JP2000004399A - 固体撮像装置とその駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置とその駆動方法Info
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- JP2000004399A JP2000004399A JP10169924A JP16992498A JP2000004399A JP 2000004399 A JP2000004399 A JP 2000004399A JP 10169924 A JP10169924 A JP 10169924A JP 16992498 A JP16992498 A JP 16992498A JP 2000004399 A JP2000004399 A JP 2000004399A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 感度の低下防止、ノイズ成分削減、リセット
電圧の影響防止と共に、イメージセンサとして光電変換
感度の向上を課題とする。 【解決手段】 固体撮像装置において、光ダイオードで
発生された信号電荷を転送する電荷転送手段と、この電
荷転送手段により光ダイオードから転送された信号電荷
を入力端子に受け画素の出力線に出力する増幅手段と、
この増幅手段の入力端子をリセットする第１のリセット
手段を含む画素セルを複数個備え、画素の出力線には増
幅手段の負荷手段と第２のリセット手段が設けられてい
ることを特徴とする。リセット手段を動作させて増幅手
段の入力をリセットしてリセット電圧を読み出し、電荷
転送手段を制御して信号電荷を増幅手段の入力端子に転
送してそれに対応した電圧を読み出す固体撮像装置の駆
動方法において、信号電荷の読み出しに先立って第２の
リセット手段を制御し出力線をリセットすることを特徴
とする。
電圧の影響防止と共に、イメージセンサとして光電変換
感度の向上を課題とする。 【解決手段】 固体撮像装置において、光ダイオードで
発生された信号電荷を転送する電荷転送手段と、この電
荷転送手段により光ダイオードから転送された信号電荷
を入力端子に受け画素の出力線に出力する増幅手段と、
この増幅手段の入力端子をリセットする第１のリセット
手段を含む画素セルを複数個備え、画素の出力線には増
幅手段の負荷手段と第２のリセット手段が設けられてい
ることを特徴とする。リセット手段を動作させて増幅手
段の入力をリセットしてリセット電圧を読み出し、電荷
転送手段を制御して信号電荷を増幅手段の入力端子に転
送してそれに対応した電圧を読み出す固体撮像装置の駆
動方法において、信号電荷の読み出しに先立って第２の
リセット手段を制御し出力線をリセットすることを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置に関
し、特にビデオカメラやデジタルスチルカメラ用のイメ
ージ入力装置に広範に用いられる固体撮像装置に関する
ものである。
し、特にビデオカメラやデジタルスチルカメラ用のイメ
ージ入力装置に広範に用いられる固体撮像装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、高解像化のため、微細化プロセス
を用いた光電変換素子のセルサイズ縮小が精力的に行わ
れる一方、光電変換信号出力が低下することなどから、
光電変換信号を増幅して出力することが可能な増幅型の
光電変換装置が注目されている。このような増幅型光電
変換装置には、ＭＯＳ型、ＡＭＩ、ＣＭＤ、ＢＡＳＩＳ
等がある。このうち、ＭＯＳ型はフォトダイオードで発
生した光キャリアをＭＯＳトランジスタのゲート電極に
蓄積し、走査回路からの駆動タイミングに従って、その
ゲート電極の電位変化を、出力部へ電荷増幅して出力す
るものである。近年では、このＭＯＳ型のうち、光電変
換部や、その周辺回路部を含め全てＣＭＯＳプロセスで
実現するＣＭＯＳ型光電変換装置が特に注目されてきて
いる。
を用いた光電変換素子のセルサイズ縮小が精力的に行わ
れる一方、光電変換信号出力が低下することなどから、
光電変換信号を増幅して出力することが可能な増幅型の
光電変換装置が注目されている。このような増幅型光電
変換装置には、ＭＯＳ型、ＡＭＩ、ＣＭＤ、ＢＡＳＩＳ
等がある。このうち、ＭＯＳ型はフォトダイオードで発
生した光キャリアをＭＯＳトランジスタのゲート電極に
蓄積し、走査回路からの駆動タイミングに従って、その
ゲート電極の電位変化を、出力部へ電荷増幅して出力す
るものである。近年では、このＭＯＳ型のうち、光電変
換部や、その周辺回路部を含め全てＣＭＯＳプロセスで
実現するＣＭＯＳ型光電変換装置が特に注目されてきて
いる。
【０００３】ところで、上記ＣＭＯＳ型光電変換装置は
画素内の電荷増幅アンプで信号電荷の増幅を行う反面、
上記アンプの入力ＭＯＳトランジスタのしきい値Ｖｔｈ
や、アンプゲインのバラツキが、信号のＳ／Ｎの劣化を
招く。特にしきい値Ｖｔｈのバラツキは数ｍＶ以下に抑
えることは現状の製造技術では困難であり、一方、光信
号の飽和電圧は電源電圧に依存するため、数Ｖであるの
が実際である。従って、両者の比であるＳ／Ｎは３桁が
上限で、市場の要求である７０〜８０ｄＢを達成するの
は非常に困難であった。
画素内の電荷増幅アンプで信号電荷の増幅を行う反面、
上記アンプの入力ＭＯＳトランジスタのしきい値Ｖｔｈ
や、アンプゲインのバラツキが、信号のＳ／Ｎの劣化を
招く。特にしきい値Ｖｔｈのバラツキは数ｍＶ以下に抑
えることは現状の製造技術では困難であり、一方、光信
号の飽和電圧は電源電圧に依存するため、数Ｖであるの
が実際である。従って、両者の比であるＳ／Ｎは３桁が
上限で、市場の要求である７０〜８０ｄＢを達成するの
は非常に困難であった。
【０００４】この技術的課題を克服すべく、なされた提
案の１つに特開平４−６１５７３号公報がある。図５に
該公報により開示された固体撮像装置の等価回路図を示
す。また、上記公知技術例の動作を図６の１画素相当の
等価回路図と図７のタイミングチャートを用いて以下、
簡単に説明する。図６において、フォトダイオードＤ１
からの信号読み出しに先立って、端子ＣＲ１、ＣＲ２、
ＣＳ１にパルスを印加することによって、垂直信号線Ｖ
Ｌ３はＧＮＤレベルに、容量Ｃ１、Ｃ３はともにＶＳＳ
にリセットされる。その後端子ＣＲ１のパルスをロウレ
ベルにし、端子ＲＳにパルスを印加することによって、
増幅用ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートは電圧ＶＲＳにリセッ
トされる。
案の１つに特開平４−６１５７３号公報がある。図５に
該公報により開示された固体撮像装置の等価回路図を示
す。また、上記公知技術例の動作を図６の１画素相当の
等価回路図と図７のタイミングチャートを用いて以下、
簡単に説明する。図６において、フォトダイオードＤ１
からの信号読み出しに先立って、端子ＣＲ１、ＣＲ２、
ＣＳ１にパルスを印加することによって、垂直信号線Ｖ
Ｌ３はＧＮＤレベルに、容量Ｃ１、Ｃ３はともにＶＳＳ
にリセットされる。その後端子ＣＲ１のパルスをロウレ
ベルにし、端子ＲＳにパルスを印加することによって、
増幅用ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートは電圧ＶＲＳにリセッ
トされる。
【０００５】そしてリセットパルスＲＳをロウレベルに
した後、端子Ｖ３にハイレベルのパルスを印加すると、
増幅ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインに動作電圧ＶＤＤが供
給され、これにより、ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲート電圧に
対応した電圧ＶＮが、ノイズ信号として垂直信号線ＶＬ
３に読み出される（ノイズ信号読み出し）。
した後、端子Ｖ３にハイレベルのパルスを印加すると、
増幅ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインに動作電圧ＶＤＤが供
給され、これにより、ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲート電圧に
対応した電圧ＶＮが、ノイズ信号として垂直信号線ＶＬ
３に読み出される（ノイズ信号読み出し）。
【０００６】次に、ＣＲ２のパルスを立ち下げ、容量Ｃ
１の出力側とＣ３の一方の電極をフローティング状態と
する。この時、端子Ｖ３をロウレベルにして、選択ＭＯ
ＳＦＥＴＱ３をオフ状態にする。そして、端子ＣＲ１に
パルスを入力し、垂直出力線ＶＬ３をリセットすると、
容量Ｃ１の出力側とＣ３の一方の電極の電位は上記バイ
アス電圧ＶＳＳから容量Ｃ１とＣ３の容量比に応じて分
割された電圧だけ低下した電圧（ＶＳＳ−ＶＮ′）にな
る。ここでＶＮ′は次式で表される。
１の出力側とＣ３の一方の電極をフローティング状態と
する。この時、端子Ｖ３をロウレベルにして、選択ＭＯ
ＳＦＥＴＱ３をオフ状態にする。そして、端子ＣＲ１に
パルスを入力し、垂直出力線ＶＬ３をリセットすると、
容量Ｃ１の出力側とＣ３の一方の電極の電位は上記バイ
アス電圧ＶＳＳから容量Ｃ１とＣ３の容量比に応じて分
割された電圧だけ低下した電圧（ＶＳＳ−ＶＮ′）にな
る。ここでＶＮ′は次式で表される。
【０００７】 ＶＮ′＝Ｃ１×ＶＮ／（Ｃ１＋Ｃ３） …（１） 次にＣＲ１の端子のパルスを立ち下げ、行選択用端子Ｖ
３と転送スイッチ用ＶＧにパルスをハイレベルにし、電
荷転送スイッチであるＱ１をオンして、フォトダイオー
ドＤ１に蓄積された信号電荷を入力容量ＣＰに転送する
と同時に選択ＭＯＳＦＥＴＱ３がオンし、増幅ＭＯＳＦ
ＥＴＱ２のドレインに、選択ＭＯＳＦＥＴＱ３を介して
動作電圧ＶＤＤが供給され、これにより、Ｑ２のゲート
電圧に対応した電圧ＶＳが垂直信号線ＶＬ３に読み出さ
れる（光信号読み出し）。
３と転送スイッチ用ＶＧにパルスをハイレベルにし、電
荷転送スイッチであるＱ１をオンして、フォトダイオー
ドＤ１に蓄積された信号電荷を入力容量ＣＰに転送する
と同時に選択ＭＯＳＦＥＴＱ３がオンし、増幅ＭＯＳＦ
ＥＴＱ２のドレインに、選択ＭＯＳＦＥＴＱ３を介して
動作電圧ＶＤＤが供給され、これにより、Ｑ２のゲート
電圧に対応した電圧ＶＳが垂直信号線ＶＬ３に読み出さ
れる（光信号読み出し）。
【０００８】この動作により、容量Ｃ１の電位はＶＳが
容量Ｃ１とＣ３の容量比に応じて分割された電圧分だけ
上昇し、（ＶＳＳ−ＶＮ′＋ＶＳ′）になる。ここでＶ
Ｓ′は、ＶＮ′と同様に以下の式（２）で表される。
容量Ｃ１とＣ３の容量比に応じて分割された電圧分だけ
上昇し、（ＶＳＳ−ＶＮ′＋ＶＳ′）になる。ここでＶ
Ｓ′は、ＶＮ′と同様に以下の式（２）で表される。
【０００９】 ＶＳ′＝Ｃ１×ＶＳ／（Ｃ１＋Ｃ３） …（２） 従って、上記容量Ｃ１の電位は最終的に、 ＶＣ２＝ＶＳＳ−Ｃ１×（ＶＮ−ＶＳ）／（Ｃ１＋Ｃ３） …（３） となり、（３）式の第２項の（ＶＮ−ＶＳ）より、リセ
ットＭＯＳＦＥＴや増幅ＭＯＳＦＥＴのしきい値Ｖｔｈ
のバラツキ等が除去されたＳ／Ｎの高い信号が得られ
る。
ットＭＯＳＦＥＴや増幅ＭＯＳＦＥＴのしきい値Ｖｔｈ
のバラツキ等が除去されたＳ／Ｎの高い信号が得られ
る。
【００１０】一方で、垂直出力線ＶＬ３をリセットする
という概念は、非破壊読み出し特性を有する光電変換素
子において、画素相互間の信号漏れ等の干渉を防止する
目的で、例えば、特開昭５８−４８５７７号公報、特公
平５−１８３０９号公報に開示されている。
という概念は、非破壊読み出し特性を有する光電変換素
子において、画素相互間の信号漏れ等の干渉を防止する
目的で、例えば、特開昭５８−４８５７７号公報、特公
平５−１８３０９号公報に開示されている。
【００１１】上記公知技術例の動作を、前記により開示
された固体撮像装置のセンサーエリアの図８に示すブロ
ック図、図９に示す水平スイッチ回路図、図１０に示す
タイミングチャートを用いて以下、簡単に説明する。時
刻ｔ０において、ＰＶ１がハイレベルとなる。これに伴
ってセンサアレイＣj i内の垂直走査信号線Ｖ１に接続さ
れているＭＯＳスイッチＳ1 1 〜Ｓ768 1 が導通し、セ
ルＣ1 1 〜Ｃ768 1 内の画素信号が信号出力Ｂ１〜Ｂ７
６８上に出力される。時刻ｔ０よりもやや遅れて時刻ｔ
１に、水平走査信号線Ｈ１上の信号ＰＨ１がハイレベル
となる。これに伴って、水平スイッチ回路内のＭＯＳス
イッチＱ1 1 〜Ｑ1 32が導通し、信号出力線Ｂ１〜Ｂ７
６８の３２個のサブグループ内の左端の信号出力線上の
画素信号が、多重化出力線Ａ１〜Ａ３２上に出力され
る。多重化出力線Ａ１〜Ａ３２のそれぞれはアンプＴ１
〜Ｔ３２を介して出力される。Ｔ１〜Ｔ３２は共通の定
電流源と接地間に接続された差動トランジスタ対からな
り、一方のトランジスタのベースにはアナログ画素信号
が、他方のトランジスタのベースには遮光した画素から
の暗電圧が供給され、暗電圧が差し引かれたアナログ信
号が出力される。
された固体撮像装置のセンサーエリアの図８に示すブロ
ック図、図９に示す水平スイッチ回路図、図１０に示す
タイミングチャートを用いて以下、簡単に説明する。時
刻ｔ０において、ＰＶ１がハイレベルとなる。これに伴
ってセンサアレイＣj i内の垂直走査信号線Ｖ１に接続さ
れているＭＯＳスイッチＳ1 1 〜Ｓ768 1 が導通し、セ
ルＣ1 1 〜Ｃ768 1 内の画素信号が信号出力Ｂ１〜Ｂ７
６８上に出力される。時刻ｔ０よりもやや遅れて時刻ｔ
１に、水平走査信号線Ｈ１上の信号ＰＨ１がハイレベル
となる。これに伴って、水平スイッチ回路内のＭＯＳス
イッチＱ1 1 〜Ｑ1 32が導通し、信号出力線Ｂ１〜Ｂ７
６８の３２個のサブグループ内の左端の信号出力線上の
画素信号が、多重化出力線Ａ１〜Ａ３２上に出力され
る。多重化出力線Ａ１〜Ａ３２のそれぞれはアンプＴ１
〜Ｔ３２を介して出力される。Ｔ１〜Ｔ３２は共通の定
電流源と接地間に接続された差動トランジスタ対からな
り、一方のトランジスタのベースにはアナログ画素信号
が、他方のトランジスタのベースには遮光した画素から
の暗電圧が供給され、暗電圧が差し引かれたアナログ信
号が出力される。
【００１２】この後、水平走査信号線Ｈ１上の信号ＰＨ
１がロウレベルに復帰し、時刻ｔ２に、水平走査信号線
Ｈ２上の信号ＰＨ２がハイレベルになる。これに伴っ
て、水平スイッチ回路内のＭＯＳスイッチＱ2 1 〜Ｑ2
32が導通し、信号出力線Ｂ１〜Ｂ７６８の３２個のサブ
グループ内の左から２番目の信号出力線上の画素信号
が、多重化出力線Ａ１〜Ａ３２上に出力される。以下同
様にして、水平走査信号線Ｈ３〜Ｈ２４までの信号が順
次ハイレベルとなり、これに伴って各サブグループ内の
信号出力線上のアナログ画素信号が出力される。最後の
水平走査線Ｈ２４上の信号ＰＨ２４がロウレベルに復帰
した後、垂直走査信号線Ｖ１上に信号ＰＶ１がロウレベ
ルに復帰して、この信号線Ｖ１に連なるすべてのセルの
水平走査が完了する。
１がロウレベルに復帰し、時刻ｔ２に、水平走査信号線
Ｈ２上の信号ＰＨ２がハイレベルになる。これに伴っ
て、水平スイッチ回路内のＭＯＳスイッチＱ2 1 〜Ｑ2
32が導通し、信号出力線Ｂ１〜Ｂ７６８の３２個のサブ
グループ内の左から２番目の信号出力線上の画素信号
が、多重化出力線Ａ１〜Ａ３２上に出力される。以下同
様にして、水平走査信号線Ｈ３〜Ｈ２４までの信号が順
次ハイレベルとなり、これに伴って各サブグループ内の
信号出力線上のアナログ画素信号が出力される。最後の
水平走査線Ｈ２４上の信号ＰＨ２４がロウレベルに復帰
した後、垂直走査信号線Ｖ１上に信号ＰＶ１がロウレベ
ルに復帰して、この信号線Ｖ１に連なるすべてのセルの
水平走査が完了する。
【００１３】次に、信号線Ｖ３に連なるセルの読み出し
を開始する前に、ブランキング期間を設ける。このブラ
ンキング期間中にすべての水平走査信号線Ｈ１〜Ｈ２４
上の信号ＰＨ１〜ＰＨ２４をハイレベルにして、すべて
の信号出力線Ｂ１〜Ｂ７６８を対応する共通信号出力線
Ａ１〜Ａ３２に接続すると共に、リフレッシュ線Ｒ上の
信号ＰＲをハイレベルにし、ＭＯＳスイッチＲ１〜Ｒ３
２を導通させることにより、多重化信号出力線Ａ１〜Ａ
３２を接地する。これによって、すべての信号出力線Ｂ
１〜Ｂ７６８が接地され、従前の走査に伴って残存して
いた画素信号がクリアされる。
を開始する前に、ブランキング期間を設ける。このブラ
ンキング期間中にすべての水平走査信号線Ｈ１〜Ｈ２４
上の信号ＰＨ１〜ＰＨ２４をハイレベルにして、すべて
の信号出力線Ｂ１〜Ｂ７６８を対応する共通信号出力線
Ａ１〜Ａ３２に接続すると共に、リフレッシュ線Ｒ上の
信号ＰＲをハイレベルにし、ＭＯＳスイッチＲ１〜Ｒ３
２を導通させることにより、多重化信号出力線Ａ１〜Ａ
３２を接地する。これによって、すべての信号出力線Ｂ
１〜Ｂ７６８が接地され、従前の走査に伴って残存して
いた画素信号がクリアされる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
中前者（特開平４−６１５７３号公報）の構成の場合、 Ｃ３から共通出力線へ信号を転送する際の感度を大
きくするため、Ｃ３は数ｐＦ程度の容量が必要であり、
また、（３）式第２項のＣ１／（Ｃ１＋Ｃ３）で決まる
画素からの読み出し感度を大きくするため、容量Ｃ１は
Ｃ３に対して数倍以上、大きくしなければならない。従
って、チップサイズ、コストの制約から必ずしも十分な
感度が得られない。
中前者（特開平４−６１５７３号公報）の構成の場合、 Ｃ３から共通出力線へ信号を転送する際の感度を大
きくするため、Ｃ３は数ｐＦ程度の容量が必要であり、
また、（３）式第２項のＣ１／（Ｃ１＋Ｃ３）で決まる
画素からの読み出し感度を大きくするため、容量Ｃ１は
Ｃ３に対して数倍以上、大きくしなければならない。従
って、チップサイズ、コストの制約から必ずしも十分な
感度が得られない。
【００１５】 上記読み出し方法によると、ノイズ読
み出しの場合、容量Ｃ１の出力側はＶＳＳにリセットさ
れているが、光信号読み出しの場合、容量Ｃ１の出力は
フローティングであり、画素からみたＣ１の容量はＣ１
とＣ３との並列容量になる。従って、十分な時間をかけ
て読み出しを行う場合は問題ないが、時間が短くなる
程、ノイズ信号と光信号間に出力電圧差が生じるため、
ノイズ除去動作を高精度に行うことが困難になる。
み出しの場合、容量Ｃ１の出力側はＶＳＳにリセットさ
れているが、光信号読み出しの場合、容量Ｃ１の出力は
フローティングであり、画素からみたＣ１の容量はＣ１
とＣ３との並列容量になる。従って、十分な時間をかけ
て読み出しを行う場合は問題ないが、時間が短くなる
程、ノイズ信号と光信号間に出力電圧差が生じるため、
ノイズ除去動作を高精度に行うことが困難になる。
【００１６】 上記読み出し方法によると、垂直出力
線ＶＬ３をリセットする電圧は、ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲ
ートに入力されるすべての信号レベルに対しても、ＭＯ
ＳＦＥＴＱ２がオンできるような電圧にする必要がある
ため、リセット電圧に制限がある。
線ＶＬ３をリセットする電圧は、ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲ
ートに入力されるすべての信号レベルに対しても、ＭＯ
ＳＦＥＴＱ２がオンできるような電圧にする必要がある
ため、リセット電圧に制限がある。
【００１７】また、上記従来例中、後者（特公平５−１
８３０９号公報）の構成の場合の問題点を図１１を用い
て説明する。図１１は、例えば、垂直走査信号線Ｖ１に
接続されている画素信号を読み出す場合を示している。
画素セルＣ1 1 の画素信号電圧ＶＳ１、画素セルＣ2 1
の画素信号電圧をＶＳ２、……画素セルＣ24 1 の画素
信号電圧をＶＳ２４、信号出力線Ｂ１、Ｂ２……Ｂ２４
の寄生容量をＣ１、差動トランジスタＴ１に接続された
トランジスタのベースに接続された寄生容量をＣ２、共
通信号出力線をＡ１とし、ベースに入力される信号電圧
をＶＳＯとする。信号出力線Ｂ１の信号を読み出したと
きの信号電圧ＶＳＯ′は次式で表される。
８３０９号公報）の構成の場合の問題点を図１１を用い
て説明する。図１１は、例えば、垂直走査信号線Ｖ１に
接続されている画素信号を読み出す場合を示している。
画素セルＣ1 1 の画素信号電圧ＶＳ１、画素セルＣ2 1
の画素信号電圧をＶＳ２、……画素セルＣ24 1 の画素
信号電圧をＶＳ２４、信号出力線Ｂ１、Ｂ２……Ｂ２４
の寄生容量をＣ１、差動トランジスタＴ１に接続された
トランジスタのベースに接続された寄生容量をＣ２、共
通信号出力線をＡ１とし、ベースに入力される信号電圧
をＶＳＯとする。信号出力線Ｂ１の信号を読み出したと
きの信号電圧ＶＳＯ′は次式で表される。
【００１８】 ＶＳＯ′＝（Ｃ２ＶＳＯ＋Ｃ１ＶＳ１）／（Ｃ２＋Ｃ１） …（４） 信号出力線Ｂ２の信号を読み出したときの信号電圧ＶＳ
Ｏ″は次式で表される。
Ｏ″は次式で表される。
【００１９】 ＶＳＯ″＝（Ｃ２ＶＳＯ′＋Ｃ１ＶＳ２）／（Ｃ２＋Ｃ１） …（５） 上記構成のように、ブランキング期間のみのリセットＭ
ＯＳトランジスタＲ１のゲートへのリセットパルスＲに
よるリセットで、隣接する画素間の干渉を抑えるために
は、（５）式よりＣ２ＶＳＯ′を小さくするため、Ｃ１
をＣ２に比べてかなり大きくする必要がある。従って、
この容量Ｃ１を大きくすると、画素セルから転送する際
の容量が大きくなり、感度が低下するという問題があっ
た。
ＯＳトランジスタＲ１のゲートへのリセットパルスＲに
よるリセットで、隣接する画素間の干渉を抑えるために
は、（５）式よりＣ２ＶＳＯ′を小さくするため、Ｃ１
をＣ２に比べてかなり大きくする必要がある。従って、
この容量Ｃ１を大きくすると、画素セルから転送する際
の容量が大きくなり、感度が低下するという問題があっ
た。
【００２０】本発明は、上記による問題点の感
度、ノイズ成分、リセット電圧について、それぞれを解
決すると共に、イメージセンサとして光電変換感度の向
上を目的とする。
度、ノイズ成分、リセット電圧について、それぞれを解
決すると共に、イメージセンサとして光電変換感度の向
上を目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決すべくなされたものであり、光ダイオードで発生さ
れた信号電荷を転送する電荷転送手段と、この電荷転送
手段により光ダイオードから転送された信号電荷を入力
端子に受け画素の出力線に出力する増幅手段と、この増
幅手段の入力端子をリセットする第１のリセット手段と
を含む画素セルを複数個備えた固体撮像装置において、
上記画素の出力線には上記増幅手段の負荷手段と第２の
リセット手段が設けられていることを特徴とする。
解決すべくなされたものであり、光ダイオードで発生さ
れた信号電荷を転送する電荷転送手段と、この電荷転送
手段により光ダイオードから転送された信号電荷を入力
端子に受け画素の出力線に出力する増幅手段と、この増
幅手段の入力端子をリセットする第１のリセット手段と
を含む画素セルを複数個備えた固体撮像装置において、
上記画素の出力線には上記増幅手段の負荷手段と第２の
リセット手段が設けられていることを特徴とする。
【００２２】さらに、光ダイオードで発生された信号電
荷を転送する電荷転送手段と、この電荷転送手段により
光ダイオードから転送された信号電荷を入力端子に受け
画素の出力線に出力する増幅手段と、この増幅手段の入
力端子をリセットする第１のリセット手段を含む画素セ
ルを複数個備えた固体撮像装置であって、第１のタイミ
ングにおいて、上記第１のリセット手段を動作させて増
幅手段の入力端子をリセットしてリセット電圧を読み出
し、第２のタイミングで、上記電荷転送手段を制御して
上記光ダイオードで発生された信号電荷を前記増幅手段
の入力端子に転送してそれに対応した電圧を読み出す固
体撮像装置の駆動方法において、前記信号電荷の読み出
しに先立って第２のリセット手段を制御し前記画素の出
力線をリセットすることを特徴とする。
荷を転送する電荷転送手段と、この電荷転送手段により
光ダイオードから転送された信号電荷を入力端子に受け
画素の出力線に出力する増幅手段と、この増幅手段の入
力端子をリセットする第１のリセット手段を含む画素セ
ルを複数個備えた固体撮像装置であって、第１のタイミ
ングにおいて、上記第１のリセット手段を動作させて増
幅手段の入力端子をリセットしてリセット電圧を読み出
し、第２のタイミングで、上記電荷転送手段を制御して
上記光ダイオードで発生された信号電荷を前記増幅手段
の入力端子に転送してそれに対応した電圧を読み出す固
体撮像装置の駆動方法において、前記信号電荷の読み出
しに先立って第２のリセット手段を制御し前記画素の出
力線をリセットすることを特徴とする。
【００２３】また、上記固体撮像装置の駆動方法におい
て、前記第１のタイミングで読み出したリセット電圧を
第４のスイッチ手段により一時保持するための第１の容
量に転送し、前記第２のタイミングで上記画素からの出
力信号を第３のスイッチ手段により一時保持するための
第２の容量に転送することを特徴とする。
て、前記第１のタイミングで読み出したリセット電圧を
第４のスイッチ手段により一時保持するための第１の容
量に転送し、前記第２のタイミングで上記画素からの出
力信号を第３のスイッチ手段により一時保持するための
第２の容量に転送することを特徴とする。
【００２４】さらに、上記固体撮像装置の駆動方法にお
いて、上記増幅手段と電源との間に行を選択する第６の
スイッチ手段を設け行選択パルスによって前記出力線に
前記リセット電圧及び前記信号電荷を読み出し、又は、
上記増幅手段と前記画素の出力線との間に行を選択する
第７のスイッチ手段を設け前記行選択パルスによって前
記出力線に前記リセット電圧及び前記信号電荷を読み出
すことを特徴とする。
いて、上記増幅手段と電源との間に行を選択する第６の
スイッチ手段を設け行選択パルスによって前記出力線に
前記リセット電圧及び前記信号電荷を読み出し、又は、
上記増幅手段と前記画素の出力線との間に行を選択する
第７のスイッチ手段を設け前記行選択パルスによって前
記出力線に前記リセット電圧及び前記信号電荷を読み出
すことを特徴とする。
【００２５】［作用］上記固体撮像装置によれば、 増幅素子の負荷手段を設けることによって、クラン
プ容量Ｃ１（図５）を設ける必要がなく、チップサイズ
を小さくすることができる。
プ容量Ｃ１（図５）を設ける必要がなく、チップサイズ
を小さくすることができる。
【００２６】 ノイズ信号読み出しの場合と、光信号
読み出しの場合の容量を等しくすることが可能であり、
さらに、それぞれの信号を読み出す前に出力線をリセッ
トすることによって、高速読み出しを行う場合において
も、ノイズ信号と光信号間に出力電圧差が生じないた
め、ノイズ除去動作を高精度に行うことが可能である。
読み出しの場合の容量を等しくすることが可能であり、
さらに、それぞれの信号を読み出す前に出力線をリセッ
トすることによって、高速読み出しを行う場合において
も、ノイズ信号と光信号間に出力電圧差が生じないた
め、ノイズ除去動作を高精度に行うことが可能である。
【００２７】 増幅素子に負荷手段を設けることによ
って、リセット電圧に制限がない。
って、リセット電圧に制限がない。
【００２８】 ノイズ信号読み出しと、光信号読み出
しの前に、それぞれ出力線をリセットすることによっ
て、画素からの信号を読み出すごとに、出力線がリフレ
ッシュされ、隣接する画素間の干渉を抑えることが可能
である。
しの前に、それぞれ出力線をリセットすることによっ
て、画素からの信号を読み出すごとに、出力線がリフレ
ッシュされ、隣接する画素間の干渉を抑えることが可能
である。
【００２９】
【発明の実施の形態】［実施形態１］図１は、本発明の
固体撮像装置の第１実施形態のブロック図、図２は、例
示的に示された画素セルの要部構成を表す回路図であ
る。上記固体撮像装置を構成する各回路素子は、半導体
集積回路の製造技術によって、特に制限されないが、単
結晶シリコンのような１個の半導体基板上において、Ｃ
ＭＯＳ・ＬＳＩプロセス技術によって形成され、一般に
ＣＭＯＳセンサと称される。また、図１による固体撮像
装置の画素セルＳ１１〜Ｓｍｎはｍ行×ｎ列の画素につ
いて説明するが、この数値に限定されない。
固体撮像装置の第１実施形態のブロック図、図２は、例
示的に示された画素セルの要部構成を表す回路図であ
る。上記固体撮像装置を構成する各回路素子は、半導体
集積回路の製造技術によって、特に制限されないが、単
結晶シリコンのような１個の半導体基板上において、Ｃ
ＭＯＳ・ＬＳＩプロセス技術によって形成され、一般に
ＣＭＯＳセンサと称される。また、図１による固体撮像
装置の画素セルＳ１１〜Ｓｍｎはｍ行×ｎ列の画素につ
いて説明するが、この数値に限定されない。
【００３０】まず、図２を用いて各画素セルＳ１１〜Ｓ
ｍｎの要部構成について説明する。光信号電荷を発生す
るフォトダイオードＰＤは、この例ではアノード側が接
地されている。フォトダイオードＰＤのカソード側は、
電荷転送スイッチＴＸを介して、増幅ＭＯＳＭ３のゲー
トに接続されている。また、上記増幅ＭＯＳＭ３のゲー
トには、これをリセットするためのリセットＭＯＳＭ１
のソースが接続され、リセットＭＯＳＭ１のドレイン
は、リセット電圧ＶＲに接続されている。さらに、上記
増幅ＭＯＳＭ３のドレインは、動作電圧ＶＤＤを供給す
るための行選択ＭＯＳＭ２に接続されている。
ｍｎの要部構成について説明する。光信号電荷を発生す
るフォトダイオードＰＤは、この例ではアノード側が接
地されている。フォトダイオードＰＤのカソード側は、
電荷転送スイッチＴＸを介して、増幅ＭＯＳＭ３のゲー
トに接続されている。また、上記増幅ＭＯＳＭ３のゲー
トには、これをリセットするためのリセットＭＯＳＭ１
のソースが接続され、リセットＭＯＳＭ１のドレイン
は、リセット電圧ＶＲに接続されている。さらに、上記
増幅ＭＯＳＭ３のドレインは、動作電圧ＶＤＤを供給す
るための行選択ＭＯＳＭ２に接続されている。
【００３１】次に、図１を用いて、本発明の固体撮像装
置の構成について説明する。上記各画素セルＳ１１〜Ｓ
ｍｎの電荷転送スイッチＴＸのゲートは、横方向に延長
して配置される第１の行選択線（垂直走査線）ＴＸ１に
接続される。同じ行に配置された他の画素セルの同様な
電荷転送スイッチのゲートも上記第１の行選択線ＴＸ１
に共通に接続され、他の行ＴＸｉについても同様であ
る。上記リセットＭＯＳＭ１のゲートは、横方向に延長
して配置される第２の行選択線（垂直走査線）ＲＥＳ１
に接続される。同じ行に配置された他の画素セルの同様
なリセットＭＯＳのゲートも上記第２の行選択線ＲＥＳ
１に共通に接続され、他の行ＲＥＳｉについても同様で
ある。
置の構成について説明する。上記各画素セルＳ１１〜Ｓ
ｍｎの電荷転送スイッチＴＸのゲートは、横方向に延長
して配置される第１の行選択線（垂直走査線）ＴＸ１に
接続される。同じ行に配置された他の画素セルの同様な
電荷転送スイッチのゲートも上記第１の行選択線ＴＸ１
に共通に接続され、他の行ＴＸｉについても同様であ
る。上記リセットＭＯＳＭ１のゲートは、横方向に延長
して配置される第２の行選択線（垂直走査線）ＲＥＳ１
に接続される。同じ行に配置された他の画素セルの同様
なリセットＭＯＳのゲートも上記第２の行選択線ＲＥＳ
１に共通に接続され、他の行ＲＥＳｉについても同様で
ある。
【００３２】また、上記選択ＭＯＳＭ３のゲートは、横
方向に延長して配置される第３の行選択線（垂直走査
線）ＳＥＬ１に接続される。同じ行に配置された他の画
素セルの同様な選択ＭＯＳのゲートも上記第３の行選択
線ＳＥＬ１に共通に接続され、他の行ＳＥＬｉについて
も同様である。これら第１〜第３の行選択線は、垂直走
査回路ブロックＶＳＲに接続され、後述する動作タイミ
ングに基づいて、信号電圧が供給される。図１に示され
ている残りの行においても同様な構成の画素セルと、行
選択線が設けられる。これらの行選択線には、上記垂直
走査回路ブロックＶＳＲにより形成されたＴＸ２〜ＴＸ
ｍ、ＲＥＳ２〜ＲＥＳｍ、ＳＥＬ２〜ＳＥＬｍが供給さ
れる。
方向に延長して配置される第３の行選択線（垂直走査
線）ＳＥＬ１に接続される。同じ行に配置された他の画
素セルの同様な選択ＭＯＳのゲートも上記第３の行選択
線ＳＥＬ１に共通に接続され、他の行ＳＥＬｉについて
も同様である。これら第１〜第３の行選択線は、垂直走
査回路ブロックＶＳＲに接続され、後述する動作タイミ
ングに基づいて、信号電圧が供給される。図１に示され
ている残りの行においても同様な構成の画素セルと、行
選択線が設けられる。これらの行選択線には、上記垂直
走査回路ブロックＶＳＲにより形成されたＴＸ２〜ＴＸ
ｍ、ＲＥＳ２〜ＲＥＳｍ、ＳＥＬ２〜ＳＥＬｍが供給さ
れる。
【００３３】上記増幅ＭＯＳＭ３のソースは、縦方向に
延長して配置される垂直信号線Ｖ１に接続される。同じ
列に配置される画素セルの同様な増幅ＭＯＳＭ３のソー
スも上記垂直信号線Ｖ１に接続される。上記垂直信号線
Ｖ１は、負荷手段である定電流源Ｉ１に接続されるとと
もに、垂直信号線Ｖ１をリセットするためのＭＯＳＭ８
を介して垂直線リセット電圧ＶＶＲに接続される。さら
に、上記垂直信号線Ｖ１は、ノイズ信号転送スイッチＭ
４を介してノイズ信号を一時保持するための容量ＣＴＮ
に、また、光信号転送スイッチＭ５を介して光信号を一
時保持するための容量ＣＴＳに同時に接続される。ノイ
ズ信号保持容量ＣＴＮと光信号保持容量ＣＴＳの逆側の
端子は接地されている。ノイズ信号転送スイッチＭ４と
ノイズ信号保持容量ＣＴＮとの接続点Ｖ１Ｎと、光信号
転送スイッチＭ５と光信号保持容量ＣＴＳとの接続点Ｖ
１Ｓはそれぞれ、保持容量リセットスイッチＭ９、Ｍ１
０を介してＶＲＣＴに接続されるとともに、水平転送ス
イッチＭ６、Ｍ７を介して、光信号とノイズ信号の差を
とるための差動回路ブロックに接続される。水平転送ス
イッチＭ６、Ｍ７のゲートは列選択線Ｈ１に共通に接続
され、水平走査回路ブロックＨＳＲに接続される。図１
に示されている残りの列Ｖ２〜Ｖｎにおいても同様な構
成の読み出し回路が設けられる。
延長して配置される垂直信号線Ｖ１に接続される。同じ
列に配置される画素セルの同様な増幅ＭＯＳＭ３のソー
スも上記垂直信号線Ｖ１に接続される。上記垂直信号線
Ｖ１は、負荷手段である定電流源Ｉ１に接続されるとと
もに、垂直信号線Ｖ１をリセットするためのＭＯＳＭ８
を介して垂直線リセット電圧ＶＶＲに接続される。さら
に、上記垂直信号線Ｖ１は、ノイズ信号転送スイッチＭ
４を介してノイズ信号を一時保持するための容量ＣＴＮ
に、また、光信号転送スイッチＭ５を介して光信号を一
時保持するための容量ＣＴＳに同時に接続される。ノイ
ズ信号保持容量ＣＴＮと光信号保持容量ＣＴＳの逆側の
端子は接地されている。ノイズ信号転送スイッチＭ４と
ノイズ信号保持容量ＣＴＮとの接続点Ｖ１Ｎと、光信号
転送スイッチＭ５と光信号保持容量ＣＴＳとの接続点Ｖ
１Ｓはそれぞれ、保持容量リセットスイッチＭ９、Ｍ１
０を介してＶＲＣＴに接続されるとともに、水平転送ス
イッチＭ６、Ｍ７を介して、光信号とノイズ信号の差を
とるための差動回路ブロックに接続される。水平転送ス
イッチＭ６、Ｍ７のゲートは列選択線Ｈ１に共通に接続
され、水平走査回路ブロックＨＳＲに接続される。図１
に示されている残りの列Ｖ２〜Ｖｎにおいても同様な構
成の読み出し回路が設けられる。
【００３４】また、各列に接続された垂直信号線リセッ
トスイッチＭ８、ノイズ信号転送スイッチＭ４、光信号
転送スイッチＭ５のゲートは、それぞれＶＲＥＳ、Ｔ
Ｎ、ＴＳに共通に接続され、後述する動作タイミングに
もとづいてそれぞれΦＶＲＥＳ、ΦＴＮ、ΦＴＳなる信
号電圧が供給される。
トスイッチＭ８、ノイズ信号転送スイッチＭ４、光信号
転送スイッチＭ５のゲートは、それぞれＶＲＥＳ、Ｔ
Ｎ、ＴＳに共通に接続され、後述する動作タイミングに
もとづいてそれぞれΦＶＲＥＳ、ΦＴＮ、ΦＴＳなる信
号電圧が供給される。
【００３５】次に、本発明の固体撮像装置の動作につい
て、図３を用いて説明する。フォトダイオードＰＤから
の信号電荷の読み出しに先立って、リセットＭＯＳＭ１
のゲートへのΦＲＥＳ１および、垂直信号線リセットＭ
ＯＳＭ８のゲートへのΦＶＲＥＳがハイレベルとなる
（〜ｔ１）。これによって、増幅ＭＯＳＭ３のゲートが
ＶＲに、垂直信号線Ｖ１〜ＶｎがＶＶＲにリセットされ
る。リセットＭＯＳＭ１のゲートへのΦＲＥＳ１およ
び、垂直信号線リセットＭＯＳＭ８のゲートへのΦＶＲ
ＥＳがロウレベルに復帰した後に（ｔ１）、選択ＭＯＳ
Ｍ２のゲートへのΦＳＥＬ１および、ノイズ信号転送ス
イッチＭ４のゲートへのΦＴＮがハイレベルとなる（ｔ
２）。これによって、リセットノイズが重畳されたリセ
ット信号（ノイズ信号）を増幅ＭＯＳＭ３のゲインをＡ
倍とし、ゲート・ソース間電圧ＶＧＳだけレベルシフト
した電圧がノイズ信号保持容量ＣＴＮに読み出される。
この電圧Ｖ１Ｎは次式で表される。
て、図３を用いて説明する。フォトダイオードＰＤから
の信号電荷の読み出しに先立って、リセットＭＯＳＭ１
のゲートへのΦＲＥＳ１および、垂直信号線リセットＭ
ＯＳＭ８のゲートへのΦＶＲＥＳがハイレベルとなる
（〜ｔ１）。これによって、増幅ＭＯＳＭ３のゲートが
ＶＲに、垂直信号線Ｖ１〜ＶｎがＶＶＲにリセットされ
る。リセットＭＯＳＭ１のゲートへのΦＲＥＳ１およ
び、垂直信号線リセットＭＯＳＭ８のゲートへのΦＶＲ
ＥＳがロウレベルに復帰した後に（ｔ１）、選択ＭＯＳ
Ｍ２のゲートへのΦＳＥＬ１および、ノイズ信号転送ス
イッチＭ４のゲートへのΦＴＮがハイレベルとなる（ｔ
２）。これによって、リセットノイズが重畳されたリセ
ット信号（ノイズ信号）を増幅ＭＯＳＭ３のゲインをＡ
倍とし、ゲート・ソース間電圧ＶＧＳだけレベルシフト
した電圧がノイズ信号保持容量ＣＴＮに読み出される。
この電圧Ｖ１Ｎは次式で表される。
【００３６】 Ｖ１Ｎ＝Ａ（ＶＲ−ＶＧＳ） …（６） ここで、ゲート・ソース間電圧ＶＧＳは、前述のように
各画素セルごとの増幅ＭＯＳのしきい値Ｖｔｈのばらつ
きによってばらつく。次に、選択ＭＯＳＭ２のゲートへ
のΦＳＥＬ１および、ノイズ信号転送スイッチＭ５のゲ
ートへのΦＴＮがロウレベルに復帰する（ｔ３）。
各画素セルごとの増幅ＭＯＳのしきい値Ｖｔｈのばらつ
きによってばらつく。次に、選択ＭＯＳＭ２のゲートへ
のΦＳＥＬ１および、ノイズ信号転送スイッチＭ５のゲ
ートへのΦＴＮがロウレベルに復帰する（ｔ３）。
【００３７】このとき、垂直信号線Ｖ１の電圧は、垂直
信号線につく寄生容量ＣＰと負荷の定電流Ｉ１で決まる
時定数で徐々に放電され降下する。ここで、負荷の定電
流Ｉ１が接続されているために、垂直信号線Ｖ１をリセ
ットする電圧ＶＶＲを高めに設定し、信号読み出し初期
において、増幅ＭＯＳＭ３がオフ状態にあったとして
も、負荷の定電流により垂直信号線の電圧が降下してい
くため、最終的には増幅ＭＯＳＭ３はオン状態となり、
信号が読み出されることになる。したがって、垂直信号
線のリセット電圧に制限がない。
信号線につく寄生容量ＣＰと負荷の定電流Ｉ１で決まる
時定数で徐々に放電され降下する。ここで、負荷の定電
流Ｉ１が接続されているために、垂直信号線Ｖ１をリセ
ットする電圧ＶＶＲを高めに設定し、信号読み出し初期
において、増幅ＭＯＳＭ３がオフ状態にあったとして
も、負荷の定電流により垂直信号線の電圧が降下してい
くため、最終的には増幅ＭＯＳＭ３はオン状態となり、
信号が読み出されることになる。したがって、垂直信号
線のリセット電圧に制限がない。
【００３８】次に、信号電荷の転送に先立って垂直信号
線リセットＭＯＳＭ８のゲートへのΦＶＲＥＳがハイレ
ベルとなり（ｔ４）、垂直信号線が再度ＶＶＲにリセッ
トされる。これによって、次に光信号を読み出すときの
垂直信号線の初期電圧が、ノイズ信号を読み出したとき
のそれに等しくなる。従って、高速読み出しを行う場合
のように、ノイズ信号の読み出しと光信号の読み出しと
の間に十分な時間がとれない場合においても、ノイズ信
号と光信号間に出力電圧差が生じないため、後述するノ
イズ除去動作を高精度に行うことが可能である。
線リセットＭＯＳＭ８のゲートへのΦＶＲＥＳがハイレ
ベルとなり（ｔ４）、垂直信号線が再度ＶＶＲにリセッ
トされる。これによって、次に光信号を読み出すときの
垂直信号線の初期電圧が、ノイズ信号を読み出したとき
のそれに等しくなる。従って、高速読み出しを行う場合
のように、ノイズ信号の読み出しと光信号の読み出しと
の間に十分な時間がとれない場合においても、ノイズ信
号と光信号間に出力電圧差が生じないため、後述するノ
イズ除去動作を高精度に行うことが可能である。
【００３９】次に、電荷転送スイッチＴＸのゲートへの
ΦＴＸ１がハイレベルとなり（ｔ５）、フォトダイオー
ドＰＤの光信号電荷が、増幅ＭＯＳＭ３のゲートに転送
される。電荷転送スイッチＴＸのゲートへのΦＴＸ１が
ローレベルに（ｔ６）、垂直信号線リセットスイッチの
ゲートへのΦＶＲＥＳがロウレベルに復帰した後に（ｔ
７）、選択ＭＯＳＭ２のゲートへのΦＳＥＬ１および、
光信号転送スイッチＭ５のゲートへのΦＴＳがハイレベ
ルとなる（ｔ８）。これによって、光信号Ｖｓｉｇを増
幅ＭＯＳのゲインＡ倍し、ゲート・ソース間電圧だけレ
ベルシフトした電圧が光信号保持容量ＣＴＳに読み出さ
れる。この電圧は次式で表される。
ΦＴＸ１がハイレベルとなり（ｔ５）、フォトダイオー
ドＰＤの光信号電荷が、増幅ＭＯＳＭ３のゲートに転送
される。電荷転送スイッチＴＸのゲートへのΦＴＸ１が
ローレベルに（ｔ６）、垂直信号線リセットスイッチの
ゲートへのΦＶＲＥＳがロウレベルに復帰した後に（ｔ
７）、選択ＭＯＳＭ２のゲートへのΦＳＥＬ１および、
光信号転送スイッチＭ５のゲートへのΦＴＳがハイレベ
ルとなる（ｔ８）。これによって、光信号Ｖｓｉｇを増
幅ＭＯＳのゲインＡ倍し、ゲート・ソース間電圧だけレ
ベルシフトした電圧が光信号保持容量ＣＴＳに読み出さ
れる。この電圧は次式で表される。
【００４０】 Ｖ１Ｓ＝Ａ（Ｖｓｉｇ−ＶＧＳ） …（７） 次に、選択ＭＯＳＭ２のゲートへのΦＳＥＬ１および、
光信号転送スイッチＭ５のゲートへのΦＴＳがロウレベ
ルに復帰する（ｔ９）。このとき、垂直信号線Ｖ１の電
圧は、垂直信号線Ｖ１につく寄生容量Ｃｐと負荷の定電
流Ｉ１で決まる時定数で徐々に放電され降下する。
光信号転送スイッチＭ５のゲートへのΦＴＳがロウレベ
ルに復帰する（ｔ９）。このとき、垂直信号線Ｖ１の電
圧は、垂直信号線Ｖ１につく寄生容量Ｃｐと負荷の定電
流Ｉ１で決まる時定数で徐々に放電され降下する。
【００４１】次に、垂直信号線リセットＭＯＳＭ８のゲ
ートへのΦＶＲＥＳが再度ハイレベルとなり（ｔ１
０）、垂直信号線Ｖ１〜Ｖｎがリセットされる。ここま
での動作で、第１行目に接続された画素セルＳ１１〜Ｓ
１ｎのノイズ信号と光信号が、それぞれの列に接続され
たノイズ信号保持容量ＣＴＮと光信号保持容量ＣＴＳに
保持される。
ートへのΦＶＲＥＳが再度ハイレベルとなり（ｔ１
０）、垂直信号線Ｖ１〜Ｖｎがリセットされる。ここま
での動作で、第１行目に接続された画素セルＳ１１〜Ｓ
１ｎのノイズ信号と光信号が、それぞれの列に接続され
たノイズ信号保持容量ＣＴＮと光信号保持容量ＣＴＳに
保持される。
【００４２】この後、水平走査回路ブロックからの信号
Ｈ１〜Ｈｎによって、各列の水平転送スイッチＭ６、Ｍ
７のゲートが順次ハイレベルとなり（ｔ１１）、ノイズ
保持容量ＣＴＮと光信号保持容量ＣＴＳに保持されてい
た電圧が、順次差動回路ブロックに読み出される。差動
回路ブロックでは、光信号Ｖ１Ｓ〜ＶｎＳとノイズ信号
Ｖ１Ｎ〜ＶｎＮの差がとられ、出力端子ＶＯＵＴに順次
出力される。例えば第１列の出力電圧ＶＯＵＴは、上記
式（７）から式（６）を差し引いた次式で表される。
Ｈ１〜Ｈｎによって、各列の水平転送スイッチＭ６、Ｍ
７のゲートが順次ハイレベルとなり（ｔ１１）、ノイズ
保持容量ＣＴＮと光信号保持容量ＣＴＳに保持されてい
た電圧が、順次差動回路ブロックに読み出される。差動
回路ブロックでは、光信号Ｖ１Ｓ〜ＶｎＳとノイズ信号
Ｖ１Ｎ〜ＶｎＮの差がとられ、出力端子ＶＯＵＴに順次
出力される。例えば第１列の出力電圧ＶＯＵＴは、上記
式（７）から式（６）を差し引いた次式で表される。
【００４３】 ＶＯＵＴ＝Ｖ１Ｓ−Ｖ１Ｎ＝Ａ（Ｖｓｉｇ−ＶＲ） …（８） 従って、固定パターンノイズの原因となる各画素セルご
との増幅ＭＯＳのしきい値Ｖｔｈのばらつきが除去され
た信号が出力される。また、式（８）の右項中Ｖｓｉｇ
及びＶRには、リセットノイズが加算されているので、
結果としてフォトダイオードＰＤで得られた光電荷が増
幅されて出力電圧ＶＯＵＴとなっている。
との増幅ＭＯＳのしきい値Ｖｔｈのばらつきが除去され
た信号が出力される。また、式（８）の右項中Ｖｓｉｇ
及びＶRには、リセットノイズが加算されているので、
結果としてフォトダイオードＰＤで得られた光電荷が増
幅されて出力電圧ＶＯＵＴとなっている。
【００４４】以上で、第１行目に接続された画素セルの
読み出しが完了する。この後、第２行目の読み出しに先
立って、ノイズ信号保持容量ＣＴＮおよび光信号保持容
量ＣＴＳのリセットスイッチＭ９、Ｍ１０のゲートへの
ΦＣＴＲがハイレベルとなり、ＶＲＣＴにリセットされ
る。以下同様に、垂直走査回路のブロックＶＳＲからの
信号によって、第２行目〜第ｍ行目に接続された画素セ
ルＣ２１〜Ｃｍｎの信号が順次読み出され、全画素セル
の読み出しが完了する。
読み出しが完了する。この後、第２行目の読み出しに先
立って、ノイズ信号保持容量ＣＴＮおよび光信号保持容
量ＣＴＳのリセットスイッチＭ９、Ｍ１０のゲートへの
ΦＣＴＲがハイレベルとなり、ＶＲＣＴにリセットされ
る。以下同様に、垂直走査回路のブロックＶＳＲからの
信号によって、第２行目〜第ｍ行目に接続された画素セ
ルＣ２１〜Ｃｍｎの信号が順次読み出され、全画素セル
の読み出しが完了する。
【００４５】上記式（８）におけるゲインＡは、増幅Ｍ
ＯＳＭ３が電流源Ｉ１を負荷とするソースフォロワ方式
の増幅器で構成されているので、電圧ゲインはほぼ１で
ある。従って、差動回路ブロックのゲインを１とする
と、光信号成分とノイズ信号成分の差電圧がそのまま出
力されることになる。また、増幅ＭＯＳＭ３のしきい値
のバラツキやリセットＭＯＳＭ１のしきい値のバラツキ
及びリセットノイズ等を除去できるので、高Ｓ／Ｎの画
像信号を得ることができる。
ＯＳＭ３が電流源Ｉ１を負荷とするソースフォロワ方式
の増幅器で構成されているので、電圧ゲインはほぼ１で
ある。従って、差動回路ブロックのゲインを１とする
と、光信号成分とノイズ信号成分の差電圧がそのまま出
力されることになる。また、増幅ＭＯＳＭ３のしきい値
のバラツキやリセットＭＯＳＭ１のしきい値のバラツキ
及びリセットノイズ等を除去できるので、高Ｓ／Ｎの画
像信号を得ることができる。
【００４６】また、上記実施形態では、保持容量ＣTN，
ＣTSまでの読み出しに、キャパシタ容量の分割電圧で読
み出す方式を採用していないので、保持容量の値が垂直
出力線の寄生容量に影響されず、コンパクトな固体撮像
装置及び高速読み出しを可能とする。
ＣTSまでの読み出しに、キャパシタ容量の分割電圧で読
み出す方式を採用していないので、保持容量の値が垂直
出力線の寄生容量に影響されず、コンパクトな固体撮像
装置及び高速読み出しを可能とする。
【００４７】［第２実施形態］図４は、本発明の第２実
施形態を示す画素セルの要部構成を表す図である。図４
を用いて各画素セルの要部構成について説明する。本画
素セル及びその周辺回路は、ＣＭＯＳ・ＬＳＩプロセス
技術によって製造され、ＣＭＯＳセンサと称される。
施形態を示す画素セルの要部構成を表す図である。図４
を用いて各画素セルの要部構成について説明する。本画
素セル及びその周辺回路は、ＣＭＯＳ・ＬＳＩプロセス
技術によって製造され、ＣＭＯＳセンサと称される。
【００４８】図４において、光信号電荷を発生するフォ
トダイオードＰＤは、この例ではアノード側が接地され
ている。フォトダイオードＰＤのカソード側は、電荷転
送スイッチＴＸを介して増幅ＭＯＳＭ３のゲートに接続
されている。また、上記増幅ＭＯＳＭ３のゲートには、
これをリセットするためのリセットＭＯＳＭ１のソース
が接続され、リセットＭＯＳＭ１のドレインは、リセッ
ト電圧ＶＲに接続されている。さらに、上記増幅ＭＯＳ
Ｍ３のドイレンは、動作電圧ＶＤＤに接続され、ソース
は増幅ＭＯＳを垂直信号線に接続するための選択ＭＯＳ
Ｍ２に接続されている。行選択ＭＯＳＭ２を増幅ＭＯＳ
Ｍ３のソースに接続しているので、図２の画素セルに対
して、ＶＤＤ側のダイナミックレンジを広げることがで
きる。
トダイオードＰＤは、この例ではアノード側が接地され
ている。フォトダイオードＰＤのカソード側は、電荷転
送スイッチＴＸを介して増幅ＭＯＳＭ３のゲートに接続
されている。また、上記増幅ＭＯＳＭ３のゲートには、
これをリセットするためのリセットＭＯＳＭ１のソース
が接続され、リセットＭＯＳＭ１のドレインは、リセッ
ト電圧ＶＲに接続されている。さらに、上記増幅ＭＯＳ
Ｍ３のドイレンは、動作電圧ＶＤＤに接続され、ソース
は増幅ＭＯＳを垂直信号線に接続するための選択ＭＯＳ
Ｍ２に接続されている。行選択ＭＯＳＭ２を増幅ＭＯＳ
Ｍ３のソースに接続しているので、図２の画素セルに対
して、ＶＤＤ側のダイナミックレンジを広げることがで
きる。
【００４９】図１の固体撮像装置の各画素セルＣ１１〜
Ｃｍｎを、図４に示した上記画素セルの回路に置き換え
た場合においても、第１実施形態と同様の構成が可能で
あり、第１実施形態と同様の動作方法によって同様の効
果が得られることは言うまでもない。
Ｃｍｎを、図４に示した上記画素セルの回路に置き換え
た場合においても、第１実施形態と同様の構成が可能で
あり、第１実施形態と同様の動作方法によって同様の効
果が得られることは言うまでもない。
【００５０】本固体撮像装置においても、図３に示した
タイミングチャートにより各画素セルのノイズ信号成分
をｔ２〜ｔ３間に、光信号成分をｔ８〜ｔ９期間に読み
出し、差動回路ブロックでその差の出力信号ＶＯＵＴを
得ることができる。
タイミングチャートにより各画素セルのノイズ信号成分
をｔ２〜ｔ３間に、光信号成分をｔ８〜ｔ９期間に読み
出し、差動回路ブロックでその差の出力信号ＶＯＵＴを
得ることができる。
【００５１】 ＶＯＵＴ＝Ｖ１Ｓ−Ｖ１Ｎ＝Ａ（Ｖｓｉｇ−ＶＲ） …（８） この出力信号ＶＯＵＴには、リセットＭＯＳＭ１や増幅
ＭＯＤＭ３のしきい値Ｖｔｈが含まれていないので、従
来問題とされていたＣＭＯＳセンサの固定パターンノイ
ズを削減できる。式（８）の右項中Ｖｓｉｇ及びＶＲに
は、リセットノイズが含まれることになり、結果として
フォトダイオードＰＤで得られた光電荷そのものが電圧
変換されて、出力電圧ＶＯＵＴとなり、ノイズ成分をそ
の増幅回路のしきい値等のバラツキをも削減して、Ｓ／
Ｎの高い画像信号を得ている。
ＭＯＤＭ３のしきい値Ｖｔｈが含まれていないので、従
来問題とされていたＣＭＯＳセンサの固定パターンノイ
ズを削減できる。式（８）の右項中Ｖｓｉｇ及びＶＲに
は、リセットノイズが含まれることになり、結果として
フォトダイオードＰＤで得られた光電荷そのものが電圧
変換されて、出力電圧ＶＯＵＴとなり、ノイズ成分をそ
の増幅回路のしきい値等のバラツキをも削減して、Ｓ／
Ｎの高い画像信号を得ている。
【００５２】また、垂直走査回路や水平走査回路等を含
むＣＭＯＳプロセス技術による高集積化も可能となり、
小型化、低消費電力のイメージセンサを得ることができ
る。
むＣＭＯＳプロセス技術による高集積化も可能となり、
小型化、低消費電力のイメージセンサを得ることができ
る。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リセットノイズによる信号のＳ／Ｎ劣化や、増幅ＭＯＳ
のしきい値Ｖｔｈのバラツキによる信号のＳ／Ｎの劣化
を抑制することができ、かつ、以下のような効果があ
る。
リセットノイズによる信号のＳ／Ｎ劣化や、増幅ＭＯＳ
のしきい値Ｖｔｈのバラツキによる信号のＳ／Ｎの劣化
を抑制することができ、かつ、以下のような効果があ
る。
【００５４】 増幅素子の負荷手段を設け、信号を一
時保持するための容量にソースフォロワで読み出すた
め、上記容量はクランプ容量Ｃ１（図５）と比較し、小
さい容量で十分な感度がとれるため、チップサイズを小
さくできる。
時保持するための容量にソースフォロワで読み出すた
め、上記容量はクランプ容量Ｃ１（図５）と比較し、小
さい容量で十分な感度がとれるため、チップサイズを小
さくできる。
【００５５】 垂直信号線をリセットするスイッチを
設け、ノイズ信号読み出しの後、光信号読み出しに先立
って垂直信号線をリセットすることによって、高速読み
出しを行う場合においても、ノイズ信号と光信号間に出
力電圧差が生じないため、ノイズ除去動作を高精度に行
うことが可能である。
設け、ノイズ信号読み出しの後、光信号読み出しに先立
って垂直信号線をリセットすることによって、高速読み
出しを行う場合においても、ノイズ信号と光信号間に出
力電圧差が生じないため、ノイズ除去動作を高精度に行
うことが可能である。
【００５６】 増幅ＭＯＳに負荷手段を設けることに
よって、垂直信号線をリセットする電圧を高めに設定
し、信号読み出し初期において、増幅ＭＯＳがオフ状態
にあったとしても、負荷の定電流により垂直信号線の電
圧が降下していくため、最終的には増幅ＭＯＳはオン状
態となり、信号が読み出されることになる。従って垂直
信号線のリセット電圧に制限がない。
よって、垂直信号線をリセットする電圧を高めに設定
し、信号読み出し初期において、増幅ＭＯＳがオフ状態
にあったとしても、負荷の定電流により垂直信号線の電
圧が降下していくため、最終的には増幅ＭＯＳはオン状
態となり、信号が読み出されることになる。従って垂直
信号線のリセット電圧に制限がない。
【００５７】 ノイズ読み出しと、光信号読み出しの
前に、それぞれ出力線をリセットすることによって、画
素からの信号を読み出すごとに、出力線がリフレッシュ
され、隣接する画素間の干渉を抑えることが可能であ
り、クロスモジュレーションやブルーミングを防止でき
る。
前に、それぞれ出力線をリセットすることによって、画
素からの信号を読み出すごとに、出力線がリフレッシュ
され、隣接する画素間の干渉を抑えることが可能であ
り、クロスモジュレーションやブルーミングを防止でき
る。
【図１】本発明の第１実施形態を示す固体撮像装置の構
成要素を説明するブロック図である。
成要素を説明するブロック図である。
【図２】本発明の固体撮像装置の各画素セルの要部構成
を説明する回路図である。
を説明する回路図である。
【図３】本発明の固体撮像装置の動作を説明する動作タ
イミング図である。
イミング図である。
【図４】本発明の固体撮像装置の各画素セルの要部構成
を説明する回路図であり、本発明の第２実施形態を示す
回路図である。
を説明する回路図であり、本発明の第２実施形態を示す
回路図である。
【図５】従来例の固体撮像装置の等価回路図である。
【図６】図６の従来例の固体撮像装置の１画素相当の等
価回路図である。
価回路図である。
【図７】図６の従来例の固体撮像装置の動作タイミング
図である。
図である。
【図８】従来例の固体撮像装置のセンサーエリアのブロ
ック図である。
ック図である。
【図９】図８の従来例の固体撮像装置の水平スイッチ回
路図である。
路図である。
【図１０】図８の従来例の固体撮像装置の動作タイミン
グ図である。
グ図である。
【図１１】従来例の問題点を説明するための図である。
ＰＤ フォトダイオード Ｍ１ リセットＭＯＳ Ｍ２ 行選択ＭＯＳ Ｍ３ 増幅ＭＯＳトランジスタ Ｍ４ ノイズ信号転送ゲート Ｍ５ 光信号転送ゲート Ｍ６，Ｍ７ 転送ＭＯＳ Ｍ８ 垂直出力線リセットＭＯＳ Ｍ９，Ｍ１０ 保持容量リセットＭＯＳ Ｓ１１〜Ｓｍｎ 画素セル Ｖ１〜Ｖｎ 垂直出力線 ＶＳＲ 垂直走査回路ブロック ＨＳＲ 水平走査回路ブロック ΦＴＸ 転送パルス ΦＲＥＳ リセットパルス ΦＳＥＬ 行選択パルス ΦＴＮ ノイズ信号転送パルス ΦＴＳ 光信号転送パルス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 徹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 樋山 拓己 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 上野 勇武 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 須川 成利 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 4M118 AA01 AA05 AB01 BA14 CA02 DB01 DD10 DD12 FA06 FA42 5C024 AA01 CA03 CA05 CA12 FA01 FA11 GA01 GA31 GA33
Claims (8)
- 【請求項１】 光ダイオードで発生された信号電荷を転
送する電荷転送手段と、この電荷転送手段により前記光
ダイオードから転送された信号電荷を入力端子に受け画
素の出力線に出力する増幅手段と、この増幅手段の入力
端子をリセットする第１のリセット手段を含む画素セル
を複数個備え、上記画素の出力線には上記増幅手段の負
荷手段と第２のリセット手段が設けられていることを特
徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の固体撮像装置におい
て、上記画素からの出力信号を一時保持するための第１
の容量と、上記保持容量に転送するための第３のスイッ
チ手段が設けられていることを特徴とする固体撮像装
置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の固体撮像装置におい
て、第１のタイミングにおいて読み出したリセット電圧
を一時保持するための第１の容量と、上記第１の保持容
量に転送するための第４のスイッチ手段と、第２のタイ
ミングにおいて読み出した光信号電圧を一時保持するた
めの第２の容量と、上記第２の保持容量に転送するため
の第５のスイッチ手段とを設けたことを特徴とする固体
撮像装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の固体撮像装置におい
て、上記増幅手段と電源との間に、行を選択する第６の
スイッチ手段を設けたことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載の固体撮像装置におい
て、上記増幅手段と前記画素の出力線との間に、行を選
択する第７のスイッチ手段を設けたことを特徴とする固
体撮像装置。 - 【請求項６】 光ダイオードで発生された信号電荷を転
送する電荷転送手段と、この電荷転送手段により前記光
ダイオードから転送された信号電荷を入力端子に受け画
素の出力線に出力する増幅手段と、この増幅手段の入力
端子をリセットする第１のリセット手段を含む画素セル
を複数個備えた固体撮像装置であって、第１のタイミン
グにおいて、上記第１のリセット手段を動作させて増幅
手段の入力端子をリセットしてリセット電圧を読み出
し、第２のタイミングで、上記電荷転送手段を制御して
上記光ダイオードで発生された信号電荷を前記増幅手段
の入力端子に転送してそれに対応した電圧を読み出す固
体撮像装置の駆動方法において、前記信号電荷の読み出
しに先立って第２のリセット手段を制御し前記画素の出
力線をリセットすることを特徴とする固体撮像装置の駆
動方法。 - 【請求項７】 請求項６に記載の固体撮像装置の駆動方
法において、前記第１のタイミングで読み出したリセッ
ト電圧を第４のスイッチ手段により一時保持するための
第１の容量に転送し、前記第２のタイミングで上記画素
からの出力信号を第３のスイッチ手段により一時保持す
るための第２の容量に転送することを特徴とする固体撮
像装置の駆動方法。 - 【請求項８】 請求項６に記載の固体撮像装置の駆動方
法において、上記増幅手段と電源との間に行を選択する
第６のスイッチ手段を設け行選択パルスによって前記出
力線に前記リセット電圧及び前記信号電荷を読み出し、
又は、上記増幅手段と前記画素の出力線との間に行を選
択する第７のスイッチ手段を設け前記行選択パルスによ
って前記出力線に前記リセット電圧及び前記信号電荷を
読み出すことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16992498A JP3667094B2 (ja) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | 固体撮像装置 |
| US09/291,006 US6963372B1 (en) | 1998-04-24 | 1999-04-14 | Solid-state image sensing apparatus and method of operating the same |
| DE69922730T DE69922730T2 (de) | 1998-04-24 | 1999-04-21 | Festkörperbildaufnahmevorrichtung |
| EP99303078A EP0952730B1 (en) | 1998-04-24 | 1999-04-21 | Solid-state image sensing apparatus |
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|---|---|---|---|
| JP16992498A JP3667094B2 (ja) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | 固体撮像装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000004399A true JP2000004399A (ja) | 2000-01-07 |
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Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004215048A (ja) * | 2003-01-07 | 2004-07-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JP2005341509A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-08 | Micron Technology Inc | 動作安定画素バイアス回路 |
| US7030922B2 (en) | 2001-07-17 | 2006-04-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus which reduces noise generated in an amplifier transistor |
| JP2006253903A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Sony Corp | 撮像デバイス |
| US7675095B2 (en) | 2004-04-26 | 2010-03-09 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and driving method therefor |
| JP2010068545A (ja) * | 2009-12-21 | 2010-03-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の駆動方法 |
| JP2010192989A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Canon Inc | 固体撮像素子及び撮像装置 |
| JP2010219974A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および電子機器 |
| US7808535B2 (en) | 2000-04-12 | 2010-10-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of driving the same |
| US7825982B2 (en) | 2004-06-17 | 2010-11-02 | Aptina Imaging Corporation | Operation stabilized pixel bias circuit |
| US7872218B2 (en) | 2004-05-18 | 2011-01-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Radiation image pickup apparatus and its control method |
| JP2012054952A (ja) * | 2011-09-28 | 2012-03-15 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及び半導体装置の駆動方法 |
| JP2012060538A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
| JP2013093872A (ja) * | 2012-12-19 | 2013-05-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置、ｘ線カメラ及び電子機器 |
| WO2013136610A1 (ja) | 2012-03-13 | 2013-09-19 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 固体撮像装置用信号処理装置および固体撮像装置 |
| WO2013153991A1 (ja) | 2012-04-09 | 2013-10-17 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 固体撮像装置 |
| WO2013157407A1 (ja) | 2012-04-19 | 2013-10-24 | 国立大学法人東北大学 | 固体撮像装置 |
| WO2013157423A1 (ja) | 2012-04-19 | 2013-10-24 | 国立大学法人東北大学 | 固体撮像装置 |
| KR20140080900A (ko) * | 2012-12-20 | 2014-07-01 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 아날로그 디지털 변환기 및 이를 사용한 아날로그 디지털 변환 방법 |
| WO2014178179A1 (ja) * | 2013-04-30 | 2014-11-06 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像素子および撮像装置 |
| US8957953B2 (en) | 2011-10-14 | 2015-02-17 | Olympus Corporation | Imaging device and endoscopic device |
| JP2017157929A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 株式会社リコー | 固体撮像装置及び画像読取装置 |
-
1998
- 1998-06-17 JP JP16992498A patent/JP3667094B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8355065B2 (en) | 2000-04-12 | 2013-01-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of driving the same |
| US8743250B2 (en) | 2000-04-12 | 2014-06-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of driving the same |
| US8203636B2 (en) | 2000-04-12 | 2012-06-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of driving the same |
| US9274236B2 (en) | 2000-04-12 | 2016-03-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of driving the same |
| US7808535B2 (en) | 2000-04-12 | 2010-10-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of driving the same |
| US9568615B2 (en) | 2000-04-12 | 2017-02-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of driving the same |
| US9019408B2 (en) | 2000-04-12 | 2015-04-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of driving the same |
| US7030922B2 (en) | 2001-07-17 | 2006-04-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus which reduces noise generated in an amplifier transistor |
| JP2004215048A (ja) * | 2003-01-07 | 2004-07-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
| US9029925B2 (en) | 2004-04-26 | 2015-05-12 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and driving method thereof |
| US9865633B2 (en) | 2004-04-26 | 2018-01-09 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and driving method therefor |
| US7675095B2 (en) | 2004-04-26 | 2010-03-09 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and driving method therefor |
| US8008697B2 (en) | 2004-04-26 | 2011-08-30 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and driving method therefor |
| US8618589B2 (en) | 2004-04-26 | 2013-12-31 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and driving method therefor |
| US7872218B2 (en) | 2004-05-18 | 2011-01-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Radiation image pickup apparatus and its control method |
| JP2005341509A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-08 | Micron Technology Inc | 動作安定画素バイアス回路 |
| JP4615898B2 (ja) * | 2004-05-31 | 2011-01-19 | マイクロン テクノロジー， インク． | 動作安定画素バイアス回路 |
| US7825982B2 (en) | 2004-06-17 | 2010-11-02 | Aptina Imaging Corporation | Operation stabilized pixel bias circuit |
| JP2006253903A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Sony Corp | 撮像デバイス |
| JP4534804B2 (ja) * | 2005-03-09 | 2010-09-01 | ソニー株式会社 | 撮像デバイス |
| KR101219865B1 (ko) | 2005-03-09 | 2013-01-18 | 소니 주식회사 | 촬상 디바이스 |
| US7961240B2 (en) | 2005-03-09 | 2011-06-14 | Sony Corporation | Image pickup device |
| JP2010192989A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Canon Inc | 固体撮像素子及び撮像装置 |
| JP2010219974A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および電子機器 |
| JP2010068545A (ja) * | 2009-12-21 | 2010-03-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の駆動方法 |
| JP2012060538A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
| JP2012054952A (ja) * | 2011-09-28 | 2012-03-15 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及び半導体装置の駆動方法 |
| US8957953B2 (en) | 2011-10-14 | 2015-02-17 | Olympus Corporation | Imaging device and endoscopic device |
| WO2013136610A1 (ja) | 2012-03-13 | 2013-09-19 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 固体撮像装置用信号処理装置および固体撮像装置 |
| US8759740B2 (en) | 2012-03-13 | 2014-06-24 | Olympus Medical Systems Corp. | Signal processing system for solid-state imaging device and solid-state imaging device |
| US8829411B2 (en) | 2012-04-09 | 2014-09-09 | Olympus Medical Systems Corp. | Solid-state imaging device |
| WO2013153991A1 (ja) | 2012-04-09 | 2013-10-17 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 固体撮像装置 |
| WO2013157407A1 (ja) | 2012-04-19 | 2013-10-24 | 国立大学法人東北大学 | 固体撮像装置 |
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| US9294698B2 (en) | 2012-04-19 | 2016-03-22 | Tohoku University | Solid-state image pickup apparatus |
| WO2013157423A1 (ja) | 2012-04-19 | 2013-10-24 | 国立大学法人東北大学 | 固体撮像装置 |
| US9264637B2 (en) | 2012-04-19 | 2016-02-16 | Tohoku University | Solid-state image pickup apparatus |
| JP2013093872A (ja) * | 2012-12-19 | 2013-05-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置、ｘ線カメラ及び電子機器 |
| KR20140080900A (ko) * | 2012-12-20 | 2014-07-01 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 아날로그 디지털 변환기 및 이를 사용한 아날로그 디지털 변환 방법 |
| KR101964404B1 (ko) | 2012-12-20 | 2019-04-01 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 아날로그 디지털 변환기 및 이를 사용한 아날로그 디지털 변환 방법 |
| WO2014178179A1 (ja) * | 2013-04-30 | 2014-11-06 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像素子および撮像装置 |
| JP2017157929A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 株式会社リコー | 固体撮像装置及び画像読取装置 |
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