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JPH11225287A - Solid-state imaging device for change detection - Google Patents

Solid-state imaging device for change detection

Info

Publication number
JPH11225287A
JPH11225287A JP10023209A JP2320998A JPH11225287A JP H11225287 A JPH11225287 A JP H11225287A JP 10023209 A JP10023209 A JP 10023209A JP 2320998 A JP2320998 A JP 2320998A JP H11225287 A JPH11225287 A JP H11225287A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
output
imaging device
pixel
state imaging
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
JP10023209A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Shoda
昌宏 正田
Hitoshi Nomura
仁 野村
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP10023209A priority Critical patent/JPH11225287A/en
Publication of JPH11225287A publication Critical patent/JPH11225287A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、連続するフレーム間の被写体の変
化を示す異値信号を生成する変化検出用固体撮像装置に
関し、簡単な回路構成で精度良く被写体の変化を検出す
ると共に異値信号と画素の位置との対応付けを行うこと
を目的とする。 【解決手段】 複数の受光部と、複数の垂直読み出し線
と、受光部で生成される画素出力を保持すると共に既に
保持した直前のフレームに対する画素出力と新たに生成
された現在のフレームに対する画素出力とを垂直読み出
し線に行単位で転送する垂直転送手段と、垂直読み出し
線に転送された直前のフレームに対する画素出力と現在
のフレームに対する画素出力とを比較し異値信号を生成
する複数の比較手段と、異値信号を水平転送する水平転
送手段と、垂直転送手段と水平転送手段との少なくとも
一方の駆動のタイミングに基づき異値信号に対応付けて
受光部の位置を示す位置情報を生成する位置情報生成手
段とを備えて構成される。
(57) Abstract: The present invention relates to a change detection solid-state imaging device that generates a different value signal indicating a change in a subject between successive frames, and accurately detects a change in the subject with a simple circuit configuration. It is another object of the present invention to associate the different value signal with the position of the pixel. SOLUTION: A plurality of light receiving units, a plurality of vertical read lines, a pixel output generated by the light receiving unit are held, and a pixel output for the immediately preceding frame already held and a pixel output for a newly generated current frame are held. And a plurality of comparing means for comparing the pixel output for the immediately preceding frame transferred to the vertical read line with the pixel output for the current frame to generate a different value signal. And a position for generating position information indicating the position of the light receiving unit in association with the different value signal based on the driving timing of at least one of the vertical transfer unit and the horizontal transfer unit. And information generating means.

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、入射光に応じた画
素出力をフレーム単位で生成し、連続するフレーム間の
被写体の変化を示す異値信号を生成する変化検出用固体
撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a change detection solid-state imaging device that generates a pixel output corresponding to incident light in a frame unit and generates an outlier signal indicating a change in a subject between successive frames.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、固体撮像装置によって画像信
号を順次生成し、連続するフレーム間の被写体の変化を
検出する変化検出用画像処理装置が知られている。図1
7は、この種の変化検出用画像処理装置100の構成を
示す図である。図17において、変化検出用画像処理装
置100は、固体撮像装置101と、固体撮像装置10
1によって生成された画像信号(アナログ信号)をディ
ジタル信号に変換するAD変換回路102と、AD変換
回路102から出力されるディジタル信号を保存する第
1の画像メモリ103および第2の画像メモリ104
と、第1の画像メモリ103および第二の画像メモリ1
04に保存されたディジタル信号を比較して被写体の変
化を検出する画像処理回路105とで構成される。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a change detection image processing apparatus for sequentially generating image signals by a solid-state imaging device and detecting a change in a subject between successive frames. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of this type of change detection image processing apparatus 100. In FIG. 17, a change detection image processing apparatus 100 includes a solid-state imaging device 101 and a solid-state imaging device 10.
1 converts an image signal (analog signal) generated into a digital signal into an analog signal, and a first image memory 103 and a second image memory 104 that store the digital signal output from the AD converter circuit 102.
And the first image memory 103 and the second image memory 1
And an image processing circuit 105 for detecting a change in the subject by comparing the digital signals stored in the image processing circuit 04.

【0003】このような構成の変化検出用画像処理装置
100では、まず、固体撮像装置101によって第1の
フレーム(直前のフレーム)に対する画像信号(アナロ
グ信号)が生成され、その画像信号がAD変換回路10
2でディジタル信号に変換された後、第1の画像メモリ
103に保存される。次に、固体撮像装置101によっ
て第1のフレーム(直前のフレーム)に後続する第2の
フレーム(現在のフレーム)に対する画像信号(アナロ
グ信号)が生成され、その画像信号がAD変換回路10
2によってディジタル信号に変換された後、第2の画像
メモリ104に保存される。
In the change detection image processing apparatus 100 having such a configuration, first, an image signal (analog signal) for the first frame (the immediately preceding frame) is generated by the solid-state imaging device 101, and the image signal is subjected to AD conversion. Circuit 10
After being converted into a digital signal in step 2, the signal is stored in the first image memory 103. Next, the solid-state imaging device 101 generates an image signal (analog signal) for a second frame (current frame) subsequent to the first frame (previous frame), and the image signal is converted to an AD conversion circuit 10.
After being converted into a digital signal by the second image memory 2, the digital signal is stored in the second image memory 104.

【0004】画像処理回路105は、第1の画像メモリ
103に保存されたディジタル信号と、第2の画像メモ
リ104に保存されたディジタル信号との大きさを各画
素毎に比較し、これらのディジタル信号の大きさの差が
所定値以上となる画素を検出する。すなわち、変化検出
用画像処理装置100は、連続する2つのフレーム(直
前のフレームと現在のフレーム)間の画素単位での輝度
の差に基づき、被写体の変化を示す異値信号を生成す
る。
The image processing circuit 105 compares the magnitude of the digital signal stored in the first image memory 103 with the magnitude of the digital signal stored in the second image memory 104 for each pixel. Pixels having a difference in signal magnitude equal to or greater than a predetermined value are detected. That is, the change detection image processing apparatus 100 generates a different value signal indicating a change in the subject based on a difference in luminance between two consecutive frames (an immediately preceding frame and a current frame) in pixel units.

【0005】なお、被写体の変化とは、例えば、被写体
中の物体の移動などに相当する。
[0005] The change of the subject corresponds to, for example, movement of an object in the subject.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような変
化検出用画像処理装置100では、固体撮像装置101
以外にAD変換回路102などの周辺回路が必要であ
り、装置全体が大型化し、高価になるという問題があっ
た。
However, in such a change detection image processing apparatus 100, the solid-state imaging device 101 is used.
In addition, a peripheral circuit such as the AD conversion circuit 102 is required, and there has been a problem that the entire device becomes large and expensive.

【0007】また、変化検出用画像処理装置100で
は、固体撮像装置101とAD変換回路102とが個別
に設けられているため、固体撮像装置101から出力さ
れる画像信号(アナログ信号)をAD変換回路102で
標本化するタイミングが各フレーム毎に微妙にズレるお
それがあった。すなわち、AD変換回路102から出力
されるディジタル信号は、固体撮像装置101内の各画
素と正確に対応付けられていない可能性があった。
Further, in the change detection image processing apparatus 100, since the solid-state imaging device 101 and the AD conversion circuit 102 are separately provided, an image signal (analog signal) output from the solid-state imaging device 101 is AD-converted. There is a possibility that the sampling timing in the circuit 102 may be slightly shifted for each frame. That is, the digital signal output from the AD conversion circuit 102 may not be accurately associated with each pixel in the solid-state imaging device 101.

【0008】したがって、画像処理回路105では、こ
のようなAD変換回路102での標本化のタイミングが
ズレることによって、同一画素の輝度の差を正確に比較
することができず、被写体の変化を検出する際の精度や
信頼性が損なわれるという問題があった。特に、物体の
エッジ部のように隣接する画素間での輝度差が大きい部
分では、標本化のタイミングのズレの影響を受けやすい
ため、静止している物体が誤って動体として識別される
可能性があった。
Therefore, the image processing circuit 105 cannot accurately compare the difference in luminance of the same pixel due to the shift of the sampling timing in the AD conversion circuit 102, and detects a change in the subject. There is a problem that the accuracy and reliability at the time of performing the operation are impaired. In particular, in areas where the luminance difference between adjacent pixels is large, such as at the edge of an object, it is susceptible to sampling timing deviations, and a stationary object may be erroneously identified as a moving object. was there.

【0009】以上のような問題を解消する方法として、
直前のフレームと現在のフレームとの画像信号を記憶す
るためのメモリを画素毎に設けると共に、このメモリに
記憶された画像信号を比較する回路を画素毎に設け、各
画素毎に被写体の変化を示す信号を生成する固体撮像装
置が考えられる。しかし、このような方法では、各画素
の構成が複雑になり、固体撮像装置の開口率の低下や、
解像度の低下を引き起こし、多画素化に応えられないと
いう不具合があった。
As a method for solving the above problems,
A memory for storing the image signals of the immediately preceding frame and the current frame is provided for each pixel, and a circuit for comparing the image signals stored in this memory is provided for each pixel, and the change of the subject is determined for each pixel. A solid-state imaging device that generates the indicated signal is conceivable. However, in such a method, the configuration of each pixel becomes complicated, and the aperture ratio of the solid-state imaging device decreases,
There is a problem that the resolution is lowered and it is not possible to respond to the increase in the number of pixels.

【0010】ところで、被写体の変化を検出する変化検
出用画像処理装置100の用途として、防犯用の監視装
置などが考えられる。このような監視装置は、変化検出
用画像処理装置100内の画像処理回路105によって
検出された被写体の変化に基づき、侵入者の有無などが
容易に判別することができる。しかし、1台の監視装置
で広範囲の監視を行う場合、侵入者の位置についても識
別できることが望ましい。
By the way, as a use of the change detecting image processing apparatus 100 for detecting a change of a subject, a security monitoring apparatus or the like can be considered. Such a monitoring device can easily determine the presence or absence of an intruder based on the change of the subject detected by the image processing circuit 105 in the change detection image processing device 100. However, when monitoring a wide area with one monitoring device, it is desirable that the position of the intruder can be identified.

【0011】しかし、従来の変化検出用画像処理装置1
00によって、異値信号と各画素の位置との対応付けを
行う場合、固体撮像装置101によって生成された画像
信号の同期信号に基づき各画素の位置を再計算する必要
があり、正確さに欠けるという不具合もあった。そこ
で、請求項1ないし請求項7に記載の発明は、簡単な回
路構成によって精度良く被写体の変化が検出できると共
に、被写体の変化を示す異値信号と画素の位置との対応
付けが確実に行える変化検出用固体撮像装置を提供する
ことを目的とする。
However, the conventional change detection image processing apparatus 1
When the different value signal and the position of each pixel are associated with each other by 00, it is necessary to recalculate the position of each pixel based on the synchronization signal of the image signal generated by the solid-state imaging device 101, and the accuracy is low. There was also a defect. Therefore, according to the first to seventh aspects of the present invention, a change in a subject can be accurately detected with a simple circuit configuration, and a different value signal indicating the change in the subject can be reliably associated with a pixel position. It is an object to provide a change detection solid-state imaging device.

【0012】特に、請求項2ないし請求項4に記載の発
明は、被写体中の変化が検出された位置を容易に識別で
きる変化検出用固体撮像装置を提供することを目的とす
る。また、請求項5に記載の発明は、異値信号と画像信
号とを同時に生成することができる変化検出用固体撮像
装置を提供することを目的とする。さらに、請求項6に
記載の発明は、電子シャッタ動作を可能にした変化検出
用固体撮像装置を提供することを目的とする。
In particular, it is an object of the present invention to provide a change detection solid-state imaging device capable of easily identifying a position in a subject where a change has been detected. It is another object of the present invention to provide a change detection solid-state imaging device capable of simultaneously generating an outlier signal and an image signal. A further object of the present invention is to provide a change detection solid-state imaging device that enables an electronic shutter operation.

【0013】また、請求項7に記載の発明は、赤外線用
の変化検出用固体撮像装置を提供することを目的とす
る。
Another object of the present invention is to provide a solid-state imaging device for detecting a change for infrared rays.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の変化検
出用固体撮像装置は、マトリックス状に配列され、入射
光に応じた画素出力を生成する複数の受光部と、複数の
受光部の各列に対応付けて設けられた複数の垂直読み出
し線と、複数の受光部の個々で生成される画素出力を保
持すると共に、既に保持した「直前のフレームに対する
画素出力」と、該受光部で新たに生成された「現在のフ
レームに対する画素出力」とを垂直読み出し線に行単位
で転送する垂直転送手段と、垂直読み出し線の各々に対
応付けて設けられ、当該垂直読み出し線に転送された
「直前のフレームに対する画素出力」と「現在のフレー
ムに対する画素出力」とを比較し、連続するフレーム間
の被写体の変化を示す異値信号を生成する複数の比較手
段と、複数の比較手段の個々によって生成された異値信
号を水平転送する水平転送手段と、垂直転送手段と水平
転送手段との少なくとも一方の駆動のタイミングに基づ
き、前記異値信号に対応付けて当該受光部の位置を示す
位置情報を生成する位置情報生成手段とを備えたことを
特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a solid state imaging device for detecting a change, wherein a plurality of light receiving units are arranged in a matrix and generate a pixel output corresponding to incident light; A plurality of vertical read lines provided in association with each column, and a pixel output generated by each of the plurality of light receiving units are held, and the already held “pixel output for the immediately preceding frame” is stored in the light receiving unit. A vertical transfer unit that transfers the newly generated “pixel output for the current frame” to the vertical read line on a row-by-row basis, and is provided in association with each of the vertical read lines and transferred to the vertical read line. A plurality of comparing means for comparing the "pixel output for the immediately preceding frame" with the "pixel output for the current frame" to generate an outlier signal indicating a change in the subject between successive frames; The horizontal transfer means for horizontally transferring the different value signal generated by each of the above, based on the drive timing of at least one of the vertical transfer means and the horizontal transfer means, the position of the light receiving unit in association with the different value signal And position information generating means for generating the position information shown.

【0015】すなわち、このような構成の変化検出用固
体撮像装置によれば、垂直転送手段によって「直前のフ
レームに対する画素出力」と「現在のフレームに対する
画素出力」とが順序転送され、比較手段では「直前のフ
レームに対する画素出力」と「現在のフレームに対する
画素出力」との比較を行うことができるため、簡単な回
路構成によって確実に異値信号を生成することができ
る。
That is, according to the change detection solid-state imaging device having such a configuration, the "pixel output for the immediately preceding frame" and the "pixel output for the current frame" are sequentially transferred by the vertical transfer means. Since “pixel output for the immediately preceding frame” and “pixel output for the current frame” can be compared, a different value signal can be reliably generated with a simple circuit configuration.

【0016】また、垂直転送手段や水平転送手段の駆動
のタイミングに基づき位置情報を生成するため、異値信
号と位置情報との対応付けが確実に行える。請求項2に
記載の変化検出用固体撮像装置は、請求項1に記載の変
化検出用固体撮像装置において、前記異値信号に基づ
き、直前のフレームと現在のフレームとの間で画素出力
が変化した受光部を検出すると共に、位置情報生成手段
によって生成された位置情報から画素出力が変化した受
光部の位置を示す変化位置情報を生成する変化位置情報
生成手段を備えたことを特徴とする。
Further, since the position information is generated based on the driving timing of the vertical transfer means and the horizontal transfer means, it is possible to reliably associate the different value signal with the position information. The solid-state imaging device for change detection according to claim 2 is the solid-state imaging device for change detection according to claim 1, wherein a pixel output changes between a previous frame and a current frame based on the outlier signal. And a change position information generation unit that generates change position information indicating a position of the light reception unit whose pixel output has changed from the position information generated by the position information generation unit.

【0017】すなわち、このような構成の変化検出用固
体撮像装置では、変化位置情報生成手段によって、直前
のフレームと現在のフレームとの間で画素出力が変化し
た受光部の位置を示す変化位置情報を生成することがで
きる。請求項3に記載の変化検出用固体撮像装置は、請
求項2に記載の変化検出用固体撮像装置において、変化
位置情報生成手段によって生成された変化位置情報に基
づき、現在のフレーム内で直前のフレームに対して変化
が生じた領域の中心の位置を示す中心位置情報を生成す
る中心位置情報生成手段を備えたことを特徴とする。
That is, in the change detection solid-state imaging device having such a configuration, the change position information generating means generates change position information indicating the position of the light receiving section where the pixel output has changed between the immediately preceding frame and the current frame. Can be generated. A solid state imaging device for change detection according to a third aspect is the solid state imaging device for change detection according to the second aspect, based on the change position information generated by the change position information generating means, the immediately preceding frame in the current frame. The image processing apparatus further includes a center position information generating unit that generates center position information indicating a center position of a region where a change has occurred in the frame.

【0018】このような構成の変化検出用固体撮像装置
では、中心位置情報生成手段によって変化が生じた領域
の中心の位置を検出することができる。請求項4に記載
の変化検出用固体撮像装置は、請求項2に記載の変化検
出用固体撮像装置において、変化位置情報生成手段によ
って生成された変化位置情報に基づき、現在のフレーム
内で直前のフレームに対して変化が生じた領域の重心の
位置を示す重心位置情報を生成する重心位置情報生成手
段を備えたことを特徴とする。
In the solid state imaging device for change detection having such a configuration, the center position of the area where the change has occurred can be detected by the center position information generating means. The solid-state imaging device for change detection according to claim 4 is the solid-state imaging device for change detection according to claim 2, based on the change position information generated by the change position information generating means, in a current frame. The image processing apparatus further includes a center-of-gravity position information generating unit that generates center-of-gravity position information indicating the position of the center of gravity of a region where a change has occurred in the frame.

【0019】このような構成の変化検出用固体撮像装置
では、重心位置情報生成手段によって変化が生じた領域
の重心の位置を検出することができる。請求項5に記載
の変化検出用固体撮像装置は、請求項1ないし請求項4
の何れか1項に記載の変化検出用固体撮像装置におい
て、垂直読み出し線に転送される「直前のフレームに対
する画素出力」もしくは「現在のフレームに対する画素
出力」の何れか一方の画素出力を取得し、該画素出力を
水平転送して画像信号を生成する画像生成手段を備えた
ことを特徴とする。
In the solid state imaging device for change detection having such a configuration, the position of the center of gravity of the area where the change has occurred can be detected by the center of gravity position information generating means. According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a solid-state imaging device for detecting a change.
In the change detection solid-state imaging device according to any one of the above, one of the pixel outputs of “pixel output for the immediately preceding frame” and “pixel output for the current frame” transferred to the vertical readout line is acquired. And an image generating means for horizontally transferring the pixel output to generate an image signal.

【0020】このような構成の変化検出用固体撮像装置
では、画像生成手段によって直前のフレームまたは現在
のフレームの画像信号を生成することができる。請求項
6に記載の変化検出用固体撮像装置は、請求項1ないし
請求項5の何れか1項に記載の変化検出用固体撮像装置
において、複数の受光部の各行に対応して設けられ、当
該受光部と所定のリセット電圧との間を断続する複数の
スイッチ手段と、垂直転送手段によって当該受光部から
画素出力が取り込まれる時点に対して所定の時間だけ先
行する時点で、当該受光部に対応するスイッチ手段を所
定の期間だけ導通状態にする電子シャッタ制御手段とを
備えたことを特徴とする。
In the solid-state imaging device for change detection having such a configuration, the image signal of the immediately preceding frame or the current frame can be generated by the image generating means. The solid state imaging device for change detection according to claim 6 is the solid state imaging device for change detection according to any one of claims 1 to 5, wherein the solid state imaging device is provided corresponding to each row of the plurality of light receiving units. A plurality of switch means for intermittently switching between the light receiving unit and a predetermined reset voltage; and a point in time at which a pixel output is taken in from the light receiving unit by the vertical transfer unit by a predetermined time, and Electronic shutter control means for turning on the corresponding switch means only for a predetermined period.

【0021】このような構成の変化検出用固体撮像装置
では、電子シャッタ動作を容易に実現できる。請求項7
に記載の変化検出用固体撮像装置は、請求項1ないし請
求項6の何れか1項に記載の変化検出用固体撮像装置に
おいて、受光部は、白金あるいはニッケルあるいはクロ
ムあるいはタングステンとシリコンとで反応生成される
シリサイドと、P型シリコンとのショットキー接合によ
って形成されることを特徴とする。
In the solid state imaging device for change detection having such a configuration, an electronic shutter operation can be easily realized. Claim 7
The solid-state imaging device for change detection according to any one of claims 1 to 6, wherein the light-receiving unit is formed by reacting platinum, nickel, chromium, tungsten, or silicon with silicon. It is formed by a Schottky junction between the generated silicide and P-type silicon.

【0022】このような構成の変化検出用固体撮像装置
では、モノリシック型の赤外線用の変化検出用固体撮像
装置を容易に構成できる。
In the solid state imaging device for change detection having such a configuration, a monolithic type solid state imaging device for change detection for infrared rays can be easily configured.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】(第1の実施形態)図1は、第1の実施形
態の変化検出用固体撮像装置10の概略構成を示す模式
回路図である。なお、第1の実施形態は、請求項1およ
び請求項5に記載の発明に対応した実施形態に相当す
る。
(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a schematic configuration of a change detection solid-state imaging device 10 according to a first embodiment. Note that the first embodiment corresponds to an embodiment corresponding to the first and fifth aspects of the present invention.

【0025】図1において、変化検出用固体撮像装置1
0には、複数の画素1がマトリックス状に配置される
(ここでは、m行n列マトリックス状に配置される)。
これらの画素1は、各列毎に垂直読み出し線2に接続さ
れる共に、各行毎にクロックライン3,4,5を介して
垂直走査回路6に接続される。
In FIG. 1, a solid state imaging device 1 for detecting a change is provided.
At 0, a plurality of pixels 1 are arranged in a matrix (here, arranged in a matrix of m rows and n columns).
These pixels 1 are connected to a vertical readout line 2 for each column, and to a vertical scanning circuit 6 via clock lines 3, 4, and 5 for each row.

【0026】なお、垂直走査回路6は、クロックライン
3,4,5を介し、駆動パルスφTG1〜φTGm,φ
RG1〜φRGm,φPX1〜PXmを対応する画素1
に供給する。垂直読み出し線2には、リセット用MOS
スイッチQRSVと、バイアス電流を供給するための定
電流源17と、異値検出回路20と、ビデオ信号生成回
路30とが個別に接続される。
The vertical scanning circuit 6 supplies driving pulses φTG1 to φTGm, φ via clock lines 3, 4, and 5.
Pixel 1 corresponding to RG1 to φRGm, φPX1 to PXm
To supply. The vertical read line 2 has a reset MOS
A switch QRSV, a constant current source 17 for supplying a bias current, a different value detection circuit 20, and a video signal generation circuit 30 are individually connected.

【0027】リセット用MOSスイッチQRSVのゲー
トには、クロックライン16aを介して駆動パルス発生
回路(図示省略)側のノード16が接続され、駆動パル
スφRSVが供給される。異値検出回路20には、クロ
ックライン8a,9aを介して駆動パルス発生回路(図
示省略)側のノード8,9が接続され、駆動パルスφS
A,φSBが供給される。異値検出回路20の出力は、
選択信号ライン14を介してシフトレジスタ13の対応
するデータ入力端子Q1〜Qnに接続される。
The gate of the reset MOS switch QRSV is connected to a node 16 on the side of a drive pulse generating circuit (not shown) via a clock line 16a, and is supplied with a drive pulse φRSV. The outlier detection circuit 20 is connected to nodes 8 and 9 on the side of a drive pulse generation circuit (not shown) via clock lines 8a and 9a.
A, φSB are supplied. The output of the outlier detection circuit 20 is
Connected to corresponding data input terminals Q1 to Qn of shift register 13 via selection signal line 14.

【0028】なお、シフトレジスタ13のロード信号入
力端子LDには、クロックライン11aを介して駆動パ
ルス発生回路(図示省略)側のノード11が接続され、
駆動パルスφLDが供給される。また、シフトレジスタ
13のクロック信号入力端子CKには、クロックライン
15aを介して駆動パルス発生回路(図示省略)側のノ
ード15が接続され、クロックパルスφCKが供給され
る。シフトレジスタ13の出力は、水平読み出し線12
を介して出力端子VOに接続される。
The load signal input terminal LD of the shift register 13 is connected to a node 11 on the side of a drive pulse generating circuit (not shown) via a clock line 11a.
A driving pulse φLD is supplied. The clock signal input terminal CK of the shift register 13 is connected to a node 15 on the side of a drive pulse generation circuit (not shown) via a clock line 15a, and is supplied with a clock pulse φCK. The output of the shift register 13 is
Is connected to the output terminal VO.

【0029】また、ビデオ信号生成回路30には、クロ
ックライン32aを介して駆動パルス発生回路(図示省
略)側のノード32が接続され、駆動パルスφVが供給
される。ビデオ信号生成回路30の出力は、水平転送用
MOSスイッチ(nチャンネル型)QHを介して水平読
み出し線34に接続される。なお、水平転送用MOSス
イッチQHのゲートには、水平選択信号ライン33を介
して水平走査回路35が接続される。水平走査回路35
は、駆動パルスφH1〜φHnを対応する水平転送用M
OSスイッチQHに供給する。
The video signal generation circuit 30 is connected to a node 32 on a drive pulse generation circuit (not shown) side via a clock line 32a, and is supplied with a drive pulse φV. The output of the video signal generation circuit 30 is connected to a horizontal read line 34 via a horizontal transfer MOS switch (n-channel type) QH. A horizontal scanning circuit 35 is connected to the gate of the horizontal transfer MOS switch QH via a horizontal selection signal line 33. Horizontal scanning circuit 35
Is the horizontal transfer M corresponding to the drive pulses φH1 to φHn.
Supply to OS switch QH.

【0030】また、水平読み出し線34は、出力バッフ
ァアンプ37とリセット用MOSスイッチ(nチャンネ
ル型)QRSHとに接続される。出力バッファアンプ3
7の出力は、出力端子Aoに接続され、また、リセット
用MOSスイッチQRSHには、クロックライン36a
を介して駆動パルス発生回路(図示省略)側のノード3
6が接続され、駆動パルスφRSHが供給される。
The horizontal read line 34 is connected to an output buffer amplifier 37 and a reset MOS switch (n-channel type) QRSH. Output buffer amplifier 3
7 is connected to the output terminal Ao, and the reset MOS switch QRSH is connected to the clock line 36a.
Through a node 3 on the side of a drive pulse generation circuit (not shown)
6 is connected, and a drive pulse φRSH is supplied.

【0031】ところで、シフトレジスタ13に供給され
るφCKおよびφLDは、水平アドレスカウンタ200
のクロック信号入力端子CKおよびリセット信号入力端
子RESETに接続される。水平アドレスカウンタ20
0は、複数のアドレス出力ラインを介してアドレス信号
ADRH0,ADRH1,…,ADRHkを出力する。
また、リセット用MOSスイッチQRSVのゲートに供
給される駆動パルスφRSVは、垂直アドレスカウンタ
202のクロック信号入力端子CKに接続される。垂直
アドレスカウンタ202のリセット信号入力端子RES
ETには、垂直走査回路6から出力されるEOS(エン
ド・オブ・スキャン)信号が供給される。垂直アドレス
カウンタ202は、複数のアドレス出力ラインを介して
アドレス信号ADRV0,ADRV1,…,ADRVi
を出力する。
Incidentally, φCK and φLD supplied to the shift register 13 correspond to the horizontal address counter 200.
Are connected to the clock signal input terminal CK and the reset signal input terminal RESET. Horizontal address counter 20
0 outputs address signals ADRH0, ADRH1,..., ADRHk via a plurality of address output lines.
The drive pulse φRSV supplied to the gate of the reset MOS switch QRSV is connected to the clock signal input terminal CK of the vertical address counter 202. Reset signal input terminal RES of vertical address counter 202
ET is supplied with an EOS (end of scan) signal output from the vertical scanning circuit 6. The vertical address counter 202 outputs address signals ADRV0, ADRV1,..., ADRVi via a plurality of address output lines.
Is output.

【0032】図2は、第1の実施形態の画素1の内部構
成を示す回路図である。なお、図2に示す画素1は、1
行1列目に配置された画素である。図2において、画素
1は、入射光に応じた電荷を生成して蓄積するフォトダ
イオードPDを有する。フォトダイオードPDのアノー
ドは、電荷転送用MOSスイッチQTを介し、電荷蓄積
用コンデンサCS1の一端と増幅用MOSトランジスタ
(Nチャネル型)QAのゲートに接続される。また、増
幅用MOSトランジスタ(Nチャネル型)QAのゲート
は、リセット用MOSスイッチ(Pチャネル型)QR1
を介し、一定のリセット電位VRDに保たれた配線層に
接続される。増幅用MOSトランジスタQAのソース
は、垂直転送用MOSスイッチ(Pチャネル型)QXを
介して垂直読み出し線2に接続される。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an internal configuration of the pixel 1 according to the first embodiment. Note that the pixel 1 shown in FIG.
This is a pixel arranged in the first row. In FIG. 2, the pixel 1 has a photodiode PD that generates and accumulates charges according to incident light. The anode of the photodiode PD is connected to one end of a charge storage capacitor CS1 and the gate of an amplification MOS transistor (N-channel type) QA via a charge transfer MOS switch QT. The gate of the amplification MOS transistor (N-channel type) QA is connected to a reset MOS switch (P-channel type) QR1.
Is connected to a wiring layer maintained at a constant reset potential VRD. The source of the amplification MOS transistor QA is connected to the vertical read line 2 via a vertical transfer MOS switch (P-channel type) QX.

【0033】なお、電荷転送用MOSスイッチQTのゲ
ートには、駆動パルスφTG1が供給され、リセット用
MOSスイッチQR1のゲートには、駆動パルスφRG
1が供給され、垂直転送用MOSスイッチQXのゲート
には、駆動パルスφPX1が供給される。図3は、異値
検出回路20の内部構成を示す回路図である。
The drive pulse φTG1 is supplied to the gate of the charge transfer MOS switch QT, and the drive pulse φRG is supplied to the gate of the reset MOS switch QR1.
1 is supplied, and the drive pulse φPX1 is supplied to the gate of the vertical transfer MOS switch QX. FIG. 3 is a circuit diagram showing an internal configuration of the outlier detection circuit 20.

【0034】図3において、異値検出回路20は、異値
検出器XAを有する。異値検出器XAは、2つの電圧比
較器AP1,AP2と、論理和演算器ORとによって構
成される。なお、垂直読み出し線2は、ノードn1で読
み出し線2−1と読み出し線2−2とに分岐される。
In FIG. 3, the outlier detection circuit 20 has an outlier detector XA. The different value detector XA includes two voltage comparators AP1 and AP2 and a logical sum operator OR. Note that the vertical read line 2 is branched into a read line 2-1 and a read line 2-2 at a node n1.

【0035】電圧比較器AP1の非反転入力端子は、読
み出し線2−1と信号蓄積用コンデンサCLの一方の端
子が接続され、電圧比較器AP1の反転入力端子は、読
み出し線2−2と信号蓄積用コンデンサCSの一方の端
子が接続される。また、電圧比較器AP2の非反転入力
端子は、読み出し線2−2と信号蓄積用コンデンサCS
の他方の端子が接続され、電圧比較器AP2の反転入力
端子は、読み出し線2−1と信号蓄積用コンデンサCL
の他方の端子が接続される。
The non-inverting input terminal of the voltage comparator AP1 is connected to the read line 2-1 and one terminal of the signal storage capacitor CL. The inverting input terminal of the voltage comparator AP1 is connected to the read line 2-2 and the signal. One terminal of the storage capacitor CS is connected. The non-inverting input terminal of the voltage comparator AP2 is connected to the read line 2-2 and the signal storage capacitor CS.
Of the voltage comparator AP2 is connected to the read line 2-1 and the signal storage capacitor CL.
Are connected to each other.

【0036】これらの2つの電圧比較器AP1,AP2
の出力は論理和演算器ORの入力端子に接続され、論理
和演算器ORの出力は、異値検出回路20の出力として
選択信号ライン14に接続される。なお、読み出し線2
−1,2−2には、スイッチ用MOSトランジスタQ
L,QSが配置され、これらスイッチ用MOSトランジ
スタQL,QSのゲートには、駆動パルスφSA,φS
Bが供給される。
These two voltage comparators AP1, AP2
Is connected to the input terminal of the OR operator OR, and the output of the OR operator OR is connected to the selection signal line 14 as the output of the different value detection circuit 20. Note that the read line 2
−1 and 2-2 include a switching MOS transistor Q
L and QS, and the driving pulses φSA and φS are connected to the gates of the switching MOS transistors QL and QS, respectively.
B is supplied.

【0037】図4は、ビデオ信号生成回路30の内部構
成を示す回路図である。図4において、ビデオ信号生成
回路30は、ホールド容量CVと、サンプルホールド切
り換え用のスイッチ用MOSトランジスタ(nチャネル
型)QVとによって構成される。
FIG. 4 is a circuit diagram showing the internal configuration of the video signal generation circuit 30. In FIG. 4, the video signal generation circuit 30 includes a hold capacitor CV and a switching MOS transistor (n-channel type) QV for switching the sample and hold.

【0038】ホール容量CVの一端は垂直読み出し線2
に接続され、ホール容量CVの他端はスイッチ用MOS
トランジスタQVと水平転送用MOSスイッチQHとに
接続される。なお、スイッチ用MOSトランジスタQV
のゲートには、駆動パルスφVが供給される。
One end of the hole capacitance CV is connected to the vertical read line 2
, And the other end of the Hall capacitance CV is a switch MOS.
It is connected to the transistor QV and the horizontal transfer MOS switch QH. The switching MOS transistor QV
Are supplied with a driving pulse φV.

【0039】ところで、請求項1および請求項5に記載
の発明と第1の実施形態との対応関係については、受光
部はフォトダイオードPDに対応し、垂直読み出し線は
垂直読み出し線2に対応し、垂直転送手段は垂直走査回
路6,増幅用MOSトランジスタQA,電荷転送用MO
SスイッチQT,リセット用MOSスイッチQR1,垂
直転送用MOSスイッチQXに対応し、比較手段は異値
検出回路20に対応し、水平転送手段はシフトレジスタ
13に対応し、位置情報生成手段は水平アドレスカウン
タ200,垂直アドレスカウンタ202に対応し、画像
生成手段はビデオ信号生成回路30,水平読み出し線3
4,水平走査回路35に対応する。
By the way, regarding the correspondence between the first and fifth embodiments of the present invention and the first embodiment, the light receiving section corresponds to the photodiode PD, and the vertical read line corresponds to the vertical read line 2. Vertical transfer means include a vertical scanning circuit 6, an amplification MOS transistor QA, and a charge transfer MO.
The S switch QT, the reset MOS switch QR1, the vertical transfer MOS switch QX, the comparison means correspond to the different value detection circuit 20, the horizontal transfer means corresponds to the shift register 13, and the position information generation means corresponds to the horizontal address. The image generating means corresponds to the video signal generating circuit 30 and the horizontal readout line 3 corresponding to the counter 200 and the vertical address counter 202.
4, corresponding to the horizontal scanning circuit 35.

【0040】図5は、第1の実施形態における異値信号
の生成の動作を説明するタイミングチャートである。な
お、図5は、第Nフレーム(現在のフレーム)の内、1
行目,2行目における1列目,2列目の画素1にかかわ
る動作を示す。図6は、第1の実施形態におけるアドレ
ス信号の出力の動作を説明するタイミングチャートであ
る。
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of generating a different value signal in the first embodiment. FIG. 5 shows one of the N-th frame (current frame).
The operation relating to pixel 1 in the first and second columns in the second and third rows will be described. FIG. 6 is a timing chart illustrating an operation of outputting an address signal in the first embodiment.

【0041】なお、図6は、第Nフレームの内、1行
目,2行目における1列目〜3列目の画素1にかかわる
動作を示す。以下、図1ないし図6を参照して第1の実
施形態の動作を説明する。なお、本実施形態では、第N
フレームにおける第1行目の各画素1にかかわる動作を
中心に説明する。
FIG. 6 shows an operation related to the pixel 1 in the first to third columns in the first and second rows in the N-th frame. Hereinafter, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the N-th
The following description focuses on the operation related to each pixel 1 in the first row in the frame.

【0042】図5に示すように第Nフレームの期間t1
0に至る直前(第N−1フレームの期間t26の最後)
において、駆動パルスφTG1,φPX1,φRG1,
TG2,φPX2,φRG2,φRSV,φSA,φS
B,φLD,φV,φH1,φH2,φRSHおよびク
ロックパルスφCKはローレベルに保持される。ここ
で、駆動パルスφTG1,φTG2がローレベルのため
各画素1の電荷転送用MOSスイッチQTはオフとな
り、駆動パルスφRG1,φRG2がローレベルのため
各画素1のリセット用MOSスイッチQR1はオフとな
っている。
As shown in FIG. 5, the period t1 of the N-th frame
Immediately before reaching 0 (the end of the period t26 of the (N-1) th frame)
, Drive pulses φTG1, φPX1, φRG1,
TG2, φPX2, φRG2, φRSV, φSA, φS
B, φLD, φV, φH1, φH2, φRSH and the clock pulse φCK are kept at low level. Here, since the drive pulses φTG1 and φTG2 are at low level, the charge transfer MOS switch QT of each pixel 1 is turned off, and since the drive pulses φRG1 and φRG2 are at low level, the reset MOS switch QR1 of each pixel 1 is turned off. ing.

【0043】したがって、増幅用MOSトランジスタQ
Aのゲートはフローティング状態とされるが、既に第N
−1フレームの期間t14において電荷転送用MOSス
イッチQTを介して各増幅用MOSトランジスタQAの
ゲートに転送された電荷(以下、「第1の信号電荷」と
いう。)は、寄生容量(CS1)の効果によって電荷転
送用MOSスイッチQTがオフとなった後も増幅用MO
SトランジスタQAのゲートに保持される。
Therefore, the amplification MOS transistor Q
The gate of A is in a floating state,
The electric charge (hereinafter, referred to as “first signal electric charge”) transferred to the gate of each amplifying MOS transistor QA through the electric charge transfer MOS switch QT during the period t14 of the −1 frame is the parasitic capacitance (CS1). Even after the charge transfer MOS switch QT is turned off due to the effect, the amplification MO
It is held at the gate of S transistor QA.

【0044】なお、増幅用MOSトランジスタQAは、
ゲートに保持された電荷が残っている間(リセットされ
るまでの間)で、かつ、垂直転送用MOSスイッチQX
がオンの時に、ソースホロワ動作によってゲート電圧に
応じた電気信号を出力する。また、垂直転送用MOSス
イッチQXは駆動パルスφPX1,φPX2がローレベ
ルのためオフとなり、各画素1は垂直読み出し線2から
分離される。リセット用MOSスイッチQRSVは、駆
動パルスφRSVがローレベルのためオフとなる。
The amplification MOS transistor QA is
While the charge held in the gate remains (until reset), the vertical transfer MOS switch QX
Is turned on, an electric signal corresponding to the gate voltage is output by the source follower operation. The vertical transfer MOS switch QX is turned off because the drive pulses φPX1 and φPX2 are at a low level, and each pixel 1 is separated from the vertical readout line 2. The reset MOS switch QRSV is turned off because the drive pulse φRSV is at a low level.

【0045】さらに、駆動パルスφSA,φSBがロー
レベルのため、異値検出回路20内のスイッチ用MOS
トランジスタQL,QSはオフとなり、信号蓄積用コン
デンサCL,CSには垂直読み出し線2上の電気信号が
供給されない。また、駆動パルスφLDがローレベルの
ため、シフトレジスタ13の各ビットに対応したレジス
タには信号が入力されない。
Further, since the driving pulses φSA and φSB are at a low level, the switching MOS
The transistors QL and QS are turned off, and no electric signal on the vertical read line 2 is supplied to the signal storage capacitors CL and CS. Further, since the drive pulse φLD is at a low level, no signal is input to the register of the shift register 13 corresponding to each bit.

【0046】なお、第N−1フレーム(直前のフレー
ム)で電荷転送用MOSスイッチQTがオフとなった後
は、各フォトダイオードPDでは、新たに入射光に応じ
た電荷(以下、「第2の信号電荷」という。)が生成・
蓄積される。期間t10に至ると、駆動パルスφRSV
がローレベルからハイレベルに反転するため、リセット
用MOSスイッチQRSVがオンとなり、垂直読み出し
線2に残留した電気信号のリセット動作が行われる。
After the charge transfer MOS switch QT is turned off in the (N-1) th frame (immediately before the frame), each of the photodiodes PD has a new charge (hereinafter, referred to as "second charge") corresponding to the incident light. Signal charge).
Stored. In the period t10, the driving pulse φRSV
Is inverted from the low level to the high level, the reset MOS switch QRSV is turned on, and the reset operation of the electric signal remaining on the vertical read line 2 is performed.

【0047】期間t11に至ると、駆動パルスφPX1
がハイレベルに反転し、第1行目の各画素1の垂直転送
用MOSスイッチQXがオンとなって、当該増幅用MO
SトランジスタQAのソースは、垂直読み出し線2に接
続される。なお、駆動パルスφPX2がローレベルであ
るため第2行目の各画素1の垂直転送用MOSスイッチ
QXがオフとなっており、第2行目の各画素1の増幅用
MOSトランジスタQAのソースは垂直読み出し線2に
接続されない。
In the period t11, the driving pulse φPX1
Is inverted to the high level, and the vertical transfer MOS switch QX of each pixel 1 in the first row is turned on, and the amplification MO switch is turned on.
The source of S transistor QA is connected to vertical read line 2. Since the drive pulse φPX2 is at the low level, the vertical transfer MOS switch QX of each pixel 1 in the second row is off, and the source of the amplification MOS transistor QA of each pixel 1 in the second row is Not connected to vertical read line 2.

【0048】すなわち、期間t11では、第1行目の各
画素1の増幅用MOSトランジスタQAが選択されるこ
とになる。また、既にリセット用MOSスイッチQRS
Vがオフとなっているため、期間t11において選択さ
れた第1行目の各画素1の増幅用MOSトランジスタQ
Aでは、ソースホロワ動作によって、ソース・ドレイン
間に流れる電流(ドレイン電流)が、IB(定電流源1
7に流れる電流値)になるまで変化する。
That is, in the period t11, the amplification MOS transistor QA of each pixel 1 in the first row is selected. Also, the reset MOS switch QRS
Since V is off, the amplifying MOS transistor Q of each pixel 1 in the first row selected in the period t11
In A, the current (drain current) flowing between the source and the drain due to the source follower operation is changed to IB (constant current source 1).
7).

【0049】この時、第1行目の各画素1の増幅用MO
SトランジスタQAのゲートには、上述したように第1
の信号電荷が保持されているため、垂直読み出し線2に
は、第1の信号電荷に応じた電気信号(以下、「第1の
出力信号」という。)が出力される。また、期間t11
において、駆動パルスφRSVがローレベルに反転し、
駆動パルスφSAがハイレベルに反転する。そのため、
リセット用MOSスイッチQRSVがオフとなり、異値
検出回路20内のスイッチ用MOSトランジスタQLが
オンとなる。なお、この時、異値検出回路20内のスイ
ッチ用MOSトランジスタQSはオフのままである。
At this time, the amplification MO of each pixel 1 in the first row is
As described above, the gate of the S transistor QA has the first
Therefore, an electric signal (hereinafter, referred to as “first output signal”) corresponding to the first signal charge is output to the vertical read line 2. Further, a period t11
, The drive pulse φRSV is inverted to low level,
The drive pulse φSA is inverted to a high level. for that reason,
The reset MOS switch QRSV is turned off, and the switching MOS transistor QL in the different value detection circuit 20 is turned on. At this time, the switching MOS transistor QS in the different value detection circuit 20 remains off.

【0050】したがって、第1の出力信号は、スイッチ
用MOSトランジスタQLを介して、信号蓄積用コンデ
ンサCLに充電される。そして、期間t12の開始時
(期間t11の終了時)において、駆動パルスφSAが
ローレベルに反転し、駆動パルスφRG1がハイレベル
に反転する。ここで、駆動パルスφSAがローレベルに
なるためスイッチ用MOSトランジスタQLがオフとな
り、信号蓄積用コンデンサCLは、フローティング状態
とされて、上述した第1の出力信号をそのまま保持す
る。
Therefore, the first output signal is charged into the signal storage capacitor CL via the switching MOS transistor QL. Then, at the start of the period t12 (at the end of the period t11), the driving pulse φSA is inverted to a low level, and the driving pulse φRG1 is inverted to a high level. Here, since the drive pulse φSA becomes low level, the switching MOS transistor QL is turned off, and the signal storage capacitor CL is set in a floating state, and holds the above-mentioned first output signal as it is.

【0051】ところで、信号蓄積用コンデンサCLに保
持されている第1の出力信号は、上述したように、ソー
スホロワ動作によってソース・ドレイン間に流れる電流
がIBになった時の増幅用MOSトランジスタQAの出
力信号である。この第1の出力信号をVSS1とする
と、VSS1の値は、次式(1)に示される値となる。
As described above, the first output signal held in the signal storage capacitor CL is, as described above, the current of the amplifying MOS transistor QA when the current flowing between the source and the drain becomes IB due to the source follower operation. Output signal. Assuming that the first output signal is VSS1, the value of VSS1 is a value represented by the following equation (1).

【0052】 VSS1=VRD+VS1−VT …(1) ここで、VRDは第N−1フレームでリセット用MOS
スイッチQR1がオンの時に供給された電源電圧であ
り、VS1は第N−1フレームにおける第1の信号電荷
に応じた増幅用MOSトランジスタQAのゲート電位の
変化分であり、VTは増幅用MOSトランジスタQAの
ドレイン電流がIBの時のゲート・ソース間の電圧であ
る。なお、VS1の値は、「入射光に応じた第1の信号
電荷/ゲート容量」で求められる。
VSS1 = VRD + VS1-VT (1) Here, VRD is a reset MOS in the (N-1) th frame.
The power supply voltage supplied when the switch QR1 is turned on, VS1 is a change in the gate potential of the amplification MOS transistor QA according to the first signal charge in the (N-1) th frame, and VT is an amplification MOS transistor. This is the voltage between the gate and source when the drain current of QA is IB. Note that the value of VS1 is obtained by “first signal charge / gate capacitance according to incident light”.

【0053】すなわち、期間t11において、駆動パル
スφSAがハイレベルであるためスイッチ用MOSトラ
ンジスタQLがオンとなり、信号蓄積用コンデンサCL
の両端の電位は、式(1)で表される電位VSS1とな
る。なお、期間t11の終了時(期間t12の開始時)
に、駆動パルスφSAがローレベルに反転されてスイッ
チ用MOSトランジスタQLがオフとなる時点までに、
電位VSS1は、信号蓄積用コンデンサCLに充電さ
れ、そのまま保持される。
That is, in the period t11, since the driving pulse φSA is at the high level, the switching MOS transistor QL is turned on, and the signal storage capacitor CL is turned on.
Is the potential VSS1 represented by the equation (1). At the end of the period t11 (at the start of the period t12)
By the time the drive pulse φSA is inverted to low level and the switching MOS transistor QL is turned off,
The potential VSS1 is charged in the signal storage capacitor CL and is maintained as it is.

【0054】期間t12において、駆動パルスφRG1
がハイレベルになるため、第1行目の各画素1のリセッ
ト用MOSスイッチQR1がオンとなり、電源電圧VR
Dは、読み出しレベルとして第1行目の各画素1の増幅
用MOSトランジスタQAのゲートに供給される。すな
わち、リセット用MOSスイッチQR1がオンとなるこ
とによって、増幅用MOSトランジスタQAのゲートか
ら第1の信号電荷がリセット(排出)されると共に、増
幅用MOSトランジスタQAのゲートが電源電圧VRD
によって読み出しレベルにバイアスされる。
In period t12, drive pulse φRG1
Becomes high level, the reset MOS switch QR1 of each pixel 1 in the first row is turned on, and the power supply voltage VR
D is supplied as a read level to the gate of the amplification MOS transistor QA of each pixel 1 in the first row. That is, when the reset MOS switch QR1 is turned on, the first signal charge is reset (discharged) from the gate of the amplification MOS transistor QA, and the gate of the amplification MOS transistor QA is connected to the power supply voltage VRD.
Bias to the read level.

【0055】期間t13の開始時(期間t12の終了
時)において、駆動パルスφRG1がローレベルに反転
し、駆動パルスφVがハイレベルに反転する。ここで、
駆動パルスφRG1がローレベルに反転するため、第1
行目の各画素1のリセット用MOSスイッチQR1が再
びオフとなり、第1行目の各画素1の増幅用MOSトラ
ンジスタQAのゲートはフローティング状態となるが、
寄生容量の効果によって、当該ゲートでは、読み出しレ
ベルにバイアスされたままの状態が保持される。
At the start of period t13 (at the end of period t12), drive pulse φRG1 is inverted to a low level, and drive pulse φV is inverted to a high level. here,
Since the driving pulse φRG1 is inverted to a low level, the first
The reset MOS switch QR1 of each pixel 1 in the row is turned off again, and the gate of the amplification MOS transistor QA of each pixel 1 in the first row is in a floating state.
Due to the effect of the parasitic capacitance, the gate is kept in a state of being biased to the read level.

【0056】一方、駆動パルスφVがハイレベルに反転
するため、ビデオ信号生成回路30内のスイッチ用MO
SトランジスタQVがオンして、ホールド容量CVの電
極CVBは電源に接続される。したがって、ホールド容
量CVの両端(電極CVAと電極CVB間)の電位差
は、暗出力信号VDと等しくなる(詳細は後述する)。
なお、暗出力信号VDは、駆動パルスφVがローレベル
に反転してスイッチ用MOSトランジスタQVがオフに
なる時点までに、ホールド容量CVに充電される。
On the other hand, since the drive pulse φV is inverted to the high level, the switching MO in the video signal generation circuit 30 is switched.
The S transistor QV is turned on, and the electrode CVB of the hold capacitor CV is connected to the power supply. Therefore, the potential difference between both ends of the hold capacitor CV (between the electrode CVA and the electrode CVB) is equal to the dark output signal VD (details will be described later).
Note that the dark output signal VD is charged to the hold capacitor CV before the drive pulse φV is inverted to a low level and the switching MOS transistor QV is turned off.

【0057】期間t14の開始時(期間t13の終了
時)において、駆動パルスφVが再びローレベルに反転
し、駆動パルスφTG1がハイレベルに反転する。ここ
で、駆動パルスφTG1がハイレベルに反転するため、
第1行目の各画素1の電荷転送用MOSスイッチQTが
オンとなり、第1行目の各画素1のフォトダイオードP
Dにおいて生成・蓄積された入射光に応じた電荷(第2
の信号電荷)は、第1行目の各画素1の増幅用MOSト
ランジスタQAのゲートに直接転送される。なお、この
ような第2の信号電荷は、第Nフレームにおける入射光
に応じた電荷である。
At the start of period t14 (at the end of period t13), drive pulse φV is again inverted to a low level, and drive pulse φTG1 is inverted to a high level. Here, since the drive pulse φTG1 is inverted to a high level,
The charge transfer MOS switch QT of each pixel 1 in the first row is turned on, and the photodiode P of each pixel 1 in the first row is turned on.
D corresponding to the incident light generated and accumulated in D (second
Is transferred directly to the gate of the amplification MOS transistor QA of each pixel 1 in the first row. Note that such a second signal charge is a charge corresponding to incident light in the Nth frame.

【0058】このように増幅用MOSトランジスタQA
のゲートに、第Nフレームにおける入射光に応じた電荷
(第2の信号電荷)が転送されると、各増幅用MOSト
ランジスタQAのゲート電位は、転送された電荷の分だ
け変化するため、第1行目の各画素1の増幅用MOSト
ランジスタQAがソースホロワ動作をし、増幅用MOS
トランジスタQAのソースの電位は、ゲート電位の変化
分だけ変化する。
As described above, the amplification MOS transistor QA
When the charge (second signal charge) corresponding to the incident light in the N-th frame is transferred to the gate of the Nth frame, the gate potential of each amplifying MOS transistor QA changes by the amount of the transferred charge. The amplification MOS transistor QA of each pixel 1 in the first row performs a source follower operation, and the amplification MOS transistor QA
The source potential of the transistor QA changes by the change in the gate potential.

【0059】この時、ソースホロワ動作をする第1行目
の各画素1の増幅用MOSトランジスタQAからは、既
にオンとなっている垂直転送用MOSスイッチQXを介
して、第2の信号電荷に応じた電気信号(以下、「第2
の出力信号」という。)が垂直読み出し線2に出力され
る。期間t15の開始時(期間t14の終了時)におい
て、駆動パルスφTG1がローレベルに反転し、駆動パ
ルスφSB、駆動パルスφLDがハイレベルに反転す
る。
At this time, the amplifying MOS transistor QA of each pixel 1 in the first row performing the source follower operation responds to the second signal charge via the already-on vertical transfer MOS switch QX. Electrical signal (hereinafter referred to as “second
Output signal. " ) Is output to the vertical read line 2. At the start of period t15 (at the end of period t14), drive pulse φTG1 is inverted to a low level, and drive pulse φSB and drive pulse φLD are inverted to a high level.

【0060】ここで、駆動パルスφTG1がローレベル
に反転するため、第1行目の各画素1の電荷転送用MO
SスイッチQTがオフとなり、第1行目の各画素1のフ
ォトダイオードPDにおいて生成・蓄積された入射光に
応じた電荷(第2の信号電荷)の増幅用MOSトランジ
スタQAのゲートへの転送が終了し、増幅用MOSトラ
ンジスタQAのゲートは再びフローティング状態とされ
るが、寄生容量(CS1)の効果によって、ゲートの電
位は、転送された電荷(第2の信号電荷)の分だけ変化
し、その状態が保持される。
Here, since the driving pulse φTG1 is inverted to the low level, the charge transfer MO of each pixel 1 in the first row is changed.
The S switch QT is turned off, and the charge (second signal charge) corresponding to the incident light generated and accumulated in the photodiode PD of each pixel 1 in the first row is transferred to the gate of the amplification MOS transistor QA. The gate of the amplifying MOS transistor QA is again brought into the floating state, but the potential of the gate changes by the transferred charge (second signal charge) due to the effect of the parasitic capacitance (CS1). That state is maintained.

【0061】ところで、第Nフレームに対する第2の信
号電荷として増幅用MOSトランジスタQAのゲートに
転送された電荷は、次の第N+1フレーム(図示省略)
で、ゲートがリセットされるまで(リセット用MOSス
イッチQR1がオンとなるまで)保持される。すなわ
ち、第Nフレームにおける第2の信号電荷は、第N+1
フレームおいて第1の信号電荷(直前のフレームにおい
て生成・蓄積された電荷)として用いられることにな
る。
By the way, the charge transferred to the gate of the amplification MOS transistor QA as the second signal charge for the Nth frame is the next (N + 1) th frame (not shown).
Is held until the gate is reset (until the reset MOS switch QR1 is turned on). That is, the second signal charge in the Nth frame is (N + 1) th.
It is used as the first signal charge in the frame (charge generated and accumulated in the immediately preceding frame).

【0062】このように電荷転送用MOSスイッチQT
がオフとなっても、第2の信号電荷が増幅用MOSトラ
ンジスタQAのゲートに保持されるため、増幅用MOS
トランジスタQAからは、ゲートがリセットされるまで
のソースホロワ動作によってゲートに蓄積された電荷
(第2の信号電荷)に応じた電気信号(第2の出力信
号)が出力されることになる。
As described above, the charge transfer MOS switch QT
Is turned off, the second signal charge is held at the gate of the MOS transistor for amplification QA.
From the transistor QA, an electric signal (second output signal) corresponding to the charge (second signal charge) accumulated in the gate by the source follower operation until the gate is reset is output.

【0063】また、駆動パルスφSBがハイレベルに反
転するため、スイッチ用MOSトランジスタQSがオン
し、第2の信号電荷が蓄積されている第1行目の各画素
1の増幅用MOSトランジスタQAから出力された第2
の出力信号は、既にオンとなっている垂直転送用MOS
スイッチQXと垂直読み出し線2とを介して、信号蓄積
用コンデンサCSに充電される。
Further, since the driving pulse φSB is inverted to the high level, the switching MOS transistor QS is turned on, and the amplification MOS transistor QA of each pixel 1 in the first row in which the second signal charge is stored. Output second
The output signal of the vertical transfer MOS already turned on
The signal storage capacitor CS is charged via the switch QX and the vertical read line 2.

【0064】すなわち、期間t15において、ソースホ
ロワ動作によってソース・ドレイン間に流れる電流がI
Bになった時、増幅用MOSトランジスタQAのソース
の電位(第2の出力信号に相当する;VSS2と表記す
る。)VSS2の値は、次式(2)に示される値にな
る。 VSS2=VRD+VS2−VT …(2) ここで、VS2は第2の信号電荷に応じた増幅用MOS
トランジスタQAのゲート電位の変化分である。なお、
VS2の値は、上述したVS1と同様に、「入射光に応
じた第2の信号電荷/ゲート容量」として表される。
That is, in the period t15, the current flowing between the source and the drain due to the source follower operation becomes I
When the potential becomes B, the potential of the source of the amplifying MOS transistor QA (corresponding to a second output signal; denoted as VSS2) VSS2 becomes a value represented by the following equation (2). VSS2 = VRD + VS2-VT (2) Here, VS2 is an amplifying MOS corresponding to the second signal charge.
This is a change in the gate potential of the transistor QA. In addition,
The value of VS2 is expressed as “second signal charge / gate capacitance according to incident light”, similarly to VS1 described above.

【0065】すなわち、期間t15では、駆動パルスφ
SBがハイレベルであるためスイッチ用MOSトランジ
スタQSがオンとなり、信号蓄積用コンデンサCSの両
端の電位は、式(2)で表される電位VSS2となる。
なお、期間t15の終了時(期間t16の開始時)に、
駆動パルスφSBがローレベルに反転してスイッチ用M
OSトランジスタQSがオフとなる時点までに、電位V
SS2は、信号蓄積用コンデンサCSに充電される。
That is, in the period t15, the driving pulse φ
Since SB is at the high level, the switching MOS transistor QS is turned on, and the potential at both ends of the signal storage capacitor CS becomes the potential VSS2 represented by Expression (2).
At the end of the period t15 (at the start of the period t16),
The drive pulse φSB is inverted to low level and the switch M
By the time the OS transistor QS is turned off, the potential V
SS2 is charged in the signal storage capacitor CS.

【0066】このように、信号蓄積用コンデンサCSに
は、式(2)で表される第2の出力信号が保持され、上
述したように信号蓄積用コンデンサCLには、式(1)
で表される第1の出力信号が保持される。そして、これ
らの第2の出力信号および第1の出力信号は、異値検出
器XAに供給される。そして、異値検出器XAからは、
第1の出力信号(アナログ信号)と第2の出力信号(ア
ナログ信号)との差の大きさが所定値以上の場合にのみ
ハイレベル(論理レベルのハイレベル)もしくはローレ
ベル(論理レベルのローレベル)となる異値信号(ディ
ジタル信号)が出力される(詳細は後述する)。
As described above, the signal storage capacitor CS holds the second output signal represented by the equation (2), and the signal storage capacitor CL has the equation (1) as described above.
Is held. Then, the second output signal and the first output signal are supplied to the outlier detector XA. Then, from the outlier detector XA,
Only when the difference between the first output signal (analog signal) and the second output signal (analog signal) is equal to or greater than a predetermined value, is the high level (high level of logic level) or low level (low level of logic level). A different value signal (digital signal) having the same level is output (the details will be described later).

【0067】また、駆動パルスφLDがハイレベルに反
転するため、シフトレジスタ13の各ビットに対応した
レジスタに、データ入力端子Q1〜Qnを介して異値信
号(ディジタル信号)が記憶される。期間t16の開始
時(期間t15の終了時)には、駆動パルスφLD、駆
動パルスφSBが再びローレベルに反転する。ここで、
駆動パルスφSBがローレベルに反転するため、スイッ
チ用MOSトランジスタQSがオフとなる。
Since the drive pulse φLD is inverted to the high level, a different value signal (digital signal) is stored in the register corresponding to each bit of the shift register 13 via the data input terminals Q1 to Qn. At the start of the period t16 (at the end of the period t15), the driving pulse φLD and the driving pulse φSB are again inverted to the low level. here,
Since the drive pulse φSB is inverted to a low level, the switching MOS transistor QS is turned off.

【0068】また、期間t16において、駆動パルスφ
H1〜φHnが、一定期間毎に順次立ち上げられて、水
平転送用MOSスイッチQHが、所定のタイミングで、
交互にオンする。このようにして水平転送用MOSスイ
ッチQHがオンされると、ビデオ信号生成回路30にて
生成されたビデオ信号が水平読み出し線34に転送され
る。
In the period t16, the driving pulse φ
H1 to φHn are sequentially activated at regular intervals, and the horizontal transfer MOS switch QH is activated at a predetermined timing.
Turn on alternately. When the horizontal transfer MOS switch QH is turned on in this manner, the video signal generated by the video signal generation circuit 30 is transferred to the horizontal read line 34.

【0069】さらに、期間t16において、リセット用
の駆動パルスφRSHは、所定のタイミングでハイレベ
ルに立ち上げられる。そして、この駆動パルスφRSH
がハイレベルとなるタイミングで、リセット用MOSス
イッチQRSHがオンし、水平読み出し線34に残留し
た電荷がリセット(排出)される。また、期間t16の
期間t20に至る前において、駆動パルスφPX1がロ
ーレベルに反転するため、第1行目の各画素1の垂直転
送用MOSスイッチQXがオフし、第1行目の各画素1
は、垂直読み出し線2から分離される。
Further, in a period t16, the drive pulse φRSH for reset rises to a high level at a predetermined timing. Then, the driving pulse φRSH
Becomes high level, the reset MOS switch QRSH is turned on, and the charges remaining on the horizontal read line 34 are reset (discharged). Before the period t20 of the period t16, the driving pulse φPX1 is inverted to a low level, so that the vertical transfer MOS switch QX of each pixel 1 in the first row is turned off, and each pixel 1 in the first row is turned off.
Are separated from the vertical read line 2.

【0070】そして、期間t16の終了時(期間t20
の開始時)には、駆動パルスφRSVがハイレベルに反
転するため、リセット用MOSスイッチQRSVがオン
し、垂直読み出し線2のリセット動作が開始される。な
お、期間t16において、シフトレジスタ13にクロッ
クパルスφCKが入力されると、各ビットに対応するレ
ジスタに保持されている異値信号は、水平読み出し線1
2を介して出力端子VOから順次出力される。
At the end of period t16 (period t20)
), The drive pulse φRSV is inverted to the high level, the reset MOS switch QRSV is turned on, and the reset operation of the vertical read line 2 is started. Note that when the clock pulse φCK is input to the shift register 13 during the period t16, the different value signal held in the register corresponding to each bit is output to the horizontal read line 1
2 sequentially output from the output terminal VO.

【0071】期間t20〜t26においては、第2行目
の各画素1に対して、上述した期間t10〜t16にお
ける第1行目の各画素1の読み出し動作と同様の動作が
繰り返して行われ、第2行目の各画素1から第Nフレー
ムにおける異値信号が、出力端子VOから順次出力され
る。以上説明したように、本実施形態では、連続した2
つのフレーム(第N−1フレームと第Nフレーム)間で
得られる入射光に応じたアナログ信号(輝度を表す電気
信号)が比較され、その差の大きさが一定値以上の時に
予め決められたレベルを示す信号(異値信号)が出力さ
れる。
In the periods t20 to t26, the same operation as the readout operation of the pixels 1 in the first row in the periods t10 to t16 is repeatedly performed on each pixel 1 in the second row. Different value signals in the Nth frame are sequentially output from the output terminal VO from each pixel 1 in the second row. As described above, in the present embodiment, two consecutive
An analog signal (electric signal representing luminance) corresponding to the incident light obtained between two frames (the (N-1) th frame and the Nth frame) is compared, and when the difference is larger than a predetermined value, it is determined in advance. A signal indicating the level (a different value signal) is output.

【0072】したがって、本実施形態では、連続した2
つのフレーム間で、輝度を表す電気信号の差の大きさが
異なった画素を検出することができる。次に、異値検出
回路20にのみ着目して、その具体的な動作を説明す
る。上述したように、図5において、第Nフレームの期
間t10では、駆動パルスφPX1がローレベルである
ため垂直転送用MOSスイッチQXがオフとなり、各画
素1は、垂直読み出し線2から分離されている。そし
て、この期間t10では、上述したようにリセット用M
OSスイッチQRSVがオンして、垂直読み出し線2に
残留した電気信号のリセット動作が行われる。
Therefore, in this embodiment, two consecutive
Pixels in which the magnitude of the difference between the electric signals representing the luminance differs between the two frames can be detected. Next, a specific operation will be described focusing on the outlier detection circuit 20 only. As described above, in FIG. 5, in the period t10 of the N-th frame, the vertical transfer MOS switch QX is turned off because the drive pulse φPX1 is at the low level, and each pixel 1 is separated from the vertical readout line 2. . In this period t10, as described above, the reset M
The OS switch QRSV is turned on, and the reset operation of the electric signal remaining on the vertical read line 2 is performed.

【0073】次の期間t11では、増幅用MOSトラン
ジスタQAのゲートに保持された電荷に応じた電気信号
が垂直読み出し線2に出力され、第1の出力信号VSS
1として信号蓄積用コンデンサCLに保持される。すな
わち、第N−1フレームに対する電気信号の読み出しが
行われる。また、期間t12では、上述したように増幅
用MOSトランジスタQAのゲートに蓄積された電気信
号がリセットされる。
In the next period t11, an electric signal corresponding to the electric charge held in the gate of the amplification MOS transistor QA is output to the vertical read line 2, and the first output signal VSS
It is held as 1 in the signal storage capacitor CL. That is, the reading of the electric signal for the (N-1) th frame is performed. Further, in the period t12, the electric signal accumulated in the gate of the amplification MOS transistor QA is reset as described above.

【0074】さらに、期間t13では、暗出力信号の読
み出し(ホールド容量CVの充電)が行われる。そし
て、期間t14では、新たにフォトダイオードPDで生
成・蓄積された電荷が増幅用MOSトランジスタQAの
ゲートに転送され、その電荷に応じた電気信号が垂直読
み出し線2に出力される。すなわち、期間t14では、
第Nフレームに対する電荷の転送が行われる。
Further, in the period t13, reading of the dark output signal (charging of the hold capacitance CV) is performed. Then, in the period t14, the charge newly generated and stored in the photodiode PD is transferred to the gate of the amplification MOS transistor QA, and an electric signal corresponding to the charge is output to the vertical read line 2. That is, in the period t14,
The charge transfer for the Nth frame is performed.

【0075】このように垂直読み出し線2に出力された
電気信号は、期間t15においてオンとなったスイッチ
用MOSトランジスタQSを介し、第2の出力信号VS
S2として信号蓄積用コンデンサCSに蓄積される。す
なわち、期間t15では、第Nフレームに対する電気信
号の読み出しが行われる。そして、期間t16で、水平
読み出し線12への異値信号の出力と、水平読み出し線
34へのビデオ信号の出力が行われる。
The electric signal output to the vertical read line 2 as described above passes through the switching MOS transistor QS turned on during the period t15, and the second output signal VS
It is stored in the signal storage capacitor CS as S2. That is, in the period t15, the reading of the electric signal for the N-th frame is performed. Then, in a period t16, the output of the different value signal to the horizontal read line 12 and the output of the video signal to the horizontal read line 34 are performed.

【0076】ところで、期間t15に至るまでに、信号
蓄積用コンデンサCLには、既に第1の出力信号VSS
1が蓄積・保持され、電圧比較器AP1の非反転入力端
子と電圧比較器AP2の反転入力端子とには、第1の出
力信号VSS1が供給されている。
By the time t15, the first output signal VSS has already been applied to the signal storage capacitor CL.
1 is stored and held, and the first output signal VSS1 is supplied to the non-inverting input terminal of the voltage comparator AP1 and the inverting input terminal of the voltage comparator AP2.

【0077】また、期間t15において、新たに第2の
出力信号VSS2が信号蓄積用コンデンサCSに蓄積・
保持されると、電圧比較器AP2の非反転入力端子と電
圧比較器AP1の反転入力端子とには、第2の出力信号
VSS2が供給される。そして、異値検出回路20で
は、電圧比較器AP1と、電圧比較器AP2とでは、別
々に、第1の出力信号VSS1と第2の出力信号VSS
2の大きさが比較されることになる。
In the period t15, the second output signal VSS2 is newly stored in the signal storage capacitor CS.
When held, the second output signal VSS2 is supplied to the non-inverting input terminal of the voltage comparator AP2 and the inverting input terminal of the voltage comparator AP1. In the different value detection circuit 20, the voltage comparator AP1 and the voltage comparator AP2 separately output the first output signal VSS1 and the second output signal VSS.
2 will be compared.

【0078】ここで、第1の出力信号VSS1は、上述
した式(1)で表され、第2の出力信号VSS2は上述
した式(2)で表される。そのため、電圧比較器AP1
と電圧比較器AP2とでは、次式(3)に示す、第1の
出力信号VSS1と第2の出力信号VSS2との大きさ
の比較が行われる。 VSS1−VSS2=(VRD+VS1−VT) −(VRD+VS2−VT) =VS1−VS2 …(3) このようにして第1の出力信号VSS1と第2の出力信
号VSS2との大きさを比較することは、特定の画素1
における第N−1フレームでの入射光の輝度(VS1)
から第Nフレームにおける入射光の輝度(VS2)への
変化、すなわち、連続した2つのフレーム間の輝度の変
化を検知することに相当する。
Here, the first output signal VSS1 is represented by the above equation (1), and the second output signal VSS2 is represented by the above equation (2). Therefore, the voltage comparator AP1
The voltage comparator AP2 compares the magnitude of the first output signal VSS1 with the magnitude of the second output signal VSS2 as shown in the following equation (3). VSS1−VSS2 = (VRD + VS1−VT) − (VRD + VS2−VT) = VS1−VS2 (3) In this way, comparing the magnitudes of the first output signal VSS1 and the second output signal VSS2 is as follows. Specific pixel 1
Of the incident light in the (N-1) th frame at (VS1)
To the luminance (VS2) of the incident light in the Nth frame, that is, to detect a luminance change between two consecutive frames.

【0079】ところで、上述した式(3)に示す値を比
較する電圧比較器AP1と、電圧比較器AP2とは、共
に、非反転入力端子に入力される信号が、反転入力端子
に入力される信号より大きい場合には、電源電圧レベル
(ハイレベル)を出力し、非反転入力端子に入力される
信号が、反転入力端子に入力される信号と等しい場合あ
るいは小さい場合には、接地レベル(ローレベル)を出
力する。
By the way, in each of the voltage comparator AP1 and the voltage comparator AP2 which compare the value shown in the above equation (3), the signal input to the non-inverting input terminal is input to the inverting input terminal. If the signal is larger than the signal, the power supply voltage level (high level) is output. If the signal input to the non-inverting input terminal is equal to or smaller than the signal input to the inverting input terminal, the ground level (low) is output. Level).

【0080】すなわち、第1の出力信号VSS1が第2
の出力信号VSS2よりも大きい場合には、電圧比較器
AP1の出力が電源電圧レベル(ハイレベル)になり、
逆に、第2の出力信号VSS2が第1の出力信号VSS
1より大きい場合には、電圧比較器AP2の出力が電源
電圧レベル(ハイレベル)となる。
That is, the first output signal VSS1 is changed to the second output signal VSS1.
Is larger than the output signal VSS2, the output of the voltage comparator AP1 becomes the power supply voltage level (high level),
Conversely, the second output signal VSS2 becomes the first output signal VSS
If it is larger than 1, the output of the voltage comparator AP2 becomes the power supply voltage level (high level).

【0081】また、第1の出力信号VSS1と第2の出
力信号VSS2とが等しい場合には、電圧比較器AP
1,AP2の出力は共に接地レベル(ローレベル)とな
る。このようにして得られた電圧比較器AP1,AP2
の出力は、共に論理和演算器ORに供給され、論理和演
算が行われる。なお、本実施形態では、第1の出力信号
VSS1の大きさと第2の出力信号VSS2の大きさと
が異なる場合(どちらか一方が他方より大きい、もしく
は、小さい場合)のみ、論理和演算器ORの出力(異値
検出器XAの出力)はハイレベル(論理レベルのハイレ
ベル)となる。
When the first output signal VSS1 is equal to the second output signal VSS2, the voltage comparator AP
The outputs of AP1 and AP2 are both at the ground level (low level). The voltage comparators AP1, AP2 thus obtained
Are supplied to a logical sum operation unit OR to perform a logical sum operation. Note that, in the present embodiment, only when the magnitude of the first output signal VSS1 and the magnitude of the second output signal VSS2 are different (when either one is larger or smaller than the other), the OR operation unit OR The output (the output of the different value detector XA) is at the high level (the high level of the logic level).

【0082】また、第1の出力信号VSS1の大きさと
第2の出力信号VSS2の大きさとが等しい場合には、
論理和演算器ORの出力(異値検出器XAの出力)はロ
ーレベル(論理レベルのローレベル)となる。なお、上
述した式(1),(2)のVT(ゲート・ソース間電
圧)の値は、各増幅用MOSトランジスタQA毎にばら
ついて、いわゆる固定パターン雑音の要因となることが
知られている。しかし、上述した式(3)で示したよう
に、異値信号はVT値の影響を受けないため、固定パタ
ーン雑音の影響を受けることなく、異値検出を行う(第
1の出力信号VSS1の大きさと第2の出力信号VSS
2の大きさとの比較を行う)ことができる。
When the magnitude of the first output signal VSS1 is equal to the magnitude of the second output signal VSS2,
The output of the OR operator OR (the output of the different value detector XA) becomes low level (low level of the logic level). It is known that the value of VT (gate-source voltage) in the above equations (1) and (2) varies for each amplifying MOS transistor QA and causes so-called fixed pattern noise. . However, as shown in the above equation (3), since the different value signal is not affected by the VT value, the different value detection is performed without being affected by the fixed pattern noise (the first output signal VSS1). Magnitude and second output signal VSS
2 is compared).

【0083】また、上述した第1の出力信号VSS1と
第2の出力信号VSS2とは、通常、固定パターン雑音
の成分とは別に、ランダム雑音の成分を含んでいること
が知られている。そのため、異値検出を行う際、これら
のランダム雑音の成分によって誤信号が発生する場合が
考えられる。しかし、本実施形態では、電圧比較器AP
1,AP2の非反転入力端子に入力される信号電圧と反
転入力端子に入力される信号電圧との差が或る一定の閾
値電圧以上になった時、電圧比較器AP1,AP2の出
力を反転することによって、ランダム雑音の成分による
誤信号の発生を防止することができる。
It is known that the first output signal VSS1 and the second output signal VSS2 generally include a random noise component in addition to a fixed pattern noise component. Therefore, when detecting an outlier, an erroneous signal may be generated due to these random noise components. However, in the present embodiment, the voltage comparator AP
1, when the difference between the signal voltage input to the non-inverting input terminal of AP2 and the signal voltage input to the inverting input terminal exceeds a certain threshold voltage, the outputs of the voltage comparators AP1 and AP2 are inverted. By doing so, it is possible to prevent the generation of an erroneous signal due to a random noise component.

【0084】図7は、本実施形態の異値検出器XAを構
成する電圧比較器AP1,AP2の入出力特性の一例を
示す特性図である。図7において、電圧ΔHは閾値電圧
であり、通常のランダム雑音の成分の大きさと比べて十
分大きくなるように設定される。また、V1は電圧比較
器AP1,AP2の非反転入力端子に入力される入力電
圧値を示し、V2は反転入力端子に入力される入力電圧
値を示し、Voutは出力電圧値を示す。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing an example of the input / output characteristics of the voltage comparators AP1 and AP2 constituting the outlier detector XA of the present embodiment. In FIG. 7, the voltage ΔH is a threshold voltage, and is set to be sufficiently higher than the magnitude of a normal random noise component. V1 indicates an input voltage value input to the non-inverting input terminals of the voltage comparators AP1 and AP2, V2 indicates an input voltage value input to the inverting input terminals, and Vout indicates an output voltage value.

【0085】ここで、「V1−V2」の値が閾値電圧Δ
Hよりも大きくなった場合、出力Voutはローレベル
からハイレベルに反転する。したがって、異値検出器X
Aを構成する電圧比較器AP1,AP2を、図7に示す
特性にする(特に、閾値電圧ΔHをランダム雑音の成分
の大きさに比べて十分大きく設定する)ことによって、
電圧比較器AP1の出力は、第1の出力信号電圧VSS
1と第2の出力信号電圧VSS2との差が閾値電圧ΔH
よりも大きい場合(VSS1−VSS2>ΔH)にの
み、電源電圧レベル(ハイレベル)になる。
Here, the value of “V1−V2” is the threshold voltage Δ
When it becomes larger than H, the output Vout is inverted from low level to high level. Therefore, the outlier detector X
By setting the voltage comparators AP1 and AP2 constituting A to have the characteristics shown in FIG. 7 (especially, the threshold voltage ΔH is set sufficiently large compared to the magnitude of the random noise component).
The output of the voltage comparator AP1 is the first output signal voltage VSS
1 and the second output signal voltage VSS2 is equal to the threshold voltage ΔH
Only when it is larger than (VSS1−VSS2> ΔH), it becomes the power supply voltage level (high level).

【0086】また、同様に、電圧比較器AP2の出力
は、第2の出力信号電圧VSS2と第1の出力信号電圧
VSS1との差が閾値電圧ΔHよりも大きい場合(VS
S2−VSS1>ΔH)にのみ、電源電圧レベル(ハイ
レベル)になる。すなわち、第1の出力信号VSS1と
第2の出力信号VSS2との差の大きさ(絶対値|VS
S1−VSS2|)が、閾値電圧ΔHよりも大きい場合
にのみ、電圧比較器AP1と電圧比較器AP2との何れ
かの一方の出力が電源電圧レベル(ハイレベル)とな
る。
Similarly, the output of the voltage comparator AP2 is output when the difference between the second output signal voltage VSS2 and the first output signal voltage VSS1 is larger than the threshold voltage ΔH (VS
Only when (S2−VSS1> ΔH) is the power supply voltage level (high level). That is, the magnitude of the difference between the first output signal VSS1 and the second output signal VSS2 (absolute value | VS
Only when S1−VSS2 |) is greater than the threshold voltage ΔH, one of the outputs of the voltage comparators AP1 and AP2 becomes the power supply voltage level (high level).

【0087】したがって、本実施形態では、ランダム雑
音の成分による誤信号を発生することなく、異値検出を
行うことができる。次に、ビデオ信号生成回路30にの
み着目して、その具体的な動作を説明する。なお、以下
では、特に第Nフレームの期間t10から期間t16
(第1行目の各画素1の動作)について説明する。
Therefore, in this embodiment, outlier detection can be performed without generating an erroneous signal due to random noise components. Next, the specific operation of the video signal generation circuit 30 will be described focusing on the video signal generation circuit 30 alone. Note that, in the following, in particular, the period t10 to the period t16 of the N-th frame
(Operation of each pixel 1 in the first row) will be described.

【0088】まず、第Nフレームの期間t10に至る直
前(第N−1フレームの期間t26の最後)において、
駆動パルスφPX1,PX2,φTG1,φRG1,φ
Vは、ローレベルに保持される。なお、期間t21に至
るまで駆動パルスφPX2がローレベルに保持されるた
め、第Nフレームの期間t10から期間t16におい
て、第2行目の各画素1は垂直読み出し線2から分離さ
れている。
First, immediately before the period t10 of the Nth frame (the end of the period t26 of the (N-1) th frame),
Drive pulse φPX1, PX2, φTG1, φRG1, φ
V is kept at a low level. Note that since the drive pulse φPX2 is kept at the low level until the period t21, each pixel 1 in the second row is separated from the vertical read line 2 from the period t10 to the period t16 of the Nth frame.

【0089】また、期間t10に至る直前において、駆
動パルスφTG1がローレベルのため電荷転送用MOS
トランジスタQTはオフとなり、駆動パルスφRG1が
ローレベルのためリセット用MOSトランジスタQR1
もオフとなっている。この時、増幅用MOSトランジス
タQAのゲートは、フローティング状態となるが、寄生
容量(CS1)の効果によって、既にゲートに転送され
ている電荷(直前のフレームでの入射光に応じた電荷;
第1の信号電荷)に応じた電圧にバイアスされた状態で
保持される。また、フォトダイオードPDでは、現在の
フレームでの入射光に応じた電荷(第2の信号電荷)が
生成・蓄積されている。
Immediately before the period t10, since the driving pulse φTG1 is at a low level, the charge transfer MOS
The transistor QT is turned off, and since the drive pulse φRG1 is at a low level, the reset MOS transistor QR1
Is also off. At this time, the gate of the amplifying MOS transistor QA is in a floating state, but due to the effect of the parasitic capacitance (CS1), the charge already transferred to the gate (the charge corresponding to the incident light in the immediately preceding frame;
The first signal charge) is held in a biased state. In the photodiode PD, charges (second signal charges) corresponding to the incident light in the current frame are generated and accumulated.

【0090】その後、期間t11に至ると、駆動パルス
φPX1がローレベルからハイレベルに反転するため、
既に第N−1フレームで増幅用MOSトランジスタQA
のゲートに転送されて保持されている電荷(第1の信号
電荷)に応じた電気信号が、ソースホロワ動作によって
垂直読み出し線2に出力される。そして、期間t12の
開始時(期間t11の終了時)において、駆動パルスφ
RG1がハイレベルに反転するため、リセット用MOS
スイッチQR1がオンとなり、増幅用MOSトランジス
タQAのゲートに蓄えられていた電荷がリセット(排
出)される。
Thereafter, during the period t11, the driving pulse φPX1 is inverted from the low level to the high level.
Already in the (N-1) th frame, the amplifying MOS transistor QA
An electric signal corresponding to the electric charge (first signal electric charge) transferred to and held by the gate is output to the vertical read line 2 by the source follower operation. At the start of period t12 (at the end of period t11), drive pulse φ
Since RG1 is inverted to the high level, the reset MOS
The switch QR1 is turned on, and the charge stored in the gate of the amplification MOS transistor QA is reset (discharged).

【0091】また、期間t13の開始時(期間t12の
終了時)において、駆動パルスφRG1がローレベルに
反転するため、スイッチ用MOSトランジスタQLがオ
フとなり、信号蓄積用コンデンサCLは、フローティン
グ状態となるが、寄生容量(CS1)の効果によって、
リセットされた時のバイアス状態が保持される。この
時、増幅用MOSトランジスタQAがソースフォロワ動
作を行うことによって、ホールド容量CVの一方の電極
CVAには、バイアス状態に応じた電気信号(以下、
「暗出力信号VD」と表記する。)が供給される。
At the start of period t13 (at the end of period t12), drive pulse φRG1 is inverted to a low level, so that switching MOS transistor QL is turned off and signal storage capacitor CL enters a floating state. However, due to the effect of the parasitic capacitance (CS1),
The bias state at the time of reset is maintained. At this time, the amplifying MOS transistor QA performs a source follower operation, so that one electrode CVA of the hold capacitor CV is supplied with an electric signal (hereinafter, referred to as a bias signal) according to the bias state.
It is described as “dark output signal VD”. ) Is supplied.

【0092】さらに、期間t13の開始時(期間t12
の終了時)において、駆動パルスφVがハイレベルに反
転するため、スイッチ用MOSトランジスタQVがオン
となり、ホールド容量CVの他方の電極CVBは接地さ
れる。これらの動作によって、上述したようにホールド
容量CVの両端の電位差が、暗出力信号VDと等しくな
る。
Further, at the start of period t13 (period t12
), The drive pulse φV is inverted to the high level, the switching MOS transistor QV is turned on, and the other electrode CVB of the hold capacitor CV is grounded. With these operations, the potential difference between both ends of the hold capacitor CV becomes equal to the dark output signal VD as described above.

【0093】そして、期間t14の開始時(期間t13
の終了時)において、駆動パルスφVがローレベルに反
転しスイッチ用MOSトランジスタQVがオフになる時
点までに、暗出力信号VDは、ホールド容量CVに充電
される。また、期間t14の開始時(期間t13の終了
時)において、駆動パルスφTG1がハイレベルになる
ため、電荷転送用MOSスイッチQTがオンとなり、こ
の時点までにフォトダイオードPDにおいて生成・蓄積
された入射光に応じた電荷(第2の信号電荷)が、新た
に増幅用MOSトランジスタQAのゲートに直接転送さ
れる。
Then, at the start of the period t14 (the period t13
), The dark output signal VD is charged to the hold capacitor CV by the time the drive pulse φV is inverted to the low level and the switching MOS transistor QV is turned off. In addition, at the start of the period t14 (at the end of the period t13), the drive pulse φTG1 becomes high level, so that the charge transfer MOS switch QT is turned on, and the incident light generated and accumulated in the photodiode PD by this time. The charge (second signal charge) corresponding to the light is newly transferred directly to the gate of the amplification MOS transistor QA.

【0094】この時、増幅用MOSトランジスタQAが
ソースホロワ動作をして、第2の信号電荷に応じた第2
の出力信号は垂直読み出し線2に出力される。そして、
期間t15の開始時(期間t14の終了時)において、
駆動パルスφTG1がローレベルに反転するため、電荷
転送用MOSスイッチQTがオフとなって、フォトダイ
オードPDにおいて生成・蓄積された入射光に応じた電
荷(第2の信号電荷)の増幅用MOSトランジスタQA
のゲートへの転送が終了する。
At this time, the amplifying MOS transistor QA performs a source follower operation, and the second MOS transistor QA responds to the second signal charge.
Is output to the vertical readout line 2. And
At the start of period t15 (at the end of period t14),
Since the drive pulse φTG1 is inverted to the low level, the charge transfer MOS switch QT is turned off, and the MOS transistor for amplifying the charge (second signal charge) corresponding to the incident light generated and accumulated in the photodiode PD. QA
Transfer to the gate ends.

【0095】この時、増幅用MOSトランジスタQAの
ゲートは再びフローティング状態となるが、寄生容量
(CS1)の効果によって、ゲートの電圧は、転送され
た電荷(現在のフレームに対する電荷=第2の信号電
荷)の分だけ変化し、その状態が保持される。また、増
幅用MOSトランジスタQAのゲートに蓄積された電荷
(第2の信号電荷)に応じた電気信号(第2の出力信
号;以下、「電気信号VB」と表記する。)は、ホール
ド容量CVの一方の電極CVAに出力される。
At this time, the gate of the amplifying MOS transistor QA is again in a floating state, but the voltage of the gate is changed by the transferred electric charge (the electric charge for the current frame = the second signal) due to the effect of the parasitic capacitance (CS1). Charge), and the state is maintained. Further, an electric signal (second output signal; hereinafter, referred to as “electric signal VB”) corresponding to the electric charge (second signal electric charge) stored in the gate of the amplification MOS transistor QA is a hold capacitance CV. Is output to one of the electrodes CVA.

【0096】ところで、電気信号VBがホールド容量C
Vの一方の電極CVAに出力される直前において、ホー
ルド容量CVの両端には、上述したように暗出力信号V
Dが蓄えられている。そのため、電気信号VBがホール
ド容量CVの一方の電極CVAに出力されると、ホール
ド容量CVの他方の電極CVBの電位は「VB−VD」
となる。
The electric signal VB is equal to the hold capacitance C.
Immediately before the voltage is output to one electrode CVA of V, both ends of the hold capacitor CV are connected to the dark output signal V
D is stored. Therefore, when the electric signal VB is output to one electrode CVA of the hold capacitor CV, the potential of the other electrode CVB of the hold capacitor CV becomes “VB−VD”.
Becomes

【0097】ここで、電気信号VBは、暗出力信号VD
と、第Nフレームで得られた電荷(第2の信号電荷)に
よる増幅用MOSトランジスタQAのゲート電位の変化
分に対する信号(以下、「光信号VS」と表記する。)
との和と考えられる。すなわち、 VB=VD+VS …(4) となる。
Here, the electric signal VB is the dark output signal VD
And a signal corresponding to a change in the gate potential of the amplifying MOS transistor QA due to the electric charge (second signal electric charge) obtained in the Nth frame (hereinafter, referred to as “optical signal VS”).
Is considered to be the sum of That is, VB = VD + VS (4)

【0098】したがって、期間t15において、増幅用
MOSトランジスタQAがソースフォロワ動作を行うこ
とによって、ビデオ信号生成回路30の出力は、 VB−VD=VD+VS−VD=VS …(5) となり、光信号VSのみが得られることになる。ところ
で、暗出力信号VDには、固定パターン雑音の原因とな
る増幅用MOSトランジスタQAのゲート・ソース間電
圧のばらつきや、ランダム雑音の原因となる増幅用MO
SトランジスタQAのゲートをリセットした直後のリセ
ット雑音などが含まれることが知られている。しかし、
上述した式(5)で示したように、ビデオ信号生成回路
30の出力は、暗出力信号VDの影響を受けない。
Therefore, in the period t15, the output of the video signal generation circuit 30 becomes VB−VD = VD + VS−VD = VS (5) because the amplifying MOS transistor QA performs the source follower operation, and the optical signal VS Only will be obtained. By the way, the dark output signal VD includes the variation in the voltage between the gate and the source of the amplification MOS transistor QA which causes fixed pattern noise and the amplification MO which causes random noise.
It is known that reset noise immediately after resetting the gate of the S transistor QA is included. But,
As shown in the above equation (5), the output of the video signal generation circuit 30 is not affected by the dark output signal VD.

【0099】したがって、本実施形態では、固定パター
ン雑音やランダム雑音を除去したビデオ信号を得ること
ができる。なお、既に説明したように、期間t15にお
いて、異値検出回路20から異値信号が出力されるた
め、本実施形態では、異値信号の生成とビデオ信号の生
成とを同時に行うことができる。
Therefore, in this embodiment, it is possible to obtain a video signal from which fixed pattern noise and random noise have been removed. As described above, since the different value signal is output from the different value detection circuit 20 in the period t15, in this embodiment, the generation of the different value signal and the generation of the video signal can be performed simultaneously.

【0100】次に、図6を参照してアドレス信号の出力
の動作を説明する。まず、第Nフレームの期間t10に
至る直前(第N−1フレームの期間t26の最後)にお
いて、EOS(エンド・オブ・スキャン)信号φEOS
がローレベルに反転されると、垂直アドレスカウンタ2
02は、アドレスADRV0〜ADRViの出力レベル
をローレベルに保持する。
Next, the operation of outputting an address signal will be described with reference to FIG. First, immediately before reaching the period t10 of the N-th frame (the end of the period t26 of the (N-1) th frame), an EOS (end of scan) signal φEOS
Is inverted to a low level, the vertical address counter 2
02 holds the output levels of the addresses ADRV0 to ADRVi at a low level.

【0101】期間t10において、駆動パルスφRSV
がハイレベルに反転されると、垂直アドレスカウンタ2
02は、アドレスADRV0の出力レベルのみをハイレ
ベルとして2進表記の「1」を示すアドレス信号を出力
する。また、垂直アドレスカウンタ202は、期間t2
0において、駆動パルスφRSVがハイレベルに反転さ
れると、アドレスADRV1の出力レベルのみをハイレ
ベルとして2進表記の「10」(10進表記の「2」)
を示すアドレス信号を出力する。
In period t10, drive pulse φRSV
Is inverted to a high level, the vertical address counter 2
02 outputs an address signal indicating "1" in binary notation with only the output level of the address ADRV0 as a high level. In addition, the vertical address counter 202 operates in the period t2.
At 0, when the drive pulse φRSV is inverted to the high level, only the output level of the address ADRV1 is set to the high level, and “10” in binary notation (“2” in decimal notation)
Is output.

【0102】なお、垂直アドレスカウンタ202は、不
図示の期間30において、駆動パルスφRSVがハイレ
ベルに反転されると、アドレスADRV0,ADRV1
の出力レベルをハイレベルとして2進表記の「11」
(10進表記の「3」)を示すアドレス信号を出力す
る。すなわち、垂直アドレスカウンタ202は、垂直走
査回路6のEOS信号φEOSによってリセットされ、
駆動パルスφRSVが供給される度に1ずつカウントア
ップ(インクリメント)したアドレス信号をアドレスA
DRV0〜ADRViを介して出力する。
When the drive pulse φRSV is inverted to the high level during the period 30 (not shown), the vertical address counter 202 outputs the addresses ADRV0 and ADRV1.
"11" in binary notation with the output level of
An address signal indicating ("3" in decimal notation) is output. That is, the vertical address counter 202 is reset by the EOS signal φEOS of the vertical scanning circuit 6,
Each time the drive pulse φRSV is supplied, the address signal counted up (incremented) by 1
Output via DRV0 to ADRVi.

【0103】また、期間t15において、駆動パルスφ
LDがハイレベルに反転されると、水平アドレスカウン
タ200は、アドレスADRH0〜ADRHkの出力レ
ベルをローレベルに保持する。期間t16において、初
めてクロックパルスφCKがハイレベルに反転される
と、水平アドレスカウンタ200は、アドレスADRH
0の出力レベルのみをハイレベルとして2進表記の
「1」を示すアドレス信号を出力する。また、垂直アド
レスカウンタ202は、期間t16において、クロック
パルスφCKが再びハイレベルに反転されると、アドレ
スADRH1の出力レベルのみをハイレベルとして2進
表記の「10」(10進表記の「2」)を示すアドレス
信号を出力する。
In the period t15, the driving pulse φ
When the LD is inverted to the high level, the horizontal address counter 200 holds the output levels of the addresses ADRH0 to ADRHk at the low level. In the period t16, when the clock pulse φCK is inverted to the high level for the first time, the horizontal address counter 200 sets the address ADRH
Only the output level of 0 is set to high level, and an address signal indicating “1” in binary notation is output. Further, when the clock pulse φCK is again inverted to the high level in the period t16, the vertical address counter 202 sets only the output level of the address ADRH1 to the high level, and sets “10” in binary notation (“2” in decimal notation). ) Is output.

【0104】さらに、水平アドレスカウンタ200は、
クロックパルスφCKが再びハイレベルに反転される
と、アドレスADRH0,ADRH1の出力レベルをハ
イレベルとして2進表記の「11」(10進表記の
「3」)を示すアドレス信号を出力する。すなわち、水
平アドレスカウンタ200は、駆動パルスφLDによっ
てリセットされ、クロックパルスφCKが供給される度
に1ずつカウントアップ(インクリメント)したアドレ
ス信号をアドレスADRH0〜ADRHkを介して出力
する。
Further, the horizontal address counter 200
When the clock pulse φCK is again inverted to the high level, the output level of the addresses ADRH0 and ADRH1 is set to the high level, and an address signal indicating “11” in binary notation (“3” in decimal notation) is output. That is, the horizontal address counter 200 is reset by the drive pulse φLD, and outputs an address signal counted up (incremented) by one each time the clock pulse φCK is supplied via the addresses ADRH0 to ADRHk.

【0105】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、連続した2のフレーム間の輝度の差を示す異値信号
を異値検出回路20によって、容易に生成することがで
きる。また、変化検出用固体撮像装置10によって生成
される異値信号は、水平読み出し線12に転送する時点
で2値化されているため、アナログ信号の場合と比べて
雑音の影響を受けにくく、シフトレジスタ13によって
高速に出力できる。
As described above, according to the present embodiment, the different value detection circuit 20 can easily generate the different value signal indicating the difference in luminance between two consecutive frames. In addition, since the outlier signal generated by the change detection solid-state imaging device 10 is binarized when it is transferred to the horizontal read line 12, it is less susceptible to noise than analog signals, and The output can be performed at high speed by the register 13.

【0106】さらに、変化検出用固体撮像装置10で
は、異値信号とビデオ信号とを画素単位で対応付けて、
同時に生成することができると共に、対応する画素の位
置を示すアドレス信号を生成することができる。したが
って、変化検出用固体撮像装置10は、マイクロコンピ
ュータなどの情報処理装置とのインターフェースを確実
に取ることができるため、各種の情報処理システムを容
易に構築することができる。
Further, in the change detection solid-state imaging device 10, the different value signal and the video signal are associated with each other on a pixel-by-pixel basis.
At the same time, it is possible to generate an address signal indicating the position of the corresponding pixel. Therefore, the change detection solid-state imaging device 10 can reliably establish an interface with an information processing device such as a microcomputer, so that various information processing systems can be easily constructed.

【0107】また、変化検出用固体撮像装置10を監視
システム等に使用する場合、以下のような用途が考えら
れる。例えば、変化検出用固体撮像装置10に表示装置
(CRT等)と記録装置とを接続した監視システムで
は、常時には表示装置に異値信号に基づいた動体の表示
をすると共に、記録装置にビデオ信号を記録することが
できる。
When the change detection solid-state imaging device 10 is used in a monitoring system or the like, the following uses are conceivable. For example, in a monitoring system in which a display device (such as a CRT) and a recording device are connected to the change detection solid-state imaging device 10, a moving object based on an outlier signal is always displayed on the display device, and a video signal is transmitted to the recording device. Can be recorded.

【0108】すなわち、このような監視システムによれ
ば、監視者は被写体の動きのみを監視することができ、
必要に応じてビデオ信号に基づく画像を再生することに
よって、効率良く監視を行うことが可能となる。また、
変化検出用固体撮像装置10によって生成されるビデオ
信号に基づいたアナログ画像と、異値信号に基づいた2
値画像との少なくとも一方を表示する監視システムも考
えられる。すなわち、このような監視システムによれ
ば、監視者は、状況に応じて、適宜、アナログ画像と2
値画像の両方または一方を用いて最適な監視を行うこと
が可能になる。
That is, according to such a monitoring system, the observer can monitor only the movement of the subject,
By reproducing an image based on a video signal as needed, it is possible to perform monitoring efficiently. Also,
An analog image based on a video signal generated by the change detection solid-state imaging device 10 and an analog image based on a different value signal.
A monitoring system that displays at least one of the value image and the value image is also conceivable. That is, according to such a surveillance system, a surveillant can appropriately add an analog image and a two-
Optimal monitoring can be performed using both or one of the value images.

【0109】なお、アナログ画像と2値画像との切り換
え(例えば、モニタ画面上での表示)のタイミングは、
予め決められ時間毎に自動的に行っても良いし、異値信
号の変化の様子を検出し、変化量が所定値以上の時にア
ナログ画像を表示し、所定値以下の時に2値画像を表示
しても良い。また、変化検出用固体撮像装置10を備え
たカメラによって広い範囲を監視する監視システムで
は、異値信号とアドレス信号とを対応付けることによっ
て監視エリア内の何処で異常が検出されたかを容易に識
別することができる。したがって、例えば、入り口が複
数あった場合、特定の入り口からの侵入者を検出するな
ど、特定の領域内の異常のみを検出することができる。
The timing of switching between an analog image and a binary image (for example, display on a monitor screen) is as follows.
It may be performed automatically at predetermined time intervals, or the state of change of the different value signal is detected, and an analog image is displayed when the change amount is equal to or more than a predetermined value, and a binary image is displayed when the change amount is equal to or less than a predetermined value. You may. In a monitoring system that monitors a wide range with a camera including the change detection solid-state imaging device 10, it is easy to identify where an abnormality is detected in the monitoring area by associating an outlier signal with an address signal. be able to. Therefore, for example, when there are a plurality of entrances, it is possible to detect only an abnormality in a specific area, such as detecting an intruder from a specific entrance.

【0110】さらに、本実施形態では、垂直転送用MO
SスイッチQXによって画素1と垂直読み出し線2との
接続/分離を行っているが、このような接続/分離の方
法については、例えば、画素1の増幅用MOSトランジ
スタQAのゲートにコンデンサの一方の電極を接続して
他方の電極に印加される電圧を制御するなど、如何なる
方法であっても良い。
Further, in this embodiment, the vertical transfer MO
The connection / separation between the pixel 1 and the vertical readout line 2 is performed by the S switch QX. For such a connection / separation method, for example, one of the capacitors is connected to the gate of the amplification MOS transistor QA of the pixel 1. Any method may be used, such as connecting the electrodes and controlling the voltage applied to the other electrode.

【0111】(第2の実施形態)図8は、第2の実施形
態の動作を説明する図である。なお、第2の実施形態
は、請求項2および請求項3に記載の発明に対応した実
施形態に相当する。第2の実施形態の構成の特徴は、図
1の水平アドレスカウンタ200および垂直アドレスカ
ウンタ202のそれぞれに、図8に示す回路構成が付加
された点にある。そのため、ここでは、第1の実施形態
との重複を避け、図8を用いて第2の実施形態の説明を
行う。
(Second Embodiment) FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the second embodiment. Note that the second embodiment corresponds to an embodiment corresponding to the invention described in claims 2 and 3. A feature of the configuration of the second embodiment is that a circuit configuration shown in FIG. 8 is added to each of the horizontal address counter 200 and the vertical address counter 202 in FIG. Therefore, here, the second embodiment will be described with reference to FIG. 8 while avoiding overlap with the first embodiment.

【0112】図8において、アドレス信号ADR0,A
DR1,…,ADRnは、図1に示す水平アドレスカウ
ンタ200から出力されるアドレス信号ADRH0,A
DRH1,…,ADRHkまたは垂直アドレスカウンタ
202から出力されるアドレス信号ADRV0,ADR
V1,…,ADRViに相当する。このようなアドレス
信号ADR0,ADR1,…,ADRnは、レジスタ2
10,211の入力と、比較回路212,213の入力
Bとに供給される。
Referring to FIG. 8, address signals ADR0, ADR0, A
, ADRn are address signals ADRH0, ADR0 output from the horizontal address counter 200 shown in FIG.
DRH1,..., ADRHk or the address signals ADRV0, ADR output from the vertical address counter 202
V1,..., ADRVi. The address signals ADR0, ADR1,.
10 and 211 and the input B of the comparison circuits 212 and 213.

【0113】レジスタ210の出力は比較回路212の
入力Aと加算器214の入力Aとに接続され、レジスタ
211の出力は比較回路213の入力Aと加算器214
の入力Bとに接続される。比較回路212の出力はレジ
スタ210のロード信号入力端子LDに接続され、比較
回路213の出力はレジスタ211のロード信号入力端
子LDに接続される。加算器214の出力は、割り算器
215の入力Aに接続される。
The output of the register 210 is connected to the input A of the comparator 212 and the input A of the adder 214, and the output of the register 211 is connected to the input A of the comparator 213 and the adder 214.
Is connected to the input B. The output of the comparison circuit 212 is connected to the load signal input terminal LD of the register 210, and the output of the comparison circuit 213 is connected to the load signal input terminal LD of the register 211. The output of the adder 214 is connected to the input A of the divider 215.

【0114】また、比較回路212,213のイネーブ
ル端子ENには、図1に示す出力端子VOから出力され
る異値信号が供給される。さらに、レジスタ210,2
11のリセット信号入力端子RESETと割り算器21
5のイネーブル端子ENとには、図1に示す垂直走査回
路6から出力されるEOS信号が供給される。なお、本
実施形態は、連続した2つのフレーム(第N−1フレー
ムと第Nフレーム)間で得られる入射光に応じたアナロ
グ信号(輝度を表す電気信号)の差の大きさが一定値以
上の場合(異値が検出された場合)、出力端子VOから
出力される異値信号は、ハイレベルを示す。
The enable signal EN of the comparison circuits 212 and 213 is supplied with a different value signal output from the output terminal VO shown in FIG. Further, the registers 210, 2
11 reset signal input terminal RESET and divider 21
The EOS signal output from the vertical scanning circuit 6 shown in FIG. In the present embodiment, the magnitude of the difference between the analog signals (electric signals representing luminance) corresponding to the incident light obtained between two consecutive frames (the (N-1) th frame and the Nth frame) is equal to or greater than a certain value. In this case (when an outlier is detected), the outlier signal output from the output terminal VO indicates a high level.

【0115】以下、図8を参照して第2の実施形態の動
作を説明する。まず、異値が検出されたアドレスの最小
値を求める方法を説明する。EOS信号がハイレベルに
反転されると、レジスタ210には、アドレスの取り得
る最大の値がアドレス信号の初期値としてロードされ
る。例えば、アドレス信号が8ビットである場合、初期
値としてBCD表記で「FF」がロードされる。
The operation of the second embodiment will be described below with reference to FIG. First, a description will be given of a method for obtaining the minimum value of the address at which an outlier is detected. When the EOS signal is inverted to the high level, the register 210 is loaded with the maximum possible address value as the initial value of the address signal. For example, when the address signal is 8 bits, “FF” is loaded in BCD notation as an initial value.

【0116】なお、EOS信号は、図1に示す垂直走査
回路6の走査が終了したことを示す信号であり、1フレ
ームの読み出しが終わった時にハイレベルとなる。した
がって、レジスタ210は、1フレームの読み出しが終
わった時にリセットされる。比較回路212の入力Aに
は、レジスタ210に記憶されたアドレス信号が供給さ
れ、入力Bには、逐次変化するアドレス信号ADR0,
ADR1,…,ADRnが供給される。
The EOS signal is a signal indicating that the scanning of the vertical scanning circuit 6 shown in FIG. 1 has been completed, and goes high when reading of one frame is completed. Therefore, the register 210 is reset when reading of one frame is completed. The input A of the comparison circuit 212 is supplied with the address signal stored in the register 210, and the input B is supplied with the address signals ADR0, ADR0, ADR0,
ADR1,..., ADRn are supplied.

【0117】ここで、出力端子VOから出力される異値
信号がハイレベルとなると(異値が検出されたことに相
当する)、比較回路212は有効となって入力Aと入力
Bとの比較を行う。比較回路212は、入力Aの値と入
力Bの値との間に「A>B」が成立している場合のみハ
イレベルとなる信号を出力する。このようにして比較回
路212から出力される信号がハイレベルとなる場合、
レジスタ210には、アドレス信号ADR0,ADR
1,…,ADRnがロードされる。
Here, when the different value signal output from the output terminal VO becomes high level (corresponding to the detection of a different value), the comparison circuit 212 becomes valid and compares the input A with the input B. I do. The comparison circuit 212 outputs a high-level signal only when “A> B” is established between the value of the input A and the value of the input B. When the signal output from the comparison circuit 212 becomes high level in this manner,
Register 210 has address signals ADR0, ADR
1, ..., ADRn are loaded.

【0118】すなわち、レジスタ210に記憶されたア
ドレスよりもアドレス信号ADR0〜ADRnが示すア
ドレスの方が小さい場合、レジスタ210にアドレス信
号ADR0,ADR1,…,ADRnがロードされる。
したがって、このような動作が1フレーム分終了した時
点では、異値が検出されたアドレスの最小値がレジスタ
210に記憶されると共に、加算器214の入力Aに供
給されることになる。
That is, when the address indicated by the address signals ADR0 to ADRn is smaller than the address stored in the register 210, the register 210 is loaded with the address signals ADR0, ADR1,..., ADRn.
Therefore, when such an operation is completed for one frame, the minimum value of the address at which the different value is detected is stored in the register 210 and supplied to the input A of the adder 214.

【0119】次に、異値が検出されたアドレスの最大値
を求める方法を説明する。EOS信号がハイレベルに反
転されると、レジスタ211には、アドレスの取り得る
最小の値(例えば、「0」)がアドレス信号の初期値と
してロードされる。比較回路213の入力Aには、レジ
スタ211に記憶されたアドレス信号が供給され、入力
Bには、逐次変化するアドレス信号ADR0,ADR
1,…,ADRnが供給される。
Next, a description will be given of a method of obtaining the maximum value of the address at which the different value is detected. When the EOS signal is inverted to the high level, the register 211 is loaded with the minimum address value (for example, “0”) as the initial value of the address signal. The input signal A stored in the register 211 is supplied to the input A of the comparison circuit 213, and the address signals ADR0, ADR
, ADRn are supplied.

【0120】ここで、出力端子VOから出力される異値
信号がハイレベルとなる(異値が検出される)と、比較
回路213は、有効となって入力Aと入力Bとの比較を
行う。比較回路213は、入力Aの値と入力Bの値との
間に「A<B」が成立している場合のみハイレベルとな
る信号を出力する。このようにして比較回路213から
出力される信号がハイレベルとなる場合、レジスタ21
1には、アドレス信号ADR0,ADR1,…,ADR
nがロードされる。
Here, when the different value signal output from the output terminal VO becomes high level (a different value is detected), the comparison circuit 213 becomes valid and compares the input A with the input B. . The comparison circuit 213 outputs a high level signal only when “A <B” is established between the value of the input A and the value of the input B. When the signal output from the comparison circuit 213 goes high in this way, the register 21
1, address signals ADR0, ADR1,..., ADR
n is loaded.

【0121】すなわち、レジスタ211に記憶されたア
ドレスよりもアドレス信号ADR0〜ADRnが示すア
ドレスの方が大きい場合、レジスタ211にアドレス信
号ADR0,ADR1,…,ADRnがロードされる。
したがって、このような動作が1フレーム分終了した時
点では、異値が検出されたアドレスの最大値がレジスタ
211に記憶されると共に、加算器214の入力Bに供
給されることになる。
That is, when the address indicated by the address signals ADR0 to ADRn is larger than the address stored in the register 211, the register 211 is loaded with the address signals ADR0, ADR1,.
Therefore, when such an operation is completed for one frame, the maximum value of the address at which the different value is detected is stored in the register 211 and supplied to the input B of the adder 214.

【0122】ところで、加算器214には、レジスタ2
10,211にそれぞれ記憶されたアドレス信号が常時
供給される。加算器214は、これらのアドレス信号が
示すアドレスを加算した値を割り算器215の入力Aに
供給する。割り算器215は、EOS信号がハイレベル
に反転されると、有効となって入力Aに供給された値を
2で割る。すなわち、割り算器215は、異値が検出さ
れたアドレスの最小値と最大値との加算が加算器214
によって行われた後、その加算の結果を2で割ることに
なる。
The adder 214 has the register 2
The address signal stored in each of the reference numerals 10 and 211 is constantly supplied. The adder 214 supplies a value obtained by adding the addresses indicated by these address signals to the input A of the divider 215. When the EOS signal is inverted to a high level, the divider 215 becomes valid and divides the value supplied to the input A by two. That is, the divider 215 adds the minimum value and the maximum value of the address where the different value is detected to the adder 214.
, The result of the addition will be divided by two.

【0123】したがって、本実施形態によれば、異値が
検出された領域の最小アドレスと最大アドレスが得ら
れ、その平均値によって異値が検出された領域の中心に
対する水平方向のアドレスおよび垂直方向のアドレスを
確実に求めることができる。 (第3の実施形態)図9は、第3の実施形態の動作を説
明する図である。
Therefore, according to the present embodiment, the minimum address and the maximum address of the area in which the outlier is detected are obtained, and the horizontal address and the vertical direction with respect to the center of the area in which the outlier is detected are obtained by the average value. Can be obtained reliably. (Third Embodiment) FIG. 9 is a view for explaining the operation of the third embodiment.

【0124】なお、第3の実施形態は、請求項2および
請求項4に記載の発明に対応した実施形態に相当する。
第3の実施形態の構成の特徴は、図1の水平アドレスカ
ウンタ200および垂直アドレスカウンタ202のそれ
ぞれに、図9に示す回路構成が付加された点にある。そ
のため、ここでは、第1の実施形態との重複を避け、図
9を用いて第3の実施形態の説明を行う。
The third embodiment corresponds to an embodiment corresponding to the second and fourth aspects of the present invention.
The configuration of the third embodiment is characterized in that the circuit configuration shown in FIG. 9 is added to each of the horizontal address counter 200 and the vertical address counter 202 in FIG. Therefore, here, the third embodiment will be described with reference to FIG. 9 while avoiding overlap with the first embodiment.

【0125】図9において、アドレス信号ADR0,A
DR1,…,ADRnは、図1に示す水平アドレスカウ
ンタ200から出力されるアドレス信号ADRH0,A
DRH1,…,ADRHkまたは垂直アドレスカウンタ
202から出力されるアドレス信号ADRV0,ADR
V1,…,ADRViに相当する。このようなアドレス
信号ADR0,ADR1,…,ADRnは、アキュムレ
ータ216の入力Aに供給される。
In FIG. 9, address signals ADR0, ADR0, A
, ADRn are address signals ADRH0, ADR0 output from the horizontal address counter 200 shown in FIG.
DRH1,..., ADRHk or the address signals ADRV0, ADR output from the vertical address counter 202
V1,..., ADRVi. Such address signals ADR0, ADR1,..., ADRn are supplied to the input A of the accumulator 216.

【0126】また、アキュムレータ216の出力はレジ
スタ217の入力に接続され、レジスタ217の出力は
アキュムレータ216の入力Bと割り算器218の入力
Aに入力される。さらに、アキュムレータ219の出力
はレジスタ220の入力に接続され、レジスタ220の
出力は割り算器218の入力Bとアキュムレータ219
の入力Bに接続される。なお、アキュムレータ219の
入力Aには、常に「1」が供給される。
The output of the accumulator 216 is connected to the input of the register 217, and the output of the register 217 is input to the input B of the accumulator 216 and the input A of the divider 218. Further, the output of the accumulator 219 is connected to the input of the register 220, and the output of the register 220 is connected to the input B of the divider 218 and the accumulator 219.
To the input B. Note that “1” is always supplied to the input A of the accumulator 219.

【0127】また、アキュムレータ216,219のイ
ネーブル端子ENには、出力端子VOから出力される異
値信号が供給される。さらに、割り算器218のイネー
ブル端子ENには、図1に示す垂直走査回路6から出力
されるEOS信号が供給され、レジスタ217,220
のリセット信号入力端子RESETには、遅延回路22
1を介してEOS信号が供給される。
The different value signals output from the output terminal VO are supplied to the enable terminals EN of the accumulators 216 and 219. Further, the enable terminal EN of the divider 218 is supplied with the EOS signal output from the vertical scanning circuit 6 shown in FIG.
The reset signal input terminal RESET has a delay circuit 22
1, the EOS signal is supplied.

【0128】なお、本実施形態は、連続した2つのフレ
ーム(第N−1フレームと第Nフレーム)間で得られる
入射光に応じたアナログ信号(輝度を表す電気信号)の
差の大きさが一定値以上の場合(異値が検出された場
合)、出力端子VOから出力される異値信号は、ハイレ
ベルを示す。以下、図9を参照して第3の実施形態の動
作を説明する。
In the present embodiment, the magnitude of the difference between the analog signals (electric signals representing luminance) corresponding to the incident light obtained between two consecutive frames (the (N-1) th frame and the Nth frame) is different. When the value is equal to or more than a certain value (when a different value is detected), the different value signal output from the output terminal VO indicates a high level. Hereinafter, the operation of the third embodiment will be described with reference to FIG.

【0129】EOS信号がハイレベルに反転されると、
レジスタ217,220には、初期値として「0」がロ
ードされる。アキュムレータ216の入力Aには、逐次
変化するアドレス信号ADR0,ADR1,…,ADR
nが供給され、入力Bには、レジスタ217に記憶され
たアドレス信号(初期値:0)が供給される。
When the EOS signal is inverted to a high level,
Registers 217 and 220 are loaded with “0” as an initial value. The input A of the accumulator 216 includes address signals ADR0, ADR1,.
n is supplied to the input B, and the address signal (initial value: 0) stored in the register 217 is supplied to the input B.

【0130】ここで、出力端子VOから出力される異値
信号がハイレベルとなる(異値信号が検出される)度
に、アキュムレータ216は有効となって入力Aと入力
Bとの値を加算し、レジスタ217に供給する。すなわ
ち、アキュムレータ216では、異値が検出されたアド
レスの総和が求められ、レジスタ217には、その総和
が記憶される。
Here, each time the different value signal output from the output terminal VO becomes high level (a different value signal is detected), the accumulator 216 becomes valid and adds the values of the input A and the input B. Then, the data is supplied to the register 217. That is, the accumulator 216 calculates the sum of the addresses where the different values are detected, and the register 217 stores the sum.

【0131】また、アキュムレータ219は、異値信号
がハイレベルとなる度に、レジスタ220に記憶された
値(初期値:0)に「1」を加算し、レジスタ220に
供給する。すなわち、レジスタ220の値は、異値信号
がハイレベルとなる度に、1ずつカウントアップ(イン
クリメント)され、異値が検出された画素の総和を示
す。
Further, the accumulator 219 adds “1” to the value (initial value: 0) stored in the register 220 and supplies it to the register 220 every time the different value signal becomes high level. That is, the value of the register 220 is counted up (incremented) by one each time the outlier signal becomes a high level, and indicates the total sum of pixels in which outliers are detected.

【0132】ところで、割り算器218には、レジスタ
217に記憶された「異値が検出されたアドレスの総
和」と、レジスタ220に記憶された「異値が検出され
た画素の総和」とが常時供給される。割り算器218
は、EOS信号がハイレベルに反転されると有効となっ
て、「異値が検出されたアドレスの総和」を「異値が検
出された画素の総和」で割る。なお、割り算器218
は、レジスタ217,220がリセットされる直前に有
効となる。
By the way, the divider 218 always stores the “sum of addresses at which outliers are detected” stored in the register 217 and the “sum of pixels at which outliers are detected” stored in the register 220. Supplied. Divider 218
Becomes effective when the EOS signal is inverted to the high level, and divides "the sum of the addresses where the different values are detected" by the "sum of the pixels where the different values are detected". Note that the divider 218
Becomes valid immediately before the registers 217 and 220 are reset.

【0133】したがって、本実施形態によれば、異値が
検出された領域の重心の水平方向のアドレスおよび垂直
方向のアドレスを確実に求めることができる。以上説明
したように、第2の実施形態および第3の実施形態によ
れば、異値が検出された領域を容易に識別できるため、
これらの実施形態が適用された変化検出用固体撮像装置
10を用いた画像処理システムの利用分野は著しく拡大
する。
Therefore, according to the present embodiment, the horizontal address and the vertical address of the center of gravity of the area in which an outlier is detected can be reliably obtained. As described above, according to the second embodiment and the third embodiment, a region where an outlier is detected can be easily identified.
The application field of the image processing system using the solid-state imaging device 10 for change detection to which these embodiments are applied is significantly expanded.

【0134】なお、第2の実施形態および第3の実施形
態では、異値が検出された領域の中心や重心のアドレス
を求めているが、請求項2に記載の発明のみを適用し、
異値信号がハイレベルとなった時点で、アドレス信号A
DR0,ADR1,…,ADRnを出力する構成にして
も良い。例えば、変化が検出された位置を遠隔地で監視
するシステムに、このような構成の変化検出用固体撮像
装置を用いると、異値が検出された領域の中心や重心の
アドレスのみを直接転送することができる。したがっ
て、従来のようなビデオ信号の転送が不要となるため、
通信用の設備費や通信費が低廉化でき、トータル的に安
価なシステムを提供することができる。
In the second embodiment and the third embodiment, the addresses of the center and the center of gravity of the area where the outlier is detected are obtained, but only the invention of claim 2 is applied.
When the different value signal becomes high level, the address signal A
DR0, ADR1,..., ADRn may be output. For example, if a change detection solid-state imaging device having such a configuration is used in a system for monitoring a position where a change is detected in a remote place, only the address of the center or the center of gravity of a region where an outlier is detected is directly transferred. be able to. This eliminates the need to transfer video signals as in the past,
The equipment cost and communication cost for communication can be reduced, and a system that is totally inexpensive can be provided.

【0135】(第4の実施形態)図10は、第4の実施
形態における異値検出回路50の内部構成を示す回路図
である。図11は、第4の実施形態における異値信号の
生成の動作を説明するタイミングチャートである。
(Fourth Embodiment) FIG. 10 is a circuit diagram showing an internal configuration of an outlier detection circuit 50 according to a fourth embodiment. FIG. 11 is a timing chart illustrating an operation of generating an outlier signal according to the fourth embodiment.

【0136】なお、第4の実施形態の構成の特徴は、図
1の異値検出回路20に代えて図10に示す異値検出回
路50が設けられた点にあり、他の構成ついては、図
1、図2および図4と同じであるため、ここでは説明を
省略する。図10において、異値検出回路50は、2つ
のコンデンサCCA,CCBと、5つのインバータIN
V1〜INV5と、4つのスイッチ用MOSトランジス
タQB1〜QB4と、NAND回路NAとによって構成
される。
A feature of the configuration of the fourth embodiment is that an outlier detection circuit 50 shown in FIG. 10 is provided in place of the outlier detection circuit 20 in FIG. 1. 1, FIG. 2 and FIG. 4, and a description thereof is omitted here. In FIG. 10, the different value detection circuit 50 includes two capacitors CCA and CCB and five inverters IN.
V1 to INV5, four switching MOS transistors QB1 to QB4, and a NAND circuit NA.

【0137】ここで、コンデンサCCAとスイッチ用M
OSトランジスタQB1とによって第1のサンプルホー
ルド回路51Aが構成され、コンデンサCCBとスイッ
チ用MOSトランジスタQB2とによって第2のサンプ
ルホールド回路51Bが構成される。コンデンサCC
A,CCBの一方の電極は、垂直読み出し線2に接続さ
れ、コンデンサCCA,CCBの他方の電極は、各々、
インバータINV1,INV2の入力端子に接続される
と共に、スイッチ用MOSトランジスタQB1,QB2
のドレインに接続される。
Here, the capacitor CCA and the switch M
The OS transistor QB1 forms a first sample and hold circuit 51A, and the capacitor CCB and the switching MOS transistor QB2 form a second sample and hold circuit 51B. Capacitor CC
One electrode of A, CCB is connected to the vertical read line 2, and the other electrode of capacitors CCA, CCB is
The switching MOS transistors QB1 and QB2 are connected to the input terminals of the inverters INV1 and INV2.
Connected to the drain of

【0138】また、スイッチ用MOSトランジスタQB
1,QB2のソースには、図示省略の定電圧電源VR
1、VR2が各々接続され、スイッチ用MOSトランジ
スタQB1,QB2のゲートには、クロックライン8a
を介して駆動パルスφSAが供給される。さらに、イン
バータINV1の出力端子には、インバータINV3,
INV5を介してNAND回路NAの一方の入力端子が
接続され、インバータINV2の出力端子には、インバ
ータINV4を介してNAND回路NAの他方の入力端
子が接続される。
The switching MOS transistor QB
1 and QB2 are connected to a constant voltage power supply VR (not shown).
1 and VR2 are connected to each other, and the gates of the switching MOS transistors QB1 and QB2 are connected to the clock line 8a.
Are supplied with a drive pulse φSA. Further, the output terminals of the inverter INV1 are connected to the inverters INV3 and INV3, respectively.
One input terminal of the NAND circuit NA is connected via the INV5, and the other input terminal of the NAND circuit NA is connected to the output terminal of the inverter INV2 via the inverter INV4.

【0139】ここで、インバータINV3の出力端子は
インバータINV1の入力端子に接続されて閉ループを
構成し、インバータINV4の出力端子はインバータI
NV2の入力端子に接続されて閉ループを構成する。ま
た、インバータINV3の出力端子からインバータIN
V1の入力端子に至る信号線上には、スイッチ用MOS
トランジスタQB3が設けられ、インバータINV4の
出力端子からインバータINV2の入力端子に至る信号
線上にはスイッチ用MOSトランジスタQB4が設けら
れる。
The output terminal of the inverter INV3 is connected to the input terminal of the inverter INV1 to form a closed loop, and the output terminal of the inverter INV4 is connected to the inverter IV4.
Connected to the input terminal of NV2 to form a closed loop. Further, the output terminal of the inverter INV3 is connected to the inverter INV3.
On the signal line reaching the input terminal of V1, there is a switching MOS
A transistor QB3 is provided, and a switching MOS transistor QB4 is provided on a signal line extending from an output terminal of the inverter INV4 to an input terminal of the inverter INV2.

【0140】さらに、スイッチ用MOSトランジスタQ
B3、スイッチ用MOSトランジスタQB4のゲートに
は、クロックライン9aを介して駆動パルスφSBが供
給されるようになっている。なお、NAND回路NAの
出力は、第1の実施形態の異値検出回路20と同様に、
シフトレジスタ13の対応するビットのレジスタのデー
タ入力端子Q1〜Qnに接続される。
Further, the switching MOS transistor Q
The driving pulse φSB is supplied to the gate of B3 and the switching MOS transistor QB4 via the clock line 9a. Note that the output of the NAND circuit NA is the same as that of the outlier detection circuit 20 of the first embodiment.
The shift register 13 is connected to the data input terminals Q1 to Qn of the corresponding bit register.

【0141】すなわち、異値検出回路50の出力信号
(連続した2のフレーム間の輝度の差を示す異値信号)
は、所定のタイミングでシフトレジスタ13の対応する
レジスタに記憶され、シフトレジスタ13に入力される
クロックパルスφCKに応じて、シフトレジスタ13の
出力端子から順次出力される。以下、図2、図10およ
び図11を参照し、第4の実施形態の動作として、異値
検出回路50の具体的な動作(異値信号を生成する動
作)を説明する。
That is, an output signal of the outlier detection circuit 50 (an outlier signal indicating a difference in luminance between two consecutive frames).
Are stored in a corresponding register of the shift register 13 at a predetermined timing, and are sequentially output from an output terminal of the shift register 13 in accordance with a clock pulse φCK input to the shift register 13. Hereinafter, a specific operation of the outlier detection circuit 50 (an operation of generating an outlier signal) will be described as an operation of the fourth embodiment with reference to FIGS.

【0142】図11に示すように第Nフレームの期間t
10に至る直前(第N−1フレームの期間t26の最
後)において、駆動パルスφTG1、駆動パルスφPX
1、駆動パルスφRG1、駆動パルスφSAはローレベ
ルに保持され、駆動パルスφSBはハイレベル保持され
る。
As shown in FIG. 11, the period t of the N-th frame
10 (the end of the period t26 of the (N-1) th frame), the driving pulse φTG1 and the driving pulse φPX
1. The drive pulse φRG1 and the drive pulse φSA are held at a low level, and the drive pulse φSB is held at a high level.

【0143】ここで、駆動パルスφTG1がローレベル
のため、図2に示す電荷転送用MOSスイッチQTはオ
フとなり、駆動パルスφRG1がローレベルのためリセ
ット用MOSスイッチQR1もオフとなっている。した
がって、増幅用MOSトランジスタQAのゲートはフロ
ーティング状態とされるが、既に第N−1フレームの期
間t14において電荷転送用MOSスイッチQTを介し
て各増幅用MOSトランジスタQAのゲートに転送され
た電荷(第1の信号電荷)は、寄生容量(CS1)の効
果によって電荷転送用MOSスイッチQTがオフとなっ
た後も増幅用MOSトランジスタQAのゲートに保持さ
れる。
Here, since the drive pulse φTG1 is at a low level, the charge transfer MOS switch QT shown in FIG. 2 is turned off, and the drive pulse φRG1 is at a low level, so that the reset MOS switch QR1 is also turned off. Therefore, although the gate of the amplifying MOS transistor QA is in a floating state, the charges (to the gates of the amplifying MOS transistors QA already transferred to the gates of the respective amplifying MOS transistors QA via the charge transfer MOS switches QT during the period t14 of the (N-1) th frame). The first signal charge) is held at the gate of the amplification MOS transistor QA even after the charge transfer MOS switch QT is turned off due to the effect of the parasitic capacitance (CS1).

【0144】なお、第N−1フレームで電荷転送用MO
SスイッチQTがオフとなった後、各フォトダイオード
PDでは、入射光に応じた電荷(第2の信号電荷)が新
たに生成・蓄積される。このような状態において、期間
t10に至ると、それまでハイレベルに保持されていた
駆動パルスφSBは、ローレベルに反転する。
The charge transfer MO in the (N-1) th frame
After the S switch QT is turned off, a charge (second signal charge) according to the incident light is newly generated and accumulated in each photodiode PD. In such a state, when the period t10 is reached, the drive pulse φSB which has been held at the high level until then is inverted to the low level.

【0145】また、次の期間t11に至ると、駆動パル
スφPX1はローレベルからハイレベルに反転し、駆動
パルスφSAはローレベルからハイレベルに反転する。
ここで、駆動パルスφPX1がハイレベルになるため、
既に増幅用MOSトランジスタQAのゲートに保持され
ている第1の信号電荷に応じた電気信号(第1の出力信
号)は、ソースホロワ動作によって、コンデンサCC
A、CCBの一方の電極CCA1,CCB1に供給され
る。
In the next period t11, the drive pulse φPX1 is inverted from low level to high level, and the drive pulse φSA is inverted from low level to high level.
Here, since the drive pulse φPX1 becomes high level,
An electric signal (first output signal) corresponding to the first signal charge already held at the gate of the amplification MOS transistor QA is supplied to the capacitor CC by the source follower operation.
A and CCB are supplied to one of the electrodes CCA1 and CCB1.

【0146】また、駆動パルスφSAがハイレベルとな
るため、スイッチ用MOSトランジスタQB1,QB2
がオンとなり、コンデンサCCA、CCBの他方の電極
CCA2,CCB2には、一定電圧VR1(=VT−V
th),VR2(=VT+Vth)が各々供給される。
なお、VTはインバータINV1、インバータINV2
の閾値電圧であり、Vthは所定値である。
Since drive pulse φSA attains a high level, switching MOS transistors QB1, QB2
Is turned on, and the other electrodes CCA2 and CCB2 of the capacitors CCA and CCB are supplied with a constant voltage VR1 (= VT−V
th) and VR2 (= VT + Vth).
Note that VT is the inverter INV1 and the inverter INV2.
, And Vth is a predetermined value.

【0147】また、この時、駆動パルスφSBがローレ
ベルのままであるため、インバータINV3の出力端子
からインバータINV1の入力端子への経路およびイン
バータINV4の出力端子からインバータINV2の入
力端子への経路は、遮断される。したがって、コンデン
サCCAの両端の電位差は、第N−1フレームにおける
入射光に応じた電気信号(以下、「電気信号VA」と表
記する。)と、一定電圧VR1(=VT−Vth)との
差になる。また、コンデンサCCBの両端の電位差は、
第N−1フレームにおける電気信号VAと、一定電圧V
R2(=VT+Vth)との差になる。
At this time, since the drive pulse φSB remains at the low level, the path from the output terminal of the inverter INV3 to the input terminal of the inverter INV1 and the path from the output terminal of the inverter INV4 to the input terminal of the inverter INV2 are , Will be shut off. Therefore, the potential difference between both ends of the capacitor CCA is equal to the difference between the electric signal corresponding to the incident light in the (N−1) th frame (hereinafter, referred to as “electric signal VA”) and the constant voltage VR1 (= VT−Vth). become. The potential difference between both ends of the capacitor CCB is
The electric signal VA in the (N-1) th frame and the constant voltage V
R2 (= VT + Vth).

【0148】そして、期間t12に至ると、駆動パルス
φSAはローレベルに反転し、駆動パルスφRG1はハ
イレベルに反転する。ここで、駆動パルスφSAがロー
レベルに反転するため、コンデンサCCAの両端には、
第N−1フレームにおける電気信号VAと一定電圧VR
1(=VT−Vth)との差がそのまま蓄えられ、コン
デンサCCBの両端には、第N−1フレームにおける電
気信号VAと一定電圧VR2(=VT+Vth)との差
がそのまま蓄えられる。
Then, during the period t12, the drive pulse φSA is inverted to a low level, and the drive pulse φRG1 is inverted to a high level. Here, since the driving pulse φSA is inverted to a low level, both ends of the capacitor CCA
Electric signal VA and constant voltage VR in the (N-1) th frame
1 (= VT−Vth) is stored as it is, and the difference between the electric signal VA and the constant voltage VR2 (= VT + Vth) in the (N−1) th frame is stored directly at both ends of the capacitor CCB.

【0149】また、駆動パルスφRG1がハイレベルに
反転するため、リセット用MOSスイッチQR1がオン
となり、増幅用MOSトランジスタQAのゲートに蓄え
られていた電荷のリセット動作が行われる。期間t13
に至ると、駆動パルスφRG1がローレベルに反転する
ため、リセット用MOSスイッチQR1がオフとなり、
リセット動作が解除される。
Since the drive pulse φRG1 is inverted to the high level, the reset MOS switch QR1 is turned on, and the operation of resetting the charge stored in the gate of the amplification MOS transistor QA is performed. Period t13
, The drive pulse φRG1 is inverted to a low level, so that the reset MOS switch QR1 is turned off,
The reset operation is released.

【0150】期間t14に至ると、駆動パルスφTG1
がローレベルに反転するため、電荷転送用MOSスイッ
チQTがオンとなり、この時点までにフォトダイオード
PDにおいて新たに生成・蓄積された入射光に応じた電
荷(第2の信号電荷)が、電荷転送用MOSスイッチQ
Tを介して増幅用MOSトランジスタQAのゲートに直
接転送される。
In the period t14, the driving pulse φTG1
Is inverted to a low level, the charge transfer MOS switch QT is turned on, and a charge (second signal charge) newly generated and accumulated in the photodiode PD according to the incident light up to this point is transferred. MOS switch Q
The signal is directly transferred to the gate of the amplification MOS transistor QA via T.

【0151】この時、増幅用MOSトランジスタQAは
ソースホロワ動作をして、第2の信号電荷に応じた電気
信号(第2の出力信号)が垂直読み出し線2に転送され
る。期間t15に至ると、駆動パルスφTG1はローレ
ベルに反転し、駆動パルスφLDはハイレベルに反転す
る。ここで、駆動パルスφTG1がローレベルに反転す
るため、電荷転送用MOSスイッチQTがオフとなり、
フォトダイオードPDにおいて生成・蓄積された入射光
に応じた電荷(第2の信号電荷)の増幅用MOSトラン
ジスタQAのゲートへの転送が終了する。
At this time, the amplification MOS transistor QA performs a source follower operation, and an electric signal (second output signal) corresponding to the second signal charge is transferred to the vertical read line 2. In the period t15, the driving pulse φTG1 is inverted to a low level, and the driving pulse φLD is inverted to a high level. Here, since the drive pulse φTG1 is inverted to a low level, the charge transfer MOS switch QT is turned off,
The transfer of the charge (second signal charge) corresponding to the incident light generated and stored in the photodiode PD to the gate of the amplification MOS transistor QA ends.

【0152】この時、増幅用MOSトランジスタQAの
ゲートは再びフローティング状態とされるが、寄生容量
(CS1)の効果によって、ゲートの電位は、転送され
た電荷(第2の信号電荷)の分だけ変化し、その状態が
保持される。したがって、増幅用MOSトランジスタQ
Aからは、ソースホロワ動作によって、ゲートに蓄積さ
れた電荷(第2の信号電荷)に応じた電気信号(以下、
「電気信号VB」と表記する。)が、コンデンサCC
A、CCBの一方の電極CCA1,CCB1に供給され
る。
At this time, the gate of the amplifying MOS transistor QA is again brought into a floating state, but the potential of the gate is reduced by the transferred charge (second signal charge) due to the effect of the parasitic capacitance (CS1). Changes and that state is maintained. Therefore, the amplification MOS transistor Q
From A, an electric signal (hereinafter, referred to as an electric signal) corresponding to the electric charge (second signal electric charge) accumulated in the gate by the source follower operation.
It is described as “electric signal VB”. ) Is the capacitor CC
A and CCB are supplied to one of the electrodes CCA1 and CCB1.

【0153】ところで、第Nフレームで得られた電荷
(第2の信号電荷)に応じた電気信号VBがコンデンサ
CCA、CCBの一方の電極CCA1,CCB1に供給
される時点では、コンデンサCCAの両端には、第N−
1フレームにおける電気信号VAと一定電圧VR1(=
VT−Vth)との差が蓄えられ、コンデンサCCBの
両端には、電気信号VAと一定電圧VR2(=VT+V
th)との差が蓄えられている。
By the way, at the time when the electric signal VB corresponding to the electric charge (second signal electric charge) obtained in the N-th frame is supplied to one of the electrodes CCA1 and CCB1 of the capacitors CCA and CCB, both ends of the capacitor CCA Is the N-th
The electric signal VA and the constant voltage VR1 (=
VT−Vth), and the electric signal VA and the constant voltage VR2 (= VT + V) are provided at both ends of the capacitor CCB.
th) is stored.

【0154】すなわち、第Nフレームにおける電気信号
VBがコンデンサCCAの一方の電極CCA1に供給さ
れると、コンデンサCCAの他方の電極CCA2の電位
は、「VB+VR1−VA」となる。一方、電気信号V
BがコンデンサCCBの一方の電極CCB1に供給され
ると、コンデンサCCAの他方の電極CCB2の電位
は、「VB+VR2−VA」となる。
That is, when the electric signal VB in the Nth frame is supplied to one electrode CCA1 of the capacitor CCA, the potential of the other electrode CCA2 of the capacitor CCA becomes "VB + VR1-VA". On the other hand, the electric signal V
When B is supplied to one electrode CCB1 of the capacitor CCB, the potential of the other electrode CCB2 of the capacitor CCA becomes “VB + VR2-VA”.

【0155】また、インバータINV1は、入力側の電
位(この場合、「VB+VR1−VA」に相当する)が
VTよりも大きくなった時(VB+VR1−VA>V
T)、ローレベルの信号を出力する。すなわち、インバ
ータINV1は、第Nフレーム(現在のフレーム)にお
ける電気信号VBが「VT+VA−VR1」よりも大き
くなった時に、ローレベルの信号を出力する。
The inverter INV1 operates when the potential on the input side (corresponding to "VB + VR1-VA" in this case) becomes larger than VT (VB + VR1-VA> V).
T) Output a low-level signal. That is, the inverter INV1 outputs a low-level signal when the electric signal VB in the N-th frame (current frame) becomes larger than “VT + VA−VR1”.

【0156】ここで、上述したように「VR1=VT−
Vth」であるため、インバータINV1は、VBが
「VA+Vth」よりも大きくなった時にローレベルの
信号を出力し、VBが「VA+Vth」よりも小さくな
った時にハイレベルの信号を出力する。すなわち、イン
バータINV1は、「VB−VA」がVthを上回ると
ローレベルの信号を出力し、「VB−VA」がVthを
下回るとハイレベルの信号を出力する。
Here, as described above, “VR1 = VT−
Vth ", the inverter INV1 outputs a low-level signal when VB becomes larger than" VA + Vth ", and outputs a high-level signal when VB becomes smaller than" VA + Vth ". That is, the inverter INV1 outputs a low-level signal when "VB-VA" exceeds Vth, and outputs a high-level signal when "VB-VA" falls below Vth.

【0157】一方、インバータINV2は、入力側の電
位(この場合、VB+VR2−VAに相当する)がVT
よりも大きくなった時(VB+VR2−VA>VT)、
ローレベルの信号を出力する。すなわち、インバータI
NV2は、第Nフレーム(現在のフレーム)における電
気信号VBが「VT+VA−VR2」よりも大きくなっ
た時に、ローレベルの信号を出力する。
On the other hand, the inverter INV2 sets the input side potential (corresponding to VB + VR2-VA in this case) to VT.
When it becomes larger than (VB + VR2-VA> VT),
Outputs a low-level signal. That is, the inverter I
NV2 outputs a low-level signal when the electric signal VB in the N-th frame (current frame) becomes larger than “VT + VA−VR2”.

【0158】ここで、上述したように「VR2=VT+
Vth」であるため、インバータINV2は、VBが
「VA−Vth」よりも大きくなった時にローレベルの
信号を出力し、VBが「VA−Vth」よりも小さくな
った時にハイレベルの信号を出力する。すなわち、イン
バータINV2は、「VB−VA」が「−Vth」を上
回るとローレベルの信号を出力し、「VB−VA」が
「−Vth」を下回るとハイレベルの信号を出力する。
Here, as described above, “VR2 = VT +
Vth ", the inverter INV2 outputs a low-level signal when VB becomes larger than" VA-Vth ", and outputs a high-level signal when VB becomes smaller than" VA-Vth ". I do. That is, the inverter INV2 outputs a low-level signal when "VB-VA" exceeds "-Vth", and outputs a high-level signal when "VB-VA" falls below "-Vth".

【0159】なお、インバータINV1の出力信号は、
インバータINV3およびインバータINV5によって
反転された後、NAND回路NAの一方の入力端子に転
送され、インバータINV2の出力信号は、インバータ
INV4によって反転された後、NAND回路NAの他
方の入力端子に転送される。このようにしてNAND回
路NAの入力端子に転送された信号は、論理演算され
る。その結果、NAND回路NAの出力端子からは、
「VB−VA」が「−Vth〜Vth」の範囲内にある
場合にローレベルの信号が出力され、「VB−VA」が
「−Vth〜Vth」の範囲外にある場合にハイレベル
の信号が出力される。
Note that the output signal of the inverter INV1 is
After being inverted by the inverters INV3 and INV5, the signal is transferred to one input terminal of the NAND circuit NA. The output signal of the inverter INV2 is inverted by the inverter INV4 and then transferred to the other input terminal of the NAND circuit NA. . The signal transferred to the input terminal of the NAND circuit NA in this way is logically operated. As a result, from the output terminal of the NAND circuit NA,
A low-level signal is output when “VB-VA” is within the range of “−Vth to Vth”, and a high-level signal when “VB-VA” is outside the range of “−Vth to Vth”. Is output.

【0160】このようにしてNAND回路NAの出力端
子から出力される信号は、異値信号として異値検出回路
50から出力される。なお、期間t15では、駆動パル
スφLDがハイレベルとなるため、異値検出回路50か
ら出力された異値信号は、シフトレジスタ13のレジス
タに記憶される。そして、次の期間t16において、シ
フトレジスタ13にクロックパルスφCKが入力される
と、各ビットに対応するレジスタに保持されている異値
信号は、水平読み出し線12を介して出力端子VOから
順次出力される。
The signal output from the output terminal of the NAND circuit NA is output from the different value detection circuit 50 as a different value signal. In the period t15, the driving pulse φLD is at a high level, so that the different value signal output from the different value detection circuit 50 is stored in the register of the shift register 13. Then, in the next period t16, when the clock pulse φCK is input to the shift register 13, the different value signal held in the register corresponding to each bit is sequentially output from the output terminal VO via the horizontal read line 12. Is done.

【0161】また、期間t16では、駆動パルスφSB
がハイレベルとなるため、インバータINV3の出力端
子とインバータINV1の入力端子とが接続されて閉ル
ープが形成されると共に、インバータINV4の出力端
子とインバータINV2の入力端子が接続されて閉ルー
プが形成される。このようにインバータINV3とイン
バータINV1との間で閉ループが形成されると、イン
バータINV1の出力が固定化され、インバータINV
4とインバータINV2との間で閉ループが形成される
と、インバータINV2の出力が固定化される(すなわ
ち、インバータINV1,2の論理出力を安定化するこ
とができる)。このインバータINV1,2の出力の固
定化は、駆動パルスφSBがローレベルに反転されるま
で(期間t20まで)行われる。
In the period t16, the driving pulse φSB
Becomes high level, the output terminal of the inverter INV3 and the input terminal of the inverter INV1 are connected to form a closed loop, and the output terminal of the inverter INV4 and the input terminal of the inverter INV2 are connected to form a closed loop. . When a closed loop is formed between the inverter INV3 and the inverter INV1, the output of the inverter INV1 is fixed, and the output of the inverter INV1 is fixed.
When a closed loop is formed between the inverter INV2 and the inverter INV2, the output of the inverter INV2 is fixed (that is, the logical outputs of the inverters INV1 and INV2 can be stabilized). The output of the inverters INV1 and INV2 is fixed until the drive pulse φSB is inverted to the low level (until the period t20).

【0162】以上説明したように、本実施形態では、連
続する2つのフレーム(第N−1フレームと第Nフレー
ム)で得られる電気信号(輝度を表す電気信号)の差の
大きさが予め決められた範囲内であるか否かを確実に判
定することができる。また、このような判定に用いる閾
値を自在に設定できる。したがって、本実施形態によれ
ば、第1の実施形態と同様に、連続した2つのフレーム
間で電気信号の差の大きさが異なった画素を検出するこ
とができ、画像処理に対する利用分野が著しく拡大す
る。
As described above, in the present embodiment, the magnitude of the difference between the electric signals (electric signals representing luminance) obtained in two consecutive frames (the (N-1) th frame and the Nth frame) is determined in advance. It is possible to reliably determine whether or not it is within the specified range. Further, the threshold value used for such a determination can be set freely. Therefore, according to the present embodiment, similarly to the first embodiment, it is possible to detect a pixel having a difference in the magnitude of the electric signal difference between two consecutive frames, and the field of application for image processing is remarkable. Expanding.

【0163】なお、上述した各実施形態に対応する発明
は、可視光線用の固体撮像装置に限定されず、X線、紫
外線、赤外線など如何なる波長の受光電磁波用の固体撮
像装置に対しても適用できる。 (第5の実施形態)図12は、第5の実施形態における
画素60の内部構成を示す回路図である。
The invention corresponding to each of the above-described embodiments is not limited to a solid-state imaging device for visible light, but is applicable to a solid-state imaging device for received electromagnetic waves of any wavelength such as X-rays, ultraviolet rays, and infrared rays. it can. (Fifth Embodiment) FIG. 12 is a circuit diagram showing an internal configuration of a pixel 60 according to a fifth embodiment.

【0164】図13は、画素60の動作を説明するタイ
ミングチャートである。なお、第5の実施形態は、請求
項6および請求項7に記載の発明に対応した実施形態に
相当する。また、第5の実施形態の構成の特徴は、図1
の画素1に代えて図12に示す画素60が設けられ、各
画素60に駆動パルスφRP1〜φRPmを供給するク
ロックライン61が新たに設けられた点にあり、他の構
成ついては、図1、図3および図4と同じであるため、
ここでは説明を省略する。
FIG. 13 is a timing chart for explaining the operation of the pixel 60. Note that the fifth embodiment corresponds to an embodiment corresponding to the invention described in claims 6 and 7. Further, the feature of the configuration of the fifth embodiment is that FIG.
A pixel 60 shown in FIG. 12 is provided in place of the pixel 1 of FIG. 12, and a clock line 61 for supplying drive pulses φRP1 to φRPm is newly provided for each pixel 60. 3 and FIG.
Here, the description is omitted.

【0165】なお、図12に示す画素60は、1行1列
目に配置された画素である。図12において、画素60
は、入射光に応じた電荷を生成して蓄積するフォトダイ
オードPDを有する。なお、本実施形態において、フォ
トダイオードPDは、白金シリサイドとp型シリコン基
板とで形成されるショットキー接合型のフォトダイオー
ドである。
Note that the pixel 60 shown in FIG. 12 is a pixel arranged in the first row and the first column. In FIG. 12, a pixel 60
Has a photodiode PD that generates and accumulates charges according to incident light. In the present embodiment, the photodiode PD is a Schottky junction photodiode formed of platinum silicide and a p-type silicon substrate.

【0166】フォトダイオードPDのカソードは、電荷
転送用MOSスイッチQTを介し、電荷蓄積用コンデン
サCS1の一端と増幅用MOSトランジスタ(Nチャネ
ル型)QAのゲートに接続されると共に、リセット用M
OSスイッチ(Pチャネル型)QR2を介し、一定のリ
セット電位VRDに保たれた配線層に接続される。ま
た、増幅用MOSトランジスタQAのゲートは、リセッ
ト用MOSスイッチ(Pチャネル型)QR1を介し、一
定のリセット電位VRDに保たれた配線層に接続され
る。増幅用MOSトランジスタQAのソースは、垂直転
送用MOSスイッチ(Pチャネル型)QXを介して垂直
読み出し線2に接続される。
The cathode of the photodiode PD is connected to one end of a charge storage capacitor CS1 and the gate of an amplifying MOS transistor (N-channel type) QA via a charge transfer MOS switch QT.
Via an OS switch (P-channel type) QR2, it is connected to a wiring layer maintained at a constant reset potential VRD. The gate of the amplification MOS transistor QA is connected to a wiring layer maintained at a constant reset potential VRD via a reset MOS switch (P-channel type) QR1. The source of the amplification MOS transistor QA is connected to the vertical read line 2 via a vertical transfer MOS switch (P-channel type) QX.

【0167】なお、電荷転送用MOSスイッチQTのゲ
ートには、駆動パルスφTG1が供給され、リセット用
MOSスイッチQR1のゲートには、駆動パルスφRG
1が供給され、垂直転送用MOSスイッチQXのゲート
には、駆動パルスφPX1が供給され、リセット用MO
SスイッチQR2のゲートには、駆動パルスφRP1が
供給される。
The drive pulse φTG1 is supplied to the gate of the charge transfer MOS switch QT, and the drive pulse φRG is supplied to the gate of the reset MOS switch QR1.
1 is supplied to the gate of the vertical transfer MOS switch QX, and the drive pulse φPX1 is supplied to the reset MO switch QX.
The drive pulse φRP1 is supplied to the gate of the S switch QR2.

【0168】以下、図12および図13を参照して第5
の実施形態の動作を説明する。なお、本実施形態では、
第Nフレームにおける第1行目の各画素1にかかわる動
作を中心に説明する。図13に示すように第Nフレーム
での期間t10に至る直前(第N−1フレームの期間t
26の最後)において、駆動パルスφTG1,TG2,
φPX1,φPX2,φRG1,φRG2,φRP1,
φRP2はローレベルに保持される。
Hereinafter, referring to FIG. 12 and FIG.
The operation of the embodiment will be described. In the present embodiment,
The following description focuses on the operation related to each pixel 1 in the first row in the Nth frame. As shown in FIG. 13, immediately before the period t10 in the Nth frame (the period t10 in the (N-1) th frame).
26, the driving pulses φTG1, TG2,
φPX1, φPX2, φRG1, φRG2, φRP1,
φRP2 is held at a low level.

【0169】ここで、駆動パルスφTG1,φTG2が
ローレベルのため画素60の電荷転送用MOSスイッチ
QTはオフとなり、駆動パルスφRG1,φRG2がロ
ーレベルのため画素60のリセット用MOSスイッチQ
R1はオフとなっている。したがって、増幅用MOSト
ランジスタQAのゲートはフローティング状態とされる
が、既に第N−1フレームの期間t14において電荷転
送用MOSスイッチQTを介して各増幅用MOSトラン
ジスタQAのゲートに転送された電荷(第1の信号電
荷)は、寄生容量(CS1)の効果によって電荷転送用
MOSスイッチQTがオフとなった後も増幅用MOSト
ランジスタQAのゲートに保持される。
Here, since the driving pulses φTG1 and φTG2 are at low level, the charge transfer MOS switch QT of the pixel 60 is turned off, and since the driving pulses φRG1 and φRG2 are at low level, the resetting MOS switch QT of the pixel 60 is turned off.
R1 is off. Therefore, although the gate of the amplifying MOS transistor QA is in a floating state, the charges (to the gates of the amplifying MOS transistors QA already transferred to the gates of the respective amplifying MOS transistors QA via the charge transfer MOS switches QT during the period t14 of the (N-1) th frame). The first signal charge) is held at the gate of the amplification MOS transistor QA even after the charge transfer MOS switch QT is turned off due to the effect of the parasitic capacitance (CS1).

【0170】なお、第N−1フレームで電荷転送用MO
SスイッチQTがオフとなった後は、後述するように、
リセット用MOSスイッチQR2がオンとなり、フォト
ダイオードPDがリセット(プリチャージ)される。そ
の後、リセット用MOSスイッチQR2がオフとなり、
フォトダイオードPDでは、入射光に応じた電荷(第2
の信号電荷)が新たに生成・蓄積される。
The charge transfer MO in the (N-1) th frame
After the S switch QT is turned off, as described later,
The reset MOS switch QR2 is turned on, and the photodiode PD is reset (precharged). Thereafter, the reset MOS switch QR2 is turned off,
In the photodiode PD, a charge (second
Is newly generated and accumulated.

【0171】ここで、第1の信号電荷は、第N−1フレ
ームにおける入射光に応じた電荷であり、第2の信号電
荷は、第Nフレームにおける入射光に応じた電荷であ
る。期間t11において、駆動パルスφPX1がハイレ
ベルに反転し、第1行目の各画素60の垂直転送用MO
SスイッチQXがオンとなって、当該増幅用MOSトラ
ンジスタQAのソースは、垂直読み出し線2に接続され
る。なお、駆動パルスφPX2がローレベルであるため
第2行目の各画素60の垂直転送用MOSスイッチQX
がオフとなっており、第2行目の各画素60の増幅用M
OSトランジスタQAのソースは垂直読み出し線2に接
続されない。
Here, the first signal charge is a charge corresponding to the incident light in the (N-1) th frame, and the second signal charge is a charge corresponding to the incident light in the Nth frame. In the period t11, the driving pulse φPX1 is inverted to the high level, and the vertical transfer MO of each pixel 60 in the first row is changed.
When the S switch QX is turned on, the source of the amplification MOS transistor QA is connected to the vertical read line 2. Since the drive pulse φPX2 is at a low level, the vertical transfer MOS switch QX of each pixel 60 in the second row is used.
Is off, and the amplification M of each pixel 60 in the second row is
The source of the OS transistor QA is not connected to the vertical read line 2.

【0172】すなわち、期間t11では、第1行目の各
画素60の増幅用MOSトランジスタQAが選択される
ことになる。この時、第1行目の各画素60の増幅用M
OSトランジスタQAのゲートには、上述したように第
1の信号電荷が保持されているため、垂直読み出し線2
には、第1の信号電荷に応じた電気信号(第1の出力信
号)が出力される。
That is, in the period t11, the amplification MOS transistor QA of each pixel 60 in the first row is selected. At this time, the amplification M of each pixel 60 in the first row is used.
Since the first signal charge is held at the gate of the OS transistor QA as described above, the vertical read line 2
Outputs an electric signal (first output signal) corresponding to the first signal charge.

【0173】そして、期間t12に至ると、駆動パルス
φRG1がハイレベルに反転するため、第1行目の各画
素60のリセット用MOSスイッチQR1がオンとな
り、電源電圧VRDが読み出しレベルとして第1行目の
各画素60の増幅用MOSトランジスタQAのゲートに
供給される。すなわち、リセット用MOSスイッチQR
1がオンとなることによって、増幅用MOSトランジス
タQAのゲートから第1の信号電荷がリセット(排出)
されると共に、増幅用MOSトランジスタQAのゲート
が電源電圧VRDによって読み出しレベルにバイアスさ
れる。
Then, during the period t12, the drive pulse φRG1 is inverted to the high level, so that the reset MOS switch QR1 of each pixel 60 in the first row is turned on, and the power supply voltage VRD is set as the read level in the first row. It is supplied to the gate of the amplification MOS transistor QA of each pixel 60 of the eye. That is, the reset MOS switch QR
When 1 is turned on, the first signal charge is reset (discharged) from the gate of the amplification MOS transistor QA.
At the same time, the gate of the amplification MOS transistor QA is biased to the read level by the power supply voltage VRD.

【0174】期間t13の開始時(期間t12の終了
時)において、駆動パルスφRG1がローレベルに反転
するため、第1行目の各画素60のリセット用MOSス
イッチQR1が再びオフとなり、第1行目の各画素60
の増幅用MOSトランジスタQAのゲートはフローティ
ング状態となるが、寄生容量の効果によって、当該ゲー
トでは、読み出しレベルにバイアスされたままの状態が
保持される。
At the start of the period t13 (at the end of the period t12), the driving pulse φRG1 is inverted to the low level, so that the reset MOS switch QR1 of each pixel 60 in the first row is turned off again, and the first row is turned off. Each pixel 60 of the eye
The gate of the amplifying MOS transistor QA is in a floating state, but due to the effect of the parasitic capacitance, the gate is kept in a state of being biased to the read level.

【0175】そして、期間t14に至ると、駆動パルス
φTG1がハイレベルに反転するため、第1行目の各画
素60の電荷転送用MOSスイッチQTがオンとなり、
第1行目の各画素60のフォトダイオードPDにおいて
生成・蓄積された入射光に応じた電荷(第2の信号電
荷)は、第1行目の各画素60の増幅用MOSトランジ
スタQAのゲートに直接転送される。
Then, during the period t14, the drive pulse φTG1 is inverted to the high level, so that the charge transfer MOS switch QT of each pixel 60 in the first row is turned on,
The charge (second signal charge) corresponding to the incident light generated and accumulated in the photodiode PD of each pixel 60 on the first row is transferred to the gate of the amplification MOS transistor QA of each pixel 60 on the first row. Transferred directly.

【0176】このように増幅用MOSトランジスタQA
のゲートに、第Nフレーム(現在のフレーム)における
入射光に応じた電荷(第2の信号電荷)が転送される
と、各増幅用MOSトランジスタQAのゲート電位は、
転送された電荷の分だけ変化するため、第1行目の各画
素60の増幅用MOSトランジスタQAがソースホロワ
動作をし、増幅用MOSトランジスタQAのソースの電
位は、ゲート電位の変化分だけ変化する。
As described above, the amplification MOS transistor QA
Is transferred to the gate of the Nth frame (current frame) according to the incident light in the Nth frame (current frame), the gate potential of each amplifying MOS transistor QA becomes
Since the change is made by the transferred charge, the amplification MOS transistor QA of each pixel 60 in the first row performs a source follower operation, and the source potential of the amplification MOS transistor QA changes by the change in the gate potential. .

【0177】この時、ソースホロワ動作をする第1行目
の各画素60の増幅用MOSトランジスタQAからは、
既にオンとなっている垂直転送用MOSスイッチQXを
介して、第2の信号電荷に応じた電気信号(第2の出力
信号)が垂直読み出し線2に出力される。期間t15の
開始時(期間t14の終了時)において、駆動パルスφ
TG1がローレベルに反転するため、第1行目の各画素
60の電荷転送用MOSスイッチQTがオフとなり、第
1行目の各画素60のフォトダイオードPDにおいて生
成・蓄積された入射光に応じた電荷(第2の信号電荷)
の増幅用MOSトランジスタQAのゲートへの転送が終
了し、増幅用MOSトランジスタQAのゲートは再びフ
ローティング状態とされるが、寄生容量(CS1)の効
果によって、ゲートの電位は、転送された電荷(第2の
信号電荷)の分だけ変化し、その状態が保持される。
At this time, the amplifying MOS transistor QA of each pixel 60 in the first row that performs the source follower operation,
An electric signal (second output signal) corresponding to the second signal charge is output to the vertical read line 2 via the vertical transfer MOS switch QX that is already on. At the start of period t15 (at the end of period t14), drive pulse φ
Since TG1 is inverted to the low level, the charge transfer MOS switch QT of each pixel 60 in the first row is turned off, and the charge transfer MOS switch QT is turned on in accordance with the incident light generated and accumulated in the photodiode PD of each pixel 60 in the first row. Charge (second signal charge)
Transfer to the gate of the amplifying MOS transistor QA is completed, and the gate of the amplifying MOS transistor QA is brought into a floating state again. However, the potential of the gate is reduced by the effect of the parasitic capacitance (CS1). (The second signal charge), and the state is maintained.

【0178】ところで、第Nフレームに対する第2の信
号電荷として増幅用MOSトランジスタQAのゲートに
転送された電荷は、次の第N+1フレーム(図示省略)
で、ゲートがリセットされるまで(リセット用MOSス
イッチQR1がオンとなるまで)保持される。すなわ
ち、第Nフレームにおける第2の信号電荷は、第N+1
フレームおいて第1の信号電荷として用いられることに
なる。
By the way, the electric charge transferred to the gate of the amplifying MOS transistor QA as the second signal electric charge for the N-th frame is the next (N + 1) -th frame (not shown).
Is held until the gate is reset (until the reset MOS switch QR1 is turned on). That is, the second signal charge in the Nth frame is (N + 1) th.
It will be used as the first signal charge in the frame.

【0179】このように電荷転送用MOSスイッチQT
がオフとなっても、第2の信号電荷が増幅用MOSトラ
ンジスタQAのゲートに保持されるため、増幅用MOS
トランジスタQAからは、ゲートがリセットされるまで
のソースホロワ動作によってゲートに蓄積された電荷
(第2の信号電荷)に応じた電気信号(第2の出力信
号)が出力されることになる。
As described above, the charge transfer MOS switch QT
Is turned off, the second signal charge is held at the gate of the MOS transistor for amplification QA.
From the transistor QA, an electric signal (second output signal) corresponding to the charge (second signal charge) accumulated in the gate by the source follower operation until the gate is reset is output.

【0180】期間t16の開始時には、駆動パルスφR
P1がハイレベルに反転するため、リセット用MOSス
イッチQR2がオンとなり、フォトダイオードPDがリ
セット(プリチャージ)される。その後、駆動パルスφ
RP1がローレベルに反転する。また、期間t16(期
間t20に至る前)において、駆動パルスφPX1がロ
ーレベルに反転するため、第1行目の各画素60の垂直
転送用MOSスイッチQXがオフし、第1行目の各画素
60は、垂直読み出し線2から分離される。
At the start of period t16, drive pulse φR
Since P1 is inverted to the high level, the reset MOS switch QR2 is turned on, and the photodiode PD is reset (precharged). Then, drive pulse φ
RP1 is inverted to low level. Further, in the period t16 (before reaching the period t20), the driving pulse φPX1 is inverted to the low level, so that the vertical transfer MOS switch QX of each pixel 60 in the first row is turned off, and each pixel in the first row is turned off. 60 is separated from the vertical read line 2.

【0181】なお、続く期間t20〜t26において
は、第2行目の各画素60に対して、期間t10〜t1
6における第1行目の各画素60と同様の動作が行われ
る。以上説明したように本実施形態では、駆動パルスφ
RP1によってリセット用MOSスイッチQR2をオン
して、フォトダイオードPDを確実にリセット(プリチ
ャージ)することができるため、電子シャッタ機能を確
実に実現することができる。
In the following period t20 to t26, the period t10 to t1 is applied to each pixel 60 in the second row.
6, the same operation as that of each pixel 60 in the first row is performed. As described above, in the present embodiment, the drive pulse φ
Since the reset MOS switch QR2 is turned on by the RP1, the photodiode PD can be reliably reset (precharged), so that the electronic shutter function can be reliably realized.

【0182】また、電荷蓄積用コンデンサCS1の静電
容量の大きさとフォトダイオードPDの静電容量の大き
さとに関する制約が緩和される。そのため、例えば、フ
ォトダイオードPDの光電変換特性(感度)がバイアス
電圧に依存する場合、フォトダイオードPDの静電容量
を電荷蓄積用コンデンサCS1の静電容量よりも大きく
することによって、フォトダイオードPDは、バイアス
電圧が大きい状態で光電変換を行うことができ感度が向
上する。
Further, restrictions on the magnitude of the capacitance of the charge storage capacitor CS1 and the magnitude of the capacitance of the photodiode PD are relaxed. Therefore, for example, when the photoelectric conversion characteristic (sensitivity) of the photodiode PD depends on the bias voltage, the photodiode PD is made larger by making the capacitance of the photodiode PD larger than the capacitance of the charge storage capacitor CS1. In addition, photoelectric conversion can be performed in a state where the bias voltage is large, and the sensitivity is improved.

【0183】(第6の実施形態)図14は、第6の実施
形態における画素70の内部構成を示す回路図である。
図15は、画素70の動作を説明するタイミングチャー
トである。なお、第6の実施形態は、請求項6および請
求項7に記載の発明に対応した実施形態に相当する。ま
た、第6の実施形態の構成の特徴は、図1の画素1に代
えて図14に示す画素70が設けられ、各画素70に駆
動パルスφRP1〜φRPmを供給するクロックライン
61が新たに設けられた点にあり、他の構成ついては、
図1、図3および図4と同じであるため、ここでは説明
を省略する。
(Sixth Embodiment) FIG. 14 is a circuit diagram showing an internal configuration of a pixel 70 according to a sixth embodiment.
FIG. 15 is a timing chart illustrating the operation of the pixel 70. Note that the sixth embodiment corresponds to an embodiment corresponding to the invention described in claims 6 and 7. A feature of the configuration of the sixth embodiment is that a pixel 70 shown in FIG. 14 is provided instead of the pixel 1 in FIG. 1, and a clock line 61 for supplying drive pulses φRP1 to φRPm is newly provided for each pixel 70. The other points are as follows.
The description is omitted here because it is the same as FIG. 1, FIG. 3 and FIG.

【0184】なお、図14に示す画素70は、1行1列
目に配置された画素である。図14において、画素70
は、入射光に応じた電荷を生成して蓄積するフォトダイ
オードPDを有する。なお、本実施形態において、フォ
トダイオードPDは、白金シリサイドとp型シリコン基
板とで形成されるショットキー接合型のフォトダイオー
ドである。
Note that the pixel 70 shown in FIG. 14 is a pixel arranged in the first row and the first column. In FIG. 14, the pixel 70
Has a photodiode PD that generates and accumulates charges according to incident light. In the present embodiment, the photodiode PD is a Schottky junction photodiode formed of platinum silicide and a p-type silicon substrate.

【0185】フォトダイオードPDのカソードは、電荷
転送用MOSスイッチQRTおよび電荷転送用MOSス
イッチQTを介し、電荷蓄積用コンデンサCS1の一端
と増幅用MOSトランジスタ(Nチャネル型)QAのゲ
ートに接続されると共に、電荷転送用MOSスイッチQ
RTおよびリセット用MOSスイッチ(Pチャネル型)
QR3を介し、一定のリセット電位VRDに保たれた配
線層に接続される。また、増幅用MOSトランジスタQ
Aのソースは、垂直転送用MOSスイッチ(Pチャネル
型)QXを介して垂直読み出し線2に接続される。
The cathode of the photodiode PD is connected to one end of a charge storage capacitor CS1 and the gate of an amplification MOS transistor (N-channel type) QA via a charge transfer MOS switch QRT and a charge transfer MOS switch QT. In addition, the charge transfer MOS switch Q
MOS switch for RT and reset (P-channel type)
Via QR3, it is connected to a wiring layer maintained at a constant reset potential VRD. The amplification MOS transistor Q
The source of A is connected to the vertical read line 2 via a vertical transfer MOS switch (P-channel type) QX.

【0186】なお、電荷転送用MOSスイッチQTのゲ
ートには、駆動パルスφTG1が供給され、リセット用
MOSスイッチQR3のゲートには、駆動パルスφRG
1が供給され、垂直転送用MOSスイッチQXのゲート
には、駆動パルスφPX1が供給され、電荷転送用MO
SスイッチQRTのゲートには、駆動パルスφRP1が
供給される。
The drive pulse φTG1 is supplied to the gate of the charge transfer MOS switch QT, and the drive pulse φRG is supplied to the gate of the reset MOS switch QR3.
1 is supplied to the gate of the vertical transfer MOS switch QX, and the drive pulse φPX1 is supplied to the charge transfer MO switch QX.
The drive pulse φRP1 is supplied to the gate of the S switch QRT.

【0187】以下、図14および図15を参照して第6
の実施形態の動作を説明する。なお、本実施形態では、
第Nフレームにおける第1行目の各画素70にかかわる
動作を中心に説明する。図15に示すように第Nフレー
ムでの期間t10に至る直前(第N−1フレームの期間
t26の最後)において、駆動パルスφTG1,TG
2,φPX1,φPX2,φRG1,φRG2,φRP
1,φRP2はローレベルに保持される。
Hereinafter, referring to FIG. 14 and FIG.
The operation of the embodiment will be described. In the present embodiment,
The operation related to each pixel 70 in the first row in the Nth frame will be mainly described. As shown in FIG. 15, immediately before the period t10 in the N-th frame (the end of the period t26 in the (N-1) th frame), the drive pulses φTG1, TG
2, φPX1, φPX2, φRG1, φRG2, φRP
1, φRP2 is kept at a low level.

【0188】ここで、駆動パルスφTG1,φTG2が
ローレベルのため各画素70の電荷転送用MOSスイッ
チQTはオフとなり、駆動パルスφRG1,φRG2が
ローレベルのため各画素70のリセット用MOSスイッ
チQR3はオフとなっている。したがって、増幅用MO
SトランジスタQAのゲートはフローティング状態とさ
れるが、既に第N−1フレームの期間t14において電
荷転送用MOSスイッチQTを介して各増幅用MOSト
ランジスタQAのゲートに転送された電荷(第1の信号
電荷)は、寄生容量(CS1)の効果によって電荷転送
用MOSスイッチQTがオフとなった後も増幅用MOS
トランジスタQAのゲートに保持される。
Here, since the drive pulses φTG1 and φTG2 are at low level, the charge transfer MOS switches QT of each pixel 70 are turned off, and since the drive pulses φRG1 and φRG2 are at low level, the reset MOS switch QR3 of each pixel 70 is turned off. It is off. Therefore, the amplification MO
Although the gate of the S transistor QA is in a floating state, the charge (the first signal) already transferred to the gate of each amplification MOS transistor QA via the charge transfer MOS switch QT in the period t14 of the (N-1) th frame. Even after the charge transfer MOS switch QT is turned off due to the effect of the parasitic capacitance (CS1), the charge
It is held at the gate of the transistor QA.

【0189】なお、第N−1フレームで電荷転送用MO
SスイッチQTがオフとなった後は、後述するように、
電荷転送用MOSスイッチQRTおよびリセット用MO
SスイッチQR3がオンとなり、フォトダイオードPD
がリセット(プリチャージ)される。その後、電荷転送
用MOSスイッチQRTおよびリセット用MOSスイッ
チQR3がオフとなり、フォトダイオードPDでは、入
射光に応じた電荷(第2の信号電荷)が新たに生成・蓄
積される。
The charge transfer MO in the (N-1) th frame
After the S switch QT is turned off, as described later,
MOS switch QRT for charge transfer and MO for reset
The S switch QR3 is turned on, and the photodiode PD
Is reset (precharged). Thereafter, the charge transfer MOS switch QRT and the reset MOS switch QR3 are turned off, and charges (second signal charges) corresponding to the incident light are newly generated and accumulated in the photodiode PD.

【0190】ここで、第1の信号電荷は、第N−1フレ
ームにおける入射光に応じた電荷であり、第2の信号電
荷は、第Nフレームにおける入射光に応じた電荷であ
る。期間t11において、駆動パルスφPX1がハイレ
ベルに反転し、第1行目の各画素70の垂直転送用MO
SスイッチQXがオンとなって、当該増幅用MOSトラ
ンジスタQAのソースは、垂直読み出し線2に接続され
る。なお、駆動パルスφPX2がローレベルであるため
第2行目の各画素70の垂直転送用MOSスイッチQX
がオフとなっており、第2行目の各画素70の増幅用M
OSトランジスタQAのソースは垂直読み出し線2に接
続されない。
Here, the first signal charge is a charge corresponding to incident light in the (N-1) th frame, and the second signal charge is a charge corresponding to incident light in the Nth frame. In the period t11, the driving pulse φPX1 is inverted to the high level, and the vertical transfer MO of each pixel 70 in the first row is changed.
When the S switch QX is turned on, the source of the amplification MOS transistor QA is connected to the vertical read line 2. Since the driving pulse φPX2 is at a low level, the vertical transfer MOS switch QX of each pixel 70 in the second row is used.
Is off, and the amplification M of each pixel 70 in the second row is
The source of the OS transistor QA is not connected to the vertical read line 2.

【0191】すなわち、期間t11では、第1行目の各
画素70の増幅用MOSトランジスタQAが選択される
ことになる。この時、第1行目の各画素70の増幅用M
OSトランジスタQAのゲートには、上述したように第
1の信号電荷が保持されているため、垂直読み出し線2
には、第1の信号電荷に応じた電気信号(第1の出力信
号)が出力される。
That is, in the period t11, the amplification MOS transistor QA of each pixel 70 in the first row is selected. At this time, the amplification M of each pixel 70 in the first row is used.
Since the first signal charge is held at the gate of the OS transistor QA as described above, the vertical read line 2
Outputs an electric signal (first output signal) corresponding to the first signal charge.

【0192】そして、期間t12に至ると、駆動パルス
φRG1,φTG1がハイレベルに反転するため、第1
行目の各画素70のリセット用MOSスイッチQR3お
よび電荷転送用MOSスイッチQTがオンとなり、電源
電圧VRDが読み出しレベルとして第1行目の各画素7
0の増幅用MOSトランジスタQAのゲートに供給され
る。
Then, during the period t12, the driving pulses φRG1 and φTG1 are inverted to the high level.
The reset MOS switch QR3 and the charge transfer MOS switch QT of each pixel 70 in the row are turned on, and the power supply voltage VRD is set to the read level, and each pixel 7 in the first row is read.
0 is supplied to the gate of the amplifying MOS transistor QA.

【0193】すなわち、増幅用MOSトランジスタQA
のゲートから第1の信号電荷がリセット(排出)される
と共に、増幅用MOSトランジスタQAのゲートが電源
電圧VRDによって読み出しレベルにバイアスされる。
That is, the amplification MOS transistor QA
, The first signal charge is reset (discharged), and the gate of the amplifying MOS transistor QA is biased to the read level by the power supply voltage VRD.

【0194】期間t13の開始時(期間t12の終了
時)において、駆動パルスφRG1,φTG1がローレ
ベルに反転するため、第1行目の各画素70のリセット
用MOSスイッチQR3および電荷転送用MOSスイッ
チQTが再びオフとなり、第1行目の各画素70の増幅
用MOSトランジスタQAのゲートはフローティング状
態となるが、寄生容量の効果によって、当該ゲートで
は、読み出しレベルにバイアスされたままの状態が保持
される。
At the start of the period t13 (at the end of the period t12), the drive pulses φRG1 and φTG1 are inverted to low level, so that the reset MOS switch QR3 and the charge transfer MOS switch of each pixel 70 in the first row are provided. QT is turned off again, and the gate of the amplifying MOS transistor QA of each pixel 70 in the first row is in a floating state. However, due to the effect of the parasitic capacitance, the state of the gate remains biased to the read level. Is done.

【0195】そして、期間t14に至ると、駆動パルス
φTG1,φRP1がハイレベルに反転するため、第1
行目の各画素70の電荷転送用MOSスイッチQT,Q
RTがオンとなり、第1行目の各画素70のフォトダイ
オードPDにおいて生成・蓄積された入射光に応じた電
荷(第2の信号電荷)は、第1行目の各画素70の増幅
用MOSトランジスタQAのゲートに直接転送される。
When the period t14 is reached, the driving pulses φTG1 and φRP1 are inverted to the high level.
MOS switch QT, Q for charge transfer of each pixel 70 in the row
When the RT is turned on, the charge (second signal charge) generated and accumulated in the photodiode PD of each pixel 70 in the first row corresponds to the amplification MOS of each pixel 70 in the first row. The data is directly transferred to the gate of the transistor QA.

【0196】このように増幅用MOSトランジスタQA
のゲートに、第Nフレームにおける入射光に応じた電荷
(第2の信号電荷)が転送されると、各増幅用MOSト
ランジスタQAのゲート電位は、転送された電荷の分だ
け変化するため、第1行目の各画素70の増幅用MOS
トランジスタQAがソースホロワ動作をし、増幅用MO
SトランジスタQAのソースの電位は、ゲート電位の変
化分だけ変化する。
Thus, the amplification MOS transistor QA
When the charge (second signal charge) corresponding to the incident light in the N-th frame is transferred to the gate of the Nth frame, the gate potential of each amplifying MOS transistor QA changes by the amount of the transferred charge. MOS for amplification of each pixel 70 in the first row
The transistor QA operates as a source follower, and the amplifying MO
The source potential of S transistor QA changes by the change in gate potential.

【0197】この時、ソースホロワ動作をする第1行目
の各画素70の増幅用MOSトランジスタQAからは、
既にオンとなっている垂直転送用MOSスイッチQXを
介して、第2の信号電荷に応じた電気信号(第2の出力
信号)が垂直読み出し線2に出力される。期間t15の
開始時(期間t14の終了時)において、駆動パルスφ
TG1,φRP1がローレベルに反転するため、第1行
目の各画素70の電荷転送用MOSスイッチQT,QR
Tがオフとなり、第1行目の各画素70のフォトダイオ
ードPDにおいて生成・蓄積された入射光に応じた電荷
(第2の信号電荷)の増幅用MOSトランジスタQAの
ゲートへの転送が終了し、増幅用MOSトランジスタQ
Aのゲートは再びフローティング状態とされるが、寄生
容量(CS1)の効果によって、ゲートの電位は、転送
された電荷(第2の信号電荷)の分だけ変化し、その状
態が保持される。
At this time, the amplifying MOS transistor QA of each pixel 70 in the first row that performs the source follower operation,
An electric signal (second output signal) corresponding to the second signal charge is output to the vertical read line 2 via the vertical transfer MOS switch QX that is already on. At the start of period t15 (at the end of period t14), drive pulse φ
Since TG1 and φRP1 are inverted to low level, the charge transfer MOS switches QT and QR of each pixel 70 in the first row
T turns off, and the transfer of the charge (second signal charge) corresponding to the incident light generated and accumulated in the photodiode PD of each pixel 70 in the first row to the gate of the amplification MOS transistor QA ends. , Amplifying MOS transistor Q
The gate of A is again brought into a floating state, but the potential of the gate changes by the transferred charge (second signal charge) due to the effect of the parasitic capacitance (CS1), and that state is maintained.

【0198】ところで、第Nフレーム(現在のフレー
ム)に対する第2の信号電荷として増幅用MOSトラン
ジスタQAのゲートに転送された電荷は、次の第N+1
フレーム(図示省略)で、ゲートがリセットされるまで
(リセット用MOSスイッチQR1がオンとなるまで)
保持される。すなわち、第Nフレームにおける第2の信
号電荷は、第N+1フレームおいて第1の信号電荷とし
て用いられることになる。
By the way, the charge transferred to the gate of the amplifying MOS transistor QA as the second signal charge for the N-th frame (current frame) is the next (N + 1) -th signal charge.
Until the gate is reset in the frame (not shown) (until the reset MOS switch QR1 is turned on)
Will be retained. That is, the second signal charge in the Nth frame is used as the first signal charge in the (N + 1) th frame.

【0199】このように電荷転送用MOSスイッチQT
がオフとなっても、第2の信号電荷が増幅用MOSトラ
ンジスタQAのゲートに保持されるため、増幅用MOS
トランジスタQAからは、ゲートがリセットされるまで
のソースホロワ動作によってゲートに蓄積された電荷
(第2の信号電荷)に応じた電気信号(第2の出力信
号)が出力されることになる。
As described above, the charge transfer MOS switch QT
Is turned off, the second signal charge is held at the gate of the MOS transistor for amplification QA.
From the transistor QA, an electric signal (second output signal) corresponding to the charge (second signal charge) accumulated in the gate by the source follower operation until the gate is reset is output.

【0200】期間t16の開始時には、駆動パルスφR
P1,RG1がハイレベルに反転するため、電荷転送用
MOSスイッチQRTおよびリセット用MOSスイッチ
QR3がオンとなり、フォトダイオードPDがリセット
(プリチャージ)される。その後、駆動パルスφRP
1,RG1がローレベルに反転する。また、期間t16
の期間t20に至る前において、駆動パルスφPX1が
ローレベルに反転するため、第1行目の各画素70の垂
直転送用MOSスイッチQXがオフし、第1行目の各画
素70は、垂直読み出し線2から分離される。
At the start of period t16, drive pulse φR
Since P1 and RG1 are inverted to the high level, the charge transfer MOS switch QRT and the reset MOS switch QR3 are turned on, and the photodiode PD is reset (precharged). Then, drive pulse φRP
1, RG1 is inverted to low level. In addition, period t16
Before the period t20, the drive pulse φPX1 is inverted to a low level, so that the vertical transfer MOS switches QX of the pixels 70 in the first row are turned off, and the pixels 70 in the first row are read out vertically. Separated from line 2.

【0201】なお、続く期間t20〜t26において
は、第2行目の各画素70に対して、期間t10〜t1
6における第1行目の各画素70と同様の動作が行われ
る。以上説明したように本実施形態では、駆動パルスφ
RP1,RG1によって電荷転送用MOSスイッチQR
Tおよびリセット用MOSスイッチQR2をオンして、
フォトダイオードPDを確実にリセット(プリチャー
ジ)することができる。 そのため、第5の実施形態と
同様に、電子シャッタ機能を確実に実現することができ
ると共に、フォトダイオードPDにおいて感度良く光電
変換を行うことができる。
In the following period t20 to t26, the period t10 to t1 is applied to each pixel 70 in the second row.
6, the same operation as that of each pixel 70 in the first row is performed. As described above, in the present embodiment, the drive pulse φ
MOS switch QR for charge transfer by RP1 and RG1
Turn on the T and reset MOS switch QR2,
The photodiode PD can be reliably reset (precharged). Therefore, similarly to the fifth embodiment, the electronic shutter function can be reliably realized, and the photodiode PD can perform photoelectric conversion with high sensitivity.

【0202】また、第5の実施形態および第6の実施形
態に示した赤外線用の変化検出用固体撮像装置を監視シ
ステムに用いる場合、例えば、昼間、人の往来の激しい
場所で人間(動体)の監視(例えば、モニタ画面上での
再生)を行う場合には、ビデオ信号(アナログ信号)を
用いたアナログ画像を生成してこれを基に監視を行い、
夜間、人の往来が途絶えた時にその監視を行う場合には
異値信号(ディジタル信号)を用いた2値画像を生成し
てこれを基に監視を行うことが考えられる。
When the solid-state imaging device for detecting a change in infrared light shown in the fifth embodiment and the sixth embodiment is used in a monitoring system, for example, in the daytime, a person (moving body) is used in a place where traffic frequently occurs. Monitoring (for example, playback on a monitor screen), an analog image using a video signal (analog signal) is generated, and monitoring is performed based on this.
In the case of monitoring at night when traffic stops, it is conceivable to generate a binary image using a different value signal (digital signal) and perform monitoring based on this.

【0203】このように昼間のアナログ画像(ビデオ信
号)による監視と、夜間の2値画像(異値信号)による
監視を行うにあたっては、変化検出用固体撮像装置10
の駆動のタイミングを変更する必要がなく、容易にしか
も、適宜、画像を切り替えることで各々の監視を行うこ
とができる。すなわち、状況に応じて、適宜、アナログ
画像と2値画像の両方若しくは一方を用いた最適な監視
を行うことができる。
As described above, when monitoring with an analog image (video signal) in the daytime and monitoring with a binary image (different value signal) in the nighttime, the solid-state imaging device 10 for change detection is used.
It is not necessary to change the drive timing, and each monitor can be performed easily and appropriately by switching images. That is, optimal monitoring using both or one of the analog image and the binary image can be appropriately performed according to the situation.

【0204】なお、アナログ画像と2値画像との切り換
え(例えば、モニタ画面上での表示)のタイミングは、
予め決められ時間毎に自動的に行っても良いし、異値信
号の変化の様子を検出し、変化量が所定値以上の時にア
ナログ画像を表示し、所定値以下の時に2値画像を表示
しても良い。また、変化検出用赤外線固体撮像装置を自
動消化システムに応用した場合、異値が検出されたアド
レスに基づいて放水すべき位置を特定し、非常に狭い範
囲のみ放水することで消火を行うことができる。特に、
第2の実施形態または第3の実施形態と組み合わせるこ
とによって、異値が検出された領域の中心のアドレスま
たは重心のアドレスを知ることができ、放水すべき位置
を容易に認識することができるため、例えば、自動放水
銃などを設けることによって自動消化システムを構築す
ることができる。
The timing of switching between an analog image and a binary image (for example, display on a monitor screen) is as follows.
It may be performed automatically at predetermined time intervals, or the state of change of the different value signal is detected, and an analog image is displayed when the change amount is equal to or more than a predetermined value, and a binary image is displayed when the change amount is equal to or less than a predetermined value. You may. When the change detection infrared solid-state imaging device is applied to an automatic digestion system, it is possible to specify the position where water is to be discharged based on the address where an outlier is detected, and extinguish a fire by discharging water only in a very narrow range. it can. Especially,
By combining with the second embodiment or the third embodiment, it is possible to know the address of the center or the center of gravity of the area where the outlier is detected, and it is possible to easily recognize the position where water is to be discharged. For example, by providing an automatic water discharge gun or the like, an automatic digestion system can be constructed.

【0205】ところで、第5の実施形態および第6の実
施形態において、白金シリサイドとp型シリコン基板と
で形成されるショットキー接合型のフォトダイオードP
Dは、一般に液体窒素温度に冷却して使用される。この
ような場合、光電変換部のバンドギャップが低いため、
過剰電荷は基板側に逃げるので、光電変換部のショット
キー接合以外にオーバーフロードレイン構造を設置しな
くとも問題が無い。すなわち、光電変換部のショットキ
ー接合によって、ブルーミング、スミア等のにじみの現
象を抑制することができる。
Incidentally, in the fifth and sixth embodiments, a Schottky junction type photodiode P formed of platinum silicide and a p-type silicon substrate is used.
D is generally used after cooling to liquid nitrogen temperature. In such a case, since the band gap of the photoelectric conversion unit is low,
Since the excess charges escape to the substrate side, there is no problem even if an overflow drain structure is not provided other than the Schottky junction of the photoelectric conversion unit. That is, bleeding phenomena such as blooming and smear can be suppressed by the Schottky junction of the photoelectric conversion unit.

【0206】図16は、光電変換部の垂直断面構造の模
式図である。図において、白金シリサイド302とP型
シリコン半導体基板301との間でショットキー接合を
構成している。なお、304は電荷転送用MOSスイッ
チQTのゲート電極であり、303は光電変換部上に配
置されたアルミニウム薄膜であり、305は配線用のア
ルミニウム配線である。なお、このような構成におい
て、赤外線光は、P型シリコン半導体基板301の反対
側(すなわち、下側)から入射する。
FIG. 16 is a schematic diagram of a vertical sectional structure of the photoelectric conversion unit. In the figure, a Schottky junction is formed between a platinum silicide 302 and a P-type silicon semiconductor substrate 301. Note that reference numeral 304 denotes a gate electrode of the charge transfer MOS switch QT, reference numeral 303 denotes an aluminum thin film disposed on the photoelectric conversion unit, and reference numeral 305 denotes an aluminum wiring for wiring. In such a configuration, the infrared light enters from the opposite side (that is, the lower side) of the P-type silicon semiconductor substrate 301.

【0207】すなわち、第5の実施形態および第6の実
施形態では、モノリシック型の変化検出用赤外線固体撮
像装置を容易に構成できる。なお、シリサイド物質はシ
リコン半導体プロセスとなじみが良いため、広く採用さ
れているシリコン半導体プロセスに特別の変更を行うこ
となく、変化検出用固体撮像装置を製造することができ
る。また、白金シリサイドを用いた場合は、赤外線感度
が良く、常温近辺の変化を検出でき、ニッケルシリサイ
ドを用いた場合は、冷却温度をそれほど低く保つ必要が
なく電子冷却による冷却が可能であるため、製造時の低
コスト化が実現でき、かつメンテナンスが不要な変化検
出用固体撮像装置を提供できる。
That is, in the fifth and sixth embodiments, a monolithic change detection infrared solid-state imaging device can be easily configured. Since the silicide material is well compatible with the silicon semiconductor process, a change detection solid-state imaging device can be manufactured without specially changing a widely adopted silicon semiconductor process. In addition, when platinum silicide is used, infrared sensitivity is good, a change near normal temperature can be detected, and when nickel silicide is used, it is not necessary to keep the cooling temperature so low, and cooling by electronic cooling is possible, It is possible to provide a change detection solid-state imaging device that can be manufactured at low cost and requires no maintenance.

【0208】また、変化検出用固体撮像装置は、単一の
半導体チップ上に集積できれば、効果を発揮できるが、
複数の半導体チップ上に分割して製造する手法を用いて
も良い。なお、上述した各実施形態では、フォトダイオ
ードPDから電荷蓄積用コンデンサCS1への電荷の転
送を行単位で行っているが、駆動パルスの信号波形を変
更することによって、このような転送を全画素同時に行
っても良い。すなわち、通常のXY走査型の固体撮像装
置では、画面内を順次読み出すので画面内で撮像時刻の
同時性が保てないのに対し、本発明が適用された固体撮
像装置では、撮像時刻の同時性を容易に保つことが可能
である。
The solid state imaging device for change detection can exhibit its effects if it can be integrated on a single semiconductor chip.
It is also possible to use a method of manufacturing the semiconductor device by dividing it on a plurality of semiconductor chips. In each of the above-described embodiments, the charge transfer from the photodiode PD to the charge storage capacitor CS1 is performed in units of rows. However, such transfer can be performed for all pixels by changing the signal waveform of the drive pulse. You may go at the same time. That is, in a normal XY scanning type solid-state imaging device, since the inside of the screen is sequentially read out, the synchronization of the imaging time cannot be maintained in the screen, whereas in the solid-state imaging device to which the present invention is applied, the synchronization of the imaging time is not performed. Can easily be maintained.

【0209】そのため、本発明が適用された変化検出用
固体撮像装置において、フォトダイオードPDから電荷
蓄積用コンデンサCS1への電荷の転送を全画素同時に
行った場合、時間的変化の激しい画像であっても、撮像
の同時性を保てるので、忠実な位置情報で異値の検出を
行うことができる。
Therefore, in the change detection solid-state imaging device to which the present invention is applied, when the transfer of the charge from the photodiode PD to the charge storage capacitor CS1 is performed simultaneously for all pixels, an image having a drastic change with time is obtained. Also, since the synchronization of imaging can be maintained, it is possible to detect outliers with faithful position information.

【0210】[0210]

【発明の効果】上述したように請求項1に記載の発明で
は、AD変換回路を別途設けることなく、比較手段によ
って被写体の変化を表す異値信号を生成できるため、従
来の変化検出用画像処理装置と比較して回路構成を格段
に簡素化できる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, since a different value signal indicating a change of a subject can be generated by the comparing means without separately providing an AD conversion circuit, the conventional image processing for change detection is performed. The circuit configuration can be significantly simplified as compared with the device.

【0211】したがって、変化検出用固体撮像装置の小
型化および低価格化が実現できる。また、請求項1に記
載の発明では、比較手段が各画素単位ではなく、垂直読
み出し線に対応付けて設けられているため、各画素の構
造を簡略化することができ、固体撮像装置の開口率や解
像度を低下させることなく異値信号を生成することがで
きる。
Therefore, the size and cost of the change detection solid-state imaging device can be reduced. According to the first aspect of the present invention, since the comparing unit is provided not in units of each pixel but in association with the vertical readout line, the structure of each pixel can be simplified, and the aperture of the solid-state imaging device can be simplified. An outlier signal can be generated without reducing the rate or resolution.

【0212】さらに、請求項1に記載の発明では、異値
信号が生成される過程で、垂直転送手段や水平転送手段
の駆動のタイミングに基づき、受光部の位置を示す位置
情報を直接出力することができるため、異値信号と画素
の位置との対応付けが精度良く行える。なお、位置情報
は、水平方向と垂直方向との2次元的な情報であっても
良いし、1次元的な情報であっても良い。
Further, in the invention according to the first aspect, in the process of generating the different value signal, the position information indicating the position of the light receiving section is directly output based on the drive timing of the vertical transfer means and the horizontal transfer means. Therefore, it is possible to accurately associate the different value signal with the position of the pixel. The position information may be two-dimensional information in a horizontal direction and a vertical direction, or may be one-dimensional information.

【0213】請求項2に記載の発明では、直前のフレー
ムと現在のフレームとの間で画素出力が変化した受光部
の位置を示す変化位置情報を生成することができる。し
たがって、請求項2に記載の変化検出用固体撮像装置が
適用された情報処理装置では、利用分野を著しく拡大す
ることができる。請求項3に記載の発明では、変化が生
じた領域の中心の位置を検出することができるため、例
えば、火災検知器に本構成の変化検出用固体撮像装置を
用いた場合には、火元の場所を推定することができる。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to generate change position information indicating the position of the light receiving section where the pixel output has changed between the immediately preceding frame and the current frame. Therefore, in the information processing apparatus to which the change detection solid-state imaging device according to claim 2 is applied, the field of use can be significantly expanded. According to the third aspect of the invention, since the position of the center of the area where the change has occurred can be detected, for example, when the change detection solid-state imaging device of this configuration is used for a fire detector, Location can be estimated.

【0214】請求項4に記載の発明では、変化が生じた
領域の重心の位置を検出することができる。請求項3に
記載の変化検出用固体撮像装置を用いて火元の場所を推
定する場合、炎の形状によって誤差が生じる可能性が高
いのに対し、請求項4に記載の変化検出用固体撮像装置
では、このような誤差を確実に低減することができる。
請求項5に記載の発明では、異値信号と画像信号とを同
時に生成することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the position of the center of gravity of the area where the change has occurred can be detected. When estimating the location of the fire using the change detection solid-state imaging device according to claim 3, an error is likely to occur due to the shape of the flame, whereas the change detection solid-state imaging device according to claim 4 In the device, such an error can be reliably reduced.
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to simultaneously generate an outlier signal and an image signal.

【0215】請求項6に記載の発明では、電子シャッタ
動作を容易に実現できる。そのため、可視光用の変化検
出用固体撮像装置であれば、暗いところから明るいとこ
ろまでの現象に対応し、赤外線用の変化検出用固体撮像
装置であれば、低温から高温までの現象に対応して、被
写体の変化を検出することができる。請求項7に記載の
発明では、モノリシック型の赤外線用の変化検出用固体
撮像装置を容易に構成できる。
According to the present invention, the electronic shutter operation can be easily realized. Therefore, a change detection solid-state imaging device for visible light corresponds to a phenomenon from dark to bright, and a change detection solid-state imaging device for infrared light corresponds to a phenomenon from low to high temperatures. Thus, a change in the subject can be detected. According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to easily configure a monolithic type change detection solid-state imaging device for infrared light.

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

【図1】第1の実施形態の変化検出用固体撮像装置の概
略構成を示す模式回路図である。
FIG. 1 is a schematic circuit diagram illustrating a schematic configuration of a change detection solid-state imaging device according to a first embodiment.

【図2】第1の実施形態の画素の内部構成を示す回路図
である。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an internal configuration of a pixel according to the first embodiment.

【図3】第1の実施形態の異値検出回路の内部構成を示
す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an internal configuration of an outlier detection circuit according to the first embodiment;

【図4】ビデオ信号生成回路の内部構成を示す回路図で
ある。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an internal configuration of a video signal generation circuit.

【図5】第1の実施形態における異値信号の生成の動作
を説明するタイミングチャートである。
FIG. 5 is a timing chart illustrating an operation of generating a different value signal according to the first embodiment.

【図6】第1の実施形態におけるアドレス信号の出力の
動作を説明するタイミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart illustrating an operation of outputting an address signal according to the first embodiment.

【図7】電圧比較器の入出力特性の一例を示す特性図で
ある。
FIG. 7 is a characteristic diagram illustrating an example of input / output characteristics of a voltage comparator.

【図8】第2の実施形態の動作を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the second embodiment.

【図9】第3の実施形態の動作を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating the operation of the third embodiment.

【図10】第4の実施形態の異値検出回路の内部構成を
示す回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram illustrating an internal configuration of an outlier detection circuit according to a fourth embodiment;

【図11】第4の実施形態における異値信号の生成の動
作を説明するタイミングチャートである。
FIG. 11 is a timing chart illustrating an operation of generating a different value signal according to a fourth embodiment.

【図12】第5の実施形態の画素の内部構成を示す回路
図である。
FIG. 12 is a circuit diagram illustrating an internal configuration of a pixel according to a fifth embodiment.

【図13】第5の実施形態の画素の動作を説明するタイ
ミングチャートである。
FIG. 13 is a timing chart illustrating the operation of the pixel according to the fifth embodiment.

【図14】第6の実施形態の画素の内部構成を示す回路
図である。
FIG. 14 is a circuit diagram illustrating an internal configuration of a pixel according to a sixth embodiment.

【図15】第6の実施形態の画素の動作を説明するタイ
ミングチャートである。
FIG. 15 is a timing chart illustrating the operation of the pixel according to the sixth embodiment.

【図16】光電変換部の垂直断面構造の模式図である。FIG. 16 is a schematic diagram of a vertical cross-sectional structure of a photoelectric conversion unit.

【図17】変化検出用画像処理装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of a change detection image processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、60、70 画素 2 垂直読み出し線 2−1、2−2 読み出し線 6 垂直走査回路 8、9、11、15、16、32、36、n1 ノード 3、4、5、8a、9a、11a、15a、16a、3
2a、36a、61クロックライン 10 変化検出用固体撮像装置 12、34 水平読み出し線 13 シフトレジスタ 14 選択信号ライン 17 定電流源 20 異値検出回路 30 ビデオ信号生成回路 33 水平選択信号ライン 35 水平走査回路 37 出力バッファアンプ 50 異値検出回路 51A、51B サンプルホールド回路 100 変化検出用画像処理装置 101 固体撮像装置 102 AD変換回路 103 第1の画像メモリ 104 第2の画像メモリ 105 画像処理回路 200 水平アドレスカウンタ 202 垂直アドレスカウンタ 210、211、217、220 レジスタ 212、213 比較回路 214 加算器 215、218 割り算器 216、219 アキュムレータ 221 遅延回路 301 P型シリコン半導体基板 302 白金シリサイド 303 アルミニウム薄膜 304 ゲート電極 305 アルミニウム配線 QRSV、QRSH、QR1、QR2 リセット用MO
Sスイッチ Q1〜Qn データ入力端子 LD ロード信号入力端子 CK クロック信号入力端子 VO、Ao 出力端子 QH 水平転送用MOSスイッチ RESET リセット信号入力端子 PD フォトダイオード QT、QRT 電荷転送用MOSスイッチ CS1 電荷蓄積用コンデンサ QA 増幅用MOSトランジスタ QX 垂直転送用MOSスイッチ XA 異値検出器 AP1、AP2 電圧比較器 OR 論理和演算器 CL、CS 信号蓄積用コンデンサ QL、QS、QV スイッチ用MOSトランジスタ CV ホールド容量 EN イネーブル端子 CCA、CCB コンデンサ INV1、INV2、INV3、INV4、INV5
インバータ QB1、QB2、QB3、QB4 スイッチ用MOSト
ランジスタ NA NAND回路
1, 60, 70 pixels 2 Vertical readout line 2-1 2-2 Readout line 6 Vertical scanning circuit 8, 9, 11, 15, 16, 32, 36, n1 Node 3, 4, 5, 8a, 9a, 11a , 15a, 16a, 3
2a, 36a, 61 clock lines 10 solid-state imaging device for change detection 12, 34 horizontal readout line 13 shift register 14 selection signal line 17 constant current source 20 outlier detection circuit 30 video signal generation circuit 33 horizontal selection signal line 35 horizontal scanning circuit 37 output buffer amplifier 50 outlier detection circuit 51A, 51B sample hold circuit 100 change detection image processing device 101 solid-state imaging device 102 AD conversion circuit 103 first image memory 104 second image memory 105 image processing circuit 200 horizontal address counter 202 Vertical address counter 210, 211, 217, 220 Register 212, 213 Comparison circuit 214 Adder 215, 218 Divider 216, 219 Accumulator 221 Delay circuit 301 P-type silicon semiconductor substrate 302 White Silicide 303 aluminum thin film 304 gate electrode 305 of aluminum wiring QRSV, QRSH, QR1, QR2 reset MO
S switch Q1 to Qn Data input terminal LD Load signal input terminal CK Clock signal input terminal VO, Ao Output terminal QH Horizontal transfer MOS switch RESET Reset signal input terminal PD Photodiode QT, QRT Charge transfer MOS switch CS1 Charge storage capacitor QA Amplification MOS transistor QX Vertical transfer MOS switch XA Different value detector AP1, AP2 Voltage comparator OR OR operator CL, CS Signal storage capacitor QL, QS, QV Switch MOS transistor CV Hold capacitance EN Enable terminal CCA , CCB capacitors INV1, INV2, INV3, INV4, INV5
Inverter QB1, QB2, QB3, QB4 Switching MOS transistor NA NAND circuit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マトリックス状に配列され、入射光に応
じた画素出力を生成する複数の受光部と、 前記複数の受光部の各列に対応付けて設けられた複数の
垂直読み出し線と、 前記複数の受光部の個々で生成される画素出力を保持す
ると共に、既に保持した「直前のフレームに対する画素
出力」と、該受光部で新たに生成された「現在のフレー
ムに対する画素出力」とを前記垂直読み出し線に行単位
で転送する垂直転送手段と、 前記垂直読み出し線の各々に対応付けて設けられ、当該
垂直読み出し線に転送された「直前のフレームに対する
画素出力」と「現在のフレームに対する画素出力」とを
比較し、連続するフレーム間の被写体の変化を示す異値
信号を生成する複数の比較手段と、 前記複数の比較手段の個々によって生成された異値信号
を水平転送する水平転送手段と、 前記垂直転送手段と前記水平転送手段との少なくとも一
方の駆動のタイミングに基づき、前記異値信号に対応付
けて当該受光部の位置を示す位置情報を生成する位置情
報生成手段とを備えたことを特徴とする変化検出用固体
撮像装置。
A plurality of light receiving units arranged in a matrix and generating pixel outputs according to incident light; a plurality of vertical read lines provided in association with respective columns of the plurality of light receiving units; While holding the pixel output generated by each of the plurality of light receiving units, the already held “pixel output for the immediately preceding frame” and the “pixel output for the current frame” newly generated by the light receiving unit are referred to as Vertical transfer means for transferring a row to a vertical readout line in a row unit; provided in association with each of the vertical readout lines; "pixel output for the immediately preceding frame" and "pixel for the current frame" transferred to the vertical readout line. A plurality of comparing means for comparing the "output" with each other and generating an outlier signal indicating a change of a subject between consecutive frames; and an outlier signal generated by each of the plurality of comparing means. Horizontal transfer means for performing horizontal transfer, and position information for generating position information indicating the position of the light receiving unit in association with the different value signal based on a drive timing of at least one of the vertical transfer means and the horizontal transfer means. A change detection solid-state imaging device comprising: a generation unit.
【請求項2】 請求項1に記載の変化検出用固体撮像装
置において、 前記異値信号に基づき、直前のフレームと現在のフレー
ムとの間で画素出力が変化した受光部を検出すると共
に、前記位置情報生成手段によって生成された位置情報
から画素出力が変化した受光部の位置を示す変化位置情
報を生成する変化位置情報生成手段を備えたことを特徴
とする変化検出用固体撮像装置。
2. The change-detection solid-state imaging device according to claim 1, wherein a light-receiving unit whose pixel output has changed between a previous frame and a current frame is detected based on the outlier signal. A solid state imaging device for change detection, comprising: change position information generation means for generating change position information indicating a position of a light receiving section whose pixel output has changed from position information generated by the position information generation means.
【請求項3】 請求項2に記載の変化検出用固体撮像装
置において、 前記変化位置情報生成手段によって生成された変化位置
情報に基づき、現在のフレーム内で直前のフレームに対
して変化が生じた領域の中心の位置を示す中心位置情報
を生成する中心位置情報生成手段を備えたことを特徴と
する変化検出用固体撮像装置。
3. The change detection solid-state imaging device according to claim 2, wherein a change has occurred with respect to the immediately preceding frame in the current frame based on the change position information generated by the change position information generating means. A solid state imaging device for change detection, comprising: center position information generating means for generating center position information indicating a position of a center of a region.
【請求項4】 請求項2に記載の変化検出用固体撮像装
置において、 前記変化位置情報生成手段によって生成された変化位置
情報に基づき、現在のフレーム内で直前のフレームに対
して変化が生じた領域の重心の位置を示す重心位置情報
を生成する重心位置情報生成手段を備えたことを特徴と
する変化検出用固体撮像装置。
4. The change detection solid-state imaging device according to claim 2, wherein a change has occurred from a previous frame in a current frame based on the change position information generated by the change position information generating means. A solid-state imaging device for change detection, comprising: a center-of-gravity position information generating unit that generates center-of-gravity position information indicating a position of a center of gravity of a region.
【請求項5】 請求項1ないし請求項4の何れか1項に
記載の変化検出用固体撮像装置において、 前記垂直読み出し線に転送される「直前のフレームに対
する画素出力」もしくは「現在のフレームに対する画素
出力」の何れか一方の画素出力を取得し、該画素出力を
水平転送して画像信号を生成する画像生成手段を備えた
ことを特徴とする変化検出用固体撮像装置。
5. The change detection solid-state imaging device according to claim 1, wherein the “pixel output for the immediately preceding frame” or the “pixel output for the current frame” transferred to the vertical readout line. A change detection solid-state imaging device, comprising: an image generation unit that obtains one of pixel outputs of “pixel output” and horizontally transfers the pixel output to generate an image signal.
【請求項6】 請求項1ないし請求項5の何れか1項に
記載の変化検出用固体撮像装置において、 前記複数の受光部の各行に対応して設けられ、当該受光
部と所定のリセット電圧との間を断続する複数のスイッ
チ手段と、 前記垂直転送手段によって当該受光部から画素出力が取
り込まれる時点に対して所定の時間だけ先行する時点
で、当該受光部に対応するスイッチ手段を所定の期間だ
け導通状態にする電子シャッタ制御手段とを備えたこと
を特徴とする変化検出用固体撮像装置。
6. The change detection solid-state imaging device according to claim 1, wherein the change detection solid-state imaging device is provided corresponding to each row of the plurality of light receiving sections, and the light receiving sections and a predetermined reset voltage are provided. A plurality of switch means intermittently intermittently, and a switch means corresponding to the light receiving unit is set at a predetermined time before a point in time when a pixel output is taken in from the light receiving unit by the vertical transfer means. A change detection solid-state imaging device, comprising: an electronic shutter control unit that conducts only during a period.
【請求項7】 請求項1ないし請求項6の何れか1項に
記載の変化検出用固体撮像装置において、 前記受光部は、 白金あるいはニッケルあるいはクロムあるいはタングス
テンとシリコンとで反応生成されるシリサイドと、P型
シリコンとのショットキー接合によって形成されること
を特徴とする変化検出用固体撮像装置。
7. The change detection solid-state imaging device according to claim 1, wherein the light receiving section is formed of platinum, nickel, chromium, tungsten, or silicide that is generated by reacting with silicon. And a change detection solid-state imaging device formed by Schottky junction with P-type silicon.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011149932A (en) * 2009-12-24 2011-08-04 Seiko Epson Corp Infrared detection circuit, sensor device, and electronic instrument

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