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JP2000287131A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

Info

Publication number
JP2000287131A
JP2000287131A JP11251523A JP25152399A JP2000287131A JP 2000287131 A JP2000287131 A JP 2000287131A JP 11251523 A JP11251523 A JP 11251523A JP 25152399 A JP25152399 A JP 25152399A JP 2000287131 A JP2000287131 A JP 2000287131A
Authority
JP
Japan
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voltage
signal
reset
transistor
solid
Prior art date
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Application number
JP11251523A
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Japanese (ja)
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JP3517614B2 (en
Inventor
Tadashi Sugiki
忠 杉木
Shinji Osawa
慎治 大澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP25152399A priority Critical patent/JP3517614B2/en
Publication of JP2000287131A publication Critical patent/JP2000287131A/en
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Publication of JP3517614B2 publication Critical patent/JP3517614B2/en
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/62Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
    • H04N25/627Detection or reduction of inverted contrast or eclipsing effects

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a picture from bleckening due to the incidence of a very strong light without deteriorating the luminous sensitivity. SOLUTION: The voltage of a signal line 13 for a non-signal period is sampled by means of a timing pulse DSP to discriminate whether or not it is a pixel with an ultrahigh luminous quantity based on whether or not the sampled voltage is within a prescribed voltage range by a comparator 18. A pulse synthesizer 19 receives a timing pulse DRP for replacing level for the non-signal period, generates a signal replaced pulse RP that is positive with respect to the pixel with an ultrahigh luminous quantity and gives it to a selector 20. The selector 20 usually outputs a voltage SIG on the signal line but outputs a voltage Vr from a voltage generator 21 in the pixel of the ultrahigh luminous quantity and replaces a reset voltage with the voltage Vr.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ビデオカメラや
電子スチルカメラ等に用いられる固体撮像装置に係り、
特に、撮像領域内に増幅器の構造を有する増幅型固体撮
像素子、即ち能動画素センサを用いた固体撮像装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device used for a video camera, an electronic still camera, and the like.
In particular, the present invention relates to an amplification type solid-state imaging device having an amplifier structure in an imaging region, that is, a solid-state imaging device using an active pixel sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、増幅型の固体撮像素子、特にCM
OS(ComplementaryMetal Oxi
de Semiconductor)型のイメージセン
サが注目を集めている。
2. Description of the Related Art In recent years, amplifying type solid-state imaging devices, especially CM
OS (Complementary Metal Oxi)
A de-Semiconductor image sensor has attracted attention.

【0003】なぜなら、この型のイメージセンサは、電
力消費が少なく単一電源動作が可能であり、しかもCC
D(Charge Coupled Device)型
と同じ程度の高いSN比が得られるからである。更にこ
の型のイメージセンサは、必要な信号処理回路をチップ
上に構成することが可能である。CMOSイメージセン
サの中に、雑音の非常に低いフォトゲート型と呼ばれる
ものがある。
This type of image sensor has low power consumption and can operate with a single power supply.
This is because a high SN ratio as high as that of the D (Charge Coupled Device) type can be obtained. Further, in this type of image sensor, necessary signal processing circuits can be configured on a chip. There is a CMOS image sensor called a photogate type having a very low noise.

【0004】このフォトゲート型CMOSイメージセン
サでは、非常に大きな光が入ると、突然、出力信号がな
くなり、したがってあたかも光が全く入っていないよう
にその部分が黒く見えるという現象が生ずることが明ら
かになってきた。即ち、図21に示すように、入射光量
が非常に大きくなると出力信号量が急激に低下する。こ
の現象をここでは黒化現象ということにする。
In this photogate type CMOS image sensor, when a very large amount of light enters, the output signal suddenly disappears, so that a phenomenon that the portion appears black as if no light enters at all is apparent. It has become. That is, as shown in FIG. 21, when the amount of incident light becomes very large, the output signal amount sharply decreases. This phenomenon is referred to herein as a blackening phenomenon.

【0005】従来のフォトゲート型イメージセンサの動
作及び問題点について、図面を用いて以下に説明する。
図22は1画素分の半導体構造及び出力回路を示し、図
23はその等価回路を示し、図24は回路の各部におけ
る信号波形を示している。
The operation and problems of the conventional photogate type image sensor will be described below with reference to the drawings.
FIG. 22 shows a semiconductor structure and an output circuit for one pixel, FIG. 23 shows an equivalent circuit thereof, and FIG. 24 shows a signal waveform in each part of the circuit.

【0006】図24において、期間aでは通常の光が入
射するときの信号波形を示し、期間bでは非常に大きな
光が入射したとき(超大光量入射時)の波形を示してい
る。
In FIG. 24, a period a shows a signal waveform when normal light is incident, and a period b shows a waveform when very large light is incident (when a very large amount of light is incident).

【0007】まず期間aにおける動作について説明す
る。リセットパルスRSがリセット用トランジスタQ3
のゲートに印加される時点(t1)から読み出し用トラン
ジスタQ4のゲートに読み出しパルスTGが印加される
時点(t2)までは、信号が入力されない無信号期間(N
ST)である。時点t2から次のリセットパルスRSが
リセット用トランジスタQ3のゲートに印加される時点
(t3)までは、信号が入力される信号期間(BST)であ
る。
First, the operation in the period a will be described. The reset pulse RS is the reset transistor Q3
From the time (t1) when the signal is applied to the gate of the read transistor Q4 to the time (t2) when the read pulse TG is applied to the gate of the read transistor Q4.
ST). The time when the next reset pulse RS is applied to the gate of the reset transistor Q3 from the time t2
Until (t3), it is a signal period (BST) in which a signal is input.

【0008】無信号期間(NST)では、図23において
リセットパルスRSがトランジスタQ3のゲートに印加
されQ3がオンすると、このトランジスタQ3のオン抵
抗による熱雑音(Tn1)により、Q3がオフすると、
後述する熱雑音Tn2の電圧がトランジスタQ1のゲー
トに保持され雑音電圧を発生させる。その結果、その電
圧が出力SIGに生じる。この電圧は、無信号期間NS
Tの終わりの時点で、クランプ回路251によりクラン
プされる。信号期間BSTでは、フォトダイオードQ2
に、光の強さに応じて電荷が蓄えられる。
In the no-signal period (NST), when the reset pulse RS is applied to the gate of the transistor Q3 in FIG. 23 to turn on Q3, the thermal noise (Tn1) due to the on-resistance of the transistor Q3 turns off Q3.
The voltage of the thermal noise Tn2 described later is held at the gate of the transistor Q1 to generate a noise voltage. As a result, that voltage is generated at the output SIG. This voltage corresponds to the non-signal period NS.
At the end of T, it is clamped by the clamp circuit 251. In the signal period BST, the photodiode Q2
Then, electric charges are stored according to the intensity of light.

【0009】読み出しパルスTGが読み出し用トランジ
スタQ4に印加されたとき、この電荷はトランジスタQ
1のゲートノードGnに転送され、静電容量Cによる電
圧変化が生じる。この電圧変化によって、トランジスタ
Q1の出力信号SIGは変化し、その電圧はサンプルホ
ールド回路252でサンプルパルスSPによって標本化
及び保持され、出力信号OUTとして取り出される。
When the read pulse TG is applied to the read transistor Q4, this charge is
1 to the gate node Gn, and a voltage change due to the capacitance C occurs. With this voltage change, the output signal SIG of the transistor Q1 changes, and the voltage is sampled and held by the sample and hold circuit 252 by the sample pulse SP, and is taken out as the output signal OUT.

【0010】この動作を更に詳しく述べる。フォトゲー
ト型では、増幅器(増幅用トランジスタ)Q1のゲート
ノードGnの静電容量Cを、フォトダイオードQ2の静
電容量C2より小さくすることが可能である。リセット
用トランジスタQ3に、1水平期間毎に発生させるリセ
ットパルスRSを加えて導通させ、このゲートノードG
nの電圧を電圧源Vddの電圧に初期化する。
This operation will be described in more detail. In the photogate type, the capacitance C of the gate node Gn of the amplifier (amplifying transistor) Q1 can be made smaller than the capacitance C2 of the photodiode Q2. The reset transistor Q3 is turned on by applying a reset pulse RS generated every horizontal period, and the gate node G
The voltage of n is initialized to the voltage of the voltage source Vdd.

【0011】このときに、トランジスタQ3の導通抵抗
により、帯域幅B当たりに発生する熱雑音Tn1は、次
の式により求められる。
At this time, the thermal noise Tn1 generated per bandwidth B due to the conduction resistance of the transistor Q3 is obtained by the following equation.

【数1】 ここで、kはボルツマン(Boltzmann)定数、
Tは絶対温度、RはトランジスタQ3の導通抵抗の値で
ある。
(Equation 1) Here, k is a Boltzmann constant,
T is the absolute temperature, and R is the value of the conduction resistance of the transistor Q3.

【0012】この熱雑音Tn1は、静電容量Cとトラン
ジスタQ3の導通抵抗Rによって、雑音帯域幅1/(4
CR)のローパスフィルタがかけられる。したがって、
トランジスタQ3の導通抵抗に拘らず、常に静電容量C
にのみ依存した熱雑音Tn2が発生する。
The thermal noise Tn1 is caused by the noise bandwidth 1 / (4) due to the capacitance C and the conduction resistance R of the transistor Q3.
CR). Therefore,
Regardless of the conduction resistance of the transistor Q3, the capacitance C is always
, A thermal noise Tn2 depending only on.

【0013】この熱雑音Tn2は、電荷量に換算する
と、次のようになる。
The thermal noise Tn2 is as follows when converted into a charge amount.

【数2】 結果として、静電容量Cが小さいほど低雑音の検出がで
きる。
(Equation 2) As a result, lower noise can be detected as the capacitance C is smaller.

【0014】この熱雑音電荷量Tn2はトランジスタQ
3がオフすると保持され、トランジスタQ1により無信
号期間の電圧として出カする。その後、読み出し用トラ
ンジスタQ4に読み出しパルスTGを加え、フォトダイ
オードQ2に蓄えられた電荷は、トランジスタQ1のゲ
ートノードGnに転送され、静電容量Cにより電圧変化
を生じさせる。この電圧変化は、トランジスタQ1のソ
ースから無信号期間の電圧に重量させた信号電圧SlG
として導出し、クランプ回路251に入カする。
The thermal noise charge Tn2 is determined by the transistor Q
3 is kept off when it is turned off, and is output as a voltage during the non-signal period by the transistor Q1. Thereafter, a read pulse TG is applied to the read transistor Q4, and the charge stored in the photodiode Q2 is transferred to the gate node Gn of the transistor Q1, and a voltage change is caused by the capacitance C. This voltage change is caused by the signal voltage SlG added from the source of the transistor Q1 to the voltage during the no-signal period.
And input to the clamp circuit 251.

【0015】したがって、トランジスタQ1の信号読み
出し時の電圧変化を検出することによって、信号成分の
電圧のみの検出が可能となり、出力端子OUTからSN
比の良い信号を得ることができる。
Therefore, by detecting the voltage change at the time of reading the signal of the transistor Q1, it is possible to detect only the voltage of the signal component, and the signal from the output terminal OUT to SN
A signal with a good ratio can be obtained.

【0016】これはクランプ回路251でクランプパル
スCPに基づいて無信号期間の電圧をクランプし、サン
プルホールド回路252でサンプルパルスSPに基づい
て信号期間の信号電圧を抜き出す、いわゆる相関二重サ
ンプリング処理を施すことにより実現できる。
This is a so-called correlated double sampling process in which a clamp circuit 251 clamps a voltage in a no-signal period based on a clamp pulse CP, and a sample-and-hold circuit 252 extracts a signal voltage in a signal period based on a sample pulse SP. It can be realized by applying.

【0017】ところが、上述のような回路に太陽の反射
光のような強い光が入射するとその部分が黒く見える上
記黒化現象が生じた。そこで、フォトダイオードQ2へ
の入射光量に対する出力信号を測定した。その結果、入
射光量が飽和光量の数万倍という大きさになると、図2
1に示すように、出力信号が極端に低下し光が入らない
と同じようになり、結果的に黒く見えることがわかっ
た。
However, when strong light such as the reflected light of the sun enters the above-described circuit, the blackening phenomenon occurs in which the portion looks black. Therefore, an output signal with respect to the amount of light incident on the photodiode Q2 was measured. As a result, when the amount of incident light becomes tens of thousands of times the amount of saturated light, FIG.
As shown in FIG. 1, it was found that when the output signal was extremely reduced and no light entered, the result was the same, and as a result, it appeared black.

【0018】その原因を追求したところ、図22に示し
た、n型半導体領域253,255とp型半導体基盤2
54の間に生じる寄生NPNトランジスタQ5が原因で
あることが判明した。
In pursuit of the cause, the n-type semiconductor regions 253 and 255 and the p-type semiconductor substrate 2 shown in FIG.
It has been found that the cause is the parasitic NPN transistor Q5 generated during the period 54.

【0019】即ち、図22において、フォトダイオード
Q2はn型半導体領域253とp型半導体基盤254の
間に形成される。このとき、n型半導体領域253とp
型の半導体基盤254とゲートノードGnのn型半導体
領域255との間に、寄生NPNトランジスタQ5が形
成されてしまう。したがって、超大光量がフォトダイオ
ードQ2に照射されると、太陽電池と同様に発電が行わ
れ、p型半導体基盤254より負の電圧がn型半導体領
域253に発生する。すると、図23に示す寄生NPN
トランジスタQ5のベース・エミッタ間に順方向バイア
スが印加され、コレクタ電流が流れる状態になる。
That is, in FIG. 22, the photodiode Q2 is formed between the n-type semiconductor region 253 and the p-type semiconductor substrate 254. At this time, the n-type semiconductor region 253 and p
The parasitic NPN transistor Q5 is formed between the semiconductor substrate 254 of the type and the n-type semiconductor region 255 of the gate node Gn. Therefore, when the photodiode Q2 is irradiated with an extremely large amount of light, power is generated similarly to the solar cell, and a negative voltage is generated in the n-type semiconductor region 253 from the p-type semiconductor substrate 254. Then, the parasitic NPN shown in FIG.
A forward bias is applied between the base and the emitter of the transistor Q5, and a state occurs in which a collector current flows.

【0020】上述の原因により、本来は図24の期間a
における無信号期間NSTにおいて、初期化後、増幅用
トランジスタQ1の出力信号SIGは一定電圧になる筈
である。ところが実際には、期間bの無信号期間NST
には増幅用トランジスタ(バッファトランジスタ)Q1
のゲートノードGnの電圧がどんどん下がり、トランジ
スタQ1により増幅されて得られる筈の信号SlGが、
図24における波形241に示すように、下がってしま
う。したがって、クランプ回路251でクランプされる
電圧が低くなり、雑音低減のための相関2重サンプリン
グ処理がなされると、ある超大光量で突然信号がなくな
る、という現象が発生してしまうことがわかった。つま
り、図21に示したように、入射光量が非常に大きくな
ると出力信号が急激に低下し、画面上その部分が黒く見
える現象が生じた。
Due to the above reasons, the period a in FIG.
In the non-signal period NST, the output signal SIG of the amplifying transistor Q1 should be constant after initialization. However, actually, the non-signal period NST of the period b
Has an amplifying transistor (buffer transistor) Q1
The signal SlG, which should be obtained by being amplified by the transistor Q1, gradually decreases the voltage of the gate node Gn of
As shown by a waveform 241 in FIG. Therefore, it has been found that when the voltage clamped by the clamp circuit 251 decreases and the correlated double sampling processing is performed to reduce noise, a phenomenon occurs in which a signal suddenly disappears at a certain very large light amount. That is, as shown in FIG. 21, when the amount of incident light becomes very large, the output signal sharply drops, and a phenomenon that the portion appears black on the screen occurs.

【0021】この現象は、寄生NPNトランジスタQ5
の導通により生じるのであるから、このトランジスタQ
5が導通しないように、フォトダイオードQ2に電圧ク
リップ用の素子を追加すれば防ぐことができる。しか
し、限られた面積の画素の各々にこのような素子を設け
ると、フォトダイオードQ2の面積を減らさなくてはな
らず、固体撮像装置の最も基本的な特性である光感度が
低下する問題が生じる。
This phenomenon is caused by the parasitic NPN transistor Q5
Of the transistor Q,
This can be prevented by adding an element for voltage clipping to the photodiode Q2 so that 5 does not conduct. However, when such an element is provided in each of the pixels having a limited area, the area of the photodiode Q2 must be reduced, and the light sensitivity which is the most basic characteristic of the solid-state imaging device is reduced. Occurs.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
増幅型画像素子を用いた固体撮像装置では、太陽の反射
光など非常に強い光を受けた画素ではその部分が黒く見
える黒化現象が生ずる問題があった。またこの現象を防
止するために画素領域にそのための素子を設けると光感
度が低下する問題点があった。
As described above, in a solid-state image pickup device using a conventional amplifying type image element, a blackening phenomenon in which a pixel that receives extremely intense light such as reflected light of the sun appears black. There was a problem that occurred. Further, if an element for that purpose is provided in the pixel region in order to prevent this phenomenon, there is a problem that the light sensitivity is reduced.

【0023】そこで、この発明の主な目的は、飽和光量
を大きく超える光が入射した場合にも出力信号が低下し
画面上その部分が黒くなってしまうことのない能動画素
センサを用いた固体撮像装置を提供することである。
Therefore, a main object of the present invention is to provide a solid-state imaging device using an active pixel sensor which does not cause the output signal to drop even when light exceeding the saturation light quantity is incident and the portion on the screen does not become black. It is to provide a device.

【0024】この発明の他の主な目的は、光感度が低下
しない能動画素センサを用いた固体撮像装置を提供する
ことである。
Another main object of the present invention is to provide a solid-state imaging device using an active pixel sensor whose light sensitivity does not decrease.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために本発明の基本的な特徴によれば、入射光を電気信
号に変換する光検出器及びこの光検出器により変換され
た電気信号を読み出す増幅器を画素毎に有し、共通の信
号線に信号電圧を出力する複数の能動画素センサを搭載
した固体撮像装置において、前記能動画素センサがリセ
ットされた後に前記信号線に出力される電圧が通常の場
合よりも急激に下降することを検出する電圧検出手段
と、この電圧検出手段により電圧の下降を検出したと
き、所定の電圧をリセット時の電圧として用いるリセッ
ト電圧設定手段とを備えて成る。
According to a basic feature of the present invention, there is provided a photodetector for converting incident light into an electric signal, and an electric signal converted by the photodetector. A solid-state imaging device having a plurality of active pixel sensors for outputting a signal voltage to a common signal line, each of which has an amplifier for reading out a pixel, and a voltage output to the signal line after the active pixel sensor is reset. Voltage detecting means for detecting that the voltage drops more rapidly than in a normal case, and reset voltage setting means for using a predetermined voltage as a reset voltage when the voltage detecting means detects a drop in voltage. Become.

【0026】この発明によれば、まず無信号期間の電
圧、即ちリセット時の電圧が通常の場合よりも急激に下
降するかどうかを検出する。次に、このリセット電圧が
急激に下降するときには、超大光量が入射したと判断し
て、リセット電圧を他の電圧で置換するか、あるいはそ
のリセット電圧をクリップし、これらの電圧を実際のリ
セット電圧の代わりに用いる。超大光量入射時の実際の
リセット電圧に比較して、置換リセット電圧はそれほど
小さくないので、超大光量時に従来発生していた、画像
の黒化現象の発生を防止できる。
According to the present invention, first, it is detected whether or not the voltage during the non-signal period, that is, the voltage at the time of resetting falls more rapidly than in the normal case. Next, when the reset voltage drops rapidly, it is determined that an extremely large amount of light has entered, and the reset voltage is replaced with another voltage or the reset voltage is clipped, and these voltages are replaced with the actual reset voltage. Use instead of Since the replacement reset voltage is not so small as compared with the actual reset voltage at the time of incidence of a very large amount of light, it is possible to prevent the occurrence of a blackening phenomenon of an image which has conventionally occurred at the time of a very large amount of light.

【0027】本発明の他の基本的な特徴によれば、入射
光を電気信号に変換する光検出器及びこの光検出器によ
り変換された電気信号を読み出す増幅器を画素毎に有
し、共通の信号線に信号電圧を出力する複数の能動画素
センサを搭載した固体撮像装置において、前記能動画素
センサがリセットされた後に前記信号線に出力されるリ
セット電圧が所定範囲内にあるかどうかを検出する電圧
検出手段と、この電圧検出手段により前記リセット電圧
が所定範囲内にあることが検出されたとき、このリセッ
ト電圧を所定の電圧に置き換える電圧置換手段とを備え
て成る固体撮像装置を提供する。
According to another basic feature of the present invention, a photodetector for converting incident light into an electric signal and an amplifier for reading out the electric signal converted by the photodetector are provided for each pixel. In a solid-state imaging device equipped with a plurality of active pixel sensors that output a signal voltage to a signal line, detecting whether a reset voltage output to the signal line is within a predetermined range after the active pixel sensor is reset. Provided is a solid-state imaging device comprising: voltage detecting means; and voltage replacing means for replacing the reset voltage with a predetermined voltage when the reset voltage is detected to be within a predetermined range.

【0028】この発明は、能動画素センサがリセットさ
れたときのリセット電圧が所定範囲内にあるとき、超大
光量入射と判断してリセット電圧を所定の電圧に置き換
えるものである。
According to the present invention, when the reset voltage when the active pixel sensor is reset is within a predetermined range, it is determined that a very large amount of light is incident and the reset voltage is replaced with a predetermined voltage.

【0029】この発明の更に他の特徴によれば、入射光
を電気信号に変換する光検出器及びこの光検出器により
変換された電気信号を読み出す増幅器を画素毎に有し、
共通の信号線に信号電圧を出力する複数の能動画素セン
サを搭載した固体撮像装置において、前記能動画素セン
サの光検出器の代わりにトランジスタを有する構造を備
え前記信号線に接続されたリセット置換電圧発生回路
と、前記信号線に接続された電流源と、前記信号線の電
圧をクランプするクランプ手段と、このクランプ回路の
出力を標本化し保持するサンプルホールド手段とを備え
て成る固体撮像装置を提供する。
According to still another feature of the present invention, each pixel has a photodetector for converting incident light into an electric signal and an amplifier for reading out the electric signal converted by the photodetector,
In a solid-state imaging device equipped with a plurality of active pixel sensors that output a signal voltage to a common signal line, a reset replacement voltage connected to the signal line, including a structure having a transistor instead of a photodetector of the active pixel sensor Provided is a solid-state imaging device comprising: a generation circuit; a current source connected to the signal line; clamp means for clamping a voltage of the signal line; and sample and hold means for sampling and holding an output of the clamp circuit. I do.

【0030】この発明の更に他の特徴によれば、入射光
を電気信号に変換する光検出器及びこの光検出器により
変換された電気信号を読み出す増幅器を画素毎に有し、
共通の信号線に信号電圧を出力する複数の能動画素セン
サを搭載した固体撮像装置において、前記能動画素セン
サがリセットされた後に前記信号線に出力される電圧が
通常の場合よりも急激に下降することを検出する電圧検
出手段と、この電圧検出手段により電圧の下降を検出し
たときこの電圧をクリップする電圧クリップ手段と、こ
の電圧クリップ手段によりクリップされた電圧をリセッ
ト時の電圧として用いるリセット電圧置換手段とを備え
て成る固体撮像装置を提供する。
According to still another feature of the present invention, each pixel has a photodetector for converting incident light into an electric signal and an amplifier for reading out the electric signal converted by the photodetector,
In a solid-state imaging device equipped with a plurality of active pixel sensors that output a signal voltage to a common signal line, the voltage output to the signal line after the active pixel sensor is reset drops more sharply than usual. Voltage detecting means for detecting a voltage drop, a voltage clipping means for clipping the voltage when the voltage detecting means detects a drop in voltage, and a reset voltage replacement using the voltage clipped by the voltage clipping means as a reset voltage. And a solid-state imaging device comprising:

【0031】この発明は、クリップされた電圧を超大光
量入射時のリセット電圧として用いるものである。
According to the present invention, the clipped voltage is used as a reset voltage when an extremely large amount of light is incident.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、この発明について、図面を
参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.

【0033】図1に、リセット時の電圧を所定電圧で置
き換える本発明の原理を説明するための固体撮像装置の
構成を示す。複数の能動画素センサ1a,1b,・・・
の各々は、フォトダイオード2a,2b,・・・と、増
幅器3a,3b,・・・とスイッチ4a,4b,・・・
とから成る。これらの能動画素センサ1a,1b,・・
・の各スイッチ4a,4b,・・・の端子には、信号線
5が共通接続される。
FIG. 1 shows a configuration of a solid-state imaging device for explaining the principle of the present invention in which a reset voltage is replaced with a predetermined voltage. A plurality of active pixel sensors 1a, 1b,.
, The amplifiers 3a, 3b,... And the switches 4a, 4b,.
Consisting of These active pixel sensors 1a, 1b,.
The signal lines 5 are commonly connected to the terminals of the switches 4a, 4b,.

【0034】この信号線5は、電圧検出部6と、切換え
スイッチ7の一方の端子に接続される。切換えスイッチ
7の他方の端子には所定の電圧Vrefが印加される。
切換えスイッチ7の出力端子8には、通常は信号線5の
電圧が出力されている。
The signal line 5 is connected to the voltage detector 6 and one terminal of the changeover switch 7. A predetermined voltage Vref is applied to the other terminal of the changeover switch 7.
The output terminal 8 of the changeover switch 7 normally outputs the voltage of the signal line 5.

【0035】能動画素センサ1a,1b,・・・の各ス
イッチ4a,4b,・・・は1個づつ順次巡回的に、閉
じられる。例えばスイッチ4aが閉じられたとき、まず
前半では、増幅器3aがリセットされ、リセット電圧が
共通接続されている信号線5に取り出される。この期間
を無信号期間という。
Each of the switches 4a, 4b,... Of the active pixel sensors 1a, 1b,. For example, when the switch 4a is closed, first, in the first half, the amplifier 3a is reset, and a reset voltage is taken out to the signal line 5 which is commonly connected. This period is called a non-signal period.

【0036】次に、各フォトダイオード2aに入射した
光に対応する電圧が、信号線5に現れる。この期間を信
号期間という。無信号期間において、能動画素センサ1
aから信号線5に取り出された電圧に対する、信号期間
において能動画素センサ1aから信号線5に取り出され
た電圧の変化により、そのイメージセンサにおける信号
成分が得られる。
Next, a voltage corresponding to the light incident on each photodiode 2a appears on the signal line 5. This period is called a signal period. During the no-signal period, the active pixel sensor 1
The signal component of the image sensor is obtained by a change in the voltage extracted from the active pixel sensor 1a to the signal line 5 during the signal period with respect to the voltage extracted from the signal line 5 to the signal line 5.

【0037】ところで、無信号期間ではリセットされた
ときの電圧であるから、どの能動画素センサでもほとん
ど同じ電圧が現れる筈である。しかしながら、大きな光
がフォトダイオードに入った能動画素センサでは、上述
のように信号線5に現れる電圧が急激に低下してしま
う。
In the no-signal period, since the reset voltage is used, almost the same voltage should appear in any active pixel sensor. However, in an active pixel sensor in which large light enters the photodiode, the voltage appearing on the signal line 5 drops rapidly as described above.

【0038】電圧検出部6は、無信号期間において、信
号線5に出力される電圧を入力とし、その電圧が通常の
リセット電圧とは異なり非常に小さい電圧にあるとき、
切換えスイッチ7を切換制御して出力端子8に電圧Vr
efを出力する。信号期間には出力端子8は再び信号線
5に接続される。
The voltage detector 6 receives the voltage output to the signal line 5 during the non-signal period, and when the voltage is very small unlike the normal reset voltage,
The changeover switch 7 is controlled so that the voltage Vr is applied to the output terminal 8.
ef is output. During the signal period, the output terminal 8 is connected to the signal line 5 again.

【0039】この場合、無信号期間の電圧がVrefと
なり、無信号期間と信号期間における電圧変化は大きく
なる。したがって、強い光が入射しても出力電圧が非常
に低くなり、その点の画像が黒く見えるようなことはな
い。
In this case, the voltage during the no-signal period becomes Vref, and the voltage change between the no-signal period and the signal period increases. Therefore, even if strong light enters, the output voltage becomes very low, and the image at that point does not appear black.

【0040】しかも、強い光が入射した場合の電圧の置
換えは各能動画素センサから信号を読み出した後に行っ
ており、各能動画素センサ毎に付加回路を設けているわ
けではない。したがって、本発明による固体撮像装置で
は光感度を維持できる。(実施形態1)これから説明す
るこの発明の第一の実施形態は、通常の無信号電位を発
生する回路を有し、入射光が超大光量と判断されたとき
に、この回路からの出力により信号を置き換えるもので
ある。図2はこの発明の第1の実施の形態について説明
するためのブロック図、図3はその動作を説明するため
のタイミング図である。
In addition, the replacement of the voltage when strong light is incident is performed after reading the signal from each active pixel sensor, and an additional circuit is not provided for each active pixel sensor. Therefore, the solid-state imaging device according to the present invention can maintain light sensitivity. (Embodiment 1) A first embodiment of the present invention to be described hereinafter has a circuit for generating a normal no-signal potential, and when an incident light is determined to be a very large light amount, a signal is output from this circuit. Is a replacement for FIG. 2 is a block diagram for explaining the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a timing chart for explaining its operation.

【0041】図2において、フォトダイオード11、増
幅器12及びスイッチ14から成る能動画素センサPE
は各画素に対応しており、スイッチ14を介して出力さ
れた信号は信号線13に流れる。図2では、2画素に対
応する能動画素センサPE1,PE2だけを示したが他
の能動画素センサも同様に設けられている。各電気部品
は、上記番号にこれらの能動画素センサの番号を付加し
て書き表している。
Referring to FIG. 2, an active pixel sensor PE comprising a photodiode 11, an amplifier 12, and a switch 14.
Corresponds to each pixel, and the signal output via the switch 14 flows to the signal line 13. FIG. 2 shows only the active pixel sensors PE1 and PE2 corresponding to two pixels, but other active pixel sensors are similarly provided. Each electrical component is written by adding the numbers of these active pixel sensors to the above numbers.

【0042】なお、増幅器12は、図23において増幅
用トランジスタQ1のほかトランジスタQ3〜Q5を含
んだ回路に対応する。スイッチ14は、図23におい
て、ライン切換え信号の印加されるトランジスタQ6に
対応する。
The amplifier 12 corresponds to a circuit including transistors Q3 to Q5 in addition to the amplifying transistor Q1 in FIG. Switch 14 corresponds to transistor Q6 to which the line switching signal is applied in FIG.

【0043】図2に示した固体撮像装置は、上記した複
数の能動画素センサPEと、この能動画素センサPEの
スイッチに共通接続された信号線13と、各回路にタイ
ミング信号を供給するタイミング信号発生器15と、タ
イミング信号発生器15から制御信号を受けて上記能動
画素センサPEの増幅器12にリセットパルスRS及び
読み出しパルスTGを印加し、また能動画素センサPE
のスイッチ14にライン切換え信号LSを印加するドラ
イバー16と、信号線13に現れる信号を、タイミング
信号発生器15出力のタイミングパルスDSPにより、
標本化し保持するサンプルホールド回路17と、この保
持された電圧が所定電圧範囲にあるか比較する比較器1
8と、タイミング信号発生器15出力のタイミングパル
スDRPを受け、超大光量入射時のときの無信号期間時
に信号置換パルスRPを発生するパルス合成器19と、
信号線13にある実際の信号電圧を出力するかそれとも
超大光量入射時に予め定めた電圧を出力するかを切り換
えるセレクタ20と、超大光量入射時に置き換えられる
予め定めた電圧を発生する電圧発生器21と、セレクタ
20にて選択された電圧を、タイミング信号発生器15
からのクランプパルスCPのタイミングでクランプする
クランプ回路22と、このクランプ回路22の出力を、
タイミング信号発生器15からのサンプルパルスSPの
タイミングで、標本化し保持するサンプルホールド回路
23とから成る。
The solid-state imaging device shown in FIG. 2 has a plurality of active pixel sensors PE, a signal line 13 commonly connected to switches of the active pixel sensors PE, and a timing signal for supplying a timing signal to each circuit. A reset pulse RS and a readout pulse TG are applied to the amplifier 12 of the active pixel sensor PE in response to a control signal from the generator 15 and the timing signal generator 15.
A driver 16 for applying a line switching signal LS to the switch 14 of the first embodiment, and a signal appearing on the signal line 13 are converted by a timing pulse DSP output from the timing signal generator 15.
A sample and hold circuit 17 for sampling and holding, and a comparator 1 for comparing whether the held voltage is within a predetermined voltage range
8, a pulse synthesizer 19 that receives a timing pulse DRP output from the timing signal generator 15 and generates a signal replacement pulse RP during a non-signal period when a very large amount of light is incident;
A selector 20 for switching between outputting the actual signal voltage on the signal line 13 or outputting a predetermined voltage at the time of incidence of a very large amount of light, and a voltage generator 21 for generating a predetermined voltage to be replaced at the time of incidence of a very large amount of light. , The voltage selected by the selector 20 and the timing signal generator 15
A clamp circuit 22 that clamps at the timing of the clamp pulse CP from
It comprises a sample and hold circuit 23 which samples and holds at the timing of the sample pulse SP from the timing signal generator 15.

【0044】各能動画素センサPEの各フォトダイオー
ド111,112,・・・で検出された光は、それぞれ
に対応する増幅器121,122,・・・で増幅され
る。各撮像素子PEの各スイッチ141,142,・・
・は、タイミング信号発生器15の出力により駆動され
るドライバー16で生成されるライン切換え信号LS
1,LS2,・・・に基づいて、オンオフ制御される。
これらのスイッチが閉じられると、その能動画素センサ
PEのフォトダイオードで検出され増幅器で増幅された
信号電圧SIGが信号線13に出力される。
The light detected by each photodiode 111, 112,... Of each active pixel sensor PE is amplified by the corresponding amplifier 121, 122,. Each switch 141, 142,... Of each image sensor PE
Indicates a line switching signal LS generated by the driver 16 driven by the output of the timing signal generator 15
, LS2,..., On / off control.
When these switches are closed, the signal voltage SIG detected by the photodiode of the active pixel sensor PE and amplified by the amplifier is output to the signal line 13.

【0045】図2における能動画素センサPE1のスイ
ッチ141は、図3のライン切換え信号LS1により時
点(t10)から時点(t11)まで閉じられる。したがっ
て、この間には能動画素センサPE1の増幅器121の
出力がSIGとして信号線13に現れる。能動画素セン
サPE2のスイッチ142は、図3のライン切換え信号
LS2により時点(t12)から時点(t19)まで閉じ
られる。この間には、能動画素センサPE2の増幅器1
22の出力のみが信号SIGとして信号線13に現れ、
他の能動画素センサのスイッチはオフ状態にあって信号
線13の出力には影響を与えない。
The switch 141 of the active pixel sensor PE1 in FIG. 2 is closed from the time (t10) to the time (t11) by the line switching signal LS1 in FIG. Accordingly, during this time, the output of the amplifier 121 of the active pixel sensor PE1 appears on the signal line 13 as SIG. The switch 142 of the active pixel sensor PE2 is closed from time (t12) to time (t19) by the line switching signal LS2 in FIG. During this time, the amplifier 1 of the active pixel sensor PE2
22 only appears on signal line 13 as signal SIG,
The switches of the other active pixel sensors are in the off state and do not affect the output of the signal line 13.

【0046】そこで、この(t12)〜(t19)の時
間では、能動画素センサPE2の動作のみを説明する。
時点(t12)から時点(t17)までは無信号期間であ
り、時点(t17)から時点(t19)までは信号期間であ
る。ドライバ16から出力されるリセットパルスRSは
時点(t13)にて増幅器122に印加されてこの増幅器
がリセットされ、無信号時におけるリセット電圧が信号
SIGとして信号線13に現れる。
Therefore, only the operation of the active pixel sensor PE2 will be described in the period from (t12) to (t19).
There is no signal period from time (t12) to time (t17), and there is a signal period from time (t17) to time (t19). The reset pulse RS output from the driver 16 is applied to the amplifier 122 at time (t13) to reset the amplifier, and the reset voltage when there is no signal appears on the signal line 13 as the signal SIG.

【0047】信号線13に現れた信号SIGは、サンプ
ルホールド回路17において時点(t14)で、図3に示
された、標本化をするためのタイミングパルスDSPに
基づき、標本化され保持される。信号SIGの標本化さ
れた電圧をVs2とすると、この電圧Vs2がリセット
時即ち無信号期間における電圧を意味する。この標本化
され保持された電圧Vs2は、比較器18において、所
定の電圧範囲内にあるかどうか調べられる。
The signal SIG appearing on the signal line 13 is sampled and held in the sample and hold circuit 17 at the time (t14) based on the timing pulse DSP for sampling shown in FIG. Assuming that a sampled voltage of the signal SIG is Vs2, this voltage Vs2 means a voltage at the time of reset, that is, during a no-signal period. The sampled and held voltage Vs2 is checked by the comparator 18 to see if it is within a predetermined voltage range.

【0048】この所定電圧の範囲は、超大光量が入射さ
れたと判断される電圧であり、通常のリセット時にはあ
りえないような低い電圧として設定される。
The predetermined voltage range is a voltage at which it is determined that an extremely large amount of light has entered, and is set as a low voltage that cannot be obtained during a normal reset.

【0049】標本化された電圧Vs2の無信号期間にお
ける電圧がこの所定範囲にあれば、そのとき選択されて
いる能動画素センサPE2のフォトダイオード112に
超大光量が入射したと判定する。パルス合成器19は、
比較器18の比較判定結果を受けて、信号置換パルスR
Pをセレクタ20に供給する。すなわち、比較器18に
おいて標本化された電圧Vs2(リセット電圧)が所定
範囲にあり、超大光量が入ったと判定されると、パルス
合成器19は時点t15においてタイミング信号発生器
15の無信号期間にレベルを置換するためのタイミング
パルスDRPを受け、超大光量時の無信号期間に信号置
換パルスRPを発生させ、セレクタ20に供給する。セ
レクタ20では、超大光量が入った画素の無信号期間で
は、電圧発生器21の電圧Vrを出力する補正信号CS
を出力する。
If the voltage of the sampled voltage Vs2 in the non-signal period is within the predetermined range, it is determined that an extremely large amount of light has entered the photodiode 112 of the active pixel sensor PE2 selected at that time. The pulse synthesizer 19
In response to the comparison result of the comparator 18, the signal replacement pulse R
P is supplied to the selector 20. That is, when it is determined that the voltage Vs2 (reset voltage) sampled in the comparator 18 is within the predetermined range and that an extremely large amount of light has entered, the pulse synthesizer 19 returns to the time t15 during the no signal period of the timing signal generator 15 at the time t15. Upon receiving the timing pulse DRP for replacing the level, it generates a signal replacement pulse RP during a no-signal period when the light intensity is extremely large, and supplies the signal replacement pulse RP to the selector 20. In the selector 20, the correction signal CS for outputting the voltage Vr of the voltage generator 21 during the non-signal period of the pixel receiving the super-large light amount.
Is output.

【0050】この補正信号CSがセレクタ20から出力
されている期間の時点(t15)にて、クランプ回路22
ではクランプパルスCPにより、上記電圧Vrがクラン
プされる。したがって、超大光量が入射した画素では、
所定電圧Vrが無信号時の実際の標本化された電圧Vs
2に代えて用いられることになる。
At the time point (t15) during which the correction signal CS is output from the selector 20, the clamp circuit 22
The voltage Vr is clamped by the clamp pulse CP. Therefore, in a pixel where an extremely large amount of light enters,
The actual sampled voltage Vs when the predetermined voltage Vr is no signal
2 will be used instead.

【0051】信号期間では、時点(t17)において読み
出しパルスTG2が増幅器122に印加され、フォトダ
イオード112にて受けた光量に対応した信号がこの増
幅器122を介して信号線13に読み出される。この信
号レベルの電圧がセレクタ20を通ってクランプ回路2
2においてクランプパルスCPによりクランプされる。
クランプされた電圧はサンプルホールド回路23におい
て時点(t18)で、サンプルパルスSPにより標本化さ
れ、保持される。したがって、クランプ回路22とサン
プルホールド回路23は、通常の光量時の画素では、本
来の信号線13の無信号期間と信号期間の電圧差で信号
電圧を検出するので低雑音性を維持できる。超大光量が
入射した画素では、電圧VrをクランプパルスCPでク
ランプし、信号期間には信号線13の電圧SIGに切り
換え、飽和信号電圧相当の信号出力が得られる。
In the signal period, a read pulse TG2 is applied to the amplifier 122 at time (t17), and a signal corresponding to the amount of light received by the photodiode 112 is read out to the signal line 13 via the amplifier 122. The voltage of this signal level passes through the selector 20 and passes through the clamp circuit 2.
At 2, it is clamped by the clamp pulse CP.
The clamped voltage is sampled and held by the sample pulse SP in the sample and hold circuit 23 at the time (t18). Therefore, the clamp circuit 22 and the sample-and-hold circuit 23 detect the signal voltage based on the voltage difference between the non-signal period and the signal period of the original signal line 13 in the pixel at the time of the normal light amount, so that low noise can be maintained. In a pixel where an extremely large amount of light is incident, the voltage Vr is clamped by the clamp pulse CP, and is switched to the voltage SIG of the signal line 13 during a signal period, and a signal output equivalent to a saturation signal voltage is obtained.

【0052】また、この信号補正ブロックは1信号線当
たり1回路で機能するため、フォトダイオードの面積の
低下を伴わないので、固体撮像素子の基本特性の劣化が
なく、チップ面積もごく僅かな増加で済む。 (実施形態2)上記実施形態では、超大光量が入射した
とき置き換える電圧を予め決定し、その電圧を発生する
回路を別に設けていた。しかし、通常光量の場合のリセ
ット電圧を保持しておき、超大光量の場合にこの電圧を
置換するようにすることもできる。このような本発明の
実施形態を次に説明する。
Further, since this signal correction block functions with one circuit per signal line, the area of the photodiode is not reduced, so that the basic characteristics of the solid-state imaging device are not deteriorated and the chip area is slightly increased. Only needs to be done. (Embodiment 2) In the above embodiment, a voltage to be replaced when an extremely large amount of light enters is determined in advance, and a circuit for generating the voltage is separately provided. However, it is also possible to hold a reset voltage in the case of a normal light quantity, and to replace this voltage in the case of a very large light quantity. Such an embodiment of the present invention will be described below.

【0053】図4はこの実施形態の固体撮像装置40に
ついて説明するためのブロック図であり、図5はその動
作を説明するためのタイミング図である。上記実施形態
におけるものと同一の構成部分には、同一の符号を付し
た。図5も上記実施例の場合の各部の波形を示した図3
とほとんど同じである。
FIG. 4 is a block diagram for explaining the solid-state imaging device 40 of this embodiment, and FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation thereof. The same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals. FIG. 5 also shows the waveform of each part in the case of the above embodiment.
And almost the same.

【0054】図4に示した実施例で特徴的な回路はサン
プルホールド回路31である。このサンプルホールド回
路31は、図5の置換用サンプリングパルスRSPのタ
イミングで、通常の光量が入っているときの無信号期間
において信号線13に現れる電圧Vs0をサンプルホー
ルドする。例えば、図4の能動画素センサPE1がライ
ン切換え信号LS1により選択されたときでしかも前半
の無信号期間に着目する。
The circuit characteristic of the embodiment shown in FIG. The sample-and-hold circuit 31 samples and holds the voltage Vs0 appearing on the signal line 13 during the non-signal period when the normal light amount is applied at the timing of the replacement sampling pulse RSP in FIG. For example, attention is paid to the no-signal period in the first half when the active pixel sensor PE1 in FIG. 4 is selected by the line switching signal LS1.

【0055】このとき、タイミングパルスDSPをサン
プルホールド回路17に印加したとき、信号線13に現
れた電圧が標本化され保持されるが、このときの電圧を
Vs1とする。このときの電圧Vs1は、通常、能動画
素センサの増幅器がリセットされたときの無信号期間に
おける電圧である。比較器18はこの電圧Vs1を所定
電圧範囲内にないと判断する。
At this time, when the timing pulse DSP is applied to the sample and hold circuit 17, the voltage appearing on the signal line 13 is sampled and held, and the voltage at this time is set to Vs1. The voltage Vs1 at this time is usually a voltage in a non-signal period when the amplifier of the active pixel sensor is reset. The comparator 18 determines that the voltage Vs1 is not within the predetermined voltage range.

【0056】次に、ライン切換え信号LS2により能動
画素センサPE2が選択される。時点(t12)におい
て、ライン切換え信号LS2が各スイッチに印加されス
イッチ142が閉じる。時点(t13)においてリセット
パルスRSが増幅器122に印加されて、リセットされ
る。このとき信号線13に現れるリセット電圧は、サン
プルホールド回路31に置換用サンプリングパルスRS
Pが印加されることにより、保持される。
Next, the active pixel sensor PE2 is selected by the line switching signal LS2. At time (t12), the line switching signal LS2 is applied to each switch, and the switch 142 is closed. At time (t13), the reset pulse RS is applied to the amplifier 122 to be reset. At this time, the reset voltage appearing on the signal line 13 is supplied to the sample and hold circuit 31 by the replacement sampling pulse RS.
It is held when P is applied.

【0057】図5に示される波形SIG及び置換用サン
プリングパルスRSPを見れば、今の場合のリセット電
圧はVs0であることがわかる。
From the waveform SIG and the replacement sampling pulse RSP shown in FIG. 5, it can be seen that the reset voltage in this case is Vs0.

【0058】時点(t14)においてタイミングパルスD
SPがサンプルホールド回路17に印加されて、信号線
13の信号が取り出されるが、このときの電圧はVs0
から急激に下がったVs2となる。この電圧Vs2は比
較器18において所定範囲に入る低い電圧であることが
認識され、時点(t15)において信号置換パルスRPが
パルス合成器19からセレクタ20に印加される。セレ
クタ20はサンプルホールド回路31の出力を選択し、
サンプルホールド回路31の出力電圧Vs0が信号CS
としてクランプ回路22に送られる。
At time (t14), the timing pulse D
SP is applied to the sample-and-hold circuit 17, and the signal on the signal line 13 is taken out. The voltage at this time is Vs0
From Vs2. The voltage Vs2 is recognized by the comparator 18 as a low voltage falling within a predetermined range, and the signal replacement pulse RP is applied from the pulse synthesizer 19 to the selector 20 at time (t15). The selector 20 selects the output of the sample and hold circuit 31,
The output voltage Vs0 of the sample hold circuit 31 is the signal CS
Is sent to the clamp circuit 22.

【0059】結局、図5の波形CSに示したように、ク
ランプ回路の出力信号CSは、通常は信号線13の電圧
が出力され、サンプルホールド回路17の出力電圧Vs
が極端に小さくなったときのみ、タイミングパルスDR
Pの範囲で電圧Vs0に置き換えられて出力される。信
号CSは、クランプ回路22にてクランプパルスCPで
クランプされ、サンプルホールド回路23においてサン
プルパルスSPで標本化され保持されて、出力端子OU
Tに出力される。この場合、電圧Vs0と信号時の電圧
の差が真の信号として取り出されるので、十分大きな信
号となる。
As a result, as shown by the waveform CS in FIG. 5, the output signal CS of the clamp circuit normally outputs the voltage of the signal line 13 and the output voltage Vs of the sample and hold circuit 17.
Only when the timing pulse DR becomes extremely small.
The voltage is replaced with the voltage Vs0 in the range of P and output. The signal CS is clamped by the clamp pulse CP in the clamp circuit 22, sampled and held by the sample pulse SP in the sample and hold circuit 23, and is output from the output terminal OU.
Output to T. In this case, the difference between the voltage Vs0 and the voltage at the time of the signal is extracted as a true signal, so that the signal is sufficiently large.

【0060】この実施形態は、増幅器121,122,
・・・からの初期化電圧出力期間の信号線13の信号電
圧を、サンプルホールド回路31に供給し、これをタイ
ミング信号発生器15からの置換用サンプリングパルス
RSPに基づいてサンプリングし、その出カ電圧Vs0
を図2の実施形態における無信号電圧Vrに相当する電
圧としたものである。
In this embodiment, the amplifiers 121, 122,
Are supplied to the sample-and-hold circuit 31 during the initialization voltage output period from..., And are sampled based on the replacement sampling pulse RSP from the timing signal generator 15, and the output thereof is output. Voltage Vs0
Is a voltage corresponding to the no-signal voltage Vr in the embodiment of FIG.

【0061】なお、この発明の実施形態においてサンプ
ルホールド回路31を設ける代りに、画素内にフォトダ
イオードを持たない増幅器を、能動画素センサを形成す
る過程で同時に形成し、この増幅器の出力電圧を超大光
量入射時の無信号電圧Vrとして用いることもできる。 (実施形態3)上記実施形態では、超大光量が入射した
場合には、セレクタを用いて無信号時の実際のリセット
電圧を所定の電圧に置き換えていた。しかし、セレクタ
を用いることなくパルス振幅変調回路と最大値回路によ
り、超大光量入射時の問題を解決することもできる。
Instead of providing the sample-and-hold circuit 31 in the embodiment of the present invention, an amplifier having no photodiode in the pixel is simultaneously formed in the process of forming the active pixel sensor, and the output voltage of this amplifier is extremely large. It can also be used as the non-signal voltage Vr at the time of light quantity incidence. (Embodiment 3) In the above embodiment, when an extremely large amount of light enters, the actual reset voltage at the time of no signal is replaced with a predetermined voltage by using a selector. However, the problem at the time of incidence of a very large amount of light can be solved by the pulse amplitude modulation circuit and the maximum value circuit without using a selector.

【0062】図6はこのような実施形態に関する本発明
のブロック図であり、図7はその動作を説明するための
タイミング図である。図4に示したのと同じ回路部品な
どは、図6のブロック図でも、同じ番号、符号で示して
ある。
FIG. 6 is a block diagram of the present invention relating to such an embodiment, and FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation. The same circuit components as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals and symbols in the block diagram of FIG.

【0063】この実施形態の固体撮像装置60の特徴
は、超大光量時の無信号期間にパルス合成器19から出
カされる信号置換パルスRPを、パルス振幅変調回路5
1が変調し、その出力DRKと信号線13の電圧SIG
とを最大値回路52において最大値を取ってクランプ回
路22に供給する点にある。
A feature of the solid-state imaging device 60 of this embodiment is that the signal replacement pulse RP output from the pulse synthesizer 19 during the no-signal period when the light intensity is extremely large is changed by the pulse amplitude modulation circuit 5.
1 is modulated, its output DRK and the voltage SIG of the signal line 13 are output.
In the maximum value circuit 52, and supplies the maximum value to the clamp circuit 22.

【0064】パルス振幅変調回路51は、図7に示す信
号置換パルスDRKを発生する。この信号置換パルスD
RKは、超大光量の画素の無信号期間でのみ、通常の光
量が入ったときの無信号期間電圧の値を有する信号であ
る。最大値回路52には、パルス振幅変調回路51出力
の信号置換パルスDRKと信号線13に現れる信号SI
Gが入力される。
The pulse amplitude modulation circuit 51 generates a signal replacement pulse DRK shown in FIG. This signal replacement pulse D
RK is a signal having a value of a non-signal period voltage when a normal light amount enters only during a non-signal period of a pixel having an extremely large light amount. The maximum value circuit 52 includes a signal replacement pulse DRK output from the pulse amplitude modulation circuit 51 and a signal SI appearing on the signal line 13.
G is input.

【0065】最大値回路52は、これらの2入力のうち
の高い方の電圧を出力するので、図7に示すように時点
(t15)から時点(t17)の間のみパルス振幅変調
回路51の出力Vaにより置き換えられた信号CSを出
力する。
Since the maximum value circuit 52 outputs the higher voltage of these two inputs, as shown in FIG. 7, the output of the pulse amplitude modulation circuit 51 is only between time (t15) and time (t17). The signal CS replaced by Va is output.

【0066】したがって、超大光量の画素においての
み、無信号期間電圧を所定電圧に置き換えることができ
て、通常画素では低雑音性を維持でき、超大光量の画素
では飽和信号電圧相当の信号出力が得られる。 (実施形態4)上記第3の実施形態では、能動画素セン
サの外部に、パルス振幅変調回路と最大値回路を設けて
いた。しかし、ワイヤードOR結線によりこれらの回路
を省くこともできる。
Therefore, the non-signal period voltage can be replaced with the predetermined voltage only in the pixel having a very large light quantity, the low noise property can be maintained in the normal pixel, and a signal output equivalent to the saturation signal voltage can be obtained in the pixel with a very large light quantity. Can be Fourth Embodiment In the third embodiment, the pulse amplitude modulation circuit and the maximum value circuit are provided outside the active pixel sensor. However, these circuits can be omitted by wired OR connection.

【0067】このような実施形態を図8及び図9を用い
て説明する。図8はこの実施形態の固体撮像装置の全体
構成を示すブロック図であり、図9はこの固体撮像装置
の各部の波形図である。この固体撮像装置80は、複数
の能動画素センサCIS1,CIS2,・・・を有す
る。
Such an embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a block diagram showing the overall configuration of the solid-state imaging device of this embodiment, and FIG. 9 is a waveform diagram of each part of the solid-state imaging device. This solid-state imaging device 80 has a plurality of active pixel sensors CIS1, CIS2,.

【0068】これらの能動画素センサは、各々、フォト
ダイオードPHと、信号を増幅する増幅トランジスタQ
81と、増幅トランジスタQ81のリセットを行うリセ
ットトランジスタQ82と、信号の読み出しを行う読み
出しトランジスタQ83と、増幅トランジスタQ81の
出力をオンオフするスイッチトランジスタQ84とから
成る。
Each of these active pixel sensors has a photodiode PH and an amplifying transistor Q for amplifying a signal.
81, a reset transistor Q82 for resetting the amplification transistor Q81, a reading transistor Q83 for reading a signal, and a switch transistor Q84 for turning on and off the output of the amplification transistor Q81.

【0069】各能動画素センサの各構成部品の符号を指
すときは、各部品の符号の後にその能動画素センサの番
号を付加する。例えば、能動画素センサCIS1のスイ
ッチトランジスタの符号は、Q841である。
When referring to the code of each component of each active pixel sensor, the number of the active pixel sensor is added after the code of each component. For example, the sign of the switch transistor of the active pixel sensor CIS1 is Q841.

【0070】この実施形態では、これらの能動画素セン
サの他に、能動画素センサとほぼ同じ構成を有するリセ
ット基準電圧回路CISVを設けている。このリセット
基準電圧回路CISVは、フォトダイオードがトランジ
スタQ80及び電圧源V80の直列接続体に置き換えら
れる他は、能動画素センサと同じ構成である。トランジ
スタQ80のゲートは信号線83に接続されている。能
動画素センサにおけるトランジスタQ81〜Q84に対
応する、リセット基準電圧回路CISVの各トランジス
タを、Q810〜Q840とする。
In this embodiment, in addition to these active pixel sensors, a reset reference voltage circuit CISV having substantially the same configuration as the active pixel sensor is provided. The reset reference voltage circuit CISV has the same configuration as the active pixel sensor except that the photodiode is replaced by a series connection of a transistor Q80 and a voltage source V80. The gate of transistor Q80 is connected to signal line 83. The transistors of the reset reference voltage circuit CISV corresponding to the transistors Q81 to Q84 in the active pixel sensor are denoted by Q810 to Q840.

【0071】信号線83には、能動画素センサの各スイ
ッチトランジスタ及びリセット基準電圧回路CISVの
リセットトランジスタQ840が接続されており、信号
線83とアースの間には電流源I80が接続されてい
る。
The signal line 83 is connected to each switch transistor of the active pixel sensor and the reset transistor Q840 of the reset reference voltage circuit CISV. A current source I80 is connected between the signal line 83 and the ground.

【0072】固体撮像回路80は、上述のリセット基準
電圧回路CISVと、能動画素センサCIS1,CIS
2,・・・、信号線83と、電流源I80と、タイミン
グパルスDRP,DSPを出力するタイミング信号発生
回路81と、このタイミング信号発生回路81により制
御されリセットパルスRS,読み出しパルスTGn、ラ
イン切換え信号LSnを発生するドライバ82と、クラ
ンプ回路85と、サンプルホールド回路87とから成
る。
The solid-state imaging circuit 80 includes the reset reference voltage circuit CISV and the active pixel sensors CIS1 and CIS.
2, a signal line 83, a current source I80, a timing signal generation circuit 81 for outputting timing pulses DRP and DSP, a reset pulse RS, a read pulse TGn controlled by the timing signal generation circuit 81, and line switching. It comprises a driver 82 for generating a signal LSn, a clamp circuit 85, and a sample and hold circuit 87.

【0073】図9に示すライン切換え信号LS1,LS
2は、能動画素センサCIS1,CIS2のスイッチト
ランジスタQ841,Q842に印加され、これらのス
イッチが順次閉じられる。リセットパルスRSは、リセ
ット基準電圧回路CISV及び各能動画素センサのリセ
ットトランジスタQ820,Q821,Q822,・・
に同時に印加される。したがって、これらの回路がすべ
てリセットされる。
Line switching signals LS1, LS shown in FIG.
2 is applied to the switch transistors Q841 and Q842 of the active pixel sensors CIS1 and CIS2, and these switches are sequentially closed. The reset pulse RS is generated by the reset reference voltage circuit CISV and the reset transistors Q820, Q821, Q822,... Of each active pixel sensor.
At the same time. Therefore, all these circuits are reset.

【0074】読み出しパルスTG1,TG2,・・・
は、各能動画素センサの読み出しトランジスタQ83
1,Q832,・・・に順次加えられる。リセット基準
電圧回路CISVの読み出しトランジスタQ830に
は、サンプリングの為のタイミングパルスDSPが印加
され、スイッチトランジスタQ840にはタイミングパ
ルスDRPが印加される。
The read pulses TG1, TG2,...
Is the readout transistor Q83 of each active pixel sensor.
1, Q832,... A timing pulse DSP for sampling is applied to the read transistor Q830 of the reset reference voltage circuit CISV, and a timing pulse DRP is applied to the switch transistor Q840.

【0075】時点(t10)から時点(t11)の間で
は、ライン切換え信号LS1によりスイッチトランジス
タQ841が導通する。この間に、リセットトランジス
タQ821が導通してリセットされ、読み出しトランジ
スタQ831が導通して無信号時の電圧が増幅トランジ
スタQ811にてバッファされ、バッファされた電圧が
信号線83に読み出される。
Between time (t10) and time (t11), switch transistor Q841 is turned on by line switching signal LS1. During this time, the reset transistor Q821 is turned on and reset, the readout transistor Q831 is turned on and the voltage when there is no signal is buffered by the amplifying transistor Q811 and the buffered voltage is read out to the signal line 83.

【0076】ここで、リセット基準電圧回路CISVの
動作を説明する。信号線83に、例えば能動画素センサ
CIS1出力の高い電圧が出ているとする。このときト
ランジスタQ80のベースの電位が高くなり、このトラ
ンジスタが導通する。この状態でトランジスタQ830
に正のタイミングパルスDSPが入るとこのトランジス
タも導通し、トランジスタQ820のベースは低電位と
なる。次に、スイッチトランジスタQ840にタイミン
グパルスDRPが入ったとき能動画素センサCIS1の
出力電位が信号線83に現れ、クランプ回路にてクラン
プされる。
Here, the operation of the reset reference voltage circuit CISV will be described. It is assumed that, for example, a high voltage of the output of the active pixel sensor CIS1 is output to the signal line 83. At this time, the potential of the base of transistor Q80 increases, and this transistor is turned on. In this state, the transistor Q830
When a positive timing pulse DSP is input to this transistor, this transistor also conducts, and the base of the transistor Q820 becomes low potential. Next, when the timing pulse DRP enters the switch transistor Q840, the output potential of the active pixel sensor CIS1 appears on the signal line 83 and is clamped by the clamp circuit.

【0077】一方、信号線83の電位が低いとすると、
トランジスタQ80のゲート電位が低くなり、このトラ
ンジスタがオフとなる。この状態で、トランジスタQ8
30にタイミングパルスDSPが入っても増幅用トラン
ジスタQ810のゲート電位は高いままであり、トラン
ジスタQ840にタイミングパルスDRPが印加された
ときこの高い電位が信号線83に現れる。結局、タイミ
ングパルスDRPが印加されたとき、選択された能動画
素センサの出力電位と、リセット基準電圧回路CISV
出力の電位が比較され、信号線83は高い方の電位にな
る。
On the other hand, if the potential of the signal line 83 is low,
The gate potential of transistor Q80 decreases, and this transistor is turned off. In this state, the transistor Q8
The gate potential of the amplifying transistor Q810 remains high even when the timing pulse DSP is input to the transistor 30, and this high potential appears on the signal line 83 when the timing pulse DRP is applied to the transistor Q840. As a result, when the timing pulse DRP is applied, the output potential of the selected active pixel sensor and the reset reference voltage circuit CISV
The output potentials are compared, and the signal line 83 becomes the higher potential.

【0078】次に、時点(t12)から時点(t19)
までの、能動画素センサCIS2が選択された場合を例
にとる。この状態で、時点(t13)のリセットパルスR
Sによって、能動画素センサCIS2及びリセット基準
電圧回路CISVがリセットされる。能動画素センサC
IS2に超大光量が入ったときには、信号線83に現れ
る電位は急速に低下する。したがってトランジスタQ8
0のゲート電位が低くなり、このトランジスタは遮断と
なる。したがって、トランジスタQ810が導通とな
り、タイミングパルスDRPがトランジスタQ840に
印加されている時点(t15)〜(t17)において高い
電圧が信号線83に現れる。これが信号CSである。
Next, from time (t12) to time (t19)
Up to the case where the active pixel sensor CIS2 is selected. In this state, the reset pulse R at time (t13)
By S, the active pixel sensor CIS2 and the reset reference voltage circuit CISV are reset. Active pixel sensor C
When an extremely large amount of light enters IS2, the potential appearing on the signal line 83 decreases rapidly. Therefore, transistor Q8
The gate potential of 0 becomes low, and this transistor is turned off. Therefore, the transistor Q810 becomes conductive, and a high voltage appears on the signal line 83 at the time (t15) to (t17) when the timing pulse DRP is applied to the transistor Q840. This is the signal CS.

【0079】図9に示すように、タイミングパルスDR
Pが加わった期間だけ、リセット基準電圧回路CISV
のリセット電圧即ち、通常の能動画素センサの無信号時
の電圧により置き換えられることになる。この信号CS
は、クランプ回路85においてクランプパルスによりク
ランプされ、サンプルホールド回路87でサンプリング
パルスSPによって標本化される。
As shown in FIG. 9, the timing pulse DR
Only during the period when P is added, the reset reference voltage circuit CISV
, I.e., the normal active pixel sensor when there is no signal. This signal CS
Is clamped by a clamp pulse in a clamp circuit 85 and sampled by a sampling pulse SP in a sample and hold circuit 87.

【0080】この実施形態において、増幅トランジスタ
としてN型MOSトランジスタを使用したソースフォロ
ワの場合には、その出力により高い電圧が与えられると
自動的に信号電流供給を停止する。したがって、この実
施形態はオープンソース構造にしたワイアードOR結線
により、振幅変調回路及び最大値回路の機能を実現させ
たとみることもできる。 (実施形態5)上述の実施形態では、超大光量の入力に
よって無信号時の出力が非常に小さくなったとき、所定
の電圧により置換していた。しかし、このような場合、
出力電圧が小さくなる前にその電圧をクリップしてその
電圧を無信号時の電圧として用いることもできる。図1
0は、この実施形態の固体撮像装置のブロックダイアグ
ラムであり、図11は、その動作を説明するタイミング
チャートである。
In this embodiment, in the case of a source follower using an N-type MOS transistor as an amplifying transistor, the supply of signal current is automatically stopped when a high voltage is applied to its output. Therefore, in this embodiment, it can be considered that the functions of the amplitude modulation circuit and the maximum value circuit are realized by the wired OR connection having the open source structure. (Embodiment 5) In the above-described embodiment, when the output at the time of no signal becomes extremely small due to the input of an extremely large amount of light, the output is replaced with a predetermined voltage. But in such a case,
Before the output voltage decreases, the voltage can be clipped and the voltage can be used as a no-signal voltage. FIG.
0 is a block diagram of the solid-state imaging device of this embodiment, and FIG. 11 is a timing chart for explaining the operation.

【0081】この固体撮像装置100において、能動画
素センサDE1,DE2,・・・は、フォトダイオード
PD1,PD2,・・・と、これに接続されるリセット
トランジスタQR1,QR2,・・・と、増幅トランジ
スタQM1,QM2,・・・と、スイッチトランジスタ
QS1,QS2,・・・とから成っている。
In the solid-state imaging device 100, the active pixel sensors DE1, DE2,..., The photodiodes PD1, PD2,. , And switch transistors QS1, QS2,...

【0082】増幅トランジスタQM1,QM2,・・・
のドレインは電源1010に接続されている。スイッチ
トランジスタQS1,QS2,・・・の一端は信号線1
012に共通接続されており、この信号線1012には
電流源1015が接続されている。更に、固定パターン
雑音を減少するために、カップリングコンデンサ101
6と、スイッチ1017とによるクランプ回路1019
が電流源1015に接続されこの出力に増幅器1018
が接続される。
The amplification transistors QM1, QM2,.
Are connected to a power supply 1010. One end of each of the switch transistors QS1, QS2,.
012, and a current source 1015 is connected to the signal line 1012. Further, to reduce fixed pattern noise, the coupling capacitor 101
6 and a switch 1017 and a clamp circuit 1019
Is connected to a current source 1015 and this output has an amplifier 1018
Is connected.

【0083】更に、この実施形態の特徴であるクリップ
回路1020が設けられている。クリップ回路1020
は、電源1010に接続される抵抗1031と、これに
接続され一端が設置される電流源1032と、ゲートが
これに接続されるクリップトランジスタ1033と、こ
のクリップトランジスタの電流路に直列に接続されるク
リップ制御トランジスタ1034から成っている。
Further, a clip circuit 1020 which is a feature of this embodiment is provided. Clip circuit 1020
Are connected in series to a resistor 1031 connected to the power supply 1010, a current source 1032 connected to the power source 1010, one end of which is connected, a clip transistor 1033 having a gate connected thereto, and a current path of the clip transistor. It consists of a clip control transistor 1034.

【0084】このような構造の固体撮像装置では、以下
に述べるように入射光量に応じた積算電圧とリセット時
の黒基準電圧との比較処理により、光量に応じた差分信
号を得ることができる。入射光量が所定量を越える場合
でもクリップ回路により一定のリセット電位が保証され
る。初めに入射光量に応じた積算電圧が求められる。
In the solid-state imaging device having such a structure, a difference signal corresponding to the light amount can be obtained by comparing the integrated voltage corresponding to the amount of incident light and the black reference voltage at the time of reset as described below. Even when the amount of incident light exceeds a predetermined amount, a constant reset potential is guaranteed by the clip circuit. First, an integrated voltage according to the amount of incident light is obtained.

【0085】つまり、ライン切換え信号SEL1に正電
圧が印加されると、増幅トランジスタQM1のソースが
スイッチトランジスタQS1を介して信号線1012に
接続される。この時には、クリップ制御信号SELDが
低電位のため、クリップ制御トランジスタ1034がカ
ットオフしている。したって、入射光量に応じたフォト
ダイオードPD1の信号が信号線1012に出力され
る。この信号電圧を、コンデンサ1016とスイッチ1
017のクランプ回路1019でクランプすることによ
り、入射光量に応じた積算電圧が保持される。
That is, when a positive voltage is applied to the line switching signal SEL1, the source of the amplification transistor QM1 is connected to the signal line 1012 via the switching transistor QS1. At this time, since the clip control signal SELD is at a low potential, the clip control transistor 1034 is cut off. Accordingly, a signal of the photodiode PD1 corresponding to the amount of incident light is output to the signal line 1012. This signal voltage is connected to the capacitor 1016 and the switch 1
By clamping with the clamp circuit 1019 of 017, an integrated voltage corresponding to the amount of incident light is held.

【0086】次に、黒基準信号を求めるべくフォトダイ
オードPD1を所定電位にリセットするために、リセッ
トパルスRS1が与えられ、リセットトランジスタQR
1をオンする。無信号期間では、クリップ制御信号SE
LDが高電位になったとき、クリップ制御トランジスタ
1034がオンする。フォトダイオードPD1に入射す
る信号量が飽和光量以下なら、黒基準信号期間のフォト
ダイオードPD1の電位変化は僅かである。増幅トラン
ジスタQM1のゲート電位はクリップトランジスタ10
33のゲート電圧より高いため、信号線1012には増
幅トランジスタQM1の黒基準電圧が出力され、その結
果、S/N比の良好な出力信号が得られる。
Next, a reset pulse RS1 is applied to reset the photodiode PD1 to a predetermined potential in order to obtain a black reference signal, and the reset transistor QR
Turn 1 on. In the non-signal period, the clip control signal SE
When the LD becomes high potential, the clip control transistor 1034 turns on. If the signal amount incident on the photodiode PD1 is equal to or less than the saturation light amount, the potential change of the photodiode PD1 during the black reference signal period is slight. The gate potential of the amplification transistor QM1 is
Since the voltage is higher than the gate voltage of the gate 33, the black reference voltage of the amplification transistor QM1 is output to the signal line 1012, and as a result, an output signal with a good S / N ratio is obtained.

【0087】次に、ライン切換え信号SEL2に高電圧
が印加されると、増幅トランジスタQM2のソースが信
号線1012に接続される。このときクリップ制御信号
SELDが低電位のため、クリップ制御トランジスタ1
034がカットオフしている。したがって、過大光量が
入射しているフォトダイオードPD2の信号が信号線1
012に出力される。この電圧をクランプ回路1019
でクランプすることにより飽和信号電圧が保持される。
Next, when a high voltage is applied to the line switching signal SEL2, the source of the amplification transistor QM2 is connected to the signal line 1012. At this time, since the clip control signal SELD has a low potential, the clip control transistor 1
034 is cut off. Therefore, the signal of the photodiode PD2 on which an excessive amount of light is incident is transmitted to the signal line 1
012. This voltage is applied to the clamp circuit 1019
, The saturation signal voltage is maintained.

【0088】次に、リセットパルスRS2がリセットト
ランジスタQR2に印加されることにより、フォトダイ
オードPD2が所定電圧にリセットされる。光量が過大
である場合には、リセットトランジスタQR2がオフす
ると、信号線1012の電圧が急激に低下していく。
Next, the photodiode PD2 is reset to a predetermined voltage by applying the reset pulse RS2 to the reset transistor QR2. When the light amount is excessive, when the reset transistor QR2 is turned off, the voltage of the signal line 1012 rapidly decreases.

【0089】無信号期間では、クリップ制御信号SEL
Dに高電位が与えられ、クリップ制御トランジスタ10
34がオンしているため、増幅トランジスタQM2のゲ
ート電位がクリップトランジスタ1033のゲート電圧
より低くなった場合には、クリップトランジスタ103
3から信号線1012に電流が流れ、黒基準電圧が所定
レベルにクリップされる。
In the no-signal period, the clip control signal SEL
D is supplied with a high potential and the clip control transistor 10
34 is on, when the gate potential of the amplification transistor QM2 becomes lower than the gate voltage of the clip transistor 1033,
3, a current flows to the signal line 1012, and the black reference voltage is clipped to a predetermined level.

【0090】したがって、光電変換特性としては、図1
1の電圧Vsigにおける信号電圧Vbに示すように、
飽和光量以上での信号の低下に歯止めがかかるため、波
線のような従来の出力低下を避けることができる。これ
により、入射光量が飽和量を越えるとイメージセンサの
出力が低下していくという異常な現象を解決することが
可能となる。 (実施形態6)図12は、本発明の他の実施形態の固体
撮像装置のブロックダイアグラムである。
Therefore, the photoelectric conversion characteristics shown in FIG.
As shown in the signal voltage Vb at the voltage Vsig of 1
Since the reduction of the signal at the saturation light amount or more is stopped, the conventional output reduction such as a broken line can be avoided. This makes it possible to solve the abnormal phenomenon that the output of the image sensor decreases when the incident light amount exceeds the saturation amount. (Embodiment 6) FIG. 12 is a block diagram of a solid-state imaging device according to another embodiment of the present invention.

【0091】この実施形態に係る固体撮像装置は、黒基
準電圧の光感度を低下させるために、更に読み取り用の
トランジスタQD1,QD2,・・・をフォトダイオー
ドPD1,PD2,・・・と増幅用トランジスタQM
1,QM2,・・・のゲートの間に設けたものである。
また、スイッチトランジスタQW1,QW2,・・・
が、増幅トランジスタQM1,QM2,・・・のドレイ
ンと電源1210の間に接続されている。
The solid-state imaging device according to this embodiment further includes reading transistors QD1, QD2,... And photodiodes PD1, PD2,. Transistor QM
, QM2,... Are provided between the gates.
Also, the switch transistors QW1, QW2,.
Are connected between the drains of the amplification transistors QM1, QM2,... And the power supply 1210.

【0092】これにより、無信号時の基準電圧は、光が
入射されるフォトダイオードを用いずに作ることができ
る。
Thus, the reference voltage when there is no signal can be generated without using a photodiode on which light is incident.

【0093】図13において光1301で示すように、
読み取り用のトランジスタ部に斜め入射光があり、ある
いは矢印1302で示すように基板内で発生した電荷が
拡散されて検出ノードに流入する。
As shown by light 1301 in FIG.
There is oblique incident light in the reading transistor portion, or the charge generated in the substrate is diffused and flows into the detection node as shown by an arrow 1302.

【0094】クリップ回路は、例えば、電源1210に
接続され感光画素の初期化電圧より若干低い電圧を発生
させるための抵抗1231と、これに接続され一端が設
置される電流源1232と、黒基準信号のクリップ用ト
ランジスタ1233と、タイミング信号RSDによりス
イッチング動作するトランジスタ1235と、タイミン
グ信号TGDによりスイッチング動作するトランジスタ
1236とから構成される。クリップトランジスタ12
33のゲートは、リセットトランジスタQRと同時にオ
ンするトランジスタ1235により、低い電位にバイア
スされる。したがって、黒基準電圧期間の検出ノードの
光感度により、信号線電位は、所定レベル以下にクリッ
プされる。
The clipping circuit includes, for example, a resistor 1231 connected to a power supply 1210 for generating a voltage slightly lower than the initialization voltage of the photosensitive pixel, a current source 1232 connected to the resistor 1231 and having one end provided thereto, and a black reference signal. , A transistor 1235 that performs a switching operation by a timing signal RSD, and a transistor 1236 that performs a switching operation by a timing signal TGD. Clip transistor 12
The gate of 33 is biased to a low potential by a transistor 1235 that is turned on simultaneously with the reset transistor QR. Therefore, the signal line potential is clipped below a predetermined level due to the light sensitivity of the detection node during the black reference voltage period.

【0095】読み出しトランジスタQDにパルスが印加
されるのと同時に、トランジスタ1236が導通する。
これにより、クリップトランジスタ1233のゲートが
グランド電位となり、信号線電圧によらずにトランジス
タ1233がカットオフし、信号期間の信号電圧にはク
リップがかからない。このため、第5の実施形態と同様
に黒基準信号が一定値に抑えられるので、飽和光量以上
で出力電位が降下していくことを回避することができ
る。 (実施形態7)次に他の実施形態に係る固体撮像装置に
ついて図面を用いて説明する。図15は、更に他の実施
形態に係る固体撮像装置のブロックダイアグラムであ
る。この実施形態では、画素素子が、1個の光電変換機
能のあるエンハンスメント型のnチャンネルMOSトラ
ンジスタにより構成されている。
At the same time that the pulse is applied to the read transistor QD, the transistor 1236 conducts.
Thus, the gate of the clip transistor 1233 becomes the ground potential, the transistor 1233 is cut off regardless of the signal line voltage, and the signal voltage in the signal period is not clipped. For this reason, the black reference signal is suppressed to a constant value as in the fifth embodiment, so that it is possible to avoid a decrease in the output potential at a saturation light amount or more. Embodiment 7 Next, a solid-state imaging device according to another embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 15 is a block diagram of a solid-state imaging device according to still another embodiment. In this embodiment, the pixel element is constituted by one enhancement-type n-channel MOS transistor having a photoelectric conversion function.

【0096】つまり、図15においてこの固体撮像装置
は、電源1542に接続される感光トランジスタPDT
1,PDT2,・・・と、これらの電流路に接続される
スイッチング素子1544と、電流制限回路1545
と、これに接続されるコンデンサ1546と、スイッチ
ング素子1549と、これらに並行して設けられ、感光
トランジスタPDT1,PDT2,・・・の電流路に接
続されるスイッチング素子1547と、これに接続され
るコンデンサ1548と、スイッチング素子1550
と、コンデンサ1546,1548の電圧をそれぞれ受
けこの2つの電圧の差分を出力する差動アンプ1551
とから成る。
That is, in FIG. 15, this solid-state image pickup device includes a photosensitive transistor PDT connected to a power supply 1542.
, PDT2,..., A switching element 1544 connected to these current paths, and a current limiting circuit 1545
, A capacitor 1546 connected thereto, a switching element 1549, a switching element 1547 provided in parallel with these and connected to a current path of the photosensitive transistors PDT1, PDT2,..., And connected thereto. Capacitor 1548 and switching element 1550
And a differential amplifier 1551 receiving the voltages of the capacitors 1546 and 1548 and outputting the difference between the two voltages.
Consisting of

【0097】このような構成において、感光トランジス
タPDTに光が当たると、電子正孔対が生成され、素子
にかかっているバイアス電圧により電子が基板側に、正
孔がゲート電極の下に移動する。このゲート電極下に移
動した正孔が、MOSトランジスタのチャンネル電荷を
増加し、信号電流として取り出される。画素の選択は、
SEL端子に他のトランジスタより高い電圧を与えるこ
とにより行われる。ゲートに更に高い電位を与えること
により、ゲート下に蓄えられた正孔を基板に掃き出し、
リセット動作が行えるので、図16に示したタイミング
チャートによって駆動することができる。この素子も、
感光素子から直接黒基準レベルを出力するため、黒基準
レベルが小さな光感度を有している。
In such a configuration, when light strikes the photosensitive transistor PDT, electron-hole pairs are generated, and electrons move to the substrate side and holes move below the gate electrode by a bias voltage applied to the element. . The holes that have moved under the gate electrode increase the channel charge of the MOS transistor and are extracted as a signal current. Pixel selection is
This is performed by applying a higher voltage to the SEL terminal than other transistors. By applying a higher potential to the gate, holes accumulated under the gate are swept out to the substrate,
Since the reset operation can be performed, driving can be performed according to the timing chart shown in FIG. This element also
Since the black reference level is directly output from the photosensitive element, the black reference level has a small light sensitivity.

【0098】図17のグラフの波線Iintdに示すよ
うに、黒基準レベルは、信号出力期間よりも光感度が低
いため、信号電流が飽和する光量以上でも単調増加す
る。信号電流Iintsは、スイッチ1547を閉じ、
コンデンサ1548で積分されて信号電圧に変換され
る。黒基準電流は、スイッチ1544で選択されて電流
制限回路1545で電流制限が施されて黒電流Iint
dとなり、コンデンサ1546に積算され、黒基準レベ
ルが得られる。この差分が差動アンプ1551で得られ
て信号出力となる。
As indicated by the broken line Iintd in the graph of FIG. 17, the black reference level monotonically increases even when the signal current is more than the light amount at which the signal current is saturated because the light sensitivity is lower than the signal output period. The signal current Iints closes the switch 1547,
The signal is integrated by the capacitor 1548 and converted into a signal voltage. The black reference current is selected by the switch 1544, subjected to current limitation by the current limiting circuit 1545, and
d, which is accumulated in the capacitor 1546 to obtain a black reference level. This difference is obtained by the differential amplifier 1551 and becomes a signal output.

【0099】電流制限回路1545は、図18に示すよ
うに、定電流ダイオード接続のJFET1861と分流
トランジスタ1862とにより構成することができる。
これによって、黒基準信号電流に電流制限回路1545
により電流制限がかかるので、飽和光量以上でのレベル
低下を阻止することができる。 (実施形態8)更に、本発明の他の実施形態について、
図面を用いて説明する。図19は、この実施形態に係る
固体撮像装置の回路図であり、図20は、この固体撮像
装置の動作を説明する為のタイミングチャートである。
As shown in FIG. 18, the current limiting circuit 1545 can be constituted by a JFET 1861 connected to a constant current diode and a shunt transistor 1862.
Thereby, the current limiting circuit 1545 is added to the black reference signal current.
, The current is limited, so that it is possible to prevent the level from dropping at the saturation light amount or more. (Embodiment 8) Further, regarding another embodiment of the present invention,
This will be described with reference to the drawings. FIG. 19 is a circuit diagram of the solid-state imaging device according to this embodiment, and FIG. 20 is a timing chart for explaining the operation of the solid-state imaging device.

【0100】この実施形態の基本的な構成は第7の実施
形態と同様であるが、電流制限回路1545の代わり
に、黒基準信号の積算用コンデンサ1546に並列に、
クリップトランジスタ1975と電源1976とが設け
られている。したがって、クリップレベルは、電源19
76により設定される。これにより、黒基準信号が所定
レベル以下になるようにクリップが施されるので、図2
0に示すような動作タイミングで飽和光量以上での出力
信号の単調減少を防止することができる。高輝度被写体
を撮像した際に映像が暗くなるという現象を防止するこ
とができる。図19において図15におけると同じ番号
は同じ電気部品を意味する。
The basic configuration of this embodiment is the same as that of the seventh embodiment except that the current limiting circuit 1545 is replaced with a black reference signal integrating capacitor 1546 in parallel.
A clip transistor 1975 and a power supply 1976 are provided. Thus, the clip level is
76. As a result, clipping is performed so that the black reference signal is lower than a predetermined level.
It is possible to prevent a monotonous decrease of the output signal at the operation timing as shown in FIG. It is possible to prevent a phenomenon that an image becomes dark when a high-luminance subject is imaged. 19, the same numbers as those in FIG. 15 indicate the same electric components.

【0101】なお、これまでの説明では信号電荷が電子
の場合について説明したが、信号電荷が正孔の場合には
パルス変調極性を反転し最大値回路を最小値回路に置き
換えることで同様の効果を得ることができる。
In the above description, the case where the signal charges are electrons has been described. However, when the signal charges are holes, the same effect can be obtained by inverting the pulse modulation polarity and replacing the maximum value circuit with the minimum value circuit. Can be obtained.

【0102】本発明は、CMOSイメージセンサを用い
たものだけでなく、一般的にはMOS型イメージセンサ
を用いた固体撮像装置に適用できる。
The present invention can be applied not only to a device using a CMOS image sensor but also to a solid-state image pickup device generally using a MOS image sensor.

【0103】[0103]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の固体撮
像装置によれば、無信号期間のリセット電圧を検出して
超大光量時かどうかを判定し、超大光量時のみ無信号電
圧の置き換え、あるいは、電圧が低下するまえの電圧を
クリップして、リセット電圧として用いる。したがっ
て、超大光量時に発生していた画像の黒化現象を防止す
ることが可能となる。
As described above, according to the solid-state imaging device of the present invention, the reset voltage in the non-signal period is detected to determine whether or not the light amount is extremely large. Alternatively, the voltage before the voltage is reduced is clipped and used as the reset voltage. Therefore, it is possible to prevent the blackening phenomenon of the image that has occurred when the light amount is extremely large.

【0104】また、この発明では、超大光量を受光した
ときに生じる信号の補正を各画素共通の回路を用いて行
うため、フォトトランジスタの面積を犠牲にすることは
なく、光感度が低下することはない。
Further, according to the present invention, since the correction of a signal generated when an extremely large amount of light is received is performed using a circuit common to each pixel, the area of the phototransistor is not sacrificed and the light sensitivity is reduced. There is no.

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

【図1】本発明の原理を説明するためのブロック図。FIG. 1 is a block diagram for explaining the principle of the present invention.

【図2】この発明の第1の実施形態について説明するた
めのブロック図。
FIG. 2 is a block diagram for explaining a first embodiment of the present invention.

【図3】図2の実施形態の動作について説明するための
タイミング図。
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment of FIG. 2;

【図4】この発明の第2の実施形態について説明するた
めのブロック図。
FIG. 4 is a block diagram for explaining a second embodiment of the present invention.

【図5】図4の実施形態の動作について説明するための
タイミング図。
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment of FIG. 4;

【図6】この発明の第3の実施形態について説明するた
めのブロック図。
FIG. 6 is a block diagram for explaining a third embodiment of the present invention.

【図7】図6の実施形態の動作について説明するための
タイミング図。
FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment in FIG. 6;

【図8】この発明の第4の実施形態について説明するた
めのブロック図。
FIG. 8 is a block diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.

【図9】図8の実施形態の動作について説明するための
タイミング図。
FIG. 9 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment in FIG. 8;

【図10】この発明の第5の実施形態について説明する
ためのブロック図。
FIG. 10 is a block diagram for explaining a fifth embodiment of the present invention.

【図11】図10の実施形態の動作について説明するた
めのタイミング図。
FIG. 11 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment in FIG. 10;

【図12】この発明の第6の実施形態について説明する
ためのブロック図。
FIG. 12 is a block diagram for explaining a sixth embodiment of the present invention.

【図13】従来の改良型の黒レベルの光感度を説明する
ための図。
FIG. 13 is a diagram for explaining a conventional improved black level light sensitivity.

【図14】図12の実施形態の動作について説明するた
めのタイミング図。
FIG. 14 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment in FIG. 12;

【図15】この発明の第7の実施形態について説明する
ためのブロック図。
FIG. 15 is a block diagram for explaining a seventh embodiment of the present invention.

【図16】図15の実施形態の動作について説明するた
めのタイミング図。
FIG. 16 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment in FIG. 15;

【図17】図15の実施形態の固体撮像装置の光電変換
特性を示す図。
FIG. 17 is a view showing the photoelectric conversion characteristics of the solid-state imaging device according to the embodiment shown in FIG. 15;

【図18】図15における電流制限回路1545の回路
構成例を示す図。
18 is a diagram showing a circuit configuration example of a current limiting circuit 1545 in FIG.

【図19】この発明の第8の実施形態について説明する
ためのブロック図。
FIG. 19 is a block diagram for explaining an eighth embodiment of the present invention.

【図20】図19の実施形態の動作について説明するた
めのタイミング図。
FIG. 20 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment in FIG. 19;

【図21】従来の超大光量のときの問題点を説明するた
めの入出力特性図。
FIG. 21 is an input / output characteristic diagram for explaining a conventional problem when an extremely large amount of light is emitted.

【図22】従来の能動画素センサの画素の断面構造及び
後続する回路の図。
FIG. 22 is a diagram showing a cross-sectional structure of a pixel of a conventional active pixel sensor and a subsequent circuit.

【図23】図22の能動画素センサの構造の等価回路
図。
FIG. 23 is an equivalent circuit diagram of the structure of the active pixel sensor of FIG. 22.

【図24】従来の固体撮像装置の問題点を説明するため
のタイミング図。
FIG. 24 is a timing chart for explaining a problem of the conventional solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b,・,PE1,PE2,・,CIS1,CI
S2,・,DE1,DE2,・,・・・能動画素セン
サ、2a,2b,・,111,112,・,PD1,P
D2,・,PH1,PH2,・,・・・フォトダイオー
ド、3a,3b,・,121,122,・,・・・増幅
器、4a,4b,・・・スイッチ、5,13,83・・
・信号線、6・・・電圧検出部、7・・・切換えスイッ
チ、15,81・・・タイミング信号発生器、16,8
2・・・ドライバー、17,23,31,87・・・サ
ンプルホールド回路、18・・・比較器、19・・・パ
ルス合成器、20・・・セレクタ、21・・・電圧発生
器、22,85・・・クランプ回路、51・・・パルス
振幅変調回路、52・・・最大値回路
1a, 1b,..., PE1, PE2,.
S2,..., DE1, DE2,... Active pixel sensor, 2a, 2b,.
, PH1, PH2, ..., photodiode, 3a, 3b, ..., 121, 122, ..., amplifier, 4a, 4b, ... switch, 5, 13, 83, ...
-Signal line, 6-Voltage detector, 7-Changeover switch, 15, 81-Timing signal generator, 16, 8
2 ... Driver, 17, 23, 31, 87 ... Sample hold circuit, 18 ... Comparator, 19 ... Pulse synthesizer, 20 ... Selector, 21 ... Voltage generator, 22 , 85 ... clamp circuit, 51 ... pulse amplitude modulation circuit, 52 ... maximum value circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA10 AB01 BA14 CA02 DB01 DD12 FA06 5C024 AA01 BA01 CA12 CA15 FA01 FA11 GA01 GA22 GA31 GA33 HA03 HA06 HA18  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4M118 AA10 AB01 BA14 CA02 DB01 DD12 FA06 5C024 AA01 BA01 CA12 CA15 FA01 FA11 GA01 GA22 GA31 GA33 HA03 HA06 HA18

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光を電気信号に変換する光検出器及
びこの光検出器により変換された電気信号を読み出す増
幅器を画素毎に有し、共通の信号線に信号電圧を出力す
る複数の能動画素センサを搭載した固体撮像装置におい
て、 前記能動画素センサがリセットされた後に前記信号線に
出力される電圧が通常の場合よりも急激に下降すること
を検出する電圧検出手段と、 この電圧検出手段により電圧の下降を検出したとき、所
定の電圧をリセット時の電圧として用いるリセット電圧
設定手段とを備えて成ることを特徴とする固体撮像装
置。
A plurality of active elements, each of which has a photodetector for converting incident light into an electric signal and an amplifier for reading the electric signal converted by the photodetector for each pixel, and outputs a signal voltage to a common signal line. In a solid-state imaging device equipped with a pixel sensor, voltage detection means for detecting that a voltage output to the signal line after the active pixel sensor is reset drops more rapidly than usual, A reset voltage setting means for using a predetermined voltage as a reset voltage when a voltage drop is detected by the solid-state imaging device.
【請求項2】 入射光を電気信号に変換する光検出器及
びこの光検出器により変換された電気信号を読み出す増
幅器を画素毎に有し、共通の信号線に信号電圧を出力す
る複数の能動画素センサを搭載した固体撮像装置におい
て、 前記能動画素センサがリセットされた後に前記信号線に
出力されるリセット電圧が所定範囲内にあるかどうかを
検出する電圧検出手段と、 この電圧検出手段により前記リセット電圧が所定範囲内
にあることが検出されたとき、このリセット電圧を所定
の電圧に置き換える電圧置換手段とを備えて成ることを
特徴とする固体撮像装置。
2. A method according to claim 1, wherein each of the pixels includes a photodetector for converting incident light into an electric signal and an amplifier for reading the electric signal converted by the photodetector, and outputs a signal voltage to a common signal line. In a solid-state imaging device equipped with a pixel sensor, voltage detection means for detecting whether a reset voltage output to the signal line after resetting the active pixel sensor is within a predetermined range, and the voltage detection means A solid-state imaging device comprising: a voltage replacement unit that replaces the reset voltage with a predetermined voltage when it is detected that the reset voltage is within a predetermined range.
【請求項3】 前記電圧置換手段は、一定の電圧を発生
する電圧発生器を有し、前記電圧検出手段により、前記
リセット電圧が所定範囲内にあることが検出されたと
き、前記信号電圧を前記電圧発生器の出力電圧に置換す
ることを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。
3. The voltage replacing means has a voltage generator for generating a constant voltage. When the voltage detecting means detects that the reset voltage is within a predetermined range, the voltage replacing means changes the signal voltage. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the output voltage is replaced with an output voltage of the voltage generator.
【請求項4】 前記電圧置換手段は、前記能動画素セン
サのリセット電圧を標本化し保持するサンプルホールド
回路を有し、前記電圧検出手段により、前記リセット電
圧が所定範囲内にあることが検出されたとき、前記信号
電圧を前記サンプルホールド回路の保持していた電圧に
置換することを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装
置。
4. The voltage replacing means has a sample and hold circuit for sampling and holding a reset voltage of the active pixel sensor, and the voltage detecting means detects that the reset voltage is within a predetermined range. 3. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the signal voltage is replaced with a voltage held by the sample and hold circuit.
【請求項5】 前記電圧置換手段は、パルス振幅変調回
路とこのパルス振幅変調回路の出力と信号線の電圧の最
大値をとる最大値回路とを有し、前記電圧検出手段によ
り、前記リセット電圧が所定範囲内にあることが検出さ
れたとき、前記パルス振幅変調回路を動作させることを
特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。
5. The voltage replacement means includes a pulse amplitude modulation circuit and a maximum value circuit for obtaining a maximum value of an output of the pulse amplitude modulation circuit and a voltage of a signal line. 3. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the pulse amplitude modulation circuit is operated when it is detected that is within a predetermined range.
【請求項6】 前記能動画素センサは、光を受け電気信
号に変換するフォトダイオードと、このフォトダイオー
ドの出力信号を増幅する増幅用トランジスタと、この増
幅用トランジスタの出力を前記信号線に出すことをオン
オフ制御するスイッチトランジスタと、リセットの為の
トランジスタと、信号読み出しの為のトランジスタとか
ら成ることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1つ
に記載の固体撮像装置。
6. The active pixel sensor includes a photodiode that receives light and converts the light into an electric signal, an amplifying transistor that amplifies an output signal of the photodiode, and outputs an output of the amplifying transistor to the signal line. The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 5, comprising a switch transistor for turning on / off the transistor, a transistor for reset, and a transistor for signal reading.
【請求項7】 前記電圧検出手段はリセット電圧が所定
電圧以下であるかを検出することを特徴とする請求項2
乃至5のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
7. The apparatus according to claim 2, wherein said voltage detecting means detects whether a reset voltage is equal to or lower than a predetermined voltage.
6. The solid-state imaging device according to any one of Items 1 to 5,
【請求項8】 入射光を電気信号に変換する光検出器及
びこの光検出器により変換された電気信号を読み出す増
幅器を画素毎に有し、共通の信号線に信号電圧を出力す
る複数の能動画素センサを搭載した固体撮像装置におい
て、 前記能動画素センサの光検出器の代わりにトランジスタ
を有する構造を備え前記信号線に接続されたリセット置
換電圧発生回路と、 前記信号線に接続された電流源と、 前記信号線の電圧をクランプするクランプ手段と、 このクランプ回路の出力を標本化し保持するサンプルホ
ールド手段とを備えて成ることを特徴とする固体撮像装
置。
8. A plurality of active elements each having a photodetector for converting incident light into an electric signal and an amplifier for reading the electric signal converted by the photodetector for each pixel, and outputting a signal voltage to a common signal line. A solid-state imaging device equipped with a pixel sensor, comprising a structure having a transistor instead of a photodetector of the active pixel sensor, a reset replacement voltage generation circuit connected to the signal line, and a current source connected to the signal line A solid-state imaging device comprising: clamp means for clamping a voltage of the signal line; and sample and hold means for sampling and holding an output of the clamp circuit.
【請求項9】 入射光を電気信号に変換する光検出器及
びこの光検出器により変換された電気信号を読み出す増
幅器を画素毎に有し、共通の信号線に信号電圧を出力す
る複数の能動画素センサを搭載した固体撮像装置におい
て、 前記能動画素センサがリセットされた後に前記信号線に
出力される電圧が通常の場合よりも急激に下降すること
を検出する電圧検出手段と、 この電圧検出手段により電圧の下降を検出したときこの
電圧をクリップする電圧クリップ手段と、 この電圧クリップ手段によりクリップされた電圧をリセ
ット時の電圧として用いるリセット電圧置換手段とを備
えて成ることを特徴とする固体撮像装置。
9. A plurality of active elements, each having a photodetector for converting incident light into an electric signal and an amplifier for reading the electric signal converted by the photodetector for each pixel, and outputting a signal voltage to a common signal line. In a solid-state imaging device equipped with a pixel sensor, voltage detection means for detecting that the voltage output to the signal line after the active pixel sensor is reset falls more rapidly than usual, A solid-state imaging device comprising: voltage clipping means for clipping a voltage drop when a voltage drop is detected by the device; and reset voltage replacement means for using the voltage clipped by the voltage clipping means as a reset voltage. apparatus.
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