
12. A photoelectric conversion unit including a photoelectric conversion element for converting an optical signal into an electric signal, a transfer unit including a storage capacitor for transferring the electric signal, and a scan for outputting electric charge of the storage capacitor to an output line. An image pickup method for a solid-state image pickup device, comprising: storing a charge of the electric signal in a temporary coupling capacitance, transferring a charge of the coupling capacitance to a buffer capacitance, discharging a charge of the storage capacitance, An image pickup method for a solid-state image pickup device, comprising: transferring charges in a buffer capacitance to the storage capacitance.
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