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JPH0965215A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

Info

Publication number
JPH0965215A
JPH0965215A JP7242322A JP24232295A JPH0965215A JP H0965215 A JPH0965215 A JP H0965215A JP 7242322 A JP7242322 A JP 7242322A JP 24232295 A JP24232295 A JP 24232295A JP H0965215 A JPH0965215 A JP H0965215A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reference voltage
amplifier
solid
output
circuit
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
JP7242322A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Uno
正幸 宇野
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 JP7242322A priority Critical patent/JPH0965215A/en
Publication of JPH0965215A publication Critical patent/JPH0965215A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup device in which the range of a reference voltage received externally is set widely with respect to a low power supply voltage. SOLUTION: Anodes of photo diodes 101 are connected to ground in common and a 1st amplifier 102 is connected to each cathode of the photo diodes 101. Outputs of the 1st amplifiers are sequentially selected by a shift register 106 by each selector switch 103 and each selected signal is given to a common signal line 107, which is connected to an output terminal 108 via a 2nd amplifier 105. A reference voltage Vref applied to an input terminal 109 to decide a reference level of an output signal is applied to an internal reference voltage generating circuit 104, in which the reference voltage Vref is converted into an internal reference voltage VRR, which is impressed to the 1st amplifier 102. The 1st amplifier 102 outputs a voltage equivalent to a photo charge generated in each photo diode 101 as a change from the reference voltage VRR.

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、周辺回路を同一
チップ上に搭載した固体撮像装置に関し、特に低い電源
電圧でも大なる出力信号を小さな回路規模で得ることが
できるようにした固体撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device having peripheral circuits mounted on the same chip, and more particularly to a solid-state image pickup device capable of obtaining a large output signal with a small circuit scale even at a low power supply voltage. .

【0002】[0002]

【従来の技術】固体撮像素子としては、CCDが一般的
に知られているが、CCDは電源電圧が12Vと高いた
め、低電源電圧を必要とする用途には適していない。そ
こで、電源電圧5Vで動作可能なMOS型固体撮像素子
が一部に利用されているが、これはS/Nの点でCCD
に見劣りする。これに対して、MOS型固体撮像素子の
S/Nを向上させるため、1次元のラインセンサでは各
画素毎に、また2次元のエリアセンサにおいても各画素
又は垂直信号線毎に増幅素子を有するタイプの固体撮像
装置が提案されている。
2. Description of the Related Art A CCD is generally known as a solid-state image pickup device, but since the CCD has a high power supply voltage of 12 V, it is not suitable for applications requiring a low power supply voltage. Therefore, a MOS type solid-state image sensor that can operate at a power supply voltage of 5V is used in part, but this is a CCD in terms of S / N.
Inferior to On the other hand, in order to improve the S / N of the MOS type solid-state imaging device, the one-dimensional line sensor has an amplification element for each pixel, and the two-dimensional area sensor has an amplification element for each pixel or each vertical signal line. A type of solid-state imaging device has been proposed.

【0003】これらの増幅素子を有する固体撮像装置
は、ランダム雑音は小さくなるが、その増幅素子のばら
つきによる固定パターン雑音(Fixed Pattern Noise ,
以下FPNと略称する)が大きくなる。そこで、このF
PNを抑圧する数々の手法が提案されているが、特開平
5−207220号には、図6に示すような構成のFP
Nを抑圧する回路を備えた固体撮像素子が開示されてい
る。図6において、Sはソース接地型の増幅型画素で、
フォトダイオード1,ソース接地型増幅用nMOSトラ
ンジスタ2,能動負荷用pMOSトランジスタ5,リセ
ット用nMOSトランジスタ3,帰還容量素子6により
構成されている。そして、このソース接地型の画素Sで
は、帰還容量素子6に光電荷を蓄積してnMOSトラン
ジスタ2のドレイン電圧の変化として、蓄積された光量
を検出するようにしている。
In the solid-state image pickup device having these amplifying elements, random noise becomes small, but fixed pattern noise (Fixed Pattern Noise,
Hereinafter, it will be abbreviated as FPN). So this F
Although various techniques for suppressing PN have been proposed, Japanese Patent Laid-Open No. 5-207220 discloses an FP having a configuration as shown in FIG.
A solid-state image sensor including a circuit for suppressing N is disclosed. In FIG. 6, S is a source-grounded amplification type pixel,
It is composed of a photodiode 1, a source-grounded amplification nMOS transistor 2, an active load pMOS transistor 5, a reset nMOS transistor 3, and a feedback capacitance element 6. In the source-grounded pixel S, photoelectric charges are accumulated in the feedback capacitance element 6 and the accumulated light amount is detected as a change in the drain voltage of the nMOS transistor 2.

【0004】このソース接地型の画素Sの出力ノード28
は、nMOSトランジスタ2の閾値電圧(VTh)の影響
を受けているため、出力ノード28の電位VP を直接信号
線23に出力すると、各画素間でのnMOSトランジスタ
2の閾値電圧VThのばらつきにより、FPNが発生す
る。そこでノード28と信号線23に接続されている選択ス
イッチ21の間に、nMOSトランジスタ2の閾値電圧V
Thがばらついても、出力が一定となる増幅回路からなる
FPN抑圧回路を設けている。
The output node 28 of the source-grounded pixel S
Are affected by the threshold voltage (V Th ) of the nMOS transistor 2, therefore, when the potential V P of the output node 28 is directly output to the signal line 23, the threshold voltage V Th of the nMOS transistor 2 between the pixels is reduced . Due to variations, FPN occurs. Therefore, the threshold voltage V of the nMOS transistor 2 is connected between the node 28 and the selection switch 21 connected to the signal line 23.
An FPN suppressing circuit including an amplifier circuit that provides a constant output even if Th varies is provided.

【0005】すなわち、図6において、10はソース接地
型のpMOSトランジスタ16及び負荷として動作するn
MOSトランジスタ17からなる反転増幅器であり、その
出力はnMOSトランジスタ25及び26で構成されたソー
スフォロア回路に接続されている。この2段構成の増幅
器の入出力間には、スイッチ用pMOSトランジスタ14
を介して容量C2 が設けられていると共に、その入力端
は容量C1 を介してソース接地型の増幅型画素Sの出力
ノード28に接続されている。また図6において、13,15
は前記容量C1 ,C2 に初期電位を与えるためのリセッ
ト用のpMOSトランジスタであり、20はリセット用の
pMOSトランジスタ15の一端に接続された基準電圧
(Vref )源である。そして、これらの容量C1 ,C2
及びスイッチ用pMOSトランジスタ14により、この2
段構成の増幅器はC1 /C2 のゲインを有する反転増幅
器として動作するようになっている。
That is, in FIG. 6, reference numeral 10 is a source grounded pMOS transistor 16 and n operating as a load.
It is an inverting amplifier composed of MOS transistors 17, and its output is connected to a source follower circuit composed of nMOS transistors 25 and 26. A switching pMOS transistor 14 is provided between the input and output of this two-stage amplifier.
The capacitance C 2 is provided via the capacitance C 2 , and the input end thereof is connected to the output node 28 of the source-grounded amplification type pixel S via the capacitance C 1 . Further, in FIG. 6, 13, 15
Is a reset pMOS transistor for applying an initial potential to the capacitors C 1 and C 2 , and 20 is a reference voltage (V ref ) source connected to one end of the reset pMOS transistor 15. Then, these capacitances C 1 , C 2
And the pMOS transistor for switching 14
The staged amplifier operates as an inverting amplifier with a gain of C 1 / C 2 .

【0006】次に図7に示すタイミイグチャートに基づ
いて、図6に示した固体撮像素子の動作について説明す
る。まず期間T1 では、画素S及び抑圧回路のリセット
を行っている。この後、リセット用nMOSトランジス
タ3がOFFし、期間T2 から画素における積分動作が
行われる。この積分開始後、ノード28の電位VP が落ち
着いた後で、pMOSトランジスタ13,15がOFFし、
pMOSトランジスタ14をONして、抑圧回路における
容量素子12とスイッチング用pMOSトランジスタ14に
よる帰還系を接続する。期間T3 においても画素Sの積
分動作は続けられ、それによって引き起こされるノード
28の電位VP の上昇は、ノード29に反転出力VOUT とし
て現れる。一定積分時間経過後、シフトレジスタからの
パルスによりnMOSトランジスタ21をONして、反転
出力VOUT を信号出力線23に伝達する。
Next, the operation of the solid-state image pickup device shown in FIG. 6 will be described based on the timing chart shown in FIG. First, in the period T 1 , the pixel S and the suppression circuit are reset. After that, the reset nMOS transistor 3 is turned off, and the integration operation in the pixel is performed from the period T 2 . After the start of this integration, after the potential V P of the node 28 has settled down, the pMOS transistors 13 and 15 are turned off,
The pMOS transistor 14 is turned on to connect the capacitive element 12 in the suppression circuit and the feedback system of the switching pMOS transistor 14. In the period T 3 , the integration operation of the pixel S is continued and the node caused by the integration operation is continued.
The rise in potential V P at 28 appears at node 29 as an inverted output V OUT . After the elapse of a certain integration time, the nMOS transistor 21 is turned on by the pulse from the shift register, and the inverted output V OUT is transmitted to the signal output line 23.

【0007】この動作において、基準電圧は、期間T2
からT3 に切り換わる時刻での画素出力(VP )の電位
であり、この基準はリセット直後でなくてもよい。一定
時間積分した後とすることも可能であり、またリセット
用nMOSトランジスタ3を駆動するリセットパルスψ
R の立ち下がりと、pMOSトランジスタ13を駆動する
ψRCの立ち上がりを同一時刻として、T2 の期間を零と
してもよい。この期間T2 からT3 に移る時点のVP
電位を基準とし、それから増加した光積分による信号分
PSは、基準電圧Vref からの減少分として、(Vref
−C1 /C2 ・VPS)で表す電圧値としてノード29のV
OUT に伝達される。その電位を、シフトレジスタの走査
により信号出力線23に伝達し、読み出しを行うようにな
っている。
In this operation, the reference voltage is set to the period T 2
It is the potential of the pixel output (V P ) at the time of switching from T 3 to T 3 , and this reference need not be immediately after reset. It is also possible to carry out after integration for a certain period of time, and a reset pulse ψ for driving the reset nMOS transistor 3
The fall of R and the rise of ψ RC for driving the pMOS transistor 13 may be the same time, and the period of T 2 may be zero. The potential of V P at the time of moving from the period T 2 to T 3 as a reference, the signal component V PS by light integration was then increased, as the decrease in the reference voltage V ref, (V ref
-C 1 / C 2 · V PS ) V of node 29 as the voltage value
It is transmitted to OUT . The potential is transmitted to the signal output line 23 by scanning the shift register and read.

【0008】また図6に示した構成の固体撮像素子にお
いて、反転増幅器10の出力とソースフォロア回路を構成
するnMOSトランジスタ26のゲート間に、スイッチン
グ用MOSトランジスタ及びサンプルホールド用容量を
追加することよって、サンプルホールド回路を構成する
ことが可能である。
Further, in the solid-state image pickup device having the structure shown in FIG. 6, a switching MOS transistor and a sample hold capacitor are added between the output of the inverting amplifier 10 and the gate of the nMOS transistor 26 forming the source follower circuit. It is possible to configure a sample and hold circuit.

【0009】次に、このFPN抑圧回路において許容さ
れる基準電圧Vref の範囲について説明する。ノード29
の出力は、pMOSトランジスタ16のソース−ドレイン
電圧VDS及びnMOSトランジスタ26のソース−ゲート
電圧VGSが、動作可能な電圧となるように設定する必要
がある。VDSに関しては0.2 V程度でも十分であるが、
GSは基板効果があるため、VGS=VTH+kVBSで表さ
れる値が必要となる。ここで、VTHはnMOSトランジ
スタ26のスレッショルド電圧、VBSは基板(pウエル)
−ソース間電圧、kは基板効果の影響を表す係数であ
る。この基板効果のため、通常のCMOSプロセスで
は、VDD=5Vの場合、Vref は3V以下、VDD=3V
の場合、Vref は1.5 V以下に設定しなければならな
い。このように電源電圧が低くなった場合、基準電圧V
ref は低く設定しなければならないので、出力レンジは
小さくならざるを得ない。
Next, the range of the reference voltage V ref allowed in this FPN suppressing circuit will be described. Node 29
Must be set so that the source-drain voltage V DS of the pMOS transistor 16 and the source-gate voltage V GS of the nMOS transistor 26 become operable voltages. Regarding V DS, about 0.2 V is sufficient, but
Since V GS has a substrate effect, a value represented by V GS = V TH + kV BS is required. Here, V TH is the threshold voltage of the nMOS transistor 26, and V BS is the substrate (p well).
-Source-to-source voltage, k is a coefficient representing the influence of the substrate effect. Due to this substrate effect, in a normal CMOS process, when V DD = 5 V, V ref is 3 V or less, V DD = 3 V
In this case, V ref must be set to 1.5 V or less. When the power supply voltage becomes low in this way, the reference voltage V
Since ref must be set low, the output range must be small.

【0010】したがって、出力振幅を大きくするには、
共通信号線から出力された信号を増幅する必要がある。
通常イメージセンサに用いられている増幅回路は、例え
ば特開昭63−288581号公報あるいは特開昭59
−154880号公報等に示されているように、遮光画
素を設け、該遮光画素のレベルをサンプルホールドし
て、そのレベルが基準電圧レベルとなるようにした差分
増幅回路を用いる方法が一般的である。
Therefore, in order to increase the output amplitude,
It is necessary to amplify the signal output from the common signal line.
An amplifier circuit normally used in an image sensor is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-288581 or Japanese Patent Laid-Open No. 59-59581.
As disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 154880, a method is generally used in which a light-shielding pixel is provided, a level of the light-shielding pixel is sampled and held, and the level is set to a reference voltage level. is there.

【0011】図8は、上記各公開公報で示されている差
動アンプの構成を示す図で、入力端DOSには遮光画素
出力VDOS が入力され、入力端OSには有効画素出力V
OSが入力され、出力端OUTには、次式で表される出力
OUT が出力される。 VOUT =Vref −R2 /R1 (VOS−VDOS ) ここで、R2 /R1 を大きくすることによって、出力振
幅を大きくすることが可能である。
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the differential amplifier shown in each of the above-mentioned publications. The light-shielded pixel output V DOS is input to the input terminal DOS, and the effective pixel output V is input to the input terminal OS.
The OS is input, and the output V OUT represented by the following equation is output to the output terminal OUT. V OUT = V ref −R 2 / R 1 (V OS −V DOS ) Here, by increasing R 2 / R 1 , the output amplitude can be increased.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記図8に示した差分
増幅回路を、図6に示したFPN抑圧回路を有する固体
撮像素子に応用することを考えた場合、次のような問題
点が発生することがわかった。 外部から印加される基準電圧Vref を、図6に示し
た固体撮像素子のFPN抑圧回路及び図8に示した差分
増幅回路に共通に用いると、FPN抑圧回路の動作可能
な範囲でしか基準電圧Vref の値を決められないため、
電源電圧に対して設定できる基準電圧の自由度が小さ
い。 差分増幅回路の入力端DOSには遮光画素出力V
DOS を与え続けるため、サンプルホールド回路が必要と
なり、また入力端OSに入力する有効画素出力VOSも抵
抗R1 ,R2 を駆動するため、バッファが必要となり、
したがって回路規模が大となる。 通常のMOSプロセスでは、大きなシート抵抗を有
する拡散層等がないため、抵抗R1 ,R2 のレイアウト
面積が大きくなる。そこで、抵抗R1 ,R2 の値を小さ
くしようとすると、入力端OS,DOSに接続されるバ
ッファの能力を大きくしなければならないため、消費電
力が増大する。 差分増幅回路の入力端DOSには遮光画素出力V
DOS が印加されなければならないが、有効画素の暗電流
特性と遮光画素の暗電流特性を同一にすることは困難で
あると共に、画素構造によってはブルーミング等の問題
により、完全な遮光画素を得ることが困難である。
When the differential amplifier circuit shown in FIG. 8 is considered to be applied to the solid-state image pickup device having the FPN suppressing circuit shown in FIG. 6, the following problems occur. I found out that When the reference voltage Vref applied from the outside is commonly used for the FPN suppressing circuit of the solid-state image sensor shown in FIG. 6 and the differential amplifier circuit shown in FIG. 8, the reference voltage is applied only within the operable range of the FPN suppressing circuit. Because I can't decide the value of V ref ,
The degree of freedom of the reference voltage that can be set for the power supply voltage is low. The light-shielded pixel output V is applied to the input terminal DOS of the differential amplifier circuit.
A sample and hold circuit is required to keep applying DOS, and a valid pixel output V OS input to the input terminal OS also drives the resistors R 1 and R 2 , so a buffer is required.
Therefore, the circuit scale becomes large. In the normal MOS process, since there is no diffusion layer having a large sheet resistance, the layout area of the resistors R 1 and R 2 becomes large. Therefore, in order to reduce the values of the resistors R 1 and R 2 , the capacity of the buffer connected to the input terminals OS and DOS must be increased, which increases power consumption. The light-shielded pixel output V is applied to the input terminal DOS of the differential amplifier circuit.
Although DOS must be applied, it is difficult to make the dark current characteristics of the effective pixels and the dark current characteristics of the light-shielded pixels the same, and depending on the pixel structure, there is a problem such as blooming, so that complete light-shielded pixels can be obtained. Is difficult.

【0013】本発明は、従来のFPN抑圧回路を有する
固体撮像装置における上記問題点を解消するためになさ
れたもので、次に述べる事項を目的とするものである。 (1) 低い電源電圧に対して、外部から印加される基
準電圧の範囲を広く設定できるようにした固体撮像装置
を提供することを目的とし、これは請求項1,3,4,
5記載の発明に対応する目的である。 (2) 小さな回路規模で且つレイアウト面積も小さく
でき、消費電流も小さくできる周辺回路を備えた固体撮
像装置を提供することを目的とし、これは請求項1〜4
記載の発明に対応する目的である。 (3) 遮光画素等の、基準レベルを形成するための有
効画素以外の画素を設けずに、外部から与えた基準電圧
に対する信号出力が得られるようにした固体撮像装置を
提供することを目的とし、これは請求項1,3,4,5
記載の発明に対応する目的である。 (4) 請求項1又は2記載の発明における内部基準電
圧発生回路又は第2の増幅回路のオフセット電圧等のば
らつきによっても、基準電圧範囲内に出力信号が入るよ
うにした固体撮像装置を提供することを目的とし、これ
は請求項4記載の発明に対応する目的である。 (5) 外部からの入力用の端子数を削減できるよにう
した固体撮像装置を提供することを目的とし、これは請
求項5記載の発明に対応する目的である。
The present invention has been made in order to solve the above problems in a solid-state image pickup device having a conventional FPN suppressing circuit, and has the following objects. (1) An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of setting a wide range of a reference voltage applied from the outside with respect to a low power supply voltage.
This is an object corresponding to the invention described in item 5. (2) An object of the present invention is to provide a solid-state image pickup device having a peripheral circuit which has a small circuit size, a small layout area, and a small current consumption.
This is an object corresponding to the described invention. (3) An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of obtaining a signal output corresponding to a reference voltage applied from the outside without providing pixels other than effective pixels for forming a reference level, such as light-shielded pixels. , This is claim 1, 3, 4, 5
This is an object corresponding to the described invention. (4) Provided is a solid-state imaging device in which an output signal falls within the reference voltage range even if the internal reference voltage generating circuit or the second amplifying circuit according to the first or second aspect of the invention varies in offset voltage and the like. This is the purpose corresponding to the invention of claim 4. (5) An object is to provide a solid-state imaging device capable of reducing the number of external input terminals, which is an object corresponding to the invention of claim 5.

【0014】[0014]

【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記載の発明は、1次元又は2次元状に配列
された光電変換素子からなる複数の画素と周辺回路とを
同一チップ上に構成すると共に、チップ外部から印加さ
れる、出力信号の基準レベルを設定するための基準電圧
の印加端子を同一チップ上に有する固体撮像装置におい
て、外部から印加された基準電圧から装置内部用の内部
基準電圧を発生する内部基準電圧発生回路と、1次元セ
ンサにおいては各画素毎に、2次元センサにおいては垂
直信号線毎に設けた、画素の信号量に応じた出力を内部
基準電圧からの変化量として出力する複数の第1の増幅
回路と、該複数の第1の増幅回路の出力端と共通信号線
との間に設けられた複数の選択用スイッチング素子と、
前記共通信号線と出力端子間に設けられた第2の増幅回
路とを備えるものである。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 has a plurality of pixels formed of photoelectric conversion elements arranged one-dimensionally or two-dimensionally and a peripheral circuit in the same chip. In the solid-state imaging device configured as above and having a reference voltage application terminal applied from the outside of the chip for setting the reference level of the output signal on the same chip, the reference voltage applied from the outside to the inside of the device An internal reference voltage generating circuit for generating an internal reference voltage of 1 pixel, and an output according to the signal amount of the pixel provided for each pixel in the one-dimensional sensor and for each vertical signal line in the two-dimensional sensor from the internal reference voltage. A plurality of first amplifier circuits for outputting as the amount of change, and a plurality of selection switching elements provided between the output terminals of the plurality of first amplifier circuits and the common signal line,
A second amplifier circuit provided between the common signal line and the output terminal is provided.

【0015】このように内部基準電圧発生回路を設ける
ことにより、電源電圧が低い場合でも外部から与える基
準電圧の範囲を自由に設定することができると共に、第
1の増幅回路が動作する内部基準電圧が設定でき、また
第2の増幅回路により信号出力を大きくすることが可能
となり、低電源電圧でも大振幅信号出力を得ることがで
きる。また第1の増幅回路を設けることにより遮光画素
を設けなくても基準電圧に対する出力が得られるので、
遮光画素が不要となり、遮光画素出力のばらつきによる
影響をなくすることができる。
By providing the internal reference voltage generating circuit as described above, the range of the externally applied reference voltage can be freely set even when the power supply voltage is low, and the internal reference voltage at which the first amplifier circuit operates can be set. Can be set, and the signal output can be increased by the second amplifier circuit, and a large amplitude signal output can be obtained even with a low power supply voltage. Further, by providing the first amplifier circuit, the output for the reference voltage can be obtained without providing the light-shielding pixel,
Since the light-shielded pixel is unnecessary, it is possible to eliminate the influence of variations in the light-shielded pixel output.

【0016】請求項2記載の発明は、請求項1記載の固
体撮像装置における第2の増幅回路を、入力インピーダ
ンスの高い増幅回路で構成するものである。これによ
り、余分なバッファ,サンプルホールド回路等は不要と
なり、回路規模を小さくできると共に、消費電流も低減
することができる。更に電圧増幅率を決定する抵抗を小
さくしても第2の増幅回路の出力段の駆動能力のみを大
きくすればよいので、レイアウト上抵抗値を小さくする
必要があるときでも、最小限の消費電力の増加で済ませ
ることが可能となる。
According to a second aspect of the present invention, the second amplifying circuit in the solid-state image pickup device according to the first aspect is configured by an amplifying circuit having a high input impedance. This eliminates the need for extra buffers, sample and hold circuits, etc., and makes it possible to reduce the circuit scale and current consumption. Further, even if the resistance that determines the voltage amplification factor is reduced, only the driving capability of the output stage of the second amplifier circuit needs to be increased, so even when the resistance value needs to be reduced in the layout, the minimum power consumption is required. It will be possible to increase it by.

【0017】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の固体撮像装置において、前記内部基準電圧発生回路
が、外部から印加される基準電圧を1/k(k:1より
大きな実数)にする分圧回路を含むと共に、前記第2の
増幅回路の電圧増幅率を、ほぼkに設定するものであ
る。このように構成することにより、センサの信号が零
である基準レベル(黒レベル)を、外部から印加した基
準電圧に完全に一致させることが可能となる。
According to a third aspect of the present invention, in the solid-state image pickup device according to the first or second aspect, the internal reference voltage generating circuit applies a reference voltage applied from the outside to 1 / k (a real number larger than k: 1). In addition to including the voltage dividing circuit, the voltage amplification factor of the second amplifier circuit is set to approximately k. With this configuration, the reference level (black level) at which the sensor signal is zero can be completely matched with the reference voltage applied from the outside.

【0018】請求項4記載の発明は、請求項1又は2記
載の発明において、前記内部基準電圧発生回路が、外部
から印加される基準電圧を1/k(k:1より大きな実
数)にする分圧回路を含むと共に、前記第2の増幅回路
の電圧増幅率を、k〜0.7 kに設定するものである。こ
のように構成することにより、内部基準電圧発生回路又
は第2の増幅回路のオフセット電圧等にばらつきがあ
り、且つ外部入力基準電圧が小さくオフセット電圧が大
きな場合においても、基準電圧範囲内に出力信号が入る
ようにすることができる。すなわち基準レベル(黒レベ
ル)は外部基準電圧から若干ずれるが、オフセット電圧
のばらつきがあっても基準電圧範囲内に信号が出力され
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the internal reference voltage generating circuit sets the reference voltage applied from the outside to 1 / k (a real number larger than k: 1). A voltage divider circuit is included and the voltage amplification factor of the second amplifier circuit is set to k to 0.7 k. With this configuration, even if the offset voltage of the internal reference voltage generation circuit or the second amplifier circuit varies, and the external input reference voltage is small and the offset voltage is large, the output signal is within the reference voltage range. Can be entered. That is, the reference level (black level) is slightly deviated from the external reference voltage, but the signal is output within the reference voltage range even if the offset voltage varies.

【0019】請求項5記載の発明は、請求項1〜4のい
ずれか1項に記載の固体撮像装置において、外部から印
加される基準電圧を装置内部の電源電圧として兼用させ
るものである。これにより、外部からの入力用の端子数
を削減することか可能となる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the solid-state image pickup device according to any one of the first to fourth aspects, a reference voltage applied from the outside is also used as a power supply voltage inside the device. This makes it possible to reduce the number of external input terminals.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態及び実施例】次に実施例について説
明する。図1は本発明に係る固体撮像装置の第1実施例
を示すブロック構成図であり、この実施例は、本発明を
フォトダイオードを1次元状に配列したラインセンサに
適用したものである。図1において、101 は画素を構成
するフォトダイオードで、アノードが各画素共通に接続
され接地されていると共に、カソードは各フォトダイオ
ード毎に設けられた第1の増幅器102 の入力に接続され
ている。第1の増幅器102 の出力は、シフトレジスタ10
6 により順次選択される選択スイッチ103 を介して、共
通信号線107 に接続されており、この共通信号線107 は
第2の増幅器105 を介して出力端子108 に接続されてい
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, examples will be described. FIG. 1 is a block configuration diagram showing a first embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention. In this embodiment, the present invention is applied to a line sensor in which photodiodes are arranged one-dimensionally. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a photodiode which constitutes a pixel, and an anode is commonly connected to each pixel and grounded, and a cathode is connected to an input of a first amplifier 102 provided for each photodiode. . The output of the first amplifier 102 is the shift register 10
The common signal line 107 is connected via a selection switch 103 which is sequentially selected by 6, and the common signal line 107 is connected to an output terminal 108 via a second amplifier 105.

【0021】一方、出力信号の基準レベルを定めるため
の入力端子109 に印加された基準電圧Vref は、内部基
準電圧発生回路104 に入力され、チップ内部用の内部基
準電圧VRRに変換される。この内部基準電圧VRRは、各
画素毎に設けられた第1の増幅器102 に印加され、該第
1の増幅器102 はフォトダイオード101 で発生した光電
荷を、内部基準電圧VRRからの変化分として出力するよ
うになっている。
On the other hand, the reference voltage V ref applied to the input terminal 109 for determining the reference level of the output signal is input to the internal reference voltage generation circuit 104 and converted into the internal reference voltage V RR for the inside of the chip. . This internal reference voltage V RR is applied to the first amplifier 102 provided for each pixel, and the first amplifier 102 changes the photocharge generated in the photodiode 101 by the change amount from the internal reference voltage V RR. Is output as.

【0022】このように構成した固体撮像装置におい
て、電源電圧及び外部入力基準電圧Vref を参照とし
て、第1の増幅器102 が動作可能となるような内部基準
電圧VRRを、内部基準電圧発生回路104 により発生する
ことによって、電源電圧が低くても広範囲の外部入力基
準電圧Vref に対応することができる。また第2の増幅
器105 を、外部入力基準電圧Vref 及び内部基準電圧V
RRの関係に応じた増幅率に設定することによって、外部
入力基準電圧Vref を基準とした出力が得られると共
に、出力振幅を大にすることができる。
In the solid-state image pickup device configured as described above, the internal reference voltage V RR that enables the first amplifier 102 to operate is referred to the power supply voltage and the external input reference voltage V ref as an internal reference voltage generation circuit. By being generated by 104, it is possible to cope with a wide range of external input reference voltage V ref even if the power supply voltage is low. The second amplifier 105 is connected to the external input reference voltage V ref and the internal reference voltage V ref.
By setting the amplification factor according to the relationship of RR , an output based on the external input reference voltage V ref can be obtained and the output amplitude can be increased.

【0023】次に、第1の増幅器102 ,第2の増幅器10
5 及び内部基準電圧発生回路104 の具体的な構成、並び
に信号レベルを示した詳細な動作について説明する。ま
ず第1の増幅器102 の構成は、図6に示した従来の固体
撮像素子のFPN抑圧回路に含まれるソース接地型の増
幅器を用いて、図6における基準電圧Vref の代わり
に、本実施例の内部基準電圧発生回路104 において発生
した内部基準電圧VRRを印加するようにすればよい。こ
れにより第1の増幅器102 の各出力は、内部基準電圧V
RRを基準にして光電荷に応じた電圧変化分が出力され
る。
Next, the first amplifier 102 and the second amplifier 10
5 and the internal configuration of the internal reference voltage generation circuit 104, and the detailed operation indicating the signal level will be described. First, the configuration of the first amplifier 102 uses the common source type amplifier included in the FPN suppressing circuit of the conventional solid-state image pickup device shown in FIG. 6, instead of the reference voltage V ref in FIG. The internal reference voltage V RR generated in the internal reference voltage generation circuit 104 may be applied. As a result, each output of the first amplifier 102 has an internal reference voltage V
The voltage change corresponding to the photocharge is output based on RR .

【0024】次に、内部基準電圧発生回路104 及び第2
の増幅器105 の具体的な構成を、図2及び図3に基づい
て説明する。図2は内部基準電圧発生回路104 の構成例
を示す図で、外部入力基準電圧Vref を抵抗R1 ,R2
により分圧し、バッファ(オペアンプ)111 を介して内
部基準電圧VRRを出力するように構成されている。この
ように構成されている内部基準電圧発生回路104 におい
て、外部入力基準電圧Vref と内部基準電圧VRRとは、
次式(1)に示す関係にある。 VRR={R1 /(R1 +R2 )}×Vref ・・・・・・・・・・(1)
Next, the internal reference voltage generating circuit 104 and the second
The specific configuration of the amplifier 105 of FIG. 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the internal reference voltage generating circuit 104, in which the external input reference voltage V ref is set to the resistors R 1 and R 2.
The voltage is divided by and the internal reference voltage V RR is output via the buffer (op amp) 111. In the internal reference voltage generating circuit 104 thus configured, the external input reference voltage V ref and the internal reference voltage V RR are
It has the relationship shown in the following expression (1). V RR = {R 1 / (R 1 + R 2 )} × V ref (1)

【0025】図3は第2の増幅器105 の具体的な構成を
示す図で、オペアンプ112 を用いた正転増幅器で構成さ
れており、入力電圧Vinと出力電圧VOUT との関係は、
次式(2)に示すようになっている。 VOUT ={(R3 +R4 )/R3 }×Vin ・・・・・・・・・・(2)
FIG. 3 is a view showing a specific configuration of the second amplifier 105 is configured by a forward amplifier using an operational amplifier 112, the relationship between the input voltage V in and the output voltage V OUT,
It is as shown in the following equation (2). V OUT = {(R 3 + R 4 ) / R 3 } × V in (2)

【0026】また、共通信号線107 上に現れる各画素信
号の出力Vsig は、第1の増幅器102 により次式(3)
で表される。 Vsig =VRR−Δv ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3) ここでΔvは各画素の入射光量に対応した電圧出力であ
る。
The output V sig of each pixel signal appearing on the common signal line 107 is expressed by the following equation (3) by the first amplifier 102.
It is represented by V sig = V RR −Δv (3) Here, Δv is a voltage output corresponding to the incident light amount of each pixel.

【0027】上記(1)〜(3)式より次式(4)が導
かれる。 VOUT =k2 /k1 ×Vref −k2 ×Δv ・・・・・・・・・・(4) なお、k1 =(R1 +R2 )/R1 ,k2 =(R3 +R
4 )/R3 である。ここで、k1 =k2 とすれば、V
OUT =Vref −k2 ×Δvとなり、外部入力基準電圧V
ref を基準とした信号出力が得られる。
The following equation (4) is derived from the above equations (1) to (3). V OUT = k 2 / k 1 × V ref −k 2 × Δv (4) Note that k 1 = (R 1 + R 2 ) / R 1 , k 2 = (R 3 + R
4 ) / R 3 . Here, if k 1 = k 2 , then V
OUT = V ref −k 2 × Δv, and the external input reference voltage V
A signal output based on ref is obtained.

【0028】これらの式で表された共通信号線107 上の
信号出力Vsig と出力端子108 での信号出力VOUT を、
時間に対する波形として図4に示す。図4においては、
sig ,VOUT ともに4画素分の信号出力を時系列的に
表している。図4からわかるように、共通信号線107 上
の信号出力Vsig は内部基準電圧VRRを基準にして信号
が出力されるが、出力端子108 からの信号出力V
OUT は、外部入力基準電圧Vref が基準にされて出力さ
れている。
The signal output V sig on the common signal line 107 and the signal output V OUT at the output terminal 108 expressed by these equations are
A waveform as a function of time is shown in FIG. In FIG.
Both V sig and V OUT represent the signal output for four pixels in time series. As can be seen from FIG. 4, the signal output V sig on the common signal line 107 outputs a signal based on the internal reference voltage V RR , but the signal output V sig from the output terminal 108
OUT is output with reference to the external input reference voltage V ref .

【0029】以上のように、本実施例によれば、内部基
準電圧発生回路104 及び第2の増幅器105 を設けること
により、外部入力基準電圧Vref が電源電圧に近い場合
でも、各画素に設けられた第1の増幅器102 が動作可能
となる内部基準電圧VRRにより、各画素に対する第1の
増幅器を動作させることができると共に、出力端子108
からは外部入力基準電圧Vref を基準レベルとした出力
OUT を得ることができる。これは、電源電圧が低くな
った場合でも、大きな信号出力を得るために有効であ
る。
As described above, according to this embodiment, by providing the internal reference voltage generating circuit 104 and the second amplifier 105, even if the external input reference voltage V ref is close to the power supply voltage, it is provided in each pixel. The internal reference voltage V RR that enables the first amplifier 102 to operate enables the operation of the first amplifier for each pixel and the output terminal 108.
Can obtain an output V OUT with the external input reference voltage V ref as a reference level. This is effective for obtaining a large signal output even when the power supply voltage becomes low.

【0030】また、本実施例においては、第2の増幅器
105 として、図8に示した差分増幅回路とは異なり、図
3に示すような高入力インピーダンスの非反転型の増幅
器112 を用いることができるため、共通信号線107 の出
力Vsig を直接第2の増幅器105 に入力することができ
る。これは、回路規模及び消費電力を削減するためには
有効である。また、本実施例では、遮光画素を設けなく
ても、基準レベルを決めることができるため、遮光画素
を設けた場合の遮光画素の不均一性の影響を受けること
はなくなる。
Further, in this embodiment, the second amplifier
Unlike the differential amplifier circuit shown in FIG. 8, a non-inverting amplifier 112 with high input impedance as shown in FIG. 3 can be used as 105, so that the output V sig of the common signal line 107 can be directly output to the second Can be input to the amplifier 105. This is effective for reducing the circuit scale and power consumption. Further, in the present embodiment, since the reference level can be determined without providing the light-shielding pixel, the influence of the nonuniformity of the light-shielding pixel when the light-shielding pixel is provided is not affected.

【0031】次に、図2及び図3に示した内部基準電圧
発生回路104 及び第2の増幅器105を構成するオペアン
プのオフセット電圧の影響について説明する。図2及び
図3に示した内部基準電圧発生回路及び第2の増幅器を
構成するオペアンプに、それぞれオフセット電圧
OF1 ,VOF2 を有しているとすると、上記(1)式は
次式(5)のように表される。 VRR={R1 /(R1 +R2 )}×Vref +VOF1 ・・・・・・(5) また上記(2)式は次式(6)のように表される。 VOUT ={(R3 +R4 )/R3 }×(Vin+VOF2 ) ・・・・(6) したがって、(4)式は次式(7)のように表される。 VOUT =(k2 /k1 )×Vref −k2 ×Δv +k2 ×(VOF1 +VOF2 ) ・・・・・・・・・・・・(7) 上記(7)式において、k1 /k2 =1とすると、オフ
セット電圧VOF1 ,VOF2 がある場合、VOUT の基準が
ずれてしまう。このことは、出力VOUT がGND〜V
ref の入力電圧範囲を有するA/D等に接続されている
場合、オフセット電圧VOF1 ,VOF2 によりA/Dの入
力レンジをはずれてしまう可能性があることを示してい
る。
Next, the influence of the offset voltage of the operational amplifiers forming the internal reference voltage generating circuit 104 and the second amplifier 105 shown in FIGS. 2 and 3 will be described. Assuming that the operational amplifiers constituting the internal reference voltage generating circuit and the second amplifier shown in FIGS. 2 and 3 have offset voltages V OF1 and V OF2 , respectively, the above equation (1) is given by the following equation (5) ) Is represented. V RR = {R 1 / (R 1 + R 2 )} × V ref + V OF1 (5) The above equation (2) is expressed as the following equation (6). V OUT = {(R 3 + R 4 ) / R 3 } × (V in + V OF2 ) ... (6) Therefore, the equation (4) is expressed by the following equation (7). V OUT = (k 2 / k 1 ) × V ref −k 2 × Δv + k 2 × (V OF1 + V OF2 ) ... (7) In the above formula (7), k When 1 / k 2 = 1 is set, if there are offset voltages V OF1 and V OF2 , the reference of V OUT is deviated. This means that the output V OUT is GND to V
When connected to an A / D or the like having an input voltage range of ref , the offset voltages V OF1 and V OF2 may deviate from the input range of A / D.

【0032】これを防ぐには、k2 /k1 <1とすれば
よい。k2 /k1 <1とすると、(7)式は次式(8)
のように表される。 VOUT =Vref −k2 ×Δv+{k2 ×(VOF1 +VOF2 ) −(1−k2 /k1 )×Vref } ・・・・・・・・・・(8) この(8)式において、第3項{k2 ×(VOF1 +V
OF2 )−(1−k2 /k1)×Vref }が、オフセット
電圧VOF1 ,VOF2 のばらつきに対して負となるよう
に、k2 /k1 を設定すればよい。しかし、k2 /k1
を1より非常に小さくすると、VOUT の出力レンジが狭
くなるため、通常は、0.9 <k2 /k1 <1に設定すれ
ばよい。但しVref が小さく、VOF1 ,VOF2 が大きな
ときは、k2 /k1 <0.9 に設定しなければならない場
合もあるが、A/Dの有効レンジの関係上、k2 /k1
>0.7 に設定するのが望ましい。
In order to prevent this, k 2 / k 1 <1 may be set. When k 2 / k 1 <1, the equation (7) is given by the following equation (8).
It is represented as V OUT = V ref −k 2 × Δv + {k 2 × (V OF1 + V OF2 ) − (1-k 2 / k 1 ) × V ref } (8) This (8 ), The third term {k 2 × (V OF1 + V
OF2) - (1-k 2 / k 1) × V ref} is such that a negative relative variation of the offset voltage V OF1, V OF2, may be set to k 2 / k 1. However, k 2 / k 1
If 1 is set to be much smaller than 1, the output range of V OUT is narrowed. Therefore, it is normally set to 0.9 <k 2 / k 1 <1. However, when V ref is small and V OF1 and V OF2 are large, it may be necessary to set k 2 / k 1 <0.9, but due to the effective range of A / D, k 2 / k 1
It is desirable to set it to> 0.7.

【0033】上記第1実施例では、電源電圧と外部入力
基準電圧Vref とを、別々に入力するものと想定して説
明をして来たが、電源電圧が3.3 V以下となるような場
合で、大信号出力を要するときは、電源電圧と外部入力
基準電圧とを共通にしてもよい。このように、電源電圧
を外部入力基準電圧として用いることにより、端子数を
削減することが可能となる。この場合、第2の増幅器10
5 の入力電圧範囲は小さくなるので、出力電圧振幅を大
きくしなければならない。しかし第2の増幅器の出力電
圧振幅を大きくすることは、入力電圧範囲を大きくする
より簡単であり、出力段のみ改良することによって電源
電圧範囲まで拡大可能なため、与えられた電源に対して
フルスイングの出力が可能な固体撮像装置の実現が可能
である。
In the first embodiment, the description has been given assuming that the power supply voltage and the external input reference voltage V ref are input separately, but in the case where the power supply voltage is 3.3 V or less. When a large signal output is required, the power supply voltage and the external input reference voltage may be common. Thus, by using the power supply voltage as the external input reference voltage, the number of terminals can be reduced. In this case, the second amplifier 10
Since the input voltage range of 5 becomes smaller, the output voltage amplitude must be increased. However, increasing the output voltage amplitude of the second amplifier is easier than increasing the input voltage range and can be expanded to the power supply voltage range by improving only the output stage. It is possible to realize a solid-state imaging device that can output a swing.

【0034】次に、第2実施例を図5に基づいて説明す
る。この実施例は、フォトダイオードを2次元状に配列
したエリアセンサに本発明を適用したもので、フォトダ
イオード101 及び垂直シフトレジスタ123 により選択さ
れる垂直選択スイッチ121 をマトリクス状に配列すると
共に、垂直選択スイッチ121 の一端は垂直信号線122に
各列毎に共通に接続され、各列毎に設けられた第1の増
幅器102 に入力されるようになっており、他の構成は図
1に示した第1実施例と同様である。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the present invention is applied to an area sensor in which photodiodes are arranged in a two-dimensional manner. Vertical selection switches 121 selected by the photodiodes 101 and vertical shift registers 123 are arranged in a matrix and vertical One end of the selection switch 121 is commonly connected to the vertical signal line 122 for each column, and is input to the first amplifier 102 provided for each column. The other configuration is shown in FIG. The same as in the first embodiment.

【0035】次に、このような構成の第2実施例の動作
について説明する。まず第1の増幅器102 をリセットし
た後、垂直シフトレジスタ123 により一行を選択するこ
とにより、各第1の増幅器102 の出力は、選択された画
素に蓄積された光電荷に対応した電圧Δvが内部基準電
圧VRRより変化した値(VRR−Δv)の形で現れる。こ
の各第1の増幅器102 の出力を、水平シフトレジスタ10
6 により順次読み出すことにより、出力端子108 より第
2の増幅器105 で増幅された出力VOUT が得られる。
Next, the operation of the second embodiment having such a configuration will be described. First, after resetting the first amplifier 102, by selecting one row by the vertical shift register 123, the output of each first amplifier 102 has an internal voltage Δv corresponding to the photocharge accumulated in the selected pixel. It appears in the form of a value (V RR −Δv) changed from the reference voltage V RR . The output of each first amplifier 102 is supplied to the horizontal shift register 10
By sequentially reading by 6, the output V OUT amplified by the second amplifier 105 is obtained from the output terminal 108.

【0036】この実施例においても、図1に示した第1
実施例と同様に、共通信号線107 における信号出力の基
準レベルは内部基準電圧VRRであり、出力端子108 にお
ける信号出力VOUT では外部入力基準電圧Vref が基準
レベルとなっている。そして、この第2実施例において
も、図1に示した第1実施例の特徴は全て同様に得られ
る。
Also in this embodiment, the first shown in FIG.
Similar to the embodiment, the reference level of the signal output on the common signal line 107 is the internal reference voltage V RR , and the external input reference voltage V ref is the reference level at the signal output V OUT at the output terminal 108. Also in this second embodiment, all the features of the first embodiment shown in FIG. 1 can be obtained in the same manner.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
請求項1記載の発明によれば、電源電圧が低い場合でも
外部から与える基準電圧の範囲を自由に設定でき、低い
電源電圧でも出力範囲を広くとることが可能となる。ま
た遮光画素を設けなくても基準電圧に対する出力が得ら
れるため、遮光画素のばらつきによる影響を受けること
がなくなる。また請求項2記載の発明によれば、余分な
バッファやサンプルホールド回路等が不要となり、回路
規模を小さくできると共に消費電流を低減することがで
きる。また請求項3記載の発明によれば、センサの信号
が零である基準レベル(黒レベル)を、外部から印加し
た基準電圧に完全に一致させることが可能となる。また
請求項4記載の発明によれば、内部基準電圧発生回路又
は第2の増幅回路のオフセット電圧等にばらつきがあ
り、且つ外部入力基準電圧が小さくオフセット電圧が大
きな場合においても、基準電圧範囲内に出力信号が入る
ようにすることができる。また請求項5記載の発明によ
れば、外部からの入力用の端子数を削減することが可能
となる。
As described above on the basis of the embodiments,
According to the first aspect of the present invention, the range of the reference voltage applied from the outside can be freely set even when the power supply voltage is low, and the output range can be widened even with the low power supply voltage. Further, since the output for the reference voltage can be obtained without providing the light-shielding pixel, the influence of the variation of the light-shielding pixel is eliminated. According to the second aspect of the present invention, an extra buffer, a sample hold circuit, etc. are not required, so that the circuit scale can be reduced and the current consumption can be reduced. According to the third aspect of the invention, the reference level (black level) at which the sensor signal is zero can be completely matched with the reference voltage applied from the outside. According to the invention described in claim 4, even when the offset voltage or the like of the internal reference voltage generating circuit or the second amplifier circuit is varied, and the external input reference voltage is small and the offset voltage is large, it is within the reference voltage range. The output signal can be input to. According to the invention of claim 5, it is possible to reduce the number of terminals for input from the outside.

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

【図1】本発明に係る固体撮像装置の第1実施例を示す
回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】図1に示した第1実施例の内部基準電圧発生回
路の具体的な構成例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration example of an internal reference voltage generation circuit of the first embodiment shown in FIG.

【図3】図1に示した第1実施例の第2の増幅器の具体
的な構成例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration example of a second amplifier of the first embodiment shown in FIG.

【図4】図1に示した第1実施例の信号出力の波形例を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a waveform example of a signal output of the first embodiment shown in FIG.

【図5】本発明の第2実施例を示す回路構成図である。FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図6】従来のFPN抑圧回路を備えた固体撮像素子を
示す回路構成図である。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing a solid-state image sensor including a conventional FPN suppressing circuit.

【図7】図6に示した従来例の動作を説明するための信
号波形図である。
7 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the conventional example shown in FIG.

【図8】従来のイメージセンサで用いられている差分増
幅回路を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a differential amplifier circuit used in a conventional image sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 フォトダイオード 102 第1の増幅器 103 選択スイッチ 104 内部基準電圧発生回路 105 第2の増幅器 106 シフトレジスタ 107 共通信号線 108 出力端子 109 入力端子 111 バッファ 112 オペアンプ 121 垂直選択スイッチ 122 垂直信号線 123 垂直シフトレジスタ 101 photodiode 102 first amplifier 103 selection switch 104 internal reference voltage generation circuit 105 second amplifier 106 shift register 107 common signal line 108 output terminal 109 input terminal 111 buffer 112 operational amplifier 121 vertical selection switch 122 vertical signal line 123 vertical shift register

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1次元又は2次元状に配列された光電変
換素子からなる複数の画素と周辺回路とを同一チップ上
に構成すると共に、チップ外部から印加される、出力信
号の基準レベルを設定するための基準電圧の印加端子を
同一チップ上に有する固体撮像装置において、外部から
印加された基準電圧から装置内部用の内部基準電圧を発
生する内部基準電圧発生回路と、1次元センサにおいて
は各画素毎に、2次元センサにおいては垂直信号線毎に
設けた、画素の信号量に応じた出力を内部基準電圧から
の変化量として出力する複数の第1の増幅回路と、該複
数の第1の増幅回路の出力端と共通信号線との間に設け
られた複数の選択用スイッチング素子と、前記共通信号
線と出力端子間に設けられた第2の増幅回路とを備えて
いることを特徴とする固体撮像装置。
1. A plurality of pixels composed of photoelectric conversion elements arranged one-dimensionally or two-dimensionally and a peripheral circuit are formed on the same chip, and a reference level of an output signal applied from the outside of the chip is set. In a solid-state image pickup device having a reference voltage application terminal on the same chip for controlling the internal reference voltage generation circuit for generating an internal reference voltage for the inside of the device from a reference voltage applied from the outside, each one-dimensional sensor A plurality of first amplifier circuits, which are provided for each pixel in each vertical signal line in the two-dimensional sensor, and which output an output according to the signal amount of the pixel as an amount of change from the internal reference voltage; and the plurality of first amplifier circuits. A plurality of switching elements for selection provided between the output end of the amplifier circuit and the common signal line, and a second amplifier circuit provided between the common signal line and the output terminal. Tosu Solid-state imaging device.
【請求項2】 前記第2の増幅回路は、入力インピーダ
ンスの高い正転増幅回路で構成されていることを特徴と
する請求項1記載の固体撮像装置。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the second amplifier circuit is composed of a non-inverted amplifier circuit having a high input impedance.
【請求項3】 前記内部基準電圧発生回路は、外部から
印加される基準電圧を1/k(k:1より大きな実数)
にする分圧回路を含むと共に、前記第2の増幅回路の電
圧増幅率が、ほぼkに設定されていることを特徴とする
請求項1又は2記載の固体撮像装置。
3. The internal reference voltage generation circuit uses a reference voltage applied from the outside as 1 / k (k: a real number greater than 1).
3. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device includes a voltage dividing circuit according to claim 2, and a voltage amplification factor of the second amplifier circuit is set to approximately k.
【請求項4】 前記内部基準電圧発生回路は、外部から
印加される基準電圧を1/k(k:1より大きな実数)
にする分圧回路を含むと共に、前記第2の増幅回路の電
圧増幅率が、k〜0.7 kに設定されていることを特徴と
する請求項1又は2記載の固体撮像装置。
4. The internal reference voltage generating circuit uses a reference voltage applied from the outside as 1 / k (k: a real number larger than 1).
3. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device includes a voltage dividing circuit according to claim 2, and a voltage amplification factor of the second amplifier circuit is set to k to 0.7 k.
【請求項5】 外部から印加される基準電圧が、装置内
部の電源電圧として兼用されていることを特徴とする請
求項1〜4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
5. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a reference voltage applied from the outside is also used as a power supply voltage inside the device.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6163024A (en) * 1997-05-30 2000-12-19 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric transducer
CN1331231C (en) * 1998-02-20 2007-08-08 佳能株式会社 Semiconductor device
US7477299B2 (en) 2005-02-03 2009-01-13 Fujitsu Limited Imaging device
JPWO2014175006A1 (en) * 2013-04-25 2017-02-23 オリンパス株式会社 Imaging device, imaging device, endoscope, and endoscope system
US10321084B2 (en) 2015-07-23 2019-06-11 Seiko Epson Corporation Data transfer circuit, imaging circuit device, and electronic apparatus
CN115756050A (en) * 2022-11-07 2023-03-07 晟芯腾跃(北京)科技有限公司 Ultra-low noise reference circuit

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6163024A (en) * 1997-05-30 2000-12-19 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric transducer
US6437309B1 (en) 1997-05-30 2002-08-20 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric transducer
CN1331231C (en) * 1998-02-20 2007-08-08 佳能株式会社 Semiconductor device
EP2271075A2 (en) 1998-02-20 2011-01-05 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion element driven by a current mirror circuit
US7477299B2 (en) 2005-02-03 2009-01-13 Fujitsu Limited Imaging device
JPWO2014175006A1 (en) * 2013-04-25 2017-02-23 オリンパス株式会社 Imaging device, imaging device, endoscope, and endoscope system
US10321084B2 (en) 2015-07-23 2019-06-11 Seiko Epson Corporation Data transfer circuit, imaging circuit device, and electronic apparatus
CN115756050A (en) * 2022-11-07 2023-03-07 晟芯腾跃(北京)科技有限公司 Ultra-low noise reference circuit
CN115756050B (en) * 2022-11-07 2024-04-02 晟芯腾跃(北京)科技有限公司 Ultra-low noise reference circuit

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