JP2000224492A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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JP2000224492A
JP2000224492A JP11021311A JP2131199A JP2000224492A JP 2000224492 A JP2000224492 A JP 2000224492A JP 11021311 A JP11021311 A JP 11021311A JP 2131199 A JP2131199 A JP 2131199A JP 2000224492 A JP2000224492 A JP 2000224492A
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vertical
solid
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Yoshitaka Egawa
佳孝 江川
Yukio Endo
幸雄 遠藤
Shinji Osawa
慎治 大澤
Yoriko Tanaka
頼子 田中
Takeshi Arakawa
毅 荒川
Yoshiyuki Tomizawa
義行 富澤
Makoto Hoshino
誠 星野
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Toshiba AVE Co Ltd
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup device capable of preventing the fluctuation of the loads of a vertical shift register for read and the vertical shift register for an electronic shutter in the case of performing an electronic shutter operation and preventing the generation of image noise such as horizontal stripes on the display screen of output signals. SOLUTION: This device is provided with an image pickup area where a unit cell provided with a photodiode PD to be a pixel is two-dimensionally arranged, plural read lines 4 for driving the read transistor Td of each pixel row, plural vertical selection lines 6 for driving the vertical selection transistor Ta of each of the pixel rows, a vertical driving circuit 24 for selectively driving the plural read lines 4 and selectively driving the plural vertical selection lines 6, plural vertical signal lines VLIN for outputting signals from each unit cell of the successively driven pixel rows and row selection circuits 2, 21 and 22 for controlling the vertical driving circuit so as to successively drive the read transistor Td of each pixel two times at a desired signal storage timing and a signal read timing and to drive the vertical selection transistor Ta of the pixel row at the signal read timing.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置に係
り、特に固体撮像装置の可変電子シャッタ制御回路およ
び画素信号読み出し制御回路に関するもので、例えばビ
デオカメラ、電子スティールカメラなどに使用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device, and more particularly to a variable electronic shutter control circuit and a pixel signal readout control circuit of a solid-state imaging device, and is used for, for example, a video camera and an electronic still camera.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12は、1画素毎に画素信号の読み出
しが可能な読み出し回路を備えた従来例1のCMOS固
体撮像装置(増幅型CMOSイメージセンサ)の等価回
路を示している。
2. Description of the Related Art FIG. 12 shows an equivalent circuit of a CMOS solid-state imaging device (amplification type CMOS image sensor) of a first conventional example having a readout circuit capable of reading out a pixel signal for each pixel.

【0003】図12において、セル領域(撮像領域)に
は1ピクセル(1画素)/1ユニットの単位セルが二次
元の行列状に配置されて形成されている。
In FIG. 12, unit cells of one pixel (one pixel) / one unit are arranged in a two-dimensional matrix in a cell area (imaging area).

【0004】各単位セルは、例えば4個のトランジスタ
Ta、Tb、Tc、Tdと、1個のフォトダイオードP
Dから構成される。
Each unit cell includes, for example, four transistors Ta, Tb, Tc, Td and one photodiode P
D.

【0005】即ち、アノード側に接地電位が与えられる
フォトダイオードPDと、フォトダイオードPDのカソ
ード側に一端側が接続されている読み出しトランジスタ
(シャッタゲートトランジスタ)Tdと、読み出しトラ
ンジスタTdの他端側にゲートが接続されている増幅ト
ランジスタTbと、増幅トランジスタTbの一端側に一
端側が接続されている垂直選択トランジスタ(行選択ト
ランジスタ)Taと、増幅トランジスタTbのゲートに
一端側が接続されているリセットトランジスタTcとを
具備する。
That is, a photodiode PD having a ground potential applied to the anode side, a readout transistor (shutter gate transistor) Td having one end connected to the cathode side of the photodiode PD, and a gate connected to the other end of the readout transistor Td. , A vertical selection transistor (row selection transistor) Ta having one end connected to one end of the amplification transistor Tb, and a reset transistor Tc having one end connected to the gate of the amplification transistor Tb. Is provided.

【0006】そして、前記セル領域には、各画素行に対
応して、同一行の単位セルの各読み出しトランジスタT
dのゲートに共通に接続された読取り線4と、同一行の
単位セルの各垂直選択トランジスタTaのゲートに共通
に接続された垂直選択線6と、同一行の単位セルの各リ
セットトランジスタTcのゲートに共通に接続されたリ
セット線7が形成されている。
The readout transistors T of the unit cells in the same row are provided in the cell area corresponding to each pixel row.
d, a read line 4 commonly connected to the gate of the unit cell, a vertical select line 6 commonly connected to the gate of each vertical select transistor Ta of the unit cell in the same row, and a reset transistor Tc of the unit cell in the same row. A reset line 7 commonly connected to the gate is formed.

【0007】また、前記セル領域には、各画素列に対応
して、同一列の単位セルの各増幅トランジスタTbの他
端側に共通に接続された垂直信号線VLINと、同一列の単
位セルの各リセットトランジスタTcの他端側および各
垂直選択トランジスタTaの他端側に共通に接続された
電源線9が形成されている。
In the cell region, a vertical signal line VLIN commonly connected to the other end of each amplifying transistor Tb of a unit cell in the same column and a unit cell in the same column are provided corresponding to each pixel column. A power supply line 9 commonly connected to the other end of each reset transistor Tc and the other end of each vertical select transistor Ta is formed.

【0008】さらに、セル領域の一端側の外部には、前
記垂直信号線VLINの各一端側と接地ノードとの間にそれ
ぞれ接続された複数の負荷トランジスタTLが水平方向
に配置されている。
Further, a plurality of load transistors TL respectively connected between one end of the vertical signal line VLIN and a ground node are horizontally arranged outside one end of the cell region.

【0009】また、セル領域の他端側の外部には、例え
ば2個のトランジスタTSH、TCLPと2個のコンデンサC
c、Ctから構成された複数のノイズキャンセラ回路が
水平方向に配置されている。
Further, outside the other end of the cell region, for example, two transistors TSH and TCLP and two capacitors C
A plurality of noise canceller circuits composed of c and Ct are arranged in the horizontal direction.

【0010】そして、上記各ノイズキャンセラ回路を介
して前記垂直信号線VLINの各他端側に接続された複数の
水平選択トランジスタTHが水平方向に配置されてい
る。
[0010] A plurality of horizontal selection transistors TH connected to the other ends of the vertical signal lines VLIN via the respective noise canceller circuits are arranged in the horizontal direction.

【0011】上記水平選択トランジスタTHの各他端に
共通に水平信号線HLINが接続されており、この水平信号
線HLINには水平リセットトランジスタ(図示せず)およ
び出力増幅回路AMP が接続されている。
A horizontal signal line HLIN is commonly connected to the other ends of the horizontal selection transistors TH, and a horizontal reset transistor (not shown) and an output amplifier circuit AMP are connected to the horizontal signal line HLIN. .

【0012】なお、前記各ノイズキャンセラ回路は、垂
直信号線VLINの他端側に一端側が接続されたサンプルホ
ールド用のトランジスタTSHと、このサンプルホールド
用のトランジスタTSHの他端側に一端側が接続された結
合コンデンサCcと、この結合コンデンサCcの他端側
と接地ノードとの間に接続された電荷蓄積用のコンデン
サCtと、前記コンデンサCc、Ctの接続ノードに接
続された電位クランプ用のトランジスタTCLPとにより構
成されており、前記コンデンサCc、Ctの接続ノード
に前記水平選択トランジスタTHの一端側が接続されて
いる。
Each of the noise canceller circuits has a sample and hold transistor TSH having one end connected to the other end of the vertical signal line VLIN, and one end connected to the other end of the sample and hold transistor TSH. A coupling capacitor Cc, a charge storage capacitor Ct connected between the other end of the coupling capacitor Cc and a ground node, and a potential clamping transistor TCLP connected to a connection node between the capacitors Cc and Ct. And one end of the horizontal selection transistor TH is connected to a connection node between the capacitors Cc and Ct.

【0013】さらに、セル領域の外部には、セル領域の
複数の垂直選択線6を走査的に選択制御するための垂直
シフトレジスタ2、前記水平選択トランジスタTHを走
査的に駆動するための水平シフトレジスタ3、前記ノイ
ズキャンセラ回路などに供給するための各種のタイミン
グ信号を発生するタイミング発生回路10と、前記ノイ
ズキャンセラ回路の電位クランプ用のトランジスタTCLP
の一端などに所定のバイアス電位を発生するためのバイ
アス発生回路11と、上記垂直シフトレジスタ2の出力
パルスを選択制御してセル領域の各行の垂直選択線6を
走査的に駆動するためのパルスセレクタ2aとがそれぞ
れ配置されている。
Further, outside the cell region, a vertical shift register 2 for scanningly controlling a plurality of vertical selection lines 6 in the cell region, and a horizontal shift register for scanningly driving the horizontal selection transistor TH. A register 3, a timing generating circuit 10 for generating various timing signals to be supplied to the noise canceller circuit and the like, and a potential clamping transistor TCLP of the noise canceller circuit.
A bias generating circuit 11 for generating a predetermined bias potential at one end or the like, and a pulse for selectively controlling an output pulse of the vertical shift register 2 to drive the vertical selection line 6 in each row of the cell region in a scanning manner. The selectors 2a are arranged respectively.

【0014】図13は、図12に示した固体イメージセ
ンサの動作の一例を示すタイミング波形図である。
FIG. 13 is a timing waveform chart showing an example of the operation of the solid-state image sensor shown in FIG.

【0015】次に、図13を参照しながら、図12の固
体イメージセンサの動作を説明する。
Next, the operation of the solid-state image sensor of FIG. 12 will be described with reference to FIG.

【0016】各フォトダイオードPDの入射光が光電変
換されて生じた信号電荷はフォトダイオードPD内に蓄
積される。
Signal charges generated by photoelectrically converting incident light of each photodiode PD are accumulated in the photodiode PD.

【0017】水平帰線期間において、ある一行分の単位
セルからフォトダイオードPDの信号電荷を読み出す
際、まず、各垂直信号線VLINを選択するために、選択対
象行の垂直選択線6の信号(φADRES パルス)をオンに
することにより一行分の行選択トランジスタTaをオン
にする。
In the horizontal blanking period, when reading out the signal charge of the photodiode PD from a unit cell of a certain row, first, in order to select each of the vertical signal lines VLIN, the signal of the vertical selection line 6 of the selected row is selected. Turning on the φADRES pulse) turns on the row selection transistors Ta for one row.

【0018】これにより、前記一行分の単位セルにおい
て、行選択トランジスタTaを介して電源電位VDD(例
えば3.3V)が供給される増幅トランジスタTbと負
荷トランジスタTLからなるソースフォロワ回路を動作
させる。
As a result, in the unit cells for one row, the source follower circuit including the amplifying transistor Tb supplied with the power supply potential VDD (for example, 3.3 V) via the row selection transistor Ta and the load transistor TL is operated.

【0019】次に、前記一行分の単位セルにおいて、リ
セット線7の信号(φRESET パルス)をオンにし、増幅
トランジスタTbのゲート電圧を基準電圧に一定期間リ
セットすることにより、垂直信号線VLINに基準電圧を出
力する。
Next, in the unit cells for one row, the signal (.phi.RESET pulse) of the reset line 7 is turned on, and the gate voltage of the amplification transistor Tb is reset to the reference voltage for a certain period of time. Output voltage.

【0020】しかし、前記したようにリセットされた増
幅トランジスタTbのゲート電位にはばらつきが存在
し、その他端側の垂直信号線VLINのリセット電位にもば
らつきが現われる。
However, there is a variation in the gate potential of the amplification transistor Tb reset as described above, and a variation also appears in the reset potential of the vertical signal line VLIN on the other end.

【0021】そこで、各垂直信号線VLINのリセット電位
のばらつきをリセットするために、予め(例えば前記φ
ADRES パルスのオンと同時に)ノイズキャンセラ回路に
おけるサンプルホールド用トランジスタTSHの駆動信号
(φSHパルス)をオンにしておき、前記垂直信号線VLIN
に基準電圧が出力された後に電位クランプ用のトランジ
スタTCLPの駆動信号(φCLP パルス)を一定時間オンに
することにより、ノイズキャンセラ回路のコンデンサC
c、Ctの接続ノードに基準電圧を設定する。
Therefore, in order to reset the variation of the reset potential of each vertical signal line VLIN, it is necessary to reset (for example, the φ
The drive signal (φSH pulse) of the sample and hold transistor TSH in the noise canceller circuit is turned on at the same time as the ADRES pulse is turned on, and the vertical signal line VLIN is turned on.
By turning on the drive signal (φCLP pulse) of the potential clamping transistor TCLP for a certain period of time after the reference voltage is output to the capacitor C of the noise canceller circuit,
A reference voltage is set to the connection node between c and Ct.

【0022】次に、前記φRESET パルスをオフした後、
所定行の読取り線4を選択してその信号(φREADパル
ス)をオンすることにより、読み出しトランジスタTd
をオンにし、フォトダイオードPDの蓄積電荷を増幅ト
ランジスタTbのゲートに読み出すことによりゲート電
位を変化させる。増幅トランジスタTbは、ゲート電位
の変化量に応じた電圧信号を対応する垂直信号線VLINお
よびノイズキャンセラ回路に出力する。
Next, after turning off the φRESET pulse,
By selecting the read line 4 of a predetermined row and turning on the signal (φREAD pulse), the read transistor Td
Is turned on, and the charge stored in the photodiode PD is read out to the gate of the amplification transistor Tb to change the gate potential. The amplification transistor Tb outputs a voltage signal corresponding to the amount of change in the gate potential to the corresponding vertical signal line VLIN and the noise canceller circuit.

【0023】この後、ノイズキャンセラ回路におけるφ
SHパルスをオフすることにより、前記したように読み出
された基準電圧と信号電圧の差分に相当する信号成分
(ノイズが除去された信号電圧)を電荷蓄積用のコンデ
ンサCtに水平有効走査期間中も蓄積することができ
る。
Thereafter, φ in the noise canceller circuit
By turning off the SH pulse, a signal component (signal voltage from which noise has been removed) corresponding to the difference between the reference voltage and the signal voltage read as described above is applied to the charge storage capacitor Ct during the horizontal effective scanning period. Can also be accumulated.

【0024】つまり、セル領域に起因する各垂直信号線
VLINのリセット電位のばらつきなどのノイズキャンセラ
回路より前段側に混入したノイズは除去される。
That is, each vertical signal line caused by the cell region
Noise mixed into the previous stage from the noise canceller circuit, such as variation in the reset potential of VLIN, is removed.

【0025】そして、φADRES パルスをオフにすること
により垂直選択トランジスタTaがオフ状態に制御され
て単位セルが非選択状態にされることにより、セル領域
と各ノイズキャンセラ回路とが電気的に分離される。
Then, by turning off the φADRES pulse, the vertical selection transistor Ta is controlled to be turned off and the unit cell is set to the non-selected state, so that the cell region and each noise canceller circuit are electrically separated. .

【0026】この後の水平有効走査期間に水平選択トラ
ンジスタTHの駆動信号(φH パルス)を順次オンにす
ることにより、水平選択トランジスタTHが順次オンに
なり、前記コンデンサCc、Ctの接続ノード(信号保
存ノード)の信号電圧が水平信号線HLINに順次読み出さ
れ、出力増幅回路AMP により増幅されて出力する。
By sequentially turning on the drive signal (φH pulse) of the horizontal selection transistor TH during the subsequent horizontal effective scanning period, the horizontal selection transistor TH is sequentially turned on, and the connection node (signal signal) of the capacitors Cc and Ct is turned on. The signal voltage of the storage node is sequentially read out to the horizontal signal line HLIN, amplified by the output amplifier circuit AMP, and output.

【0027】上記動作において、垂直信号線VLINの電圧
VVLIN は、水平帰線期間にはソースホロワ回路の動作電
圧Vm(約1.5V)になる なお、前記したノイズ除去動作は1水平線毎の読み出し
動作毎に行われる。
In the above operation, the voltage of the vertical signal line VLIN
VVLIN becomes the operating voltage Vm (approximately 1.5 V) of the source follower circuit during the horizontal flyback period. The above-described noise removal operation is performed for each horizontal line read operation.

【0028】図14は、図13中のタイミング発生回路
10、垂直シフトレジスタ2およびパルスセレクタ2a
の動作例を示すタイミング波形図である。
FIG. 14 shows the timing generator 10, the vertical shift register 2, and the pulse selector 2a in FIG.
FIG. 6 is a timing waveform chart showing an operation example of FIG.

【0029】ここでは、図12の固体撮像装置が1フィ
ールド=1/30Hz(1フィールドを1フレームとす
る30フレーム/秒の画像)のシステムで使用される場
合を示している。
Here, a case is shown in which the solid-state imaging device of FIG. 12 is used in a system of 1 field = 1/30 Hz (30 frames / sec image where 1 field is 1 frame).

【0030】タイミング発生回路10は、外部入力パル
ス信号φVRとφHPをバッファ回路で整形し、フィールド
周期のパルス信号φVRR と水平周期のパルス信号φHPV
を前記垂直シフトレジスタ2へ入力する。
The timing generation circuit 10 shapes the external input pulse signals φVR and φHP by a buffer circuit, and outputs a pulse signal φVRR having a field cycle and a pulse signal φHPV having a horizontal cycle.
Is input to the vertical shift register 2.

【0031】垂直シフトレジスタ2は、パルス信号φVR
R 入力が“L”レベルの期間にレジスタ出力を全てクリ
アして“L”レベルにした後、パルス信号φHPV により
シフト動作を行って出力パルス信号ROi (i=…,n,n+1,
…)を順次“H”レベルにし、前記パルスセレクタ2a
に入力する。
The vertical shift register 2 has a pulse signal φVR
After the register output is all cleared to the “L” level while the R input is at the “L” level, the shift operation is performed by the pulse signal φHPV and the output pulse signal ROi (i =..., N, n + 1,
..) Are sequentially set to the “H” level, and the pulse selector 2 a
To enter.

【0032】パルスセレクタ2aは、各選択対象行に対
して垂直選択線6の信号(φADRESパルス)、リセット
線7の信号(φRESET パルス)、読取り線4の信号(φ
READパルス)を図13に示したように活性化し、選択対
象行を走査する。
The pulse selector 2a outputs a signal of the vertical selection line 6 (φADRES pulse), a signal of the reset line 7 (φRESET pulse), and a signal of the read line 4 (φ
READ pulse) is activated as shown in FIG. 13, and the selected row is scanned.

【0033】上記したように、図12の固体撮像装置
は、特定の選択対象行を選択制御するための垂直シフト
レジスタ2の各出力パルス信号ROi を、1フィールド期
間内に1回しか出力しない。即ち、フォトダイオードP
Dは、1フィールドに1回しか信号読み出しを行わない
ので、フォトダイオードPDの信号蓄積時間を制御する
ことによって等価的に受光時間を制御する電子シャッタ
動作は不可能である。
As described above, the solid-state imaging device of FIG. 12 outputs each output pulse signal ROi of the vertical shift register 2 for selectively controlling a specific selection target row only once in one field period. That is, the photodiode P
Since D performs signal readout only once in one field, an electronic shutter operation for equivalently controlling the light receiving time by controlling the signal accumulation time of the photodiode PD is impossible.

【0034】一方、図15は、電子シャッタ動作が可能
な従来例2のCMOS固体撮像装置の構成を概略的に示
している。
On the other hand, FIG. 15 schematically shows the structure of a CMOS solid-state imaging device according to Conventional Example 2 capable of performing an electronic shutter operation.

【0035】この固体撮像装置は、例えば図12に示し
たように構成される画素セル13が行列状に二次元的に
配置された撮像領域(光電変換部)14と、前記撮像領
域14の画素列方向に形成された複数の垂直信号線VLIN
と、前記撮像領域14の画素行方向に形成され、画素行
単位で各画素セル13の光電変換信号を前記複数の垂直
信号線VLINに読み出すように制御するための複数の読み
出し制御用垂直選択線6と、前記複数の読み出し制御用
垂直選択線6を読み出しのタイミングで走査的に選択制
御するための第1の垂直選択回路(読み出し用垂直シフ
トレジスタ)2と、前記垂直信号線VLINを選択するため
の水平選択トランジスタTHと、前記水平選択トランジ
スタを選択制御するための水平選択回路(水平選択シフ
トレジスタ)3と、前記水平選択シフトレジスタ3によ
り選択された前記垂直信号線VLINの信号を読み出すため
の水平信号線HLINと、前記水平信号線HLINに読み出され
た信号を出力するための出力増幅回路AMP とを具備して
いる。
This solid-state imaging device has an imaging area (photoelectric conversion unit) 14 in which pixel cells 13 configured as shown in FIG. 12 are two-dimensionally arranged in a matrix, for example. Multiple vertical signal lines VLIN formed in the column direction
And a plurality of read control vertical selection lines formed in the pixel row direction of the imaging region 14 for controlling the photoelectric conversion signal of each pixel cell 13 to be read to the plurality of vertical signal lines VLIN in pixel row units. 6, a first vertical selection circuit (reading vertical shift register) 2 for scanningly controlling the plurality of read control vertical selection lines 6 at a read timing, and the vertical signal line VLIN. Select transistor TH, a horizontal select circuit (horizontal select shift register) 3 for selectively controlling the horizontal select transistor, and a signal for reading the vertical signal line VLIN selected by the horizontal select shift register 3. And an output amplifier circuit AMP for outputting a signal read out to the horizontal signal line HLIN.

【0036】なお、特に図示していないが、図12に示
されるような負荷トランジスタやノイズキャンセラ回路
などを撮像領域14の周辺に備える点は、実施例1のC
MOS固体撮像装置と同様である。
Although not shown, a point that a load transistor and a noise canceller circuit as shown in FIG.
This is the same as the MOS solid-state imaging device.

【0037】さらに、前記複数の読み出し制御用垂直選
択線6を信号蓄積のタイミングで走査的に選択制御する
ための第2の垂直選択回路(電子シャッタ用垂直シフト
レジスタ)15と、前記第1の垂直選択回路の出力およ
び第2の垂直選択回路の出力に基づいて前記複数の読み
出し制御用垂直選択線6を選択的に駆動するための駆動
信号を生成する垂直駆動回路(図示せず)とを具備す
る。
Further, a second vertical selection circuit (vertical shift register for electronic shutter) 15 for scanningly controlling the plurality of read control vertical selection lines 6 at the timing of signal accumulation, and the first vertical selection circuit 15 A vertical drive circuit (not shown) for generating a drive signal for selectively driving the plurality of read control vertical select lines 6 based on the output of the vertical select circuit and the output of the second vertical select circuit. Have.

【0038】即ち、読み出し用の垂直シフトレジスタ2
とは別に電子シャッタ用の垂直シフトレジスタ15が設
けられており、この電子シャッタ用垂直シフトレジスタ
15も所定のタイミングで読み出し用垂直シフトレジス
タ2と同様に選択対象行を走査するように構成されてい
る。
That is, the read vertical shift register 2
In addition, a vertical shift register 15 for an electronic shutter is provided, and the vertical shift register 15 for the electronic shutter is also configured to scan a selection target row at a predetermined timing similarly to the vertical shift register 2 for reading. I have.

【0039】これにより、読み出し用の垂直シフトレジ
スタ2および電子シャッタ用垂直シフトレジスタ15に
より、1フィールド期間内に2回のタイミングで特定の
選択対象行を選択制御することが可能になる。
Thus, the vertical shift register 2 for reading and the vertical shift register 15 for electronic shutter can selectively control a specific row to be selected at two timings within one field period.

【0040】したがって、読み出し用垂直シフトレジス
タ2が選択対象行を選択制御して画素信号を垂直信号線
VLINに読み出すより前に、電子シャッタ用垂直シフトレ
ジスタ15が選択対象行を選択制御して画素信号の蓄積
を開始することにより、等価的に受光時間を制御する電
子シャッタ動作が可能になる。
Therefore, the read vertical shift register 2 controls the selection of the row to be selected and transmits the pixel signal to the vertical signal line.
Before the readout to the VLIN, the electronic shutter vertical shift register 15 controls the selection of the row to be selected and starts accumulating the pixel signals, thereby enabling an electronic shutter operation equivalently controlling the light receiving time.

【0041】ところで、上記したような1個の読み出し
用垂直シフトレジスタ2および1個の電子シャッタ用垂
直シフトレジスタ15を有する図15のCMOS固体撮
像装置は、例えば受光センサの出力レベルに応じて自動
的に信号蓄積時間を変化させることによって等価的に受
光時間を変化させる可変電子シャッタ動作を行わせる場
合に、信号蓄積時間の長短に応じて画素行間に信号蓄積
時間の差が生じたり、2つの垂直シフトレジスタ2、1
5の負荷が変動するという問題がある。
By the way, the CMOS solid-state image pickup device shown in FIG. 15 having one vertical shift register 2 for reading and one vertical shift register 15 for electronic shutter as described above automatically operates according to the output level of the light receiving sensor, for example. When performing a variable electronic shutter operation in which the light receiving time is equivalently changed by changing the signal accumulation time, a difference in the signal accumulation time may occur between pixel rows depending on the length of the signal accumulation time, Vertical shift registers 2, 1
5 has a problem that the load fluctuates.

【0042】この問題について、以下に説明する。This problem will be described below.

【0043】図16は、図15中の2つの垂直シフトレ
ジスタ2、15の行選択タイミングが固定である場合の
一例を示す。
FIG. 16 shows an example in which the row selection timing of the two vertical shift registers 2 and 15 in FIG. 15 is fixed.

【0044】図16に示すように、電子シャッタ用垂直
シフトレジスタ15が読み出し用垂直シフトレジスタ2
よりも先に行選択を行うタイミングが固定されている、
つまり、上記2つの垂直シフトレジスタ2、15が行選
択を行う時間差は常に一定である。
As shown in FIG. 16, the vertical shift register 15 for the electronic shutter is
The timing of selecting rows earlier than is fixed.
That is, the time difference between the two vertical shift registers 2 and 15 performing row selection is always constant.

【0045】このように2つの垂直シフトレジスタ2、
15の行選択タイミングが固定であった場合には、読み
出し用垂直シフトレジスタ2および電子シャッタ用垂直
シフトレジスタ15は、あるフレームの選択を始めて初
段から終段まで(つまり、固体撮像装置の垂直方向の画
素数)のシフト動作が終わると再び初段に戻り、次のフ
レームの選択を始める。
As described above, the two vertical shift registers 2,
In the case where the row selection timing of the row 15 is fixed, the vertical shift register 2 for reading and the vertical shift register 15 for the electronic shutter start selecting a certain frame from the first stage to the last stage (that is, the vertical direction of the solid-state imaging device). When the shift operation of (number of pixels) ends, the process returns to the initial stage again and the selection of the next frame is started.

【0046】したがって、図15の固体撮像装置は、例
えば受光センサの出力レベルに応じて自動的に信号蓄積
時間を変化させることによって等価的に受光時間を変化
させる可変電子シャッタ動作を行わせる場合に、信号蓄
積時間の長短に応じて画素行間に信号蓄積時間の差が生
じたり、2つの垂直シフトレジスタ2、15の負荷が変
動するという問題がある。
Therefore, the solid-state imaging device shown in FIG. 15 can be used, for example, to perform a variable electronic shutter operation in which the light receiving time is equivalently changed by automatically changing the signal accumulation time according to the output level of the light receiving sensor. In addition, there is a problem that a difference in signal accumulation time occurs between pixel rows depending on the length of the signal accumulation time and that the loads of the two vertical shift registers 2 and 15 fluctuate.

【0047】ここで、信号蓄積時間を変化させるための
具体的な手法として、電子シャッタ用垂直シフトレジス
タ15が読み出し用垂直シフトレジスタ2よりも先に行
選択を行うタイミング(電子シャッタのタイミング)を
変化させて画素信号の蓄積を行う時間の長短を変化させ
る場合について、図17を参照しながら前記問題につい
て詳細に述べる。
Here, as a specific method for changing the signal accumulation time, the timing at which the electronic shutter vertical shift register 15 selects a row before the read vertical shift register 2 (the timing of the electronic shutter) is set. The above problem will be described in detail with reference to FIG. 17 when changing the length of time for accumulating pixel signals by changing.

【0048】図17において、読み出し制御パルスは読
み出し用垂直シフトレジスタ2のシフト動作を開始させ
る信号であり、可変電子シャッタ制御パルスは電子シャ
ッタ用垂直シフトレジスタ15のシフト動作を開始させ
る信号である。
In FIG. 17, the read control pulse is a signal for starting the shift operation of the read vertical shift register 2, and the variable electronic shutter control pulse is a signal for starting the shift operation of the electronic shutter vertical shift register 15.

【0049】(1)第1のフレームの選択に際して図1
7中のタイミングt1で発生した電子シャッタの制御パル
スにより電子シャッタ用垂直シフトレジスタ15のシフ
ト動作を開始した後、終段までのシフト動作が終わる前
(全ての画素行を選択する前)に、図17中のタイミン
グt3で第2のフレームを選択するために電子シャッタパ
ルスが発生したとする。この場合、電子シャッタ用垂直
シフトレジスタ15は上記タイミングt3でリセットさ
れ、再び初段からシフト動作(行選択)を開始する。
(1) When selecting the first frame, FIG.
After the shift operation of the electronic shutter vertical shift register 15 is started by the control pulse of the electronic shutter generated at the timing t1 in 7 and before the shift operation up to the final stage ends (before selecting all the pixel rows), It is assumed that an electronic shutter pulse has been generated to select the second frame at timing t3 in FIG. In this case, the electronic shutter vertical shift register 15 is reset at the timing t3 and the shift operation (row selection) starts again from the first stage.

【0050】これにより、図17中のタイミングt2で発
生した読み出し制御パルスにより読み出し用垂直シフト
レジスタ2のシフト動作が開始して前記第1のフレーム
の読み出しを行う際、前記タイミングt1でシフト動作が
開始した電子シャッタ用垂直シフトレジスタ15によっ
て選択指定された画素行と選択指定されなかった画素行
とでは信号蓄積時間の差が生じる。
Accordingly, when the shift operation of the read vertical shift register 2 is started by the read control pulse generated at the timing t2 in FIG. 17 and the first frame is read, the shift operation is performed at the timing t1. There is a difference in signal accumulation time between the pixel row selected and designated by the electronic shutter vertical shift register 15 started and the pixel row not selected and designated.

【0051】このように信号蓄積時間の差が生じると、
読み出し出力レベルが画素行の位置に依存して変動し、
固体撮像装置の出力信号を画像表示装置の画面に表示し
た場合に横筋などの画像ノイズが発生する原因となる。
When a difference in signal accumulation time occurs as described above,
The read output level fluctuates depending on the position of the pixel row,
When the output signal of the solid-state imaging device is displayed on the screen of the image display device, it causes image noise such as horizontal stripes.

【0052】(2)図17中のタイミングt4では、前記
タイミングt3でシフト動作が開始した電子シャッタ用垂
直シフトレジスタ15の選択行と前記タイミングt2でシ
フト動作が開始した読み出し用垂直シフトレジスタ2の
選択行の計2本の画素行が選択されるので、この2本の
画素行が2つの垂直シフトレジスタ2、15の負荷とな
る。
(2) At timing t4 in FIG. 17, the selected row of the electronic shutter vertical shift register 15 whose shift operation has started at the timing t3 and the read vertical shift register 2 whose shift operation has started at the timing t2. Since a total of two selected pixel rows are selected, these two pixel rows load the two vertical shift registers 2 and 15.

【0053】これに対して、図17中のタイミングt6で
は、前記タイミングt3でシフト動作が開始した電子シャ
ッタ用垂直シフトレジスタ15による選択行は既に存在
せず、図17中のタイミングt5でシフト動作が開始した
読み出し用垂直シフトレジスタ2により1本の画素行が
選択されるので、この1本の画素行が2つの垂直シフト
レジスタ2、15の負荷となる。
On the other hand, at the timing t6 in FIG. 17, the row selected by the electronic shutter vertical shift register 15 whose shift operation has started at the timing t3 does not already exist, and the shift operation at the timing t5 in FIG. Is started, one pixel row is selected by the read vertical shift register 2, and this one pixel row becomes a load on the two vertical shift registers 2 and 15.

【0054】このように2つの垂直シフトレジスタ2、
15の負荷が電子シャッタタイミングに依存して変動す
ると、固体撮像装置の電源ラインの電圧変動をまねき、
固体撮像装置の出力信号を画像表示装置の画面に表示し
た場合に横筋が発生し、顕著に画質を悪くする原因とな
る。
As described above, the two vertical shift registers 2,
When the load of No. 15 fluctuates depending on the electronic shutter timing, it causes voltage fluctuation of the power supply line of the solid-state imaging device,
When the output signal of the solid-state imaging device is displayed on the screen of the image display device, a horizontal streak occurs, which significantly deteriorates the image quality.

【0055】なお、上記したような信号蓄積時間の長短
に応じて画素行間に信号蓄積時間の差が生じたり、2つ
の垂直シフトレジスタ2、15の負荷が変動するという
問題は、CMOS型の固体撮像装置に限らず、CCD型
の固体撮像装置で可変電子シャッタ動作を行わせる場合
にも生じる。
The above-mentioned problems that the signal accumulation time differs between the pixel rows depending on the length of the signal accumulation time and that the load of the two vertical shift registers 2 and 15 fluctuates are of the CMOS type. Not only the imaging device but also a case where the variable electronic shutter operation is performed by a CCD type solid-state imaging device.

【0056】[0056]

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
固体撮像装置は、信号蓄積時間を変化させて可変電子シ
ャッタ動作を行わせる場合に信号蓄積時間の長短に応じ
て画素行間に信号蓄積時間の差が生じたり、読み出し用
垂直シフトレジスタと電子シャッタ用垂直シフトレジス
タの負荷が変動し、出力信号の表示画面に横筋などの画
像ノイズが発生する原因となるという問題があった。
As described above, in the conventional solid-state imaging device, when the variable electronic shutter operation is performed by changing the signal accumulation time, the signal accumulation time between pixel rows depends on the length of the signal accumulation time. And the load on the vertical shift register for reading and the vertical shift register for the electronic shutter fluctuates, causing image noise such as horizontal stripes on the display screen of the output signal.

【0057】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、電子シャッタ動作を行わせる場合に読み出し
用垂直シフトレジスタと電子シャッタ用垂直シフトレジ
スタの負荷の変動を防止でき、出力信号の表示画面にお
ける横筋などの画像ノイズの発生を防止し得る固体撮像
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. When the electronic shutter operation is performed, fluctuations in the load of the read vertical shift register and the electronic shutter vertical shift register can be prevented, and the output signal of the electronic shutter can be prevented. An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of preventing occurrence of image noise such as horizontal stripes on a display screen.

【0058】また、本発明は、フィールド単位で画素の
信号蓄積時間を変化させる可変電子シャッタ動作(連続
電子シャッタ動作)を行わせる場合に読み出し用垂直シ
フトレジスタと電子シャッタ用垂直シフトレジスタの負
荷の変動を防止でき、出力信号の表示画面における横筋
などの画像ノイズの発生を防止し得る固体撮像装置を提
供することを目的とする。
Further, according to the present invention, when a variable electronic shutter operation (continuous electronic shutter operation) for changing a signal accumulation time of a pixel in a field unit is performed, a load of a read vertical shift register and a load of a vertical shift register for an electronic shutter are reduced. It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device capable of preventing fluctuation and preventing occurrence of image noise such as horizontal stripes on a display screen of an output signal.

【0059】また、本発明は、連続電子シャッタ動作を
行わせる場合に信号蓄積時間の長短に応じて画素行間に
信号蓄積時間の差が生じることを防止し得る固体撮像装
置を提供することを目的とする。
It is another object of the present invention to provide a solid-state imaging device capable of preventing a difference in signal accumulation time between pixel rows depending on the length of signal accumulation time when a continuous electronic shutter operation is performed. And

【0060】また、本発明は、連続電子シャッタ動作を
行わせる場合に、出力信号の表示画面における横筋など
の画像ノイズの発生を防止し得る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 capable of preventing occurrence of image noise such as horizontal stripes on a display screen of an output signal when a continuous electronic shutter operation is performed.

【0061】また、本発明は、画素で光電変換・蓄積さ
れた信号を読み出す際に、画素周辺の配線から容量結合
によりノイズが飛び込むことを防止し得る固体撮像装置
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 capable of preventing noise from jumping in from wiring around the pixel due to capacitive coupling when reading out a signal photoelectrically converted and stored in the pixel. .

【0062】[0062]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の固体撮像
装置は、画素に対する入射光を光電変換して電荷を蓄積
する光電変換手段、蓄積した電荷を検出部に読み出す読
み出し手段、読み出された電荷を増幅する増幅手段、前
記検出部の電荷をリセットするためのリセット手段およ
び前記増幅手段から信号を出力させる垂直選択手段を有
する単位セルが半導体基板上に二次元的に配置されてな
り、複数の信号読み出し用の画素行および少なくとも2
つのダミー画素行を有する撮像領域と、前記撮像領域に
おける各画素行に対応して水平方向に設けられ、それぞ
れ対応する画素行の単位セルの各読み出し手段を駆動す
るための読み出し駆動信号を伝送するための複数本の読
取り線と、前記撮像領域における各画素行に対応して水
平方向に設けられ、それぞれ対応する画素行の単位セル
の各垂直選択手段を駆動するための行選択駆動信号を伝
送するための複数本の垂直選択線と、前記複数本の読取
り線に読み出し駆動信号を選択的に供給して前記読み出
し手段を駆動するともに、前記複数本の垂直選択線に行
選択駆動信号を選択的に供給して前記垂直選択手段を駆
動するための垂直駆動手段と、前記撮像領域における各
画素行の読み出し手段を所望の信号蓄積タイミングおよ
び信号読み出しタイミングで順次に2回駆動させるよう
に前記垂直駆動手段を制御する行選択手段と、前記撮像
領域における各画素列に対応して設けられ、前記垂直駆
動手段により順次駆動された画素行の各単位セルからそ
れぞれ出力される信号を垂直方向に伝送するための複数
の垂直信号線とを具備し、前記行選択手段は、前記垂直
駆動手段により前記複数の信号読み出し用の画素行の単
位セルからの信号読み出しを制御した後、前記2つのダ
ミー画素行のうちの第1のダミー画素行を駆動させるよ
うに選択制御し、前記垂直駆動手段により前記複数の信
号読み出し用の画素行の単位セルにおける信号蓄積を制
御した後、前記前記2つのダミー画素行のうちの第2の
ダミー画素行を駆動させるように選択制御することを特
徴とする。
A first solid-state imaging device according to the present invention comprises: photoelectric conversion means for photoelectrically converting incident light to a pixel to accumulate charges; reading means for reading the accumulated charges to a detection unit; A unit cell having amplification means for amplifying the applied charge, reset means for resetting the charge of the detection section, and vertical selection means for outputting a signal from the amplification means, is two-dimensionally arranged on a semiconductor substrate. , A plurality of signal reading pixel rows and at least two pixel rows.
An imaging region having two dummy pixel rows, and a read driving signal for driving each reading unit of the unit cell of the corresponding pixel row are provided in a horizontal direction corresponding to each pixel row in the imaging region. A plurality of read lines for transmitting a row selection drive signal for driving each vertical selection means of a unit cell of a corresponding pixel row, provided in a horizontal direction corresponding to each pixel row in the imaging area. A plurality of vertical selection lines for selectively reading and driving the read means by selectively supplying a read drive signal to the plurality of read lines, and selecting a row selection drive signal for the plurality of vertical select lines. A vertical driving means for supplying the data and driving the vertical selection means, and a reading means for each pixel row in the image pickup area with a desired signal accumulation timing and signal reading time. Row selection means for controlling the vertical driving means so as to be sequentially driven twice by scanning, and each unit of a pixel row provided in correspondence with each pixel column in the imaging region and sequentially driven by the vertical driving means A plurality of vertical signal lines for transmitting signals output from the cells in the vertical direction, and the row selecting means, from the unit cells of the plurality of signal read pixel rows by the vertical driving means. After controlling the signal reading, selection control is performed so as to drive the first dummy pixel row of the two dummy pixel rows, and the vertical driving means controls the signals in the unit cells of the plurality of signal reading pixel rows. After controlling the accumulation, selection control is performed so as to drive a second dummy pixel row of the two dummy pixel rows.

【0063】本発明の第2の固体撮像装置は、画素に対
する入射光を光電変換して電荷を蓄積する光電変換手
段、蓄積した電荷を検出部に読み出す読み出し手段、読
み出された電荷を増幅する増幅手段、前記検出部の電荷
をリセットするためのリセット手段および前記増幅手段
から信号を出力させる垂直選択手段を有する単位セルが
半導体基板上に二次元的に配置されてなり、複数の画素
行を有する撮像領域と、前記撮像領域における各画素行
に対応して水平方向に設けられ、それぞれ対応する画素
行の単位セルの各読み出し手段を駆動するための読み出
し駆動信号を伝送するための複数本の読取り線と、前記
撮像領域における各画素行に対応して水平方向に設けら
れ、それぞれ対応する画素行の単位セルの各垂直選択手
段を駆動するための行選択駆動信号を伝送するための複
数本の垂直選択線と、前記複数本の読取り線に読み出し
駆動信号を選択的に供給して前記読み出し手段を駆動す
るともに、前記複数本の垂直選択線に行選択駆動信号を
選択的に供給して前記垂直選択手段を駆動するための垂
直駆動手段と、前記撮像領域における各画素行の読み出
し手段を所望の信号蓄積タイミングおよび信号読み出し
タイミングで順次に2回駆動させるように前記垂直駆動
手段を制御する行選択手段と、前記撮像領域における各
画素列に対応して設けられ、前記垂直駆動手段により順
次駆動された画素行の各単位セルからそれぞれ出力され
る信号を垂直方向に伝送するための複数の垂直信号線と
を具備し、前記行選択手段は、前記垂直駆動手段により
前記信号読み出しタイミングで前記各画素行の読み出し
手段を駆動させる第1の手段と、前記垂直駆動手段によ
り前記信号蓄積タイミングで前記各画素行の読み出し手
段を駆動させる少なくとも2個の第2の手段とを具備す
ることを特徴とする。
The second solid-state imaging device according to the present invention is a photoelectric conversion means for photoelectrically converting incident light to a pixel to accumulate charges, a reading means for reading the accumulated charges to a detection unit, and amplifying the read charges. Amplifying means, unit cells having reset means for resetting the charge of the detection unit and vertical selection means for outputting a signal from the amplifying means are two-dimensionally arranged on a semiconductor substrate, and a plurality of pixel rows are arranged. A plurality of imaging regions provided in a horizontal direction corresponding to each pixel row in the imaging region, and for transmitting a read driving signal for driving each reading unit of a unit cell of the corresponding pixel row. A read line and a horizontal line corresponding to each pixel row in the imaging region are provided for driving each vertical selection unit of the unit cell of the corresponding pixel row. A plurality of vertical selection lines for transmitting a selection drive signal; and a read drive signal selectively supplied to the plurality of read lines to drive the read means, and a row is supplied to the plurality of vertical selection lines. Vertical driving means for selectively supplying a selection driving signal to drive the vertical selection means, and sequentially driving the reading means of each pixel row in the imaging region twice at desired signal accumulation timing and signal reading timing. Row selection means for controlling the vertical driving means so as to cause the signal to be output from each unit cell of a pixel row provided in correspondence with each pixel column in the imaging region and sequentially driven by the vertical driving means. And a plurality of vertical signal lines for transmitting the signal in the vertical direction. A first means for driving a readout means of a raw row, and at least two second means for driving a readout means of each pixel row at the signal accumulation timing by the vertical drive means. .

【0064】本発明の第3の固体撮像装置は、前記第2
の固体撮像装置において、前記撮像領域は、信号読み出
し用の前記複数の画素行のほかに少なくとも3本のダミ
ー画素行をさらに具備し、前記行選択手段は、前記第1
の手段により前記ダミー画素行のうちの1つのダミー画
素行を駆動させ、前記2個の第2の手段により前記ダミ
ー画素行のうちの他の2つのダミー画素行を駆動させる
ことを特徴とする。
The third solid-state imaging device according to the present invention includes the second solid-state imaging device.
In the solid-state imaging device, the imaging region may further include at least three dummy pixel rows in addition to the plurality of pixel rows for signal readout, and the row selection unit may include the first pixel row.
Means for driving one of the dummy pixel rows among the dummy pixel rows, and driving the other two of the dummy pixel rows by the two second means. .

【0065】本発明の第4の固体撮像装置は、前記第2
または第3の固体撮像装置において、前記行選択手段
は、各画素行の信号読み出しタイミングの周期に対応す
る1フィールド単位で1フィールド周期の期間内におけ
る信号蓄積タイミングを変化させることを特徴とする。
The fourth solid-state imaging device according to the present invention is characterized in that:
Alternatively, in the third solid-state imaging device, the row selection unit changes a signal accumulation timing within a period of one field cycle in units of one field corresponding to a cycle of a signal read timing of each pixel row.

【0066】本発明の第5の固体撮像装置は、前記第4
の固体撮像装置において、前記少なくとも2個の第2の
手段は、互いに前記信号読み出しタイミングに対する信
号蓄積タイミングを相対的に異ならせて前記読み出し手
段を駆動させるものであり、前記第2の手段による前記
垂直駆動手段の制御動作が1フィールド毎に交互に切換
えられることを特徴とする。
The fifth solid-state imaging device according to the present invention is characterized in that:
In the solid-state imaging device, the at least two second units drive the read unit by relatively different signal accumulation timings with respect to the signal read timing, and drive the read unit. The control operation of the vertical driving means is alternately switched every field.

【0067】本発明の第6の固体撮像装置は、前記第1
乃至第5のいずれか1つの固体撮像装置において、前記
行選択手段は、前記撮像領域における各画素行の読み出
し手段を2回駆動させる際、前記光電変換手段の周辺で
前記読取り線に隣接する他の配線の電圧を前記2回の駆
動時とも実質的に同一にするように前記垂直駆動手段を
制御することを特徴とする。
The sixth solid-state imaging device according to the present invention is characterized in that
In any one of the solid-state imaging devices according to any one of the fifth to fifth aspects, when the row selection unit drives the reading unit of each pixel row in the imaging region twice, the row selection unit may be adjacent to the reading line around the photoelectric conversion unit. The vertical driving means is controlled so that the voltage of the wiring is substantially the same during the two driving operations.

【0068】本発明の第7の固体撮像装置は、半導体基
板上の撮像領域に二次元的に配置された単位セルの光電
変換素子から蓄積電荷を読み出す際、この読み出しを制
御する配線を所望の信号蓄積タイミングおよび信号読み
出しタイミングで順次に2回駆動させ、前記信号読み出
しタイミングで読み出された信号を出力させる電子シャ
ッタ動作を行う固体撮像装置において、前記読み出しを
制御する配線に隣接し、前記光電変換素子の周辺に存在
する他の配線の電圧を前記信号蓄積タイミングと信号読
み出しタイミングとで実質的に同一にすることを特徴と
する。
According to the seventh solid-state imaging device of the present invention, when reading out the accumulated charges from the photoelectric conversion elements of the unit cells two-dimensionally arranged in the imaging region on the semiconductor substrate, a wiring for controlling the reading is provided with a desired wiring. In a solid-state imaging device that performs an electronic shutter operation of sequentially driving twice at a signal accumulation timing and a signal reading timing and outputting a signal read at the signal reading timing, the solid-state imaging device is adjacent to a wiring for controlling the reading, The voltage of another wiring existing around the conversion element is made substantially the same at the signal accumulation timing and the signal read timing.

【0069】本発明の第8の固体撮像装置は、2画素/
1ユニットの単位セルが半導体基板上に二次元的に配置
されてなる撮像領域を有する固体撮像装置において、前
記撮像領域の単位セルにおける2画素の光電変換素子か
らそれぞれ蓄積電荷を読み出す際、この読み出しを制御
する配線に隣接し、前記光電変換素子の周辺に存在する
他の配線の電圧を各画素の読み出し時に実質的に同一に
することを特徴とする。
The eighth solid-state imaging device according to the present invention has two pixels /
In a solid-state imaging device having an imaging region in which one unit cell is two-dimensionally arranged on a semiconductor substrate, when reading out stored charges from photoelectric conversion elements of two pixels in the unit cell of the imaging region, And the voltage of another wiring adjacent to the photoelectric conversion element and present around the photoelectric conversion element is made substantially the same when each pixel is read.

【0070】[0070]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0071】<第1の実施の形態>図1は、第1の実施
の形態の増幅型CMOS固体撮像装置の等価回路を示し
ている。
<First Embodiment> FIG. 1 shows an equivalent circuit of an amplification type CMOS solid-state imaging device according to a first embodiment.

【0072】図1のCMOS固体撮像装置は、図15を
参照して前述した従来例2のCMOS固体撮像装置と比
べて、大部分は同様であるが、読み出し用の垂直シフト
レジスタ2aおよび電子シャッタ用の垂直シフトレジス
タ15aなどが異なり、その他は同じであるので図15
中と同一符号を付している。
The CMOS solid-state image pickup device shown in FIG. 1 is almost the same as the CMOS solid-state image pickup device of the conventional example 2 described above with reference to FIG. 15, but has a vertical shift register 2a for reading and an electronic shutter. The vertical shift register 15a is different from that of FIG.
The same reference numerals as in the figure are used.

【0073】即ち、図1のCMOS固体撮像装置は、例
えば図12の従来例1で示したように構成される画素セ
ル13が行列状に二次元的に配置された撮像領域(光電
変換部)14と、前記撮像領域14の画素列方向に形成
された複数の垂直信号線VLINと、前記撮像領域14の画
素行方向に形成され、画素行単位で各画素セル13の光
電変換信号を前記複数の垂直信号線VLINに読み出すよう
に制御するための複数の読み出し制御用垂直選択線6
と、前記複数の読み出し制御用垂直選択線6を読み出し
のタイミングで走査的に選択制御するための第1の垂直
選択回路(読み出し用垂直シフトレジスタ)2aと、前
記複数の読み出し制御用垂直選択線6を信号蓄積のタイ
ミングで走査的に選択制御するための第2の垂直選択回
路(電子シャッタ用垂直シフトレジスタ)15aと、前
記第1の垂直選択回路2aの出力および第2の垂直選択
回路15aの出力に基づいて前記複数の読み出し制御用
垂直選択線6を選択的に駆動するための駆動信号を生成
する垂直駆動回路(パルスセレクタ)16と、前記垂直
信号線VLINを選択するための水平選択トランジスタTH
と、前記水平選択トランジスタTHを選択制御するため
の水平選択回路(水平選択シフトレジスタ)3と、前記
水平選択シフトレジスタ3により選択された前記垂直信
号線VLINの信号を読み出すための水平信号線HLINと、前
記水平信号線HLINに読み出された信号を出力するための
出力増幅回路AMP とを具備している。
That is, the CMOS solid-state imaging device of FIG. 1 has an imaging area (photoelectric conversion unit) in which pixel cells 13 configured as shown in, for example, the conventional example 1 of FIG. 12 are two-dimensionally arranged in a matrix. 14, a plurality of vertical signal lines VLIN formed in the pixel column direction of the imaging region 14, and the plurality of vertical signal lines VLIN formed in the pixel row direction of the imaging region 14. A plurality of read control vertical selection lines 6 for controlling readout to the vertical signal line VLIN
A first vertical selection circuit (read vertical shift register) 2a for scanningly controlling the plurality of read control vertical selection lines 6 at a read timing; and the plurality of read control vertical selection lines. Vertical selection circuit (a vertical shift register for an electronic shutter) 15a for scanningly controlling the selection of the pixel 6 at the signal accumulation timing, the output of the first vertical selection circuit 2a and the second vertical selection circuit 15a And a vertical drive circuit (pulse selector) 16 for generating a drive signal for selectively driving the plurality of read control vertical selection lines 6 based on the output of the read control signal, and a horizontal selection circuit for selecting the vertical signal line VLIN. Transistor TH
A horizontal selection circuit (horizontal selection shift register) 3 for selectively controlling the horizontal selection transistor TH; and a horizontal signal line HLIN for reading the signal of the vertical signal line VLIN selected by the horizontal selection shift register 3. And an output amplifier circuit AMP for outputting a signal read to the horizontal signal line HLIN.

【0074】なお、図15の従来例2のCMOS固体撮
像装置と同様に、ここでは特に図示されていないが、図
12に示されるような負荷トランジスタやノイズキャン
セラ回路などを撮像領域14の周辺に備えている。
As in the CMOS solid-state imaging device of the second conventional example shown in FIG. 15, although not specifically shown here, a load transistor and a noise canceller circuit as shown in FIG. ing.

【0075】そして、さらに、 (1)前記撮像領域14に本来の画素行とは別に2本の
ダミー画素行(第1のダミー画素行141および第2の
ダミー画素行142)が付加されている。(2)前記読
み出し用の垂直シフトレジスタ(第1の垂直シフトレジ
スタ)2aは、撮像領域14の本来の画素行数+1のシ
フト段数を有し、前記電子シャッタ用の垂直シフトレジ
スタ(第2の垂直シフトレジスタ)15aも、撮像領域
14の本来の画素行数+1のシフト段数を有する。
(3)垂直駆動回路16は、読み出し用の垂直シフトレ
ジスタ2aの最終段出力信号を選択して前記第1のダミ
ー画素行141に供給し、電子シャッタ用の垂直シフト
レジスタ15aの最終段出力信号を選択して前記第2の
ダミー画素行142に供給するように構成されている。
Further, (1) Two dummy pixel rows (a first dummy pixel row 141 and a second dummy pixel row 142) are added to the imaging region 14 separately from the original pixel rows. . (2) The vertical shift register for reading (first vertical shift register) 2a has the number of shift stages equal to the number of original pixel rows in the imaging area 14 + 1, and the vertical shift register for electronic shutter (second vertical shift register). The vertical shift register 15a also has the number of shift stages of the original number of pixel rows of the imaging area 14 + 1.
(3) The vertical drive circuit 16 selects the last stage output signal of the vertical shift register 2a for reading and supplies it to the first dummy pixel row 141, and outputs the last stage output signal of the vertical shift register 15a for electronic shutter. Is selected and supplied to the second dummy pixel row 142.

【0076】前記2本のダミー画素行141、142
は、本来の画素行と同じ構成であるが、垂直駆動回路1
6により選択された時に負荷として作用するために付加
されたものである。
The two dummy pixel rows 141 and 142
Has the same configuration as the original pixel row, but the vertical drive circuit 1
6 has been added to act as a load when selected.

【0077】図1の固体撮像装置においては、電子シャ
ッタ用の垂直シフトレジスタ15aおよび読み出し用の
垂直シフトレジスタ2aにより、同じ垂直選択線を1フ
ィールド期間内に2回選択制御することが可能であり、
画素(フォトダイオード)の信号蓄積時間を制御するシ
ャッタ動作を行うことができる。
In the solid-state imaging device shown in FIG. 1, the same vertical selection line can be selectively controlled twice within one field period by the vertical shift register 15a for electronic shutter and the vertical shift register 2a for reading. ,
A shutter operation for controlling a signal accumulation time of a pixel (photodiode) can be performed.

【0078】この場合、電子シャッタ用の垂直シフトレ
ジスタ15aは、信号蓄積の開始タイミングを制御する
シフトクロック信号に基づいてシフト動作を行い、シャ
ッタ動作期間には各対応する画素行を選択制御して画素
の信号蓄積を行わせる(読み出しは行わない)ように制
御し、シャッタ動作期間以外(画素行の選択終了後から
次回の選択開始までの期間)は第2のダミー画素行14
2を選択制御する。
In this case, the vertical shift register 15a for the electronic shutter performs a shift operation based on a shift clock signal for controlling the start timing of signal accumulation, and selectively controls each corresponding pixel row during the shutter operation period. Control is performed so that pixel signal accumulation is performed (readout is not performed). During the period other than the shutter operation period (the period from the end of the selection of the pixel row to the start of the next selection), the second dummy pixel row 14 is controlled.
2 is selected and controlled.

【0079】また、読み出し用の垂直シフトレジスタ2
aは、信号読み出しの開始タイミングを制御するシフト
クロック信号に基づいてシフト動作を行い、垂直期間内
の垂直有効走査期間における各水平期間には各対応する
画素行を選択制御し、垂直帰線期間には第1のダミー画
素行141を選択制御する。
The vertical shift register 2 for reading is
a performs a shift operation based on a shift clock signal that controls a signal read start timing, selectively controls each corresponding pixel row in each horizontal period in a vertical effective scanning period within a vertical period, and performs a vertical flyback period. , The selection control of the first dummy pixel row 141 is performed.

【0080】即ち、上記第1の実施の形態の固体撮像装
置によれば、垂直駆動回路16は、読み出し用の垂直シ
フトレジスタ2aおよび電子シャッタ用の垂直シフトレ
ジスタ15aの各出力にそれぞれ対応して1本ずつ(合
計2本)の画素行を常に選択駆動しており、常に選択負
荷が等しいので、選択負荷の大小による読み出しレベル
の変動に起因する表示画面上の横縞の発生を防ぐことが
できる。
That is, according to the solid-state imaging device of the first embodiment, the vertical drive circuit 16 corresponds to each output of the vertical shift register 2a for reading and the vertical shift register 15a for electronic shutter. Since one pixel row (two pixels in total) is always selected and driven and the selection load is always equal, it is possible to prevent the occurrence of horizontal stripes on the display screen due to the change in the readout level due to the magnitude of the selection load. .

【0081】<第2の実施の形態>図2は、第2の実施
の形態の増幅型CMOS固体撮像装置の等価回路を示し
ている。
<Second Embodiment> FIG. 2 shows an equivalent circuit of an amplification type CMOS solid-state imaging device according to a second embodiment.

【0082】図2のCMOS固体撮像装置は、図1を参
照して前述した第1の実施の形態のCMOS固体撮像装
置に対して、(1)前記撮像領域14にさらに1本のダ
ミー画素行(第3のダミー画素行143)が追加されて
いる点、(2)さらに、電子シャッタ用の垂直シフトレ
ジスタ15aと同じシフト段数を有する1個の電子シャ
ッタ用の垂直シフトレジスタ15bが追加され、その各
段出力が前記電子シャッタ用の垂直シフトレジスタ15
aの各段出力とフィールド単位で切り換え選択されて垂
直駆動回路(パルスセレクタ)16aで使用される点、
(3)垂直駆動回路16aは、3個の垂直シフトレジス
タ2a、15a、15bの出力に基づいて前記複数の読
み出し制御用垂直選択線6を選択的に駆動するための駆
動信号を生成する点、(4)垂直駆動回路16aは、追
加された電子シャッタ用の垂直シフトレジスタ15bの
最終段出力信号を選択して前記第3のダミー画素行14
3に供給する点が若干異なり、その他は同じであるので
図1中と同一符号を付している。
The CMOS solid-state imaging device of FIG. 2 is different from the CMOS solid-state imaging device of the first embodiment described with reference to FIG. (Third dummy pixel row 143) is added. (2) Further, one electronic shutter vertical shift register 15b having the same number of shift stages as the electronic shutter vertical shift register 15a is added. The output of each stage is the vertical shift register 15 for the electronic shutter.
a, which is selected by switching the output of each stage and the field unit and used by the vertical drive circuit (pulse selector) 16a;
(3) The vertical drive circuit 16a generates a drive signal for selectively driving the plurality of read control vertical selection lines 6 based on the outputs of the three vertical shift registers 2a, 15a, and 15b. (4) The vertical drive circuit 16a selects the final output signal of the added vertical shift register 15b for the electronic shutter, and selects the third dummy pixel row 14
3 is slightly different, and the other components are the same.

【0083】図3は、図2の固体撮像装置において2個
の電子シャッタ用垂直シフトレジスタ15a、15bが
フィールド単位で交互に電子シャッタ動作を制御する様
子を示すタイミング図である。
FIG. 3 is a timing chart showing how the two electronic shutter vertical shift registers 15a and 15b alternately control the electronic shutter operation in field units in the solid-state imaging device of FIG.

【0084】図3に示すタイミング図から分かるよう
に、図2の固体撮像装置においては、電子シャッタ専用
の2個の垂直シフトレジスタ15a、15bのシフト動
作をフィールド単位で交互に開始させ、それぞれの出力
をフィールド単位で交互に選択することにより、電子シ
ャッタ動作をフィールド単位で交互に電子シャッタ専用
の2個の垂直シフトレジスタ15a、15bに振り分け
ている。
As can be seen from the timing chart shown in FIG. 3, in the solid-state imaging device shown in FIG. 2, the shift operations of the two vertical shift registers 15a and 15b dedicated to the electronic shutter are started alternately on a field basis. By alternately selecting the output on a field basis, the electronic shutter operation is alternately distributed on a field basis to the two vertical shift registers 15a and 15b dedicated to the electronic shutter.

【0085】この場合、選択された電子シャッタ専用の
垂直シフトレジスタ15a、15bは、読み出し用垂直
シフトレジスタ2aよりも先に行選択を行うものであ
り、そのタイミングを変化させることにより画素信号の
蓄積を行う時間の長短を変化させることが可能になる。
In this case, the selected vertical shift registers 15a and 15b dedicated to the electronic shutter perform row selection before the readout vertical shift register 2a, and change the timing to store pixel signals. Can be changed in the length of time to perform.

【0086】したがって、電子シャッタ用の垂直シフト
レジスタ15a、15bおよび読み出し用の垂直シフト
レジスタ2により同一垂直ラインを1フィールド期間に
2回選択し、選択画素の信号蓄積時間を制御する可変電
子シャッタ動作を行うことができる。
Accordingly, the variable electronic shutter operation of selecting the same vertical line twice in one field period by the vertical shift registers 15a and 15b for electronic shutter and the vertical shift register 2 for reading and controlling the signal accumulation time of the selected pixel. It can be performed.

【0087】また、電子シャッタ制御信号がフィールド
周期より短い時間間隔で入力されたとしても、既にシフ
ト動作を開始している一方の電子シャッタ専用の垂直シ
フトレジスタ15aまたは15bのシフト動作が最終段
に達する前(読み出し用の全ての画素行の選択を終わら
ないうち)に途中でリセットされることなく、最後の画
素行まで順次選択して選択画素の信号蓄積時間を制御す
る。
Even if the electronic shutter control signal is input at a time interval shorter than the field period, the shift operation of one of the vertical shift registers 15a or 15b dedicated to the electronic shutter, which has already started the shift operation, becomes the last stage. Before reaching (before the selection of all the pixel rows for reading is not completed), the signal accumulation time of the selected pixel is controlled by sequentially selecting up to the last pixel row without being reset halfway.

【0088】そして、読み出し用画素行の最終行の選択
終了後から次々回のフィールド期間における1行目の読
み出し用画素行の選択開始までの期間は第2のダミー画
素行142あるいは第3のダミー画素行143を選択制
御する。
The period from the end of the selection of the last read pixel row to the start of the selection of the first read pixel row in the next field period is the second dummy pixel row 142 or the third dummy pixel row. Row 143 is selected and controlled.

【0089】また、読み出し用の垂直シフトレジスタ2
aは、垂直有効走査期間内の各水平期間には各対応する
画素行を選択制御し、垂直帰線期間には第1のダミー画
素行141を選択制御する。
The vertical shift register 2 for reading is
“a” selectively controls each corresponding pixel row during each horizontal period in the vertical effective scanning period, and selectively controls the first dummy pixel row 141 during the vertical blanking period.

【0090】つまり、各垂直シフトレジスタ2a、15
a、15bは、それぞれ全ての読み出し用の画素行を選
択した後もダミー画素行を選択し続け、後のフィールド
期間における選択開始を待機する。
That is, each vertical shift register 2a, 15
A and 15b continue selecting dummy pixel rows even after selecting all readout pixel rows, respectively, and wait for selection start in a later field period.

【0091】即ち、上記第2の実施の形態の固体撮像装
置によれば、フィールド単位で交互に電子シャッタ専用
の2個の垂直シフトレジスタに電子シャッタ動作を振り
分けることにより、フィールド間で信号蓄積時間を変化
させることが可能になる。
That is, according to the solid-state imaging device according to the second embodiment, the electronic shutter operation is alternately allocated to the two vertical shift registers dedicated to the electronic shutter in units of fields, so that the signal accumulation time between fields is increased. Can be changed.

【0092】この場合、読み出しの走査時間は一定のま
まで、信号蓄積時間をフィールド単位で連続的に変化さ
せる電子シャッタ機能を実現することが可能になる。な
お、同一フィールド内では、どの選択画素行も信号蓄積
時間は同じである。
In this case, it is possible to realize an electronic shutter function of continuously changing the signal accumulation time on a field-by-field basis while the scanning time for reading remains constant. In the same field, the signal accumulation time is the same for all the selected pixel rows.

【0093】このように信号蓄積時間を変化させて可変
電子シャッタ動作を行わせる場合に、信号蓄積時間の長
短に応じて画素行間に信号蓄積時間の差が生じることを
防止でき、出力信号の表示画面における横筋などの画像
ノイズの発生を防止することができる。
When the variable electronic shutter operation is performed by changing the signal accumulation time in this manner, it is possible to prevent a difference in signal accumulation time between pixel rows depending on the length of the signal accumulation time, and to display an output signal. It is possible to prevent the occurrence of image noise such as horizontal stripes on the screen.

【0094】また、垂直駆動回路16aは、読み出し用
の垂直シフトレジスタ2aおよび2個の電子シャッタ用
の垂直シフトレジスタ15a、15bの各出力にそれぞ
れ対応して1本ずつ(合計3本)の画素行を常に選択駆
動しており、常に選択負荷が等しいので、選択負荷の大
小による読み出しレベルの変動に起因する表示画面上の
横縞の発生を防ぐことができる。
The vertical drive circuit 16a has one pixel (total of three) corresponding to each output of the vertical shift register 2a for reading and the vertical shift registers 15a and 15b for two electronic shutters. Since the rows are always selectively driven and the selection loads are always equal, it is possible to prevent the occurrence of horizontal stripes on the display screen due to the change in the read level due to the magnitude of the selection loads.

【0095】なお、図1および図2に示した固体撮像装
置は、1画素毎に画素信号の読み出しが可能な読み出し
回路を備えたCMOS型の固体撮像装置に限らず、水平
信号線単位で読み出しを行うCCD(電荷結合デバイ
ス)型の固体撮像装置にも適用可能である。
The solid-state imaging device shown in FIGS. 1 and 2 is not limited to a CMOS type solid-state imaging device having a readout circuit capable of reading out pixel signals for each pixel, but may be read out in units of horizontal signal lines. (Charge-Coupled Device) type solid-state imaging device that performs the above.

【0096】<第3の実施の形態>図4は、第3の実施
の形態の増幅型CMOS固体撮像装置の等価回路を示し
ている。
<Third Embodiment> FIG. 4 shows an equivalent circuit of an amplification type CMOS solid-state imaging device according to a third embodiment.

【0097】図4のCMOS固体撮像装置は、図12を
参照して前述した従来例1のCMOS固体撮像装置に対
して、例えば受光センサの出力レベルに応じて自動的に
信号蓄積時間を変化させることによって等価的に受光時
間を変化させる可変電子シャッタ動作をフィールド単位
で連続的に変化させることが可能になるように工夫がな
されている。
The CMOS solid-state imaging device of FIG. 4 automatically changes the signal accumulation time in accordance with, for example, the output level of the light-receiving sensor as compared with the CMOS solid-state imaging device of the first conventional example described above with reference to FIG. Thus, the variable electronic shutter operation for equivalently changing the light receiving time can be continuously changed on a field basis.

【0098】即ち、図4のCMOS固体撮像装置は、図
12を参照して前述した従来例1のCMOS固体撮像装
置と比べて、大部分は同様であるが、(1)読み出し用
の垂直シフトレジスタ2とは別に2個の電子シャッタ用
の垂直シフトレジスタ21、22が付加されている点、
(3)2個の電子シャッタ用の垂直シフトレジスタ2
1、22の動作(信号蓄積時間の制御パルスの出力動
作)をフィールド単位で交互に切り換え制御するための
レジスタ切換制御回路(SEL)23が付加されている
点、(4)タイミング発生回路10aおよびパルスセレ
クタ回路24の構成が異なり、その他は同じであるので
図12中と同一符号を付している。
That is, the CMOS solid-state imaging device of FIG. 4 is almost the same as the CMOS solid-state imaging device of the first conventional example described above with reference to FIG. 12, but (1) the vertical shift for readout In addition to the register 2, two vertical shift registers 21 and 22 for an electronic shutter are added.
(3) Vertical shift register 2 for two electronic shutters
A register switching control circuit (SEL) 23 for alternately controlling the operations 1 and 22 (output operation of the control pulse of the signal accumulation time) in units of fields is added. (4) The timing generation circuit 10a and Since the configuration of the pulse selector circuit 24 is different and the other components are the same, they are denoted by the same reference numerals in FIG.

【0099】即ち、図4において、セル領域(撮像領
域)には、例えば4個のトランジスタTa、Tb、T
c、Tdと、1個のフォトダイオードPDから構成され
る1ピクセル(1画素)/1ユニットの単位セルが二次
元の行列状に配置されて形成されている。この場合、各
単位セルは、アノード側に接地電位が与えられるフォト
ダイオードPDと、フォトダイオードPDのカソード側
に一端側が接続されている読み出しトランジスタ(シャ
ッタゲートトランジスタ)Tdと、読み出しトランジス
タTdの他端側にゲートが接続されている増幅トランジ
スタTbと、増幅トランジスタTbの一端側に一端側が
接続されている垂直選択トランジスタ(行選択トランジ
スタ)Taと、増幅トランジスタTbのゲートに一端側
が接続されているリセットトランジスタTcとを具備す
る。
That is, in FIG. 4, for example, four transistors Ta, Tb, T
Unit cells of 1 pixel (1 pixel) / 1 unit composed of c and Td and one photodiode PD are arranged in a two-dimensional matrix. In this case, each unit cell includes a photodiode PD to which a ground potential is applied to the anode side, a readout transistor (shutter gate transistor) Td having one end connected to the cathode side of the photodiode PD, and the other end of the readout transistor Td. Transistor Tb whose gate is connected to its side, a vertical selection transistor (row selection transistor) Ta whose one end is connected to one end of the amplification transistor Tb, and reset whose one end is connected to the gate of the amplification transistor Tb. And a transistor Tc.

【0100】そして、前記セル領域には、各画素行に対
応して、同一行の単位セルの各読み出しトランジスタT
dのゲートに共通に接続された複数の読取り線4と、同
一行の単位セルの各垂直選択トランジスタTaのゲート
に共通に接続された垂直選択線6と、同一行の単位セル
の各リセットトランジスタTcのゲートに共通に接続さ
れたリセット線7が形成されている。
Then, in the cell region, each read transistor T of the unit cell in the same row corresponds to each pixel row.
d, a plurality of read lines 4 connected in common to the gates, a vertical select line 6 connected in common to the gates of the vertical select transistors Ta in the unit cells in the same row, and reset transistors in the unit cells in the same row. A reset line 7 commonly connected to the gate of Tc is formed.

【0101】また、前記セル領域には、各画素列に対応
して、同一列の単位セルの各増幅トランジスタTbの他
端側に共通に接続された垂直信号線VLINと、同一列の単
位セルの各リセットトランジスタTcの他端側および各
垂直選択トランジスタTaの他端側に共通に接続された
電源線9が形成されている。
In the cell region, a vertical signal line VLIN commonly connected to the other end of each amplifying transistor Tb of the unit cell in the same column and a unit cell in the same column corresponding to each pixel column are provided. A power supply line 9 commonly connected to the other end of each reset transistor Tc and the other end of each vertical select transistor Ta is formed.

【0102】さらに、セル領域の一端側の外部には、前
記垂直信号線VLINの各一端側と接地ノードとの間にそれ
ぞれ接続された複数の負荷トランジスタTLが水平方向
に配置されている。
Further, a plurality of load transistors TL respectively connected between one end of the vertical signal line VLIN and a ground node are horizontally arranged outside one end of the cell region.

【0103】また、セル領域の他端側の外部には、例え
ば2個のトランジスタTSH、TCLPと2個のコンデンサC
c、Ctから構成された複数のノイズキャンセラ回路が
水平方向に配置されている。
Further, outside the other end of the cell region, for example, two transistors TSH and TCLP and two capacitors C
A plurality of noise canceller circuits composed of c and Ct are arranged in the horizontal direction.

【0104】そして、上記各ノイズキャンセラ回路を介
して前記垂直信号線VLINの各他端側に接続された複数の
水平選択トランジスタTHが水平方向に配置されてい
る。
A plurality of horizontal selection transistors TH connected to the other ends of the vertical signal lines VLIN via the respective noise canceller circuits are arranged in the horizontal direction.

【0105】上記水平選択トランジスタTHの各他端に
共通に水平信号線HLINが接続されており、この水平信号
線HLINには水平リセットトランジスタ(図示せず)およ
び出力増幅回路AMP が接続されている。
A horizontal signal line HLIN is commonly connected to the other ends of the horizontal selection transistors TH. A horizontal reset transistor (not shown) and an output amplifier circuit AMP are connected to the horizontal signal line HLIN. .

【0106】なお、前記各ノイズキャンセラ回路は、垂
直信号線VLINの他端側に一端側が接続されたサンプルホ
ールド用のトランジスタTSHと、このサンプルホールド
用のトランジスタTSHの他端側に一端側が接続された結
合コンデンサCcと、この結合コンデンサCcの他端側
と接地ノードとの間に接続された電荷蓄積用のコンデン
サCtと、前記コンデンサCc、Ctの接続ノードに接
続された電位クランプ用のトランジスタTCLPとにより構
成されており、前記コンデンサCc、Ctの接続ノード
に前記水平選択トランジスタTHの一端側が接続されて
いる。
In each of the noise canceller circuits, a sample and hold transistor TSH having one end connected to the other end of the vertical signal line VLIN, and one end is connected to the other end of the sample and hold transistor TSH. A coupling capacitor Cc, a charge storage capacitor Ct connected between the other end of the coupling capacitor Cc and a ground node, and a potential clamping transistor TCLP connected to a connection node between the capacitors Cc and Ct. And one end of the horizontal selection transistor TH is connected to a connection node between the capacitors Cc and Ct.

【0107】さらに、セル領域の外部には、セル領域の
複数の垂直選択線6を走査的に選択制御するための読み
出し用の垂直シフトレジスタ2と2個の電子シャッタ用
の垂直シフトレジスタ(ES1)21および(ES2)
22、上記3個の垂直シフトレジスタ2、21、22の
出力パルスを選択制御してセル領域の各行の垂直選択線
6を走査的に駆動するためのパルスセレクタ24、前記
複数の水平選択トランジスタTHを走査的に駆動するた
めの水平シフトレジスタ3、前記2個の電子シャッタ用
の垂直シフトレジスタ21、22の動作(信号蓄積時間
の制御パルスの出力動作)をフィールド単位で交互に切
り換え制御するためのレジスタ切換制御回路23、各種
のタイミング信号を発生するタイミング発生回路10
a、前記ノイズキャンセラ回路の電位クランプ用のトラ
ンジスタTCLPの一端などに所定のバイアス電位を発生す
るためのバイアス発生回路11がそれぞれ配置されてい
る。
Further, outside the cell area, a vertical shift register 2 for reading and a vertical shift register (ES1) for two electronic shutters for scanningly controlling a plurality of vertical selection lines 6 in the cell area. ) 21 and (ES2)
22, a pulse selector 24 for selectively controlling output pulses of the three vertical shift registers 2, 21, and 22 to drive the vertical selection lines 6 in each row of the cell region in a scanning manner, and the plurality of horizontal selection transistors TH. In order to alternately control the operation (output operation of the control pulse of the signal accumulation time) of the horizontal shift register 3 for scanning and driving the vertical shift registers 21 and 22 for the two electronic shutters in units of fields. Register switching control circuit 23, timing generation circuit 10 for generating various timing signals
a, a bias generation circuit 11 for generating a predetermined bias potential is disposed at one end of a potential clamping transistor TCLP of the noise canceller circuit, for example.

【0108】前記タイミング発生回路10aは、フィー
ルド周期のタイミング信号φVR、フィールド周期で可
変設定される蓄積時間制御用のタイミング信号φES、
水平帰線期間に対応するパルス信号φHP、クロックパ
ルス信号φCKが入力する。
The timing generation circuit 10a includes a timing signal φVR of a field cycle, a timing signal φES for accumulation time control variably set in a field cycle,
A pulse signal φHP and a clock pulse signal φCK corresponding to the horizontal retrace period are input.

【0109】そして、前記タイミング信号φVR入力を
バッファ整形して読み出し用の垂直シフトレジスタに供
給するためのタイミング信号φVRRを生成し、前記パ
ルス信号φHP入力をバッファ整形して読み出し用の垂
直シフトレジスタおよび2個の電子シャッタ用の垂直シ
フトレジスタ21、22に供給するためのタイミング信
号φHPVを生成する。
Then, the timing signal φVR input is buffer-shaped to generate a timing signal φVRR for supply to the read vertical shift register, and the pulse signal φHP input is buffer-shaped to read the vertical shift register and A timing signal φHPV to be supplied to the two vertical shift registers 21 and 22 for the electronic shutter is generated.

【0110】また、前記パルスセレクタ24に供給する
ためのタイミング信号φROREAD、φESREA
D、φRESET、φADRESを生成し、前記ノイズ
キャンセラ回路に供給するためのパルス信号φCLP、
φSHを生成する。また、水平シフトレジスタ3に供給
するためのパルス信号φHを生成する。
Further, timing signals φROREAD, φESREA for supplying to the pulse selector 24 are provided.
D, φRESET, and a pulse signal φCLP for generating φADRES and supplying the same to the noise canceller circuit.
Generate φSH. Further, it generates a pulse signal φH to be supplied to the horizontal shift register 3.

【0111】また、フィールド周期のタイミング信号φ
VRに基づいてフィールド切換制御用のパルス信号φF
Iを生成し、信号蓄積時間制御用のタイミング信号φE
SRとともに前記レジスタ切換制御回路23に供給す
る。
The timing signal φ of the field cycle
Pulse signal φF for field switching control based on VR
I to generate a timing signal φE for controlling the signal accumulation time.
The signal is supplied to the register switching control circuit 23 together with the SR.

【0112】前記レジスタ切換制御回路23は、フィー
ルド切換制御用のパルス信号φFI入力に基づいてフィ
ールド単位毎に蓄積時間制御用のタイミング信号φES
Rの供給先を交互に切り換える。この場合、前記電子シ
ャッタ用の垂直シフトレジスタ21に供給する信号蓄積
時間制御用のタイミング信号をφESR1、前記電子シ
ャッタ用の垂直シフトレジスタ22に供給する信号蓄積
時間制御用のタイミング信号をφESR2で表わしてい
る。
The register switching control circuit 23 provides a timing signal φES for accumulation time control for each field unit based on the input of the pulse signal φFI for field switching control.
The supply destination of R is alternately switched. In this case, a timing signal for controlling the signal accumulation time supplied to the vertical shift register 21 for the electronic shutter is represented by φESR1, and a timing signal for controlling the signal accumulation time supplied to the vertical shift register 22 for the electronic shutter is represented by φESR2. ing.

【0113】図5は、図4中のパルスセレクタ24の一
例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the pulse selector 24 in FIG.

【0114】図5に示すパルスセレクタは、読み出し用
の垂直シフトレジスタの出力信号ROn、2個の電子シ
ャッタ用の垂直シフトレジスタ21、22の各出力信号
ES1n、ES2nが入力するとともに、前記タイミン
グ発生回路10aから供給されるタイミング信号φRO
READ、φESREAD、φRESET、φADRE
Sが入力し、これらの入力信号の論理処理を行って各種
の駆動信号φREADn、φRESET、φADRES
nを出力し、セル領域に供給するように論理ゲートによ
り構成されている。
The pulse selector shown in FIG. 5 receives the output signal ROn of the vertical shift register for reading, the output signals ES1n and ES2n of the two vertical shift registers 21 and 22 for the electronic shutter, and generates the timing signal. Timing signal φRO supplied from circuit 10a
READ, φESREAD, φRESET, φADRE
S, and performs logical processing on these input signals to generate various drive signals φREADn, φRESET, φADRES.
It is constituted by a logic gate so as to output n and supply it to the cell area.

【0115】即ち、読み出し用の垂直シフトレジスタの
出力信号ROnが活性状態の時にはタイミング信号φR
OREADを選択して読取り線駆動信号φREADnと
して出力し、2個の電子シャッタ用の垂直シフトレジス
タ21、22の各出力信号ES1n、ES2nのいずれ
かが活性状態の時にはタイミング信号φESREADを
選択して読取り線駆動信号φREADnとして出力す
る。
That is, when the output signal ROn of the read vertical shift register is in the active state, the timing signal φR
OREAD is selected and output as a read line drive signal φREADn. When one of the output signals ES1n and ES2n of the two vertical shift registers 21 and 22 for the electronic shutter is active, the timing signal φESREAD is selected and read. Output as a line drive signal φREADn.

【0116】また、読み出し用の垂直シフトレジスタの
出力信号ROn、2個の電子シャッタ用の垂直シフトレ
ジスタ21、22の各出力信号ES1n、ES2nのい
ずれか1つが活性状態の時には、タイミング信号φRE
SETを選択してリセット線駆動信号φRESETnと
して出力する。
When one of the output signals RO1 of the read vertical shift register and the output signals ES1n and ES2n of the two vertical shift registers 21 and 22 for the electronic shutter is active, the timing signal φRE
SET is selected and output as a reset line drive signal φRESETn.

【0117】また、読み出し用の垂直シフトレジスタの
出力信号ROnが活性状態の時にはタイミング信号φA
DRESを選択して垂直選択線駆動信号φADRESn
として出力する。
When output signal ROn of the vertical shift register for reading is active, timing signal φA
DRES to select the vertical select line drive signal φADRESn
Output as

【0118】図6は、図4の固体撮像装置におけるフィ
ールド単位で連続的に変化させることが可能な可変電子
シャッタ動作を説明するために、図4中のタイミング発
生回路10a、3個の垂直シフトレジスタ2、21、2
2およびパルスセレクタ24の動作例を示すタイミング
波形図である。
FIG. 6 is a timing chart for explaining a variable electronic shutter operation which can be continuously changed in units of fields in the solid-state imaging device of FIG. Registers 2, 21, 2
2 is a timing waveform chart showing an operation example of the pulse selector 2 and the pulse selector 24. FIG.

【0119】ここでは、図4の固体撮像装置が1フィー
ルド=1/30Hz(1フィールドを1フレームとする
30フレーム/秒の画像)の撮像システムで使用される
場合を示している。
Here, a case is shown in which the solid-state imaging device of FIG. 4 is used in an imaging system of one field = 1/30 Hz (an image of 30 frames / sec where one field is one frame).

【0120】図6において、φVRはフィールド周期の
タイミング信号入力、φESはフィールド周期で可変設
定される蓄積時間制御用のタイミング信号入力、φVR
Rは読み出し用の垂直シフトレジスタに供給されるフィ
ールド周期のタイミング信号、φFIはフィールド切換
制御用のパルス信号、φESR1は一方の電子シャッタ
用の垂直シフトレジスタ21に1フィールドおきに供給
される蓄積時間制御用のタイミング信号、φESR2は
他方の電子シャッタ用の垂直シフトレジスタ22に1フ
ィールド間隔で供給される蓄積時間制御用のタイミング
信号、R0(i)は読み出し用の垂直シフトレジスタR0
の出力、ES1(i) は一方の電子シャッタ用の垂直シフ
トレジスタ21の出力、ES2(i) は他方の電子シャッ
タ用の垂直シフトレジスタ22の出力である。
In FIG. 6, φVR is a timing signal input for the field cycle, φES is a timing signal input for accumulation time control variably set in the field cycle, and φVR
R is a timing signal of a field period supplied to a vertical shift register for reading, φFI is a pulse signal for field switching control, and φESR1 is an accumulation time supplied to one vertical shift register 21 for one electronic shutter every other field. A control timing signal φESR2 is a timing signal for storage time control supplied to the other electronic shutter vertical shift register 22 at one-field intervals, and R0 (i) is a read vertical shift register R0.
, ES1 (i) is the output of the vertical shift register 21 for one electronic shutter, and ES2 (i) is the output of the vertical shift register 22 for the other electronic shutter.

【0121】図7は、図6中の1フィールド期間内の電
子シャッタ動作の一例を示すタイミング波形図である。
FIG. 7 is a timing waveform chart showing an example of the electronic shutter operation within one field period in FIG.

【0122】図7において、ESnは電子シャッタ用の
垂直シフトレジスタ21あるいは22のn段目の出力信
号、ROnは読み出し用の垂直シフトレジスタ2のn段
目の出力信号である。
In FIG. 7, ESn is the output signal of the nth stage of the vertical shift register 21 or 22 for the electronic shutter, and ROn is the output signal of the nth stage of the vertical shift register 2 for reading.

【0123】tHESは、電子シャッタ用の垂直シフト
レジスタ21あるいは22のn段目の出力信号ESnが
活性状態(“H”レベル)になる1水平期間を示す。
THES indicates one horizontal period in which the output signal ESn of the n-th stage of the vertical shift register 21 or 22 for the electronic shutter becomes active (“H” level).

【0124】tHROは、読み出し用の垂直シフトレジ
スタ2のn段目の出力信号ROnが活性状態(“H”レ
ベル)になる1水平期間を示す。
THRO indicates one horizontal period in which the output signal ROn of the n-th stage of the read vertical shift register 2 is in the active state ("H" level).

【0125】HBLKは、1水平期間を水平帰線期間と
水平有効走査期間とに分けるための制御パルス信号であ
る。
HBLK is a control pulse signal for dividing one horizontal period into a horizontal blanking period and a horizontal effective scanning period.

【0126】φCLPおよびφSHはノイズキャンセラ
回路に供給されるパルス信号であり、それぞれ水平帰線
期間毎に生成される。
ΦCLP and φSH are pulse signals supplied to the noise canceller circuit, and are generated for each horizontal blanking period.

【0127】φHは水平選択トランジスタTHに供給さ
れるパルス信号であり、水平有効走査線期間内で水平方
向に配置された水平選択トランジスタTHが順次オンに
なるように生成される。
ΦH is a pulse signal supplied to the horizontal selection transistor TH, and is generated so that the horizontal selection transistors TH arranged in the horizontal direction are sequentially turned on within the horizontal effective scanning line period.

【0128】φADRES、φRESETおよびφRE
ADは、前記パルスセレクタ24から選択画素行に供給
されるパルス信号であり、そのうちのφRESET、φ
READは、それぞれ信号蓄積動作および信号読み出し
動作の際に水平帰線期間内に活性化されるが、φADR
ESは、信号蓄積動作の際には生成されず、信号読み出
し動作の際に水平帰線期間内に活性化される。
ΦADRES, φRESET and φRE
AD is a pulse signal supplied from the pulse selector 24 to the selected pixel row.
READ is activated during the horizontal retrace period during the signal accumulation operation and the signal read operation, respectively.
ES is not generated during the signal accumulation operation, and is activated during the horizontal retrace period during the signal read operation.

【0129】この場合、上記パルス信号φADRES
は、後述するような理由により、信号読み出し動作の際
の水平帰線期間内に同一行の垂直選択線6を2回選択制
御するように、断続的に2回活性状態になるように生成
される。
In this case, the pulse signal φADRES
Are generated so as to be intermittently activated twice so as to select and control the vertical selection line 6 of the same row twice during the horizontal retrace period in the signal read operation for the reason described later. You.

【0130】次に、図6および図7を参照しながら、図
4の固体撮像装置の動作を説明する。
Next, the operation of the solid-state imaging device of FIG. 4 will be described with reference to FIGS.

【0131】図4の固体撮像装置の動作は、前述した従
来例1の固体撮像装置(図12)の動作(図13)と比
べて、基本的には同じであるので同じ動作の説明は省略
し、以下、主として異なる動作について説明する。
The operation of the solid-state imaging device of FIG. 4 is basically the same as the operation of the solid-state imaging device of the conventional example 1 (FIG. 12) (FIG. 13), and therefore the description of the same operation is omitted. Hereinafter, different operations will be mainly described.

【0132】即ち、図4の固体撮像装置は、電子シャッ
タ動作を行う際、レジスタ切換制御回路23により2個
の電子シャッタ用の垂直シフトレジスタ21、22のシ
フト動作をフィールド単位で交互に開始させ、それぞれ
の出力をフィールド単位で交互に選択することにより、
電子シャッタ動作をフィールド単位で交互に電子シャッ
タ専用の2個の垂直シフトレジスタ21、22に振り分
ける。
That is, in the solid-state imaging device shown in FIG. 4, when the electronic shutter operation is performed, the shift operation of the two vertical shift registers 21 and 22 for the electronic shutter is alternately started by the register switching control circuit 23 in field units. , By alternately selecting each output on a field-by-field basis,
The electronic shutter operation is alternately distributed to two vertical shift registers 21 and 22 dedicated to the electronic shutter in a field unit.

【0133】これにより、図6中のフィールド期間tF
a、tFbに示すように、信号蓄積時間制御用のタイミ
ング信号φESがフィールド周期より短い時間間隔で入
力されたとしても、電子シャッタ専用の垂直シフトレジ
スタ21および22が同時に動作することが可能にな
る。
Thus, the field period tF in FIG.
As shown by a and tFb, even if the timing signal φES for controlling the signal accumulation time is input at a time interval shorter than the field period, the vertical shift registers 21 and 22 dedicated to the electronic shutter can operate simultaneously. .

【0134】この場合、最初に発生するタイミング信号
φESR1あるいはφESR2により既にシフト動作を
開始している一方の電子シャッタ専用の垂直シフトレジ
スタ21あるいは22のシフト動作が読み出し用の全て
の画素行の選択制御を終わらないうちに途中でリセット
されることなく、読み出し用の画素行の最後まで順次選
択して選択画素の信号蓄積時間を制御することが可能に
なる。
In this case, the shift operation of one of the vertical shift registers 21 or 22 dedicated to the electronic shutter which has already started the shift operation by the timing signal φESR1 or φESR2 generated first controls the selection of all the pixel rows for reading. , The signal accumulation time of the selected pixel can be controlled by sequentially selecting the pixel row until the end of the pixel row for reading without being reset halfway.

【0135】換言すれば、読み出しの走査時間は一定の
ままで、信号蓄積時間をフィールド単位で連続的に変化
させる電子シャッタ機能(連続電子シャッター動作)を
実現することが可能になる。なお、同一フィールド内で
は、どの選択画素行も信号蓄積時間は同じである。
In other words, it is possible to realize an electronic shutter function (continuous electronic shutter operation) for continuously changing the signal accumulation time in units of fields while keeping the read scanning time constant. In the same field, the signal accumulation time is the same for all the selected pixel rows.

【0136】また、図7に示すように、前記水平期間t
HESに電子シャッタ用の垂直シフトレジスタのn段目
のシフト段の出力信号ESnにより選択制御したn行目
の画素行にパルス信号φRESETとφREADが供給
され、このn行目の画素行のフォトダイオードPDでそ
れ以前に蓄積していた信号電荷を増幅用トランジスタの
ゲートに読み出すことによって、フォトダイオードの信
号電荷を零にする。
As shown in FIG. 7, the horizontal period t
Pulse signals φRESET and φREAD are supplied to the HES to the nth pixel row selectively controlled by the output signal ESn of the nth shift stage of the vertical shift register for the electronic shutter, and the photodiodes in the nth pixel row The signal charge of the photodiode is reduced to zero by reading out the signal charge previously accumulated by the PD to the gate of the amplifying transistor.

【0137】この場合、パルス信号φADRESが
“L”のままであり、垂直選択用トランジスタはオフの
ままであるので、前記増幅用トランジスタのゲートに読
み出された信号電荷は垂直信号線VLINへは出力されな
い。
In this case, since the pulse signal φADRES remains “L” and the vertical selection transistor remains off, the signal charges read to the gate of the amplification transistor are transmitted to the vertical signal line VLIN. No output.

【0138】この後、前記画素行からの信号読み出し動
作の際に、前記水平期間tHROにおける水平帰線期間
にφRESETが一時的に活性化した後、φADRES
が活性化し、さらにφREADが一時的に活性化する。
Thereafter, during the signal read operation from the pixel row, φRESET is temporarily activated during the horizontal retrace period in the horizontal period tHRO, and then φADRES
Are activated, and φREAD is temporarily activated.

【0139】この場合、前記φREADが活性状態
(“H”レベル)の時に、フォトダイオードとその周辺
配線(本例では後述するφADRES配線)との間の容
量結合の影響によるノイズの飛び込みが発生しないよう
に、φADRESパルスを信号蓄積動作時と同じ状態と
なるように一時的に非活性状態(“L”レベル)にし、
このφADRESが非活性状態の期間内に前記φREA
Dを一時的に活性化している。
In this case, when φREAD is in an active state (“H” level), noise does not enter due to the influence of capacitive coupling between the photodiode and its peripheral wiring (φADRES wiring described later in this example). As described above, the φADRES pulse is temporarily deactivated (“L” level) so as to be in the same state as during the signal accumulation operation,
During the period when φADRES is inactive, the φREAS
D is temporarily activated.

【0140】このような前記水平期間tHROにおける
水平帰線期間内における信号読み出し時の動作を詳しく
説明すると、まず、φRESETによって増幅トランジ
スタTbのゲート電極を基準電位にリセットした後、φ
ADRESを活性状態(1回目)にして前記n行目の画
素行の垂直選択トランジスタTaをオン状態とし、この
活性期間内にノイズキャンセラ回路に供給するパルス信
号φCLPを活性化し、黒レベルをクランプする。
The operation at the time of signal reading during the horizontal retrace period in the horizontal period tHRO will be described in detail. First, after resetting the gate electrode of the amplification transistor Tb to the reference potential by φRESET, φ
ADRES is activated (first time) to turn on the vertical selection transistors Ta of the n-th pixel row, and during this activation period, the pulse signal φCLP supplied to the noise canceller circuit is activated to clamp the black level.

【0141】そして、φADRESが非活性状態の期間
内にφREADを活性化することによって前記フォトダ
イオードPDでそれ以前に蓄積していた信号電荷を増幅
トランジスタTbのゲートに読み出す。
The signal charge previously stored in the photodiode PD is read out to the gate of the amplification transistor Tb by activating φREAD during the period in which φADRES is inactive.

【0142】そして、φADRESを再び活性状態(2
回目)にして前記n行目の画素行の垂直選択トランジス
タTaを再びオン状態とし、前記増幅トランジスタTb
のゲートに読み出されている信号電荷を垂直信号線VLIN
へ出力する。
Then, φADRES is activated again (2
The vertical selection transistor Ta of the n-th pixel row is turned on again, and the amplification transistor Tb
The signal charge read to the gate of the vertical signal line VLIN
Output to

【0143】以上の動作により、前記水平期間tHES
における読取り線駆動信号φREADの活性状態
(“H”レベル)の終了時点から前記水平期間tHRO
における読取り線駆動信号φREADの活性化時点まで
が信号蓄積時間となる。
By the above operation, the horizontal period tHES
From the end of the active state ("H" level) of the read line drive signal φREAD in the horizontal period tHRO.
Is the signal accumulation time until the read line drive signal φREAD is activated.

【0144】図8(a)は、前記ノイズの飛び込みを説
明するために、撮像領域の単位セルの一部を取り出して
示す平面図である。
FIG. 8A is a plan view showing a part of the unit cell in the image pickup area in order to explain the noise jump.

【0145】図8(b)は、同図(a)のa−a´線に
沿う断面図である。
FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line aa ′ in FIG.

【0146】図8(c)および(d)は、それぞれ対応
して同図(a)中のφADRESが“L”レベルの時/
“H”レベルの時にφREADが活性化して信号電荷を
読み出す場合の基板内の電位ポテンシャルを示す。ここ
では、電源電位が例えば3.3Vである場合を示してい
る。
FIGS. 8 (c) and 8 (d) respectively show when φADRES in FIG. 8 (a) is at “L” level.
It indicates the potential in the substrate when φREAD is activated and the signal charge is read at the “H” level. Here, a case where the power supply potential is, for example, 3.3 V is shown.

【0147】図8(a)、(b)において、81はシリ
コン基板の表層部に形成されたP型ウエル領域、82は
基板表層部に選択的に形成された素子分離領域(例えば
LOCOS領域)である。基板表層部の素子領域には、
フォトダイオードのカソード領域および読み出しトラン
ジスタTdのソース領域を兼ねるn型領域と、読み出し
トランジスタTdのドレイン領域となるn型領域(検出
ノードDN)が選択的に形成されている。
8A and 8B, reference numeral 81 denotes a P-type well region formed in the surface layer of the silicon substrate, and reference numeral 82 denotes an element isolation region (for example, a LOCOS region) selectively formed in the surface layer of the substrate. It is. In the element area on the surface layer of the substrate,
An n-type region also serving as a cathode region of the photodiode and a source region of the read transistor Td and an n-type region (detection node DN) serving as a drain region of the read transistor Td are selectively formed.

【0148】上記読み出しトランジスタTdのチャネル
領域上には絶縁ゲート膜を介してポリシリコン配線から
なるゲート電極(読取り線4の一部)が形成されてお
り、フォトダイオードPDのn型領域の近傍の素子分離
領域82上にはポリシリコン配線からなる垂直選択線5
およびリセット線7が略平行に形成されている。
A gate electrode (a part of the read line 4) made of polysilicon wiring is formed on the channel region of the read transistor Td with an insulating gate film interposed therebetween, and is located near the n-type region of the photodiode PD. A vertical selection line 5 made of polysilicon wiring is formed on the element isolation region 82.
And the reset line 7 are formed substantially in parallel.

【0149】本実施の形態の読み出し動作に際しては、
図8(c)に示すように、フォトダイオードPDに隣接
するφADRES配線が“L”レベルの時にφREAD
が活性化して信号電荷を読み出すので、フォトダイオー
ドPDとφADRES配線との間に存在する結合容量C
aによりフォトダイオードPD下の基板内の電位ポテン
シャルが−VCaだけ引き下げられ、フォトダイオード
PDの蓄積電荷QCaが読み出される。
In the reading operation of the present embodiment,
As shown in FIG. 8C, when the φADRES wiring adjacent to the photodiode PD is at the “L” level,
Is activated and the signal charge is read out, so that the coupling capacitance C existing between the photodiode PD and the φADRES wiring is
By a, the potential in the substrate below the photodiode PD is reduced by -VCa, and the accumulated charge QCa of the photodiode PD is read.

【0150】これに対して、図8(d)に示すように、
フォトダイオードPDに隣接するφADRES配線が
“H”レベルの時にφREADが活性化して信号電荷を
読み出すと、フォトダイオードPDとφADRES配線
との間に存在する結合容量Caによりフォトダイオード
PD下の基板内の電位ポテンシャルが+VCaだけ引き
上げられる(ノイズの飛び込みとなる)ので、フォトダ
イオードPDの蓄積電荷QCa分が読み出されなくな
り、固体撮像装置の出力信号を画像表示装置の画面に表
示した場合に黒信号がつぶれて見苦しい画像になる。
On the other hand, as shown in FIG.
When φREAD is activated and the signal charge is read when the φADRES wiring adjacent to the photodiode PD is at “H” level, the coupling capacitance Ca existing between the photodiode PD and φADRES wiring causes Since the potential is raised by + VCa (the noise jumps in), the accumulated charge QCa of the photodiode PD is not read out, and when the output signal of the solid-state imaging device is displayed on the screen of the image display device, a black signal is generated. Crushed and unsightly images.

【0151】なお、上記第3の実施の形態の固体撮像装
置においても、前記第2の実施の形態の固体撮像装置と
同様に、(1)前記撮像領域に第1〜第3のダミー画素
行を追加し、(2)3個の垂直選択回路2、21、22
のシフト段数を本来の撮像用の画素行数+1の段数と
し、(3)垂直選択回路2、21、22の出力に基づい
て複数の水平方向の制御線群(4、6、7)を選択的に
駆動するための駆動信号をパルスセレクタ24で生成す
る際、垂直選択回路2の最終段出力信号の活性化期間は
第1のダミー画素行を選択して駆動し、第2の垂直選択
回路21の最終段出力信号の活性化期間は第2のダミー
画素行を選択して駆動し、第3の垂直選択回路22の最
終段出力信号の活性化期間は第3のダミー画素行を選択
して駆動するように構成してもよい。
In the solid-state imaging device according to the third embodiment, as in the solid-state imaging device according to the second embodiment, (1) the first to third dummy pixel rows are provided in the imaging region. And (2) three vertical selection circuits 2, 21, and 22
(3) Select a plurality of horizontal control line groups (4, 6, 7) based on the outputs of the vertical selection circuits 2, 21, and 22. When the pulse selector 24 generates the drive signal for the selective drive, during the activation period of the final stage output signal of the vertical selection circuit 2, the first dummy pixel row is selected and driven, and the second vertical selection circuit is driven. In the activation period of the final stage output signal 21, the second dummy pixel row is selected and driven, and in the activation period of the final stage output signal of the third vertical selection circuit 22, the third dummy pixel row is selected. It may be configured to be driven.

【0152】このような構成により、パルスセレクタ2
4は、読み出し用の垂直シフトレジスタ2および2個の
電子シャッタ用の垂直シフトレジスタ21、22の各出
力にそれぞれ対応して1本ずつ(合計3本)の画素行を
常に選択駆動するようになり、常に選択負荷が等しいの
で、選択負荷の大小による読み出しレベルの変動に起因
する表示画面上の横縞の発生を防ぐことが可能になる。
With such a configuration, the pulse selector 2
Reference numeral 4 designates one pixel row (three in total) corresponding to each output of the vertical shift register 2 for reading and the vertical shift registers 21 and 22 for two electronic shutters, so as to always select and drive the pixel rows. That is, since the selection load is always equal, it is possible to prevent the occurrence of horizontal stripes on the display screen due to the change in the readout level due to the magnitude of the selection load.

【0153】なお、前記第3の実施の形態では、フォト
ダイオードPDとの容量結合による黒つぶれの問題が生
じる周辺配線としてφADRES配線が存在する場合を
説明したが、上記周辺配線としてφRESET配線ある
いはその他の配線が存在する場合にも、これらの配線と
フォトダイオードPDとの容量結合による黒信号のつぶ
れ(黒つぶれ)の問題が生じるおそれがあるので、これ
らの配線に関しても前記第3実施の形態におけるφAD
RES配線と同様にレベルを制御すればよい。
In the third embodiment, the description has been given of the case where the φADRES wiring is present as the peripheral wiring which causes the problem of blackout due to the capacitive coupling with the photodiode PD. However, the φRESET wiring or other wiring is used as the peripheral wiring. In the case where these wirings exist, there is a possibility that a problem of black signal collapse (black loss) due to capacitive coupling between these wirings and the photodiode PD may occur. Therefore, these wirings are also used in the third embodiment. φAD
What is necessary is just to control a level similarly to RES wiring.

【0154】即ち、上記したようにフォトダイオードP
Dに隣接する読み出しゲート配線以外のフォトダイオー
ドPDの周辺配線の印加電圧として、信号読み出し動作
時の信号読み出しパルスφREADの活性化期間と電子
シャッタ動作時の読み出しパルスφREADの活性化期
間に同じ電圧を印加することにより、フォトダイオード
PDと周辺配線との容量結合によってフォトダイオード
PDから余分な電荷が読み出されないように制御するこ
とがででき、いわゆる黒つぶれのない再生像が得られ
る。
That is, as described above, the photodiode P
The same voltage is applied to the peripheral wiring of the photodiode PD other than the read gate wiring adjacent to D during the activation period of the signal read pulse φREAD during the signal read operation and the activation period of the read pulse φREAD during the electronic shutter operation. By applying the voltage, control can be performed so that extra charge is not read out from the photodiode PD due to capacitive coupling between the photodiode PD and the peripheral wiring, and a reproduced image without so-called blackout can be obtained.

【0155】なお、本発明は、以下の第4の実施の形態
に述べるような2画素/1ユニットの単位セルのアレイ
を有する固体撮像装置にも前記各実施の形態に準じて適
用可能である。
The present invention can be applied to a solid-state imaging device having an array of unit cells of 2 pixels / 1 unit as described in the following fourth embodiment in accordance with each of the above embodiments. .

【0156】<第4の実施の形態>図9は、第4の実施
の形態の増幅型CMOS固体撮像装置における2画素/
1ユニットの単位セルの等価回路を示している。このC
MOS固体撮像装置は、単位セルの構成以外は前述した
各実施の形態と同様に構成することができるので、以
下、主として2画素/1ユニットの単位セルの構成につ
いて説明する。
<Fourth Embodiment> FIG. 9 shows two pixels / amplified CMOS solid-state imaging device according to a fourth embodiment.
3 shows an equivalent circuit of one unit cell. This C
Since the MOS solid-state imaging device can be configured in the same manner as the above-described embodiments except for the configuration of the unit cell, the configuration of the unit cell of 2 pixels / 1 unit will be mainly described below.

【0157】図9に示す単位セル30は、2個のフォト
ダイオード31a、31bを有し、この2個のフォトダ
イオード31a、31bは、各アノード側に接地電位が
与えられ、各カソード側はそれぞれ対応して読み出しト
ランジスタ(シャッタゲートトランジスタ)32a、3
2bを介して1個の増幅トランジスタ33のゲートに共
通に接続される。上記2個の読み出しトランジスタ32
a、32bの各ゲートにはそれぞれ読取り線4a、4b
が接続されている。
The unit cell 30 shown in FIG. 9 has two photodiodes 31a and 31b. The two photodiodes 31a and 31b are provided with a ground potential on each anode side and each cathode side on each anode side. Correspondingly, readout transistors (shutter gate transistors) 32a, 3
It is commonly connected to the gate of one amplification transistor 33 via 2b. The above two read transistors 32
read lines 4a, 4b
Is connected.

【0158】前記増幅トランジスタ33は、一端側が垂
直信号線VLINに接続され、他端側が垂直選択トランジス
タ34を介して電源線9に接続(つまり、前記増幅トラ
ンジスタ33はソースフォロア接続)されており、上記
垂直選択トランジスタ34のゲートには垂直選択線(ア
ドレス線)6が接続されている。
The amplification transistor 33 has one end connected to the vertical signal line VLIN, and the other end connected to the power supply line 9 via the vertical selection transistor 34 (that is, the amplification transistor 33 is connected to the source follower). The vertical selection line (address line) 6 is connected to the gate of the vertical selection transistor 34.

【0159】さらに、前記増幅トランジスタ33のゲー
トと電源線9との間に1個のリセットトランジスタ35
が接続されており、このリセットトランジスタ35のゲ
ートにはリセット線7が接続されている。
Further, one reset transistor 35 is connected between the gate of the amplification transistor 33 and the power supply line 9.
Are connected, and the reset line 7 is connected to the gate of the reset transistor 35.

【0160】上記構成の2画素/1ユニットの単位セル
は撮像領域に二次元の行列状に配置される。そして、前
記2本の読取り線(第1の読取り線4aおよび第2の読
取り線4b)、垂直選択線(アドレス線)6およびリセ
ット線7は、撮像領域上に水平方向に形成されており、
前記垂直信号線VLINおよび電源線9は、撮像領域上に垂
直方向に形成されている。
The unit cells of 2 pixels / 1 unit having the above configuration are arranged in a two-dimensional matrix in the imaging area. The two read lines (the first read line 4a and the second read line 4b), the vertical selection line (address line) 6, and the reset line 7 are formed in a horizontal direction on the imaging area.
The vertical signal line VLIN and the power supply line 9 are formed vertically on the imaging area.

【0161】図10(a)は、図9の2画素/1ユニッ
トの単位セルの平面パターンの一例を示し、そのB−B
線に沿う断面構造を図10(b)を概略的に示してい
る。
FIG. 10A shows an example of a plane pattern of a unit cell of 2 pixels / 1 unit shown in FIG.
FIG. 10B schematically shows a cross-sectional structure along the line.

【0162】図10(a)、(b)において、90はN
型シリコン基板であり、その表層部にPウエル91が形
成されている。このPウエル91の表層部には、素子分
離領域(例えばLOCOS領域)92、一方のフォトダ
イオード31aのカソード領域および一方の読み出しト
ランジスタ32aのソース領域となるN型不純物領域9
31、他方のフォトダイオード31bのカソード領域お
よび他方の読み出しトランジスタ32bのソース領域と
なるN型不純物領域932およびNMOSトランジスタ
のSDG領域(図には読み出しトランジスタ32a、3
2bの共通ドレインとなるN型不純物領域94のみ示
す)が選択的に形成されている。
In FIGS. 10A and 10B, 90 is N
P-well 91 is formed on the surface of the silicon substrate. An element isolation region (for example, a LOCOS region) 92, a cathode region of one photodiode 31a, and an N-type impurity region 9 serving as a source region of one read transistor 32a are provided in a surface layer portion of the P well 91.
31, an N-type impurity region 932 serving as a cathode region of the other photodiode 31b and a source region of the other read transistor 32b, and an SDG region of the NMOS transistor (the read transistors 32a, 3a in FIG.
Only the N-type impurity region 94 serving as a common drain of 2b is selectively formed.

【0163】そして、基板表面上にシリコン酸化膜(ゲ
ート絶縁膜)95が形成され、前記LOCOS領域92
の底面下にはフィールドイオンインプラ領域96が形成
されている。
Then, a silicon oxide film (gate insulating film) 95 is formed on the substrate surface, and the LOCOS region 92 is formed.
A field ion implantation region 96 is formed below the bottom surface of the substrate.

【0164】97は増幅トランジスタ33のゲート電極
を一部に含むポリシリコンゲート配線、98は増幅トラ
ンジスタ33のドレイン領域および垂直選択トランジス
タ34のソース領域となるN型不純物領域、99はリセ
ットトランジスタ35のソース領域となるN型不純物領
域である。
Reference numeral 97 denotes a polysilicon gate wiring partially including the gate electrode of the amplification transistor 33; 98, an N-type impurity region serving as a drain region of the amplification transistor 33 and a source region of the vertical selection transistor 34; This is an N-type impurity region serving as a source region.

【0165】100はリセットトランジスタ35のソー
ス領域99と増幅トランジスタ33のゲート配線97と
2個の読み出しトランジスタ32a、32bの共通ドレ
イン領域とを接続する配線である。
Reference numeral 100 denotes a wiring connecting the source region 99 of the reset transistor 35, the gate wiring 97 of the amplification transistor 33, and the common drain region of the two read transistors 32a and 32b.

【0166】読取り線4aは読み出しトランジスタ32
aのゲート電極を一部に含むポリシリコンゲート配線、
読取り線4bは読み出しトランジスタ32bのゲート電
極を一部に含むポリシリコンゲート配線からなる。
The read line 4a is connected to the read transistor 32
a polysilicon gate wiring partially including the gate electrode of a.
The read line 4b is formed of a polysilicon gate wiring partially including the gate electrode of the read transistor 32b.

【0167】垂直選択線(アドレス線)6は垂直選択ト
ランジスタ34のゲート電極を一部に含むポリシリコン
ゲート配線、リセット線7はリセットトランジスタ35
のゲート電極を一部に含むポリシリコンゲート配線から
なる。
The vertical selection line (address line) 6 is a polysilicon gate wiring partially including the gate electrode of the vertical selection transistor 34, and the reset line 7 is a reset transistor 35
Of polysilicon gate wiring including a part of the gate electrode.

【0168】33aは前記増幅トランジスタ33のソー
ス領域と垂直信号線VLINとのコンタクト部、34aは上
記垂直選択トランジスタ34のドレイン領域と電源線9
とのコンタクト部である。97aは増幅トランジスタ3
3のゲート配線97と配線100とのコンタクト部、9
9aはリセットトランジスタ35のソース領域99と配
線100とのコンタクト部、99bはリセットトランジ
スタ35のドレイン領域と電源線9とのコンタクト部、
100aは上記配線100と2個の読み出しトランジス
タ32a、32bの共通ドレイン領域とのコンタクト部
である。
Reference numeral 33a denotes a contact portion between the source region of the amplification transistor 33 and the vertical signal line VLIN, and reference numeral 34a denotes a drain region of the vertical selection transistor 34 and the power supply line 9.
Contact part. 97a is an amplification transistor 3
A contact portion between the gate wiring 97 and the wiring 100 of No. 3;
9a is a contact portion between the source region 99 of the reset transistor 35 and the wiring 100, 99b is a contact portion between the drain region of the reset transistor 35 and the power supply line 9,
100a is a contact portion between the wiring 100 and a common drain region of the two read transistors 32a and 32b.

【0169】上記構成の2画素/1ユニットの単位セル
の動作は、前記1画素/1ユニットの単位セルの動作と
比べて、5個のトランジスタを所定の順序で動作させて
フォトダイオードから信号電荷を読み出す基本動作は同
じであるが、2個のフォトダイオード31a、31bか
ら異なるタイミングで信号電荷を読み出す点が異なる。
つまり、一方のフォトダイオード31aから信号電荷を
読み出す時は第1の読取り線4aに“H”レベルの読取
り信号を与え,第2の読取り線4bに“L”レベルの読
取り信号を与えたままとし、他方のフォトダイオード3
1bから信号電荷を読み出す時は第2の読取り線4bに
“H”レベルの読取り信号を与え、第1の読取り線4a
に“L”レベルの読取り信号を与えたままとする。
The operation of the unit cell of 2 pixels / 1 unit having the above configuration is different from the operation of the unit cell of 1 pixel / 1 unit in that the five transistors are operated in a predetermined order and the signal charge is transferred from the photodiode. Is basically the same as that of the first embodiment, except that signal charges are read from the two photodiodes 31a and 31b at different timings.
That is, when reading out signal charges from one of the photodiodes 31a, an "H" level read signal is applied to the first read line 4a, and an "L" level read signal is applied to the second read line 4b. , The other photodiode 3
1b, an "H" level read signal is applied to the second read line 4b to read the signal charge from the first read line 4a.
Is kept at the "L" level read signal.

【0170】<第5の実施の形態>ところで、前記した
ような2画素/1ユニットの単位セルのアレイを有する
CMOS固体撮像装置においては、前記したような電子
シャッタ機能を持たせない場合でも、2個のフォトダイ
オード31a、31bから異なるタイミングで信号電荷
を読み出す際に前記したようにアドレス線駆動信号を断
続的に2回駆動することにより、出力信号を画像表示装
置の画面に表示した際の表示画面上の横縞の発生の問題
を防止することが可能になる。
<Fifth Embodiment> In a CMOS solid-state imaging device having an array of unit cells of 2 pixels / 1 unit as described above, even if the above-mentioned electronic shutter function is not provided, When the signal charges are read from the two photodiodes 31a and 31b at different timings, the address line drive signal is intermittently driven twice as described above, so that the output signal is displayed on the screen of the image display device. It is possible to prevent the problem of occurrence of horizontal stripes on the display screen.

【0171】図11は、第5の実施の形態のCMOS固
体撮像装置における1フィールド期間の一部分の信号読
み出し動作の一例を示すタイミング波形図である。
FIG. 11 is a timing waveform chart showing an example of a signal reading operation in a part of one field period in the CMOS solid-state imaging device according to the fifth embodiment.

【0172】図11において、φRESET、φADR
ES、φREAD1あるいはφREAD2は、パルスセ
レクタから選択画素行に供給されるパルス信号であり、
それぞれ信号読み出し動作の際に水平帰線期間内に活性
化されるが、φREAD1、φREAD2は異なる水平
帰線期間内に供給される。
In FIG. 11, φRESET, φADR
ES, φREAD1 or φREAD2 is a pulse signal supplied from the pulse selector to the selected pixel row,
Each of them is activated during the horizontal retrace period during the signal read operation, while φREAD1 and φREAD2 are supplied during different horizontal retrace periods.

【0173】ここで、φREAD1が供給される第1の
読取り線4aとアドレス線6との距離よりも、φREA
D2が供給される第2の読取り線4bとアドレス線6と
の距離が短く、第1の読取り線4aとアドレス線6との
結合容量よりも第2の読取り線4bとアドレス線6との
結合容量が大きいので、2個のフォトダイオード31
a、31bからそれぞれ読み出される信号電荷に対する
影響が異なることに起因して、出力信号を画像表示装置
の画面に表示した際の表示画面上の横縞が発生するおそ
れがある。
Here, φREA is larger than the distance between the first read line 4a to which φREAD1 is supplied and the address line 6.
The distance between the second read line 4b to which D2 is supplied and the address line 6 is short, and the coupling between the second read line 4b and the address line 6 is larger than the coupling capacitance between the first read line 4a and the address line 6. Since the capacity is large, two photodiodes 31
A horizontal stripe on the display screen when the output signal is displayed on the screen of the image display device may be generated due to different influences on the signal charges read from the signals a and 31b.

【0174】しかし、φADRESは、信号読み出し動
作の際の水平帰線期間内に同一行のアドレス線6を2回
選択制御するように、断続的に2回活性状態になるよう
に生成され、2個のフォトダイオード31a、31bか
らそれぞれ信号電荷を読み出す時にφADRESがそれ
ぞれ“L”レベルになっているので、上記信号電荷読み
出し時の影響がほぼ等しくなり、前記したような表示画
面上の横縞の発生の問題を防止できる。
However, φADRES is generated so as to be intermittently activated twice so as to select and control the address line 6 of the same row twice during the horizontal retrace period in the signal read operation. Since the signal φADRES is at the “L” level when the signal charges are read from the photodiodes 31a and 31b, respectively, the influence at the time of reading the signal charges is substantially equal, and the occurrence of the horizontal stripe on the display screen as described above. Problem can be prevented.

【0175】また、本発明は、上記各実施の形態のタイ
プの固体撮像装置に限らず、光電変換部を積層した積層
型の固体撮像装置にも適用可能である。
The present invention can be applied not only to the solid-state imaging devices of the above-described embodiments but also to a solid-state imaging device in which photoelectric conversion units are stacked.

【0176】[0176]

【発明の効果】請求項1およびそれに従属する各請求項
の固体撮像装置によれば、電子シャッター動作を行わせ
る場合に読み出し用垂直シフトレジスタと電子シャッタ
用垂直シフトレジスタの負荷の変動を防止でき、出力信
号の表示画面に発生する横筋の画像ノイズを抑制でき、
S/Nの高い鮮明な画像を得ることができる。
According to the solid-state imaging device according to the first aspect and the dependent claims, when the electronic shutter operation is performed, it is possible to prevent the load of the vertical shift register for reading and the vertical shift register for the electronic shutter from fluctuating. , Can suppress the horizontal line image noise generated on the output signal display screen,
A clear image with a high S / N can be obtained.

【0177】請求項3およびそれに従属する各請求項の
固体撮像装置によれば、2個の電子シャッタ専用のシフ
トレジスタにフィールド単位で交互に電子シャッタ動作
を振り分けることにより、フィールド単位で信号蓄積時
間を変化させる可変電子シャッタ動作(連続電子シャッ
タ動作)を実現できる。この場合、信号蓄積時間の長短
に応じて画素行間に信号蓄積時間の差が生じることを防
止でき、出力信号の表示画面における横筋などの画像ノ
イズの発生を防止することができる。
According to the solid-state imaging device of claim 3 and the dependent claims, the electronic shutter operation is alternately assigned in field units to two shift registers dedicated to the electronic shutter, so that the signal accumulation time in field units is obtained. , A variable electronic shutter operation (continuous electronic shutter operation) that changes the shutter speed. In this case, it is possible to prevent a difference in signal accumulation time between pixel rows according to the length of signal accumulation time, and to prevent image noise such as horizontal stripes on a display screen of an output signal.

【0178】特に請求項4の固体撮像装置によれば、請
求項3の固体撮像装置と同様に連続電子シャッタ動作を
実現できるともに、2個の電子シャッタ専用の垂直シフ
トレジスタに対応して2本のダミー画素行を設け、読み
出し用のシフトレジスタ、2個の電子シャッタ専用のシ
フトレジスタにより選択制御される3本の画素行を常に
選択駆動することにより、画素行選択に伴う負荷の変動
をなくし、表示画面上の横筋の発生を防止できる。
In particular, according to the solid-state imaging device of the fourth aspect, a continuous electronic shutter operation can be realized similarly to the solid-state imaging device of the third aspect, and two solid-state imaging devices corresponding to two electronic shutter-dedicated vertical shift registers are provided. The dummy pixel row is provided and the three pixel rows selectively controlled by the shift register for reading and the two shift registers dedicated to the electronic shutter are always selected and driven, thereby eliminating the load fluctuation caused by the pixel row selection. In addition, it is possible to prevent the occurrence of horizontal streaks on the display screen.

【0179】請求項10およびそれに従属する各請求項
の固体撮像装置によれば、電子シャッタ動作を実現でき
るほか、フォトダイオードに隣接する読み出しゲート以
外の周辺配線の印加電圧を、信号読み出し動作時の読み
出しパルス信号の活性化期間と電子シャッタ動作時の読
み出しパルス信号の活性化期間の両方で同じ電圧とし、
配線との容量結合によるフォトダイオードからの余分な
電荷の読み出しを抑制することにより、黒つぶれのない
再生像が得られる。
According to the solid-state imaging device of the tenth aspect and the dependent claims, an electronic shutter operation can be realized, and the voltage applied to the peripheral wiring other than the read gate adjacent to the photodiode is reduced during the signal read operation. The same voltage is set in both the activation period of the read pulse signal and the activation period of the read pulse signal during the electronic shutter operation,
By suppressing the reading of the extra charges from the photodiode due to the capacitive coupling with the wiring, a reproduced image without blackening can be obtained.

【0180】請求項12およびそれに従属する請求項の
固体撮像装置によれば、撮像領域の2画素/1ユニット
の単位セルにおける2画素の光電変換素子からそれぞれ
蓄積電荷を読み出す際、この読み出しを制御する配線に
隣接し、前記光電変換素子の周辺に存在する他の配線の
電圧を、各画素の読み出し時に実質的に同一にするの
で、2画素の光電変換素子からそれぞれ信号電荷を読み
出す時に他の配線の電圧が及ぼす影響がほぼ等しくな
り、表示画面上の横縞の発生の問題を防止できる。
According to the solid-state image pickup device of claim 12 and the dependent claims, when reading out the accumulated charges from the photoelectric conversion elements of two pixels in a unit cell of two pixels / one unit in the image pickup area, this reading is controlled. The voltage of another wiring adjacent to the wiring to be connected and present around the photoelectric conversion element is made substantially the same at the time of reading out each pixel. The influence of the wiring voltage is almost equal, and the problem of the occurrence of horizontal stripes on the display screen can be prevented.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態のCMOS固体撮像
装置の等価回路を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an equivalent circuit of a CMOS solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態のCMOS固体撮像
装置の等価回路を示す図。
FIG. 2 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a CMOS solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention;

【図3】図2の固体撮像装置において2個の電子シャッ
タ用垂直シフトレジスタがフィールド単位で交互に電子
シャッタ動作を制御する様子を示すタイミング図。
3 is a timing chart showing how two electronic shutter vertical shift registers control the electronic shutter operation alternately in units of fields in the solid-state imaging device of FIG. 2;

【図4】本発明の第3の実施の形態のCMOS固体撮像
装置の等価回路を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit of a CMOS solid-state imaging device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】図4中のパルスセレクタの一例を示す回路図。FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a pulse selector in FIG. 4;

【図6】図4中のタイミング発生回路、第1の垂直シフ
トレジスタ〜第3の垂直シフトレジスタおよびパルスセ
レクタの動作例を示すタイミング波形図。
FIG. 6 is a timing waveform chart showing an operation example of the timing generation circuit, the first to third vertical shift registers, and the pulse selector in FIG. 4;

【図7】図6中の1フィールド期間内の電子シャッタ動
作の一例を示すタイミング波形図である。
7 is a timing waveform chart showing an example of an electronic shutter operation within one field period in FIG.

【図8】図7に示す電子シャッタ動作においてノイズの
飛び込みを抑制する動作を説明するために撮像領域の単
位セルの一部について示す平面図、断面図および基板内
の電位ポテンシャルを示す図。
8A and 8B are a plan view, a cross-sectional view, and a diagram showing a potential potential in a substrate, showing a part of a unit cell in an imaging region, for describing an operation of suppressing a noise jump in the electronic shutter operation shown in FIG.

【図9】本発明の第4の実施の形態の増幅型CMOS固
体撮像装置における2画素/1ユニットの単位セルの等
価回路を示す図。
FIG. 9 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a unit cell of 2 pixels / 1 unit in the amplification type CMOS solid-state imaging device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図10】図9の2画素/1ユニットの単位セルの平面
パターンの一例およびその断面構造の一例を概略的に示
す図。
10 is a diagram schematically illustrating an example of a planar pattern of a unit cell of 2 pixels / 1 unit in FIG. 9 and an example of a cross-sectional structure thereof.

【図11】本発明の第5の実施の形態のCMOS固体撮
像装置における1フィールド期間内の信号読み出し動作
の一例を示すタイミング波形図。
FIG. 11 is a timing waveform chart showing an example of a signal reading operation within one field period in the CMOS solid-state imaging device according to the fifth embodiment of the present invention.

【図12】従来例1のCMOS固体撮像装置の等価回路
を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing an equivalent circuit of a CMOS solid-state imaging device of Conventional Example 1.

【図13】図12のCMOS固体撮像装置の動作例を示
すタイミング波形図。
13 is a timing waveform chart illustrating an operation example of the CMOS solid-state imaging device in FIG.

【図14】図13中のタイミング発生回路、垂直シフト
レジスタおよびパルスセレクタの動作例を示すタイミン
グ波形図。
14 is a timing waveform chart showing an operation example of the timing generation circuit, vertical shift register, and pulse selector in FIG.

【図15】従来例2のCMOS固体撮像装置の等価回路
を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing an equivalent circuit of a CMOS solid-state imaging device of Conventional Example 2.

【図16】図15中の2つの垂直シフトレジスタの行選
択タイミングの一例を示す図。
16 is a diagram showing an example of row selection timing of two vertical shift registers in FIG.

【図17】図15の固体撮像装置において信号蓄積時間
を変化させるために、電子シャッタ用垂直シフトレジス
タが読み出し用垂直シフトレジスタよりも先に行選択を
行うタイミングを変化させて画素信号の蓄積を行う時間
の長短を変化させる場合の問題点を説明するために示す
タイミング図。
17 changes the timing at which the electronic shutter vertical shift register performs row selection before the readout vertical shift register to change the signal accumulation time in the solid-state imaging device in FIG. FIG. 9 is a timing chart for explaining a problem in changing the length of time to be performed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…読み出し用の垂直シフトレジスタ、 3…水平シフトレジスタ、 4…読取り線、 6…垂直選択線、 7…リセット線、 9…電源線、 10a…タイミング発生回路、 21、22…電子シャッタ用の垂直シフトレジスタ、 23…切換制御回路、 24…垂直駆動回路(パルスセレクタ)、 PD…フォトダイオード、 Ta…垂直選択トランジスタ(行選択トランジスタ)、 Tb…増幅トランジスタ、 Tc…リセットトランジスタ、 Td…読み出しトランジスタ、 TH…水平選択トランジスタ、 VLIN…垂直信号線、 HLIN…水平信号線。 2 ... vertical shift register for reading, 3 ... horizontal shift register, 4 ... read line, 6 ... vertical selection line, 7 ... reset line, 9 ... power supply line, 10a ... timing generation circuit, 21, 22 ... for electronic shutter Vertical shift register, 23: switching control circuit, 24: vertical drive circuit (pulse selector), PD: photodiode, Ta: vertical selection transistor (row selection transistor), Tb: amplification transistor, Tc: reset transistor, Td: readout transistor , TH: horizontal selection transistor, VLIN: vertical signal line, HLIN: horizontal signal line.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 幸雄 神奈川県川崎市幸区堀川町580番1号 株 式会社東芝半導体システム技術センター内 (72)発明者 大澤 慎治 神奈川県川崎市幸区堀川町580番1号 株 式会社東芝半導体システム技術センター内 (72)発明者 田中 頼子 神奈川県川崎市幸区堀川町580番1号 株 式会社東芝半導体システム技術センター内 (72)発明者 荒川 毅 東京都港区新橋3丁目3番9号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内 (72)発明者 富澤 義行 東京都港区新橋3丁目3番9号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内 (72)発明者 星野 誠 東京都港区新橋3丁目3番9号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内 Fターム(参考) 4M118 AA05 AB01 BA10 BA14 CA02 DD12 FA06 FA50 GA10 5C024 AA01 BA01 CA10 CA17 FA01 GA01 GA41 GA52 HA09 HA10 JA04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yukio Endo 580-1 Horikawa-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Toshiba Semiconductor System Technology Center Co., Ltd. (72) Inventor Shinji Osawa Horikawa-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 580-1 Inside Toshiba Semiconductor System Technology Center (72) Inventor Yoriko Tanaka No. 580-1 Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Toshiba Semiconductor System Technology Center (72) Inventor Takeshi Arakawa Tokyo 3-3-9, Shimbashi, Minato-ku, Toshiba A-V E. Co., Ltd. (72) Inventor Yoshiyuki Tomizawa 3-3-1, Shimbashi, Minato-ku, Tokyo, Toshiba A-V E. Co., Ltd. (72) Inventor Makoto Hoshino 3-3-9, Shimbashi, Minato-ku, Tokyo Toshiba Abu E Co., Ltd. F-term (reference) 4M118 AA05 AB01 BA10 BA14 CA02 DD12 FA06 FA50 GA10 5C024 AA01 BA01 CA10 CA17 FA01 GA01 GA41 GA52 HA09 HA10 JA04

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画素に対する入射光を光電変換して電荷
を蓄積する光電変換手段、蓄積した電荷を検出部に読み
出す読み出し手段、読み出された電荷を増幅する増幅手
段、前記検出部の電荷をリセットするためのリセット手
段および前記増幅手段から信号を出力させる垂直選択手
段を有する単位セルが半導体基板上に二次元的に配置さ
れてなり、複数の信号読み出し用の画素行および少なく
とも2つのダミー画素行を有する撮像領域と、 前記撮像領域における各画素行に対応して水平方向に設
けられ、それぞれ対応する画素行の単位セルの各読み出
し手段を駆動するための読み出し駆動信号を伝送するた
めの複数本の読取り線と、 前記撮像領域における各画素行に対応して水平方向に設
けられ、それぞれ対応する画素行の単位セルの各垂直選
択手段を駆動するための行選択駆動信号を伝送するため
の複数本の垂直選択線と、 前記複数本の読取り線に読み出し駆動信号を選択的に供
給して前記読み出し手段を駆動するともに、前記複数本
の垂直選択線に行選択駆動信号を選択的に供給して前記
垂直選択手段を駆動するための垂直駆動手段と、 前記撮像領域における各画素行の読み出し手段を所望の
信号蓄積タイミングおよび信号読み出しタイミングで順
次に2回駆動させるように前記垂直駆動手段を制御する
行選択手段と、 前記撮像領域における各画素列に対応して設けられ、前
記垂直駆動手段により順次駆動された画素行の各単位セ
ルからそれぞれ出力される信号を垂直方向に伝送するた
めの複数の垂直信号線とを具備し、 前記行選択手段は、 前記垂直駆動手段により前記複数の信号読み出し用の画
素行の単位セルからの信号読み出しを制御した後、前記
2つのダミー画素行のうちの第1のダミー画素行を駆動
させるように選択制御し、前記垂直駆動手段により前記
複数の信号読み出し用の画素行の単位セルにおける信号
蓄積を制御した後、前記前記2つのダミー画素行のうち
の第2のダミー画素行を駆動させるように選択制御する
ことを特徴とする固体撮像装置。
1. A photoelectric conversion means for photoelectrically converting incident light to a pixel to accumulate charges, a reading means for reading the accumulated charges to a detection unit, an amplification means for amplifying the read charges, and a charge for the detection unit. A unit cell having reset means for resetting and vertical selection means for outputting a signal from the amplifying means is two-dimensionally arranged on a semiconductor substrate, and comprises a plurality of signal readout pixel rows and at least two dummy pixels. An imaging region having rows, a plurality of imaging regions provided in the horizontal direction corresponding to each pixel row in the imaging region, for transmitting a read driving signal for driving each reading unit of a unit cell of the corresponding pixel row. Read lines and horizontal lines corresponding to the respective pixel rows in the imaging area, and each vertical selection of the unit cells of the corresponding pixel rows. A plurality of vertical selection lines for transmitting a row selection drive signal for driving the means, and a read drive signal selectively supplied to the plurality of read lines to drive the read means; Vertical drive means for selectively supplying a row selection drive signal to the vertical selection lines to drive the vertical selection means, and reading means for each pixel row in the imaging region to obtain a desired signal accumulation timing and signal readout A row selecting means for controlling the vertical driving means so as to sequentially drive twice at a timing; and each unit of a pixel row provided corresponding to each pixel column in the imaging area and sequentially driven by the vertical driving means A plurality of vertical signal lines for transmitting signals output from the cells in a vertical direction, wherein the row selecting means includes a plurality of vertical signal lines. After controlling the signal readout from the unit cell of the pixel row for signal readout, selection control is performed to drive the first dummy pixel row of the two dummy pixel rows, and the plurality of the plurality of dummy pixel rows are controlled by the vertical drive unit. A solid-state imaging device comprising: controlling signal accumulation in a unit cell of a pixel row for signal reading; and selectively controlling a second dummy pixel row of the two dummy pixel rows to be driven.
【請求項2】 請求項1記載の固体撮像装置において、 前記行選択手段は、 前記単位セルにおける信号蓄積の開始期間を制御するた
めの電子シャッタ用のシフトレジスタと、 前記単位セルからの信号読み出しの開始期間を制御する
ための読み出し用のシフトレジスタを有し、 前記第1のダミー画素行は、前記読み出し用のシフトレ
ジスタにより選択制御され、前記第2のダミー画素行
は、前記電子シャッタ用のシフトレジスタにより選択制
御されることを特徴とする固体撮像装置。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the row selection unit includes: a shift register for an electronic shutter for controlling a start period of signal accumulation in the unit cell; and a signal read from the unit cell. The first dummy pixel row is selectively controlled by the read shift register, and the second dummy pixel row is used for controlling the electronic shutter. The solid-state imaging device is selectively controlled by a shift register.
【請求項3】 画素に対する入射光を光電変換して電荷
を蓄積する光電変換手段、蓄積した電荷を検出部に読み
出す読み出し手段、読み出された電荷を増幅する増幅手
段、前記検出部の電荷をリセットするためのリセット手
段および前記増幅手段から信号を出力させる垂直選択手
段を有する単位セルが半導体基板上に二次元的に配置さ
れてなり、複数の画素行を有する撮像領域と、 前記撮像領域における各画素行に対応して水平方向に設
けられ、それぞれ対応する画素行の単位セルの各読み出
し手段を駆動するための読み出し駆動信号を伝送するた
めの複数本の読取り線と、 前記撮像領域における各画素行に対応して水平方向に設
けられ、それぞれ対応する画素行の単位セルの各垂直選
択手段を駆動するための行選択駆動信号を伝送するため
の複数本の垂直選択線と、 前記複数本の読取り線に読み出し駆動信号を選択的に供
給して前記読み出し手段を駆動するともに、前記複数本
の垂直選択線に行選択駆動信号を選択的に供給して前記
垂直選択手段を駆動するための垂直駆動手段と、 前記撮像領域における各画素行の読み出し手段を所望の
信号蓄積タイミングおよび信号読み出しタイミングで順
次に2回駆動させるように前記垂直駆動手段を制御する
行選択手段と、 前記撮像領域における各画素列に対応して設けられ、前
記垂直駆動手段により順次駆動された画素行の各単位セ
ルからそれぞれ出力される信号を垂直方向に伝送するた
めの複数の垂直信号線とを具備し、 前記行選択手段は、 前記垂直駆動手段により前記信号読み出しタイミングで
前記各画素行の読み出し手段を駆動させる第1の手段
と、前記垂直駆動手段により前記信号蓄積タイミングで
前記各画素行の読み出し手段を駆動させる少なくとも2
個の第2の手段とを具備することを特徴とする固体撮像
装置。
3. A photoelectric conversion means for photoelectrically converting incident light to a pixel to accumulate charges, a reading means for reading the accumulated charges to a detection unit, an amplification means for amplifying the read charges, and a charge for the detection unit. A unit cell having a reset unit for resetting and a vertical selection unit for outputting a signal from the amplification unit is two-dimensionally arranged on a semiconductor substrate, and an imaging region having a plurality of pixel rows; A plurality of read lines provided in the horizontal direction corresponding to each pixel row, for transmitting a read drive signal for driving each read unit of the unit cell of the corresponding pixel row, and a plurality of read lines in the imaging region. For transmitting a row selection drive signal provided in the horizontal direction corresponding to the pixel row and for driving each vertical selection unit of the unit cell of the corresponding pixel row. A plurality of vertical selection lines, and a read drive signal are selectively supplied to the plurality of read lines to drive the read unit, and a row selection drive signal is selectively supplied to the plurality of vertical selection lines. Vertical driving means for driving the vertical selection means, and the vertical driving means for sequentially driving the reading means of each pixel row in the imaging region twice at a desired signal accumulation timing and signal reading timing. A row selecting means for controlling, and a signal for outputting a signal output from each unit cell of a pixel row sequentially driven by the vertical driving means, the signal being provided in correspondence with each pixel column in the imaging region, in a vertical direction. A plurality of vertical signal lines, wherein the row selecting means drives the reading means of each pixel row at the signal reading timing by the vertical driving means. First means for causing the vertical drive means to drive the readout means of each pixel row at the signal accumulation timing.
A solid-state imaging device comprising: a plurality of second means.
【請求項4】 請求項3記載の固体撮像装置において、 前記撮像領域は、信号読み出し用の前記複数の画素行の
ほかに少なくとも3本のダミー画素行をさらに具備し、 前記行選択手段は、前記第1の手段により前記ダミー画
素行のうちの1つのダミー画素行を駆動させ、前記2個
の第2の手段により前記ダミー画素行のうちの他の2つ
のダミー画素行を駆動させることを特徴とする固体撮像
装置。
4. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the imaging region further includes at least three dummy pixel rows in addition to the plurality of pixel rows for signal reading, and the row selection unit includes: Driving one dummy pixel row of the dummy pixel rows by the first means and driving the other two dummy pixel rows of the dummy pixel rows by the two second means; Characteristic solid-state imaging device.
【請求項5】 請求項3または4記載の固体撮像装置に
おいて、 前記行選択手段は、各画素行の信号読み出しタイミング
の周期に対応する1フィールド単位で1フィールド周期
の期間内における信号蓄積タイミングを変化させること
を特徴とする固体撮像装置。
5. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the row selection unit determines a signal accumulation timing within a period of one field cycle for each field corresponding to a cycle of a signal read timing of each pixel row. A solid-state imaging device characterized by changing.
【請求項6】 請求項5記載の固体撮像装置において、 前記少なくとも2個の第2の手段は、互いに前記信号読
み出しタイミングに対する信号蓄積タイミングを相対的
に異ならせて前記読み出し手段を駆動させるものであ
り、前記第2の手段による前記垂直駆動手段の制御動作
が1フィールド毎に交互に切換えられることを特徴とす
る固体撮像装置。
6. The solid-state imaging device according to claim 5, wherein the at least two second units drive the read unit by relatively different signal accumulation timings with respect to the signal read timing. And a control operation of the vertical driving means by the second means is alternately switched every field.
【請求項7】 請求項5記載の固体撮像装置において、 前記行選択手段の第1の手段は、前記単位セルからの信
号読み出しの開始期間を制御するための読み出し用のシ
フトレジスタを具備し、 前記行選択手段の第2の手段は、第1のフィールド期間
での前記単位セルにおける信号蓄積の開始期間を制御す
るための第1の電子シャッタ用のシフトレジスタおよび
前記第1のフィールド期間と交互に繰り返される第2の
フィールド期間での前記単位セルにおける信号蓄積の開
始期間を制御するための第2の電子シャッタ用のシフト
レジスタを具備することを特徴とする固体撮像装置。
7. The solid-state imaging device according to claim 5, wherein the first means of the row selecting means includes a read shift register for controlling a start period of signal reading from the unit cell, The second means of the row selecting means includes a shift register for a first electronic shutter for controlling a start period of signal accumulation in the unit cell in a first field period, and a shift register for the first field period. A solid-state imaging device, comprising: a second electronic shutter shift register for controlling a signal accumulation start period in the unit cell in a second field period repeated.
【請求項8】 請求項1乃至7のいずれか1つに記載の
固体撮像装置において、 前記行選択手段は、前記撮像領域における各画素行の読
み出し手段を2回駆動させる際、前記光電変換手段の周
辺で前記読取り線に隣接する他の配線の電圧を前記2回
の駆動時とも実質的に同一にするように前記垂直駆動手
段を制御することを特徴とする固体撮像装置。
8. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the row selection unit is configured to drive the reading unit of each pixel row in the imaging region twice, and the photoelectric conversion unit is configured to perform the driving operation twice. A solid-state imaging device that controls the vertical driving unit so that the voltage of another wiring adjacent to the read line around the read line is substantially the same during the two driving operations.
【請求項9】 請求項8記載の固体撮像装置において、 前記読取り線に隣接する他の配線は、前記垂直選択線で
あることを特徴とする固体撮像装置。
9. The solid-state imaging device according to claim 8, wherein another wiring adjacent to the read line is the vertical selection line.
【請求項10】 半導体基板上の撮像領域に二次元的に
配置された単位セルの光電変換素子から蓄積電荷を読み
出す際、この読み出しを制御する配線を所望の信号蓄積
タイミングおよび信号読み出しタイミングで順次に2回
駆動させ、前記信号読み出しタイミングで読み出された
信号を出力させる電子シャッタ動作を行う固体撮像装置
において、 前記読み出しを制御する配線に隣接し、前記光電変換素
子の周辺に存在する他の配線の電圧を前記信号蓄積タイ
ミングと信号読み出しタイミングとで実質的に同一にす
ることを特徴とする固体撮像装置。
10. When reading stored charges from photoelectric conversion elements of a unit cell two-dimensionally arranged in an imaging region on a semiconductor substrate, wiring for controlling the reading is sequentially set at desired signal storage timing and signal read timing. A solid-state imaging device that performs an electronic shutter operation to output a signal read out at the signal read-out timing, wherein the other read-out control is performed adjacent to the wiring that controls the read-out and around the photoelectric conversion element. A solid-state imaging device, wherein a voltage of a wiring is made substantially the same at the signal accumulation timing and the signal readout timing.
【請求項11】 請求項1乃至10のいずれか1つに記
載の固体撮像装置において、 前記単位セルは、 アノード側に接地電位が与えられる1個のフォトダイオ
ードと、 前記1個のフォトダイオードのカソード側に一端側が接
続され、ゲートに読取り線が接続された1個の読み出し
トランジスタと、 前記読み出しトランジスタの他端側にゲートが接続さ
れ、一端側に垂直信号線が接続された1個の増幅トラン
ジスタと、 前記増幅トランジスタの他端側に一端側が接続され、ゲ
ートには垂直選択線が接続された1個の垂直選択トラン
ジスタと、 前記垂直選択トランジスタの他端側に接続された1本の
電源線と、 前記増幅トランジスタのゲートと前記電源線との間に接
続され、ゲートにはリセット線が接続された1個のリセ
ットトランジスタとを具備し、前記1個のフォトダイオ
ードが1つの画素に対応することを特徴とする固体撮像
装置。
11. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the unit cell includes one photodiode having a ground potential applied to an anode side, and one photodiode having a ground potential. One read transistor having one end connected to the cathode and a read line connected to the gate; and one amplifier having a gate connected to the other end of the read transistor and a vertical signal line connected to one end. A transistor, one vertical selection transistor having one end connected to the other end of the amplification transistor, and a gate connected to a vertical selection line; and one power supply connected to the other end of the vertical selection transistor. A reset transistor connected between a gate of the amplification transistor and the power supply line, and a reset line connected to the gate; Provided by the solid-state imaging device, characterized in that said one photodiode corresponds to one pixel.
【請求項12】 2画素/1ユニットの単位セルが半導
体基板上に二次元的に配置されてなる撮像領域を有する
固体撮像装置において、 前記撮像領域の単位セルにおける2画素の光電変換素子
からそれぞれ蓄積電荷を読み出す際、この読み出しを制
御する配線に隣接し、前記光電変換素子の周辺に存在す
る他の配線の電圧を各画素の読み出し時で実質的に同一
にすることを特徴とする固体撮像装置。
12. A solid-state imaging device having an imaging region in which unit cells of 2 pixels / 1 unit are two-dimensionally arranged on a semiconductor substrate, wherein each of the photoelectric conversion elements of 2 pixels in the unit cell of the imaging region is A solid-state imaging device for reading out the stored charges, wherein the voltage of another wiring adjacent to the wiring for controlling the reading and present around the photoelectric conversion element is made substantially the same when reading out each pixel; apparatus.
【請求項13】 請求項1乃至12のいずれか1つに記
載の固体撮像装置において、 前記単位セルは、 各アノード側に接地電位が与えられる2個のフォトダイ
オードと、 前記2個のフォトダイオードの各カソード側にそれぞれ
対応して各一端側が接続され、各ゲートに2本の読取り
線がそれぞれ対応して接続された2個の読み出しトラン
ジスタと、 前記2個の読み出しトランジスタの各他端側に共通にゲ
ートが接続され、一端側に垂直信号線が接続された1個
の増幅トランジスタと、 前記増幅トランジスタの他端側に一端側が接続され、ゲ
ートには前記垂直選択線が接続された1個の垂直選択ト
ランジスタと、 前記垂直選択トランジスタの他端側に接続された1本の
電源線と、 前記増幅トランジスタのゲートと前記電源線との間に接
続され、ゲートにはリセット線が接続された1個のリセ
ットトランジスタを具備し、 前記2個のフォトダイオードが2つの画素に対応するこ
とを特徴とする固体撮像装置。
13. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the unit cell includes two photodiodes each of which has a ground potential on each anode side, and the two photodiodes. Two read transistors each having one end connected to each of the cathode sides, and two read lines respectively connected to each gate, and two read transistors connected to the other end of the two read transistors, respectively. One amplifying transistor having a gate connected in common and one end connected to a vertical signal line, and one amplifying transistor having one end connected to the other end of the amplifying transistor and the gate connected to the vertical selection line A vertical selection transistor, one power supply line connected to the other end of the vertical selection transistor, and a power supply line connected between the gate of the amplification transistor and the power supply line. , The gate comprises a single reset transistor reset line is connected, the solid-state imaging device, characterized in that the two photodiodes corresponding to two pixels.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003051973A (en) * 2001-08-07 2003-02-21 Hitachi Maxell Ltd Camera module
JP2005130344A (en) * 2003-10-27 2005-05-19 Fuji Photo Film Co Ltd Mos type image sensor
US6947087B2 (en) * 1999-12-28 2005-09-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid-state imaging device with dynamic range control
WO2006090633A1 (en) * 2005-02-23 2006-08-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Mos type solid-state image pickup device, method for driving such mos type solid-state image pickup device, and camera
JP2006253904A (en) * 2005-03-09 2006-09-21 Sony Corp Solid-state imaging apparatus and driving method thereof
JP2007104241A (en) * 2005-10-04 2007-04-19 Sony Corp Solid-state imaging apparatus, drive method of solid-state imaging apparatus, and imaging apparatus
KR100716685B1 (en) * 2002-09-26 2007-05-09 가부시끼가이샤 도시바 Solid-state image pick up device
JP2007306631A (en) * 2007-08-17 2007-11-22 Sony Corp Solid state imaging element
JP2008011007A (en) * 2006-06-28 2008-01-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Imaging apparatus and exposure time control method
JP2008288904A (en) * 2007-05-17 2008-11-27 Sony Corp Image sensor
JP2010183435A (en) * 2009-02-06 2010-08-19 Toshiba Corp Solid-state imaging apparatus
JP2010282224A (en) * 2010-08-13 2010-12-16 Casio Computer Co Ltd Imaging apparatus
CN1671188B (en) * 2004-03-17 2012-02-22 富士通半导体股份有限公司 Solid state imaging device and method for driving the same

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6947087B2 (en) * 1999-12-28 2005-09-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid-state imaging device with dynamic range control
JP2003051973A (en) * 2001-08-07 2003-02-21 Hitachi Maxell Ltd Camera module
JP4647851B2 (en) * 2001-08-07 2011-03-09 日立マクセル株式会社 The camera module
KR100716685B1 (en) * 2002-09-26 2007-05-09 가부시끼가이샤 도시바 Solid-state image pick up device
JP2005130344A (en) * 2003-10-27 2005-05-19 Fuji Photo Film Co Ltd Mos type image sensor
CN1671188B (en) * 2004-03-17 2012-02-22 富士通半导体股份有限公司 Solid state imaging device and method for driving the same
JP4818916B2 (en) * 2005-02-23 2011-11-16 パナソニック株式会社 MOS solid-state imaging device, driving method thereof, and camera
JPWO2006090633A1 (en) * 2005-02-23 2008-07-24 松下電器産業株式会社 MOS solid-state imaging device, driving method thereof, and camera
WO2006090633A1 (en) * 2005-02-23 2006-08-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Mos type solid-state image pickup device, method for driving such mos type solid-state image pickup device, and camera
JP4687155B2 (en) * 2005-03-09 2011-05-25 ソニー株式会社 Solid-state imaging device and driving method thereof
JP2006253904A (en) * 2005-03-09 2006-09-21 Sony Corp Solid-state imaging apparatus and driving method thereof
US8587699B2 (en) 2005-03-09 2013-11-19 Sony Corporation Solid state imaging device
US7852386B2 (en) 2005-03-09 2010-12-14 Sony Corporation Solid state imaging device and method for driving same and imaging apparatus
KR101231403B1 (en) * 2005-03-09 2013-02-07 소니 주식회사 Solid state imaging device and method for driving same and imaging apparatus
JP2007104241A (en) * 2005-10-04 2007-04-19 Sony Corp Solid-state imaging apparatus, drive method of solid-state imaging apparatus, and imaging apparatus
JP4692196B2 (en) * 2005-10-04 2011-06-01 ソニー株式会社 Solid-state imaging device, driving method of solid-state imaging device, and imaging device
JP2008011007A (en) * 2006-06-28 2008-01-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Imaging apparatus and exposure time control method
JP2008288904A (en) * 2007-05-17 2008-11-27 Sony Corp Image sensor
US8767104B2 (en) 2007-05-17 2014-07-01 Sony Corporation Image sensor, electronic apparatus, and driving method of electronic apparatus
US9001244B2 (en) 2007-05-17 2015-04-07 Sony Corporation Image sensor, electronic apparatus, and driving method of electronic apparatus
US9628729B2 (en) 2007-05-17 2017-04-18 Sony Semiconductor Solutions Corporation Image sensor, electronic apparatus, and driving method of electronic apparatus
JP2007306631A (en) * 2007-08-17 2007-11-22 Sony Corp Solid state imaging element
JP4692530B2 (en) * 2007-08-17 2011-06-01 ソニー株式会社 Solid-state image sensor
JP2010183435A (en) * 2009-02-06 2010-08-19 Toshiba Corp Solid-state imaging apparatus
US8711262B2 (en) 2009-02-06 2014-04-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid-state image sensing device and control method of solid-state image sensing device
JP2010282224A (en) * 2010-08-13 2010-12-16 Casio Computer Co Ltd Imaging apparatus

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