JPH1093358A - Light receiving element circuit and light receiving element circuit array - Google Patents
Light receiving element circuit and light receiving element circuit arrayInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画素からの出力極性を制御できる感度可変受
光素子回路及びそのアレイについて、構造の単純化、出
力のばらつき抑制、データからのオフセット除去、消費
電力の抑制、機能の付加等を目的とする。
【解決手段】 横方向のライン上に並ぶ受光素子回路57
の制御端子は、制御ライン78を共有しており、縦方向の
ライン上に並ぶ受光素子回路57は、それぞれ2本の電流
出力ライン58、59を共有する。各画素の中では光電変換
素子の電位を電流に変換し、またはその電位をメモリ用
の容量に蓄え、各行毎に58、59のラインを選択して出力
される。この二つの出力の差を、相殺回路で取ることに
より、縦方向の画素間演算を行う。またこの相殺回路7
9、80は各列に二つ配置され、それに接続される出力端
子76、77も二つある。二つの水平走査回路74、75によっ
て、各列の出力をどちらの出力端子から読み出すかを選
択し、それぞれの出力に重みをつけながら足し合わせる
ことによって横方向の画素間演算を行う。
(57) [Problem] To provide a variable sensitivity photodetector circuit and its array capable of controlling the output polarity from a pixel, simplifying the structure, suppressing output variations, removing offsets from data, suppressing power consumption, and improving functions. The purpose is addition. SOLUTION: Light receiving element circuits 57 arranged on a horizontal line
Share the control line 78, and the light receiving element circuits 57 arranged on the vertical line share two current output lines 58 and 59, respectively. In each pixel, the potential of the photoelectric conversion element is converted into a current or the potential is stored in a memory capacitor, and lines 58 and 59 are selected and output for each row. The difference between the two outputs is calculated by a canceling circuit, thereby performing a vertical inter-pixel operation. Also this cancellation circuit 7
9 and 80 are arranged in each column, and there are also two output terminals 76 and 77 connected thereto. The two horizontal scanning circuits 74 and 75 select from which output terminal the output of each column is read out, and add the weighted outputs together to perform a horizontal pixel-to-pixel operation.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、光電変換素子を
備えた受光素子と制御回路により光電変換素子の受光感
度を可変にするとともに高感度化を可能とすることを特
徴とする受光素子回路、及びその受光素子回路を複数個
並べた受光素子回路アレイに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light-receiving element circuit comprising: a light-receiving element having a photoelectric conversion element; And a light receiving element circuit array in which a plurality of light receiving element circuits are arranged.
【0002】[0002]
【従来の技術】図46に特願平7−75082号明細書
に記載の従来の感度可変受光素子回路の構造図の1例を
示したもので、単位画素1221の構造を示したものであ
る。図において、光電変換素子1203からの出力は差動増
幅器のバイアス電流用MOSトランジスタ1204のゲート端
子に入力される。差動増幅器はカレントミラー用MOSト
ランジスタ1218、1219、正出力用MOSトランジスタ121
7、負出力用MOSトランジスタ1216、バイアス電流用MOS
トランジスタ1204により構成されている。また、1202は
リセットスイッチ用MOSトランジスタ、1213は接地、121
4は電源電圧、1220は出力端子である。2. Description of the Related Art FIG. 46 shows an example of a structure diagram of a conventional variable sensitivity light receiving element circuit described in Japanese Patent Application No. 7-75082, showing the structure of a unit pixel 1221. . In the figure, the output from the photoelectric conversion element 1203 is input to the gate terminal of the bias current MOS transistor 1204 of the differential amplifier. Differential amplifiers are current mirror MOS transistors 1218 and 1219, and positive output MOS transistor 121.
7, MOS transistor 1216 for negative output, MOS for bias current
A transistor 1204 is used. Also, 1202 is a reset switch MOS transistor, 1213 is ground, 121
4 is a power supply voltage, and 1220 is an output terminal.
【0003】次に動作について説明する。光入射により
光電変換素子1203に電荷が蓄積されるとバイアス電流用
MOSトランジスタ1204のコンダクタンスが変化する。こ
こで、MOSトランジスタ1216がオンとなれば、MOSトラン
ジスタ1204による出力電流は、ミラー回路によって反転
された後、出力端子1220から電流を引き込む向きに出力
(負出力)され、MOSトランジスタ1217がオンとなれ
ば、MOSトランジスタ1204による出力電流は出力端子122
0から電流を掃き出す向きに出力(正出力)される。こ
れにより、感度可変受光素子回路は光電荷の蓄積、増幅
を行うとともに、正負両極性での読み出しが実現でき
る。また、このとき、光電変換素子の電位は光が強いほ
ど下がり、その電位が差動増幅器のバイアス用p-MOSト
ランジスタに導かれるため、光が強いほど出力電流値の
絶対値も増えるような構成にすることが出来る。Next, the operation will be described. When charge is accumulated in the photoelectric conversion element 1203 due to light incidence, it is used for bias current
The conductance of the MOS transistor 1204 changes. Here, if the MOS transistor 1216 is turned on, the output current of the MOS transistor 1204 is inverted by the mirror circuit, and then output (negative output) in a direction to draw the current from the output terminal 1220, and the MOS transistor 1217 is turned on. If this occurs, the output current of the MOS transistor 1204 will be
Output (positive output) in the direction of sweeping current from 0. Thus, the variable-sensitivity light-receiving element circuit can accumulate and amplify photocharges, and can also perform reading in both positive and negative polarities. In this case, the potential of the photoelectric conversion element decreases as the light intensity increases, and the potential is guided to the bias p-MOS transistor of the differential amplifier. Therefore, the absolute value of the output current increases as the light intensity increases. It can be.
【0004】また図47は、上記図46の従来の感度可
変受光素子回路を複数個アレイ状に並べて構成した従来
の感度可変受光素子回路によるアレイの構造図である。
1221は感度可変受光素子回路による単位画素で、その構
造は例えば、図46のような回路である。1222は単位画
素1221の制御端子に信号を送り込むことで感度可変受光
素子回路アレイの動作を制御するための制御回路であ
り、画素のリセット用端子1224が、例えば図46のリセ
ットスイッチ1202を制御し、負出力用端子1225が、例え
ば図46の負出力用MOSトランジスタ1216を制御し、正
出力用端子1226が、例えば図46の正出力用MOSトラン
ジスタ1217を制御する。また横方向の一つのライン上に
並ぶ感度可変受光素子回路1221のスイッチ用端子は、こ
れらの制御端子1224、1225、1226を共有しており、各行
毎に一組、制御端子1224、1225、1226が割り当てられ
る。1223は単位画素1221からの出力電流を取り出すため
の出力回路であり、出力ライン1227を通じて、例えば図
46の出力端子1220に接続される。また縦方向の一つの
ライン上に並ぶ感度可変受光素子回路1221の出力端子
は、この出力ライン1227を共有しており、各列に一本出
力ライン1227が割り当てられる。FIG. 47 is a structural diagram of a conventional variable sensitivity light receiving element circuit in which a plurality of the conventional variable sensitivity light receiving element circuits of FIG. 46 are arranged in an array.
Reference numeral 1221 denotes a unit pixel formed by a variable-sensitivity light-receiving element circuit, and has a structure as shown in FIG. Reference numeral 1222 denotes a control circuit for controlling the operation of the variable sensitivity light receiving element circuit array by sending a signal to the control terminal of the unit pixel 1221, and a pixel reset terminal 1224 controls, for example, the reset switch 1202 in FIG. The negative output terminal 1225 controls, for example, the negative output MOS transistor 1216 in FIG. 46, and the positive output terminal 1226 controls, for example, the positive output MOS transistor 1217 in FIG. The switch terminals of the variable sensitivity light receiving element circuits 1221 arranged on one horizontal line share these control terminals 1224, 1225, and 1226, and one set is provided for each row, and the control terminals 1224, 1225, and 1226 are provided. Is assigned. An output circuit 1223 for extracting an output current from the unit pixel 1221 is connected to an output terminal 1220 in FIG. 46 through an output line 1227, for example. The output terminals of the variable sensitivity light receiving element circuits 1221 arranged on one line in the vertical direction share this output line 1227, and one output line 1227 is assigned to each column.
【0005】従来の感度可変受光素子回路アレイは上記
のように構成されているため、各行内の感度可変受光素
子回路1221は同じ感度、同じ極性を持ち、出力された電
流は縦方向に足し合わせながら取り出されるため、一次
元または二次元の光パターンを同時に、並列に、かつ縦
方向の画素間演算を行いながら取り出すことが出来る。Since the conventional variable sensitivity light receiving element circuit array is constructed as described above, the variable sensitivity light receiving element circuits 1221 in each row have the same sensitivity and the same polarity, and the output currents are added in the vertical direction. Therefore, one-dimensional or two-dimensional light patterns can be simultaneously extracted in parallel and while performing a vertical inter-pixel operation.
【0006】また図48は、特願平7ー95223号の
明細書に記載の従来の感度可変受光素子回路によるアレ
イの構造図であり、図47の制御回路1222、出力回路12
23の具体的な構造が示されている。1228はセンサセルア
レイで、その単位画素は図47の感度可変受光素子回路
1221である。また制御回路1229は、図47の3つの制御
端子1224、1225、1226に対し一本ずつスキャナが割り当
てられた構造で、出力回路は各列の出力ライン1227から
入ってくる電流をマルチプレクスするためのマルチプレ
クサ1230になっている。FIG. 48 is a structural view of an array using a conventional variable sensitivity light receiving element circuit described in the specification of Japanese Patent Application No. 7-95223. The control circuit 1222 and the output circuit 12 shown in FIG.
23 specific structures are shown. 1228 is a sensor cell array whose unit pixel is the variable sensitivity light receiving element circuit of FIG.
1221. The control circuit 1229 has a structure in which one scanner is assigned to each of the three control terminals 1224, 1225, and 1226 in FIG. 47, and the output circuit multiplexes the current flowing from the output line 1227 of each column. The multiplexer 1230 has become.
【0007】次に動作について説明する。まず、スキャ
ナrからのパルスがある行に印加されると、その行にあ
る画素セル内の光電変換素子が初期電位にリセットされ
る。正画像を読み出すためには、一定の蓄積時間の後に
スキャナpからのパルスをその行にかけつつ、各画素か
らの出力電流をマルチプレクサで水平方向にスキャンす
る。このときp、nのスキャナからセンサセルアレイ12
28にあるパターンを与えると、そのパターンによって各
行の出力電流の極性が決まり、各センサセルから出力さ
れた電流は縦方向に足し合わせながら取り出され、それ
がマルチプレクスされるため、マルチプレクサ1230から
の出力は、自動的に縦方向の画素間演算を行いながら取
り出した結果となる。これにより、照射された光パター
ンを画素間演算を行いながら取り出す機能が簡単な回路
構成により実現できる。Next, the operation will be described. First, when a pulse from the scanner r is applied to a certain row, the photoelectric conversion elements in the pixel cells in that row are reset to the initial potential. In order to read a normal image, the output current from each pixel is scanned in the horizontal direction by the multiplexer while applying a pulse from the scanner p to the row after a certain accumulation time. At this time, the sensor cell array 12 is
Given a pattern at 28, the pattern determines the polarity of the output current of each row, and the current output from each sensor cell is taken out while adding in the vertical direction and multiplexed, so the output from the multiplexer 1230 Is a result extracted while automatically performing the vertical inter-pixel operation. Thus, the function of extracting the irradiated light pattern while performing an inter-pixel operation can be realized with a simple circuit configuration.
【0008】なお、出願人は特開平8−56011号公
報で示されるような図46とは異なる、トライステート
スイッチを用いた受光素子回路1212を既に提案してお
り、この回路を図49に示す。この回路も単一画素とし
て図47あるいは図48のセンサに用いることができ
る。なお、図中1201はバイアス端子である。The applicant has already proposed a light receiving element circuit 1212 using a tri-state switch, which is different from FIG. 46 as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-56011. This circuit is shown in FIG. . This circuit can also be used as a single pixel in the sensor of FIG. 47 or FIG. In the figure, reference numeral 1201 denotes a bias terminal.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来の、感度可変受光
素子回路は上記のように構成されているので、例えば図
49においては画素内の出力用スイッチングトランジス
タ1211を駆動するラインが必要となり、画素構造が複雑
になってしまうという問題点があった。また、出力用ス
イッチングトランジスタ1211にはn-MOSやp-MOSが用いら
れるため、出力端子1209の電位によっては出力トランジ
スタ1211の抵抗による電位変動が無視できないという問
題点があった。Since the conventional variable sensitivity light receiving element circuit is constructed as described above, a line for driving the output switching transistor 1211 in the pixel is required in FIG. There was a problem that the structure became complicated. Further, since an n-MOS or a p-MOS is used for the output switching transistor 1211, there is a problem that a potential change due to the resistance of the output transistor 1211 cannot be ignored depending on the potential of the output terminal 1209.
【0010】また、画素の出力回路として一段の差動増
幅器を用いているため、作製上のばらつきや温度変化に
よってトランジスタの特性が変化したときに、正負の出
力電流の大きさにずれが生じ易いという問題点があっ
た。In addition, since a single-stage differential amplifier is used as an output circuit of a pixel, when the characteristics of the transistor change due to manufacturing variations or temperature changes, the magnitude of the positive or negative output current is likely to shift. There was a problem.
【0011】また、上記の構造と動作では、光が強い程
光電変換素子の電位は下がり、その電位が差動増幅器の
バイアス用n-MOSトランジスタに導かれる。このため、
光が0の状態でオフセット出力を持ち、光が強い程出力
電流値がそこから下がっていくことになり、画素間演算
においてこのオフセットを除去する操作がチップ外部で
必要になるという問題点があった。また上記図48のよ
うに、差動増幅器のバイアス用トランジスタとしてp-MO
Sを用いた場合でも、光電変換素子1203の初期電位が121
4の電源電位に等しい場合、光電変換素子1203の電位がp
-MOSトランジスタ1215の閾値電圧分だけ下がるまでは電
流が流れず、光の弱いところでは応答が無くなってしま
うという問題点があった。In the above-described structure and operation, the stronger the light is, the lower the potential of the photoelectric conversion element is, and the more the potential is guided to the bias n-MOS transistor of the differential amplifier. For this reason,
The light has an offset output in the state of 0, and the output current decreases as the light becomes stronger, and an operation of removing the offset is required outside the chip in the calculation between pixels. Was. Further, as shown in FIG. 48, the p-MO
Even when S is used, the initial potential of the photoelectric conversion element 1203 is 121
4, the potential of the photoelectric conversion element 1203 becomes p
-There is a problem that no current flows until the voltage drops by the threshold voltage of the MOS transistor 1215, and there is no response in a place where light is weak.
【0012】また、上記図46のように、光電変換素子
1203のリセット用バイアス電源と読み出し回路用の電源
を共通にすると、ある画素でリセット動作を行っている
ときに、電源ラインを共有する他の画素で読み出しを行
っていると、出力電流値に応じた電位降下が電源ライン
に起こり、光電変換素子1203が完全に電源電位まで上が
らないという問題があった。Further, as shown in FIG.
If the reset bias power supply of the 1203 and the power supply for the readout circuit are shared, if the reset operation is performed in one pixel and the readout is performed in another pixel sharing the power supply line, the output current value The potential drop occurs in the power supply line, and there is a problem that the photoelectric conversion element 1203 does not completely rise to the power supply potential.
【0013】また、上記画素構成では、トランジスタ12
06、1216がオンとなっている間は、たとえ出力端子に流
れる電流を0にしていても、ミラー回路の入力段には電
流が流れ続けるため、消費電力が上がってしまうという
問題点があった。In the above-described pixel configuration, the transistor 12
While 06 and 1216 are on, there is a problem that power consumption increases because current continues to flow in the input stage of the mirror circuit even if the current flowing to the output terminal is set to 0. .
【0014】また、上記の構成では画素内に何らメモリ
機構を持たないため、画像の時間変化を検出することが
出来ないという問題点があった。Further, in the above configuration, since there is no memory mechanism in a pixel, there is a problem that a time change of an image cannot be detected.
【0015】また、上記の構成では画素内のトランジス
タ数が多いため、画素の面積を小さくすることが困難で
あるという問題点があった。Further, in the above configuration, since the number of transistors in the pixel is large, it is difficult to reduce the area of the pixel.
【0016】また、上記の構成では、光電変換素子の電
位を安定化させるための方策や、光電変換素子に強い光
が当たって光電荷が過剰に発生したときの対策が考慮さ
れていないという問題点があった。Further, in the above-described configuration, a measure for stabilizing the potential of the photoelectric conversion element and a measure for when excessive light is applied to the photoelectric conversion element and photocharges are excessively generated are not taken into consideration. There was a point.
【0017】また従来の感度可変受光素子回路アレイは
上記のように構成されているので、縦方向の画素間演算
は出来ても横方向の画素間演算は出来ないという問題点
があった。Further, since the conventional sensitivity-variable light receiving element circuit array is configured as described above, there is a problem that the calculation between pixels in the vertical direction can be performed but the calculation between pixels in the horizontal direction cannot be performed.
【0018】また上記の感度可変受光素子回路アレイで
は、画素のリセットはスキャナrからのパルスにより一
つの行内で同時に行われるのに対し、読み出しはpまた
はnスキャナからのパルスを加えながら水平方向にマル
チプレクサでスキャンするため、同じ行内の画素でもマ
ルチプレクスにかかる時間分だけ蓄積時間に差が出てし
まうという問題点があった。In the above-described sensitivity-variable light receiving element circuit array, resetting of pixels is simultaneously performed in one row by a pulse from the scanner r, while reading is performed in the horizontal direction while applying a pulse from the p or n scanner. Since scanning is performed by the multiplexer, there is a problem in that the accumulation time differs even for pixels in the same row by the time required for multiplexing.
【0019】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたものであり、受光素子回路及び受光素子回路
アレイについて、画素構造を単純化し、画素間の特性の
均一性を上げるとともに信頼性を上げ、正負の出力のず
れを少なくし、出力されるデータからオフセットを無く
し、消費電力を抑え、かつ機能を付加することを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The light-receiving element circuit and the light-receiving element circuit array have a simplified pixel structure, improve the uniformity of characteristics between pixels, and improve reliability. It is an object of the present invention to reduce the deviation of positive and negative outputs, eliminate offsets from output data, suppress power consumption, and add functions.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係わ
る受光素子回路は、光を吸収し、制御電圧に応じた光電
流を正または負の出力信号として外部に取り出す受光素
子と、前記出力信号を制御するミラー回路からなる差動
増幅器とを備えた受光素子回路であって、前記ミラー回
路内の正出力用端子の接続される素子に直列に配設さ
れ、前記ミラー回路からの出力に同期して制御される読
み出し制御手段とを備えたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a light receiving element circuit for absorbing light and extracting a photocurrent corresponding to a control voltage to the outside as a positive or negative output signal. A differential amplifier comprising a mirror circuit for controlling an output signal, the light receiving element circuit being provided in series with an element connected to a positive output terminal in the mirror circuit, and an output from the mirror circuit. And read control means controlled in synchronism with.
【0021】本発明の請求項2に係わる受光素子回路
は、請求項1において、さらに、ミラー回路内の負出力
用端子の接続される素子に直列に第2の読み出し制御手
段を備えたものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a light receiving element circuit according to the first aspect, further comprising a second read control means in series with an element connected to a negative output terminal in the mirror circuit. is there.
【0022】本発明の請求項3に係わる受光素子回路
は、請求項1または2において、差動増幅器が、少なく
ともソースが基板電位に固定されたn−MOSトランジ
スタを有した第1のミラー回路と、ソースが電源電位に
固定されたp−MOSトランジスタを有した第2及び第
3のミラー回路とから構成される多段のミラー回路を備
えたものである。According to a third aspect of the present invention, in the light receiving element circuit according to the first or second aspect, the differential amplifier includes a first mirror circuit having an n-MOS transistor having at least a source fixed to a substrate potential. , A multi-stage mirror circuit including second and third mirror circuits each having a p-MOS transistor whose source is fixed to the power supply potential.
【0023】本発明の請求項4に係わる受光素子回路
は、光を吸収し、制御電圧に応じた光電流を正または負
の出力信号として外部に取り出す受光素子と、前記出力
信号を制御する差動増幅器とを備えた受光素子回路であ
って、前記受光素子の電位を、リセット電位調整手段に
より調整された電位に設定するリセット手段を備えたも
のである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a light receiving element circuit for absorbing light and extracting a photocurrent corresponding to a control voltage to the outside as a positive or negative output signal, and a differential element for controlling the output signal. A light-receiving element circuit comprising a dynamic amplifier and reset means for setting the potential of the light-receiving element to the potential adjusted by the reset potential adjusting means.
【0024】本発明の請求項5に係わる受光素子回路
は、請求項1乃至4のいずれかにおいて、光を吸収し、
制御電圧に応じた光電流を正または負の出力信号として
外部に取り出す受光素子と、前記出力信号を制御する差
動増幅器とを備えた受光素子回路であって、前記受光素
子の電位をリセットするリセット手段のタイミングを調
整する手段を備えたものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a light receiving element circuit according to any one of the first to fourth aspects, which absorbs light,
A light receiving element circuit comprising: a light receiving element for extracting a photocurrent according to a control voltage to the outside as a positive or negative output signal; and a differential amplifier for controlling the output signal, wherein the potential of the light receiving element is reset. It has means for adjusting the timing of the reset means.
【0025】本発明の請求項6に係わる受光素子回路
は、光を吸収し、制御電圧に応じた光電流を正又は負の
出力信号として外部に取り出す受光素子と、前記出力信
号を制御する制御回路と、前記光吸収の量に応じて受光
素子に発生した電位を格納する手段とを備えたものであ
る。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a light-receiving element circuit for absorbing light and extracting a photocurrent corresponding to a control voltage to the outside as a positive or negative output signal, and a control for controlling the output signal. A circuit for storing a potential generated in the light receiving element according to the amount of light absorption.
【0026】本発明の請求項7に係わる受光素子回路
は、光を吸収し、制御電圧に応じた光電流を正または負
の出力信号として外部に取り出す受光素子と、前記出力
信号を制御する制御回路とを備えた受光素子回路であっ
て、前記制御回路は外部からの制御信号により制御され
る複数の出力端子へ複数の出力信号を送出する回路を備
えたものである。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a light receiving element circuit for absorbing light and extracting a photocurrent corresponding to a control voltage to the outside as a positive or negative output signal, and a control for controlling the output signal. And a circuit for transmitting a plurality of output signals to a plurality of output terminals controlled by an external control signal.
【0027】本発明の請求項8に係わる受光素子回路
は、請求項1乃至7のいずれかにおいて、受光素子は、
接地電位あるいは電源電位に接続された拡散領域により
囲まれたものである。The light receiving element circuit according to claim 8 of the present invention is the light receiving element according to any one of claims 1 to 7, wherein:
It is surrounded by a diffusion region connected to the ground potential or the power supply potential.
【0028】本発明の請求項9に係わる受光素子回路
は、請求項1乃至7のいずれかにおいて、受光素子は、
複数のコンタクトホールを有し、該コンタクトホール間
は互いに接続されるものである。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a light receiving element circuit according to any one of the first to seventh aspects, wherein:
It has a plurality of contact holes, and the contact holes are connected to each other.
【0029】本発明の請求項10に係わる受光素子回路
は、請求項1乃至7のいずれかにおいて、受光素子の電
位をリセットするリセット手段と並列に、前記受光素子
に蓄積される過剰電子除去手段を備えたものである。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a light receiving element circuit according to any one of the first to seventh aspects, wherein the excess electron removing means accumulated in the light receiving element is provided in parallel with the resetting means for resetting the potential of the light receiving element. It is provided with.
【0030】本発明の請求項11に係わる受光素子回路
は、請求項1乃至7のいずれかにおいて、受光素子の電
位をリセットするリセット手段に接続される電源電位
と、制御回路に接続される電源電位とを独立させるもの
である。A light-receiving element circuit according to claim 11 of the present invention is the power-supply potential connected to the reset means for resetting the potential of the light-receiving element and the power supply connected to the control circuit according to any one of claims 1 to 7. It is independent of the potential.
【0031】本発明の請求項12に係わる受光素子回路
は、請求項1乃至11のいずれかにおいて、制御回路は
絶縁膜を介して金属膜で遮蔽されるものである。According to a twelfth aspect of the present invention, in the light receiving element circuit according to any one of the first to eleventh aspects, the control circuit is shielded by a metal film via an insulating film.
【0032】本発明の請求項13に係わる受光素子回路
アレイは、請求項1乃至3のいずれかに記載の受光素子
回路を2次元アレイ状に配置し、水平方向に配列する前
記各受光素子回路のリセット手段に接続される接続端子
と、正出力用端子と、負出力用端子とを1行毎に共有さ
せて垂直走査差回路に接続し、垂直方向に配列する前記
各受光素子回路の読み出し制御手段に接続される読み出
し制御用端子を1列毎に共有させて水平走査回路に接続
し、垂直方向に配列する前記各受光素子回路の出力端子
を1列毎に共有させ、前記水平走査回路により制御され
るトランスミッションゲートを介してアレイ出力端子に
接続したものである。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a light receiving element circuit array, wherein the light receiving element circuits according to any one of the first to third aspects are arranged in a two-dimensional array and arranged in a horizontal direction. The connection terminal connected to the reset means, the positive output terminal, and the negative output terminal are shared for each row, connected to the vertical scanning difference circuit, and read out of the light receiving element circuits arranged in the vertical direction. The read control terminal connected to the control means is shared by one column and connected to a horizontal scanning circuit, and the output terminals of the light receiving element circuits arranged in the vertical direction are shared by one column, and the horizontal scanning circuit Connected to an array output terminal via a transmission gate controlled by the
【0033】本発明の請求項14に係わる受光素子回路
アレイは、請求項6に記載の受光素子回路を2次元アレ
イ状に配置し、水平方向に配列する前記各受光素子回路
のリセット手段に接続される接続端子と、正出力用端子
と、負出力用端子と、受光素子に発生した電位を格納す
る手段に接続されるメモリ制御用端子とを1行毎に共有
させて垂直走査差回路に接続し、垂直方向に配列する前
記各受光素子回路の出力端子を1列毎に共有させ、水平
走査回路により制御されるトランスミッションゲートを
介してアレイ出力端子に接続したものである。According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a light receiving element circuit array, wherein the light receiving element circuits according to the sixth aspect are arranged in a two-dimensional array and connected to reset means of each of the light receiving element circuits arranged in a horizontal direction. The connection terminal, the positive output terminal, the negative output terminal, and the memory control terminal connected to the means for storing the potential generated in the light receiving element are shared for each row by the vertical scanning difference circuit. The output terminals of the light receiving element circuits connected and arranged in the vertical direction are shared for each column, and connected to an array output terminal via a transmission gate controlled by a horizontal scanning circuit.
【0034】本発明の請求項15に係わる受光素子回路
アレイは、請求項7に記載の受光素子回路を2次元アレ
イ状に配置し、水平方向に配列する前記各受光素子回路
のリセット手段に接続される接続端子と、正出力用端子
と、負出力用端子とを1行毎に共有させて垂直走査差回
路に接続し、垂直方向に配列する前記各受光素子回路の
複数の出力端子をそれぞれ1列毎に共有させ、該共有さ
れた出力端子からなる複数の出力端子ラインを1列毎
に、水平走査回路によって制御される相殺回路を介して
アレイ出力端子に接続したものである。According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a light receiving element circuit array, wherein the light receiving element circuits according to the seventh aspect are arranged in a two-dimensional array and connected to reset means of each of the light receiving element circuits arranged in a horizontal direction. The connection terminal, the positive output terminal, and the negative output terminal are shared for each row and connected to a vertical scanning difference circuit, and a plurality of output terminals of each of the light receiving element circuits arranged in the vertical direction are respectively connected. Each row is shared, and a plurality of output terminal lines composed of the shared output terminals are connected to the array output terminals via a canceling circuit controlled by a horizontal scanning circuit for each row.
【0035】本発明の請求項16に係わる受光素子回路
アレイは、請求項15において、受光素子回路に光吸収
の量に応じて受光素子に発生した電位を格納する手段を
備え、前記受光素子に発生した電位を格納する手段に接
続されるメモリ制御用端子とを1行毎に共有させて垂直
走査差回路に接続したものである。According to a sixteenth aspect of the present invention, in the light-receiving element circuit array according to the fifteenth aspect, the light-receiving element circuit includes means for storing a potential generated in the light-receiving element in accordance with the amount of light absorption. A memory control terminal connected to a means for storing the generated potential is shared for each row and connected to a vertical scanning difference circuit.
【0036】本発明の請求項17に係わる受光素子回路
アレイは、請求項15または16において、相殺回路
は、ソースが電源電位に固定されたp−MOSトランジ
スタを有し、垂直方向に配列する受光素子回路の複数の
出力端子ラインを入力し、読み出しが水平走査回路によ
り制御されるミラー回路と、該ミラー回路からの出力側
に接続され、水平走査回路により制御されるトランスミ
ッションゲートとを備えたものである。According to a seventeenth aspect of the present invention, in the light receiving element circuit array according to the fifteenth or sixteenth aspect, the canceling circuit has a p-MOS transistor whose source is fixed to a power supply potential, and the light receiving element is arranged in a vertical direction. A mirror circuit which receives a plurality of output terminal lines of an element circuit and whose reading is controlled by a horizontal scanning circuit; and a transmission gate which is connected to an output side of the mirror circuit and is controlled by the horizontal scanning circuit. It is.
【0037】本発明の請求項18に係わる受光素子回路
アレイは、請求項15または16において、相殺回路
は、ソースが基板電位に固定されたn−MOSトランジ
スタを有した第1のミラー回路と、ソースが電源電位に
固定されたp−MOSトランジスタを有した第2及び第
3のミラー回路とから構成され、垂直方向に配列する受
光素子回路の複数の出力端子ラインを入力し、読み出し
が水平走査回路により制御される多段のミラー回路と、
該ミラー回路からの出力側に接続され、水平走査回路に
より制御されるトランスミッションゲートとを備えたも
のである。In the light-receiving element circuit array according to claim 18 of the present invention, in accordance with claim 15 or 16, the canceling circuit comprises: a first mirror circuit having an n-MOS transistor whose source is fixed to the substrate potential; A plurality of output terminal lines of a light receiving element circuit arranged in a vertical direction are constituted by a second mirror circuit and a third mirror circuit having p-MOS transistors whose sources are fixed to the power supply potential. A multi-stage mirror circuit controlled by the circuit,
A transmission gate connected to the output side of the mirror circuit and controlled by a horizontal scanning circuit.
【0038】本発明の請求項19に係わる受光素子回路
アレイは、請求項15または16において、相殺回路
は、ソースが基板電位に固定されたn−MOSトランジ
スタを有し、垂直方向に配列する受光素子回路の複数の
出力端子ラインを入力し、読み出しが水平走査回路によ
り制御されるミラー回路と、該ミラー回路からの出力側
に接続され、水平走査回路により制御されるトランスミ
ッションゲートとを備えたものである。According to a nineteenth aspect of the present invention, in the light receiving element circuit array according to the fifteenth or sixteenth aspect, the canceling circuit has an n-MOS transistor whose source is fixed to the substrate potential, and the light receiving element is arranged in the vertical direction. A mirror circuit which receives a plurality of output terminal lines of an element circuit and whose reading is controlled by a horizontal scanning circuit; and a transmission gate which is connected to an output side of the mirror circuit and is controlled by the horizontal scanning circuit. It is.
【0039】本発明の請求項20に係わる受光素子回路
アレイは、請求項15または16において、相殺回路の
入力側に、受光素子回路を予めチャージするためのプリ
チャージラインを設けたものである。According to a twentieth aspect of the present invention, in accordance with the fifteenth or sixteenth aspect, a precharge line for pre-charging the light receiving element circuit is provided on the input side of the canceling circuit.
【0040】本発明の請求項21に係わる受光素子回路
アレイは、請求項20において、プリチャージラインと
読み出しの接続のタイミングを調整する手段をさらに設
けたものである。According to a twenty-first aspect of the present invention, in the light receiving element circuit array according to the twentieth aspect, a means for adjusting a timing of connection between a precharge line and a read is further provided.
【0041】本発明の請求項22に係わる受光素子回路
アレイは、請求項14乃至16のいずれかにおいて、水
平走査回路を複数配置したものである。The light receiving element circuit array according to claim 22 of the present invention is the light receiving element circuit array according to any one of claims 14 to 16, wherein a plurality of horizontal scanning circuits are arranged.
【0042】本発明の請求項23に係わる受光素子回路
アレイは、請求項13乃至16のいずれかにおいて、出
力がアレイ出力端子に接続される受光素子の電位の補正
回路を設けたものである。According to a twenty-third aspect of the present invention, in the light receiving element circuit array according to any one of the thirteenth to sixteenth aspects, a circuit for correcting the potential of the light receiving element whose output is connected to the array output terminal is provided.
【0043】本発明の請求項24に係わる受光素子回路
アレイは、請求項13乃至16のいずれかにおいて、ア
レイ出力端子に電流電圧変換回路を設けたものである。According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the light receiving element circuit array according to the thirteenth to sixteenth aspects, a current-voltage conversion circuit is provided at an array output terminal.
【0044】本発明の請求項25に係わる受光素子回路
アレイは、請求項24において、さらにアナログ電圧を
デジタル値に変換する回路を備えたものである。According to a twenty-fifth aspect of the present invention, a light receiving element circuit array according to the twenty-fourth aspect further comprises a circuit for converting an analog voltage into a digital value.
【0045】本発明の請求項26に係わる受光素子回路
アレイは、請求項13乃至16のいずれかにおいて、受
光素子回路アレイは、電源電位または接地電位に接続さ
れた拡散領域で囲まれたものである。According to a twenty-sixth aspect of the present invention, there is provided a light-receiving element circuit array according to any one of the thirteenth to sixteenth aspects, wherein the light-receiving element circuit array is surrounded by a diffusion region connected to a power supply potential or a ground potential. is there.
【0046】本発明の請求項27に係わる受光素子回路
アレイは、請求項13乃至16のいずれかにおいて、受
光素子回路の受光素子をリセットする手段がn−MOS
トランジスタから構成され、前記n−MOSトランジス
タを制御し、垂直走査回路から送出されるパルス信号の
電位が前記n−MOSトランジスタしきい値電圧により
規定されるものである。According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the light receiving element circuit array according to any one of the thirteenth to sixteenth aspects, the means for resetting the light receiving element of the light receiving element circuit is an n-MOS
The transistor controls the n-MOS transistor, and the potential of the pulse signal sent from the vertical scanning circuit is defined by the threshold voltage of the n-MOS transistor.
【0047】[0047]
実施の形態1.以下、この発明の一実施の形態を図につ
いて説明する。図1はこの発明の一実施の形態の1画素
の受光素子回路の構成を示す図である。図において、光
電変換素子3からの出力は差動増幅器のバイアス電流用
n-MOSトランジスタ4のゲート端子に入力される。差動
増幅器は、このn-MOSトランジスタ4、負出力用端子(V
n)14によって制御される負出力用n-MOSトランジスタ
5、正出力用端子(Vp)15によって制御される正出力用n
-MOSトランジスタ6、ミラー回路用p-MOSトランジスタ
7、8、読み出し制御用端子(V0)16によって制御され
る読み出し制御用MOSトランジスタ9、10で構成されて
いる。1は電源ライン、2はリセット端子(Vr)13によ
って制御される、光電変換素子3のリセット用MOSトラ
ンジスタ、11は接地ライン、12は基板コンタクト、17は
画素の出力端子(Vout)である。なお、点線で囲まれた
部分が1画素単位である。Embodiment 1 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a light receiving element circuit of one pixel according to an embodiment of the present invention. In the figure, the output from the photoelectric conversion element 3 is for the bias current of the differential amplifier.
Input to the gate terminal of n-MOS transistor 4. The differential amplifier includes the n-MOS transistor 4 and a negative output terminal (V
n) a negative output n-MOS transistor 5 controlled by 14; a positive output n controlled by a positive output terminal (Vp) 15
A MOS transistor 6; p-MOS transistors 7 and 8 for a mirror circuit; and read control MOS transistors 9 and 10 controlled by a read control terminal (V0) 16. 1 is a power supply line, 2 is a reset MOS transistor of the photoelectric conversion element 3 controlled by a reset terminal (Vr) 13, 11 is a ground line, 12 is a substrate contact, and 17 is a pixel output terminal (Vout). Note that a portion surrounded by a dotted line is a unit of one pixel.
【0048】次に、動作について説明する。最初に読み
出し制御用MOSトランジスタ9、10が含まれない場合の
動作を説明する。まず、MOSトランジスタ2を通じて光
電変換素子3が電源ライン1の電源電位までリセットさ
れる。光入射により光電変換素子3に電荷が蓄積される
と、n-MOSトランジスタ4のコンダクタンスが変化す
る。これにより光電変換素子の出力は増幅され、S/N
比を向上することが可能となる。ここで負出力用端子
(Vn)14から入力があると、n-MOSトランジスタ4からの
出力電流は、出力端子(Vout)17から電流を引き込む
向きに出力(負出力)され、正出力用端子(Vp)15か
ら入力があると、n-MOSトランジスタ4からの出力電流
はミラー回路によって反転された後、出力端子(Vou
t)17から電流を掃き出す向きに出力(正出力)され
る。Next, the operation will be described. First, the operation when the read control MOS transistors 9 and 10 are not included will be described. First, the photoelectric conversion element 3 is reset to the power supply potential of the power supply line 1 through the MOS transistor 2. When charge is accumulated in the photoelectric conversion element 3 due to light incidence, the conductance of the n-MOS transistor 4 changes. Thereby, the output of the photoelectric conversion element is amplified, and S / N
The ratio can be improved. Where the negative output terminal
When there is an input from (Vn) 14, the output current from the n-MOS transistor 4 is output (negative output) in the direction of drawing current from the output terminal (Vout) 17, and is input from the positive output terminal (Vp) 15. Is present, the output current from the n-MOS transistor 4 is inverted by the mirror circuit, and then the output terminal (Vou
t) Output (positive output) in the direction of sweeping current from 17.
【0049】これにより、感度可変受光素子回路は光電
荷の蓄積、増幅を行うとともに、正負両極性での読み出
しが実現できる。Thus, the variable-sensitivity light-receiving element circuit can accumulate and amplify photocharges, and can also read data in both positive and negative polarities.
【0050】また図では、リセット用MOSトランジスタ
2としてp-MOSを用いているが、n-MOS等のスイッチでも
良い。Although a p-MOS is used as the reset MOS transistor 2 in the drawing, a switch such as an n-MOS may be used.
【0051】リセット用MOSトランジスタ2としてp-MOS
を用いた場合には、リセット端子(Vr)13から与え
る電圧パルスを、電源ライン1の電位より高くしなくて
も、光電変換素子3を1の電源電位までリセットするこ
とが出来る。A p-MOS is used as the reset MOS transistor 2.
Is used, the photoelectric conversion element 3 can be reset to the power supply potential of 1 without making the voltage pulse applied from the reset terminal (Vr) 13 higher than the potential of the power supply line 1.
【0052】ここで、n-MOSトランジスタ4とミラー回
路の入力側トランジスタ7との間に、正出力用n-MOSト
ランジスタ6と直列に、読み出し制御用MOSトランジス
タ9を挿入し、これを出力端子17へのアクセスに合わせ
て制御する。すると、正出力用端子15から入力があると
きでも、出力端子17から電流を出力するとき以外はミラ
ー回路の入力側に電流が流れないため、消費電力を小さ
くすることが出来る。Here, a read control MOS transistor 9 is inserted between the n-MOS transistor 4 and the input side transistor 7 of the mirror circuit in series with the positive output n-MOS transistor 6, and is connected to an output terminal. Control according to access to 17. Then, even when there is an input from the positive output terminal 15, no current flows to the input side of the mirror circuit except when a current is output from the output terminal 17, so that power consumption can be reduced.
【0053】更に、n-MOSトランジスタ4とその出力端
子17との間に、負出力用n-MOSトランジスタ5と直列
に、読み出し制御用MOSトランジスタ10を挿入し、これ
を出力端子17へのアクセスに合わせて制御する。する
と、正負の出力回路が共に、n-MOSトランジスタを3個
ずつ含みことになり、回路の対称性が良くなるので、正
負の出力電流の大きさを等しくすることが容易になる。Further, a read control MOS transistor 10 is inserted between the n-MOS transistor 4 and the output terminal 17 thereof in series with the n-MOS transistor 5 for negative output, and this is used to access the output terminal 17. Control according to. Then, both the positive and negative output circuits include three n-MOS transistors, and the symmetry of the circuit is improved, so that it is easy to make the magnitudes of the positive and negative output currents equal.
【0054】また図では、読み出し制御用MOSトランジ
スタ9、10としてn-MOSを用いているが、p-MOSを用いて
も同様の効果を有する。In the figure, the n-MOS is used as the read control MOS transistors 9 and 10, but the same effect can be obtained by using the p-MOS.
【0055】また図では、読み出し制御用MOSトランジ
スタ9、10は、出力用n-MOSトランジスタ5、6よりミ
ラー回路に近い側に挿入されているが、これの上下を反
転した図2のような構造であっても同様の効果を有す
る。Also, in the figure, the read control MOS transistors 9 and 10 are inserted on the side closer to the mirror circuit than the output n-MOS transistors 5 and 6, but are inverted upside down as shown in FIG. The same effect can be obtained with a structure.
【0056】実施の形態2.以下、この発明の別の実施
の形態を図について説明する。上記実施の形態1では、
二つの読み出し制御用MOSトランジスタ9、10を正負の
読み出し回路に挿入したが、図3のように、n-MOSトラ
ンジスタ4に隣接して直列に一つのトランジスタ9aを
挿入し、読み出し制御用端子16でこれを制御しても、同
様の効果を有することは言うまでもない。Embodiment 2 Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the first embodiment,
Although the two read control MOS transistors 9 and 10 were inserted into the positive and negative read circuits, one transistor 9a was inserted in series adjacent to the n-MOS transistor 4 as shown in FIG. It goes without saying that even if this is controlled, the same effect can be obtained.
【0057】なお、図3中、図1中に相当するものは同
一符号を付している。In FIG. 3, the components corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0058】実施の形態3.以下、この発明の一実施の
形態を図について説明する。図4はこの発明の一実施の
形態の受光素子回路の構成を示す図である。図におい
て、符号1〜6及び9〜17は図1と同じである。本実施
の形態の差動増幅器は、バイアス電流用n-MOSトランジ
スタ4、負出力用n-MOSトランジスタ5、正出力用n-MOS
トランジスタ6、及び出力側が画素の出力端子17に接続
された第1のミラー回路を構成するn-MOSトランジスタ1
8、19、出力側が画素の出力端子17に接続された第2の
ミラー回路を構成するp-MOSトランジスタ20、21、出力
側が上記第1のミラー回路の入力側に接続された第3の
ミラー回路を構成するp-MOSトランジスタ22、23、読み
出し制御用MOSトランジスタ9、10で構成されている。Embodiment 3 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a light receiving element circuit according to one embodiment of the present invention. In the figure, reference numerals 1 to 6 and 9 to 17 are the same as those in FIG. The differential amplifier according to the present embodiment includes a bias current n-MOS transistor 4, a negative output n-MOS transistor 5, and a positive output n-MOS transistor.
The transistor 6 and the n-MOS transistor 1 forming the first mirror circuit whose output side is connected to the output terminal 17 of the pixel
8, 19, p-MOS transistors 20 and 21 forming a second mirror circuit whose output side is connected to the output terminal 17 of the pixel, and a third mirror whose output side is connected to the input side of the first mirror circuit The circuit includes p-MOS transistors 22 and 23 and read control MOS transistors 9 and 10.
【0059】光電変換素子3のリセット動作、及びn-MO
Sトランジスタ4による出力の増幅については上記実施
の形態1と同様である。最初に読み出し制御用MOSトラ
ンジスタ9、10が含まれない場合の出力動作を説明す
る。Reset operation of photoelectric conversion element 3 and n-MO
The amplification of the output by the S transistor 4 is the same as in the first embodiment. First, an output operation when the read control MOS transistors 9 and 10 are not included will be described.
【0060】負出力用端子14から入力があると、n-MOS
トランジスタ4からの出力電流は、まず第3のミラー回
路の入力側p-MOSトランジスタ22に流れる。対応する出
力側p-MOSトランジスタ23からの電流が第1のミラー回
路の入力側n-MOSトランジスタ18に流れ、その対応する
出力側n-MOSトランジスタ19により、出力電流は出力端
子17から電流を引き込む向きに出力(負出力)される。
一方、正出力用端子15から入力があると、n-MOSトラン
ジスタ4からの出力電流は第2のミラー回路の入力側p-
MOSトランジスタ20に流れ、その出力側p-MOSトランジス
タ21により、出力電流は出力端子17から電流を掃き出す
向きに出力(正出力)される。When there is an input from the negative output terminal 14, the n-MOS
The output current from the transistor 4 first flows to the input side p-MOS transistor 22 of the third mirror circuit. The current from the corresponding output side p-MOS transistor 23 flows to the input side n-MOS transistor 18 of the first mirror circuit, and the output current is supplied from the output terminal 17 by the corresponding output side n-MOS transistor 19. Output (negative output) in the pull-in direction.
On the other hand, when there is an input from the positive output terminal 15, the output current from the n-MOS transistor 4 is applied to the input side p− of the second mirror circuit.
The output current flows through the MOS transistor 20 and is output (positive output) by the output side p-MOS transistor 21 in a direction to sweep out the current from the output terminal 17.
【0061】上記のように、感度可変受光素子回路は光
電荷の蓄積、増幅を行うとともに、正負両極性での読み
出しが実現できる。As described above, the variable-sensitivity light-receiving element circuit can accumulate and amplify photocharges, and can also read data in both positive and negative polarities.
【0062】また、このようにミラー回路を多段に重ね
ることにより、作製上のばらつきや温度変化によってト
ランジスタの特性が変化したときに、正負の出力電流の
大きさにずれが生じにくくなる。Further, by stacking the mirror circuits in multiple stages as described above, when the characteristics of the transistor change due to manufacturing variations or temperature changes, the magnitude of the positive and negative output currents hardly shifts.
【0063】さらに、上記実施の形態ではミラー回路を
3段用いた場合について説明したが、更に多段に重ねた
場合にも同様の効果が得られることは言うまでもない。Further, in the above embodiment, the case where three mirror circuits are used has been described. However, it is needless to say that the same effect can be obtained when the mirror circuits are further stacked.
【0064】ここで、n-MOSトランジスタ4と第2のミ
ラー回路の入力側トランジスタ20との間に、正出力用n-
MOSトランジスタ6と直列に、読み出し制御用MOSトラン
ジスタ9を挿入し、またn-MOSトランジスタ4と第3の
ミラー回路の入力側トランジスタ22との間に、負出力用
n-MOSトランジスタ5と直列に、読み出し制御用MOSトラ
ンジスタ10を挿入して、MOSトランジスタ9、10を出力
端子17へのアクセスに合わせて制御する。すると、正負
の出力用端子15、14から入力があるときでも、出力端子
から電流を流すとき以外はミラー回路の入力側に電流が
流れないため、消費電力を小さくすることが出来る。Here, between the n-MOS transistor 4 and the input-side transistor 20 of the second mirror circuit, the positive output n-
A read control MOS transistor 9 is inserted in series with the MOS transistor 6, and a negative output MOS transistor 9 is connected between the n-MOS transistor 4 and the input transistor 22 of the third mirror circuit.
A read control MOS transistor 10 is inserted in series with the n-MOS transistor 5 to control the MOS transistors 9 and 10 in accordance with access to the output terminal 17. Then, even when there is an input from the positive and negative output terminals 15 and 14, no current flows to the input side of the mirror circuit except when a current flows from the output terminal, so that power consumption can be reduced.
【0065】また図では、読み出し制御用MOSトランジ
スタ9、10としてn-MOSを用いているが、p-MOSを用いて
も同様の効果を有する。In the figure, although the n-MOS is used as the read control MOS transistors 9 and 10, the same effect can be obtained by using the p-MOS.
【0066】また図では、読み出し制御用MOSトランジ
スタ9、10は、出力用n-MOSトランジスタ5、6よりミ
ラー回路に近い側に挿入されているが、これの上下を反
転して、図5のようにしても同様の効果を有する。In the figure, the read control MOS transistors 9 and 10 are inserted on the side closer to the mirror circuit than the output n-MOS transistors 5 and 6. Even in this case, the same effect is obtained.
【0067】さらに、二つの読み出し制御用MOSトラン
ジスタ9、10を正負の読み出し回路に挿入する代わり
に、図6のように、n-MOSトランジスタ4の上または下
に直列に一つのトランジスタ9bを挿入し、読み出し制
御用端子16でこれを制御しても、同様の効果を有するこ
とは言うまでもない。Further, instead of inserting the two read control MOS transistors 9 and 10 into the positive and negative read circuits, one transistor 9b is inserted in series above or below the n-MOS transistor 4 as shown in FIG. However, it is needless to say that the same effect can be obtained even if this is controlled by the read control terminal 16.
【0068】実施の形態4.以下、この発明の一実施の
形態を図について説明する。図7はこの発明の一実施の
形態の受光素子回路の構成を示す図である。図におい
て、符号1〜3、9〜13、16、17は図1と同じである。
本実施の形態では光電変換素子3からの出力は差動増幅
器のバイアス電流用p-MOSトランジスタ24のゲート端子
に入力される。差動増幅器は、このp-MOSトランジスタ2
4、負出力用端子29によって制御される負出力用p-MOSト
ランジスタ25、正出力用端子30によって制御される正出
力用p-MOSトランジスタ26、ミラー回路用n-MOSトランジ
スタ27、28、読み出し制御用MOSトランジスタ9、10で
構成されている。また、31は光電変換素子3のリセット
電位を調整するためのダイオード接続p-MOSトランジス
タである。Embodiment 4 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a light receiving element circuit according to one embodiment of the present invention. In the figure, reference numerals 1-3, 9-13, 16, and 17 are the same as those in FIG.
In the present embodiment, the output from the photoelectric conversion element 3 is input to the gate terminal of the bias current p-MOS transistor 24 of the differential amplifier. The differential amplifier uses this p-MOS transistor 2
4, p-MOS transistor 25 for negative output controlled by terminal 29 for negative output, p-MOS transistor 26 for positive output controlled by terminal 30 for positive output, n-MOS transistors 27 and 28 for mirror circuit, read Control MOS transistors 9 and 10 are provided. Reference numeral 31 denotes a diode-connected p-MOS transistor for adjusting the reset potential of the photoelectric conversion element 3.
【0069】最初に読み出し制御用MOSトランジスタ
9、10、及びリセット電位調整用のp-MOSトランジスタ3
1が含まれない場合の出力動作について説明する。First, the read control MOS transistors 9 and 10 and the reset potential adjustment p-MOS transistor 3
The output operation when 1 is not included will be described.
【0070】光電変換素子3のリセット動作は実施の形
態1と同様である。光入射により光電変換素子3に電荷
が蓄積されると、p-MOSトランジスタ24のコンダクタン
スが変化する。ここで負出力用端子(Vn)29から入力
があると、p-MOSトランジスタ24からの出力電流はミラ
ー回路によって反転された後、出力端子17から電流を引
き込む向きに出力(負出力)され、正出力用端子(V
p)30から入力があると、p-MOSトランジスタ24からの出
力電流は出力端子17から電流を掃き出す向きに出力(正
出力)される。The reset operation of photoelectric conversion element 3 is the same as in the first embodiment. When charge is accumulated in the photoelectric conversion element 3 due to light incidence, the conductance of the p-MOS transistor 24 changes. Here, when there is an input from the negative output terminal (Vn) 29, the output current from the p-MOS transistor 24 is inverted (negative output) in a direction to draw the current from the output terminal 17 after being inverted by the mirror circuit, Positive output terminal (V
When there is an input from p) 30, the output current from the p-MOS transistor 24 is output (positive output) in a direction to sweep out the current from the output terminal 17.
【0071】以上の動作で、感度可変受光素子回路は光
電荷の蓄積、増幅を行うとともに、正負両極性での読み
出しが実現できる。With the above operation, the variable sensitivity light receiving element circuit can accumulate and amplify photocharges, and can also read data in both positive and negative polarities.
【0072】ここで光電変換素子3としては、例えば基
板電位に固定したpウエル中のnソースドレイン等、光
が強いほど電位が下がるものを用いた場合を考える。実
施の形態1乃至3では、この光電変換素子3の電位がゲ
ートに入力されたn-MOSトランジスタ4によって出力電
流が制御される。この、出力電流と光照射時間(光の蓄
積時間)との関係を図8に示す。図からわかるように、
出力電流はリセットの状態でオフセット値を持ち、光が
強く、蓄積時間が長いほどそこから下がる、ネガ型の読
み出しになっている。そのため、読み出し時には、この
オフセット値を外部に記憶しておき、出力電流値との差
を取る操作が必要になる。このことは、温度変化等によ
ってオフセット値がずれたときに画像の劣化が起こった
り、画素間で電流を足し合わせながら取り出すときにオ
フセット値が変わってしまうということを意味してい
る。Here, as the photoelectric conversion element 3, it is assumed that an element having a lower potential as light intensity is higher, such as an n-source drain in a p-well fixed at a substrate potential, is used. In the first to third embodiments, the output current is controlled by the n-MOS transistor 4 whose gate receives the potential of the photoelectric conversion element 3. FIG. 8 shows the relationship between the output current and the light irradiation time (light accumulation time). As you can see from the figure,
The output current has an offset value in a reset state, and the light is strong. The longer the accumulation time is, the lower the output current becomes. Therefore, at the time of reading, it is necessary to store this offset value externally and perform an operation of obtaining a difference from the output current value. This means that the image deteriorates when the offset value shifts due to a temperature change or the like, or that the offset value changes when the current is added between pixels and taken out.
【0073】これに対し、本実施の形態においては、光
電変換素子3の電位をp-MOSトランジスタ24に入力し、
これよって出力電流を制御する場合には、出力電流値
は、リセットの状態で0であり、光が強く、蓄積時間が
長いほどそこから上がる、ポジ型の読み出しになる。従
って読み出し時にオフセットの除去操作が必要なくな
る。On the other hand, in the present embodiment, the potential of the photoelectric conversion element 3 is input to the p-MOS transistor 24,
When the output current is controlled in this manner, the output current value is 0 in the reset state, and the output becomes positive as the light becomes stronger and the accumulation time becomes longer, resulting in positive reading. Therefore, the operation of removing the offset is not required at the time of reading.
【0074】一方、この構成においては、光電変換素子
3をまず電源電位までリセットし、そこからの電位変化
をp-MOSトランジスタ24の出力電流値によってモニタし
ようとした場合、光電変換素子3の電位が電源電位より
もp-MOSトランジスタ24の閾値電圧分だけ下がるまでは
出力電流が0のまま変化しない、即ちたとえ光が当たっ
ていてもそれが弱く、蓄積時間が十分に長くない場合に
は出力信号が出ない、という問題が懸念される。On the other hand, in this configuration, when the photoelectric conversion element 3 is first reset to the power supply potential and a change in the potential therefrom is to be monitored by the output current value of the p-MOS transistor 24, the potential of the photoelectric conversion element 3 The output current does not change from 0 until the voltage falls below the power supply potential by the threshold voltage of the p-MOS transistor 24, that is, if the light is weak and the accumulation time is not long enough, There is a concern that there is no signal.
【0075】そこで、本実施の形態においては、リセッ
ト用MOSトランジスタ2と直列に、ダイオード接続したp
-MOSトランジスタ31を挿入した。これにより、光電変換
素子3の電位は電源電位よりもp-MOSトランジスタ31の
閾値電圧分低い電位までしかリセットされないから、光
が弱い場合でも出力信号が出てくるようにすることが出
来る。図9に、このような構造の違いによる光量と出力
電流の関係を示す。p-MOSトランジスタ31を挿入した場
合に低光量でも出力電流が得られることがわかる。Therefore, in the present embodiment, a diode-connected p-type transistor is connected in series with the reset MOS transistor 2.
-The MOS transistor 31 was inserted. As a result, the potential of the photoelectric conversion element 3 is reset only to a potential lower than the power supply potential by the threshold voltage of the p-MOS transistor 31, so that an output signal can be output even when the light is weak. FIG. 9 shows the relationship between the amount of light and the output current due to such a difference in structure. It can be seen that when the p-MOS transistor 31 is inserted, an output current can be obtained even with a small amount of light.
【0076】更に、p-MOSトランジスタ31のゲート長、
ゲート幅をp-MOSトランジスタ24のものと同じにすれ
ば、その閾値電圧を完全に同じにすることが出来るの
で、図9で、ダイオード接続がついたものの出力電流が
立ち上がる点を完全に原点に一致させることができ、受
光素子回路としての精度が向上する。Further, the gate length of the p-MOS transistor 31
If the gate width is made the same as that of the p-MOS transistor 24, the threshold voltage can be made completely the same. Therefore, in FIG. They can be matched, and the accuracy of the light receiving element circuit is improved.
【0077】また、本実施の形態の構成では、p-MOSト
ランジスタ24の閾値がチップ内でばらついても、そのば
らつきを光電変換素子3のリセット電位で補償すること
になるので、固定パターンノイズの低減を図ることがで
きる。Further, in the configuration of the present embodiment, even if the threshold value of the p-MOS transistor 24 varies within the chip, the variation is compensated for by the reset potential of the photoelectric conversion element 3, so that the fixed pattern noise Reduction can be achieved.
【0078】また、図7においては、p-MOSトランジス
タ31をリセット用MOSトランジスタ2よりも電源に近い
側に配置したが、これの上下を入れ替えた図10のよう
な構造であっても同様の効果を奏することは言うまでも
ない。In FIG. 7, the p-MOS transistor 31 is arranged closer to the power supply than the reset MOS transistor 2. However, even if the structure as shown in FIG. It goes without saying that it works.
【0079】ここで、図7のようにp-MOSトランジスタ2
4とミラー回路の入力側トランジスタ27との間に、負出
力用p-MOSトランジスタ25と直列に、読み出し制御用MOS
トランジスタ10を挿入し、これを出力端子17へのアクセ
スに合わせて制御する。すると、負出力用端子29から入
力があるときでも、出力端子から電流を流すとき以外は
ミラー回路の入力側に電流が流れないため、消費電力を
小さくすることが出来る。Here, as shown in FIG. 7, the p-MOS transistor 2
The read control MOS is connected in series with the p-MOS transistor 25 for negative output between
The transistor 10 is inserted and is controlled according to the access to the output terminal 17. Then, even when there is an input from the negative output terminal 29, no current flows to the input side of the mirror circuit except when a current flows from the output terminal, so that power consumption can be reduced.
【0080】更に、p-MOSトランジスタ24とその出力端
子17との間に、正出力用p-MOSトランジスタ26と直列
に、読み出し制御用MOSトランジスタ9を挿入し、これ
を出力端子17へのアクセスに合わせて制御する。する
と、正負の出力回路の対称性が良くなるので、正負の出
力電流の大きさを等しくすることが容易になる。Further, a read control MOS transistor 9 is inserted between the p-MOS transistor 24 and its output terminal 17 in series with the positive output p-MOS transistor 26, and this is used to access the output terminal 17. Control according to. Then, since the symmetry of the positive and negative output circuits is improved, it is easy to make the magnitudes of the positive and negative output currents equal.
【0081】また図7では、読み出し制御用MOSトラン
ジスタ9、10としてn-MOSを用いているが、p-MOSを用い
ても同様の効果を有する。In FIG. 7, although the n-MOS is used as the read control MOS transistors 9 and 10, the same effect can be obtained by using the p-MOS.
【0082】また図7では、読み出し制御用MOSトラン
ジスタ9、10は、出力用p-MOSトランジスタ26、25より
ミラー回路に近い側に挿入されているが、これを図11
のように上下を反転しても同様の効果を有する。In FIG. 7, the read control MOS transistors 9 and 10 are inserted closer to the mirror circuit than the output p-MOS transistors 26 and 25.
The same effect can be obtained even if it is turned upside down as described above.
【0083】更に二つの読み出し制御用MOSトランジス
タ9、10を正負の読み出し回路に挿入する代わりに、図
12のようにp-MOSトランジスタ24の上または下に直列
に一つのトランジスタ9aを挿入し、読み出し制御用端
子16でこれを制御しても、同様の効果を有することは言
うまでもない。Further, instead of inserting two read control MOS transistors 9 and 10 into the positive and negative read circuits, one transistor 9a is inserted in series above or below the p-MOS transistor 24 as shown in FIG. It goes without saying that the same effect can be obtained even if this is controlled by the read control terminal 16.
【0084】またこの構造においても、実施の形態3の
ようにミラー回路を多段に重ねることで、作製上のばら
つきや温度変化によってトランジスタの特性が変化した
ときに、正負の出力電流の大きさにずれを生じにくくさ
せることが出来る。Also in this structure, the mirror circuits are stacked in multiple stages as in the third embodiment, so that when the characteristics of the transistor change due to manufacturing variations or temperature changes, the magnitude of the positive or negative output current can be reduced. It is possible to make the displacement hard to occur.
【0085】実施の形態5.以下、この発明の一実施の
形態を図について説明する。図13はこの発明の一実施
の形態の受光素子回路アレイの構成を示す図である。図
において、32は上記実施の形態1乃至4で説明した受光
素子回路の単位画素である。単位画素中のVrはリセッ
ト端子13、Vnは負出力用端子14あるいは29、Vpは正出
力用端子15あるいは30、Voは読み出し制御用端子1
6、OUTは画素の出力端子17を示す。33は単位画素32の制
御端子に信号を送り込むことで感度可変受光素子回路ア
レイの動作を制御するための垂直走査回路であり、画素
のリセット用ライン35が Vrを、負出力用ライン36がV
n を、正出力用ライン37がVp を制御する。また横方向
の一つのライン上に並ぶ感度可変受光素子回路32の制御
端子は、これらの制御ライン35、36、37を共有してお
り、各行毎に一組、制御ライン35、36、37が割り当てら
れる。また縦方向の一つのライン上に並ぶ感度可変受光
素子回路32の出力端子17は、出力ライン38を共有してお
り、各列に一本出力ライン38が割り当てられる。34は単
位画素32からの出力電流を取り出すための水平走査回路
であり、読み出し制御用ライン39がVoを制御し、また
出力ライン38は、この読み出し制御用ライン39によって
制御されるトランスミッションゲート40を介してアレイ
の出力端子41につながっている。なお、垂直走査回路、
水平走査回路としては、シフトレジスタ等により構成し
た一本または複数本のスキャナ、ランダムロジック回路
等を用いればよい。Embodiment 5 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a light receiving element circuit array according to one embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 32 denotes a unit pixel of the light receiving element circuit described in the first to fourth embodiments. Vr in the unit pixel is a reset terminal 13, Vn is a negative output terminal 14 or 29, Vp is a positive output terminal 15 or 30, and Vo is a read control terminal 1.
6, OUT indicates an output terminal 17 of the pixel. Reference numeral 33 denotes a vertical scanning circuit for controlling the operation of the variable sensitivity light receiving element circuit array by sending a signal to the control terminal of the unit pixel 32. The reset line 35 of the pixel has Vr, and the negative output line 36 has V
n and the positive output line 37 controls Vp. The control terminals of the variable sensitivity light-receiving element circuits 32 arranged on one horizontal line share these control lines 35, 36, and 37, and one set of control lines 35, 36, and 37 is provided for each row. Assigned. The output terminals 17 of the variable sensitivity light receiving element circuits 32 arranged on one vertical line share an output line 38, and one output line 38 is assigned to each column. Numeral 34 denotes a horizontal scanning circuit for extracting an output current from the unit pixel 32, a read control line 39 controls Vo, and an output line 38 controls a transmission gate 40 controlled by the read control line 39. Through the output terminal 41 of the array. Note that a vertical scanning circuit,
As the horizontal scanning circuit, one or a plurality of scanners constituted by a shift register or the like, a random logic circuit, or the like may be used.
【0086】次に動作について説明する。まず、垂直走
査回路33によりある行のリセット用ライン35がアクティ
ブになると、その行にある画素セル32内の光電変換素子
3が初期電位にリセットされる。正画像を読み出すため
には、一定の蓄積時間の後に垂直走査回路33によりその
行の正出力用ライン37をアクティブにしつつ、水平走査
回路34のスキャンによって読み出し制御用ライン39をア
クティブにし、トランスミッションゲート40によって各
行からの出力電流をアレイの出力端子41に出力する。負
画像も同様に、負出力用ライン36をアクティブにして読
み出せばよい。このとき各行の負出力用ライン36、正出
力用ライン37にあるパターンを与えると、そのパターン
によって各行の出力電流の極性が決まり、各画素セル32
から出力された電流は縦方向に足し合わせながら取り出
されるため、アレイの出力端子41からの出力は、自動的
に縦方向の画素間演算を行いながら取り出した結果とな
る。Next, the operation will be described. First, when the reset line 35 in a certain row is activated by the vertical scanning circuit 33, the photoelectric conversion elements 3 in the pixel cells 32 in that row are reset to the initial potential. To read a positive image, after a certain accumulation time, while the vertical scanning circuit 33 activates the positive output line 37 of that row, the horizontal scanning circuit 34 activates the read control line 39 by scanning, and the transmission gate 40 outputs the output current from each row to the output terminal 41 of the array. Similarly, the negative image may be read by activating the negative output line 36. At this time, when a pattern is applied to the negative output line 36 and the positive output line 37 of each row, the polarity of the output current of each row is determined by the pattern, and each pixel cell 32
The current output from the array is extracted while being added in the vertical direction, so that the output from the output terminal 41 of the array is a result obtained by automatically performing the operation between pixels in the vertical direction.
【0087】ここで、各画素に読み出し制御用端子Vo
は画素内のミラー回路の入出力を制御するものであるか
ら、各列でトランスミッションゲート40が開いていると
き以外は読み出し制御用ライン39によりミラー回路の入
力側に電流が流れないため、消費電力を小さくすること
が出来る。Here, a read control terminal Vo is applied to each pixel.
Controls the input and output of the mirror circuit in the pixel, so that current does not flow to the input side of the mirror circuit by the read control line 39 except when the transmission gate 40 is open in each column. Can be reduced.
【0088】これにより、照射された一次元または二次
元の光パターンを同時に、並列に、かつ縦方向の画素間
演算を行いながら取り出すことが出来る。As a result, the irradiated one-dimensional or two-dimensional light pattern can be taken out simultaneously, in parallel, and while performing the calculation between pixels in the vertical direction.
【0089】また、出力する列の選択用にトランスミッ
ションゲート40を用いているため、出力端子41の電位に
係わらず、この出力スイッチの部分での電圧降下を小さ
く抑えることが出来る。Further, since the transmission gate 40 is used for selecting a column to be output, the voltage drop at this output switch can be suppressed to a small value regardless of the potential of the output terminal 41.
【0090】トランスミッションゲートの部分は、n-MO
Sまたはp-MOSであっても基本的な機能に違いはない。特
に出力端子電位が低い場合にはn-MOSだけでも、高い場
合にはp-MOSだけでも十分にオン抵抗が低くなる。The transmission gate is an n-MO
There is no difference in basic functions between S and p-MOS. In particular, when the output terminal potential is low, only the n-MOS is used, and when the output terminal potential is high, the p-MOS alone is used to sufficiently reduce the on-resistance.
【0091】実施の形態6.以下、この発明の一実施の
形態を図について説明する。図14はこの発明の一実施
の形態を示す受光素子回路のブロック構成図である。図
中1〜3及び12、13、17は図1と同じである。光電変換
素子3の電位は、第一の出力制御端子45によって制御さ
れる、電位を電流に変換する第一の回路49を通して電流
出力端子17に接続されると同時に、メモリ用制御端子52
によって制御される接続用回路51を通して、容量50に接
続される。更に容量50は、第二の出力制御端子46によっ
て制御される、電位を電流に変換する第二の回路53を通
して電流出力端子17に接続される。ここで回路53か回路
49のどちらかには電流反転回路を含み、出力電流の向き
が逆向きになるようにしている。また、容量50の容量
は、光電変換素子3の容量よりも十分に小さいものとす
る。Embodiment 6 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 14 is a block diagram of a light receiving element circuit showing an embodiment of the present invention. 1 to 3 and 12, 13, and 17 in the figure are the same as those in FIG. The potential of the photoelectric conversion element 3 is connected to the current output terminal 17 through a first circuit 49 for converting the potential into a current, which is controlled by a first output control terminal 45, and at the same time, a memory control terminal 52
Is connected to the capacitor 50 through a connection circuit 51 controlled by Further, the capacitor 50 is connected to the current output terminal 17 through a second circuit 53 for converting a potential into a current, which is controlled by a second output control terminal 46. Where circuit 53 or circuit
Either 49 includes a current reversing circuit so that the direction of the output current is reversed. The capacity of the capacitor 50 is sufficiently smaller than the capacity of the photoelectric conversion element 3.
【0092】更に図15は、図14の回路を図13のよ
うなアレイ状に並べたものである。図中33〜38及び40、
41は図13と同じである。また55はメモリ用制御ライ
ン、54は図14中点線で囲まれた感度可変受光素子回路
による単位画素で、Vrはリセット端子13、Vnは第二の
出力制御端子46(または第一の出力制御端子45)、Vp
は第一の出力制御端子45(または第二の出力制御端子4
6)、Vmはメモリ用制御端子52、OUTは画素の出力端子1
7を示す。また図13と同様に、横方向の一つのライン
上に並ぶ感度可変受光素子回路54の制御端子は制御ライ
ン35、36、37、55を、縦方向の一つのライン上に並ぶ感
度可変受光素子回路54の出力端子17は出力ライン38を共
有している。FIG. 15 shows the circuit of FIG. 14 arranged in an array as shown in FIG. 33-38 and 40 in the figure,
41 is the same as FIG. Reference numeral 55 denotes a memory control line, 54 denotes a unit pixel formed by a variable sensitivity light receiving element circuit surrounded by a dotted line in FIG. 14, Vr denotes a reset terminal 13, and Vn denotes a second output control terminal 46 (or a first output control terminal 46). Terminal 45), Vp
Is the first output control terminal 45 (or the second output control terminal 4
6), Vm is the memory control terminal 52, OUT is the pixel output terminal 1
7 is shown. As in FIG. 13, the control terminals of the variable sensitivity light receiving element circuits 54 arranged on one horizontal line are the control lines 35, 36, 37, 55, and the variable sensitivity light receiving elements arranged on one vertical line. The output terminal 17 of the circuit 54 shares the output line 38.
【0093】次にこの回路を用いた時間微分動作につい
て説明する。光電変換素子3のリセット動作は実施の形
態5と同様である。光入射により光電変換素子3に電荷
が蓄積されると、光電変換素子3の電位がこれに応じて
下がる。この電位を、Vpからのアクセスにより回路49
を通じて読み出した後、リセット動作の前にVmからの
アクセスにより、接続用回路51を通じて容量50に記憶さ
せる。次にリセット、蓄積の動作を行った後は、Vp及
びVnを同時にアクティブにすると、出力端子17から
は、容量50に記憶された前フレームの電位と光電変換素
子3の電位の差に相当する電流が出力されることにな
る。Next, the time differentiation operation using this circuit will be described. The reset operation of the photoelectric conversion element 3 is the same as in the fifth embodiment. When charge is accumulated in the photoelectric conversion element 3 due to the incidence of light, the potential of the photoelectric conversion element 3 decreases accordingly. This potential is supplied to the circuit 49 by access from Vp.
After the data is read out through the connection circuit 51, the data is stored in the capacitor 50 through the connection circuit 51 by access from Vm before the reset operation. Next, after the reset and accumulation operations are performed, when Vp and Vn are simultaneously activated, the output terminal 17 corresponds to the difference between the potential of the previous frame stored in the capacitor 50 and the potential of the photoelectric conversion element 3. A current will be output.
【0094】これにより、フレーム間での光量の時間変
化を出力することが出来る。Thus, it is possible to output a temporal change of the light amount between frames.
【0095】次にこの回路を用いた、(実施の形態1乃
至4に準ずる回路と同様な)出力動作について説明す
る。メモリ用制御端子52を常にアクティブにしておくと
この回路は、光電変換素子3の電位を電流に変換して出
力端子17に接続する回路49と、光電変換素子3の電位
を、回路49とは逆向きの電流に変換して出力端子17に接
続する回路53によって構成されているのと等価になる。
従ってその出力動作は実施の形態1乃至4のものと同様
になる。Next, an output operation (similar to the circuit according to the first to fourth embodiments) using this circuit will be described. When the memory control terminal 52 is always active, this circuit converts the potential of the photoelectric conversion element 3 into a current and connects it to the output terminal 17. This is equivalent to being configured by a circuit 53 that converts the current into a reverse direction and connects to the output terminal 17.
Therefore, the output operation is the same as that of the first to fourth embodiments.
【0096】次にこの回路を用いた、固定パターンノイ
ズの除去動作について説明する。光電変換素子3のリセ
ット動作は実施の形態5と同様である。光入射により光
電変換素子3に電荷が蓄積されると、光電変換素子3の
電位がこれに応じて下がる。この電位をまず、Vmから
のアクセスにより接続用回路51を通じて容量50に記憶さ
せた後、Vr、Vp、Vn を同時にアクティブにすると、
出力端子17からは、容量50に記憶された光電変換素子3
の電位と、リセット電位の差に相当する電流が出力され
ることになる。Next, the operation of removing fixed pattern noise using this circuit will be described. The reset operation of the photoelectric conversion element 3 is the same as in the fifth embodiment. When charge is accumulated in the photoelectric conversion element 3 due to the incidence of light, the potential of the photoelectric conversion element 3 decreases accordingly. First, this potential is stored in the capacitor 50 through the connection circuit 51 by access from Vm, and then Vr, Vp, and Vn are simultaneously activated.
From the output terminal 17, the photoelectric conversion element 3 stored in the capacitor 50 is output.
And a current corresponding to the difference between the reset potential and the reset potential.
【0097】この動作によれば、各画素の蓄積時間は、
各行に含まれる光電変換素子3をVrでリセットしてか
らVmのアクセスをするまでの時間となるため、蓄積時
間を行の中で完全に一致させることが出来る。According to this operation, the accumulation time of each pixel is
Since the time is from resetting the photoelectric conversion elements 3 included in each row with Vr to accessing Vm, the accumulation times can be completely matched in the row.
【0098】また、もしも光電変換素子3のリセット電
位にアレイ内でのばらつきがあっても、出力信号値は光
電変換素子3の電位の変化分であるから、リセット電位
のばらつきを補償するのと同じ効果がある。Further, even if the reset potential of the photoelectric conversion element 3 varies within the array, the output signal value is a change in the potential of the photoelectric conversion element 3. Has the same effect.
【0099】これにより、固定パターンノイズの少ない
出力が可能となる。As a result, output with less fixed pattern noise is possible.
【0100】次に、この回路を用いた電子シャッター動
作について説明する。光電変換素子3のリセット動作は
実施の形態5と同様である。光入射により光電変換素子
3に電荷が蓄積されると、光電変換素子3の電位がこれ
に応じて下がる。この電位をまず、Vmからのアクセス
により接続用回路51を通じて容量50に記憶させ、続いて
Vnからのアクセスにより、第二の出力制御端子46をア
クティブにすると、出力端子17からは光電変換素子3の
電位に相当する電流が出力される。Next, an electronic shutter operation using this circuit will be described. The reset operation of the photoelectric conversion element 3 is the same as in the fifth embodiment. When charge is accumulated in the photoelectric conversion element 3 due to the incidence of light, the potential of the photoelectric conversion element 3 decreases accordingly. When this potential is first stored in the capacitor 50 through the connection circuit 51 by access from Vm, and then the second output control terminal 46 is activated by access from Vn, the photoelectric conversion element 3 is output from the output terminal 17. Is output.
【0101】リセット端子13によるリセット動作、及び
メモリ用端子52による光電変換素子電位の容量50への転
送を、このアレイの中の全ての画素にそれぞれ同時に行
えば、全ての画素の蓄積時間は等しくなり、またメモリ
用端子52へのアクセスを行った時点での画像がこのアレ
イから読み出されることになる。If the reset operation by the reset terminal 13 and the transfer of the potential of the photoelectric conversion element to the capacitor 50 by the memory terminal 52 are simultaneously performed for all the pixels in the array, the accumulation time of all the pixels is equal. The image at the time of accessing the memory terminal 52 is read from this array.
【0102】これにより、電子シャッター的な動作が可
能となる。As a result, an operation like an electronic shutter can be performed.
【0103】実施の形態7.以下、この発明の一実施の
形態を図について説明する。図16はこの発明の一実施
の形態の受光素子回路の構成を示す図である。図におい
て、1〜3及び12、13は図1と同じである。ここでは画
素57の中に差動増幅器の構造を設けるかわりに、光電変
換素子3の電位を、電位を電流に変換する回路42に入力
し、その出力電流を、第一の出力制御端子45によって制
御される第一の出力回路43を通して第一の出力端子47
に、また第二の出力制御端子46によって制御される第二
の出力回路44を通して第二の出力端子48に出力する。Embodiment 7 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a light receiving element circuit according to one embodiment of the present invention. In the figure, 1 to 3 and 12, 13 are the same as in FIG. Here, instead of providing the structure of the differential amplifier in the pixel 57, the potential of the photoelectric conversion element 3 is input to the circuit 42 for converting the potential into a current, and the output current is supplied to the first output control terminal 45. A first output terminal 47 through a controlled first output circuit 43
And output to a second output terminal 48 through a second output circuit 44 controlled by a second output control terminal 46.
【0104】この回路構成の具体例を示したのが図17
である。図16の電位を電流に変換する回路42としてn-
MOSトランジスタ4を用い、その出力電流を負出力用MOS
トランジスタ5及び正出力用MOSトランジスタ6を介し
て、第一の出力端子47、及び第二の出力端子48に出力す
る。すなわち、図16中第一の出力回路43、第二の出力
回路44はそれぞれ図17中負出力用MOSトランジスタ5
及び正出力用MOSトランジスタ6に相当する。FIG. 17 shows a specific example of this circuit configuration.
It is. A circuit 42 for converting the potential of FIG.
The MOS transistor 4 is used, and the output current is negative output MOS
The signal is output to a first output terminal 47 and a second output terminal 48 via the transistor 5 and the positive output MOS transistor 6. That is, the first output circuit 43 and the second output circuit 44 in FIG.
And the positive output MOS transistor 6.
【0105】このような構造を取ることにより、図16
における電位を電流に変換する回路42、第一の出力回路
43、第二の出力回路44を、3つのn-MOSトランジスタ
4、5、6という簡単な回路構成により実現できる。By adopting such a structure, FIG.
Circuit for converting the potential of the current into a current, a first output circuit
43, the second output circuit 44 can be realized by a simple circuit configuration of three n-MOS transistors 4, 5, and 6.
【0106】また実施の形態1と同様な効果を単純な回
路により実現できる。また、画素内には読み出し回路用
の電源を供給する必要がなく、出力電流用の電源ライン
と、光電変換素子3のリセット用の電源ライン1を完全
に分けることが出来るため、信頼性を高めることが出来
る。Further, the same effects as in the first embodiment can be realized by a simple circuit. Further, it is not necessary to supply a power supply for the readout circuit in the pixel, and the power supply line for the output current and the power supply line 1 for resetting the photoelectric conversion element 3 can be completely separated, so that the reliability is improved. I can do it.
【0107】またリセット用MOSトランジスタ2としてn
-MOSを用いた場合には、画素内を全てn-MOSのトランジ
スタで構成することが出来るので、画素の構造を単純化
し、画素面積を小さくすることが出来るようになる。The reset MOS transistor 2 has n
When -MOS is used, the entire pixel can be constituted by n-MOS transistors, so that the pixel structure can be simplified and the pixel area can be reduced.
【0108】実施の形態8.以下、この発明の別の実施
の形態を図について説明する。上記実施の形態において
は図16の具体的構成として図17の構造を例に示した
が、他の例として図18に示すような構造でもよい。図
18において、1〜3及び11〜13、24〜26、29〜31は図
7と同じである。ここでは図7の構造において、画素の
中に差動増幅器の構造を設けるかわりに、p-MOSトラン
ジスタ24からの出力電流を、負出力用MOSトランジスタ2
5及び正出力用トランジスタ26を介して、第一の出力端
子47、及び第二の出力端子48に出力する。Embodiment 8 FIG. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the above-described embodiment, the structure shown in FIG. 17 is shown as an example of the specific configuration in FIG. 16, but a structure as shown in FIG. 18 may be used as another example. In FIG. 18, 1 to 3 and 11 to 13, 24 to 26, and 29 to 31 are the same as those in FIG. Here, in the structure of FIG. 7, instead of providing the structure of the differential amplifier in the pixel, the output current from the p-MOS transistor 24 is changed to the negative output MOS transistor 2.
The signal is output to the first output terminal 47 and the second output terminal 48 via the transistor 5 and the positive output transistor 26.
【0109】このような構造を取ることにより、図16
における電位を電流に変換する回路42、第一の出力回路
43、第二の出力回路44を、3つのp-MOSトランジスタ2
4、25、26という簡単な回路構成により実現できる。By adopting such a structure, FIG.
Circuit for converting the potential of the current into a current, a first output circuit
43, the second output circuit 44, three p-MOS transistors 2
It can be realized by a simple circuit configuration of 4, 25, 26.
【0110】また実施の形態4と同様の効果を単純な回
路により実現できる。Further, the same effects as in the fourth embodiment can be realized by a simple circuit.
【0111】実施の形態9.以下、この発明の一実施の
形態を図について説明する。図19は、実施の形態7、
8の画素57をアレイ状に配列した受光素子回路アレイの
構成を示したものである。図において、33〜37及び41は
図16と同じである。また57は図17の感度可変受光素
子回路による単位画素で、OUT1、OUT2 は画素の二つの
出力端子47、48を示す。また図13と同様に、横方向の
一つのライン上に並ぶ感度可変受光素子回路54の制御端
子は制御ライン35、36、37を、縦方向の一つのライン上
に並ぶ感度可変受光素子回路57の出力端子47、48はそれ
ぞれの出力ライン58、59を共有している。また60は、二
つの入力端子を持ち、一方の入力端子からの入力電流の
向きを変えずにトランスミッションゲートを介して出力
端子41に接続するMOSトランジスタ回路、及びもう一方
の入力端子からの入力電流の向きを反転させて、上記ト
ランスミッションゲートを介して出力端子41に接続する
MOSトランジスタ回路とによって構成される相殺読み出
し回路であり、水平走査回路34によって制御される。Embodiment 9 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 19 shows Embodiment 7,
This shows a configuration of a light receiving element circuit array in which eight pixels 57 are arranged in an array. In the figure, reference numerals 33 to 37 and 41 are the same as those in FIG. Reference numeral 57 denotes a unit pixel formed by the variable sensitivity light receiving element circuit shown in FIG. 17, and OUT1 and OUT2 indicate two output terminals 47 and 48 of the pixel. As in FIG. 13, the control terminals of the variable sensitivity light receiving element circuits 54 arranged on one horizontal line are control lines 35, 36, and 37, and the variable sensitivity light receiving element circuits 57 arranged on one vertical line. Output terminals 47, 48 share respective output lines 58, 59. Reference numeral 60 denotes a MOS transistor circuit having two input terminals, connected to the output terminal 41 via the transmission gate without changing the direction of the input current from one input terminal, and the input current from the other input terminal. And connect it to the output terminal 41 via the transmission gate.
This is a canceling readout circuit constituted by a MOS transistor circuit and is controlled by the horizontal scanning circuit 34.
【0112】このようにして、出力電流の反転回路を画
素の外に設けることにより、図13の感度可変受光素子
アレイが持つ機能を保ったまま、画素の構造を単純化
し、画素面積を小さくすることが可能となる。As described above, by providing the output current inverting circuit outside the pixel, the structure of the pixel is simplified and the pixel area is reduced while maintaining the function of the variable sensitivity light receiving element array of FIG. It becomes possible.
【0113】また光電変換素子のリセット用電源は画素
57のアレイ部にのみ供給され、出力電流用の電源は相殺
読み出し回路60のみに供給されるので、二種類の電源を
完全に分けることが出来、信頼性を高めることが可能と
なる。The power supply for resetting the photoelectric conversion element is a pixel.
Since the power is supplied only to the array unit 57 and the power for the output current is supplied only to the canceling readout circuit 60, the two types of power can be completely separated, and the reliability can be improved.
【0114】実施の形態10.以下、この発明の一実施
の形態を図について説明する。図20は、この発明の一
実施の形態の受光素子回路57aの構成を示す図である。
図において、1〜3及び12、13は図1と、45〜48は図1
6と、49〜52は図14と同じである。光電変換素子3の
電位は、第一の出力制御端子45によって制御される、電
位を電流に変換する第一の回路49を通して電流出力端子
47に接続されると同時に、メモリ用制御端子52によって
制御される接続用回路51を通して、容量50に接続され
る。更に容量50は、第二の出力制御端子46によって制御
される、電位を電流に変換する第二の回路56を通して電
流出力端子48に接続される。ここで回路56か回路49のど
ちらかには電流反転回路を含み、出力電流の向きが逆向
きになるようにしている。また、容量50の容量は、光電
変換素子3の容量よりも十分に小さいものとする。図1
6との違いは、47、48の二つの電流出力端子を設け、容
量50の電位を電流に変換する第二の回路56にも第一の回
路49にも電流反転回路を含めないことである。Embodiment 10 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a light receiving element circuit 57a according to one embodiment of the present invention.
In the figures, 1-3 and 12, 13 are those of FIG. 1, and 45-48 are those of FIG.
6 and 49 to 52 are the same as those in FIG. The electric potential of the photoelectric conversion element 3 is controlled by a first output control terminal 45, and is supplied to a current output terminal through a first circuit 49 that converts the electric potential to a current.
At the same time as being connected to 47, it is connected to a capacitor 50 through a connection circuit 51 controlled by a memory control terminal 52. Further, the capacitor 50 is connected to the current output terminal 48 through a second circuit 56 for converting a potential into a current, which is controlled by a second output control terminal 46. Here, either the circuit 56 or the circuit 49 includes a current inverting circuit so that the direction of the output current is reversed. The capacity of the capacitor 50 is sufficiently smaller than the capacity of the photoelectric conversion element 3. FIG.
The difference from 6 is that two current output terminals 47 and 48 are provided, and neither the second circuit 56 nor the first circuit 49 for converting the potential of the capacitor 50 into a current includes a current inverting circuit. .
【0115】次に、この図20の回路構成の具体例を図
21に示す。ここでは図21の構造において、回路51を
n-MOSトランジスタ61により構成し、回路49を光電変換
素子3の電位をゲートに導いたn-MOSトランジスタ62
と、出力制御端子45によって制御される第一の出力用ト
ランジスタ64によって構成し、回路56を容量50の電位を
ゲートに導いたn-MOSトランジスタ63と、出力制御端子4
6によって制御される第二の出力用トランジスタ65によ
って構成している。このような構造により、図20の構
造を簡単な回路構成により実現できる。Next, a specific example of the circuit configuration of FIG. 20 is shown in FIG. Here, in the structure of FIG.
The circuit 49 is constituted by an n-MOS transistor 61, and the circuit 49 is an n-MOS transistor 62 in which the potential of the photoelectric conversion element 3 is led to the gate.
And an n-MOS transistor 63 configured by a first output transistor 64 controlled by the output control terminal 45 to guide the circuit 56 to the gate of the potential of the capacitor 50, and an output control terminal 4
It comprises a second output transistor 65 controlled by 6. With such a structure, the structure in FIG. 20 can be realized with a simple circuit configuration.
【0116】このようにして、出力電流の反転回路を画
素の外に設けることにより、画素の構造を単純化し、画
素面積を小さくすることが出来るようになる。By providing the output current inverting circuit outside the pixel in this way, the structure of the pixel can be simplified and the pixel area can be reduced.
【0117】また、画素内には読み出し回路用の電源を
供給する必要がなく、出力電流用の電源ラインと、光電
変換素子3のリセット用の電源ライン1を完全に分ける
ことが出来るため、信頼性を高めることが出来る。Further, it is not necessary to supply power for the readout circuit to the pixel, and the power supply line for the output current and the power supply line 1 for resetting the photoelectric conversion element 3 can be completely separated, so that the reliability is improved. Can be enhanced.
【0118】また図では、リセット用MOSトランジスタ
2としてp-MOSを用いているが、n-MOS等のスイッチでも
良い。Although a p-MOS is used as the reset MOS transistor 2 in the figure, a switch such as an n-MOS may be used.
【0119】また実施の形態6と同様の効果を単純な回
路により実現できる。The same effects as in the sixth embodiment can be realized by a simple circuit.
【0120】実施の形態11.以下、この発明の一実施
の形態を図について説明する。図22は、上記実施の形
態10の画素57aをアレイ状に配列した受光素子回路ア
レイの構成を示したものである。図において、33〜37及
び41、55は図21と同じである。また57は図17の感度
可変受光素子回路による単位画素で、OUT1、OUT2 は画
素の二つの出力端子47、48を示す。また図13と同様
に、横方向の一つのライン上に並ぶ感度可変受光素子回
路54の制御端子は制御ライン35、36、37、55を、縦方向
の一つのライン上に並ぶ感度可変受光素子回路57aの出
力端子47、48はそれぞれの出力ライン58、59を共有して
いる。また60は、二つの入力端子を持ち、一方の入力端
子からの入力電流の向きを変えずにトランスミッション
ゲートを介して出力端子41に接続するMOSトランジスタ
回路、及びもう一方の入力端子からの入力電流の向きを
反転させて、上記トランスミッションゲートを介して出
力端子41に接続するMOSトランジスタ回路とによって構
成される相殺読み出し回路であり、水平走査回路34によ
って制御される。Embodiment 11 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 22 shows a configuration of a light receiving element circuit array in which the pixels 57a of the tenth embodiment are arranged in an array. In the figure, reference numerals 33 to 37 and 41 and 55 are the same as those in FIG. Reference numeral 57 denotes a unit pixel formed by the variable sensitivity light receiving element circuit shown in FIG. 17, and OUT1 and OUT2 indicate two output terminals 47 and 48 of the pixel. As in FIG. 13, the control terminals of the variable sensitivity light receiving element circuits 54 arranged on one horizontal line are the control lines 35, 36, 37, 55, and the variable sensitivity light receiving elements arranged on one vertical line. Output terminals 47 and 48 of circuit 57a share respective output lines 58 and 59. The MOS transistor circuit 60 has two input terminals and is connected to the output terminal 41 via the transmission gate without changing the direction of the input current from one input terminal, and the input current from the other input terminal. And a MOS transistor circuit connected to the output terminal 41 via the transmission gate described above, and is controlled by the horizontal scanning circuit 34.
【0121】また、実施の形態6の図15のように、制
御ライン55に接続されるメモリ用制御端子52を有してお
り、実施の形態6と同様にメモリ機能を有してフレーム
間での光量の時間変化を出力することができる。Further, as shown in FIG. 15 of the sixth embodiment, a memory control terminal 52 connected to a control line 55 is provided. Can be output over time.
【0122】このようにして、出力電流の反転回路を画
素の外に設けることにより、図13の感度可変受光素子
アレイが持つ機能を保ったまま、画素の構造を単純化
し、画素面積を小さくすることが可能となる。By providing the output current inverting circuit outside the pixel in this manner, the structure of the pixel is simplified and the pixel area is reduced while maintaining the function of the variable sensitivity light receiving element array shown in FIG. It becomes possible.
【0123】また光電変換素子のリセット用電源は画素
57aのアレイ部にのみ供給され、出力電流用の電源は相
殺読み出し回路60のみに供給されるので、二種類の電源
を完全に分けることが出来、信頼性を高めることが可能
となる。The power supply for resetting the photoelectric conversion element is a pixel.
Since the power for the output current is supplied only to the array portion 57a and the power for the output current is supplied only to the canceling readout circuit 60, the two types of power can be completely separated, and the reliability can be improved.
【0124】実施の形態12.以下、この発明の一実施
の形態を図について説明する。図23は上記実施の形態
9の図19、実施の形態11の図22中相殺回路60に用
いられる回路構成の具体例を示したものである。図にお
いて、1及び7〜10は図1と同じである。66は負出力用
の入力端子、67は正出力用の入力端子で、それぞれ図1
9、22の出力ライン58、59に接続される。また68はト
ランスミッションゲート、69は図19、22の出力端子
41に接続される相殺回路からの出力端子である。また、
読み出し制御用端子16aは図1の16に相当するもので、
水平走査回路34に接続される。Embodiment 12 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 23 shows a specific example of a circuit configuration used for the canceling circuit 60 in FIG. 19 of the ninth embodiment and FIG. 22 of the eleventh embodiment. In the figure, 1 and 7 to 10 are the same as in FIG. 66 is an input terminal for negative output, 67 is an input terminal for positive output.
9 and 22 are connected to output lines 58 and 59. Reference numeral 68 denotes a transmission gate, and 69 denotes an output terminal of FIGS.
Output terminal of the cancellation circuit connected to 41. Also,
The read control terminal 16a corresponds to 16 in FIG.
Connected to horizontal scanning circuit 34.
【0125】ここで正出力用の入力端子67とミラー回路
の入力側トランジスタ7との間に、読み出し制御用MOS
トランジスタ9を挿入し、これをトランスミッションゲ
ート68へのアクセスに合わせて制御すると、出力端子69
から電流を流すとき以外はミラー回路の入力側に電流が
流れないため、消費電力を小さくすることが出来る。A read control MOS is provided between the positive output input terminal 67 and the input transistor 7 of the mirror circuit.
When the transistor 9 is inserted and controlled according to the access to the transmission gate 68, the output terminal 69
Since no current flows to the input side of the mirror circuit except when a current flows from the mirror circuit, power consumption can be reduced.
【0126】更に負出力用の入力端子66とトランスミッ
ションゲート68との間に、読み出し制御用MOSトランジ
スタ10を挿入し、これをトランスミッションゲート68へ
のアクセスに合わせて制御すると、正負の出力回路の対
称性が良くなるので、正負の出力電流の大きさを等しく
することが容易になる。Further, when the read control MOS transistor 10 is inserted between the negative output input terminal 66 and the transmission gate 68 and is controlled in accordance with the access to the transmission gate 68, the symmetry of the positive and negative output circuits is obtained. Therefore, it is easy to make the magnitudes of the positive and negative output currents equal.
【0127】また図では、読み出し制御用MOSトランジ
スタ9、10としてn-MOSを用いているが、p-MOSを用いて
も同様の効果を有する。Further, in the figure, n-MOS is used as the read control MOS transistors 9 and 10, but the same effect can be obtained by using p-MOS.
【0128】実施の形態13.以下、この発明の別の実
施の形態を図について説明する。図24は上記実施の形
態9の図19、実施の形態11の図22中相殺回路60に
用いられる回路構成の別の具体例を示したものである。
図において、1及び7〜10、18〜23は図1と同じであ
る。また、16a、66〜69は図23と同じである。Embodiment 13 FIG. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 24 shows another specific example of the circuit configuration used for the canceling circuit 60 in FIG. 19 of the ninth embodiment and FIG. 22 of the eleventh embodiment.
In the figure, 1 and 7 to 10 and 18 to 23 are the same as those in FIG. Also, 16a and 66 to 69 are the same as those in FIG.
【0129】このように図22のミラー回路を多段にす
る構造を有することにより、相殺読み出し回路60を簡単
な回路構成により実現できる。また、このようにミラー
回路を多段に重ねることにより、作製上のばらつきや温
度変化によってトランジスタの特性が変化したときに、
正負の出力電流の大きさにずれが生じにくくなる。By having a structure in which the mirror circuit shown in FIG. 22 has multiple stages, the canceling readout circuit 60 can be realized with a simple circuit configuration. Also, by stacking mirror circuits in multiple stages in this way, when the characteristics of the transistor change due to manufacturing variations or temperature changes,
The positive and negative output currents are less likely to shift.
【0130】また、ミラー回路を更に多段に重ねた場合
にも同様の効果が得られることは言うまでもない。It is needless to say that the same effect can be obtained when mirror circuits are further stacked in multiple stages.
【0131】ここで正出力用の入力端子67とミラー回路
2の入力側トランジスタ20との間に、読み出し制御用MO
Sトランジスタ9を、負出力用の入力端子66とミラー回
路3の入力側トランジスタ22との間に、読み出し制御用
MOSトランジスタ10を挿入し、これらをトランスミッシ
ョンゲート68へのアクセスに合わせて制御すると、出力
端子69から電流を流すとき以外はミラー回路の入力側に
電流が流れないため、消費電力を小さくすることが出来
る。A read control MO is connected between the positive output input terminal 67 and the input transistor 20 of the mirror circuit 2.
The S transistor 9 is connected between the input terminal 66 for the negative output and the input transistor 22 of the mirror circuit 3 for reading control.
If the MOS transistors 10 are inserted and controlled in accordance with the access to the transmission gate 68, no current flows to the input side of the mirror circuit except when a current flows from the output terminal 69, so that power consumption can be reduced. I can do it.
【0132】また図では、読み出し制御用MOSトランジ
スタ9、10としてn-MOSを用いているが、p-MOSを用いて
も同様の効果を有する。Further, in the figure, although the n-MOS is used as the read control MOS transistors 9 and 10, the same effect can be obtained by using the p-MOS.
【0133】実施の形態14.以下、この発明の別の実
施の形態を図について説明する。図25は上記実施の形
態9の図19、実施の形態11の図22中相殺回路60に
用いられる回路構成の別の具体例を示したものである。
図において、9〜11、27、28は図7と同様である。ま
た、16a、66〜69は図23、24と同様である。このよ
うな構造を有することにより、相殺読み出し回路60を簡
単な回路構成により実現できる。Embodiment 14 FIG. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 25 shows another specific example of the circuit configuration used for the cancellation circuit 60 in FIG. 19 of the ninth embodiment and FIG. 22 of the eleventh embodiment.
In the figure, 9 to 11, 27 and 28 are the same as those in FIG. 16a and 66 to 69 are the same as those in FIGS. With such a structure, the offset readout circuit 60 can be realized with a simple circuit configuration.
【0134】ここで負出力用の入力端子66とミラー回路
の入力側トランジスタ27との間に、読み出し制御用MOS
トランジスタ10を挿入し、これをトランスミッションゲ
ート68へのアクセスに合わせて制御すると、出力端子69
から電流を流すとき以外はミラー回路の入力側に電流が
流れないため、消費電力を小さくすることが出来る。Here, a read control MOS is provided between the negative output input terminal 66 and the input transistor 27 of the mirror circuit.
When the transistor 10 is inserted and controlled according to the access to the transmission gate 68, the output terminal 69
Since no current flows to the input side of the mirror circuit except when a current flows from the mirror circuit, power consumption can be reduced.
【0135】更に正出力用の入力端子67とトランスミッ
ションゲート68との間に、読み出し制御用MOSトランジ
スタ9を挿入し、これをトランスミッションゲート68へ
のアクセスに合わせて制御すると、正負の出力回路の対
称性が良くなるので、正負の出力電流の大きさを等しく
することが容易になる。Further, a read control MOS transistor 9 is inserted between the positive output input terminal 67 and the transmission gate 68 and is controlled in accordance with the access to the transmission gate 68. Therefore, it is easy to make the magnitudes of the positive and negative output currents equal.
【0136】また図では、読み出し制御用MOSトランジ
スタ9、10としてn-MOSを用いているが、p-MOSを用いて
も同様の効果を有する。Further, in the figure, n-MOS is used as the read control MOS transistors 9 and 10, but the same effect can be obtained by using p-MOS.
【0137】またこの構造においても、ミラー回路を多
段に重ねて、図24のようにすることで、作製上のばら
つきや温度変化によってトランジスタの特性が変化した
ときに、正負の出力電流の大きさにずれが生じにくくな
る。Also in this structure, mirror circuits are stacked in multiple stages as shown in FIG. 24, so that when the transistor characteristics change due to manufacturing variations or temperature changes, the magnitudes of the positive and negative output currents are increased. Is less likely to occur.
【0138】実施の形態15.以下、この発明の一実施
の形態を図について説明する。図26は上記実施の形態
9の図19、実施の形態11の図22の回路に一部付加
する回路構成を示したもので、上記実施の形態12の図
23、実施の形態13の図24、実施の形態14の図2
5を上記実施の形態9の図19、実施の形態11の図2
2中相殺回路60に適用した場合の読み出し速度を改善す
るものである。図中34及び41、57〜60は図19、22と
同じである。70は画素アレイ中の配線をプリチャージす
るためのMOSトランジスタであり、水平走査回路がある
列に読み出しのアクセスをしているときに、次のクロッ
クで読み出す列の配線の電位を一定の電位までプリチャ
ージしておく。また71はプリチャージ用の電源ラインで
ある。Embodiment 15 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 26 shows a circuit configuration that is partially added to the circuit of FIG. 19 of the ninth embodiment and the circuit of FIG. 22 of the eleventh embodiment, and FIG. 23 of the twelfth embodiment and FIG. FIG. 2 of Embodiment 14
5 in FIG. 19 of the ninth embodiment and FIG. 2 in the eleventh embodiment.
2 is to improve the reading speed when applied to the middle cancellation circuit 60. 34 and 41 and 57 to 60 in the figure are the same as those in FIGS. Reference numeral 70 denotes a MOS transistor for precharging the wiring in the pixel array, and when the horizontal scanning circuit is accessing a certain column for reading, the potential of the wiring of the column to be read by the next clock is reduced to a certain potential. Precharge. Reference numeral 71 denotes a power line for precharging.
【0139】例えば、実施の形態12の図23のように
相殺読み出し回路60の中に読み出し制御用MOSトランジ
スタ9、10を挿入したときの読み出し速度を考える。図
23の回路の端子67から画素アレイに電流を流そうとす
る場合、端子16aを通じて水平走査回路からのアクセス
があった瞬間にまず、7及び9のトランジスタによって
画素アレイの配線を読み出し電位まで充電しなければな
らない。ここでミラー回路の入力側トランジスタ7はダ
イオード接続されているため駆動能力が比較的弱く、画
素数が多い場合には充電に時間がかかって高速の読み出
しが出来ない場合がある。逆に例えば図23の回路の端
子66から画素アレイに電流を流そうとする場合、トラン
スミッションゲート68及びトランジスタ10がオープンに
なった瞬間に、大きな容量を持つ出力端子の電位が画素
アレイ中の配線に伝わるため、電流が大きくオーバーシ
ュートしてしまい、安定するまでに時間がかかってしま
う場合がある。For example, consider the read speed when the read control MOS transistors 9 and 10 are inserted into the canceling read circuit 60 as shown in FIG. 23 of the twelfth embodiment. When a current is to flow from the terminal 67 of the circuit of FIG. 23 to the pixel array, the pixel array wiring is first charged to the read potential by the transistors 7 and 9 at the moment of access from the horizontal scanning circuit through the terminal 16a. Must. Here, since the input side transistor 7 of the mirror circuit is diode-connected, the driving ability is relatively weak. When the number of pixels is large, it takes a long time to charge, and high-speed reading may not be performed. Conversely, for example, when a current is to flow from the terminal 66 of the circuit of FIG. 23 to the pixel array, the potential of the output terminal having a large capacitance is changed to the potential of the wiring in the pixel array at the moment when the transmission gate 68 and the transistor 10 are opened. , The current may overshoot significantly, and it may take time for the current to stabilize.
【0140】図26のような構成にすることにより、相
殺読み出し回路自身では配線の充電をしなくて良く、ま
た予め画素アレイ中の配線の電位を安定させてからトラ
ンスミッションゲートを開くような駆動にすることがで
きるため、高速の読み出しが出来るようになる。With the configuration as shown in FIG. 26, the offset readout circuit itself does not need to charge the wiring, and the drive is such that the potential of the wiring in the pixel array is stabilized in advance and then the transmission gate is opened. Therefore, high-speed reading can be performed.
【0141】また図では、プリチャージ用MOSトランジ
スタ70としてn-MOSトランジスタを用いているが、p-MOS
トランジスタでも良い。In the figure, an n-MOS transistor is used as the precharge MOS transistor 70, but a p-MOS transistor is used.
It may be a transistor.
【0142】実施の形態16.以下、この発明の一実施
の形態を図について説明する。上記実施の形態の図26
では、単純に次のクロックで読み出されるラインを常に
プリチャージする構成になっている。この構成は、水平
走査回路が一つの列しかアクセスしない場合には充分で
ある。本実施の形態では、隣り合う2列に同時にアクセ
スする場合に、出力端子41とプリチャージ用電源端子71
の両方に接続される列がないようにしたものである。こ
れを考慮したものが図27である。ここで用いられる相
殺読み出し回路151は、図26の60の回路にタイミング
を調節するための回路をつけ加えたものである。Embodiment 16 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 26 of the above embodiment
In this configuration, a line that is read by the next clock is simply always precharged. This configuration is sufficient when the horizontal scanning circuit accesses only one column. In this embodiment, when simultaneously accessing two adjacent columns, the output terminal 41 and the precharge power supply terminal 71 are used.
There is no column connected to both. FIG. 27 illustrates this. The offset readout circuit 151 used here is obtained by adding a circuit for adjusting timing to the circuit 60 in FIG.
【0143】図28に図27中の相殺読み出し回路151
の具体例示す。図において、1及び7〜10、16a、66〜
69は図23と同じである。また152は一つ前の列への読
み出し制御信号が入ってくる端子、153はプリチャージ
ライン71に接続される端子である。この回路構成ではト
ランジスタ9、10は、16か152のどちらかの端子にアク
セスがあればオープンとなる。これによりまず、画素ア
レイ中で端子67につながる配線がトランジスタ7自身に
よってプリチャージされる。また152にアクセスがあれ
ば端子66はプリチャージ用端子153に接続されるように
なっているが、16からのアクセスがあればこれを禁止す
るような構成になっている。これにより、次のクロック
で読み出される列をプリチャージし、かつ出力を行って
いる列はプリチャージラインにつながらないようにする
ことが出来る。FIG. 28 shows the offset readout circuit 151 in FIG.
The following shows a specific example. In the figure, 1 and 7 to 10, 16a, 66 to
69 is the same as FIG. Reference numeral 152 denotes a terminal to which a read control signal for the immediately preceding column is input, and reference numeral 153 denotes a terminal connected to the precharge line 71. In this circuit configuration, the transistors 9 and 10 are open if either terminal 16 or 152 is accessed. Thereby, first, the wiring connected to the terminal 67 in the pixel array is precharged by the transistor 7 itself. The terminal 66 is connected to the precharge terminal 153 when the access is made to the terminal 152, but is prohibited when the access from the terminal 16 is made. As a result, it is possible to precharge a column read by the next clock, and to prevent a column performing output from being connected to the precharge line.
【0144】さらに、図29は図27中の相殺読み出し
回路151の別の具体例示す。図において、1及び9〜1
1、16、18〜23、66〜69は図24と同様である。図28
と同様に、トランジスタ9、10は、16か152のどちらか
の端子にアクセスがあればオープンとなるから、66、67
に接続される配線が、それぞれ22、20のトランジスタ自
身によってプリチャージされる。この構造では、66、67
の端子は共にミラー回路を介して出力端子69につながる
ため、図28の153及び図27の71のようなプリチャー
ジ端子及びプリチャージラインは不要となる。FIG. 29 shows another specific example of the offset reading circuit 151 in FIG. In the figure, 1 and 9-1
1, 16, 18 to 23 and 66 to 69 are the same as those in FIG. FIG.
Similarly, the transistors 9 and 10 are open if the terminal of either 16 or 152 is accessed.
Are precharged by the 22 and 20 transistors themselves, respectively. In this structure, 66, 67
Are connected to the output terminal 69 via the mirror circuit, so that a precharge terminal and a precharge line like 153 in FIG. 28 and 71 in FIG. 27 become unnecessary.
【0145】なお、上記図28、図29において、トラ
ンジスタ9、10をp-MOSにすれば、これに接続されるイ
ンバータを一つ省略することが出来るため、構造を単純
化することが出来る。In FIGS. 28 and 29, if the transistors 9 and 10 are p-MOS transistors, one inverter connected to them can be omitted, so that the structure can be simplified.
【0146】なお、上記図28、図29の様な論理構造
は図25やその他の相殺読み出し回路にも適用できる。
また、論理構造が同じであれば異なる回路を用いても良
いことは言うまでもない。The logical structure shown in FIGS. 28 and 29 can be applied to FIG. 25 and other canceling read circuits.
Needless to say, different circuits may be used as long as they have the same logical structure.
【0147】実施の形態17.以下、この発明の一実施
の形態を図について説明する。図30はこの発明の一実
施の形態による受光素子アレイ回路の構成を示した図
で、各画素54からの出力ライン38は2方向に接続され
る。図において、33及び38、54は図15と同様である。
出力ライン38は、第一の水平走査回路74によって制御さ
れる第一のトランスミッションゲート72を介して第一の
出力端子76に接続されると共に、第二の水平走査回路75
によって制御される第二のトランスミッションゲート73
を介して第二の出力端子77にも接続される。なお、78は
図15における35、36、37、55の制御ラインを便宜的に
一つにまとめて表示している。Embodiment 17 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 30 is a diagram showing a configuration of a light receiving element array circuit according to an embodiment of the present invention. Output lines 38 from each pixel 54 are connected in two directions. In the figure, reference numerals 33, 38 and 54 are the same as those in FIG.
The output line 38 is connected to a first output terminal 76 via a first transmission gate 72 controlled by a first horizontal scanning circuit 74, and a second horizontal scanning circuit 75
Second transmission gate 73 controlled by
Is also connected to the second output terminal 77. Reference numeral 78 indicates the control lines 35, 36, 37, and 55 in FIG. 15 collectively for convenience.
【0148】このような構成にすると、各列の電流値は
第一の水平走査回路74によって第一の出力端子76に読み
出すか、第二の水平走査回路75によって第二の出力端子
77に読み出すかの選択が出来る。従って第一の出力端子
76から出力をする列と、第二の出力端子77から出力をす
る列の選択にパターンを与え、第一の出力端子76からの
出力に正の重み、第二の出力端子77からの出力に負の重
みを与えて足し合わせながら取り出せば、実施の形態5
と同様、その出力は自動的に、列選択のパターンによっ
て決まる横方向の画素間演算をした結果となる。With such a configuration, the current value of each column is read out to the first output terminal 76 by the first horizontal scanning circuit 74, or is read by the second horizontal scanning circuit 75 to the second output terminal.
You can select whether to read to 77. Therefore the first output terminal
Give a pattern to the column to output from 76, and the selection of the column to output from the second output terminal 77, positive output to the output from the first output terminal 76, to the output from the second output terminal 77 Fifth Embodiment If a negative weight is given and taken out while adding, Embodiment 5
Similarly, the output is automatically the result of a horizontal inter-pixel operation determined by the column selection pattern.
【0149】これにより、照射された一次元または二次
元の光パターンを同時に、並列に、かつ横方向の画素間
演算を行いながら取り出すことが出来る。Thus, the irradiated one-dimensional or two-dimensional light pattern can be taken out simultaneously, in parallel, and while performing the calculation between pixels in the horizontal direction.
【0150】また、垂直走査回路による縦方向の演算と
組み合わせれば、二つのベクトルのかけ算によって定義
することの出来る二次元フィルタであれば、その結果を
自動的に演算しながら取り出すことが出来る。When combined with the operation in the vertical direction by the vertical scanning circuit, a two-dimensional filter that can be defined by multiplication of two vectors can extract the result while automatically calculating the result.
【0151】実施の形態18.以下、この発明の別の実
施の形態を図について説明する。図31はこの発明の一
実施の形態による受光素子アレイ回路の構成を示した図
で、各画素57からの2本の出力ライン58、59は2方向に
接続される。図中33及び57〜59は図19、21と、74〜
78は図30と同様である。出力ライン58、59は、第一の
水平走査回路74によって制御される第一の相殺回路79を
介して第一の出力端子76に接続されると共に、第二の水
平走査回路75によって制御される第二の相殺回路80を介
して第二の出力端子77にも接続される。Embodiment 18 FIG. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 31 is a diagram showing a configuration of a light receiving element array circuit according to an embodiment of the present invention. Two output lines 58 and 59 from each pixel 57 are connected in two directions. In the figure, 33 and 57 to 59 correspond to FIGS.
78 is the same as FIG. The output lines 58, 59 are connected to a first output terminal 76 via a first cancellation circuit 79 controlled by a first horizontal scanning circuit 74, and are controlled by a second horizontal scanning circuit 75. It is also connected to the second output terminal 77 via the second canceling circuit 80.
【0152】このようにして、出力電流の反転回路を画
素の外に設けることにより、感度可変受光素子アレイが
持つ機能を保ったまま、画素の構造を単純化し、画素面
積を小さくすることが出来る。By providing the output current inverting circuit outside the pixel as described above, the structure of the pixel can be simplified and the pixel area can be reduced while maintaining the function of the variable sensitivity light receiving element array. .
【0153】また、光電変換素子のリセット用電源は画
素57のアレイ部にのみ供給され、出力電流用の電源は相
殺読み出し回路79、80のみに供給されるので、二種類の
電源を完全に分けることが出来、信頼性を高めるられ
る。Further, the reset power supply of the photoelectric conversion element is supplied only to the array section of the pixel 57, and the power supply for the output current is supplied only to the canceling readout circuits 79 and 80. Therefore, the two types of power supplies are completely separated. And increase reliability.
【0154】実施の形態19.以下、この発明の一実施
の形態を図について説明する。図32はこの発明の一実
施の形態による受光素子アレイ回路の一部構成を示した
図で、特に出力端子付近の構造を示した図で、アレイ構
造が図15の場合である。図中34〜38及び40、41、54、
55は図15と同様である。また81は、光電変換素子の電
位を電源電位に固定した、例えば図1〜4のような画素
と同様なゼロ点補正回路である。Embodiment 19 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 32 is a diagram showing a partial configuration of a light-receiving element array circuit according to an embodiment of the present invention, particularly showing a structure near an output terminal, where the array structure is shown in FIG. 34-38 and 40, 41, 54 in the figure,
55 is the same as FIG. Reference numeral 81 denotes a zero-point correction circuit in which the potential of the photoelectric conversion element is fixed to the power supply potential, for example, similar to the pixels shown in FIGS.
【0155】次に、動作について説明する。上記実施の
形態4において説明したように、通常出力電流は、リセ
ットの状態でオフセット値を持ち、光が強く、蓄積時間
が長いほどそこから下がる、ネガ型の読み出しになって
いる。そのため、オフセット値のずれが画素情報の精度
を左右することが懸念されていた。本実施の形態では、
ゼロ点補正回路81を用いてこの問題を解決した。例え
ば、一つの画素から正出力電流が出力端子41に流れてい
るとき、ゼロ点補正回路81の一つにVn のアクセスをす
る。ここからは負の飽和電流が流れるため、出力端子41
から取り出される電流値は出力電流値の飽和電流値から
の変化分となる。即ち出力電流はリセットの状態で0、
光が強く、蓄積時間が長いほどそこから上がる、ポジ型
の読み出しが実現できる。Next, the operation will be described. As described in the fourth embodiment, the normal output current has an offset value in a reset state, and is a negative-type readout in which the light intensity is lower and the longer the accumulation time, the lower the output value. For this reason, there has been a concern that the deviation of the offset value affects the accuracy of the pixel information. In the present embodiment,
This problem was solved by using the zero point correction circuit 81. For example, when a positive output current is flowing from one pixel to the output terminal 41, one of the zero point correction circuits 81 is accessed by Vn. Since a negative saturation current flows from here, the output terminal 41
Is the amount of change in the output current value from the saturation current value. That is, the output current is 0 in the reset state,
Positive reading can be realized, in which the light is strong and the longer the accumulation time is, the more the light rises there.
【0156】また、リセット時のオフセット値を外部に
記憶しておき、出力電流値との差を外部で取る操作をす
る場合と違い、温度変化等によってオフセット値がずれ
ても、相殺回路で同じだけずれるので画像の劣化が起こ
りにくい。また画素間で電流を足し合わせながら取り出
すときには、アクセスする画素数分だけゼロ点補正回路
81にもアクセスすれば、オフセット値も変わらずに済
む。Also, unlike the case where the offset value at the time of reset is stored externally and the difference between the output current value and the output current value is externally stored, even if the offset value is deviated due to a temperature change or the like, the same offset circuit is used. Therefore, the image is hardly deteriorated. In addition, when taking out the current while adding the current between the pixels, the zero point correction circuit is equivalent to the number of pixels to be accessed.
Accessing 81 also keeps the offset value unchanged.
【0157】また、ゼロ点補正回路81は画素と同じ構造
を用いて光電変換素子の電位を電源に接続しても良い
が、出力回路の部分のみを用いても良い。The zero point correction circuit 81 may use the same structure as the pixel to connect the potential of the photoelectric conversion element to a power supply, but may use only the output circuit.
【0158】さらに、ゼロ点補正回路81を行毎に設けて
もよい。この場合、アクセスする画素数をカウントしな
くてよくなる。Further, a zero point correction circuit 81 may be provided for each row. In this case, it is not necessary to count the number of pixels to be accessed.
【0159】実施の形態20.以下、この発明の別の実
施の形態を図について説明する。図33はこの発明の一
実施の形態による受光素子アレイ回路の一部構成を示し
た図で、特に出力端子付近の構造を示した図で、アレイ
構造が図22の場合である。図中34〜37及び41、55、57
〜60は図22と同じである。また82は、光電変換素子の
電位を電源電位に固定した、図17、21のような画素
から成るゼロ点補正回路であり、83はゼロ点補正のイネ
ーブル端子である。ここでは、ゼロ点補正回路82をアレ
イの横に並べ、Vp とVn の端子をアレイ中とは逆にし
ている。Embodiment 20 FIG. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 33 is a diagram showing a partial configuration of a light-receiving element array circuit according to an embodiment of the present invention, particularly showing a structure near an output terminal, where the array structure is shown in FIG. In the figure 34-37 and 41, 55, 57
60 are the same as those in FIG. Reference numeral 82 denotes a zero-point correction circuit including pixels as shown in FIGS. 17 and 21 in which the potential of the photoelectric conversion element is fixed at the power supply potential. Reference numeral 83 denotes a zero-point correction enable terminal. Here, the zero point correction circuit 82 is arranged beside the array, and the terminals of Vp and Vn are reversed from those in the array.
【0160】次に動作について説明する。まず、この構
成による正出力について説明する。正出力のアクセスを
した行にあるゼロ点補正回路は、自動的に負出力のアク
セス状態となり、ここからは負の飽和電流が流れるた
め、端子83によってこの出力をイネーブル状態にする
と、結局出力端子41から取り出される電流値は出力電流
値の飽和電流値からの変化分となる。即ち、出力電流は
オフセット値が除去され、リセットの状態で0、光が強
く、蓄積時間が長いほどそこから上がる、ポジ型の読み
出しが実現できる。この構成による負出力の場合、負出
力のアクセスをした行にあるゼロ点補正回路は、自動的
に正出力のアクセス状態となり、同様にオフセット値が
除去されて読み出しが実現する。Next, the operation will be described. First, the positive output of this configuration will be described. The zero point correction circuit in the row where the positive output is accessed automatically enters the negative output access state, from which a negative saturation current flows.When this output is enabled by the terminal 83, the output terminal The current value extracted from 41 is a variation of the output current value from the saturation current value. That is, the output current is zero in the reset state, is 0 in the reset state, the light is strong, and the longer the accumulation time is, the higher the output current is. In the case of a negative output with this configuration, the zero point correction circuit in the row to which the negative output has been accessed automatically enters the positive output access state, and the offset value is similarly removed and reading is realized.
【0161】また、本実施の形態においては、行毎にゼ
ロ点補正回路82が設置されているため、アクセスすべき
ゼロ点補正回路の数を外から指定しなくてもよい。In this embodiment, since the zero point correction circuit 82 is provided for each row, it is not necessary to specify the number of zero point correction circuits to be accessed from outside.
【0162】さらに、このように相殺回路を含む場合で
も、上記実施の形態19のようにゼロ点補正回路をアレ
イを切り離して配置しても良い。Further, even in the case where the canceling circuit is included, the zero point correcting circuit may be arranged separately from the array as in the nineteenth embodiment.
【0163】実施の形態21.以下、この発明の一実施
の形態を図について説明する。図34はこの発明の一実
施の形態による受光素子アレイ回路の一部構成を示した
図で、特に出力端子付近の構造を示した図で、アレイ構
造が図15の場合である。図中34及び40、41は図15と
同様である。また84は出力電流を電圧に変換するアン
プ、85はアンプのアナログ電圧をデジタル値に変換する
回路、86はアンプ84の参照電圧端子87はアンプ84からの
電圧出力端子、88はデジタル出力端子である。すなわち
図15のアレイ構造に電流/電圧変換アンプ84を設けた
例を示している。Embodiment 21 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 34 is a diagram showing a partial configuration of a light receiving element array circuit according to an embodiment of the present invention, particularly showing a structure near an output terminal, in which the array structure is shown in FIG. Reference numerals 34, 40 and 41 in the figure are the same as those in FIG. 84 is an amplifier that converts the output current into a voltage, 85 is a circuit that converts the analog voltage of the amplifier into a digital value, 86 is a reference voltage terminal 87 of the amplifier 84, a voltage output terminal from the amplifier 84, and 88 is a digital output terminal. is there. That is, an example is shown in which a current / voltage conversion amplifier 84 is provided in the array structure of FIG.
【0164】このように内部に電流/電圧変換アンプ84
を設けると、アレイからの出力を電流ではなく電圧とす
ることができる。そのため、後段で出力電流を電圧に変
換する必要が無くなり、データの扱いが容易になる。す
なわち、後段での信号処理が容易となる信号を出力する
ことが可能となる。As described above, the current / voltage conversion amplifier 84 is internally provided.
Is provided, the output from the array can be a voltage instead of a current. Therefore, it is not necessary to convert the output current into a voltage in a subsequent stage, and data can be easily handled. That is, it is possible to output a signal that facilitates signal processing in a subsequent stage.
【0165】更に、内部にアナログ/デジタル変換回路
85を設けると、アレイからの出力をアナログ電圧ではな
くデジタル値とすることができるため、後段でデジタル
に変換する必要が無くなり、データの扱いが容易にな
る。Further, an analog / digital conversion circuit is internally provided.
When 85 is provided, the output from the array can be converted to a digital value instead of an analog voltage, so that it is not necessary to convert the output to a digital signal at a subsequent stage, and the data can be easily handled.
【0166】実施の形態22.上記実施の形態5、6、
9、11、17、18の、それぞれの実施の形態で示さ
れた受光素子回路アレイ(図13、15、19、22、
30、31)において、例えば垂直走査回路から全ての
行にVp のアクセスを行うと、各列内の全ての画素から
の電流の総和、即ち各列に照射された光量の総和に相当
するデータが出力されてしまう。この時、二次元の画素
アレイに照射された光パターンを水平走査回路に投影し
た一次元射影を得ることが出来る。ただし、各列の中の
全ての画素から出力電流を取り出す場合、通常の読み出
しよりも画素数分多くの電流を消費することになってし
まうため、これを回避するためには、このような射影読
み出しを行うときには一画素毎の出力電流値を小さく抑
えればよい。Embodiment 22 FIG. Embodiment 5 and 6,
9, 11, 17, and 18, the light-receiving element circuit arrays shown in the respective embodiments (FIGS. 13, 15, 19, 22,.
30 and 31), for example, when Vp is accessed from the vertical scanning circuit to all the rows, the data corresponding to the sum of the currents from all the pixels in each column, that is, the sum of the light amounts applied to each column is obtained. Will be output. At this time, it is possible to obtain a one-dimensional projection in which the light pattern applied to the two-dimensional pixel array is projected on a horizontal scanning circuit. However, when extracting the output current from all the pixels in each column, more current is consumed by the number of pixels than in the normal readout. When reading out, the output current value for each pixel may be kept small.
【0167】画素毎の出力電流値を小さく抑える一つの
方法としては、例えば図1のような画素を用いた図13
及び図15のアレイや、図23の相殺読み出し回路を用
いた図19、21及び図31のアレイにおいて、出力端
子41の電位を通常よりも下げて、ミラー回路を通らない
経路で出力すればよい。As one method of suppressing the output current value for each pixel to be small, for example, FIG.
In the array of FIG. 15 and the arrays of FIGS. 19, 21 and 31 using the canceling readout circuit of FIG. 23, the potential of the output terminal 41 may be lower than usual, and output may be made through a path that does not pass through the mirror circuit. .
【0168】一方、例えば図7の画素を用いた図13及
び図30のアレイや、図25の相殺読み出し回路を用い
た図19、22及び図31のアレイにおいて、出力端子
41の電位を通常よりも上げ、ミラー回路を通らない経路
で出力すればよい。On the other hand, for example, in the arrays of FIGS. 13 and 30 using the pixel of FIG. 7 and the arrays of FIGS. 19, 22 and 31 using the canceling readout circuit of FIG.
What is necessary is just to raise the electric potential of 41 above normal, and to output by the path | route which does not pass a mirror circuit.
【0169】実施の形態23.以下、この発明の一実施
の形態を図について説明する。図35はこの発明の一実
施の形態を説明するための図で、画素の基本的な回路構
成を示した概念図である。図中、1〜3及び12は図1と
同様である。まずリセットスイッチ2を通じて電源端子
1により光電変換素子3がバイアスされる。光入射によ
り光電変換素子3に電荷が蓄積されると光電変換素子3
の電位が変化し、その電位が光電変換素子の電位を電流
に変換する回路89に入力され、出力端子90から電流が出
力される。光電変換素子3の接地電位を確実に固定する
ための具体的構造を以下に示す。Embodiment 23 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 35 is a view for explaining an embodiment of the present invention, and is a conceptual diagram showing a basic circuit configuration of a pixel. In the figure, 1 to 3 and 12 are the same as in FIG. First, the photoelectric conversion element 3 is biased by the power supply terminal 1 through the reset switch 2. When charge is accumulated in the photoelectric conversion element 3 by light incidence, the photoelectric conversion element 3
Of the photoelectric conversion element is converted into a current, and the output terminal 90 outputs a current. A specific structure for reliably fixing the ground potential of the photoelectric conversion element 3 will be described below.
【0170】図36は、この発明の一実施の形態を示す
回路レイアウト図で、特に光電変換素子3のレイアウト
を示した平面図及び断面図である。91は光電変換素子3
のn型拡散領域、92は電位を接地にとったp型拡散領
域、93は電位を電源にとったn型拡散領域である。FIG. 36 is a circuit layout diagram showing an embodiment of the present invention, and is a plan view and a sectional view showing a layout of the photoelectric conversion element 3 in particular. 91 is the photoelectric conversion element 3
Numeral 92 is a p-type diffusion region whose potential is set to ground, and 93 is an n-type diffusion region whose potential is set to a power source.
【0171】図36において、電位を接地にとったp型
拡散領域92により、光電変換素子91の接地側の電位を確
実に接地に固定することができる。In FIG. 36, the ground potential of the photoelectric conversion element 91 can be reliably fixed to ground by the p-type diffusion region 92 whose potential is grounded.
【0172】ここで、光電変換素子91が強い光を受けて
電子が大量に発生しすぎた場合、制御回路あるいは隣接
画素の光電変換素子に影響を及ぼすことがある。電源に
電位をとったn型拡散領域93は、光電変換素子91で発生
した余剰電子が、画素内の制御回路あるいは隣接画素へ
侵入することを防ぐことが可能となる。Here, if the photoelectric conversion element 91 receives strong light and generates too much electrons, it may affect the control circuit or the photoelectric conversion element of an adjacent pixel. The n-type diffusion region 93 having a potential applied to the power supply can prevent surplus electrons generated in the photoelectric conversion element 91 from entering a control circuit in a pixel or an adjacent pixel.
【0173】逆に、電源に電位をとったn型拡散領域93
によって、隣接画素で発生した余剰電子が光電変換素子
91へ侵入し、偽の画像情報を出力するのを防ぐことも可
能となる。Conversely, n-type diffusion region 93 having a potential applied to the power supply
Surplus electrons generated in adjacent pixels
It is also possible to prevent the intrusion into 91 and output false image information.
【0174】実施の形態24.以下、この発明の別の実
施の形態を図について説明する。図37はこの発明の別
の実施の形態を示す回路レイアウト図で、図35におけ
る光電変換素子3の別のレイアウトである。図におい
て、94はコンタクトホール、95はアルミ配線である。光
電変換素子3のn型拡散領域部分91は、pウエルとの接
合によりフォトダイオードを形成している。この拡散領
域91の内部にコンタクトホール94を複数個設け、アルミ
配線95で接続する。Embodiment 24 FIG. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 37 is a circuit layout diagram showing another embodiment of the present invention, which is another layout of the photoelectric conversion element 3 in FIG. In the figure, 94 is a contact hole, and 95 is an aluminum wiring. The n-type diffusion region portion 91 of the photoelectric conversion element 3 forms a photodiode by joining with the p-well. A plurality of contact holes 94 are provided inside the diffusion region 91 and connected by an aluminum wiring 95.
【0175】ここで、拡散領域91の内部の電位がばらつ
いている場合、拡散領域91とリセットスイッチ用トラン
ジスタ2の接続点、拡散領域91と光電変換素子の電位を
電流に変換し出力する回路89との接続点、及びフォトダ
イオードの内部が、それぞれ異なる電位になる可能性が
ある。図37のように拡散領域91の内部に複数のコンタ
クトホールを設け、それらをアルミ配線で接続すれば、
そのような電位のばらつきを防ぐことができる。If the potential inside the diffusion region 91 varies, a circuit 89 for converting the potential of the diffusion region 91 to the reset switch transistor 2 and the potential of the diffusion region 91 and the photoelectric conversion element to a current and outputting the current. And the inside of the photodiode may be at different potentials. By providing a plurality of contact holes inside the diffusion region 91 as shown in FIG. 37 and connecting them with aluminum wiring,
Such a variation in potential can be prevented.
【0176】なお、コンタクトホールの配置は図のよう
な形状に限らなくとも良いことは言うまでもない。It goes without saying that the arrangement of the contact holes is not limited to the shape shown in the figure.
【0177】実施の形態25.以下、この発明の別の実
施の形態を図について説明する。図38は、この実施の
形態を示す回路構成図である。図中96は単位画素回路で
あり、97は単位画素回路96を二次元的に配置した画素ア
レイである。また、98は画素アレイ97を垂直に走査する
回路、99は画素アレイ97を水平に走査する回路、100は
接地に電位をとったn型拡散領域、101は電源に電位を
とったp型拡散領域である。Embodiment 25 FIG. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 38 is a circuit configuration diagram showing this embodiment. In the figure, reference numeral 96 denotes a unit pixel circuit, and reference numeral 97 denotes a pixel array in which the unit pixel circuits 96 are two-dimensionally arranged. Reference numeral 98 denotes a circuit that scans the pixel array 97 vertically, 99 denotes a circuit that scans the pixel array 97 horizontally, 100 denotes an n-type diffusion region having a potential at ground, and 101 denotes a p-type diffusion having a potential at the power supply. Area.
【0178】ここで、画素アレイ97の周囲に、電位を接
地にとったp型拡散領域100を設けることにより、画素
アレイ内の光電変換素子3の接地側の電位を確実に接地
電位に固定することができる。Here, by providing a p-type diffusion region 100 whose potential is grounded around the pixel array 97, the ground potential of the photoelectric conversion element 3 in the pixel array is reliably fixed to the ground potential. be able to.
【0179】また画素アレイ97の周囲に、電位を電源に
とったn型拡散領域101を設けることにより、画素アレ
イ内の光電変換素子3に強い光が当たった場合にあふれ
出た余剰電子を、画素アレイ外にあふれさせる前に、電
位を電源にとったn型拡散領域101に吸収させることが
できる。By providing an n-type diffusion region 101 whose potential is taken as a power source around the pixel array 97, surplus electrons that overflow when the photoelectric conversion element 3 in the pixel array is exposed to strong light can be removed. Before overflowing out of the pixel array, the potential can be absorbed by the n-type diffusion region 101 that is powered.
【0180】逆に、画素アレイ外の回路で発生したノイ
ズの受光素子アレイ内への侵入も防ぐことができる。Conversely, it is possible to prevent noise generated in a circuit outside the pixel array from entering the light receiving element array.
【0181】なお、上記実施の形態22乃至25におい
ては、pウェル上にn型拡散領域を形成して光電変換素
子とすることを前提としているが、nとp及び接地電位
と電源電位を逆にすれば、nウェル上にp型拡散領域を
形成して光電変換素子とする場合にも有効な発明である
ことは明らかである。また基板上に形成したフォトダイ
オードでも同様である。Although the embodiments 22 to 25 are based on the premise that an n-type diffusion region is formed on a p-well to form a photoelectric conversion element, n and p, and the ground potential and the power supply potential are reversed. Therefore, it is clear that the present invention is also effective when a p-type diffusion region is formed on an n-well to form a photoelectric conversion element. The same applies to a photodiode formed on a substrate.
【0182】実施の形態26.以下、この発明の一実施
の形態を図について説明する。図39は、この実施の形
態に係わる回路構成を示した図である。図中1ないし
3、及び12、90は図35と同じである。また、102はダ
イオード接続したp-MOSトランジスタ、103は光電変換素
子3の電位を電流に変換するp-MOSトランジスタ、104は
外部からの制御信号により電流を出力する回路である。
出力信号は、光電変換素子3に入射した光量に応じて光
電変換素子3の電位が下がり、それがp-MOSトランジス
タ103のゲートに入力されて発生した電流として得られ
る。Embodiment 26 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 39 is a diagram showing a circuit configuration according to this embodiment. In the figure, 1 to 3, 12 and 90 are the same as those in FIG. Further, 102 is a diode-connected p-MOS transistor, 103 is a p-MOS transistor that converts the potential of the photoelectric conversion element 3 into current, and 104 is a circuit that outputs current according to an external control signal.
The output signal is obtained as a current generated when the potential of the photoelectric conversion element 3 decreases according to the amount of light incident on the photoelectric conversion element 3 and is input to the gate of the p-MOS transistor 103.
【0183】ダイオード接続したp-MOSトランジスタ102
が無い場合、光電変換素子3は電源電位までリセットさ
れる。そこからの電位変化をp-MOSトランジスタ24の出
力電流値によってモニタしようとした場合、光電変換素
子3の電位が電源電位よりもp-MOSトランジスタ103の閾
値電圧分だけ下がるまでは出力電流が0のまま変化しな
い、即ちたとえ光が当たっていてもそれが弱く、蓄積時
間が十分に長くない場合には出力信号が出ない、という
問題がある。Diode-connected p-MOS transistor 102
If there is no, the photoelectric conversion element 3 is reset to the power supply potential. When an attempt is made to monitor a potential change from the output current value of the p-MOS transistor 24, the output current remains at 0 until the potential of the photoelectric conversion element 3 falls below the power supply potential by the threshold voltage of the p-MOS transistor 103. That is, there is a problem that the output signal does not change if the light is weak and the accumulation time is not sufficiently long even if the light is applied.
【0184】そこで、ダイオード接続したp-MOSトラン
ジスタ102を、光電変換素子3をリセットするMOSトラン
ジスタ2に直列につなぎ、光電変換素子3の電位が電源
電位よりもp-MOSトランジスタ102の閾値電圧分低い電位
までしかリセットされないにすると、入射光量が少ない
場合でも、図9のように出力電流が現れるようにするこ
とが出来る。Therefore, the diode-connected p-MOS transistor 102 is connected in series with the MOS transistor 2 for resetting the photoelectric conversion element 3 so that the potential of the photoelectric conversion element 3 is higher than the power supply potential by the threshold voltage of the p-MOS transistor 102. If only a low potential is reset, an output current can be made to appear as shown in FIG. 9 even when the amount of incident light is small.
【0185】更に、p-MOSトランジスタ102のゲート長、
ゲート幅をp-MOSトランジスタ103のものと同じにすれ
ば、その閾値電圧を完全に同じにすることが出来るの
で、図9で、ダイオード接続がついたものの出力電流が
立ち上がる点を完全に原点に一致させることが出来る。Further, the gate length of the p-MOS transistor 102,
If the gate width is made the same as that of the p-MOS transistor 103, the threshold voltage can be made completely the same. Therefore, in FIG. Can be matched.
【0186】またこの構成では、p-MOSトランジスタ103
の閾値電圧がチップ内でばらついても、そのばらつきを
光電変換素子3のリセット電位の形で補償することにな
るので、固定パターンノイズの低減を図ることができ
る。In this configuration, the p-MOS transistor 103
Even if the threshold voltage varies within the chip, the variation is compensated in the form of the reset potential of the photoelectric conversion element 3, so that the fixed pattern noise can be reduced.
【0187】また図においては、p-MOSトランジスタ102
をリセット用MOSトランジスタ2よりも電源に近い側に
配置したが、これの上下を入れ替えても同様の効果を奏
することは言うまでもない。In the figure, the p-MOS transistor 102
Are arranged closer to the power supply than the reset MOS transistor 2. However, it is needless to say that the same effect can be obtained even if the upper and lower sides are exchanged.
【0188】なお、上記実施の形態4の図7において、
具体的回路を示しているが、図7の回路に限定されるも
のではない。In FIG. 7 of the fourth embodiment,
Although a specific circuit is shown, it is not limited to the circuit of FIG.
【0189】実施の形態27.以下、この発明の一実施
の形態を図について説明する。図40は、この実施の形
態に係わる回路構成を示した図である。図中1ないし
3、12、89、90は図35と同じである。また105は、受
光素子アレイを構成したときに水平走査回路により制御
されるスイッチングトランジスタである。Embodiment 27 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 40 is a diagram showing a circuit configuration according to this embodiment. Reference numerals 1 to 3, 12, 89 and 90 in the figure are the same as those in FIG. A switching transistor 105 is controlled by the horizontal scanning circuit when the light receiving element array is formed.
【0190】図13、図15、図19、図22、図3
0、図31、及び図38のような画素回路アレイにおい
て、各画素にスイッチングトランジスタ105が無い場
合、画素のリセットは垂直走査回路98からのリセットパ
ルスにより一つの行内で同時に行われるのに対し、読み
出しは垂直走査回路98からの読み出しパルスを加えなが
ら、水平走査回路99で出力を列方向に読みとっていくた
め、同じ行内の画素でもマルチプレクスにかかる時間分
だけ蓄積時間に差が出てしまう。即ち、行の左側の画素
は蓄積時間が短く、行の右側の画素は蓄積時間が長くな
る。このことは蓄積時間の短い場合において特に顕著と
なる。FIG. 13, FIG. 15, FIG. 19, FIG. 22, FIG.
0, 31 and 38, when each pixel does not have the switching transistor 105, the reset of the pixel is performed simultaneously in one row by a reset pulse from the vertical scanning circuit 98, In the reading, the output is read in the column direction by the horizontal scanning circuit 99 while applying the reading pulse from the vertical scanning circuit 98. Therefore, even in the pixels in the same row, there is a difference in the accumulation time by the time required for multiplexing. That is, the pixels on the left side of the row have a short accumulation time, and the pixels on the right side of the row have a long accumulation time. This is particularly noticeable when the accumulation time is short.
【0191】そこで、図40のように光電変換素子3を
リセットするトランジスタと直列に、水平走査回路から
の信号により制御されるスイッチングトランジスタ105
を接続すると、光電変換素子3のリセットのタイミング
が列方向にも制御できることになり、同一行内での蓄積
時間の差を無くすことが出来る。Therefore, as shown in FIG. 40, the switching transistor 105 controlled by a signal from the horizontal scanning circuit is connected in series with the transistor for resetting the photoelectric conversion element 3.
Is connected, the reset timing of the photoelectric conversion element 3 can be controlled also in the column direction, and the difference in the accumulation time in the same row can be eliminated.
【0192】また図においては、スイッチングトランジ
スタ105をリセット用MOSトランジスタ2よりも電源から
遠い側に配置したが、これの上下を入れ替えても同様の
効果を奏することは言うまでもない。Although the switching transistor 105 is arranged farther from the power supply than the reset MOS transistor 2 in the figure, it is needless to say that the same effect can be obtained even if the switching transistor 105 is switched upside down.
【0193】実施の形態28.以下、この発明の一実施
の形態を図について説明する。図41は、この実施の形
態に係わる回路構成を示す図である。図中1〜3、12、
89、90は図35と同じである。図において、106はドレ
インが光電変換素子3に、ソースが電源電位に接続され
たn-MOSトランジスタであり、ゲートはその閾値電圧の
1〜3倍の電位に固定されている。Embodiment 28 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 41 is a diagram showing a circuit configuration according to this embodiment. 1 to 3, 12,
89 and 90 are the same as those in FIG. In the figure, reference numeral 106 denotes an n-MOS transistor having a drain connected to the photoelectric conversion element 3 and a source connected to the power supply potential, and a gate fixed at a potential of 1 to 3 times the threshold voltage.
【0194】また図42は、図41のn-MOSトランジス
タ106を含む部分の断面図及び電子のエネルギ図であ
る。図中1及び106は図41と、91は図36と同じであ
る。光電変換素子3に強い光が当たる程多くの電子が発
生するが、光が強く電子が発生しすぎた場合、オーバー
フローした電子が周辺回路や他の画素の光電変換素子に
入り込む可能性がある。FIG. 42 is a sectional view of a portion including the n-MOS transistor 106 shown in FIG. 41 and an energy diagram of electrons. In the figure, 1 and 106 are the same as FIG. 41, and 91 is the same as FIG. More electrons are generated as the strong light impinges on the photoelectric conversion element 3. However, if the light is too strong and the electrons are generated too much, the overflowed electrons may enter the photoelectric conversion elements of peripheral circuits and other pixels.
【0195】そこで、n-MOSトランジスタ106を接続し、
ゲートにその閾値電圧の1〜3倍の電位を印加してやれ
ば、図42のように、電子があふれる前に電源電位へと
誘導吸収することができる。Then, the n-MOS transistor 106 is connected,
If a potential that is 1 to 3 times the threshold voltage is applied to the gate, the electrons can be inductively absorbed into the power supply potential before overflowing as shown in FIG.
【0196】実施の形態29.以下、この発明の一実施
の形態を図について説明する。図43は、この実施の形
態に係わる回路構成を示す図である。図中96ないし98は
図38と同じである。また、107はパルスレベルの変換
回路、108は電源電圧とリセットスイッチの閾値電圧の
和以上の電圧を与える電源、109はリセットスイッチの
閾値電圧の1〜3倍の電圧を与える電源である。図の中
では108は7V、109は1Vの電源として描かれている
が、上記の条件を満たせばいかなる電圧でも良い。Embodiment 29 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 43 is a diagram showing a circuit configuration according to this embodiment. Reference numerals 96 to 98 in the figure are the same as those in FIG. Reference numeral 107 denotes a pulse level conversion circuit, reference numeral 108 denotes a power supply that applies a voltage equal to or higher than the sum of the power supply voltage and the threshold voltage of the reset switch, and reference numeral 109 denotes a power supply that applies a voltage one to three times the threshold voltage of the reset switch. In the figure, 108 is drawn as a 7V power supply and 109 is a 1V power supply, but any voltage may be used as long as the above conditions are satisfied.
【0197】この回路では、リセット用トランジスタ2
としてn-MOSを用い、垂直走査回路からの0V−5Vの
パルスを1V−7Vに変換して画素96中のリセット用n-
MOSトランジスタのゲートに加えている。即ち、垂直走
査回路からのアクセスが無い、蓄積時間中の状態では、
閾値電圧の1〜3倍の電圧をゲートに印加してオーバー
フローした電子を吸収できるようにし、光電変換素子3
をリセット動作させるときには電源電位と閾値の和以上
の電圧をゲートに印加することにより、光電変換素子3
を確実に電源電位までリセットする。In this circuit, the reset transistor 2
, A 0V-5V pulse from the vertical scanning circuit is converted to 1V-7V to reset n-MOS in the pixel 96.
In addition to the gate of the MOS transistor. That is, in the state where there is no access from the vertical scanning circuit and during the accumulation time,
A voltage of 1 to 3 times the threshold voltage is applied to the gate so that the overflowed electrons can be absorbed, and the photoelectric conversion element 3
When a reset operation is performed on the photoelectric conversion element 3 by applying a voltage equal to or higher than the sum of the power supply potential and the threshold to the gate.
Is surely reset to the power supply potential.
【0198】また、このようにリセット用トランジスタ
としてn-MOSを用いた場合には、例えば図11のように出
力回路もn-MOSのみで構成すれば、画素内を全てn-MOSの
トランジスタで構成することが出来るので、画素の構造
を単純化し、画素面積を小さくすることが出来るように
なる。When an n-MOS is used as the reset transistor as described above, for example, if the output circuit is configured only with the n-MOS as shown in FIG. Since it can be configured, the structure of the pixel can be simplified and the pixel area can be reduced.
【0199】実施の形態30.以下、この発明の一実施
の形態を図について説明する。図44は、この実施の形
態に係わる単位画素回路構成示した図である。図中1、
3、12、89、90は図35と同じである。110は読み出し
回路用の電源である。光電変換素子3のリセット用バイ
アス電源1と読み出し回路用の電源110として共通の電
源線を用いた場合、ある画素でリセット動作を行ってい
るときに、電源ラインを共有する他の画素で読み出しを
行っていると、出力電流値に応じた電位降下が電源ライ
ンに起こり、光電変換素子3が完全に電源電位まで上が
らないことがある。このことは、次のサイクルで読み出
すときに前の画像情報が残ったまま読み出されることを
意味し、いわゆるゴースト現象の原因となる。Embodiment 30 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 44 is a diagram showing a unit pixel circuit configuration according to this embodiment. 1,
3, 12, 89 and 90 are the same as those in FIG. 110 is a power supply for the readout circuit. When a common power supply line is used as the reset bias power supply 1 of the photoelectric conversion element 3 and the power supply 110 for the readout circuit, when a certain pixel performs a reset operation, reading is performed by another pixel sharing the power supply line. If it is performed, a potential drop corresponding to the output current value may occur in the power supply line, and the photoelectric conversion element 3 may not completely rise to the power supply potential. This means that when reading in the next cycle, the previous image information is read out while remaining, which causes a so-called ghost phenomenon.
【0200】この問題はリセット用電源1と読み出し回
路用の電源110を分けることにより回避することができ
る。This problem can be avoided by separating the reset power supply 1 from the read circuit power supply 110.
【0201】実施の形態31.以下、この発明の一実施
の形態を図について説明する。図45は、この実施の形
態に係わる受光素子回路における画素の断面図である。
図中1ないし3は図1と、50、63は図21と同じであ
る。また111は遮光用の金属膜、112はpウエルである。Embodiment 31 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 45 is a sectional view of a pixel in the light receiving element circuit according to this embodiment.
1 to 3 are the same as in FIG. 1, and 50 and 63 are the same as in FIG. Reference numeral 111 denotes a light-shielding metal film, and reference numeral 112 denotes a p-well.
【0202】このようにメモリ用の容量50をpnダイオ
ードにより作製すると、n-MOSトランジスタのドレイン
がそのまま容量として利用できるので、画素の構造を単
純化し、画素面積を小さくすることが出来るようにな
る。When the memory capacitor 50 is made of a pn diode, the drain of the n-MOS transistor can be used as a capacitor as it is, so that the pixel structure can be simplified and the pixel area can be reduced. .
【0203】また、光電変換部以外の部分を遮光用の金
属膜111で覆うことにより、回路の部分で余計な光電荷
が発生して偽の信号を出力したり、容量50が放電するの
を避けることが出来る。Also, by covering the portion other than the photoelectric conversion portion with the light shielding metal film 111, unnecessary photocharges are generated in the circuit portion to output a false signal and the capacitance 50 is discharged. Can be avoided.
【0204】[0204]
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1に係わ
る受光素子回路は、光を吸収し、制御電圧に応じた光電
流を正または負の出力信号として外部に取り出す受光素
子と、前記出力信号を制御するミラー回路からなる差動
増幅器とを備えた受光素子回路であって、前記ミラー回
路内の正出力用端子の接続される素子に直列に配設さ
れ、前記ミラー回路からの出力に同期して制御される読
み出し制御手段とを備えたので、正出力用端子からの入
力があるときでも、出力端子から電流を出力するとき以
外はミラー回路の入力側に電流が流れないため、消費電
力を小さくすることができる。As described above, the light-receiving element circuit according to claim 1 of the present invention absorbs light and takes out a photocurrent corresponding to a control voltage to the outside as a positive or negative output signal. A differential amplifier comprising a mirror circuit that controls the output signal, the light receiving element circuit being provided in series with an element connected to a positive output terminal in the mirror circuit, Since read control means is controlled in synchronization with the output, even when there is an input from the positive output terminal, no current flows to the input side of the mirror circuit except when outputting a current from the output terminal. , Power consumption can be reduced.
【0205】また、本発明の請求項2に係わる受光素子
回路は、請求項1において、さらに、ミラー回路内の負
出力用端子の接続される素子に直列に第2の読み出し制
御手段を備えたので、ミラー回路の対称性がよくなり、
正負の出力電流の大きさを等しくすることができる。Further, the light receiving element circuit according to claim 2 of the present invention further comprises second reading control means in series with the element to which the negative output terminal in the mirror circuit is connected. So the symmetry of the mirror circuit is better,
The magnitudes of the positive and negative output currents can be made equal.
【0206】また、本発明の請求項3に係わる受光素子
回路は、請求項1または2において、差動増幅器が、少
なくともソースが基板電位に固定されたn−MOSトラ
ンジスタを有した第1のミラー回路と、ソースが電源電
位に固定されたp−MOSトランジスタを有した第2及
び第3のミラー回路とから構成される多段のミラー回路
を備えたので、作製上のばらつきや温度変化によってト
ランジスタの特性が変化したときに、正負の出力電流の
大きさにずれが生じにくくなる。Further, according to a third aspect of the present invention, in the light receiving element circuit according to the first or second aspect, the differential amplifier has an n-MOS transistor having at least a source fixed to a substrate potential. A multi-stage mirror circuit including a circuit and second and third mirror circuits having p-MOS transistors whose sources are fixed to the power supply potential is provided. When the characteristics change, the magnitude of the positive and negative output currents is less likely to shift.
【0207】また、本発明の請求項4に係わる受光素子
回路は、光を吸収し、制御電圧に応じた光電流を正また
は負の出力信号として外部に取り出す受光素子と、前記
出力信号を制御する差動増幅器とを備えた受光素子回路
であって、前記受光素子の電位を、リセット電位調整手
段により調整された電位に設定するリセット手段を備え
たので、光が弱い場合でも出力信号が出てくるようなポ
ジ型読み出しにすることが出来る。A light receiving element circuit according to claim 4 of the present invention absorbs light and takes out a photocurrent corresponding to a control voltage to the outside as a positive or negative output signal, and controls the output signal. And a reset means for setting the potential of the light receiving element to the potential adjusted by the reset potential adjusting means, so that an output signal is output even when the light is weak. It is possible to obtain a positive reading as follows.
【0208】また、本発明の請求項5に係わる受光素子
回路は、請求項1乃至4のいずれかにおいて、光を吸収
し、制御電圧に応じた光電流を正または負の出力信号と
して外部に取り出す受光素子と、前記出力信号を制御す
る差動増幅器とを備えた受光素子回路であって、前記受
光素子の電位をリセットするリセット手段のタイミング
を調整する手段を備えたので、アレイ構造にした時にリ
セットのタイミングを列方向にも制御できることにな
り、同一行内での蓄積時間の差を無くすことができ、精
度の高い受光素子回路が実現できる。Further, the light receiving element circuit according to claim 5 of the present invention according to any one of claims 1 to 4, absorbs light and externally outputs a photocurrent according to a control voltage as a positive or negative output signal. A light-receiving element circuit including a light-receiving element to be extracted and a differential amplifier for controlling the output signal, and having a means for adjusting the timing of reset means for resetting the potential of the light-receiving element, has an array structure. Sometimes the reset timing can also be controlled in the column direction, so that the difference in the accumulation time in the same row can be eliminated, and a highly accurate light receiving element circuit can be realized.
【0209】また、本発明の請求項6に係わる受光素子
回路は、光を吸収し、制御電圧に応じた光電流を正又は
負の出力信号として外部に取り出す受光素子と、前記出
力信号を制御する制御回路と、前記光吸収の量に応じて
受光素子に発生した電位を格納する手段とを備えたの
で、フレーム間での光量の時間変化の出力や、固定パタ
ーンノイズの少ない出力が可能となり、また、電子シャ
ッター的動作も実現できる。A light-receiving element circuit according to claim 6 of the present invention is a light-receiving element which absorbs light and takes out a photocurrent corresponding to a control voltage to the outside as a positive or negative output signal, and controls the output signal. Control circuit and means for storing the potential generated in the light receiving element in accordance with the amount of light absorption, so that output of a temporal change in the amount of light between frames and output with less fixed pattern noise can be performed. Also, an operation like an electronic shutter can be realized.
【0210】また、本発明の請求項7に係わる受光素子
回路は、光を吸収し、制御電圧に応じた光電流を正また
は負の出力信号として外部に取り出す受光素子と、前記
出力信号を制御する制御回路とを備えた受光素子回路で
あって、前記制御回路は外部からの制御信号により制御
される複数の出力端子へ複数の出力信号を送出する回路
を備えたので、制御回路を簡便な構造にすることがで
き、画素構造が単純化され、画素の信頼向上が可能とな
る。A light-receiving element circuit according to claim 7 of the present invention is a light-receiving element that absorbs light and takes out a photocurrent corresponding to a control voltage to the outside as a positive or negative output signal, and controls the output signal. And a control circuit for transmitting a plurality of output signals to a plurality of output terminals controlled by an external control signal, so that the control circuit is simple. The pixel structure can be simplified, and the reliability of the pixel can be improved.
【0211】また、本発明の請求項8に係わる受光素子
回路は、請求項1乃至7のいずれかにおいて、受光素子
は、接地電位あるいは電源電位に接続された拡散領域に
より囲まれた構造であるので、受光素子で発生した余剰
電子が画素内の制御回路あるいは隣接画素へ侵入するの
を防止でき、画素の信頼性が向上する。[0211] The light-receiving element circuit according to claim 8 of the present invention, in any one of claims 1 to 7, has a structure in which the light-receiving element is surrounded by a diffusion region connected to a ground potential or a power supply potential. Therefore, surplus electrons generated in the light receiving element can be prevented from entering the control circuit in the pixel or an adjacent pixel, and the reliability of the pixel is improved.
【0212】また、本発明の請求項9に係わる受光素子
回路は、請求項1乃至7のいずれかにおいて、受光素子
は、複数のコンタクトホールを有し、該コンタクトホー
ル間は互いに接続されるので、受光素子の電位のばらつ
きが防止でき、受光素子回路の信頼性が向上する。Further, in the light receiving element circuit according to claim 9 of the present invention, in any one of claims 1 to 7, the light receiving element has a plurality of contact holes and the contact holes are connected to each other. In addition, variations in the potential of the light receiving element can be prevented, and the reliability of the light receiving element circuit is improved.
【0213】また、本発明の請求項10に係わる受光素
子回路は、請求項1乃至7のいずれかにおいて、受光素
子の電位をリセットするリセット手段と並列に、前記受
光素子に蓄積される過剰電子除去手段を備えたので、受
光素子で発生した余剰電子を周辺回路や他の画素に侵入
しないように電源電位に誘導できる。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a light receiving element circuit according to any one of the first to seventh aspects, wherein the excess electrons accumulated in the light receiving element are provided in parallel with reset means for resetting the potential of the light receiving element. Since the removing means is provided, excess electrons generated in the light receiving element can be induced to the power supply potential so as not to enter a peripheral circuit or another pixel.
【0214】また、本発明の請求項11に係わる受光素
子回路は、請求項1乃至7のいずれかにおいて、受光素
子の電位をリセットするリセット手段に接続される電源
電位と、制御回路に接続される電源電位とを独立させた
ので、出力電流に依存した電位降下が電源ラインに生じ
ても、受光素子のリセットは十分行うことができる。The light-receiving element circuit according to claim 11 of the present invention is characterized in that, in any one of claims 1 to 7, a power supply potential connected to reset means for resetting a potential of the light-receiving element and a control circuit connected to a control circuit. Since the power supply potential is independent from the power supply potential, even if a potential drop depending on the output current occurs in the power supply line, the light receiving element can be sufficiently reset.
【0215】また、本発明の請求項12に係わる受光素
子回路は、請求項1乃至11のいずれかにおいて、制御
回路は絶縁膜を介して金属膜で遮蔽されるので、受光部
以外で発生した光電荷によるノイズを回避できる。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a light receiving element circuit according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the control circuit is shielded by a metal film via an insulating film. Noise due to photocharge can be avoided.
【0216】本発明の請求項13に係わる受光素子回路
アレイは、請求項1乃至3のいずれかに記載の受光素子
回路を2次元アレイ状に配置し、水平方向に配列する前
記各受光素子回路のリセット手段に接続される接続端子
と、正出力用端子と、負出力用端子とを1行毎に共有さ
せて垂直走査差回路に接続し、垂直方向に配列する前記
各受光素子回路の読み出し制御手段に接続される読み出
し制御用端子を1列毎に共有させて水平走査回路に接続
し、垂直方向に配列する前記各受光素子回路の出力端子
を1列毎に共有させ、前記水平走査回路により制御され
るトランスミッションゲートを介してアレイ出力端子に
接続したので、照射された一次元または二次元の光パタ
ーンを同時に、並列に、かつ縦方向の画素間演算を行い
ながら取り出す際に、各列でトランスミッションゲート
が開いているとき以外はミラー回路の入力側に電流が流
れないため、消費電力を小さくすることが出来る。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a light-receiving element circuit array according to any one of the first to third aspects, wherein the light-receiving element circuits are arranged in a two-dimensional array and arranged in a horizontal direction. The connection terminal connected to the reset means, the positive output terminal, and the negative output terminal are shared for each row, connected to the vertical scanning difference circuit, and read out of the light receiving element circuits arranged in the vertical direction. The read control terminal connected to the control means is shared by one column and connected to a horizontal scanning circuit, and the output terminals of the light receiving element circuits arranged in the vertical direction are shared by one column, and the horizontal scanning circuit When connected to the array output terminal via the transmission gate controlled by the above, when irradiating one-dimensional or two-dimensional light pattern simultaneously, in parallel, and taking out while performing vertical pixel-to-pixel operation , Since no current flows to the input side of the mirror circuit except when that transmission gate opens at each column, it is possible to reduce the power consumption.
【0217】また、本発明の請求項14に係わる受光素
子回路アレイは、請求項6に記載の受光素子回路を2次
元アレイ状に配置し、水平方向に配列する前記各受光素
子回路のリセット手段に接続される接続端子と、正出力
用端子と、負出力用端子と、受光素子に発生した電位を
格納する手段に接続されるメモリ制御用端子とを1行毎
に共有させて垂直走査差回路に接続し、垂直方向に配列
する前記各受光素子回路の出力端子を1列毎に共有さ
せ、水平走査回路により制御されるトランスミッション
ゲートを介してアレイ出力端子に接続したので、フレー
ム間での光量の時間変化の出力や、固定パターンノイズ
の少ない出力が可能となり、また、電子シャッター的動
作も実現できる。According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a light-receiving element circuit array, wherein the light-receiving element circuits according to the sixth aspect are arranged in a two-dimensional array and are arranged in a horizontal direction. , A positive output terminal, a negative output terminal, and a memory control terminal connected to a means for storing a potential generated in the light receiving element, for each row, and the vertical scanning difference. Since the output terminals of the respective light receiving element circuits connected in a vertical direction are connected to each other in a row and connected to an array output terminal via a transmission gate controlled by a horizontal scanning circuit, the connection between the frames can be prevented. It is possible to output a change in the amount of light over time and output with less fixed pattern noise, and also to realize an operation like an electronic shutter.
【0218】また、本発明の請求項15に係わる受光素
子回路アレイは、請求項7に記載の受光素子回路を2次
元アレイ状に配置し、水平方向に配列する前記各受光素
子回路のリセット手段に接続される接続端子と、正出力
用端子と、負出力用端子とを1行毎に共有させて垂直走
査差回路に接続し、垂直方向に配列する前記各受光素子
回路の複数の出力端子をそれぞれ1列毎に共有させ、該
共有された出力端子からなる複数の出力端子ラインを1
列毎に、水平走査回路によって制御される相殺回路を介
してアレイ出力端子に接続したので、出力電流の反転回
路を画素の外に設けることにより、画素(受光素子)の
構造を単純化し、画素面積を小さくすることが可能とな
る。According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a light-receiving element circuit array, wherein the light-receiving element circuits according to the seventh aspect are arranged in a two-dimensional array and are arranged in a horizontal direction. A plurality of output terminals of each of the light receiving element circuits which are connected to a vertical scanning difference circuit by sharing a connection terminal, a positive output terminal, and a negative output terminal for each row, and are arranged in a vertical direction. Are shared by each column, and a plurality of output terminal lines composed of the shared output terminals are connected to one line.
Each column is connected to the array output terminal via a canceling circuit controlled by a horizontal scanning circuit. Therefore, by providing an output current inverting circuit outside the pixel, the structure of the pixel (light receiving element) is simplified, The area can be reduced.
【0219】また、本発明の請求項16に係わる受光素
子回路アレイは、請求項15において、受光素子回路に
光吸収の量に応じて受光素子に発生した電位を格納する
手段を備え、前記受光素子に発生した電位を格納する手
段に接続されるメモリ制御用端子とを1行毎に共有させ
て垂直走査差回路に接続したので、出力電流の反転回路
を画素の外に設けることにより、画素(受光素子)の構
造を単純化し、画素面積を小さくするとともに、アレイ
がメモリ機能を有してフレーム間での光量の時間変化を
出力することができる。The light receiving element circuit array according to a sixteenth aspect of the present invention is the light receiving element circuit according to the fifteenth aspect, wherein the light receiving element circuit includes means for storing a potential generated in the light receiving element in accordance with an amount of light absorption. Since the memory control terminal connected to the means for storing the potential generated in the element is shared for each row and connected to the vertical scanning difference circuit, the output current inverting circuit is provided outside the pixel. The structure of the (light receiving element) can be simplified, the pixel area can be reduced, and the array can have a memory function to output a temporal change in the amount of light between frames.
【0220】また、本発明の請求項17に係わる受光素
子回路アレイは、請求項15または16において、相殺
回路は、ソースが電源電位に固定されたp−MOSトラ
ンジスタを有し、垂直方向に配列する受光素子回路の複
数の出力端子ラインを入力し、読み出しが水平走査回路
により制御されるミラー回路と、該ミラー回路からの出
力側に接続され、水平走査回路により制御されるトラン
スミッションゲートとを備えたので、出力端子から電流
を流すとき以外はミラー回路の入力側に電流が流れない
ようにできるため、消費電力を小さくすることが出来
る。According to a seventeenth aspect of the present invention, in the light-receiving element circuit array according to the fifteenth or sixteenth aspect, the canceling circuit has a p-MOS transistor whose source is fixed to a power supply potential, and is arranged in a vertical direction. A plurality of output terminal lines of the light receiving element circuit to be input, and a mirror circuit whose reading is controlled by a horizontal scanning circuit; and a transmission gate connected to an output side from the mirror circuit and controlled by the horizontal scanning circuit. Therefore, the current can be prevented from flowing to the input side of the mirror circuit except when the current flows from the output terminal, so that the power consumption can be reduced.
【0221】また、本発明の請求項18に係わる受光素
子回路アレイは、請求項15または16において、相殺
回路は、ソースが基板電位に固定されたn−MOSトラ
ンジスタを有した第1のミラー回路と、ソースが電源電
位に固定されたp−MOSトランジスタを有した第2及
び第3のミラー回路とから構成され、垂直方向に配列す
る受光素子回路の複数の出力端子ラインを入力し、読み
出しが水平走査回路により制御される多段のミラー回路
と、該ミラー回路からの出力側に接続され、水平走査回
路により制御されるトランスミッションゲートとを備え
たので、相殺回路において、作製上のばらつきや温度変
化によってトランジスタの特性が変化したときに、正負
の出力電流の大きさにずれが生じにくくなる。[0221] In the light-receiving element circuit array according to claim 18 of the present invention, in the claim 15 or 16, the canceling circuit is a first mirror circuit having an n-MOS transistor whose source is fixed to the substrate potential. And second and third mirror circuits each having a p-MOS transistor whose source is fixed to the power supply potential. The plurality of output terminal lines of the light receiving element circuits arranged in the vertical direction are input, and the reading is performed. Since a multi-stage mirror circuit controlled by the horizontal scanning circuit and a transmission gate connected to the output side of the mirror circuit and controlled by the horizontal scanning circuit are provided, in the canceling circuit, manufacturing variations and temperature changes Therefore, when the characteristics of the transistor change, the magnitude of the positive and negative output currents is less likely to shift.
【0222】また、本発明の請求項19に係わる受光素
子回路アレイは、請求項15または16において、相殺
回路は、ソースが基板電位に固定されたn−MOSトラ
ンジスタを有し、垂直方向に配列する受光素子回路の複
数の出力端子ラインを入力し、読み出しが水平走査回路
により制御されるミラー回路と、該ミラー回路からの出
力側に接続され、水平走査回路により制御されるトラン
スミッションゲートとを備えたので、出力端子から電流
を流すとき以外はミラー回路の入力側に電流が流れない
ようにできるため、消費電力を小さくすることが出来
る。According to a nineteenth aspect of the present invention, in the light receiving element circuit array according to the fifteenth or sixteenth aspect, the canceling circuit has an n-MOS transistor whose source is fixed to the substrate potential and is arranged in a vertical direction. A plurality of output terminal lines of the light receiving element circuit to be input, and a mirror circuit whose reading is controlled by a horizontal scanning circuit; and a transmission gate connected to an output side from the mirror circuit and controlled by the horizontal scanning circuit. Therefore, the current can be prevented from flowing to the input side of the mirror circuit except when the current flows from the output terminal, so that the power consumption can be reduced.
【0223】また、本発明の請求項20に係わる受光素
子回路アレイは、請求項15または16において、相殺
回路の入力側に、受光素子回路を予めチャージするため
のプリチャージラインを設けたので、相殺読み出し回路
自身では配線の充電をしなくて良く、また予め画素アレ
イ中の配線の電位を安定させて駆動することができるた
め、高速の読み出しが出来るようになる。Further, in the light receiving element circuit array according to claim 20 of the present invention, since a precharge line for pre-charging the light receiving element circuit is provided on the input side of the canceling circuit in claim 15 or 16, The canceling readout circuit itself does not need to charge the wiring, and can drive the wiring in the pixel array in advance by stabilizing the potential, so that high-speed reading can be performed.
【0224】また、本発明の請求項21に係わる受光素
子回路アレイは、請求項20において、プリチャージラ
インと読み出しの接続のタイミングを調整する手段をさ
らに設けたので、隣り合う2列に同時にアクセスするこ
とができるようになる。Further, in the light receiving element circuit array according to claim 21 of the present invention, since means for adjusting the timing of connection between the precharge line and the readout is further provided in claim 20, two adjacent columns are simultaneously accessed. Will be able to
【0225】また、本発明の請求項22に係わる受光素
子回路アレイは、請求項14乃至16のいずれかにおい
て、水平走査回路を複数配置したので、照射された一次
元または二次元の光パターンを同時に、並列に、かつ横
方向の画素間演算を行いながら取り出すことが出来る。Further, in the light receiving element circuit array according to claim 22 of the present invention, since a plurality of horizontal scanning circuits are arranged in any one of claims 14 to 16, the illuminated one-dimensional or two-dimensional light pattern is formed. At the same time, they can be extracted in parallel and while performing inter-pixel operations in the horizontal direction.
【0226】また、本発明の請求項23に係わる受光素
子回路アレイは、請求項13乃至16のいずれかにおい
て、出力がアレイ出力端子に接続される受光素子の電位
の補正回路を設けたので、読み出しがポジ型とすること
ができ、受光素子回路アレイの精度が向上する。Also, in the light receiving element circuit array according to claim 23 of the present invention, since the circuit for correcting the potential of the light receiving element whose output is connected to the array output terminal is provided in any one of claims 13 to 16, Reading can be of a positive type, and the accuracy of the light receiving element circuit array is improved.
【0227】また、本発明の請求項24に係わる受光素
子回路アレイは、請求項13乃至16のいずれかにおい
て、アレイ出力端子に電流電圧変換回路を設けたので、
アレイからの出力を電流ではなく電圧とすることができ
る。そのため、後段で出力電流を電圧に変換する必要が
無くなり、データの扱いが容易になる。すなわち、後段
での信号処理が容易となる信号を出力することが可能と
なる。In the light-receiving element circuit array according to claim 24 of the present invention, since the current-voltage conversion circuit is provided at the array output terminal in any one of claims 13 to 16,
The output from the array can be a voltage instead of a current. Therefore, it is not necessary to convert the output current into a voltage in a subsequent stage, and data can be easily handled. That is, it is possible to output a signal that facilitates signal processing in a subsequent stage.
【0228】また、本発明の請求項25に係わる受光素
子回路アレイは、請求項24において、さらにアナログ
電圧をデジタル値に変換する回路を備えたので、アレイ
からの出力をアナログ電圧ではなくデジタル値とするこ
とができるため、後段でデジタルに変換する必要が無く
なり、データの扱いが容易になる。Further, the light receiving element circuit array according to claim 25 of the present invention further comprises a circuit for converting an analog voltage into a digital value, so that the output from the array is converted into a digital value instead of an analog voltage. Therefore, there is no need to perform digital conversion in the subsequent stage, and data handling becomes easy.
【0229】また、本発明の請求項26に係わる受光素
子回路アレイは、請求項13乃至16のいずれかにおい
て、受光素子回路アレイは、電源電位または接地電位に
接続された拡散領域で囲まれたので、画素アレイ内の受
光素子の接地側の電位を確実に接地電位に固定すること
ができる。また、画素アレイ内の受光素子に強い光が当
たった場合にあふれ出た余剰電子を、画素アレイ外にあ
ふれさせる前に、電位を電源にとった拡散領域に吸収さ
せることができる。さらに、画素アレイ外の回路で発生
したノイズの受光素子アレイ内への侵入も防ぐことがで
きる。According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the light receiving element circuit array according to any one of the thirteenth to sixteenth aspects, the light receiving element circuit array is surrounded by a diffusion region connected to a power supply potential or a ground potential. Therefore, the ground potential of the light receiving element in the pixel array can be reliably fixed to the ground potential. In addition, the excess electrons that have overflowed when the light receiving element in the pixel array is irradiated with strong light can be absorbed by the diffusion region that is supplied with the electric power before the extra electrons overflow the outside of the pixel array. Further, it is possible to prevent noise generated in a circuit outside the pixel array from entering the light receiving element array.
【0230】また、本発明の請求項27に係わる受光素
子回路アレイは、請求項13乃至16のいずれかにおい
て、受光素子回路の受光素子をリセットする手段がn−
MOSトランジスタから構成され、前記n−MOSトラ
ンジスタを制御し、垂直走査回路から送出されるパルス
信号の電位が前記n−MOSトランジスタしきい値電圧
により規定されるので、垂直走査回路からのアクセスが
無い、蓄積時間中の状態では、閾値電圧の1〜3倍の電
圧をゲートに印加してオーバーフローした電子を吸収で
きるようにし、光電変換素子3をリセット動作させると
きには電源電位と閾値の和以上の電圧をゲートに印加す
ることにより、光電変換素子3を確実に電源電位までリ
セットする。According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the light receiving element circuit array according to any one of the thirteenth to sixteenth aspects, the means for resetting the light receiving element of the light receiving element circuit is n-type.
It is composed of MOS transistors and controls the n-MOS transistor. Since the potential of the pulse signal sent from the vertical scanning circuit is defined by the threshold voltage of the n-MOS transistor, there is no access from the vertical scanning circuit. In the state during the accumulation time, a voltage of 1 to 3 times the threshold voltage is applied to the gate so that the overflowed electrons can be absorbed. When the photoelectric conversion element 3 is reset, a voltage higher than the sum of the power supply potential and the threshold is applied. Is applied to the gate to surely reset the photoelectric conversion element 3 to the power supply potential.
【図1】 本発明の実施の形態1による受光素子回路の
構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a light receiving element circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の実施の形態1による別の受光素子回
路の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of another light receiving element circuit according to the first embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の実施の形態2による受光素子回路の
構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a light receiving element circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図4】 本発明の実施の形態3による受光素子回路の
構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a light receiving element circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図5】 本発明の実施の形態3による別の受光素子回
路の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of another light receiving element circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図6】 本発明の実施の形態3による別の受光素子回
路の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of another light receiving element circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図7】 本発明の実施の形態4による受光素子回路の
構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a light receiving element circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】 実施の形態1乃至3による受光素子回路の光
照射時間(蓄積時間)と出力電流の関係を説明する図で
ある。FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a light irradiation time (accumulation time) and an output current of the light receiving element circuits according to the first to third embodiments.
【図9】 本発明の実施の形態4による受光素子回路の
光照射時間(光量)と出力電流の関係(出力特性)を説
明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship (output characteristic) between a light irradiation time (light amount) and an output current of a light receiving element circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
【図10】 本発明の実施の形態4による別の受光素子
回路の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of another light receiving element circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
【図11】 本発明の実施の形態4による別の受光素子
回路の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of another light receiving element circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
【図12】 本発明の実施の形態4による別の受光素子
回路の構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of another light receiving element circuit according to Embodiment 4 of the present invention.
【図13】 本発明の実施の形態5による受光素子回路
アレイの構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram of a light receiving element circuit array according to a fifth embodiment of the present invention.
【図14】 本発明の実施の形態6による受光素子回路
の構成を示したブロック図である。FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a light receiving element circuit according to a sixth embodiment of the present invention.
【図15】 本発明の実施の形態6による受光素子回路
アレイの構成図である。FIG. 15 is a configuration diagram of a light receiving element circuit array according to a sixth embodiment of the present invention.
【図16】 本発明の実施の形態7による受光素子回路
の構成を示したブロック図である。FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a light receiving element circuit according to a seventh embodiment of the present invention.
【図17】 本発明の実施の形態7による受光素子回路
の構成図で、図16の具体例を示した図である。FIG. 17 is a configuration diagram of a light receiving element circuit according to a seventh embodiment of the present invention, showing a specific example of FIG. 16;
【図18】 本発明の実施の形態8による受光素子回路
の構成図である。FIG. 18 is a configuration diagram of a light receiving element circuit according to an eighth embodiment of the present invention.
【図19】 本発明の実施の形態9による受光素子回路
アレイの構成図である。FIG. 19 is a configuration diagram of a light receiving element circuit array according to a ninth embodiment of the present invention.
【図20】 本発明の実施の形態10による受光素子回
路の構成を示したブロック図である。FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of a light receiving element circuit according to a tenth embodiment of the present invention.
【図21】 本発明の実施の形態10による受光素子回
路の構成図で、図20の具体例を示した図である。FIG. 21 is a configuration diagram of a light receiving element circuit according to a tenth embodiment of the present invention, showing a specific example of FIG. 20;
【図22】 本発明の実施の形態11による受光素子回
路アレイの構成図である。FIG. 22 is a configuration diagram of a light receiving element circuit array according to an eleventh embodiment of the present invention.
【図23】 本発明の実施の形態12による受光素子回
路アレイに用いられる相殺回路の構成図である。FIG. 23 is a configuration diagram of a cancellation circuit used in a light receiving element circuit array according to a twelfth embodiment of the present invention.
【図24】 本発明の実施の形態13による受光素子回
路アレイに用いられる相殺回路の構成図である。FIG. 24 is a configuration diagram of a cancellation circuit used in a light receiving element circuit array according to a thirteenth embodiment of the present invention.
【図25】 本発明の実施の形態14による受光素子回
路アレイに用いられる相殺回路の構成図である。FIG. 25 is a configuration diagram of a cancellation circuit used in a light receiving element circuit array according to Embodiment 14 of the present invention.
【図26】 本発明の実施の形態15による受光素子回
路アレイの一部概略構成図である。FIG. 26 is a partial schematic configuration diagram of a light receiving element circuit array according to Embodiment 15 of the present invention.
【図27】 本発明の実施の形態16による受光素子回
路アレイの一部概略構成図である。FIG. 27 is a partial schematic configuration diagram of a light receiving element circuit array according to Embodiment 16 of the present invention.
【図28】 図27中相殺回路の具体的構成を示した図
である。FIG. 28 is a diagram showing a specific configuration of a cancellation circuit in FIG. 27;
【図29】 図27中相殺回路の別の具体的構成を示し
た図である。29 is a diagram showing another specific configuration of the cancellation circuit in FIG. 27.
【図30】 本発明の実施の形態17による受光素子回
路アレイの構成図である。FIG. 30 is a configuration diagram of a light receiving element circuit array according to a seventeenth embodiment of the present invention.
【図31】 本発明の実施の形態18による受光素子回
路アレイの構成図である。FIG. 31 is a configuration diagram of a light receiving element circuit array according to Embodiment 18 of the present invention.
【図32】 本発明の実施の形態19による受光素子回
路アレイの一部概略構成図である。FIG. 32 is a partial schematic configuration diagram of a light receiving element circuit array according to a nineteenth embodiment of the present invention.
【図33】 本発明の実施の形態20による受光素子回
路アレイの一部概略構成図である。FIG. 33 is a partial schematic configuration diagram of a light receiving element circuit array according to a twentieth embodiment of the present invention.
【図34】 本発明の実施の形態21による受光素子回
路アレイの一部概略構成図である。FIG. 34 is a partial schematic configuration diagram of a light receiving element circuit array according to a twenty-first embodiment of the present invention.
【図35】 本発明の実施の形態23による受光素子回
路の構成を示したブロック図である。FIG. 35 is a block diagram showing a configuration of a light receiving element circuit according to Embodiment 23 of the present invention.
【図36】 本発明の実施の形態23による具体的受光
素子のレイアウトを示した平面及び断面図である。FIG. 36 is a plan view and a sectional view showing a layout of a specific light receiving element according to a twenty-third embodiment of the present invention.
【図37】 本発明の実施の形態24による具体的受光
素子のレイアウトを示した平面図である。FIG. 37 is a plan view showing a specific light receiving element layout according to the twenty-fourth embodiment of the present invention.
【図38】 本発明の実施の形態25による具体的受光
素子回路アレイのレイアウトを示した平面図である。FIG. 38 is a plan view showing a layout of a specific light receiving element circuit array according to the twenty-fifth embodiment of the present invention.
【図39】 本発明の実施の形態26による受光素子回
路の構成を示したブロック図である。FIG. 39 is a block diagram showing a configuration of a light receiving element circuit according to Embodiment 26 of the present invention.
【図40】 本発明の実施の形態27による受光素子回
路の構成を示したブロック図である。FIG. 40 is a block diagram showing a configuration of a light receiving element circuit according to Embodiment 27 of the present invention.
【図41】 本発明の実施の形態28による受光素子回
路の構成を示したブロック図である。FIG. 41 is a block diagram showing a configuration of a light receiving element circuit according to Embodiment 28 of the present invention.
【図42】 本発明の実施の形態28による受光素子回
路の効果を説明するためのエネルギ図である。FIG. 42 is an energy diagram for explaining effects of the light receiving element circuit according to the twenty-eighth embodiment of the present invention;
【図43】 本発明の実施の形態29による受光素子回
路の構成を示したブロック図である。FIG. 43 is a block diagram showing a configuration of a light receiving element circuit according to Embodiment 29 of the present invention.
【図44】 本発明の実施の形態30による受光素子回
路の構成を示したブロック図である。FIG. 44 is a block diagram showing a configuration of a light receiving element circuit according to Embodiment 30 of the present invention.
【図45】 本発明の実施の形態31による受光素子回
路の構成を示した断面図である。FIG. 45 is a cross-sectional view showing a configuration of a light receiving element circuit according to Embodiment 31 of the present invention.
【図46】 従来の受光素子回路の構成を示した図であ
る。FIG. 46 is a diagram showing a configuration of a conventional light receiving element circuit.
【図47】 従来の受光素子回路アレイの構成を示した
図である。FIG. 47 is a diagram showing a configuration of a conventional light receiving element circuit array.
【図48】 従来の受光素子回路アレイ及び周辺回路の
構成を示した図である。FIG. 48 is a diagram showing a configuration of a conventional light receiving element circuit array and peripheral circuits.
【図49】 従来の別の受光素子回路の構成を示した図
である。FIG. 49 is a diagram showing a configuration of another conventional light receiving element circuit.
1 電源ライン、 2 光電変換素子のリセット用MOS
トランジスタ、3 光電変換素子、 4 差動増幅器の
バイアス電流用n-MOSトランジスタ、5 負出力用n-MOS
トランジスタ、 6 正出力用n-MOSトランジスタ、7
カレントミラー回路の入力側p-MOSトランジスタ、8
カレントミラー回路の出力側p-MOSトランジスタ、9
正出力側の読み出し制御用MOSトランジスタ、10 負
出力側の読み出し制御用MOSトランジスタ、11 接地ラ
イン、 12 基板コンタクト、 13 リセット端子、14
負出力用端子、 15 正出力用端子、 16、16a 読
み出し制御用端子、17 画素の出力端子、18 カレント
ミラー回路1の入力側n-MOSトランジスタ、19 カレン
トミラー回路1の出力側n-MOSトランジスタ、20 カレ
ントミラー回路2の入力側n-MOSトランジスタ、21 カ
レントミラー回路2の出力側n-MOSトランジスタ、22
カレントミラー回路3の入力側n-MOSトランジスタ、23
カレントミラー回路3の出力側n-MOSトランジスタ、2
4 差動増幅器のバイアス電流用p-MOSトランジスタ、25
負出力用p-MOSトランジスタ、 26 正出力用p-MOSト
ランジスタ、27 カレントミラー回路の入力側n-MOSト
ランジスタ、28 カレントミラー回路の出力側n-MOSト
ランジスタ、29 負出力用端子、 30 正出力用端子、
31 光電変換素子のリセット電位を調整するためのダイ
オード接続p-MOSトランジスタ、32 感度可変受光素子
回路による単位画素、33 垂直走査回路、 34 水平走
査回路、 35 画素のリセット用ライン、36 負出力用
ライン、 37 正出力用ライン、 38 出力ライン、39
読み出し制御用ライン、 40 トランスミッションゲ
ート、41 アレイの出力端子、42 光電変換素子の電位
を電流に変換する回路、43 第一の出力回路、 44 第
二の出力回路、 45 第一の出力制御端子、46 第二の
出力制御端子、 47 第一の出力端子、 48 第二の出
力端子、49 電位を電流に変換する第一の回路、 50
容量、51 光電変換素子の電位を容量に接続する回路、
52 メモリ用制御端子、53 電位を電流に変換する第二
の回路、54 感度可変受光素子回路による単位画素、55
メモリ用制御ライン、56 電位を電流に変換する第二
の回路、57、57a 感度可変受光素子回路による単位画
素、58 第一の出力ライン、 59 第二の出力ライン、
60 相殺読み出し回路、61 光電変換素子の電位を容
量に接続するn-MOSトランジスタ、62 光電変換素子の
電位をゲートに導いたn-MOSトランジスタ、63 容量50
の電位をゲートに導いたn-MOSトランジスタ、64 第一
の出力用トランジスタ、 65 第二の出力用トランジス
タ、66 負出力用の入力端子、 67 正出力用の入力端
子、68 トランスミッションゲート、 69 相殺回路か
らの出力端子、70 画素アレイ配線プリチャージ用のMO
Sトランジスタ、71 プリチャージ用の電源、 72 第
一のトランスミッションゲート、73 第二のトランスミ
ッションゲート、 74 第一の水平走査回路、75 第二
の水平走査回路、 76 第一の出力端子、 77 第二の
出力端子、78 図8における35、36、37、55の制御ライ
ン、79 第一の相殺読み出し回路、 80 第二の相殺読
み出し回路、81 ゼロ点補正回路、 82 ゼロ点補正回
路、83 ゼロ点補正のイネーブル端子、 84 出力電流
を電圧に変換するアンプ、85 アナログ/デジタル変換
回路、 86 参照電圧端子、87 電圧出力端子、 88
デジタル出力端子、89 光電変換素子の電位を電流に変
換する回路、90 出力端子、 91 光電変換素子のn型
拡散領域、92 電位を接地にとったp型拡散領域、93
電位を電源にとったn型拡散領域、94 コンタクトホー
ル、 95 アルミ配線、96 拡散領域9内部のコンタク
トホール、 95 アルミ配線、96 単位画素回路、 97
画素アレイ、98 画素アレイを垂直に走査する回路、
99 画素アレイを水平に走査する回路、100 接地に電
位をとったn型拡散領域、101 電源に電位をとったp
型拡散領域、102 ダイオード接続したp-MOSトランジス
タ、103 光電変換素子の電位を電流に変換するp-MOSト
ランジスタ、104 外部からの制御信号により電流を出
力する回路、105 水平走査回路により制御されるスイ
ッチングトランジスタ、106 ゲートが閾値電圧の1〜
3倍の電位に固定されたn-MOSトランジスタ、107 パル
スレベルの変換回路、108 電源電圧とリセットスイッ
チの閾値電圧の和以上の電圧を与える電源、109 リセ
ットスイッチの閾値電圧の1〜3倍の電圧を与える電
源、110 読み出し回路用の電源1 Power supply line, 2 MOS for resetting photoelectric conversion element
Transistor, 3 photoelectric conversion element, 4 n-MOS transistor for differential amplifier bias current, 5 n-MOS for negative output
Transistor, 6 N-MOS transistor for positive output, 7
Input side p-MOS transistor of current mirror circuit, 8
Output side p-MOS transistor of current mirror circuit, 9
Positive output side read control MOS transistor, 10 Negative output side read control MOS transistor, 11 Ground line, 12 Substrate contact, 13 Reset terminal, 14
Negative output terminal, 15 Positive output terminal, 16, 16a Readout control terminal, 17 pixel output terminal, 18 Input n-MOS transistor of current mirror circuit 1, 19 Output n-MOS transistor of current mirror circuit 1 , 20 the input side n-MOS transistor of the current mirror circuit 2, 21 the output side n-MOS transistor of the current mirror circuit 2, 22
Input side n-MOS transistor of current mirror circuit 3, 23
Output side n-MOS transistor of current mirror circuit 3, 2
4 p-MOS transistor for bias current of differential amplifier, 25
P-MOS transistor for negative output, 26 p-MOS transistor for positive output, 27 input n-MOS transistor for current mirror circuit, 28 output n-MOS transistor for current mirror circuit, 29 negative output terminal, 30 positive output Terminal,
31 Diode-connected p-MOS transistor for adjusting the reset potential of the photoelectric conversion element, 32 Unit pixel with variable sensitivity photodetector circuit, 33 Vertical scanning circuit, 34 Horizontal scanning circuit, 35 pixel reset line, 36 Negative output Line, 37 positive output line, 38 output line, 39
Readout control line, 40 transmission gate, 41 array output terminal, 42 circuit for converting the potential of the photoelectric conversion element to current, 43 first output circuit, 44 second output circuit, 45 first output control terminal, 46 second output control terminal, 47 first output terminal, 48 second output terminal, 49 first circuit for converting electric potential to current, 50
Capacitance, 51 a circuit for connecting the potential of the photoelectric conversion element to the capacitance,
52 Control terminal for memory, 53 Second circuit for converting potential to current, 54 Unit pixel with variable sensitivity photodetector circuit, 55
A control line for memory, 56 a second circuit for converting a potential into a current, 57, 57a a unit pixel with a variable sensitivity light receiving element circuit, 58 a first output line, 59 a second output line
60 canceling readout circuit, 61 n-MOS transistor connecting the potential of the photoelectric conversion element to the capacitance, 62 n-MOS transistor guiding the potential of the photoelectric conversion element to the gate, 63 capacitance 50
N-MOS transistor that led the potential to the gate, 64 first output transistor, 65 second output transistor, 66 input terminal for negative output, 67 input terminal for positive output, 68 transmission gate, 69 cancellation Output terminal from circuit, MO for pre-charging 70 pixel array wiring
S transistor, 71 Power supply for precharge, 72 First transmission gate, 73 Second transmission gate, 74 First horizontal scanning circuit, 75 Second horizontal scanning circuit, 76 First output terminal, 77 Second 78, control lines 35, 36, 37, and 55 in FIG. 8, 79 first offset readout circuit, 80 second offset readout circuit, 81 zero point correction circuit, 82 zero point correction circuit, 83 zero point Correction enable terminal, 84 Amplifier that converts output current to voltage, 85 Analog / Digital conversion circuit, 86 Reference voltage terminal, 87 Voltage output terminal, 88
Digital output terminal, 89 Circuit for converting the potential of photoelectric conversion element to current, 90 Output terminal, 91 N-type diffusion area of photoelectric conversion element, 92 P-type diffusion area with grounded potential, 93
N-type diffusion region with potential as power supply, 94 contact hole, 95 aluminum wiring, 96 contact hole inside diffusion region 9, 95 aluminum wiring, 96 unit pixel circuit, 97
A pixel array, a circuit that vertically scans the 98 pixel array,
99 A circuit for scanning the pixel array horizontally, 100 An n-type diffusion region with a potential at ground, 101 A p with potential at power
Type diffusion region, 102 diode-connected p-MOS transistor, 103 p-MOS transistor that converts the potential of the photoelectric conversion element to current, 104 circuit that outputs current by an external control signal, 105 controlled by the horizontal scanning circuit Switching transistor, 106 gate has threshold voltage of 1 to 1
N-MOS transistor fixed to triple the potential, 107 pulse level conversion circuit, 108 power supply that supplies a voltage equal to or higher than the sum of the power supply voltage and the threshold voltage of the reset switch, 109 one to three times the threshold voltage of the reset switch Power supply for applying voltage, power supply for 110 readout circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04B 10/04 10/06 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H04B 10/04 10/06
Claims (27)
正または負の出力信号として外部に取り出す受光素子
と、前記出力信号を制御するミラー回路からなる差動増
幅器とを備えた受光素子回路であって、前記ミラー回路
内の正出力用端子の接続される素子に直列に配設され、
前記ミラー回路からの出力に同期して制御される読み出
し制御手段とを備えたことを特徴とする受光素子回路。1. A light receiving device comprising: a light receiving element that absorbs light and takes out a photocurrent according to a control voltage as a positive or negative output signal to the outside; and a differential amplifier including a mirror circuit that controls the output signal. An element circuit, which is arranged in series with an element to which a positive output terminal in the mirror circuit is connected,
A light-receiving element circuit comprising: a read control unit that is controlled in synchronization with an output from the mirror circuit.
接続される素子に直列に第2の読み出し制御手段を備え
たことを特徴とする請求項1に記載の受光素子回路。2. The light-receiving element circuit according to claim 1, further comprising a second read control unit in series with an element connected to the negative output terminal in the mirror circuit.
電位に固定されたn−MOSトランジスタを有した第1
のミラー回路と、ソースが電源電位に固定されたp−M
OSトランジスタを有した第2及び第3のミラー回路と
から構成される多段のミラー回路を備えたことを特徴と
する請求項1または2に記載の受光素子回路。3. A first differential amplifier having an n-MOS transistor having at least a source fixed to a substrate potential.
And a p-M whose source is fixed to the power supply potential
3. The light receiving element circuit according to claim 1, further comprising a multi-stage mirror circuit including a second mirror circuit and a third mirror circuit having an OS transistor.
正または負の出力信号として外部に取り出す受光素子
と、前記出力信号を制御する差動増幅器とを備えた受光
素子回路であって、前記受光素子の電位を、リセット電
位調整手段により調整された電位に設定するリセット手
段を備えたことを特徴とする受光素子回路。4. A light-receiving element circuit comprising: a light-receiving element that absorbs light and extracts a photocurrent corresponding to a control voltage to the outside as a positive or negative output signal; and a differential amplifier that controls the output signal. And a reset means for setting the potential of the light receiving element to a potential adjusted by reset potential adjusting means.
正または負の出力信号として外部に取り出す受光素子
と、前記出力信号を制御する差動増幅器とを備えた受光
素子回路であって、前記受光素子の電位をリセットする
リセット手段のタイミングを調整する手段を備えたこと
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の受
光素子回路。5. A light-receiving element circuit comprising: a light-receiving element that absorbs light and extracts a photocurrent corresponding to a control voltage to the outside as a positive or negative output signal; and a differential amplifier that controls the output signal. The light receiving element circuit according to any one of claims 1 to 4, further comprising: means for adjusting timing of reset means for resetting a potential of the light receiving element.
正または負の出力信号として外部に取り出す受光素子
と、前記出力信号を制御する制御回路と、前記光吸収の
量に応じて受光素子に発生した電位を格納する手段とを
備えた受光素子回路。6. A light-receiving element which absorbs light and takes out a photocurrent according to a control voltage as a positive or negative output signal to the outside, a control circuit for controlling the output signal, and a control circuit for controlling the output signal. Means for storing a potential generated in the light receiving element.
正または負の出力信号として外部に取り出す受光素子
と、前記出力信号を制御する制御回路とを備えた受光素
子回路であって、前記制御回路は外部からの制御信号に
より制御される複数の出力端子へ複数の出力信号を送出
する回路を備えたことを特徴とする受光素子回路。7. A light-receiving element circuit comprising: a light-receiving element that absorbs light and extracts a photocurrent corresponding to a control voltage to the outside as a positive or negative output signal; and a control circuit that controls the output signal. And a control circuit for transmitting a plurality of output signals to a plurality of output terminals controlled by an external control signal.
に接続された拡散領域により囲まれたことを特徴とする
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の受光素子回路。8. The light-receiving element circuit according to claim 1, wherein the light-receiving element is surrounded by a diffusion region connected to a ground potential or a power supply potential.
有し、該コンタクトホール間は互いに接続されることを
特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の受光
素子回路。9. The light receiving element circuit according to claim 1, wherein the light receiving element has a plurality of contact holes, and the contact holes are connected to each other.
ト手段と並列に、前記受光素子に蓄積される過剰電子除
去手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至7のいず
れか1項に記載の受光素子回路。10. The device according to claim 1, further comprising: an excess electron removing unit that is accumulated in the light receiving element, in parallel with the resetting unit that resets the potential of the light receiving element. Light receiving element circuit.
ト手段に接続される電源電位と、制御回路に接続される
電源電位とを独立させることを特徴とする請求項1乃至
7のいずれか1項に記載の受光素子回路。11. The power supply potential connected to the reset means for resetting the potential of the light receiving element and the power supply potential connected to the control circuit are made independent. The light receiving element circuit as described in the above.
蔽されることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか
に記載の受光素子回路。12. The light receiving element circuit according to claim 1, wherein the control circuit is shielded by a metal film via an insulating film.
光素子回路を2次元アレイ状に配置し、水平方向に配列
する前記各受光素子回路のリセット手段に接続される接
続端子と、正出力用端子と、負出力用端子とを1行毎に
共有させて垂直走査差回路に接続し、垂直方向に配列す
る前記各受光素子回路の読み出し制御手段に接続される
読み出し制御用端子を1列毎に共有させて水平走査回路
に接続し、垂直方向に配列する前記各受光素子回路の出
力端子を1列毎に共有させ、前記水平走査回路により制
御されるトランスミッションゲートを介してアレイ出力
端子に接続したことを特徴とする受光素子回路アレイ。13. A connection terminal connected to reset means of each of the light-receiving element circuits, wherein the light-receiving element circuits according to claim 1 are arranged in a two-dimensional array and arranged in a horizontal direction. The output terminal and the negative output terminal are shared for each row and connected to the vertical scanning difference circuit, and the read control terminal connected to the read control means of each of the light receiving element circuits arranged in the vertical direction is connected to one. An output terminal of each of the light receiving element circuits arranged in the vertical direction is connected to a horizontal scanning circuit and shared by each column, and an output terminal of each of the light receiving element circuits arranged in the vertical direction is shared by each column. A light-receiving element circuit array, wherein
元アレイ状に配置し、水平方向に配列する前記各受光素
子回路のリセット手段に接続される接続端子と、正出力
用端子と、負出力用端子と、受光素子に発生した電位を
格納する手段に接続されるメモリ制御用端子とを1行毎
に共有させて垂直走査差回路に接続し、垂直方向に配列
する前記各受光素子回路の出力端子を1列毎に共有さ
せ、水平走査回路により制御されるトランスミッション
ゲートを介してアレイ出力端子に接続したことを特徴と
する受光素子回路アレイ。14. A light-receiving element circuit according to claim 6, wherein the light-receiving element circuits are arranged in a two-dimensional array and are arranged in a horizontal direction. A negative output terminal and a memory control terminal connected to a means for storing a potential generated in the light receiving element, shared by each row, connected to a vertical scanning difference circuit, and arranged in a vertical direction. A light receiving element circuit array, wherein output terminals of the circuit are shared for each column and connected to an array output terminal via a transmission gate controlled by a horizontal scanning circuit.
元アレイ状に配置し、水平方向に配列する前記各受光素
子回路のリセット手段に接続される接続端子と、正出力
用端子と、負出力用端子とを1行毎に共有させて垂直走
査差回路に接続し、垂直方向に配列する前記各受光素子
回路の複数の出力端子をそれぞれ1列毎に共有させ、該
共有された出力端子からなる複数の出力端子ラインを1
列毎に、水平走査回路によって制御される相殺回路を介
してアレイ出力端子に接続したことを特徴とする受光素
子回路アレイ。15. A light-receiving element circuit according to claim 7, wherein the light-receiving element circuits are arranged in a two-dimensional array and are arranged in a horizontal direction. A negative output terminal is shared for each row and connected to a vertical scanning difference circuit, and a plurality of output terminals of each of the light receiving element circuits arranged in the vertical direction are shared for each column, and the shared output is output. Multiple output terminal lines
A light receiving element circuit array connected to an array output terminal via a canceling circuit controlled by a horizontal scanning circuit for each column.
光素子に発生した電位を格納する手段を備え、前記受光
素子に発生した電位を格納する手段に接続されるメモリ
制御用端子とを1行毎に共有させて垂直走査差回路に接
続したことを特徴とする請求項15に記載の受光素子回
路アレイ。16. A light receiving element circuit, comprising: means for storing a potential generated in the light receiving element in accordance with an amount of light absorption; and a memory control terminal connected to the means for storing the potential generated in the light receiving element. 16. The light receiving element circuit array according to claim 15, wherein each row is shared and connected to a vertical scanning difference circuit.
されたp−MOSトランジスタを有し、垂直方向に配列
する受光素子回路の複数の出力端子ラインを入力し、読
み出しが水平走査回路により制御されるミラー回路と、
該ミラー回路からの出力側に接続され、水平走査回路に
より制御されるトランスミッションゲートとを備えたこ
とを特徴とする請求項15または16に記載の受光素子
回路アレイ。17. The canceling circuit has a p-MOS transistor whose source is fixed to a power supply potential, inputs a plurality of output terminal lines of a light receiving element circuit arranged in a vertical direction, and controls reading by a horizontal scanning circuit. Mirror circuit
17. The light receiving element circuit array according to claim 15, further comprising a transmission gate connected to an output side of the mirror circuit and controlled by a horizontal scanning circuit.
されたn−MOSトランジスタを有した第1のミラー回
路と、ソースが電源電位に固定されたp−MOSトラン
ジスタを有した第2及び第3のミラー回路とから構成さ
れ、垂直方向に配列する受光素子回路の複数の出力端子
ラインを入力し、読み出しが水平走査回路により制御さ
れる多段のミラー回路と、該ミラー回路からの出力側に
接続され、水平走査回路により制御されるトランスミッ
ションゲートとを備えたことを特徴とする請求項15ま
たは16に記載の受光素子回路アレイ。18. A cancellation circuit comprising: a first mirror circuit having an n-MOS transistor whose source is fixed at a substrate potential; and a second and a second circuit having a p-MOS transistor having a source fixed at a power supply potential. A plurality of mirror circuits, and a plurality of output terminal lines of a light receiving element circuit arranged in the vertical direction are input, and a multi-stage mirror circuit in which reading is controlled by a horizontal scanning circuit; and an output side from the mirror circuit. 17. The light receiving element circuit array according to claim 15, further comprising a transmission gate connected to the transmission gate and controlled by a horizontal scanning circuit.
されたn−MOSトランジスタを有し、垂直方向に配列
する受光素子回路の複数の出力端子ラインを入力し、読
み出しが水平走査回路により制御されるミラー回路と、
該ミラー回路からの出力側に接続され、水平走査回路に
より制御されるトランスミッションゲートとを備えたこ
とを特徴とする請求項15または16に記載の受光素子
回路アレイ。19. The canceling circuit has an n-MOS transistor whose source is fixed to a substrate potential, inputs a plurality of output terminal lines of a light receiving element circuit arranged in a vertical direction, and controls reading by a horizontal scanning circuit. Mirror circuit
17. The light receiving element circuit array according to claim 15, further comprising a transmission gate connected to an output side of the mirror circuit and controlled by a horizontal scanning circuit.
予めチャージするためのプリチャージラインを設けたこ
とを特徴とする請求項15または16に記載の受光素子
回路アレイ。20. The light receiving element circuit array according to claim 15, wherein a precharge line for pre-charging the light receiving element circuit is provided on the input side of the canceling circuit.
のタイミングを調整する手段をさらに設けたことを特徴
とする請求項20に記載の受光素子回路アレイ。21. The light receiving element circuit array according to claim 20, further comprising means for adjusting timing of connection between the precharge line and the readout.
徴とする請求項14乃至16のいずれか1項に記載の受
光素子回路アレイ。22. The light-receiving element circuit array according to claim 14, wherein a plurality of horizontal scanning circuits are arranged.
光素子の電位の補正回路を設けたことを特徴とする請求
項13乃至16のいずれか1項に記載の受光素子回路ア
レイ。23. The light receiving element circuit array according to claim 13, further comprising a correction circuit for correcting the potential of the light receiving element whose output is connected to the array output terminal.
設けたことを特徴とする請求項13乃至16のいずれか
1項に記載の受光素子回路アレイ。24. The light receiving element circuit array according to claim 13, wherein a current-voltage conversion circuit is provided at the array output terminal.
換する回路を備えたことを特徴とする請求項24に記載
の受光素子回路アレイ。25. The light receiving element circuit array according to claim 24, further comprising a circuit for converting an analog voltage to a digital value.
は接地電位に接続された拡散領域で囲まれたことを特徴
とする請求項13乃至16のいずれか1項に記載の受光
素子回路アレイ。26. The light receiving element circuit array according to claim 13, wherein the light receiving element circuit array is surrounded by a diffusion region connected to a power supply potential or a ground potential.
る手段がn−MOSトランジスタから構成され、前記n
−MOSトランジスタを制御し、垂直走査回路から送出
されるパルス信号の電位が前記n−MOSトランジスタ
しきい値電圧により規定されること特徴とする請求項1
3乃至16のいずれか1項に記載の受光素子回路アレ
イ。27. A means for resetting a light-receiving element of a light-receiving element circuit comprises an n-MOS transistor.
2. A control circuit for controlling a MOS transistor, wherein the potential of the pulse signal sent from the vertical scanning circuit is defined by the threshold voltage of the n-MOS transistor.
17. The light receiving element circuit array according to any one of items 3 to 16.
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