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JP3533365B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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JP3533365B2
JP3533365B2 JP2000191491A JP2000191491A JP3533365B2 JP 3533365 B2 JP3533365 B2 JP 3533365B2 JP 2000191491 A JP2000191491 A JP 2000191491A JP 2000191491 A JP2000191491 A JP 2000191491A JP 3533365 B2 JP3533365 B2 JP 3533365B2
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solid
signal
pixels
voltage
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Toshiba Corp
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Publication date
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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、入射光像をディ
ジタル映像信号に変換し出力する固体撮像装置に関し、
特に列並列型のAD変換器が搭載されたCMOSイメー
ジセンサの出力データレートの高速化を実現させるもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device for converting an incident light image into a digital video signal and outputting the digital video signal.
In particular, the present invention realizes a higher output data rate of a CMOS image sensor equipped with a column-parallel AD converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は、従来の列並列型のAD変換器が
搭載されたCMOSイメージセンサについて説明するた
めのブロック構成図である。1行分のAD変換器11
1,112〜11mは、画素121,122〜12mの
1行分の出力を一斉にAD変換し、その出力がシフトレ
ジスタ14の出力で出力スイッチ151,152〜15
nを介して出力信号線181,182〜18nに接続さ
れた出力アンプ191,192〜19nからディジタル
映像信号として出力される。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is a block diagram for explaining a conventional CMOS image sensor equipped with a column-parallel type AD converter. AD converter 11 for one row
1, 112 to 11 m perform AD conversion on the output of one row of the pixels 121, 122 to 12 m all at once, and the output is the output of the shift register 14 and the output switches 151, 152 to 15
It is output as a digital video signal from the output amplifiers 191, 192 to 19n connected to the output signal lines 181, 182 to 18n via n.

【0003】次の1行分の画素131,132〜13m
もAD変換器111,112〜11nで変換され出力ア
ンプ191,192〜19nからディジタル映像信号と
して出力される。
Next row of pixels 131, 132 to 13 m
Is also converted by the AD converters 111, 112 to 11n and output as digital video signals from the output amplifiers 191, 192 to 19n.

【0004】以下、同様に各行が順次AD変換され出力
アンプ191,192〜19nからディジタル映像信号
として出力される。AD変換された結果は、1行分のデ
ィジタル映像信号を出力する期間保持する必要がある
が、AD変換器の出力にラッチを設けることで、AD変
換時間としては1行分の信号出力期間まで伸ばすことが
できる。
Similarly, each row is sequentially AD-converted and output as digital video signals from the output amplifiers 191, 192 to 19n. The result of AD conversion needs to be held for a period of outputting a digital video signal for one row. However, by providing a latch at the output of the AD converter, the AD conversion time is up to the signal output period for one row. Can be stretched.

【0005】ところで、出力ディジタル映像信号のデー
タレートは、クロックドライバ20とシフトレジスタ1
4と選択スイッチ151,152〜15nの遅延時間の
合計で決定されていた。選択スイッチ151,152〜
15nが接続されている出力信号線181,182〜1
8nの寄生容量が特にその速度を制約していた。また、
動作速度を向上させるためには、電源電圧を上げる必要
があり、そのため消費電力がデータレートの向上率以上
に増加するという問題もあった。
By the way, the data rate of the output digital video signal is determined by the clock driver 20 and the shift register 1.
4 and the delay time of the selection switches 151, 152 to 15n. Selection switches 151, 152-
15n connected output signal lines 181, 182-1
A parasitic capacitance of 8n particularly limited its speed. Also,
In order to improve the operation speed, it is necessary to increase the power supply voltage, which causes a problem that the power consumption increases beyond the improvement rate of the data rate.

【0006】出力ディジタル映像信号のデータレートを
向上する方法も考えられている。図10は従来のデータ
レートの向上させる方法について示したものである。わ
かりやすくするために、ここでは図9の181に相当す
る出力信号線とAD変換器111,112〜11nの出
力をシフトレジスタ14で選択する選択スイッチについ
てのみ示してある。
A method of improving the data rate of the output digital video signal has also been considered. FIG. 10 shows a conventional method for improving the data rate. For the sake of clarity, only the output signal line corresponding to 181 in FIG. 9 and the selection switch for selecting the outputs of the AD converters 111, 112 to 11n by the shift register 14 are shown.

【0007】すなわち、出力信号線181に相当する出
力信号線を181aと181bの複数の出力信号線に
し、AD変換器111,112でそれぞれAD変換され
た複数の画素情報を同時に出力させたものである。この
出力を選択回路MUXにより選択出力することで動作速
度を向上させることができる。
That is, the output signal line corresponding to the output signal line 181 is a plurality of output signal lines 181a and 181b, and a plurality of pieces of pixel information AD-converted by the AD converters 111 and 112 are simultaneously output. is there. By selectively outputting this output by the selection circuit MUX, the operating speed can be improved.

【0008】しかしながら、出力信号線が増えることに
より、配線領域が増えてチップサイズが大きくなるとい
う問題があった。また、トータルの配線の寄生容量も増
加するために消費電力が増加してしまうという問題があ
った。
However, there is a problem in that the number of output signal lines increases, the wiring area increases, and the chip size increases. In addition, there is a problem that the power consumption increases because the parasitic capacitance of the total wiring also increases.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の固体撮
像装置においては、出力信号線を複数設け同時に複数画
素の情報を出力させることで出力ディジタル映像信号の
データレートを向上させることはできるものの、消費電
力が増加したりチップサイズが大きくなるという問題が
あった。
In the above-mentioned conventional solid-state image pickup device, although a plurality of output signal lines are provided and information of a plurality of pixels is output at the same time, the data rate of the output digital video signal can be improved. There are problems that power consumption increases and chip size increases.

【0010】この発明は、列並列型のAD変換器が搭載
されたCMOSイメージセンサの出力データレートの高
速化と低消費電力化を実現する固体撮像装置を提供する
ことにある。
It is an object of the present invention to provide a solid-state image pickup device which realizes a high output data rate and low power consumption of a CMOS image sensor equipped with a column-parallel AD converter.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ためにこの発明では、入射光量を電気信号に変換する複
数の画素と、前記複数の画素から得られるアナログ信号
をディジタル信号に変換して走査出力する固体撮像装置
において、前記画素から得られたディジタル信号の各ビ
ットを隣接した複数の画素毎に多値信号に変換し、順次
選択して得られた多値信号から複数の画素のディジタル
値を復元して出力することを特徴とする。
In order to solve the above problems, according to the present invention, a plurality of pixels for converting the amount of incident light into electric signals and an analog signal obtained from the plurality of pixels are converted into digital signals. In a solid-state imaging device for scanning and outputting, each bit of a digital signal obtained from the pixel is converted into a multivalued signal for each of a plurality of adjacent pixels, and digital signals of a plurality of pixels are sequentially selected from the obtained multivalued signal. The feature is that the value is restored and output.

【0012】上記した手段により、隣接した複数の画素
毎に多値信号に変換することで、信号出力レートを低減
させることが可能となり、配線数の増加もなく選択スイ
ッチの総数も半分に減少させることができ、消費電力も
低減できる。
By the above-mentioned means, it is possible to reduce the signal output rate by converting into a multi-valued signal for each of a plurality of adjacent pixels, the number of wirings does not increase, and the total number of selection switches is also reduced to half. It is possible to reduce power consumption.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0014】図1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であり、図10と同一の
構成部分には同一の符号を付し、ここでは異なる構成部
分を中心に説明する。
FIG. 1 is a block diagram for explaining a first embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 10 are designated by the same reference numerals, and different components are mainly shown here. explain.

【0015】図1において、画素の出力信号は、AD変
換器111,112〜11nに供給され、ここでディジ
タル信号に変換される。DA変換器211,212〜2
1nは、同じ行の隣接した2画素121,122の同一
ビットの信号がそれぞれ入力され、2画素分の情報の入
った“00”,“01”,“10”,“11”の4値に
対応するアナログ信号電圧を出力する。
In FIG. 1, the output signal of the pixel is supplied to the AD converters 111 and 112 to 11n, where it is converted into a digital signal. DA converters 211, 212-2
1n is a 4-bit value of “00”, “01”, “10”, “11” in which signals of the same bit of two adjacent pixels 121 and 122 on the same row are input, and information for two pixels is entered. It outputs the corresponding analog signal voltage.

【0016】このAD変換器の具体的な構成例を図2に
示す。バッファアンプBA1,BA2は、入力論理値に
より電源VHHまたはVLLを出力する。抵抗器R2の抵抗
値は、抵抗器R1の2倍の抵抗値になっており、H,L
に供給される入力信号電圧が“00”の場合はVLL、
“01”の場合は(2VLL+VHH)/3、“10”の場
合(VLL+2VHH)/3、“11”の場合はVHHの4値
のアナログ電圧をそれぞれ出力する。
FIG. 2 shows a concrete example of the configuration of this AD converter. The buffer amplifiers BA1 and BA2 output the power supply VHH or VLL according to the input logical value. The resistance value of the resistor R2 is twice the resistance value of the resistor R1.
VLL when the input signal voltage supplied to is “00”,
In the case of “01”, (2VLL + VHH) / 3, in the case of “10” (VLL + 2VHH) / 3, and in the case of “11”, four-valued analog voltages of VHH are output.

【0017】これにより、選択スイッチ151,152
〜15nで選択された出力電圧が出力信号線181,1
82〜18nに出力される。選択スイッチ151,15
2〜15nは、4値のDA変換器211,212〜21
nの出力を、シフトレジスタ14の出力に基づきそれぞ
れを制御することによって、出力信号線181,18
2,18nに出力し、AD変換器231,232〜23
nにそれぞれ供給する。
As a result, the selection switches 151, 152
The output voltage selected in ˜15n is output signal line 181,1
82 to 18n. Selection switch 151,15
2 to 15n are four-valued DA converters 211, 212 to 21
The output signal lines 181, 18 are controlled by controlling the output of each of n based on the output of the shift register 14.
2, 18n, and AD converters 231, 232-23
n respectively.

【0018】DA変換器221,222〜22nも同じ
ように、同じ行の隣接された2画素123,124の同
一ビットの信号をそれぞれ入力し、2画素分の情報を持
った“00”,“01”,“10”,“11”の4値に
対応するアナログ信号電圧を出力させ、これら4値のア
ナログ信号から2画素のビットデータを再生し出力す
る。そして、選択スイッチ161,162〜16nによ
り選択されたDA変換器からの出力電圧を出力信号線1
81,182〜18nに出力する。選択スイッチ16
1,162〜16nは、4値のDA変換器221,22
2〜22nの出力を、シフトレジスタ14の出力により
制御して、出力信号線181,182〜18nよりそれ
ぞれ出力し、AD変換器231,232〜23nにそれ
ぞれ供給する。
Similarly, the DA converters 221 and 222 to 22n respectively input the signals of the same bit of the adjacent two pixels 123 and 124 in the same row and have "00" and "00" having information for two pixels. The analog signal voltages corresponding to the four values of 01 ”,“ 10 ”, and“ 11 ”are output, and the bit data of 2 pixels are reproduced and output from these four-valued analog signals. Then, the output voltage from the DA converter selected by the selection switches 161, 162 to 16n is output to the output signal line 1
81, 182 to 18n. Selection switch 16
1, 162 to 16n are four-valued DA converters 221 and 22
The outputs of 2 to 22n are controlled by the output of the shift register 14, output from the output signal lines 181, 182 to 18n, and supplied to the AD converters 231, 232 to 23n, respectively.

【0019】AD変換器231,232〜23nの構成
例を図3に示す。3個の電圧比較器VC1〜VC3に
は、図中に示す抵抗分圧によりそれぞれ(5VLL+VH
H)/6、(VLL+VHH)/2、(VLL+5VHH)/6
の3電圧が供給されている。この3電圧は、図2のDA
変換器の出力する4値レベル間の中点電圧となってい
る。従って、電圧比較器VC1〜VC3の出力をエンコ
ードして2画素分のビット情報を再現することができ
る。
An example of the configuration of the AD converters 231, 232 to 23n is shown in FIG. Each of the three voltage comparators VC1 to VC3 is (5VLL + VH) by the resistance voltage dividing shown in the figure.
H) / 6, (VLL + VHH) / 2, (VLL + 5VHH) / 6
3 voltages are being supplied. These three voltages are the DA of FIG.
It is the midpoint voltage between the four levels output by the converter. Therefore, the outputs of the voltage comparators VC1 to VC3 can be encoded to reproduce the bit information for two pixels.

【0020】このように、各出力信号線への信号出力レ
ートをそれぞれ1/2に低減が可能で、配線数の増加も
なく選択スイッチの総数も半分に減少させることができ
る。これにより消費電力も低減できる。また、同時に2
画素の情報が得られるので、例えば図1の各画素内の受
光ダイオードに添え字で示したベイヤー配列の色フィル
タのような2×2画素周期の色フィルタの場合には独立
した色信号出力を同時に得ることも可能である。
As described above, the signal output rate to each output signal line can be reduced to 1/2, and the total number of selection switches can be reduced to half without increasing the number of wirings. This can reduce power consumption. Also, 2 at the same time
Since the pixel information can be obtained, for example, in the case of a 2 × 2 pixel cycle color filter such as the Bayer array color filter shown by the suffix in the light receiving diode in each pixel in FIG. It is possible to obtain at the same time.

【0021】図4は、この発明の第2の実施の形態につ
いて説明するためのブロック図であり、図1と同一の構
成部分には同一の符号を付して説明する。
FIG. 4 is a block diagram for explaining the second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0022】この実施の形態は、DA変換器211,2
12〜21mでは4画素分の情報をそれぞれ多重化し、
AD変換器231,232〜23nで4画素分の情報に
分離し、画素毎のタイミングで出力する点が図1の構成
と異なる。
In this embodiment, DA converters 211 and 211 are used.
At 12 to 21 m, information for 4 pixels is multiplexed,
This is different from the configuration of FIG. 1 in that the AD converters 231, 232 to 23n separate the information for four pixels and output the information at each pixel timing.

【0023】ところで、DA変換器の入力ビット数が増
えると、多値レベル電圧の間隔が小さくなるため、DA
変換器および後段のAD変換器の精度が課題となってく
る。図2に示すような抵抗比でアナログ値を決定するD
A変換器をCMOS回路で構成する場合には、スイッチ
のON抵抗がバイアス電圧や温度そして製造バラツキに
よって変化するため、高精度は実現し難い。スイッチの
ON抵抗が精度に影響を与え難いものとして、図5のよ
うなスイッチドキャパシタ回路で実現することができ
る。
By the way, when the number of input bits of the DA converter increases, the interval of the multi-level voltage decreases, so that DA
The accuracy of the converter and the AD converter in the subsequent stage becomes an issue. D that determines the analog value by the resistance ratio as shown in FIG.
When the A converter is composed of a CMOS circuit, it is difficult to achieve high accuracy because the ON resistance of the switch changes depending on the bias voltage, temperature and manufacturing variations. The ON resistance of the switch is unlikely to affect the accuracy, and can be realized by the switched capacitor circuit as shown in FIG.

【0024】図6は、図5に示すDA変換器の動作を説
明するためのタイミング図である。コンデンサC1とC
2は同一形状のものを使用し、同一静電容量である。ま
ずDA変換に先立ってスイッチSrを閉じてコンデンサ
C1とC2の電荷を放電する。スイッチSdac を開き、
スイッチS1を閉じてコンデンサC1に最下位ビットの
情報電圧を蓄えた後、スイッチS1を開き、スイッチS
dac を閉じて、コンデンサC1とC2に蓄えられている
電荷を平均化(D0/2)する。次にスイッチSdac を
開き、スイッチS2を閉じてコンデンサC1に1ビット
上の情報を蓄えた後に、スイッチS2を開き、スイッチ
Sdac を閉じるコンデンサC1とC2の電荷を平均化す
ると下位2ビットに相当するアナログ電圧(2D1+D
0/4)が得られる。
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the DA converter shown in FIG. Capacitors C1 and C
2 have the same shape and have the same capacitance. First, prior to DA conversion, the switch Sr is closed to discharge the electric charges of the capacitors C1 and C2. Open the switch Sdac,
After the switch S1 is closed and the information voltage of the least significant bit is stored in the capacitor C1, the switch S1 is opened and the switch S1 is opened.
The dac is closed and the charges stored in the capacitors C1 and C2 are averaged (D0 / 2). Next, the switch Sdac is opened, the switch S2 is closed and one bit of information is stored in the capacitor C1, and then the switch S2 is opened and the switch Sdac is closed. Analog voltage (2D1 + D
0/4) is obtained.

【0025】以下同じようにして、スイッチS3、Sda
c 、S4、Sdac の順番で所望の開閉を繰り返すこと
で、4ビットのディジタル値をDA変換した電圧を発生
することができる。この電圧は利得1のバッファアンプ
501でバッファされ、選択スイッチSELnを介して
出力信号線Voに(Vmix+Vof)として出力され
る。
Thereafter, in the same manner, the switches S3, Sda
By repeating desired opening and closing in the order of c, S4, and Sdac, it is possible to generate a DA-converted voltage of a 4-bit digital value. This voltage is buffered by the buffer amplifier 501 having a gain of 1 and output as (Vmix + Vof) to the output signal line Vo via the selection switch SELn.

【0026】ここで、Vofはバッファアンプ501の
入出力間オフセット電圧である。選択スイッチSELn
が選択されているときにスイッチSr を閉じてコンデン
サC1、C2の電荷を放電すると、出力信号線Voには
オフセット電圧Vofが出力され、このときの電位変化
を検出すれば、バッファアンプ501のオフセット電圧
をキャンセルすることができ、多値レベルから複数画素
の情報を誤りなく再現することができる。これは、結合
コンデンサ502とクランプスイッチ503は、CPパ
ルスのタイミングで信号線電圧をクランプし、サンプル
ホールド回路504が放電時の電圧変化分をサンプルホ
ールドして、バッファアンプ501のオフセット電圧の
影響のない信号をAD変換器に入力し、多ビットの多重
信号を誤りなく再生できる。
Here, Vof is an offset voltage between the input and output of the buffer amplifier 501. Select switch SELn
When the switch Sr is closed and the electric charges of the capacitors C1 and C2 are discharged when is selected, the offset voltage Vof is output to the output signal line Vo. If the potential change at this time is detected, the offset of the buffer amplifier 501 is detected. The voltage can be canceled, and information of a plurality of pixels can be reproduced from the multi-valued level without error. This is because the coupling capacitor 502 and the clamp switch 503 clamp the signal line voltage at the timing of the CP pulse, and the sample hold circuit 504 samples and holds the voltage change amount at the time of discharge, and the influence of the offset voltage of the buffer amplifier 501. By inputting a non-existent signal to the AD converter, a multi-bit multiplexed signal can be reproduced without error.

【0027】図7は、図5による複数画素多重ビット信
号に対応する多値レベル信号から、直接画素毎のビット
信号を出力する逐次近似型のAD変換回路であり、図8
のタイミング図とともに説明する。
FIG. 7 shows a successive approximation type AD conversion circuit which directly outputs a bit signal for each pixel from a multi-valued level signal corresponding to the multi-pixel multiple bit signal shown in FIG.
Will be described together with the timing chart of FIG.

【0028】STRT端子には、シフトレジスタ701
のDフリップフロップ7011〜7014は全て0にセ
ットされている。SETPパルスにより、SRフリップ
フロップ7021〜7024は全て1にセットされ、D
A変換器703からはDA変換器の最大値出力が出力さ
れる。DA変換器703は(多重化されているビット数
+1)ビットの分解能のものを使いクランプときに最下
位ビットに1を入力し、電圧比較時に0とすることで、
多重化信号レベルの中間値電圧と比較することができ
る。
The shift register 701 is connected to the STRT terminal.
D flip-flops 7011 to 7014 are set to 0. All of the SR flip-flops 7021 to 7024 are set to 1 by the SETP pulse, and D
The maximum value output of the DA converter is output from the A converter 703. The DA converter 703 uses a (multiplexed bit number + 1) bit resolution and inputs 1 to the least significant bit at the time of clamping and sets it to 0 at the time of voltage comparison.
It can be compared with the median voltage of the multiplexed signal level.

【0029】結合コンデンサ704を介して入力される
多値信号電圧INをクランプスイッチ705でクランプ
したのち、図5に示す多値化DA変換器のリセットスイ
ッチSrを閉じて0レベルを出力させると、電圧比較器
706の反転入力端子電圧は、図8に示すVDACの点
線波形のように変化する。シフトレジスタクロックSR
CKが入ると、シフトレジスタ701の初段Dフリップ
フロップ7011が1にセットされ、ANDゲート70
81の出力が0レベルになりDA変換器703の出力電
圧が下がり、この変化分が入力電圧変化分と比較され
る。
After the multilevel signal voltage IN input through the coupling capacitor 704 is clamped by the clamp switch 705, the reset switch Sr of the multilevel DA converter shown in FIG. 5 is closed to output 0 level. The inverting input terminal voltage of the voltage comparator 706 changes like the dotted line waveform of VDAC shown in FIG. Shift register clock SR
When CK enters, the first stage D flip-flop 7011 of the shift register 701 is set to 1, and the AND gate 70
The output of 81 becomes 0 level, the output voltage of the DA converter 703 decreases, and this change amount is compared with the change amount of the input voltage.

【0030】このとき、入力電圧変化分の方が大きけれ
ば、DA変換器703の出力の方が大きな値なので、電
圧比較器706の出力は高レベルとなる。電圧比較器7
06の出力が高レベルであれば、SRフリップフロップ
回路用のリセットパルスRSTPが入ったときに現在比
較しているビットのANDゲート7071のみがSRフ
リップフロップ回路7021をリセットする。
At this time, if the change of the input voltage is larger, the output of the DA converter 703 has a larger value, so that the output of the voltage comparator 706 becomes high level. Voltage comparator 7
If the output of 06 is high level, only the AND gate 7071 of the bit currently being compared when the reset pulse RSTP for the SR flip-flop circuit is input resets the SR flip-flop circuit 7021.

【0031】逆に、DA変換器703の出力の変化分の
方が大きければ電圧比較器706の出力は低レベルとな
り、RSTP信号が入っているANDゲート7070は
パルスを出さず、SRフリップフロップ回路7021は
そのままの値を維持する。SRCKパルスが入ると次に
大きな重みを持つのビットの比較を行い、逐次入力信号
電圧を近似するDA変換器703より出力を出す。電圧
比較器706の出力は判定パルスRSTPによりサンプ
リングされて、最上位ビットからシリアルでD型フリッ
プフロップ709より出力されるため、画素毎のディジ
タル映像信号を出力することができる。
On the contrary, if the change in the output of the DA converter 703 is larger, the output of the voltage comparator 706 becomes low level, the AND gate 7070 containing the RSTP signal does not output a pulse, and the SR flip-flop circuit. 7021 maintains the same value. When the SRCK pulse is input, the bit having the next largest weight is compared, and the DA converter 703 that sequentially approximates the input signal voltage outputs the output. The output of the voltage comparator 706 is sampled by the determination pulse RSTP and serially output from the D-type flip-flop 709 from the most significant bit, so that a digital video signal for each pixel can be output.

【0032】この実施の形態では、図5のDA変換器、
図7のAD変換器を用いることでより多値レベルの入力
にも対応可能である。このため、DA変換器の入力ビッ
ト数を増加させて多値レベルに電圧間隔を小さくできる
ことから精度のよいアナログ電圧への変換を実現するこ
とができる。
In this embodiment, the DA converter of FIG.
By using the AD converter shown in FIG. 7, it is possible to cope with multi-level input. Therefore, since the number of input bits of the DA converter can be increased and the voltage interval can be reduced to a multilevel level, it is possible to realize accurate conversion into an analog voltage.

【0033】この発明は上記した実施の形態に限定され
るものではなく、隣接する複数画素を多重化する例とし
て2,4画素の例を説明したが、隣接の関係にあれば他
の画素数の多重化にも可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and an example of 2 or 4 pixels has been described as an example of multiplexing a plurality of adjacent pixels. Is also possible.

【0034】[0034]

【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、出力信号線を増加させることなく同時
に複数の画素の信号出力を得られるので、チップ面積の
増加なく従って低価格で高い出力データレートを得るこ
とができる。また、信号線に接続される選択スイッチの
数も減少するため、寄生容量が低下し消費電力も減少す
る。
As described above, according to the solid-state image pickup device of the present invention, the signal outputs of a plurality of pixels can be obtained at the same time without increasing the number of output signal lines. A high output data rate can be obtained. Further, since the number of selection switches connected to the signal line is also reduced, parasitic capacitance is reduced and power consumption is also reduced.

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

【図1】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。
FIG. 1 is a block diagram for explaining a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のDA変換器の具体例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 specific example of the DA converter shown in FIG.

【図3】図1のAD変換器の具体例について説明するた
めのブロック図。
FIG. 3 is a block diagram for explaining a specific example of the AD converter in FIG.

【図4】この発明の第2の実施の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DA変換器の具体例について説明するた
めのブロック図。
5 is a block diagram for explaining a specific example of the DA converter shown in FIG.

【図6】図5の動作について説明するためのタイミング
図。
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of FIG.

【図7】図4のAD変換器の具体例について説明するた
めのブロック図。
7 is a block diagram illustrating a specific example of the AD converter in FIG.

【図8】図7の動作について説明するためのタイミング
図。
8 is a timing chart for explaining the operation of FIG.

【図9】従来の列並列型のAD変換器を搭載したCMO
Sイメージセンサのブロック構成図。
FIG. 9 is a CMO equipped with a conventional column-parallel AD converter.
The block block diagram of an S image sensor.

【図10】従来の高速化手法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 conventional speed-up method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

111,112〜11m、231,232〜23n…A
D変換器 121,122〜12m、131,132〜13m…画
素 14…シフトレジスタ 151,152〜15n、161,162〜16n…選
択スイッチ 181,182〜18n…出力信号線 20…クロックドライバ 211,213〜21n…DA変換器
111, 112-11m, 231, 232-23n ... A
D converters 121, 122 to 12m, 131, 132 to 13m ... Pixel 14 ... Shift registers 151, 152-15n, 161, 162-16n ... Selection switch 181, 182-18n ... Output signal line 20 ... Clock drivers 211, 213 -21n ... DA converter

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/30 - 5/335 H01L 27/14 Front page continuation (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 5/30-5/335 H01L 27/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入射光量を電気信号に変換する複数の画
素と、前記複数の画素から得られるアナログ信号をディ
ジタル信号に変換して走査出力する固体撮像装置におい
て、 前記画素から得られたディジタル信号の各ビットを隣接
した複数の画素毎に多値信号に変換し、順次選択して得
られた多値信号から複数の画素のディジタル値を復元し
て出力することを特徴とする固体撮像装置。
1. A solid-state imaging device, comprising: a plurality of pixels that convert an amount of incident light into an electric signal; and an analog signal obtained from the plurality of pixels that is converted into a digital signal for scanning output. The solid-state imaging device is characterized in that each bit is converted into a multi-valued signal for each of a plurality of adjacent pixels, and digital values of the plurality of pixels are restored and output from the multi-valued signal obtained by sequential selection.
【請求項2】 ディジタル値を復元して出力する際に、
復元されたディジタル値を走査する手段を有し、連続し
た画素ディジタル信号として出力することを特徴とする
請求項1に記載の固体撮像装置。
2. When restoring and outputting a digital value,
The solid-state image pickup device according to claim 1, further comprising means for scanning the restored digital value, and outputting the pixel value as a continuous pixel digital signal.
【請求項3】 ディジタル値を復元して同時に出力した
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
3. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the digital value is restored and simultaneously output.
【請求項4】 ディジタル値を走査する手段は上位ビッ
トから順次ディジタル値を決定するシリアル出力型のA
D変換であることを特徴とする請求項2に記載の固体撮
像装置。
4. A serial output type A for sequentially deciding a digital value from the upper bits as means for scanning the digital value.
The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the solid-state imaging device is D conversion.
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