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JP2001298664A - X-y address selection type solid-state image pickup device - Google Patents

X-y address selection type solid-state image pickup device

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Publication number
JP2001298664A
JP2001298664A JP2000113070A JP2000113070A JP2001298664A JP 2001298664 A JP2001298664 A JP 2001298664A JP 2000113070 A JP2000113070 A JP 2000113070A JP 2000113070 A JP2000113070 A JP 2000113070A JP 2001298664 A JP2001298664 A JP 2001298664A
Authority
JP
Japan
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block
signal line
output
group
horizontal
Prior art date
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Application number
JP2000113070A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4354081B2 (en
Inventor
Seisuke Matsuda
成介 松田
Isao Takayanagi
功 高柳
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.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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 Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP2000113070A priority Critical patent/JP4354081B2/en
Publication of JP2001298664A publication Critical patent/JP2001298664A/en
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Publication of JP4354081B2 publication Critical patent/JP4354081B2/en
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-Y address selection type solid-state image pickup device which can suppress increase of the stable time and lowering of stability of an output block that are problems caused in an initialization mode of a horizontal signal line despite a large number of pixels. SOLUTION: This image pickup device is provided with a pixel block 1 where the pixels are arranged in a matrix form, a row selection block 2, a vertical signal line group 3, an analog signal processing block 4 which performs the analog signal processing to the pixel output, a hold capacitor group 5 which stores the signals that undergo the analog signal processing, a switch group 6 which selects the reading of signals, a horizontal signal line 7, a horizontal scan block 9 which controls a switch group, an output block 10 which consists of an operation amplifier 11, a feed back capacitance 12, an offset voltage holding capacitance 13 and a feedback capacitance initialization switch 14 and reads out the signal level of the line 7 and a voltage source 18 which performs initialization of the line 7. In such a constitution, the initialization of the line 7 is separated from the reset operation of an output block in terms of direct current.

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、X−Yアドレス
選択型固体撮像素子に関し、特に多画素化に適したX−
Yアドレス選択型固体撮像素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an XY address selection type solid-state imaging device, and more particularly to an XY address selection type solid-state imaging device suitable for increasing the number of pixels.
The present invention relates to a Y-address selection type solid-state imaging device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的に、X−Yアドレス選択型固体撮
像素子は、入射光量に応じた電気信号を出力する光電変
換画素をマトリクス状に配置し、行単位で画素出力を垂
直信号線に転送し、ノイズ成分の除去などのアナログ信
号処理を行った後、各画素の信号を水平信号線に読み出
し、水平信号線に接続された出力回路を通して時系列的
に出力するように構成されている。このような構成のX
−Yアドレス選択型固体撮像素子の一例は、例えば特開
平7−283386号公報に示されている。
2. Description of the Related Art In general, an XY address selection type solid-state image pickup device arranges photoelectric conversion pixels for outputting an electric signal corresponding to the amount of incident light in a matrix, and outputs the pixel output to a vertical signal line for each row. After being transferred and subjected to analog signal processing such as removal of noise components, the signal of each pixel is read out to a horizontal signal line, and is output in time series through an output circuit connected to the horizontal signal line. . X having such a configuration
An example of a -Y address selection type solid-state imaging device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-283386.

【0003】図4は、かかる従来のX−Yアドレス選択
型固体撮像素子の構成を示すブロック図である。図4に
おいて、1は光電変換画素をマトリクス状に配置した画
素ブロック、2は前記画素ブロック1の任意の行を選択
する行選択ブロック、3は選択行の画素出力を出力する
垂直信号線群、4は垂直信号線群3の画素出力に対して
ノイズ成分の除去などを行うアナログ信号処理ブロッ
ク、5はアナログ信号処理された信号を蓄えるホールド
コンデンサ群、6はホールドコンデンサ群5に蓄積され
た信号の読み出しを選択するNMOSトランジスタを用
いたスイッチ群、7はホールドコンデンサ群5の蓄積信
号を転送する水平信号線、8は水平信号線7の配線容量
及びスイッチ群6を構成するトランジスタのソース容量
が主要因である水平信号線7に付随する寄生容量、9は
前記スイッチ群6の動作を制御する水平走査ブロック、
10は水平信号線7の信号レベルを読み出す出力ブロック
である。更に、11はオペアンプ、12はオペアンプ11の帰
還容量、15はオペアンプ11の+入力端子に印加する電圧
値=VREF の基準電圧源、16はオペアンプ11の出力端
子、31は帰還容量12をショートさせるスイッチであり、
これらにより出力ブロック10が構成されている。なお、
画素ブロック1は外周にAL配線などで遮光された遮光
画素1aを持ち、遮光画素の内側に光を検出する受光画
素1bが配置されている。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of such a conventional XY address selection type solid-state imaging device. 4, reference numeral 1 denotes a pixel block in which photoelectric conversion pixels are arranged in a matrix, 2 denotes a row selection block that selects an arbitrary row of the pixel block 1, 3 denotes a vertical signal line group that outputs a pixel output of the selected row, Reference numeral 4 denotes an analog signal processing block that removes noise components from the pixel output of the vertical signal line group 3, reference numeral 5 denotes a hold capacitor group that stores analog-signal processed signals, and reference numeral 6 denotes a signal that is stored in the hold capacitor group 5. A switch group using NMOS transistors for selecting the read operation, 7 is a horizontal signal line for transferring an accumulation signal of the hold capacitor group 5, 8 is a wiring capacitance of the horizontal signal line 7 and a source capacitance of a transistor forming the switch group 6. Parasitic capacitance associated with the horizontal signal line 7 which is a main factor, a horizontal scanning block 9 for controlling the operation of the switch group 6,
An output block 10 reads the signal level of the horizontal signal line 7. Further, 11 is an operational amplifier, 12 is a feedback capacitance of the operational amplifier 11, 15 is a reference voltage source having a voltage value VREF applied to the + input terminal of the operational amplifier 11, 16 is an output terminal of the operational amplifier 11, and 31 is a short circuit of the feedback capacitance 12. Switch
These constitute an output block 10. In addition,
The pixel block 1 has light-shielded pixels 1a that are shielded from light by AL wiring or the like on the outer periphery, and light-receiving pixels 1b that detect light are arranged inside the light-shielded pixels.

【0004】次に、このように構成されているX−Yア
ドレス選択型固体撮像素子の動作を、行選択ブロック2
によりN行が選択された場合を例にして説明する。始め
に、行選択ブロック2よりN行が選択されると、N行に
配置されている各画素より入射光量に応じた画素信号が
垂直信号線群3へ送られ、アナログ信号処理ブロック4
においてノイズ成分を除去した後、ホールドコンデンサ
群5に蓄積される。ここで、ホールドコンデンサ群5の
端子電圧は入射光のない遮光画素でVOB,受光画素では
光量に応じて低下し、仮に、0列目と1列目のホールド
コンデンサ端子電圧は、それぞれVOBとVOB−Vsig と
で表されるものとする。
[0004] Next, the operation of the XY address selection type solid-state imaging device having the above-described configuration will be described with reference to the row selection block 2.
Will be described by way of example when N rows are selected. First, when N rows are selected from the row selection block 2, pixel signals corresponding to the amount of incident light are sent from each pixel arranged in the N rows to the vertical signal line group 3, and the analog signal processing block 4
After the noise component is removed in step (5), the noise component is accumulated in the hold capacitor group 5. Here, the terminal voltage of the hold capacitor group 5 decreases in accordance with the light amount in the light-shielded pixel and the light amount in the light-shielded pixel without incident light. Assuming that the terminal voltages of the hold capacitors in the 0th and 1st columns are VOB and VOB, −Vsig.

【0005】次に、スイッチ31をCLOSE とするリセット
動作、すなわち帰還容量12のショート及び水平信号線7
の初期化を行う。このときオペアンプ11はボルテージフ
ォロア接続となり、水平信号線7を基準電圧源15の電圧
値(=VREF )に設定する。このとき、寄生容量8が出
力ブロック10の負荷容量として作用するため、寄生容量
8の充放電時間と出力ブロック10の安定度に注意を要す
る。
Next, a reset operation for setting the switch 31 to CLOSE, that is, a short circuit of the feedback capacitor 12 and the horizontal signal line 7
Is initialized. At this time, the operational amplifier 11 is in a voltage follower connection, and sets the horizontal signal line 7 to the voltage value (= VREF) of the reference voltage source 15. At this time, since the parasitic capacitance 8 acts as the load capacitance of the output block 10, attention must be paid to the charging and discharging time of the parasitic capacitance 8 and the stability of the output block 10.

【0006】更に、スイッチ31を0PEN(リセット動作解
除)後に、スイッチ群6のうち0列目のスイッチをCLOS
E とし、ホールドコンデンサに蓄積された信号を水平信
号線7に転送する。このリセット動作と転送動作を1セ
ットにして信号読み出し動作と呼ぶ。引き続きリセット
動作と転送動作がセットになった信号読み出し動作を1
列目に対して行う。これらの信号読み出し動作により、
水平信号線7の初期化電圧とホールドコンデンサに蓄積
された信号電圧の電圧差が出力ブロック10を介し、リセ
ット出力(=VREF )を基準として反転増幅される。な
お、出力ブロック10の増幅率は、(ホールドコンデンサ
の容量値/帰還容量の容量値)である。
Further, after the switch 31 is set to 0PEN (reset operation is released), the switch in the 0th column of the switch group 6 is set to CLOS
The signal stored in the hold capacitor is transferred to the horizontal signal line 7 as E. The reset operation and the transfer operation are set as one set and are referred to as a signal read operation. Subsequently, the signal read operation in which the reset operation and the transfer operation are set
Perform for the column. By these signal reading operations,
The voltage difference between the initialization voltage of the horizontal signal line 7 and the signal voltage stored in the hold capacitor is inverted and amplified via the output block 10 with reference to the reset output (= VREF). The amplification factor of the output block 10 is (capacity value of hold capacitor / capacity value of feedback capacitance).

【0007】仮に、1列目のホールドコンデンサ端子電
圧をVOB−Vsig とすれば、オペアンプ11の出力端子16
には、次式(1)で示される出力電圧VOUT が現れる。 VOUT =VREF −{(VOB−Vsig)−VREF }(Ch /Cf ) =VREF +(VREF −VOB)(Ch /Cf )+(Ch /Cf )Vsig ・・・・・・・・・・(1) ここで、Ch はホールドコンデンサの容量値、Cf は帰
還容量の容量値である。更に、VOB=VREF となるよう
に基準電圧源15を調整すれば、式(1)は次式(2)の
ように簡略化できる。 VOUT =VREF +(Ch /Cf )Vsig ・・・・・・・・・・・・(2) 式(2)より、基準電圧VREF からの差電圧という形で
画素信号が出力される。この後、2列目、3列目・・・
・・と最終列まで順次信号読み出し動作を行い、N行目
の処理が終了する。
If the voltage of the hold capacitor terminal in the first column is VOB-Vsig, the output terminal 16 of the operational amplifier 11 is
, An output voltage VOUT expressed by the following equation (1) appears. VOUT = VREF − {(VOB−Vsig) −VREF} (Ch / Cf) = VREF + (VREF−VOB) (Ch / Cf) + (Ch / Cf) Vsig (1) Here, Ch is the capacitance value of the hold capacitor, and Cf is the capacitance value of the feedback capacitance. Further, if the reference voltage source 15 is adjusted so that VOB = VREF, the equation (1) can be simplified as the following equation (2). VOUT = VREF + (Ch / Cf) Vsig (2) From equation (2), a pixel signal is output in the form of a difference voltage from the reference voltage VREF. After this, the second and third rows ...
.., The signal reading operation is sequentially performed up to the last column, and the processing of the Nth row is completed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図4に示し
た従来のX−Yアドレス選択型固体撮像素子では、リセ
ット動作時に水平信号線7の寄生容量8が出力ブロック
10の負荷容量として作用する。多画素化により1行当た
りの画素数が増えると、水平信号線7の配線が延長する
と共にスイッチ群6に含まれるスイッチ数が増加するた
め、寄生容量8が大きくなる。したがって、多画素化す
ることで水平信号線の初期化時に出力ブロック10の負荷
容量が大きくなるため、回路的な負担が増し安定時間の
増大及び安定度の低下を引き起こす。以上のように、従
来提案されているX−Yアドレス選択型固体撮像素子で
は、多画素化に対して十分な考慮がなされていない。
By the way, in the conventional XY address selection type solid-state image pickup device shown in FIG.
Acts as a load capacity of 10. When the number of pixels per row increases due to the increase in the number of pixels, the wiring of the horizontal signal line 7 is extended and the number of switches included in the switch group 6 increases, so that the parasitic capacitance 8 increases. Therefore, by increasing the number of pixels, the load capacity of the output block 10 increases at the time of initializing the horizontal signal line, so that the load on the circuit increases, and the stabilization time increases and the stability decreases. As described above, in the conventionally proposed XY address selection type solid-state imaging device, sufficient consideration has not been given to increasing the number of pixels.

【0009】本発明は、従来のX−Yアドレス選択型固
体撮像素子における上記問題点を解消するためになされ
たもので、多画素化しても水平信号線の初期化時に問題
となる安定時間の増大及び出力ブロックの安定度の低下
を抑えられるようにしたX−Yアドレス選択型固体撮像
素子を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problem in the conventional XY address selection type solid-state image pickup device. Even if the number of pixels is increased, the stabilization time which becomes a problem when initializing the horizontal signal line is reduced. It is an object of the present invention to provide an XY address selection type solid-state imaging device capable of suppressing an increase and a decrease in stability of an output block.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1に係る発明は、光電変換画素をマトリクス
状に配置した画素ブロックと、前記画素ブロックの任意
の行を選択する行選択ブロックと、前記行選択ブロック
によって選ばれた選択行の画素出力を出力する垂直信号
線群と、前記垂直信号線群の画素出力に対してアナログ
信号処理を行うアナログ信号処理ブロックと、アナログ
信号処理された信号を蓄えるホールドコンデンサ群と、
前記ホールドコンデンサ群に蓄積された信号の読み出し
を選択するスイッチ群と、前記ホールドコンデンサ群の
蓄積信号を転送する水平信号線と、前記スイッチ群の動
作を制御する水平走査ブロックと、反転増幅器と前記水
平信号線と前記反転増幅器の出力端子間に接続された第
1の容量と前記水平信号線と前記反転増幅器の入力端子
間に接続された第2の容量と前記反転増幅器の入力端子
と出力端子間に接続されたスイッチとからなり前記水平
信号線の信号レベルを読み出す出力ブロックと、前記水
平信号線の初期化を行う電源とを備え、水平信号線の初
期化と出力ブロックのリセット動作とを直流的に分離す
るようにしてX−Yアドレス選択型固体撮像素子を構成
するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pixel block in which photoelectric conversion pixels are arranged in a matrix, and a row selection for selecting an arbitrary row of the pixel block. A block, a vertical signal line group that outputs a pixel output of a selected row selected by the row selection block, an analog signal processing block that performs analog signal processing on the pixel output of the vertical signal line group, and an analog signal processing Hold capacitors that store the signal
A switch group for selecting reading of a signal stored in the hold capacitor group, a horizontal signal line for transferring a stored signal of the hold capacitor group, a horizontal scanning block for controlling the operation of the switch group, an inverting amplifier, A first capacitor connected between a horizontal signal line and an output terminal of the inverting amplifier, a second capacitor connected between the horizontal signal line and an input terminal of the inverting amplifier, and an input terminal and an output terminal of the inverting amplifier; An output block for reading the signal level of the horizontal signal line, comprising a switch connected between the output block and a power supply for initializing the horizontal signal line, and performing a horizontal signal line initialization and an output block reset operation. The XY address selection type solid-state imaging device is configured so as to be separated in direct current.

【0011】このように構成されたX−Yアドレス選択
型固体撮像素子では、出力ブロックのリセット動作と水
平信号線の初期化を直流的に分離できるため、多画素化
により水平信号線の寄生容量が大きくなっても、出力ブ
ロックの安定度低下を引き起こすことがない。また、水
平信号線の初期化に用いる電圧源に求められる機能は、
容量を急速に充電するための電流能力のみで、比較的単
純な回路で実現でき、したがって、水平信号線の寄生容
量の増加に基づく初期化時の安定時間の増大を容易に抑
制することが可能となる。
In the XY address selection type solid-state image pickup device having such a configuration, since the reset operation of the output block and the initialization of the horizontal signal line can be separated in a DC manner, the parasitic capacitance of the horizontal signal line is increased by increasing the number of pixels. Does not cause a decrease in the stability of the output block. The function required for the voltage source used for initializing the horizontal signal line is as follows:
It can be realized with a relatively simple circuit using only the current capacity for rapidly charging the capacitance, and therefore, it is possible to easily suppress an increase in the stabilization time during initialization due to an increase in the parasitic capacitance of the horizontal signal line. Becomes

【0012】請求項2に係る発明は、光電変換画素をマ
トリクス状に配置した画素ブロックと、前記画素ブロッ
クの任意の行を選択する行選択ブロックと、前記行選択
ブロックによって選ばれた選択行の画素出力を出力する
垂直信号線群と、前記垂直信号線群の画素出力に対して
アナログ信号処理を行うアナログ信号処理ブロックと、
アナログ信号処理された信号を蓄えるホールドコンデン
サ群と、前記ホールドコンデンサ群に蓄積された信号の
読み出しを選択するスイッチ群と、前記ホールドコンデ
ンサ群の蓄積信号を転送する水平信号線と、前記スイッ
チ群の動作を制御する水平走査ブロックと、反転増幅器
と前記水平信号線と前記反転増幅器の出力端子間に接続
された第1の容量と前記水平信号線と前記反転増幅器の
入力端子間に接続された第2の容量と前記反転増幅器の
入力端子と出力端子間に接続されたスイッチとからなり
前記水平信号線の信号レベルを読み出す出力ブロック
と、前記水平信号線の初期化電圧値を調整する調整ブロ
ックとを備え、水平信号線の初期化と出力ブロックのリ
セット動作とを直流的に分離すると共に、前記出力ブロ
ックの黒レベル出力を予め設定された値と等しくするよ
うにしてX−Yアドレス選択型固体撮像素子を構成する
ものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a pixel block in which photoelectric conversion pixels are arranged in a matrix, a row selection block for selecting an arbitrary row of the pixel block, and a selection row selected by the row selection block. A vertical signal line group that outputs a pixel output, an analog signal processing block that performs analog signal processing on the pixel output of the vertical signal line group,
A hold capacitor group for storing signals processed by analog signal processing, a switch group for selecting reading of signals stored in the hold capacitor group, a horizontal signal line for transferring a stored signal of the hold capacitor group, A horizontal scanning block for controlling operation; an inverting amplifier, a first capacitor connected between the horizontal signal line and an output terminal of the inverting amplifier, and a first capacitor connected between the horizontal signal line and an input terminal of the inverting amplifier. An output block for reading a signal level of the horizontal signal line, the output block including a capacitor of No. 2 and a switch connected between an input terminal and an output terminal of the inverting amplifier; and an adjustment block for adjusting an initialization voltage value of the horizontal signal line. DC separation between the initialization of the horizontal signal line and the reset operation of the output block, and the black level output of the output block It constitutes a X-Y address selection type solid state image pickup device so as to equal the preset value.

【0013】このように構成されたX−Yアドレス選択
型固体撮像素子では、出力ブロックのリセット動作と水
平信号線の初期化を直流的に分離できるため、多画素化
により水平信号線の寄生容量が大きくなっても、出力ブ
ロックの安定度低下を引き起こすことがない。また、水
平信号線の初期化に用いる電圧源に求められる機能は、
容量を急速に充電するための電流能力のみで、比較的単
純な回路で実現でき、したがって、水平信号線の寄生容
量の増加に基づく初期化時の安定時間の増大を容易に抑
制することが可能となる。更に、出力ブロックの黒レベ
ル出力を予め設定した値に調整できるため、製造バラツ
キや温度変化に対して有利となる。
In the XY address selection type solid-state imaging device having the above-described configuration, the reset operation of the output block and the initialization of the horizontal signal line can be separated in a direct current manner. Does not cause a decrease in the stability of the output block. The function required for the voltage source used for initializing the horizontal signal line is as follows:
It can be realized with a relatively simple circuit using only the current capacity for rapidly charging the capacitance, and therefore, it is possible to easily suppress an increase in the stabilization time during initialization due to an increase in the parasitic capacitance of the horizontal signal line. Becomes Further, the black level output of the output block can be adjusted to a preset value, which is advantageous for manufacturing variations and temperature changes.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明を
行う。図1は本発明に係るX−Yアドレス選択型固体撮
像素子に対する第1の実施の形態を示す回路構成図であ
り、図4に示した従来例と対応する構成要素には同一の
符号を付して示している。図1において、1は光電変換
画素をマトリクス状に配置した画素ブロック、2は前記
画素ブロック1の任意の行を選択する行選択ブロック、
3は選択行の画素出力を出力する垂直信号線群、4は垂
直信号線群3の画素出力に対してノイズ成分の除去など
のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理ブロック、
5はアナログ信号処理された信号を蓄えるホールドコン
デンサ群、6はホールドコンデンサ群5に蓄積された信
号の読み出しを選択するNMOSトランジスタを用いた
スイッチ群、7はホールドコンデンサ群5の蓄積信号を
転送する水平信号線、8は水平信号線7の配線容量及び
スイッチ群6を構成するトランジスタのソース容量が主
要因である水平信号線7に付随する寄生容量、9は前記
スイッチ群6の動作を制御する水平走査ブロック、10は
水平信号線7の信号レベルを読み出す出力ブロック、17
は水平信号線7を初期化するスイッチ、18は水平信号線
7を初期化する電圧値がVBIASの電圧源である。
Next, an embodiment will be described. FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of an XY address selection type solid-state imaging device according to the present invention. Components corresponding to those of the conventional example shown in FIG. Is shown. In FIG. 1, 1 is a pixel block in which photoelectric conversion pixels are arranged in a matrix, 2 is a row selection block for selecting an arbitrary row of the pixel block 1,
Reference numeral 3 denotes a vertical signal line group that outputs a pixel output of a selected row, 4 denotes an analog signal processing block that performs analog signal processing such as noise component removal on the pixel output of the vertical signal line group 3,
Reference numeral 5 denotes a group of hold capacitors for storing the signals processed by the analog signal processing, 6 denotes a group of switches using NMOS transistors for selecting the reading of the signals stored in the group of hold capacitors 5, and 7 transfers the stored signal of the group of hold capacitors 5. A horizontal signal line 8 is a parasitic capacitance associated with the horizontal signal line 7 mainly due to a wiring capacitance of the horizontal signal line 7 and a source capacitance of a transistor constituting the switch group 6, and 9 controls an operation of the switch group 6. A horizontal scanning block, 10 is an output block for reading the signal level of the horizontal signal line 7;
Is a switch for initializing the horizontal signal line 7, and 18 is a voltage source whose voltage value for initializing the horizontal signal line 7 is VBIAS.

【0015】また、11はオペアンプ、12はオペアンプ11
の出力端子と水平信号線7との間に接続されたオペアン
プの帰還容量、13はオペアンプ11の−入力端子と水平信
号線7との間に接続されたオフセット電圧保存用容量、
14はオペアンプ11の出力端子と−入力端子との間に接続
された帰還容量12を初期化するスイッチ、15はオペアン
プ11の+入力端子に印加する電圧値がVREF の基準電圧
源、16はオペアンプ11の出力端子で、これらにより出力
ブロック10が構成されている。なお、画素ブロック1は
外周にAL配線などで遮光された遮光画素1aを持ち、
遮光画素の内側に光を検出する受光画素1bが配置され
ている。
Reference numeral 11 denotes an operational amplifier, and 12 denotes an operational amplifier.
A feedback capacitance of an operational amplifier connected between the output terminal of the operational amplifier 11 and the horizontal signal line 7; a capacitance 13 for storing an offset voltage connected between the negative input terminal of the operational amplifier 11 and the horizontal signal line 7;
14 is a switch for initializing the feedback capacitor 12 connected between the output terminal and the-input terminal of the operational amplifier 11, 15 is a reference voltage source whose voltage applied to the + input terminal of the operational amplifier 11 is VREF, and 16 is an operational amplifier. The output block 11 is composed of 11 output terminals. Note that the pixel block 1 has light-shielded pixels 1a on the outer periphery that are shielded from light by AL wiring or the like.
A light receiving pixel 1b for detecting light is arranged inside the light shielding pixel.

【0016】次に、このように構成されている第1の実
施の形態の動作を、行選択ブロック2によりN行が選択
された場合を例にして説明する。なお、ホールドコンデ
ンサ群5にノイズ成分を除去した信号が蓄積されるまで
の動作は、図4に示した従来例と同様なのでその説明は
省略する。なお、ホールドコンデンサ群5の1列目の端
子電圧は、VOB−Vsig と表されるものとする。
Next, the operation of the first embodiment configured as described above will be described by taking as an example a case where N rows are selected by the row selection block 2. The operation until the signal from which the noise component has been removed is stored in the hold capacitor group 5 is the same as that of the conventional example shown in FIG. It is assumed that the terminal voltage of the first column of the hold capacitor group 5 is expressed as VOB-Vsig.

【0017】まず、初期化スイッチ14とスイッチ17を共
にCLOSE とするリセット動作を行う。このとき、オペア
ンプ11はボルテージフォロア接続で、+入力端子と−入
力端子は等しい電圧(=VREF)となる。一方、水平信号
線7は電圧源18に接続されるから、VBIASと同電位とな
る。したがって、オペアンプ11の出力端子16は、帰還容
量12とオフセット容量13を介して水平信号線7と接続さ
れ、水平信号線7とは直流的に分離される。すなわち、
寄生容量8は出力ブロック10の負荷容量とはならず、安
定性などの回路的特性に影響を及ぼさない。なお、帰還
容量12とオフセット容量13の端子間には、VREF −VBI
ASの電圧が印加されている。
First, a reset operation in which both the initialization switch 14 and the switch 17 are set to CLOSE is performed. At this time, the operational amplifier 11 has a voltage follower connection, and the + input terminal and the − input terminal have the same voltage (= VREF). On the other hand, since the horizontal signal line 7 is connected to the voltage source 18, it has the same potential as VBIAS. Therefore, the output terminal 16 of the operational amplifier 11 is connected to the horizontal signal line 7 via the feedback capacitance 12 and the offset capacitance 13, and is separated from the horizontal signal line 7 in a DC manner. That is,
The parasitic capacitance 8 does not become a load capacitance of the output block 10 and does not affect circuit characteristics such as stability. Note that VREF−VBI is provided between the terminals of the feedback capacitance 12 and the offset capacitance 13.
AS voltage is applied.

【0018】次に、初期化スイッチ14とスイッチ17を共
にOPEN(リセット動作の解除)とした後に,スイッチ群
6のうち0列目のスイッチのみをCLOSE とし、ホールド
コンデンサに蓄積された信号を水平信号線7に転送す
る。このリセット動作と転送動作を1セットにして信号
読み出し動作と呼ぶ。更に、リセット動作と転送動作が
セットになった信号読み出し動作を1列目に対して行
う。これらの信号読み出し動作により、水平信号線7の
初期化電圧とホールドコンデンサに蓄積された信号電圧
の電圧差が、出力ブロック10を介して反転増幅される。
なお、出力ブロック10の増幅率は、(ホールドコンデン
サの容量値/帰還容量の容量値)で、出力ブロック10の
リセット出力(=VREF)を基準とする。
Next, after both the initialization switch 14 and the switch 17 are set to OPEN (cancel the reset operation), only the switch in the 0th column of the switch group 6 is set to CLOSE, and the signal accumulated in the hold capacitor is changed to horizontal. Transfer to signal line 7. The reset operation and the transfer operation are set as one set and are referred to as a signal read operation. Further, a signal read operation in which the reset operation and the transfer operation are set is performed on the first column. By these signal reading operations, the voltage difference between the initialization voltage of the horizontal signal line 7 and the signal voltage stored in the hold capacitor is inverted and amplified via the output block 10.
The amplification factor of the output block 10 is (capacitance value of hold capacitor / capacitance value of feedback capacitance) and is based on the reset output (= VREF) of the output block 10.

【0019】仮に、1列目のホールドコンデンサ端子電
圧をVOB−Vsig とすれば、オペアンプ11の出力端子16
には、次式(3)で示される出力電圧V0UT が現れる。 VOUT =VREF −{(VOB−Vsig)−VBIAS}(Ch /Cf ) =VREF +(VBIAS−VOB)(Ch /Cf )+(Ch /Cf )Vsig ・・・・・・・・・・(3) ここで、Ch はホールドコンデンサの容量値、Cf は帰
還容量の容量値である。更に、VOB=VBIASとなるよう
に電圧源18を調整すれば、式(3)は次式(4)のよう
に簡略化できる。 VOUT =VREF +(Ch /Cf )Vsig ・・・・・・・・・・・・(4) 式(4)より、基準電圧VREF からの差電圧という形で
画素信号が出力される。この後、2列目、3列目・・・
・・と最終列まで順次信号読み出し動作を行い、N行目
の処理が終了する。
Assuming that the voltage of the hold capacitor terminal in the first column is VOB-Vsig, the output terminal 16 of the operational amplifier 11 is
, An output voltage V0UT expressed by the following equation (3) appears. VOUT = VREF − {(VOB−Vsig) −VBIAS} (Ch / Cf) = VREF + (VBIAS−VOB) (Ch / Cf) + (Ch / Cf) Vsig (3) Here, Ch is the capacitance value of the hold capacitor, and Cf is the capacitance value of the feedback capacitance. Further, if the voltage source 18 is adjusted so that VOB = VBIAS, the equation (3) can be simplified as the following equation (4). VOUT = VREF + (Ch / Cf) Vsig (4) From equation (4), a pixel signal is output in the form of a voltage difference from the reference voltage VREF. After this, the second and third rows ...
.., The signal reading operation is sequentially performed up to the last column, and the processing of the Nth row is completed.

【0020】以上のように、図1に示した実施の形態に
係るX−Yアドレス選択型固体撮像素子では、水平信号
線7の初期化を独立した電圧源18で行うため、水平信号
線7の初期化動作と出力ブロック10のリセット動作とを
直流的に分離することができる。すなわち、出力ブロッ
ク10の負荷容量は帰還容量12とオフセット電圧保存用容
量13のみであり、寄生容量8は出力ブロック10の負荷容
量とはならない。したがって、多画素化により水平信号
線7の寄生容量8が大きくなっても、出力ブロック10の
特性は影響を受けず、出力ブロック10の安定度が損なわ
れることがない。また、電圧源18に求められる特性は寄
生容量8を急速に充電するための電流能力のみであり、
一般的なレギュレータ回路で実現できるため、水平信号
線7の寄生容量8が大きくなっても初期化時の安定時間
の増大を容易に抑制することが可能となる。
As described above, in the XY address selection type solid-state imaging device according to the embodiment shown in FIG. 1, since the horizontal signal line 7 is initialized by the independent voltage source 18, the horizontal signal line 7 is initialized. And the reset operation of the output block 10 can be separated in a DC manner. That is, the load capacitance of the output block 10 is only the feedback capacitance 12 and the offset voltage storage capacitance 13, and the parasitic capacitance 8 does not become the load capacitance of the output block 10. Therefore, even if the parasitic capacitance 8 of the horizontal signal line 7 increases due to the increase in the number of pixels, the characteristics of the output block 10 are not affected, and the stability of the output block 10 is not impaired. The only characteristic required of the voltage source 18 is the current capability for rapidly charging the parasitic capacitance 8.
Since this can be realized by a general regulator circuit, it is possible to easily suppress an increase in the stabilization time during initialization even when the parasitic capacitance 8 of the horizontal signal line 7 becomes large.

【0021】なお、この実施の形態は各種の変形・変更
が可能である。例えば、式(3)に示されるように電圧
源18の出力電圧VBIASを調整することで、出力電圧VOU
T の電圧レベルを任意に変化できる。更に、図2に示す
ように、基準電圧源15を水平信号線7の初期化用電圧源
と共通にすることも可能である。
This embodiment can be variously modified and changed. For example, by adjusting the output voltage VBIAS of the voltage source 18 as shown in Expression (3), the output voltage VOU
The voltage level of T can be changed arbitrarily. Further, as shown in FIG. 2, the reference voltage source 15 can be shared with the initialization voltage source of the horizontal signal line 7.

【0022】次に、第2の実施の形態について図3を用
いて説明する。第1の実施の形態と対応する構成要素に
は同一の符号を付して示している。図3において、1は
光電変換画素をマトリクス状に配置した画素ブロック、
2は前記画素ブロック1の任意の行を選択する行選択ブ
ロック、3は選択行の画素出力を出力する垂直信号線
群、4は垂直信号線群3の画素出力に対してノイズ成分
の除去などを行うアナログ信号処理ブロック、5はアナ
ログ信号処理された信号を蓄えるホールドコンデンサ
群、6はホールドコンデンサ群5に蓄積された信号の読
み出しを選択するNMOSトランジスタを用いたスイッ
チ群、7はホールドコンデンサ群5の蓄積信号を転送す
る水平信号線、8は水平信号線7の配線容量及びスイッ
チ群6を構成するトランジスタのソース容量が主要因で
ある水平信号線7に付随する寄生容量、9は前記スイッ
チ群6の動作を制御する水平走査ブロック、10は水平信
号線7の信号レベルを読み出す出力ブロック、17は水平
信号線7を初期化するスイッチ、19は予め与えられた黒
レベル設定値(VOBCLP)、20は出力ブロック10から得ら
れる黒レベル信号と黒レベル設定値19とを等しくするた
めに水平信号線7の初期化電圧値を変化させる調整ブロ
ック、21は出力ブロック10の黒レベル信号を調整ブロッ
ク20に入力するスイッチである。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. Components corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a pixel block in which photoelectric conversion pixels are arranged in a matrix.
Reference numeral 2 denotes a row selection block for selecting an arbitrary row of the pixel block 1, reference numeral 3 denotes a vertical signal line group for outputting a pixel output of the selected row, and reference numeral 4 denotes removal of noise components from the pixel output of the vertical signal line group 3. 5 is a hold capacitor group for storing analog-processed signals, 6 is a switch group using NMOS transistors for selecting reading of signals stored in the hold capacitor group 5, and 7 is a hold capacitor group 5 is a horizontal signal line for transferring an accumulation signal, 8 is a parasitic capacitance associated with the horizontal signal line 7 mainly due to a wiring capacitance of the horizontal signal line 7 and a source capacitance of a transistor constituting the switch group 6, and 9 is the switch A horizontal scanning block for controlling the operation of the group 6, an output block 10 for reading the signal level of the horizontal signal line 7, and a switch 17 for initializing the horizontal signal line 7. Switch 19 changes the initializing voltage value of the horizontal signal line 7 to make the black level signal obtained from the output block 10 equal to the black level setting value 19. An adjustment block 21 is a switch for inputting the black level signal of the output block 10 to the adjustment block 20.

【0023】また、11はオペアンプ、12はオペアンプ11
の帰還容量、13はオフセット電圧保存用容量、14は帰還
容量12を初期化するスイッチ、15はオペアンプ11の+入
力端子に印加する電圧値がVREF の基準電圧源、16はオ
ペアンプ11の出力端子で、これらにより出力ブロック10
が構成されている。また、22は出力ブロック10から得ら
れる黒レベル信号と黒レベル設定値19とを比較し2つの
信号が等しくなるように制御信号を出力する比較器で、
23は比較器22から出力される制御信号によって出力電圧
を変化させる電圧源であり、これらにより調整ブロック
20が構成されている。なお、画素ブロック1は外周にA
L配線などで遮光された遮光画素1aを持ち、遮光画素
の内側に光を検出する受光画素1bが配置されている。
Reference numeral 11 denotes an operational amplifier, and 12 denotes an operational amplifier.
13, a capacitor for storing the offset voltage, 13 a switch for initializing the feedback capacitor 12, 15 a reference voltage source whose voltage applied to the + input terminal of the operational amplifier 11 is VREF, and 16 an output terminal of the operational amplifier 11. In these, output block 10
Is configured. A comparator 22 compares a black level signal obtained from the output block 10 with a black level set value 19 and outputs a control signal so that the two signals become equal.
Reference numeral 23 denotes a voltage source that changes the output voltage according to a control signal output from the comparator 22.
20 are configured. Note that the pixel block 1 has A
A light-receiving pixel 1b that has a light-shielded pixel 1a that is light-shielded by an L wiring or the like and that detects light is disposed inside the light-shielded pixel.

【0024】次に、このように構成されている第2の実
施の形態の動作について説明する。始めに、入射光のな
い遮光画素を用いて黒レベル調整を行う。行選択ブロッ
ク2により0行目を選択し、0行目の遮光行を用いた黒
レベル調整を例にして説明する。なお、0行目に配置さ
れている遮光画素には光が入らないから、ホールドコン
デンサ群5に蓄積される電圧はVOBである。まず、初期
化スイッチ14とスイッチ17を共にCLOSE とするリセット
動作を行う。このとき、オペアンプ11はボルテージフォ
ロア接続で、+入力端子と−入力端子は等しい電圧(=
VREF)となる。一方、水平信号線7は、調整ブロック20
が出力する初期電圧=VCHANGEとなる。したがって、オ
ペアンプ11の出力端子16は、帰還容量12とオフセット容
量13を介して水平信号線7と接続され、水平信号線7と
は直流的に分離される。すなわち、寄生容量8は出力ブ
ロック10の負荷容量とはならず、安定性などの回路的特
性に影響を及ぼさない。なお、帰還容量12とオフセット
容量13の端子間には、VREF −VCHANGEの電圧が印加さ
れている。
Next, the operation of the second embodiment configured as described above will be described. First, black level adjustment is performed using a light-shielded pixel having no incident light. A description will be given of an example in which the 0th row is selected by the row selection block 2 and the black level adjustment using the 0th shaded row is performed. Since no light enters the light-shielded pixels arranged in the 0th row, the voltage stored in the hold capacitor group 5 is VOB. First, a reset operation for setting both the initialization switch 14 and the switch 17 to CLOSE is performed. At this time, the operational amplifier 11 has a voltage follower connection, and the + input terminal and the − input terminal have the same voltage (=
VREF). On the other hand, the horizontal signal line 7 is
Output voltage = VCHANGE. Therefore, the output terminal 16 of the operational amplifier 11 is connected to the horizontal signal line 7 via the feedback capacitance 12 and the offset capacitance 13, and is separated from the horizontal signal line 7 in a DC manner. That is, the parasitic capacitance 8 does not become a load capacitance of the output block 10 and does not affect circuit characteristics such as stability. Note that a voltage of VREF-VCHANGE is applied between the terminals of the feedback capacitance 12 and the offset capacitance 13.

【0025】次に、初期化スイッチ14とスイッチ17を共
にOPEN(リセット動作の解除)とした後に,スイッチ群
6のうち0列目のスイッチのみをCLOSE とし、ホールド
コンデンサに蓄積された信号を水平信号線7に転送す
る。このリセット動作と転送動作を1セットにして信号
読み出し動作と呼ぶ。これらの動作により、水平信号線
7の初期化電圧とホールドコンデンサに蓄積された信号
電圧の電圧差が、出力ブロック10を介して反転増幅され
る。なお、出力ブロック10の増幅率は、(ホールドコン
デンサの容量値/帰還容量の容量値)で、出力ブロック
10のリセット出力(=VREF)を基準とする。ここで、ホ
ールドコンデンサ端子電圧はVOBなので、オペアンプ11
の出力端子16には、次式(5)で示される出力電圧V0U
T が現れる。 VOUT =VREF −(VOB−VCHANGE)(Ch /Cf ) ・・・・・・(5) ここで、Ch はホールドコンデンサの容量値、Cf は帰
還容量の容量値である。
Next, after both the initialization switch 14 and the switch 17 are opened (the reset operation is released), only the switch in the 0th column of the switch group 6 is set to CLOSE, and the signal accumulated in the hold capacitor is changed to the horizontal position. Transfer to signal line 7. The reset operation and the transfer operation are set as one set and are referred to as a signal read operation. By these operations, the voltage difference between the initialization voltage of the horizontal signal line 7 and the signal voltage stored in the hold capacitor is inverted and amplified via the output block 10. The amplification factor of the output block 10 is (capacity value of hold capacitor / capacitance value of feedback capacitance),
Based on 10 reset outputs (= VREF). Here, since the hold capacitor terminal voltage is VOB, the operational amplifier 11
The output voltage V0U represented by the following equation (5)
T appears. VOUT = VREF− (VOB−VCHANGE) (Ch / Cf) (5) where Ch is the capacitance value of the hold capacitor, and Cf is the capacitance value of the feedback capacitance.

【0026】この転送動作のとき、スイッチ21をCLOSE
とすることで、オペアンプ11の出力端子16(出力電圧V
OUT)と調整ブロック20を接続する。これにより、比較器
22で出力電圧VOUT と黒レベル設定値19(=VOBCLP)の
比較が行われ、VOUT =VOBCLP を実現すべく次式
(6),(7),(8)に示すように電圧源23を制御す
る。 VOUT >VOBCLP のとき、電圧源23の出力=VCHANGE−α ・・・・(6) VOUT =VOBCLP のとき、電圧源23の出力=VCHANGE ・・・・(7) VOUT <VOBCLP のとき、電圧源23の出力=VCHANGE+α ・・・・(8) ここで、αは制御信号による電圧変化量である。式
(6),(7),(8)で示される電圧源23の新たな出
力値は、水平信号線7の次回の初期化で用いられる。こ
れを黒レベル調整動作と呼ぶ。
At the time of this transfer operation, the switch 21 is set to CLOSE
As a result, the output terminal 16 of the operational amplifier 11 (output voltage V
OUT) and the adjustment block 20. This allows the comparator
At 22, the output voltage VOUT is compared with the black level setting value 19 (= VOBCLP), and the voltage source 23 is controlled as shown in the following equations (6), (7) and (8) to realize VOUT = VOBCLP. I do. When VOUT> VOBCLP, the output of the voltage source 23 = VCHANGE−α (6) When VOUT = VOBCLP, the output of the voltage source 23 = VCHANGE (7) When VOUT <VOBCLP, the voltage source 23 = VCHANGE + α (8) where α is the amount of voltage change by the control signal. The new output value of the voltage source 23 represented by the equations (6), (7), and (8) is used in the next initialization of the horizontal signal line 7. This is called a black level adjustment operation.

【0027】更に、2列目、3列目・・・・・と最終列
まで信号読み出し動作(遮光画素)と黒レベル調整動作
を行うことにより、電圧源23の出力は次式(9)を満足
するように設定される。 VCHANGE=(VOBCLP −VREF )(Cf /Ch )+VOB ・・・・・(9)
Further, by performing a signal reading operation (light-shielded pixel) and a black level adjusting operation up to the second column, the third column,... And the last column, the output of the voltage source 23 is given by the following equation (9). Set to satisfy. VCHANGE = (VOBCLP-VREF) (Cf / Ch) + VOB (9)

【0028】0行目を利用した黒レベル調整終了後、1
行目から通常の信号読み出し動作のみを行う。仮に、1
列目のホールドコンデンサ端子電圧をVOB−Vsig とす
れば、オペアンプ11の出力端子16には、次式(10)で示
される出力電圧VOUT が現れる。 VOUT =VREF −{(VOB−Vsig )−VCHANGE}(Ch /Cf ) ・・・・・・・・・・(10) ここで、黒レベル調整が終了しているので、式(9)を
用いて整理すると、次式(11)が得られる。 VOUT =VOBCLP +(Ch /Cf )Vsig ・・・・・・・・・・・(11) 式(11)より、黒レベル設定値19(=VOBCLP)との差電
圧という形で画素信号が反映される。引き続き、信号読
み出し動作を2列目、3列目・・・・・と最終列まで順
次行い、1行目の処理が終了する。
After the black level adjustment using line 0 is completed, 1
Only a normal signal read operation is performed from the row. For example, 1
Assuming that the hold capacitor terminal voltage in the column is VOB-Vsig, an output voltage VOUT expressed by the following equation (10) appears at the output terminal 16 of the operational amplifier 11. VOUT = VREF − {(VOB−Vsig) −VCHANGE} (Ch / Cf) (10) Here, since the black level adjustment has been completed, the equation (9) is used. Then, the following equation (11) is obtained. VOUT = VOBCLP + (Ch / Cf) Vsig (11) From equation (11), the pixel signal is reflected in the form of a voltage difference from the black level setting value 19 (= VOBCLP). Is done. Subsequently, the signal reading operation is sequentially performed on the second column, the third column,... And the last column, and the processing of the first row is completed.

【0029】一般的に、入射光のない画素信号VOBは製
造プロセスや温度などの使用環境に影響されるため、サ
ンプル毎に出力レベルがばらついたり、使用環境で出力
レベルがばらついてしまう。しかしながら、図3に示す
本実施の形態のような黒レベル調整を行うことにより、
入射光のない画素信号VOBの項がキャンセルされ、式
(11)で示される出力電圧VOUT には影響を与えない。
In general, the pixel signal VOB without incident light is affected by the use environment such as the manufacturing process and the temperature, so that the output level varies for each sample or the output level varies depending on the use environment. However, by performing the black level adjustment as in the present embodiment shown in FIG. 3,
The term of the pixel signal VOB without incident light is canceled, and does not affect the output voltage VOUT shown in the equation (11).

【0030】以上のように、図3に示した第2の実施の
形態に係るX−Yアドレス選択型固体撮像素子では、水
平信号線7の初期化動作と出力ブロック10のリセット動
作とを直流的に分離することができる。すなわち、出力
ブロック10の負荷容量は、帰還容量12とオフセット電圧
保存用容量13のみであり、寄生容量8は出力ブロック10
の負荷容量とならない。したがって、多画素化により水
平信号線7の寄生容量8が大きくなっても、出力ブロッ
ク10の特性は影響を受けず、出力ブロック10の安定度が
損なわれることがない。また、電圧源23に求められる特
性は寄生容量8を急速に充電するための電流能力のみで
あり、一般的なレギュレータ回路で実現できるため、水
平信号線7の寄生容量8が大きくなっても初期化時の安
定時間の増大を容易に抑制することが可能となる。更
に、出力ブロックの黒レベル出力を予め設定した値に調
整できるため、製造バラツキや温度変化に対して有利と
なる。
As described above, in the XY address selection type solid-state imaging device according to the second embodiment shown in FIG. 3, the initialization operation of the horizontal signal line 7 and the reset operation of the output block 10 are performed by direct current. Can be separated. That is, the load capacitance of the output block 10 is only the feedback capacitance 12 and the offset voltage storage capacitance 13, and the parasitic capacitance 8 is
Load capacity. Therefore, even if the parasitic capacitance 8 of the horizontal signal line 7 increases due to the increase in the number of pixels, the characteristics of the output block 10 are not affected, and the stability of the output block 10 is not impaired. Further, the characteristic required for the voltage source 23 is only the current capability for rapidly charging the parasitic capacitance 8 and can be realized by a general regulator circuit. Therefore, even if the parasitic capacitance 8 of the horizontal signal line 7 becomes large, It is possible to easily suppress an increase in the stabilization time at the time of formation. Further, the black level output of the output block can be adjusted to a preset value, which is advantageous for manufacturing variations and temperature changes.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上、実施の形態に基づいて説明したよ
うに、請求項1に係る発明によれば、水平信号線の初期
化を独立した電圧源で行うため、水平信号線の初期化動
作と出力ブロックのリセット動作とを直流的に分離する
ことができ、したがって、多画素化により水平信号線の
寄生容量が大きくなっても、出力ブロックの安定度低下
を引き起こすことがない。また、寄生容量の増加による
水平信号線の安定時間の増大も、基本的に単純な回路で
抑制することができる。また、請求項2に係る発明によ
れば、水平信号線の初期化動作と出力ブロックのリセッ
ト動作とを直流的に分離することができ、したがって、
多画素化により水平信号線の寄生容量が大きくなって
も、出力ブロックの安定度低下を引き起こすことがな
い。更に、寄生容量の増加による水平信号線の安定時間
の増大も、基本的に単純な回路で抑制することができ
る。加えて、出力ブロックの黒レベル出力を予め設定し
た値に調整できるため、製造バラツキや温度変化に対し
て有利となる。
As described above with reference to the embodiment, according to the first aspect of the present invention, since the initialization of the horizontal signal line is performed by an independent voltage source, the initialization operation of the horizontal signal line is performed. And the reset operation of the output block can be separated in a DC manner, so that even if the parasitic capacitance of the horizontal signal line increases due to the increase in the number of pixels, the stability of the output block does not decrease. Also, an increase in the stabilization time of the horizontal signal line due to an increase in the parasitic capacitance can be basically suppressed by a simple circuit. According to the second aspect of the present invention, the initialization operation of the horizontal signal line and the reset operation of the output block can be separated from each other in a DC manner.
Even if the parasitic capacitance of the horizontal signal line increases due to the increase in the number of pixels, the stability of the output block does not decrease. Furthermore, an increase in the stabilization time of the horizontal signal line due to an increase in the parasitic capacitance can be basically suppressed by a simple circuit. In addition, since the black level output of the output block can be adjusted to a preset value, it is advantageous for manufacturing variations and temperature changes.

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

【図1】本発明に係るX−Yアドレス選択型固体撮像素
子の第1の実施の形態を示す回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of an XY address selection type solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】図1に示した第1の実施の形態の変形例を示す
回路構成図である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a modification of the first embodiment shown in FIG.

【図3】本発明の第2の実施の形態を示す回路構成図で
ある。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】従来のX−Yアドレス選択型固体撮像素子の構
成例を示す回路構成図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of a conventional XY address selection type solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画素ブロック 1a 遮光画素 1b 受光画素 2 行選択ブロック 3 垂直信号線群 4 アナログ信号処理ブロック 5 ホールドコンデンサ群 6 スイッチ群 7 水平信号線 8 寄生容量 9 水平走査ブロック 10 出力ブロック 11 オペアンプ 12 帰還容量 13 オフセット電圧保存用容量 14 帰還容量初期化スイッチ 15 基準電圧源 16 オペアンプ出力端子 17 水平信号線初期化スイッチ 18 電圧源 19 黒レベル設定値 20 調整ブロック 21 黒レベル信号入力スイッチ 22 比較器 23 電圧源 Reference Signs List 1 pixel block 1a light-shielded pixel 1b light-receiving pixel 2 row selection block 3 vertical signal line group 4 analog signal processing block 5 hold capacitor group 6 switch group 7 horizontal signal line 8 parasitic capacitance 9 horizontal scanning block 10 output block 11 operational amplifier 12 feedback capacitance 13 Offset voltage storage capacitor 14 Feedback capacitance initialization switch 15 Reference voltage source 16 Operational amplifier output terminal 17 Horizontal signal line initialization switch 18 Voltage source 19 Black level set value 20 Adjustment block 21 Black level signal input switch 22 Comparator 23 Voltage source

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光電変換画素をマトリクス状に配置した
画素ブロックと、前記画素ブロックの任意の行を選択す
る行選択ブロックと、前記行選択ブロックによって選ば
れた選択行の画素出力を出力する垂直信号線群と、前記
垂直信号線群の画素出力に対してアナログ信号処理を行
うアナログ信号処理ブロックと、アナログ信号処理され
た信号を蓄えるホールドコンデンサ群と、前記ホールド
コンデンサ群に蓄積された信号の読み出しを選択するス
イッチ群と、前記ホールドコンデンサ群の蓄積信号を転
送する水平信号線と、前記スイッチ群の動作を制御する
水平走査ブロックと、反転増幅器と前記水平信号線と前
記反転増幅器の出力端子間に接続された第1の容量と前
記水平信号線と前記反転増幅器の入力端子間に接続され
た第2の容量と前記反転増幅器の入力端子と出力端子間
に接続されたスイッチとからなり前記水平信号線の信号
レベルを読み出す出力ブロックと、前記水平信号線の初
期化を行う電源とを備え、水平信号線の初期化と出力ブ
ロックのリセット動作とを直流的に分離するように構成
されていることを特徴するX−Yアドレス選択型固体撮
像素子。
1. A pixel block in which photoelectric conversion pixels are arranged in a matrix, a row selection block for selecting an arbitrary row of the pixel block, and a vertical block for outputting a pixel output of a selected row selected by the row selection block. A signal line group, an analog signal processing block that performs analog signal processing on the pixel output of the vertical signal line group, a hold capacitor group that stores analog signal-processed signals, and a signal line that is stored in the hold capacitor group. A switch group for selecting reading, a horizontal signal line for transferring an accumulation signal of the hold capacitor group, a horizontal scanning block for controlling the operation of the switch group, an inverting amplifier, an output terminal of the horizontal signal line, and an output terminal of the inverting amplifier A first capacitor connected between the horizontal signal line and an input terminal of the inverting amplifier; An output block comprising a switch connected between an input terminal and an output terminal of the inverting amplifier, for reading a signal level of the horizontal signal line; and a power supply for initializing the horizontal signal line, and An XY address selection type solid-state imaging device characterized in that it is configured to separate a DC operation from a reset operation of an output block.
【請求項2】 光電変換画素をマトリクス状に配置した
画素ブロックと、前記画素ブロックの任意の行を選択す
る行選択ブロックと、前記行選択ブロックによって選ば
れた選択行の画素出力を出力する垂直信号線群と、前記
垂直信号線群の画素出力に対してアナログ信号処理を行
うアナログ信号処理ブロックと、アナログ信号処理され
た信号を蓄えるホールドコンデンサ群と、前記ホールド
コンデンサ群に蓄積された信号の読み出しを選択するス
イッチ群と、前記ホールドコンデンサ群の蓄積信号を転
送する水平信号線と、前記スイッチ群の動作を制御する
水平走査ブロックと、反転増幅器と前記水平信号線と前
記反転増幅器の出力端子間に接続された第1の容量と前
記水平信号線と前記反転増幅器の入力端子間に接続され
た第2の容量と前記反転増幅器の入力端子と出力端子間
に接続されたスイッチとからなり前記水平信号線の信号
レベルを読み出す出力ブロックと、前記水平信号線の初
期化電圧値を調整する調整ブロックとを備え、水平信号
線の初期化と出力ブロックのリセット動作とを直流的に
分離すると共に、前記出力ブロックの黒レベル出力を予
め設定された値と等しくするように構成されていること
を特徴するX−Yアドレス選択型固体撮像素子。
2. A pixel block in which photoelectric conversion pixels are arranged in a matrix, a row selection block for selecting an arbitrary row of the pixel block, and a vertical block for outputting a pixel output of a selected row selected by the row selection block. A signal line group, an analog signal processing block that performs analog signal processing on the pixel output of the vertical signal line group, a hold capacitor group that stores analog signal-processed signals, and a signal line that is stored in the hold capacitor group. A switch group for selecting reading, a horizontal signal line for transferring an accumulation signal of the hold capacitor group, a horizontal scanning block for controlling the operation of the switch group, an inverting amplifier, an output terminal of the horizontal signal line, and an output terminal of the inverting amplifier A first capacitor connected between the horizontal signal line and an input terminal of the inverting amplifier; An output block comprising a switch connected between an input terminal and an output terminal of the inverting amplifier, for reading a signal level of the horizontal signal line; and an adjustment block for adjusting an initialization voltage value of the horizontal signal line, XY address selection, wherein DC initialization is performed for line initialization and output block reset operation, and the black level output of the output block is made equal to a preset value. Type solid-state imaging device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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