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JP2002158928A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

Info

Publication number
JP2002158928A
JP2002158928A JP2000355458A JP2000355458A JP2002158928A JP 2002158928 A JP2002158928 A JP 2002158928A JP 2000355458 A JP2000355458 A JP 2000355458A JP 2000355458 A JP2000355458 A JP 2000355458A JP 2002158928 A JP2002158928 A JP 2002158928A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
pixel
reset
voltage
memory
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2000355458A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masazumi Setoda
正純 瀬戸田
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.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan 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 Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
Priority to JP2000355458A priority Critical patent/JP2002158928A/en
Publication of JP2002158928A publication Critical patent/JP2002158928A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Image Input (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small size and simple structure solid-state image pickup device with memories which are provided in pixels and in which pixel information is stored to widen a dynamic range. SOLUTION: This solid-state image pickup device has memory units 11M which are provided in pixels 11P and in which first information is written in every charge accumulation period 13A. If the signal voltage of the pixel exceeds a reference voltage Vref before the charge accumulation period, second information is written in the memory unit 11M and the photodiode 711 of the pixel 11P is reset. If the first information is recorded in the memory unit 11M after the charge accumulation period 13A, the signal voltage is outputted as the signal of the pixel 11P. If the second information is recorded in the memory unit 11M, a signal obtained by adding the reference voltage Vref to the signal voltage is outputted as the signal of the pixel 11P.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置に係
り、特にダイナミックレンジを拡大するとともに素子の
構成が簡単で小型化に好適な固体撮像装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device, and more particularly to a solid-state imaging device which has a wide dynamic range, has a simple element structure, and is suitable for miniaturization.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、固体撮像装置におけるダイナミッ
クレンジを拡大する方法として、例えば特開平8−22
3490号公報に開示されている方法がある。以下、添
付図面を参照して、従来例の固体撮像装置を説明する。
図2は、固体撮像装置における動作タイミングを示し、
(a)は電荷蓄積時間のタイミングを、(b)は全画素
非破壊読出しにおける、部分の動作タイミング図をそれ
ぞれ示す。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of expanding a dynamic range in a solid-state imaging device, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
There is a method disclosed in Japanese Patent No. 3490. Hereinafter, a conventional solid-state imaging device will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 2 shows operation timing in the solid-state imaging device,
(A) shows a timing of a charge accumulation time, and (b) shows an operation timing chart of a part in non-destructive readout of all pixels.

【0003】図3は、従来例の固体撮像装置のブロック
図を示す。図3において、固体撮像装置は、フォトトラ
ンジスタを有する増幅型固体撮像デバイス1Aと、この
撮像デバイス1Aからスイッチングによって順次に読み
出し中の画素に対し選択的にリセット動作を行うリセッ
ト回路2A(通常、フォトトランジスタのソースから信
号が読み出され、この場合、ソースリセット回路とな
る)と、同じく撮像デバイス1Aからの出力信号(電
流)を電流−電圧変換する電流−電圧変換回路3Aと、
この電流−電圧変換回路3Aの出力をサンプルホールド
するサンプルホールド回路4Aと、サンプルホールド回
路4Aの出力電圧と外部から任意に与えられる参照電圧
入力端子5Aの電圧とを比較する電圧比較回路6Aと、
この電圧比較回路6Aの出力によって制御されるスイッ
チ7Aと、このスイッチ7Aを通して増幅型固体撮像デ
バイス1Aにリセット電位を与えるリセット電位8A
と、電流−電圧変換回路3Aの出力信号を処理して撮像
出力信号にする信号処理回路9Aとを含んでいる。
FIG. 3 is a block diagram of a conventional solid-state imaging device. In FIG. 3, a solid-state imaging device includes an amplification type solid-state imaging device 1A having a phototransistor, and a reset circuit 2A (usually a photo-electric device) that selectively performs a reset operation on pixels that are sequentially read out from the imaging device 1A by switching. A signal is read from the source of the transistor, and in this case, a source reset circuit), a current-voltage conversion circuit 3A that similarly performs a current-voltage conversion on an output signal (current) from the imaging device 1A,
A sample and hold circuit 4A that samples and holds the output of the current-voltage conversion circuit 3A, a voltage comparison circuit 6A that compares the output voltage of the sample and hold circuit 4A with the voltage of a reference voltage input terminal 5A arbitrarily given from the outside,
A switch 7A controlled by the output of the voltage comparison circuit 6A, and a reset potential 8A for applying a reset potential to the amplification type solid-state imaging device 1A through the switch 7A.
And a signal processing circuit 9A that processes an output signal of the current-voltage conversion circuit 3A to generate an image pickup output signal.

【0004】また、この信号処理回路9Aは、電流−電
圧変換回路3Aの出力信号を増幅する増幅回路10A
と、電圧比較回路6Aの動作情報を一時的に記憶するレ
ジスタ11Aと、このレジスタ11Aから出力される情
報により電流−電圧変換回路3Aの出力信号と増幅回路
10Aを介した出力信号とを切り替えるスイッチ12A
を含んで構成されている。
The signal processing circuit 9A includes an amplifier circuit 10A for amplifying an output signal of the current-voltage conversion circuit 3A.
And a register 11A for temporarily storing operation information of the voltage comparison circuit 6A, and a switch for switching between an output signal of the current-voltage conversion circuit 3A and an output signal via the amplifier circuit 10A based on the information output from the register 11A. 12A
It is comprised including.

【0005】次に、図2の(a)及び(b)を参照し、
この固体撮像装置の動作を説明する。各画素毎に光電変
換および電荷蓄積動作を行っている増幅型固体撮像デバ
イス1Aにおいて、電荷蓄積期間13Aの途中で、正規
の読み出し速度の倍以上の速度で全画素非破壊読み出し
14Aを行う。
Next, referring to FIGS. 2A and 2B,
The operation of the solid-state imaging device will be described. In the amplification type solid-state imaging device 1A that performs photoelectric conversion and charge accumulation operation for each pixel, all-pixel non-destructive readout 14A is performed at a speed twice or more the normal readout speed during the charge accumulation period 13A.

【0006】このとき読み出した出力信号(電流)は、
電流−電圧変換回路3Aによって電圧に変換され、この
出力をサンプルホールドするサンプルホールド回路4A
を経て、電圧比較回路6Aの入力端子aaに入力され
る。この入力端子aaの電圧と、外部から電圧値を任意
に設定可能な参照電圧入力端子5Aの電圧(入力端子b
bの電圧)とを、電圧比較回路6Aにおいて比較し、入
力端子aaの電圧が入力端子bbの電圧より高い場合
は、そのとき読み出していた画素の蓄積電荷量が設定し
た参照値より大きいと判断する。
The output signal (current) read at this time is:
A sample-and-hold circuit 4A that converts the voltage into a voltage by a current-voltage conversion circuit 3A and samples and holds this output
Is input to the input terminal aa of the voltage comparison circuit 6A. The voltage at the input terminal aa and the voltage at the reference voltage input terminal 5A (input terminal b
The voltage of the input terminal aa is higher than the voltage of the input terminal bb. If the voltage of the input terminal aa is higher than the voltage of the input terminal bb, it is determined that the accumulated charge amount of the pixel read at that time is larger than the set reference value. I do.

【0007】入力端子bbの電圧、すなわち参照電圧は
任意に設定することができるが、その設定値としては、
例えば増幅型固体撮像デバイス1Aの撮像範囲内の強い
光が入射している画素において、正規の蓄積期間中電荷
蓄積を続けるとその画素は飽和してしまう恐れがあると
判断されるような電圧に設定し、入力端子aaの電圧が
入力端子bbの電圧より高い場合は、電圧比較回路6A
の出力(cc点)がオンとなり、スイッチ7Aを制御し
てdd−ee間を導通させ、リセット電位8Aが読み出
し中の画素の読み出し線eeに印加される。
The voltage at the input terminal bb, ie, the reference voltage, can be set arbitrarily.
For example, in a pixel to which strong light within the imaging range of the amplification type solid-state imaging device 1A is incident, the voltage is determined to be such that if the charge accumulation is continued during the normal accumulation period, the pixel may be saturated. If the voltage of the input terminal aa is higher than the voltage of the input terminal bb, the voltage comparison circuit 6A
(Cc point) is turned on, the switch 7A is controlled to conduct between dd and ee, and the reset potential 8A is applied to the read line ee of the pixel being read.

【0008】この読み出し線eeは読み出し中の画素の
フォトトランジスタ(増幅型固体撮像デバイス1A内に
あり、図示されない)のソースに接続されているため、
このフォトトランジスタのソース電位がゲート電位より
低くなり、その結果、画素に蓄積されていた電荷は吐き
出されてリセットされる(このリセット動作は、ソース
リセット法と呼ばれる)。
The read line ee is connected to the source of the phototransistor (in the amplification type solid-state imaging device 1A, not shown) of the pixel being read,
The source potential of the phototransistor becomes lower than the gate potential, and as a result, the charge stored in the pixel is discharged and reset (this reset operation is called a source reset method).

【0009】この様子を連続する2画素について示す
と、まず、画素15Aにおいて読み出し中の出力信号1
6Aおよびリセット中の出力信号17Aのようになる。
引き続く次の画素18Aにおいては、入力端子aaの電
圧が入力端子bbの電圧より低くリセットされないでそ
のままとなっていて、次の画素の読み出しに移行する。
This situation will be described for two consecutive pixels. First, the output signal 1 being read out at the pixel 15A is output.
6A and the output signal 17A during reset.
In the succeeding next pixel 18A, the voltage of the input terminal aa is lower than the voltage of the input terminal bb and is not reset, and the operation shifts to reading of the next pixel.

【0010】リセットされた増幅型固体撮像デバイス1
Aの画素は、その時点までの蓄積電荷がすべて吐き出さ
れ、以後再び蓄積動作を開始する。すなわち、正規の電
荷蓄積期間(1フィールド期間)13Aの途中で全画素
非破壊読み出しが行われ、1画素毎に任意に電子シャッ
ター動作が行われることにより、蓄積電荷量の多い画素
に対し、その蓄積電荷量を減少させることが出来る(1
画素期間15A参照)。
A reset amplification type solid-state imaging device 1
The pixel A discharges all the accumulated charges up to that point, and thereafter starts the accumulation operation again. That is, non-destructive readout of all pixels is performed in the middle of the normal charge accumulation period (one field period) 13A, and the electronic shutter operation is arbitrarily performed for each pixel. The amount of accumulated charge can be reduced (1
(See pixel period 15A).

【0011】一方、この読み出しで蓄積電荷量の少ない
画素に対しては、正規の蓄積期間中電荷蓄積が続く(1
画素期間18A参照)。それぞれの画素がリセットされ
たか、されなかったかという情報は、レジスタ11Aに
一時的に記憶され、撮像出力信号読み出しのための全画
素読み出し19Aを行う際に、その記憶されたデータを
一定時間シフトさせて読み出す。
On the other hand, in a pixel having a small accumulated charge amount in this readout, charge accumulation continues during a regular accumulation period (1).
(See the pixel period 18A.) Information indicating whether each pixel has been reset or not has been temporarily stored in the register 11A, and when performing all-pixel reading 19A for reading an imaging output signal, the stored data is shifted for a predetermined time. Read.

【0012】図2の(a)に示す、正規の電荷蓄積期間
13Aの最後には、最終の全画素読み出し19Aを上述
した電子シャッター動作のための読み出し速度とほぼ同
一の速さで行い、信号処理回路9Aで信号処理を行って
後出力する。すなわち、電荷蓄積期間13Aの途中でリ
セットされなかった画素は、全画素読み出し19Aに際
し、電流−電圧変換回路3Aの出力をスイッチ12Aの
ff−hh間を通してそのまま出力するが、一方、途中
でリセットされた画素については、蓄積電荷量が低減さ
れているので、その低減された分だけ増幅回路10Aで
出力を増幅し、スイッチ12Aのgg−hh間を通して
出力する。スイッチ12Aの切り替えは、レジスタ11
Aから順次1画素ずつずらしながら出力される情報によ
って行う。
At the end of the regular charge accumulation period 13A shown in FIG. 2A, the final all-pixel reading 19A is performed at substantially the same reading speed as that for the above-described electronic shutter operation. The signal is processed by the processing circuit 9A and then output. That is, the pixels that have not been reset in the middle of the charge accumulation period 13A output the output of the current-voltage conversion circuit 3A as it is through ff-hh of the switch 12A during all-pixel reading 19A, but are reset in the middle. Since the accumulated charge amount of the pixel is reduced, the output is amplified by the amplifying circuit 10A by the reduced amount, and is output between gg and hh of the switch 12A. The switch 12A is switched by the register 11
This is performed based on the information output while sequentially shifting one pixel from A.

【0013】以上により、蓄積電荷量が少なかった画素
は通常の読み出しと変わることなく撮像出力信号が出力
され、強い入力光により蓄積電荷量が多かった画素につ
いては、その蓄積電荷量が飽和することなく入力した光
強度に応じた撮像出力信号を出力することが可能とな
る。これにより、増幅型固体撮像デバイスの出力のダイ
ナミックレンジを拡大することが可能となる。
As described above, an image pickup output signal is output from a pixel having a small accumulated charge amount as in normal reading, and the accumulated charge amount is saturated for a pixel having a large accumulated charge amount due to strong input light. It is possible to output an image pickup output signal corresponding to the input light intensity. This makes it possible to expand the dynamic range of the output of the amplification type solid-state imaging device.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に、従来の固体撮像装置においては、ダイナミックレン
ジを拡大するのに、固体撮像デバイスの外部にレジスタ
としてのメモリを設け、そのメモリに画素の情報を記憶
し,それに基き信号処理を行っていた。これに対し、よ
り簡単で小型な構成の固体撮像装置が求められていた。
As described above, in the conventional solid-state imaging device, a memory as a register is provided outside the solid-state imaging device in order to expand the dynamic range, and the memory for the pixel is provided in the memory. Information was stored and signal processing was performed based on the information. On the other hand, there has been a demand for a simpler and smaller solid-state imaging device.

【0015】そこで本発明は、固体撮像装置において、
画素内に画素の情報を蓄積するメモリを設けて、ダイナ
ミックレンジを拡大できるようにし、小型で簡単な構成
の固体撮像装置を提供することを目的とするものであ
る。
Accordingly, the present invention provides a solid-state imaging device,
An object of the present invention is to provide a small-sized and simple solid-state imaging device in which a memory for storing pixel information is provided in a pixel so that a dynamic range can be expanded.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、本発明は、フォトダイオードと前記フォ
トダイオードにおいて電荷蓄積期間の間に光電変換によ
り生成された電荷を増幅して信号電圧に変換する増幅用
トランジスタとを有する画素をマトリクス状に配置して
あり、前記電荷蓄積期間の後に前記信号電圧を前記画素
より順次読み出して画像信号とする固体撮像装置におい
て、前記画素内に配置されて前記電荷蓄積期間毎に第1
の情報が書込まれるメモリ部を有し、前記電荷蓄積期間
に達する前に、前記画素の前記信号電圧が参照電圧の大
きさを超えた場合には、第2の情報を前記メモリ部に書
込むとともに前記画素の前記フォトダイオードをリセッ
トし、前記電荷蓄積期間後に前記メモリ部に前記第1の
情報が記録されている場合には、前記信号電圧を前記画
素の信号として出力し、前記メモリ部に前記第2の情報
が記録されている場合には、前記信号電圧に前記参照電
圧を加算した信号を前記画素の信号として出力すること
を特徴とする固体撮像装置である。
As a means for achieving the above object, the present invention provides a photodiode and amplifies a charge generated by photoelectric conversion during a charge accumulation period in the photodiode and converts the amplified signal into a signal voltage. In a solid-state imaging device in which a pixel having an amplifying transistor to be converted is arranged in a matrix and the signal voltage is sequentially read from the pixel after the charge accumulation period to be an image signal, the pixel is arranged in the pixel. The first charge accumulation period
And the second information is written to the memory unit when the signal voltage of the pixel exceeds the reference voltage before the charge accumulation period is reached. Resets the photodiode of the pixel and outputs the signal voltage as a signal of the pixel when the first information is recorded in the memory unit after the charge accumulation period. When the second information is recorded in the pixel, a signal obtained by adding the reference voltage to the signal voltage is output as a signal of the pixel.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、好ましい実施例により、図面を参照して説明する。 <実施例>本実施例の固体撮像装置の基本動作は次のよ
うになる。まず、正規の読出し速度より速い速度(好ま
しくは整数倍速)で、しかも非破壊で画素からの信号を
読み出す(以後,非破壊読出しともいう)。次に、非破
壊的に読み出された信号が任意に設定したレベルを超え
ているかどうか判定する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. <Embodiment> The basic operation of the solid-state imaging device of this embodiment is as follows. First, a signal from a pixel is read out at a speed higher than the normal reading speed (preferably an integer multiple speed) and non-destructively (hereinafter, also referred to as non-destructive reading). Next, it is determined whether or not the non-destructively read signal exceeds an arbitrarily set level.

【0018】次に、読み出された信号が設定したレベル
を超えていると判定された場合にはその画素のフォトダ
イオードをリセットし、画素内のメモリに書込む。次
に、各画素の画素内メモリ情報を読み込み、設定レベル
を超え、リセットされていた場合は、正規の読出し時
に、出力信号に付加(又は増幅)する。フォトダイオー
ドがリセットされない画素についてはそのまま出力す
る。このようにして、ダイナミックレンジを拡大する。
Next, when it is determined that the read signal exceeds the set level, the photodiode of the pixel is reset and written to the memory in the pixel. Next, the in-pixel memory information of each pixel is read, and when it exceeds the set level and is reset, it is added (or amplified) to the output signal at the time of normal reading. Pixels for which the photodiode is not reset are output as they are. In this way, the dynamic range is expanded.

【0019】以下、詳細に、本実施例の構成について、
画素11Pを例に説明する。図1は、本発明の固体撮像
装置の実施例を示すブロック図である。図2は、固体撮
像装置における動作タイミングを示し、(a)は電荷蓄
積期間のタイミングを、(b)は全画素非破壊読出しに
おける、部分の動作タイミング図をそれぞれ示す。
Hereinafter, the configuration of this embodiment will be described in detail.
The pixel 11P will be described as an example. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention. 2A and 2B show operation timings in the solid-state imaging device. FIG. 2A is a timing chart of a charge accumulation period, and FIG. 2B is an operation timing chart of a part in non-destructive readout of all pixels.

【0020】図1に示すように、本実施例の固体撮像装
置1において、画素11Pはメモリ部11Mとセンサ部
11Sより構成されており、このような画素が所定のマ
トリクス状に配置されており、列選択シフトレジスタ1
00及び行選択シフトレジスタ300によって選択さ
れ、列リセットシフトレジスタ200及び行リセットシ
フトレジスタ400によってリセットされる。なお、図
1においては、表示の便宜上、3画素のみ表示してあ
る。また、図1において、G,S,DはMOSトランジ
スタのゲート、ソース、ドレインをそれぞれ示す。
As shown in FIG. 1, in the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment, the pixel 11P includes a memory unit 11M and a sensor unit 11S, and such pixels are arranged in a predetermined matrix. , Column select shift register 1
00 and the row selection shift register 300, and are reset by the column reset shift register 200 and the row reset shift register 400. In FIG. 1, only three pixels are displayed for convenience of display. In FIG. 1, G, S, and D indicate the gate, source, and drain of the MOS transistor, respectively.

【0021】メモリ部11Mはメモリスイッチングトラ
ンジスタ111とメモリ容量211より構成される。メ
モリスイッチングトランジスタ111のゲートは行リセ
ット信号線RR1に、ドレインはメモリ信号線B1に、
ソースはメモリ容量211の一端にそれぞれ接続してい
る。行リセット信号線RR1は行リセットシフトレジス
タ400に接続され、行リセット信号が供給される。メ
モリ容量211の他端は接地されている。
The memory section 11M comprises a memory switching transistor 111 and a memory capacity 211. The gate of the memory switching transistor 111 is connected to the row reset signal line RR1, the drain is connected to the memory signal line B1,
The sources are connected to one ends of the memory capacitors 211, respectively. The row reset signal line RR1 is connected to the row reset shift register 400, and receives a row reset signal. The other end of the memory capacity 211 is grounded.

【0022】センサ部11Sはリセットトランジスタ3
11、リセットトランジスタ411、増幅トランジスタ
511、行選択トランジスタ611及びフォトダイオー
ド711より構成される。フォトダイオード711のP
型領域は接地され、N型領域は増幅トランジスタ511
のゲート及びリセットトランジスタ411のソースに接
続している。リセットトランジスタ411のゲートは行
リセット信号線RR1に、ドレインはリセットトランジ
スタ311のソースにそれぞれ接続している。リセット
トランジスタ311のゲートは列リセット線A1に、ド
レインは基準電圧供給線Vddにそれぞれ接続してい
る。増幅トランジスタ511のドレインは基準電圧供給
線Vddに、ソースは行選択トランジスタ611のドレ
インにそれぞれ接続している。行選択トランジスタ61
1のゲートは行選択信号線RS1に、ソースは信号出力
線SL1にそれぞれ接続している。行選択信号線RS1
は行選択シフトレジスタ300に接続され、行選択信号
が供給される。
The sensor section 11S includes a reset transistor 3
11, a reset transistor 411, an amplification transistor 511, a row selection transistor 611, and a photodiode 711. P of photodiode 711
The N type region is grounded, and the N type region is an amplifying transistor 511.
And the source of the reset transistor 411. The gate of the reset transistor 411 is connected to the row reset signal line RR1 and the drain is connected to the source of the reset transistor 311. The gate of the reset transistor 311 is connected to the column reset line A1, and the drain is connected to the reference voltage supply line Vdd. The drain of the amplification transistor 511 is connected to the reference voltage supply line Vdd, and the source is connected to the drain of the row selection transistor 611. Row selection transistor 61
One gate is connected to the row selection signal line RS1, and the source is connected to the signal output line SL1. Row selection signal line RS1
Are connected to a row selection shift register 300 and supplied with a row selection signal.

【0023】列選択シフトレジスタ100に接続されて
おり、列選択信号が供給される列選択信号線CS1はメ
モリ読出し用列スイッチングトランジスタ31のゲート
および列信号選択用スイッチングトランジスタ41のゲ
ートに接続している。列信号選択用スイッチングトラン
ジスタ41のドレインは信号出力線SL1に、ソースは
信号出力線SLに、それぞれ接続している。
The column selection signal line CS1 connected to the column selection shift register 100 and supplied with a column selection signal is connected to the gate of the memory read column switching transistor 31 and the gate of the column signal selection switching transistor 41. I have. The drain of the column signal selection switching transistor 41 is connected to the signal output line SL1, and the source is connected to the signal output line SL.

【0024】信号出力線SLは信号切換スイッチ700
の共通端子bに接続している。信号切換スイッチ700
の端子cは電圧比較回路500の一方の入力端C’に、
端子dは出力切換回路/電圧付加回路600の一方の入
力端d’に接続している。メモリ読出し用列スイッチン
グトランジスタ31のドレインはメモリ読出し用スイッ
チングトランジスタ21のソースに、ソースはアドレス
出力線ALにそれぞれ接続している。
The signal output line SL is connected to the signal changeover switch 700
Are connected to a common terminal b. Signal switch 700
Is connected to one input terminal C ′ of the voltage comparison circuit 500.
The terminal d is connected to one input terminal d 'of the output switching circuit / voltage adding circuit 600. The drain of the memory read column switching transistor 31 is connected to the source of the memory read switching transistor 21, and the source is connected to the address output line AL.

【0025】アドレス出力線ALは、出力切換回路/電
圧付加回路600の他方の入力端u’に接続している。
出力切換回路/電圧付加回路600の出力端fからは、
画素からの時系列の信号が図示しない信号処理回路に出
力される。
The address output line AL is connected to the other input terminal u 'of the output switching circuit / voltage adding circuit 600.
From the output terminal f of the output switching circuit / voltage adding circuit 600,
Time-series signals from the pixels are output to a signal processing circuit (not shown).

【0026】列リセットシフトレジスタ200に接続さ
れ、列リセット信号が供給される列リセット信号線CR
1はAND回路61の入力端lに接続される。AND回
路61の出力端nは、メモリ書込み用スイッチングトラ
ンジスタ101のドレインに接続する列リセット線A1
に接続している。
A column reset signal line CR connected to the column reset shift register 200 and supplied with a column reset signal.
1 is connected to the input terminal 1 of the AND circuit 61. The output terminal n of the AND circuit 61 is connected to a column reset line A1 connected to the drain of the memory write switching transistor 101.
Connected to

【0027】メモリ書込み用スイッチングトランジスタ
101のゲートは端子jに接続する書込み信号線Wに、
ソースは増幅器51の入力端pに接続するメモリ信号線
B1にそれぞれ接続している。メモリ読出し用スイッチ
ングトランジスタ21のゲートは端子kに接続する読出
し信号線Rに、ドレインは増幅器51の出力端qにそれ
ぞれ接続している。
The gate of the memory write switching transistor 101 is connected to a write signal line W connected to the terminal j.
The sources are respectively connected to the memory signal lines B1 connected to the input terminal p of the amplifier 51. The gate of the memory read switching transistor 21 is connected to the read signal line R connected to the terminal k, and the drain is connected to the output terminal q of the amplifier 51.

【0028】電圧比較回路500の入力端a’には、参
照信号Vrefが供給されている。この参照信号Vre
fは出力切換回路/電圧負荷回路600に、入力端v’
より供給されている。電圧比較回路500の出力端eは
AND回路入力切換スイッチ800の端子gに、端子h
には他端が接地しているリセット電位2の一端が、共通
端子iにはAND回路61の入力端mがそれぞれ接続し
ている。
A reference signal Vref is supplied to an input terminal a 'of the voltage comparison circuit 500. This reference signal Vre
f denotes an input terminal v ′ to the output switching circuit / voltage load circuit 600.
Supplied by The output terminal e of the voltage comparison circuit 500 is connected to the terminal g of the AND circuit
Is connected to one end of a reset potential 2 whose other end is grounded, and the input terminal m of the AND circuit 61 is connected to the common terminal i.

【0029】端子rに接続するメモリ列リセット線MC
Rには、列リセットトランジスタ71,72のゲート及
び列リセットトランジスタ81,82のゲートが接続し
ている。列リセットトランジスタ71のソースは接地さ
れ、ドレインはメモリ信号線B1に接続し、列リセット
トランジスタ81のソースは接地され、ドレインは列リ
セット線A1に接続している。
Memory column reset line MC connected to terminal r
The gates of the column reset transistors 71 and 72 and the gates of the column reset transistors 81 and 82 are connected to R. The source of the column reset transistor 71 is grounded, the drain is connected to the memory signal line B1, the source of the column reset transistor 81 is grounded, and the drain is connected to the column reset line A1.

【0030】次に、実施例の固体撮像装置1の動作につ
いて説明する。図2の(a)に示すように、本実施例に
おいて、電荷蓄積期間13Aの最後に、正規の読出しで
ある全画素非破壊読出し19Aを行うが,その前に全画
素非破壊読出しかつ選択的リセット14Aを行う。
Next, the operation of the solid-state imaging device 1 according to the embodiment will be described. As shown in FIG. 2A, in the present embodiment, all-pixel non-destructive reading 19A, which is normal reading, is performed at the end of the charge accumulation period 13A. A reset 14A is performed.

【0031】まず、この非破壊読出し14Aを、例とし
て画素11Pについて説明する。画素からの正規の信号
読出しが終わると、画素11Pはリセットされる。すな
わち、列リセットシフトレジスタ200は列リセット信
号線CR1をハイ(以下単に、Hともいう)に、行リセ
ットシフトレジスタ400は行リセット信号線RR1を
Hにし、AND回路入力切換スイッチ800はリセット
電位2に接続する(端子iと端子hが接続)。書込み信
号線W,読出し信号線R、列選択信号線CS1及び行選
択信号線RS1はロー(以下単に、Lともいう)であ
る。従って、AND回路61は列リセット線をHにし、
リセットトランジスタ311がオンし、一方行リセット
信号線RR1がHであるから、リセットトランジスタ4
11がオンになり、基準電圧供給線Vddによりフォト
ダイオード711のN型領域がリセットされる。リセッ
トが行われると、列リセット信号線CR1、行リセット
信号線RR1はLになり、AND回路入力切替スイッチ
800は、端子iと端子gが接続し、メモリ列リセット
線WCRがHとなり、列リセットトランジスタ71,8
1がオンして、列リセット線A1及びメモリ信号線B1
がL(接地電位)となり、フォトダイオード711の電
荷蓄積が開始される。
First, the nondestructive readout 14A will be described for the pixel 11P as an example. When the normal signal reading from the pixel is completed, the pixel 11P is reset. That is, the column reset shift register 200 sets the column reset signal line CR1 to high (hereinafter, also simply referred to as H), the row reset shift register 400 sets the row reset signal line RR1 to H, and the AND circuit input changeover switch 800 sets the reset potential 2 (Terminal i and terminal h are connected). The write signal line W, the read signal line R, the column selection signal line CS1, and the row selection signal line RS1 are low (hereinafter, also simply referred to as L). Therefore, the AND circuit 61 sets the column reset line to H,
Since the reset transistor 311 is turned on and the row reset signal line RR1 is at H, the reset transistor 411 is turned on.
11 is turned on, and the N-type region of the photodiode 711 is reset by the reference voltage supply line Vdd. When the reset is performed, the column reset signal line CR1 and the row reset signal line RR1 become L, the AND circuit input changeover switch 800 connects the terminals i and g, the memory column reset line WCR becomes H, and the column reset signal is reset. Transistors 71, 8
1 turns on, the column reset line A1 and the memory signal line B1
Becomes L (ground potential), and the charge accumulation of the photodiode 711 is started.

【0032】次ぎの正規の読出し前のある時間(図2の
(a)参照)に、行選択シフトレジスタ300は行選択
信号線RS1をHにし、行選択トランジスタ611をオ
ンにする。フォトダイオード711に蓄積された電荷
は、増幅トランジスタ511がソースフォロワ動作を行
うので、増幅トランジスタ511により電圧変換された
信号電圧として、列信号選択用スイッチングトランジス
タ41のドレインに現れる。
At a certain time before the next normal reading (see FIG. 2A), the row selection shift register 300 sets the row selection signal line RS1 to H and turns on the row selection transistor 611. The charge accumulated in the photodiode 711 appears at the drain of the column signal selection switching transistor 41 as a signal voltage converted by the amplification transistor 511 because the amplification transistor 511 performs a source follower operation.

【0033】ここで、列選択シフトレジスタ100は列
選択信号線CS1をHにし、列信号選択用スイッチング
トランジスタ41をオンにすると、信号電圧は信号出力
線SLに現れる。この時、リセットトランジスタ31も
オンになっているが、読出し信号線RはLなのでメモリ
読出し用スイッチングトランジスタ21はオフであり、
メモリ部11Mのメモリ情報(すなわち、メモリ容量2
11に蓄積された情報)はアドレス出力線ALに出力さ
れない。
Here, when the column selection shift register 100 sets the column selection signal line CS1 to H and turns on the column signal selection switching transistor 41, the signal voltage appears on the signal output line SL. At this time, the reset transistor 31 is also turned on, but since the read signal line R is L, the memory read switching transistor 21 is off,
The memory information of the memory unit 11M (that is, the memory capacity 2
11) is not output to the address output line AL.

【0034】信号出力線SLに現れた信号電圧は、信号
切換スイッチ700において端子bと端子cが接続して
いるので、電圧比較回路500の一方の入力端子c’に
入力され、ここで、他方の入力端子a’に入力されてい
る所定の値に設定された参照電圧Vrefと比較され
る。信号電圧が参照電圧Vrefの大きさ以上のとき、
電圧比較回路500の出力端子eの電圧はHになる。A
ND回路入力切換スイッチ800においては、端子iと
端子gが接続しているから、AND回路61の入力端子
mにはHが入力される。
The signal voltage appearing on the signal output line SL is input to one input terminal c 'of the voltage comparison circuit 500 because the terminals b and c are connected in the signal changeover switch 700, where the other is input. Is compared with a reference voltage Vref set to a predetermined value which is input to the input terminal a ′. When the signal voltage is equal to or larger than the reference voltage Vref,
The voltage at the output terminal e of the voltage comparison circuit 500 becomes H. A
In the ND circuit input changeover switch 800, since the terminal i and the terminal g are connected, H is input to the input terminal m of the AND circuit 61.

【0035】この時、列リセットシフトレジスタ200
により列リセット信号線CR1がHになり、AND回路
61の入力端子lがHとなり、AND回路61の出力端
子nがHになり列リセット線A1がHとなる。この状態
で、書込み信号線WをHにし、メモリ書込み用スイッチ
ングトランジスタ101をオンに保ち、行リセットシフ
トレジスタ400により行リセット信号線RR1をHに
すると、メモリスイッチングトランジスタ111がオン
となるので、メモリ容量211にHが記録(蓄積)され
る。
At this time, the column reset shift register 200
As a result, the column reset signal line CR1 goes high, the input terminal 1 of the AND circuit 61 goes high, the output terminal n of the AND circuit 61 goes high, and the column reset line A1 goes high. In this state, when the write signal line W is set to H, the memory write switching transistor 101 is kept on, and the row reset signal line RR1 is set to H by the row reset shift register 400, the memory switching transistor 111 is turned on. H is recorded (stored) in the capacity 211.

【0036】この時、リセット信号線RR1がHとなっ
ているので、リセットトランジスタ411がオンとなっ
ており、列リセット線A1もHとなっているので、リセ
ットトランジスタ311もオンになっており、従って、
フォトダイオード711は基準電圧Vddにリセットさ
れる。
At this time, since the reset signal line RR1 is at H, the reset transistor 411 is on, and the column reset line A1 is also at H, so that the reset transistor 311 is also on. Therefore,
The photodiode 711 is reset to the reference voltage Vdd.

【0037】すなわち、正規の読出しの前の非破壊の画
素からの信号の読み出しにおいて、信号が参照信号の大
きさ以上の場合には、メモリ部11MにHが書込まれ、
フォトダイオード711はリセットされることになる。
なお、AND回路入力切換スイッチ800は正規の読出
し時及び直後のリセット時には、端子iは端子hに接続
するが,それ以外の場合には、端子iは端子gに接続す
る。
That is, in reading a signal from a non-destructive pixel before normal reading, if the signal is equal to or larger than the reference signal, H is written to the memory unit 11M,
The photodiode 711 will be reset.
The AND circuit input changeover switch 800 connects the terminal i to the terminal h at the time of normal reading and at the time of resetting immediately thereafter. In other cases, the terminal i is connected to the terminal g.

【0038】他方、電圧比較回路500に入力される信
号電圧が参照電圧Vrefよりも小さい場合には、電圧
比較回路500の出力端子eの電圧はLとなる。AND
回路入力切換スイッチ800において、端子iは端子g
に接続しているので、AND回路61の入力端子mには
Lが入力される。この時、列リセットシフトレジスタ2
00により列リセット信号線CR1に出力されたHがA
ND回路61の入力端子lに入力され、AND回路61
の出力すなわち列リセット線A1はLとなる。
On the other hand, when the signal voltage input to the voltage comparison circuit 500 is lower than the reference voltage Vref, the voltage at the output terminal e of the voltage comparison circuit 500 becomes L. AND
In the circuit input changeover switch 800, the terminal i is the terminal g
, L is input to the input terminal m of the AND circuit 61. At this time, the column reset shift register 2
H output to the column reset signal line CR1 by A
The signal is input to the input terminal 1 of the ND circuit 61 and the AND circuit 61
, That is, the column reset line A1 becomes L.

【0039】書込み信号線WをHにして、メモリ書込み
用スイッチングトランジスタ101をオンし、行リセッ
トシフトレジスタ400により行リセット信号線RR1
をHにして、メモリスイッチングトランジスタ111を
オンにすると、メモリ容量211には列リセット線A1
に現れたLが記録される(リセットされた状態ではLが
記録されている)。一方、列リセット線A1がLである
ので、リセットトランジスタ311はオフとなるので、
行リセット信号線RR1がHであり、リセットトランジ
スタ411がオンしているが、フォトダイオード711
はリセットされない。
The write signal line W is set to H to turn on the memory writing switching transistor 101, and the row reset signal line RR 1 is turned on by the row reset shift register 400.
Is set to H, and the memory switching transistor 111 is turned on.
Is recorded (in the reset state, L is recorded). On the other hand, since the column reset line A1 is at L, the reset transistor 311 is turned off.
Although the row reset signal line RR1 is H and the reset transistor 411 is on, the photodiode 711
Is not reset.

【0040】すなわち、正規の読出しの前の非破壊の画
素からの信号の読み出しにおいて、信号が参照信号より
小さい場合には、メモリ部11MにはLが書込まれ、フ
ォトダイオード711はリセットされない。
That is, in reading a signal from a non-destructive pixel before normal reading, if the signal is smaller than the reference signal, L is written in the memory unit 11M and the photodiode 711 is not reset.

【0041】次に、画素からの正規の信号読出しについ
て説明する。書込み信号線WをL、読出し信号線RをH
にする。信号切換スイッチ700において、端子bを出
力切換回路/電圧付加回路600の一方の入力になる端
子dに接続する。AND回路入力切換スイッチ800に
おいて端子iを端子hに接続する。
Next, the normal signal reading from the pixel will be described. Write signal line W is L, read signal line R is H
To In the signal changeover switch 700, the terminal b is connected to the terminal d which is one input of the output switching circuit / voltage adding circuit 600. In the AND circuit input changeover switch 800, the terminal i is connected to the terminal h.

【0042】行選択シフトレジスタ300により行選択
信号線RS1がHになり、次のクロックで,列選択シフ
トレジスタ100により列選択信号線CS1をH、列リ
セットシフトレジスタ200により列リセット信号線C
R1をLとすると、行選択トランジスタ611及び列信
号選択用スイッチングトランジスタ41がオンであるの
で、フォトダイオード711に蓄積された電荷は増幅ト
ランジスタ511で変換され信号電圧として、行選択ト
ランジスタ611、列信号選択用スイッチングトランジ
スタ41、信号出力線SL及び端子dを通して出力切換
回路/電圧付加回路600の一方の入力端子d’に入力
する。列リセット線A1はLである。
The row selection shift register 300 sets the row selection signal line RS1 to H, and at the next clock, the column selection shift register 100 sets the column selection signal line CS1 to H, and the column reset shift register 200 sets the column reset signal line C to H.
When R1 is L, the row selection transistor 611 and the column signal selection switching transistor 41 are on, so that the electric charge accumulated in the photodiode 711 is converted by the amplification transistor 511 and is converted into a signal voltage to be a signal voltage. The signal is input to one input terminal d ′ of the output switching circuit / voltage adding circuit 600 through the selection switching transistor 41, the signal output line SL, and the terminal d. The column reset line A1 is at L.

【0043】一方、読出し信号線RがHになっており、
メモリ読出し用スイッチングトランジスタ21がオンと
なっているので、メモリ容量211に記憶されている電
圧は、行リセット信号線RR1がHであるのでオンにな
っているメモリスイッチングトランジスタ111、増幅
器51、メモリ読出し用スイッチングトランジスタ2
1、メモリ読出し用列スイッチングトランジスタ31
(列信号選択線CS1がHなのでオンしている)、及び
アドレス出力線ALを通して、出力切換回路/電圧付加
回路600の他方の入力端子u’に入力される。
On the other hand, the read signal line R is H,
Since the memory read switching transistor 21 is on, the voltage stored in the memory capacity 211 is the memory switching transistor 111, amplifier 51, and memory read that are on because the row reset signal line RR1 is H. Switching transistor 2
1. Memory reading column switching transistor 31
(It is turned on because the column signal selection line CS1 is H) and is input to the other input terminal u ′ of the output switching circuit / voltage adding circuit 600 through the address output line AL.

【0044】メモリ容量211がHであれば、出力切換
回路/電圧付加回路600は入力端子d’に入力した信
号電圧に,入力端子v’から入力される参照電圧Vre
fを付加した電圧を出力端子fに出力する。メモリ容量
211がLであれば、出力切換回路/電圧付加回路60
0は入力端子d’に入力した信号電圧をそのまま出力端
子fに出力する。
When the memory capacity 211 is H, the output switching circuit / voltage adding circuit 600 converts the signal voltage input to the input terminal d 'to the reference voltage Vre input from the input terminal v'.
The voltage to which f has been added is output to the output terminal f. If the memory capacity 211 is L, the output switching circuit / voltage adding circuit 60
0 outputs the signal voltage input to the input terminal d 'to the output terminal f as it is.

【0045】なお、次のクロックで、読出し信号線Rを
Lとし、行リセットシフトレジスタ400により行リセ
ット信号線RR1がHになり、列リセット信号線CR1
をHにして、列リセット線A1をHにすると、リセット
トランジスタ311とともにリセットトランジスタ41
1がオンになるので、フォトダイオード711は、基準
電圧Vddにリセットされる。
At the next clock, the read signal line R is set to L, the row reset signal line RR1 is set to H by the row reset shift register 400, and the column reset signal line CR1 is set.
Is set to H and the column reset line A1 is set to H, the reset transistor 41
Since 1 is turned on, the photodiode 711 is reset to the reference voltage Vdd.

【0046】このようにして、高速の非破壊読出しにお
いて、所定の信号電圧より高い電圧を出力するフォトダ
イオードをリセットし、正規の読出し時に所定の電圧を
付加して出力電圧とすることができるので、ダイナミッ
クレンジを拡大できる。なお、上述のように電圧を付加
する方式とは別に、電圧を所定の関係で増幅する方式と
してもよい。以上1画素について説明したが、順次全行
全列の画素について非破壊読出し、正規の読出し,リセ
ットを行えば良い。
In this way, in a high-speed nondestructive read operation, a photodiode that outputs a voltage higher than a predetermined signal voltage can be reset, and a predetermined voltage can be added to a normal read operation to obtain an output voltage. , The dynamic range can be expanded. Note that, apart from the method of adding a voltage as described above, a method of amplifying a voltage in a predetermined relationship may be employed. As described above, one pixel has been described. However, nondestructive readout, normal readout, and reset may be sequentially performed on pixels in all rows and all columns.

【0047】本実施例においては、メモリ部とセンサ部
からなる画素を同一チップ上で実現しているので、簡単
な構成で、小型化可能な固体体撮像装置において、ダイ
ナミックレンジの拡大をできるという利点がある。
In this embodiment, since the pixels comprising the memory section and the sensor section are realized on the same chip, the dynamic range can be expanded in a solid-state imaging device which can be reduced in size with a simple configuration. There are advantages.

【0048】以上、メモリ部にメモリ容量を用いる場合
について説明したが、メモリ容量に代えて、書き換え可
能な不揮発性メモリ(フラッシュメモリ、ワンタイムR
OM等)をメモリ素子として用いれば、白キズとなる画
素の位置情報をメモリ素子に記憶しておき、読み出すこ
とができる。すなわち、暗時(光入射のないとき)に、
出力の大きい信号を検出し、対応する画素のフォトダイ
オードに隣接するメモリ素子に白キズであることを記憶
させればよい。読出しを行う毎に、白キズとなるフォト
ダイオードに隣接するメモリ素子からHの信号が出力さ
れるから、外部回路で信号の補間を行なうことによっ
て、画面上で白キズを除去することができる。
The case where the memory capacity is used for the memory section has been described above. Instead of the memory capacity, a rewritable nonvolatile memory (flash memory, one-time R
If OM or the like is used as a memory element, position information of a pixel that causes a white defect can be stored in the memory element and read. That is, in the dark (when there is no light incident),
A signal having a large output may be detected, and the memory element adjacent to the photodiode of the corresponding pixel may be stored as a white defect. Each time reading is performed, the H signal is output from the memory element adjacent to the photodiode that causes white flaws, so that white flaws can be removed on the screen by interpolating the signal with an external circuit.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
装置は、画素内に配置されて電荷蓄積期間毎に第1の情
報が書込まれるメモリ部を有し、前記電荷蓄積期間に達
する前に、前記画素の前記信号電圧が参照電圧の大きさ
を超えた場合には、第2の情報を前記メモリ部に書込む
とともに前記画素のフォトダイオードをリセットし、前
記電荷蓄積期間後に前記メモリ部に前記第1の情報が記
録されている場合には、前記信号電圧を前記画素の信号
として出力し、前記メモリ部に前記第2の情報が記録さ
れている場合には、前記信号電圧に前記参照電圧を加算
した信号を前記画素の信号として出力することにより、
画素内に画素の情報を蓄積するメモリを設けて、ダイナ
ミックレンジを拡大できるようにし、小型で簡単な構成
の固体撮像装置を提供することができるという効果があ
る。
As described above, the solid-state imaging device according to the present invention has the memory section which is arranged in the pixel and in which the first information is written every charge accumulation period, and reaches the charge accumulation period. Previously, when the signal voltage of the pixel exceeds the magnitude of the reference voltage, the second information is written to the memory unit and the photodiode of the pixel is reset, and after the charge accumulation period, the memory When the first information is recorded in the section, the signal voltage is output as a signal of the pixel, and when the second information is recorded in the memory section, the signal voltage is outputted. By outputting a signal obtained by adding the reference voltage as a signal of the pixel,
There is an effect that a memory for storing pixel information is provided in each pixel so that the dynamic range can be expanded, and a solid-state imaging device having a small and simple configuration can be provided.

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

【図1】本発明の固体撮像装置の実施例を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】固体撮像装置における動作タイミングを示し、
(a)は電荷蓄積期間のタイミングを、(b)は全画素
非破壊読出しにおける、部分の動作タイミング図をそれ
ぞれ示す。
FIG. 2 shows operation timing in the solid-state imaging device;
(A) shows a timing of a charge accumulation period, and (b) shows an operation timing chart of a part in non-destructive readout of all pixels.

【図3】従来例の固体撮像装置のブロック図を示す。FIG. 3 shows a block diagram of a conventional solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…固体撮像装置、1A…増幅型固体撮像デバイス、2
…リセット電位、3A…電流−電圧変換回路、4A…サ
ンプルホールド回路、5A…参照電圧入力端子、6A…
電圧比較回路、7A…スイッチ、8A…リセット電位、
9A…信号処理回路、10A…増幅回路、11A…レジ
スタ、11M…メモリ部、11P…画素、11S…セン
サ部、12…メモリ書込み用スイッチングトランジス
タ、12A…スイッチ、13A電荷蓄積期間、14A…
全画素非破壊読出しかつ選択的リセット、15A…一画
素期間(リセットあり)、16A…読出し中の出力信
号、17A…リセット中の出力信号、18A…一画素期
間(リセットなし)、19A…全画素非破壊読出し、2
1,22…メモリ読出し用スイッチングトランジスタ、
31、32…メモリ読出し用列スイッチングトランジス
タ、41、42…列信号選択用スイッチングトランジス
タ、51、52…増幅器、61、62…AND回路、7
1,72…列リセットトランジスタ、81、82…列リ
セットトランジスタ、100…列選択シフトレジスタ、
101,102…メモリ書込み用スイッチングトランジ
スタ、111,112,121…メモリスイッチングト
ランジスタ、200…列リセットシフトレジスタ、21
1,212,221…メモリ容量、300…行選択シフ
トレジスタ、311、312,321…リセットトラン
ジスタ、400…行リセットシフトレジスタ、411,
412,421…リセットトランジスタ、500…電圧
比較回路、511,512,521…増幅トランジス
タ、600…出力切換回路、611,612,621…
行選択トランジスタ、700…信号切換スイッチ、71
1,712,721…フォトダイオード、800…AN
D回路入力切換スイッチ、A1,A2…列リセット線、
AL…アドレス出力線、B1,B2…メモリ信号線、C
R1,CR2…列リセット信号線、CS1,CS2…列
選択信号線、MCR…メモリ列リセット線、RR1、R
R2…行リセット信号線、RS1,RS2…行選択信号
線、SL,SL1,SL2…信号出力線、Vdd…基準
電圧供給線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solid-state imaging device, 1A ... Amplification type solid-state imaging device, 2
... Reset potential, 3A ... Current-voltage conversion circuit, 4A ... Sample hold circuit, 5A ... Reference voltage input terminal, 6A ...
Voltage comparison circuit, 7A switch, 8A reset potential,
9A: Signal processing circuit, 10A: Amplifier circuit, 11A: Register, 11M: Memory unit, 11P: Pixel, 11S: Sensor unit, 12: Switching transistor for writing memory, 12A: Switch, 13A charge accumulation period, 14A:
Non-destructive reading and selective reset of all pixels, 15A: one pixel period (with reset), 16A: output signal during reading, 17A: output signal during reset, 18A: one pixel period (no reset), 19A: all pixels Non-destructive read, 2
1,22 ... switching transistor for memory reading,
31, 32: column switching transistors for memory reading, 41, 42: switching transistors for column signal selection, 51, 52: amplifiers, 61, 62: AND circuit, 7
1, 72 ... column reset transistor, 81, 82 ... column reset transistor, 100 ... column selection shift register,
101, 102: Switching transistor for memory writing, 111, 112, 121: Memory switching transistor, 200: Column reset shift register, 21
1, 212, 221: memory capacity, 300: row selection shift register, 311, 312, 321: reset transistor, 400: row reset shift register, 411,
412, 421 reset transistor, 500 voltage comparison circuit, 511, 512, 521 amplification transistor, 600 output switching circuit, 611, 612, 621
Row selection transistor, 700 ... signal changeover switch, 71
1,712,721 ... photodiode, 800 ... AN
D circuit input switch, A1, A2 ... column reset line,
AL: address output line, B1, B2: memory signal line, C
R1, CR2: column reset signal line, CS1, CS2: column selection signal line, MCR: memory column reset line, RR1, R
R2: row reset signal line; RS1, RS2: row selection signal line; SL, SL1, SL2: signal output line; Vdd: reference voltage supply line.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フォトダイオードと前記フォトダイオード
において電荷蓄積期間の間に光電変換により生成された
電荷を増幅して信号電圧に変換する増幅用トランジスタ
とを有する画素をマトリクス状に配置してあり、前記電
荷蓄積期間の後に前記信号電圧を前記画素より順次読み
出して画像信号とする固体撮像装置において、 前記画素内に配置されて前記電荷蓄積期間毎に第1の情
報が書込まれるメモリ部を有し、前記電荷蓄積期間に達
する前に、前記画素の前記信号電圧が参照電圧の大きさ
を超えた場合には、第2の情報を前記メモリ部に書込む
とともに前記画素の前記フォトダイオードをリセット
し、前記電荷蓄積期間後に前記メモリ部に前記第1の情
報が記録されている場合には、前記信号電圧を前記画素
の信号として出力し、前記メモリ部に前記第2の情報が
記録されている場合には、前記信号電圧に前記参照電圧
を加算した信号を前記画素の信号として出力することを
特徴とする固体撮像装置。
1. A pixel having a photodiode and an amplifying transistor for amplifying a charge generated by photoelectric conversion during a charge accumulation period in the photodiode and converting the charge into a signal voltage, wherein the pixels are arranged in a matrix. A solid-state imaging device that sequentially reads the signal voltage from the pixel after the charge accumulation period to generate an image signal, the memory device having a memory unit that is disposed in the pixel and in which first information is written for each charge accumulation period. If the signal voltage of the pixel exceeds a reference voltage before reaching the charge accumulation period, second information is written to the memory unit and the photodiode of the pixel is reset. When the first information is recorded in the memory unit after the charge accumulation period, the signal voltage is output as a signal of the pixel, and When the second information is recorded in a memory portion, a signal obtained by adding the reference voltage to the signal voltage is output as a signal of the pixel, and the solid-state imaging device is characterized in that:
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