JP2001045375A - 撮像装置とその読み出し方法 - Google Patents
撮像装置とその読み出し方法Info
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- JP2001045375A JP2001045375A JP11219973A JP21997399A JP2001045375A JP 2001045375 A JP2001045375 A JP 2001045375A JP 11219973 A JP11219973 A JP 11219973A JP 21997399 A JP21997399 A JP 21997399A JP 2001045375 A JP2001045375 A JP 2001045375A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水平転送の期間である期間が１水平走査期間
分利用できる読み出し制御手段を提供することを課題と
する。 【解決手段】 撮像素子を有する撮像装置において、ｎ
番目の走査ラインの水平転送期間中にｎ＋１番目の走査
ラインの画素セルからの外部蓄積容量への読み出しが行
える様に、外部蓄積容量を２組以上設けていることを特
徴とする。また、光電変換素子からの信号を増幅する手
段と画素セル中の光電荷をリセットする手段とを有する
撮像装置において、前記光電変換素子から一行の画像電
荷を読み出す水平走査信号による水平転送期間中に次の
一行の前記光電変換素子に前記画像電荷を蓄積しつつセ
ル外の蓄積手段への転送制御が行われることを特徴とす
る。
分利用できる読み出し制御手段を提供することを課題と
する。 【解決手段】 撮像素子を有する撮像装置において、ｎ
番目の走査ラインの水平転送期間中にｎ＋１番目の走査
ラインの画素セルからの外部蓄積容量への読み出しが行
える様に、外部蓄積容量を２組以上設けていることを特
徴とする。また、光電変換素子からの信号を増幅する手
段と画素セル中の光電荷をリセットする手段とを有する
撮像装置において、前記光電変換素子から一行の画像電
荷を読み出す水平走査信号による水平転送期間中に次の
一行の前記光電変換素子に前記画像電荷を蓄積しつつセ
ル外の蓄積手段への転送制御が行われることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の光電変換素
子を有する撮像装置とその読み出し方法に関する。
子を有する撮像装置とその読み出し方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光電変換素子により光電変換され
た光信号を、ＣＣＤ（電荷結合素子）ばかりではなく、
ＣＭＯＳ（相補性金属酸化物半導体）トランジスタと同
様のプロセスで作られたＭＯＳによって読み出すＣＭＯ
Ｓイメージ・センサと呼ばれる増幅型固体撮像装置の開
発が活発となっている。ＣＭＯＳイメージ・センサは、
周辺回路のセンサとの混在が容易であり、低電圧、低消
費電力などの点から、とくに携帯用途向けとして期待さ
れている。
た光信号を、ＣＣＤ（電荷結合素子）ばかりではなく、
ＣＭＯＳ（相補性金属酸化物半導体）トランジスタと同
様のプロセスで作られたＭＯＳによって読み出すＣＭＯ
Ｓイメージ・センサと呼ばれる増幅型固体撮像装置の開
発が活発となっている。ＣＭＯＳイメージ・センサは、
周辺回路のセンサとの混在が容易であり、低電圧、低消
費電力などの点から、とくに携帯用途向けとして期待さ
れている。
【０００３】ここで、従来の図５に示すＣＭＯＳセンサ
の構造例とそのタイミングについて述べる。図５におい
て、フォトダイオード２と、転送スイッチ３と、リセッ
トスイッチ４と、選択スイッチ５と、画素アンプ６の素
子より構成される画素を単位とし、水平及び垂直方向に
複数画素が設けられた増幅型固体撮像素子である。各画
素には光電変換素子であるフォトダイオード２、フォト
ダイオード２の光電変換電荷を転送パルスΦＴＸにより
転送する転送スイッチ３、アンプ６のゲートと接続され
た浮遊拡散層ＦＤをリセットパルスΦＲＥＳによりリセ
ットするリセットスイッチ４、浮遊拡散層ＦＤに蓄積さ
れた光電変換電荷をソース・フォロワとして増幅する画
素アンプ６、垂直走査回路ＶＳＲ１により選択される行
画素を選択パルスΦＳＥＬにより選択する行選択スイッ
チ５が設けられている。
の構造例とそのタイミングについて述べる。図５におい
て、フォトダイオード２と、転送スイッチ３と、リセッ
トスイッチ４と、選択スイッチ５と、画素アンプ６の素
子より構成される画素を単位とし、水平及び垂直方向に
複数画素が設けられた増幅型固体撮像素子である。各画
素には光電変換素子であるフォトダイオード２、フォト
ダイオード２の光電変換電荷を転送パルスΦＴＸにより
転送する転送スイッチ３、アンプ６のゲートと接続され
た浮遊拡散層ＦＤをリセットパルスΦＲＥＳによりリセ
ットするリセットスイッチ４、浮遊拡散層ＦＤに蓄積さ
れた光電変換電荷をソース・フォロワとして増幅する画
素アンプ６、垂直走査回路ＶＳＲ１により選択される行
画素を選択パルスΦＳＥＬにより選択する行選択スイッ
チ５が設けられている。
【０００４】また、行選択スイッチ５で選択された行画
素の電荷は負荷電流源７にソースフォロワにより垂直出
力線８に出力され、信号出力パルスΦＴＳにより転送ゲ
ート１０をオンとして転送容量ＣＴＳに蓄積し、ノイズ
出力パルスΦＴＮにより転送ゲート９をオンとして転送
容量ＣＴＮに蓄積し、つぎに水平走査回路ＨＳＲ２３か
らの制御信号により転送スイッチ１５，１６を介して、
ノイズ成分はアンプ１９の出力を、信号成分はアンプ２
０の出力を、差動増幅器２１によって差分をとって画素
信号として出力される。
素の電荷は負荷電流源７にソースフォロワにより垂直出
力線８に出力され、信号出力パルスΦＴＳにより転送ゲ
ート１０をオンとして転送容量ＣＴＳに蓄積し、ノイズ
出力パルスΦＴＮにより転送ゲート９をオンとして転送
容量ＣＴＮに蓄積し、つぎに水平走査回路ＨＳＲ２３か
らの制御信号により転送スイッチ１５，１６を介して、
ノイズ成分はアンプ１９の出力を、信号成分はアンプ２
０の出力を、差動増幅器２１によって差分をとって画素
信号として出力される。
【０００５】図６は、図５の撮像装置の駆動タイミング
を示す図である。先ず、１水平走査期間ＨＳの間に図示
されない回路により垂直出力線８は定電位にリセットさ
れる。その後、ΦＲＥＳ信号でＭＯＳトランジスタ４が
ＯＮされる事により、Ｔ1 の期間にＭＯＳトランジスタ
６のゲートに設けられたフローティングの容量に蓄積さ
れた電荷が定電位になる様にリセットされる。続いて、
ΦＲＥＳ信号をローレベルとしＭＯＳトランジスタ４を
ＯＦＦとした後、ΦＳＥＬ信号をハイレベルにする事で
ＭＯＳトランジスタ６と負荷電流源７で構成されたソー
ス・フォロワ回路がＴ2 の期間に動作状態になり、垂直
出力線８上にＭＯＳトランジスタ６のフローティング・
ゲート・リセット電位に応じたノイズ出力がなされる。
このＴ2期間にΦＴＮ信号をハイレベルにすることで、
ノイズ成分を蓄積する蓄積容量ＣＴＮが垂直出力線８と
接続され、この蓄積容量ＣＴＮはノイズ成分の信号を保
持するようになる。
を示す図である。先ず、１水平走査期間ＨＳの間に図示
されない回路により垂直出力線８は定電位にリセットさ
れる。その後、ΦＲＥＳ信号でＭＯＳトランジスタ４が
ＯＮされる事により、Ｔ1 の期間にＭＯＳトランジスタ
６のゲートに設けられたフローティングの容量に蓄積さ
れた電荷が定電位になる様にリセットされる。続いて、
ΦＲＥＳ信号をローレベルとしＭＯＳトランジスタ４を
ＯＦＦとした後、ΦＳＥＬ信号をハイレベルにする事で
ＭＯＳトランジスタ６と負荷電流源７で構成されたソー
ス・フォロワ回路がＴ2 の期間に動作状態になり、垂直
出力線８上にＭＯＳトランジスタ６のフローティング・
ゲート・リセット電位に応じたノイズ出力がなされる。
このＴ2期間にΦＴＮ信号をハイレベルにすることで、
ノイズ成分を蓄積する蓄積容量ＣＴＮが垂直出力線８と
接続され、この蓄積容量ＣＴＮはノイズ成分の信号を保
持するようになる。
【０００６】続いて行われるのは、光電素子で発生した
光電荷とノイズ成分の混合信号の蓄積である。先ず、垂
直信号線８は図示されない回路により、定電位にリセッ
トされる。それから、ΦＴＸ信号がハイにされ、光電変
換素子２に蓄積された光電荷が、Ｔ3 の期間に転送ＭＯ
Ｓトランジスタ３のＯＮによりＭＯＳトランジスタ６の
フローティング・ゲートに転送される。その後、ΦＳＥ
Ｌ信号をハイレベルにする事で、ソース・フォロワ回路
がＴ4 の期間に動作状態になり、垂直出力線８上にＭＯ
Ｓトランジスタ６のフローティング・ゲートの電位に応
じた「光信号＋ノイズ信号」の出力がなされる。このＴ
4 の期間に、今回はΦＴＳ信号をハイレベルにすること
で、「光電荷成分＋ノイズ成分」を蓄積する蓄積容量Ｃ
ＴＳが垂直出力線８と接続され、この蓄積容量ＣＴＳは
光電荷成分＋ノイズ成分を保持するようになる。
光電荷とノイズ成分の混合信号の蓄積である。先ず、垂
直信号線８は図示されない回路により、定電位にリセッ
トされる。それから、ΦＴＸ信号がハイにされ、光電変
換素子２に蓄積された光電荷が、Ｔ3 の期間に転送ＭＯ
Ｓトランジスタ３のＯＮによりＭＯＳトランジスタ６の
フローティング・ゲートに転送される。その後、ΦＳＥ
Ｌ信号をハイレベルにする事で、ソース・フォロワ回路
がＴ4 の期間に動作状態になり、垂直出力線８上にＭＯ
Ｓトランジスタ６のフローティング・ゲートの電位に応
じた「光信号＋ノイズ信号」の出力がなされる。このＴ
4 の期間に、今回はΦＴＳ信号をハイレベルにすること
で、「光電荷成分＋ノイズ成分」を蓄積する蓄積容量Ｃ
ＴＳが垂直出力線８と接続され、この蓄積容量ＣＴＳは
光電荷成分＋ノイズ成分を保持するようになる。
【０００７】上述のように、１行分のノイズ成分とフォ
トダイオードで発生した光信号＋ノイズ成分がＣＴＮ，
ＣＴＳに蓄積される。
トダイオードで発生した光信号＋ノイズ成分がＣＴＮ，
ＣＴＳに蓄積される。
【０００８】次に行われるのは、これら２信号の並びを
水平シフトレジスタ２３により増幅アンプ１９，２０に
供給することである。このために水平転送パルスＨＳＲ
Ｃを列毎に順次ハイとする事によって、各列毎に配置さ
れたゲートＭＯＳトランジスタ１５，１６をＯＮし、各
列毎に接続された容量ＣＴＮ，ＣＴＳを増幅アンプ１
９，２０に導通させる。そして、増幅アンプ１９，２０
に供給されたノイズ成分と光信号＋ノイズ成分は、差動
アンプ２１によって、（光信号＋ノイズ成分−ノイズ成
分）、すなわち、光信号が得られる。
水平シフトレジスタ２３により増幅アンプ１９，２０に
供給することである。このために水平転送パルスＨＳＲ
Ｃを列毎に順次ハイとする事によって、各列毎に配置さ
れたゲートＭＯＳトランジスタ１５，１６をＯＮし、各
列毎に接続された容量ＣＴＮ，ＣＴＳを増幅アンプ１
９，２０に導通させる。そして、増幅アンプ１９，２０
に供給されたノイズ成分と光信号＋ノイズ成分は、差動
アンプ２１によって、（光信号＋ノイズ成分−ノイズ成
分）、すなわち、光信号が得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５の
ように画素内に複数のＭＯＳトランジスタを有し、それ
らを多数の期間で制御する増幅型固体撮像装置では、水
平転送期間ＴＨ（図６）で示される「１水平走査期間か
ら画素ＭＯＳトランジスタの制御期間を除いた期間」し
か水平転送期間として利用できなかった。
ように画素内に複数のＭＯＳトランジスタを有し、それ
らを多数の期間で制御する増幅型固体撮像装置では、水
平転送期間ＴＨ（図６）で示される「１水平走査期間か
ら画素ＭＯＳトランジスタの制御期間を除いた期間」し
か水平転送期間として利用できなかった。
【００１０】この利用時間の短縮は、前記従来例の様に
ノイズ除去による高精能を得るために多数間の画素内Ｍ
ＯＳトランジスタの制御を行う撮像装置においてなお更
に顕著となる。
ノイズ除去による高精能を得るために多数間の画素内Ｍ
ＯＳトランジスタの制御を行う撮像装置においてなお更
に顕著となる。
【００１１】そして、動画の読み出し動作で読み出す場
合は、ビデオ信号として１／６０で画素セルから蓄積コ
ンデンサＣＴＮ，ＣＴＳの増幅アンプ１９，２０への信
号の接続の高速性が要求された。
合は、ビデオ信号として１／６０で画素セルから蓄積コ
ンデンサＣＴＮ，ＣＴＳの増幅アンプ１９，２０への信
号の接続の高速性が要求された。
【００１２】本発明では、水平転送の期間であるＴＨ
（図６）やＴ7 （図８）の期間が１水平走査期間分利用
できる読み出し制御手段を提供することを課題とする。
（図６）やＴ7 （図８）の期間が１水平走査期間分利用
できる読み出し制御手段を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明では、撮像素子を有する撮像装置におい
て、ｎ番目の走査ラインの水平転送期間中にｎ＋１番目
の走査ラインの画素セルからの外部蓄積容量への読み出
しが行える様に、外部蓄積容量を２組以上設けている。
めに、本発明では、撮像素子を有する撮像装置におい
て、ｎ番目の走査ラインの水平転送期間中にｎ＋１番目
の走査ラインの画素セルからの外部蓄積容量への読み出
しが行える様に、外部蓄積容量を２組以上設けている。
【００１４】また、本発明は、光電変換素子からの信号
を増幅する手段と画素セル中の光電荷をリセットする手
段とを有する撮像装置において、前記光電変換素子から
一行の画像電荷を読み出す水平走査信号による水平転送
期間中に次の一行の前記光電変換素子に前記画像電荷を
蓄積しつつセル外の蓄積手段への転送制御が行われるこ
とを特徴とする。
を増幅する手段と画素セル中の光電荷をリセットする手
段とを有する撮像装置において、前記光電変換素子から
一行の画像電荷を読み出す水平走査信号による水平転送
期間中に次の一行の前記光電変換素子に前記画像電荷を
蓄積しつつセル外の蓄積手段への転送制御が行われるこ
とを特徴とする。
【００１５】また、本発明は、複数の画素と該複数の画
素に設けられた光電変換素子からの信号を増幅する手段
および光電荷をリセットする手段を有する撮像装置にお
いて、前記光電変換素子からの撮像信号の水平転送期間
中に次の複数の前記光電変換素子からセル外蓄積手段へ
の転送制御が行われることを特徴とする。
素に設けられた光電変換素子からの信号を増幅する手段
および光電荷をリセットする手段を有する撮像装置にお
いて、前記光電変換素子からの撮像信号の水平転送期間
中に次の複数の前記光電変換素子からセル外蓄積手段へ
の転送制御が行われることを特徴とする。
【００１６】また、本発明は、光電変換素子を含む水平
方向及び垂直方向に配列された複数の画素と、前記画素
からの信号を前記垂直方向に読み出す垂直出力線と、前
記垂直出力線からの信号を水平方向に読み出す水平出力
線と、所定の前記水平方向の一ラインの信号の水平転送
期間中に、他の水平方向の一ラインの信号を前記垂直出
力線に読み出すための手段と、を有することを特徴とす
る。
方向及び垂直方向に配列された複数の画素と、前記画素
からの信号を前記垂直方向に読み出す垂直出力線と、前
記垂直出力線からの信号を水平方向に読み出す水平出力
線と、所定の前記水平方向の一ラインの信号の水平転送
期間中に、他の水平方向の一ラインの信号を前記垂直出
力線に読み出すための手段と、を有することを特徴とす
る。
【００１７】また、本発明は、水平・垂直に配置した複
数の撮像素子から画像信号を読み出す撮像装置におい
て、ｎ（ｎは整数）番目の水平走査ラインの水平転送期
間中に（ｎ＋１）番目の前記水平走査ラインの画素セル
からの外部蓄積容量への読み出しが行えるように、前記
外部蓄積容量を２組以上設けていることを特徴とする。
数の撮像素子から画像信号を読み出す撮像装置におい
て、ｎ（ｎは整数）番目の水平走査ラインの水平転送期
間中に（ｎ＋１）番目の前記水平走査ラインの画素セル
からの外部蓄積容量への読み出しが行えるように、前記
外部蓄積容量を２組以上設けていることを特徴とする。
【００１８】また、本発明は、水平・垂直に配置した複
数の撮像素子から画像信号を読み出す撮像装置の読み出
し方法において、ｎ（ｎは整数）番目の水平走査ライン
の画素信号を蓄積した外部蓄積容量から外部に転送する
水平転送期間中に、（ｎ＋１）番目の前記水平走査ライ
ンの画素セルから他の外部蓄積容量への読み出しを行う
ことを特徴とする。
数の撮像素子から画像信号を読み出す撮像装置の読み出
し方法において、ｎ（ｎは整数）番目の水平走査ライン
の画素信号を蓄積した外部蓄積容量から外部に転送する
水平転送期間中に、（ｎ＋１）番目の前記水平走査ライ
ンの画素セルから他の外部蓄積容量への読み出しを行う
ことを特徴とする。
【００１９】より具体的には、図１に示すように、この
外部蓄積容量をＣＴＮ１，ＣＴＳ１およびＣＴＮ２，Ｃ
ＴＳ２のぺア２組とすると、先ず（ｎ−１）番目の走査
ラインの画素セルからのノイズと、「ノイズ＋光信号」
とがＣＴＮ１，ＣＴＳ１にそれぞれ蓄積される。次に、
（ｎ−１）番目の走査ラインのＣＴＮ１，ＣＴＳ１から
の信号が水平転送されている期間中に、ｎ番目の走査ラ
インの画素セルからのノイズと、「ノイズ＋光信号」と
がＣＴＮ２，ＣＴＳ２にそれぞれ蓄積される。その後、
ｎ番目の走査ラインのＣＴＮ２，ＣＴＳ２からの水平転
送されている期間中に、（ｎ＋１）番目の走査ラインの
画素セルからのノイズと、「ノイズ＋光信号」とがＣＴ
Ｎ１，ＣＴＳ１にそれぞれ蓄積される。そして、（ｎ＋
１）番目の走査ラインのＣＴＮ１，ＣＴＳ１からの信号
が水平転送されるという様に、一連の動作が連続する。
外部蓄積容量をＣＴＮ１，ＣＴＳ１およびＣＴＮ２，Ｃ
ＴＳ２のぺア２組とすると、先ず（ｎ−１）番目の走査
ラインの画素セルからのノイズと、「ノイズ＋光信号」
とがＣＴＮ１，ＣＴＳ１にそれぞれ蓄積される。次に、
（ｎ−１）番目の走査ラインのＣＴＮ１，ＣＴＳ１から
の信号が水平転送されている期間中に、ｎ番目の走査ラ
インの画素セルからのノイズと、「ノイズ＋光信号」と
がＣＴＮ２，ＣＴＳ２にそれぞれ蓄積される。その後、
ｎ番目の走査ラインのＣＴＮ２，ＣＴＳ２からの水平転
送されている期間中に、（ｎ＋１）番目の走査ラインの
画素セルからのノイズと、「ノイズ＋光信号」とがＣＴ
Ｎ１，ＣＴＳ１にそれぞれ蓄積される。そして、（ｎ＋
１）番目の走査ラインのＣＴＮ１，ＣＴＳ１からの信号
が水平転送されるという様に、一連の動作が連続する。
【００２０】上記した様に本発明による増幅型固体撮像
素子に於いては、水平転送期間中に画素から信号を読み
出せるようにしたことにより、水平転送期間を１水平走
査期間一杯に利用可能としている。
素子に於いては、水平転送期間中に画素から信号を読み
出せるようにしたことにより、水平転送期間を１水平走
査期間一杯に利用可能としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】［第１の実施形態］図１は、本発
明の一実施形態である増幅型の固体撮像装置の構成例を
示す図である。従来例の図５に於ける垂直出力線８に対
し、外部蓄積容量はＣＴＮ１，ＣＴＳ１およびＣＴＮ
２，ＣＴＳ２という２組を設けてある。また、これらの
蓄積容量への読み出し線の接続制御のために、４つのＭ
ＯＳトランジスタ９乃至１２とその制御線ＴＳ１，ＴＳ
２，ＴＮ１，ＴＮ２が設けられている。そして、これら
蓄積容量からの読み出しのために４つのＭＯＳトランジ
スタ１５乃至１８が設けられ、これらは２系統の水平転
送制御線２４，２５によりＯＮ，ＯＦＦされる。従来は
なかったこの２系統の制御線の選択を行うため選択回路
２２を有する。
明の一実施形態である増幅型の固体撮像装置の構成例を
示す図である。従来例の図５に於ける垂直出力線８に対
し、外部蓄積容量はＣＴＮ１，ＣＴＳ１およびＣＴＮ
２，ＣＴＳ２という２組を設けてある。また、これらの
蓄積容量への読み出し線の接続制御のために、４つのＭ
ＯＳトランジスタ９乃至１２とその制御線ＴＳ１，ＴＳ
２，ＴＮ１，ＴＮ２が設けられている。そして、これら
蓄積容量からの読み出しのために４つのＭＯＳトランジ
スタ１５乃至１８が設けられ、これらは２系統の水平転
送制御線２４，２５によりＯＮ，ＯＦＦされる。従来は
なかったこの２系統の制御線の選択を行うため選択回路
２２を有する。
【００２２】また、図１において、撮像装置の各画素に
は、光電変換素子であるフォトダイオード２と、フォト
ダイオード２の光電変換電荷を転送パルスΦＴＸ１，２
により転送する転送スイッチ３と、アンプ６のゲートと
接続された浮遊拡散層ＦＤをリセットパルスΦＲＥＳ
１，２によりリセットするリセットスイッチ４と、浮遊
拡散層ＦＤに蓄積された光電変換電荷をソース・フォロ
ワとして増幅する画素アンプ６と、垂直走査回路ＶＳＲ
１により選択される行画素を選択パルスΦＳＥＬ１，２
により選択する行選択スイッチ５とが設けられている。
は、光電変換素子であるフォトダイオード２と、フォト
ダイオード２の光電変換電荷を転送パルスΦＴＸ１，２
により転送する転送スイッチ３と、アンプ６のゲートと
接続された浮遊拡散層ＦＤをリセットパルスΦＲＥＳ
１，２によりリセットするリセットスイッチ４と、浮遊
拡散層ＦＤに蓄積された光電変換電荷をソース・フォロ
ワとして増幅する画素アンプ６と、垂直走査回路ＶＳＲ
１により選択される行画素を選択パルスΦＳＥＬ１，２
により選択する行選択スイッチ５とが設けられている。
【００２３】また、行選択スイッチ５で選択された行画
素の電荷は負荷電流源７にソースフォロワにより垂直出
力線８に出力され、信号出力パルスΦＴＳ１，２により
転送ゲート１０，１２をオンとして転送容量ＣＴＳ１，
２に蓄積し、ノイズ出力パルスΦＴＮ１，２により転送
ゲート９，１１をオンとして転送容量ＣＴＮ１，２に蓄
積し、つぎに水平走査回路ＨＳＲ２３からの制御信号に
より転送スイッチ１５，１６を介して、ノイズ成分はア
ンプ１９の出力を、信号成分はアンプ２０の出力を、差
動増幅器２１によって差分をとって画素信号として出力
される。
素の電荷は負荷電流源７にソースフォロワにより垂直出
力線８に出力され、信号出力パルスΦＴＳ１，２により
転送ゲート１０，１２をオンとして転送容量ＣＴＳ１，
２に蓄積し、ノイズ出力パルスΦＴＮ１，２により転送
ゲート９，１１をオンとして転送容量ＣＴＮ１，２に蓄
積し、つぎに水平走査回路ＨＳＲ２３からの制御信号に
より転送スイッチ１５，１６を介して、ノイズ成分はア
ンプ１９の出力を、信号成分はアンプ２０の出力を、差
動増幅器２１によって差分をとって画素信号として出力
される。
【００２４】以下、詳細に本回路の動作を説明する。図
２は、図１の撮像装置のタイミングを示す図である。Ｈ
ＳＹＮＣ信号のＨＳ１の開始の時点で水平転送回路群１
７，１８は、（ｎ−１）番目の走査ラインのＣＴＮ２お
よびＣＴＳ２からの信号の読み出しを行っている。この
ＴＨ１の期間中に、ｎ番目の走査ラインのノイズ信号の
読み出しに先立ち、図示されない回路により垂直出力線
８は定電位にリセットされる。
２は、図１の撮像装置のタイミングを示す図である。Ｈ
ＳＹＮＣ信号のＨＳ１の開始の時点で水平転送回路群１
７，１８は、（ｎ−１）番目の走査ラインのＣＴＮ２お
よびＣＴＳ２からの信号の読み出しを行っている。この
ＴＨ１の期間中に、ｎ番目の走査ラインのノイズ信号の
読み出しに先立ち、図示されない回路により垂直出力線
８は定電位にリセットされる。
【００２５】その後、ΦＲＥＳ１信号でｎ番目の走査ラ
インのリセットスイッチのＭＯＳトランジスタ４がＯＮ
される事により、Ｔ1 期間に画素アンプのＭＯＳトラン
ジスタ６のゲートに設けられたフローティングの容量に
蓄積された電荷が定電位になる様にリセットされる。続
いてΦＲＥＳ１信号をローレベルとしＭＯＳトランジス
タ４をＯＦＦした後、ΦＳＥＬ１信号をハイレベルにす
る事で、選択スイッチのＭＯＳトランジスタ６と負荷電
流源７で構成されたソースフォロワ回路がＴ2の期間に
動作状態になり、垂直出力線８上に画素アンプのＭＯＳ
トランジスタ６のフローティングゲートリセット電位に
応じたノイズ出力がなされる。このＴ2期間にＴＮ１信
号をハイレベルにする事で、ノイズ成分を蓄積する蓄積
容量ＣＴＮ１が垂直出力線８と接続され、この蓄積容量
ＣＴＮ１はノイズ成分の信号を保持するようになる。続
いて、ｎ番目の走査ラインの「光信号とノイズ信号」の
混合信号の読み出しのために、信号線８を図示されない
回路により定電位にリセットし、ΦＴＸ１信号をハイレ
ベルにすることで、光電変換素子２に蓄積された光電荷
がＴ3 の期間にＭＯＳトランジスタ３を通してＭＯＳト
ランジスタ６のフローティングゲートに転送される。そ
れから、ΦＳＥＬ１信号をハイレベルにする事で、ソー
スフォロワ回路がＴ4 の期間に動作状態になり、垂直出
力線８上に「光信号＋ノイズ信号」の出力がなされる。
このＴ4 の期間にＴＳ１信号をハイレベルになる事で蓄
積容量ＣＴＳ１に該信号が保持される。
インのリセットスイッチのＭＯＳトランジスタ４がＯＮ
される事により、Ｔ1 期間に画素アンプのＭＯＳトラン
ジスタ６のゲートに設けられたフローティングの容量に
蓄積された電荷が定電位になる様にリセットされる。続
いてΦＲＥＳ１信号をローレベルとしＭＯＳトランジス
タ４をＯＦＦした後、ΦＳＥＬ１信号をハイレベルにす
る事で、選択スイッチのＭＯＳトランジスタ６と負荷電
流源７で構成されたソースフォロワ回路がＴ2の期間に
動作状態になり、垂直出力線８上に画素アンプのＭＯＳ
トランジスタ６のフローティングゲートリセット電位に
応じたノイズ出力がなされる。このＴ2期間にＴＮ１信
号をハイレベルにする事で、ノイズ成分を蓄積する蓄積
容量ＣＴＮ１が垂直出力線８と接続され、この蓄積容量
ＣＴＮ１はノイズ成分の信号を保持するようになる。続
いて、ｎ番目の走査ラインの「光信号とノイズ信号」の
混合信号の読み出しのために、信号線８を図示されない
回路により定電位にリセットし、ΦＴＸ１信号をハイレ
ベルにすることで、光電変換素子２に蓄積された光電荷
がＴ3 の期間にＭＯＳトランジスタ３を通してＭＯＳト
ランジスタ６のフローティングゲートに転送される。そ
れから、ΦＳＥＬ１信号をハイレベルにする事で、ソー
スフォロワ回路がＴ4 の期間に動作状態になり、垂直出
力線８上に「光信号＋ノイズ信号」の出力がなされる。
このＴ4 の期間にＴＳ１信号をハイレベルになる事で蓄
積容量ＣＴＳ１に該信号が保持される。
【００２６】これらのｎ番目の走査ラインのノイズ成分
と「光電荷成分＋ノイズ成分」は、（ｎ−１）番目の走
査ラインの信号読み出しの間に完了している。
と「光電荷成分＋ノイズ成分」は、（ｎ−１）番目の走
査ラインの信号読み出しの間に完了している。
【００２７】そして、これらの信号は、ＴＨ2の期間中
に水平シフトレジスタ２３から供給される水平転送パル
スＨＳＲＣによりＯＮされたＭＯＳトランジスタ１５，
１６を通して増幅アンプ１９，２０に入力される。さら
に、これらの信号は、差動アンプ２１によって「光信号
＋ノイズ成分−ノイズ成分」が行われ、光信号が出力さ
れる。この際、水平転送パルスＨＳＲＣがＭＯＳトラン
ジスタ１５，１６に与えられるか、ＭＯＳトランジスタ
１７，１８に与えられるかは、選択回路２２の切り換え
信号ＢＳＷにより決定されており、ＭＯＳトランジスタ
１５，１６の選択では切り換え信号ＢＳＷがハイレベル
に設定される。
に水平シフトレジスタ２３から供給される水平転送パル
スＨＳＲＣによりＯＮされたＭＯＳトランジスタ１５，
１６を通して増幅アンプ１９，２０に入力される。さら
に、これらの信号は、差動アンプ２１によって「光信号
＋ノイズ成分−ノイズ成分」が行われ、光信号が出力さ
れる。この際、水平転送パルスＨＳＲＣがＭＯＳトラン
ジスタ１５，１６に与えられるか、ＭＯＳトランジスタ
１７，１８に与えられるかは、選択回路２２の切り換え
信号ＢＳＷにより決定されており、ＭＯＳトランジスタ
１５，１６の選択では切り換え信号ＢＳＷがハイレベル
に設定される。
【００２８】上記した様に各列毎に水平転送パルスＨＳ
ＲＣが与えられて、ｎ番目の走査ラインの光信号が得ら
れるが、この期間ＴＨ2 中に上述した制御によって（ｎ
＋１）番目の走査ラインのノイズ成分と「光電荷成分＋
ノイズ成分」がそれぞれ、ＣＴＮ２，ＣＴＳ２に蓄積さ
れる。この際に使用される信号線はΦＲＥＳ２，ΦＳＥ
Ｌ２，ΦＴＸ２，ΦＴＮ２，ΦＴＳ２であり、制御され
るＭＯＳトランジスタは、３′，４′，５′，６′，
９，１０である。これらの制御が期間Ｔ5 乃至Ｔ 8 で行
われた後、ｎ番目の走査ラインの信号読み出しの完了し
ているＴＨ3 の期間に水平シフトレジスタ１７，１８を
通して増幅アンプ１９，２０に入力される。そして、差
動ランプ２１によって「光信号＋ノイズ成分−ノイズ成
分」がおこなわれ、光信号が出力される。この際、選択
回路パルスＨＳＲＣはＭＯＳトランジスタ１７，１８に
与えられる。
ＲＣが与えられて、ｎ番目の走査ラインの光信号が得ら
れるが、この期間ＴＨ2 中に上述した制御によって（ｎ
＋１）番目の走査ラインのノイズ成分と「光電荷成分＋
ノイズ成分」がそれぞれ、ＣＴＮ２，ＣＴＳ２に蓄積さ
れる。この際に使用される信号線はΦＲＥＳ２，ΦＳＥ
Ｌ２，ΦＴＸ２，ΦＴＮ２，ΦＴＳ２であり、制御され
るＭＯＳトランジスタは、３′，４′，５′，６′，
９，１０である。これらの制御が期間Ｔ5 乃至Ｔ 8 で行
われた後、ｎ番目の走査ラインの信号読み出しの完了し
ているＴＨ3 の期間に水平シフトレジスタ１７，１８を
通して増幅アンプ１９，２０に入力される。そして、差
動ランプ２１によって「光信号＋ノイズ成分−ノイズ成
分」がおこなわれ、光信号が出力される。この際、選択
回路パルスＨＳＲＣはＭＯＳトランジスタ１７，１８に
与えられる。
【００２９】上述した様にＣＴＳ１，ＣＴＮ１とＣＴＳ
２，ＣＴＮ２の蓄積と読み出しが、異なる容量群でなさ
れる様に走査線毎に交互に行われる。この水平転送パル
スＨＳＲＣの遊休期間にも光信号を読み出すことができ
るので、効率の良い時間配分で読みだせる。
２，ＣＴＮ２の蓄積と読み出しが、異なる容量群でなさ
れる様に走査線毎に交互に行われる。この水平転送パル
スＨＳＲＣの遊休期間にも光信号を読み出すことができ
るので、効率の良い時間配分で読みだせる。
【００３０】［第２の実施形態］複数の光電変換素子で
１組の増幅手段等を具備する共通読み出し回路を有する
場合の増幅型の固体撮像装置の実施形態を以下に述べ
る。
１組の増幅手段等を具備する共通読み出し回路を有する
場合の増幅型の固体撮像装置の実施形態を以下に述べ
る。
【００３１】図３は本実施形態による撮像装置の構成図
であり、図４はそれを駆動するためのタイミング図であ
る。この増幅型の固体撮像装置では、共通読み出し回路
１５６は、４個のフォトダイオードａ11，ａ12，ａ21，
ａ22と、各フォトダイオードで蓄積した光信号電荷を増
幅型ＭＯＳトランジスタ６のゲート電極に接続された浮
遊拡散領域（フローティングゲート）に転送する転送ス
イッチ３１〜３４と、浮遊拡散領域をリセットするリセ
ットスイッチ４と、浮遊拡散領域の光信号電荷をソース
ホロワ型により増幅するＭＯＳトランジスタ６と、該共
通読み出し回路１５６を行単位又は２行単位等で選択す
る選択スイッチ５とから構成されている。ここで、転送
スイッチ３１〜３４の各ゲートはそれぞれ異なったタイ
ミングで動作することができるので、各フォトダイオー
ドの光電変換素子は個別に読み出すことができるし、そ
のタイミングを転送パルスφＴＸooo，φＴＸoeo，φＴ
Ｘ ooe，φＴＸoeeを所定の印加タイミングとする事によ
り、４個の光電変換素子の一括読み出しや、クロスした
配置の光電変換素子の読み出しが可能となる。
であり、図４はそれを駆動するためのタイミング図であ
る。この増幅型の固体撮像装置では、共通読み出し回路
１５６は、４個のフォトダイオードａ11，ａ12，ａ21，
ａ22と、各フォトダイオードで蓄積した光信号電荷を増
幅型ＭＯＳトランジスタ６のゲート電極に接続された浮
遊拡散領域（フローティングゲート）に転送する転送ス
イッチ３１〜３４と、浮遊拡散領域をリセットするリセ
ットスイッチ４と、浮遊拡散領域の光信号電荷をソース
ホロワ型により増幅するＭＯＳトランジスタ６と、該共
通読み出し回路１５６を行単位又は２行単位等で選択す
る選択スイッチ５とから構成されている。ここで、転送
スイッチ３１〜３４の各ゲートはそれぞれ異なったタイ
ミングで動作することができるので、各フォトダイオー
ドの光電変換素子は個別に読み出すことができるし、そ
のタイミングを転送パルスφＴＸooo，φＴＸoeo，φＴ
Ｘ ooe，φＴＸoeeを所定の印加タイミングとする事によ
り、４個の光電変換素子の一括読み出しや、クロスした
配置の光電変換素子の読み出しが可能となる。
【００３２】まず、垂直走査中の動作は、ＨＳ１の期間
中にｎ本目の走査線の画素から光電荷を読み出す時を説
明する。このＨＳ１の期間では、図３中のａ11，ａ12，
ａ13，…の前の（ｎ−１）走査線の光信号が、水平転送
パルスφＨｎ，φＨｃによってＴＨ1 の期間にＳ１，Ｓ
２より読み出されている。この際に（ｎ−１）の走査線
のノイズ成分は既にＣＴＮ２に、「ホトダイオード（図
示せず）の信号成分の電荷＋ノイズ成分」もＣＴＳ２
１，ＣＴＳ２２に蓄積されており、選択回路１７１のＢ
ＳＷ信号はローレベルでＭＯＳトランジスタ群１７０に
水平シフトレジスタ１５９が接続されている。このＴＨ
1 の期間中にｎ本目の走査線からの外部蓄積容量への読
み出しが行われる。
中にｎ本目の走査線の画素から光電荷を読み出す時を説
明する。このＨＳ１の期間では、図３中のａ11，ａ12，
ａ13，…の前の（ｎ−１）走査線の光信号が、水平転送
パルスφＨｎ，φＨｃによってＴＨ1 の期間にＳ１，Ｓ
２より読み出されている。この際に（ｎ−１）の走査線
のノイズ成分は既にＣＴＮ２に、「ホトダイオード（図
示せず）の信号成分の電荷＋ノイズ成分」もＣＴＳ２
１，ＣＴＳ２２に蓄積されており、選択回路１７１のＢ
ＳＷ信号はローレベルでＭＯＳトランジスタ群１７０に
水平シフトレジスタ１５９が接続されている。このＴＨ
1 の期間中にｎ本目の走査線からの外部蓄積容量への読
み出しが行われる。
【００３３】まず、期間Ｔ1 ではφＲＶハイによって、
垂直出力線１５７に接続されているリセット用Ｔｒ１６
０がオンし、垂直出力線１５７が接地レベルにリセット
される。それと共にφＴＮ１，φＴＳ１１，φＴＳ１２
が同時にハイによって、各ゲートＴｒ群１６２がオン
し、信号読み出し用Ｔｒ群１６４以前までの配線と蓄積
容量群１６３が垂直出力線１５７と導通し、同様に接地
レベルにリセットされる。次いで期間Ｔ2 でリセット線
φＴＸROのハイによって、リセットスイッチ４がオン
し、画素中のソースフォロワアンプ６の入力ゲートであ
るフローティングゲートがＶDDにリセットされる。
垂直出力線１５７に接続されているリセット用Ｔｒ１６
０がオンし、垂直出力線１５７が接地レベルにリセット
される。それと共にφＴＮ１，φＴＳ１１，φＴＳ１２
が同時にハイによって、各ゲートＴｒ群１６２がオン
し、信号読み出し用Ｔｒ群１６４以前までの配線と蓄積
容量群１６３が垂直出力線１５７と導通し、同様に接地
レベルにリセットされる。次いで期間Ｔ2 でリセット線
φＴＸROのハイによって、リセットスイッチ４がオン
し、画素中のソースフォロワアンプ６の入力ゲートであ
るフローティングゲートがＶDDにリセットされる。
【００３４】そして、期間Ｔ3 でφＬハイにより、垂直
出力線１５７に接続される接地用Ｔｒ１６１がオンし、
該出力線１５７は接地される。それと共にノイズ成分を
蓄積するための蓄積容量ＣＴＮ１を出力線１５７に接続
するために、φＴＮ１ハイとし、前記ゲートＴｒ１６２
をオンさせる。その時には行選択線φＳＯはハイとなっ
ており、前記、フローティングゲートの電位（〜ＶDD）
に応じた電流がＶDD端子から前記ＣＴＮ１へ向かって流
れ込む事によって、容量ＣＴＮ１はノイズ成分の電荷を
保持するようになる。
出力線１５７に接続される接地用Ｔｒ１６１がオンし、
該出力線１５７は接地される。それと共にノイズ成分を
蓄積するための蓄積容量ＣＴＮ１を出力線１５７に接続
するために、φＴＮ１ハイとし、前記ゲートＴｒ１６２
をオンさせる。その時には行選択線φＳＯはハイとなっ
ており、前記、フローティングゲートの電位（〜ＶDD）
に応じた電流がＶDD端子から前記ＣＴＮ１へ向かって流
れ込む事によって、容量ＣＴＮ１はノイズ成分の電荷を
保持するようになる。
【００３５】次に、期間Ｔ4 で奇数列走査線φＴＸOOO
ハイによって奇数列の転送ゲートがオンし、ホトダイオ
ードａ11中の画像光に対応する蓄積電荷が前記フローテ
ィングゲートに転送される。その時は垂直出力線１５７
に接続される容量はノイズ用のＣＴＮ１ではなく、ＣＴ
Ｓ１１となっており、ａ11の露光電荷量に相当する電荷
がＣＴＳ１１に保持される。
ハイによって奇数列の転送ゲートがオンし、ホトダイオ
ードａ11中の画像光に対応する蓄積電荷が前記フローテ
ィングゲートに転送される。その時は垂直出力線１５７
に接続される容量はノイズ用のＣＴＮ１ではなく、ＣＴ
Ｓ１１となっており、ａ11の露光電荷量に相当する電荷
がＣＴＳ１１に保持される。
【００３６】期間Ｔ5 では再びφＲＶハイによって出力
線１５７がリセットされる。他の回路はφＳＯ，ＴＮ
１，ＴＳ１１およびＴＳ１２がロウであるのでリセット
の影響は受けず、その状態は保持されたままである。
線１５７がリセットされる。他の回路はφＳＯ，ＴＮ
１，ＴＳ１１およびＴＳ１２がロウであるのでリセット
の影響は受けず、その状態は保持されたままである。
【００３７】次に、期間Ｔ5 と期間Ｔ6 の間で画素内の
リセット線へ印加される信号φＴＸ ROがハイとなって、
画素中のフローティングゲートがＶDDにリセットされ
る。
リセット線へ印加される信号φＴＸ ROがハイとなって、
画素中のフローティングゲートがＶDDにリセットされ
る。
【００３８】期間Ｔ6 では今度は偶数列走査線φＴＸ
oeo ハイによって偶数列のホトダイオードａ１２の蓄積
電荷が転送され、同様にして信号電荷が蓄積容量ＣＴＳ
１２に保持される。
oeo ハイによって偶数列のホトダイオードａ１２の蓄積
電荷が転送され、同様にして信号電荷が蓄積容量ＣＴＳ
１２に保持される。
【００３９】このようにしてｎ本目のノイズ成分、ホト
ダイオードａ11，ホトダイオードａ 12の信号成分の電荷
がＣＴＮ１，ＣＴＳ１１，ＣＴＳ１２に保持される。
ダイオードａ11，ホトダイオードａ 12の信号成分の電荷
がＣＴＮ１，ＣＴＳ１１，ＣＴＳ１２に保持される。
【００４０】これらの各列のＣＴＮ１，ＣＴＳ１１，Ｃ
ＴＳ１２にて蓄積された電荷は、ＴＨ2 の期間に選択回
路１７１の切り換え信号ＢＳＷハイで、Ｔｒ群１６４が
φＨｎ，φＨｃで駆動される水平転送レジスタ１５９の
信号により順次活性化され、増幅アンプ１６６を経て差
動アンプ１６７からＳ１，Ｓ２の光信号として出力され
る。
ＴＳ１２にて蓄積された電荷は、ＴＨ2 の期間に選択回
路１７１の切り換え信号ＢＳＷハイで、Ｔｒ群１６４が
φＨｎ，φＨｃで駆動される水平転送レジスタ１５９の
信号により順次活性化され、増幅アンプ１６６を経て差
動アンプ１６７からＳ１，Ｓ２の光信号として出力され
る。
【００４１】次のｎ＋１本目の走査線の画素からの読み
出しは、上記ｎ本目の走査線の転送期間ＴＨ2 中のＴ7
乃至Ｔ12の期間にｎ本目の走査線の画素からの読み出し
と同様の制御によって行われる。期間Ｔ7 で垂直出力線
１５７をリセットするＲＶハイによって、垂直出力線１
５７に接続されているリセット用Ｔｒ１６０がオンし、
垂直出力線１５７がリセットされる。それと共にφＴＮ
２，ＴＳ２１，φＴＳ２２ハイによって、各ゲートＴｒ
１６８群がオンし、読み出し用Ｔｒ１７０以前までの配
線と蓄積容量群１６９が垂直出力線１５７と導通し、同
様にリセットされる。
出しは、上記ｎ本目の走査線の転送期間ＴＨ2 中のＴ7
乃至Ｔ12の期間にｎ本目の走査線の画素からの読み出し
と同様の制御によって行われる。期間Ｔ7 で垂直出力線
１５７をリセットするＲＶハイによって、垂直出力線１
５７に接続されているリセット用Ｔｒ１６０がオンし、
垂直出力線１５７がリセットされる。それと共にφＴＮ
２，ＴＳ２１，φＴＳ２２ハイによって、各ゲートＴｒ
１６８群がオンし、読み出し用Ｔｒ１７０以前までの配
線と蓄積容量群１６９が垂直出力線１５７と導通し、同
様にリセットされる。
【００４２】次いで、期間Ｔ8 でリセット線φＴＸROハ
イによって、画素中のソースフォロワアンプの入力ゲー
トであるフローティングゲートがＶDDにリセットされ
る。そして、期間Ｔ9 でφＬハイにより、垂直出力線１
５７に接続される接地用Ｔｒ１６１がオンし、該出力線
１５７は接地される。それと共にノイズ成分を蓄積する
ための蓄積容量ＣＴＮ２を出力線１５７に接続するため
に、φＴＮ２ハイとし、前記ゲートＴｒ１６８をオンさ
せる。その時には行選択線φＳＯはハイとなっており、
前記、フローティングゲートの電位（〜ＶDD）に応じた
電流がＶDD端子から前記ＣＴＮ２へ向かって流れ込むこ
とによって、容量ＣＴＮ２はノイズ成分の電荷を保持す
るようになる。
イによって、画素中のソースフォロワアンプの入力ゲー
トであるフローティングゲートがＶDDにリセットされ
る。そして、期間Ｔ9 でφＬハイにより、垂直出力線１
５７に接続される接地用Ｔｒ１６１がオンし、該出力線
１５７は接地される。それと共にノイズ成分を蓄積する
ための蓄積容量ＣＴＮ２を出力線１５７に接続するため
に、φＴＮ２ハイとし、前記ゲートＴｒ１６８をオンさ
せる。その時には行選択線φＳＯはハイとなっており、
前記、フローティングゲートの電位（〜ＶDD）に応じた
電流がＶDD端子から前記ＣＴＮ２へ向かって流れ込むこ
とによって、容量ＣＴＮ２はノイズ成分の電荷を保持す
るようになる。
【００４３】次に、Ｔ10で奇数列走査線φＴＸooe ハイ
によって、奇数列の転送ゲートがオンし、ホトダイオー
ドａ21中の画像光に対応する蓄積電荷が前記フローティ
ングゲートに転送される。その時は垂直出力線１５７に
接続される容量はノイズ用のＣＴＮ２ではなく、ＣＴＳ
２１となっており、ａ21の露光電荷量に相当する電荷が
ＣＴＳ２１に保持される。
によって、奇数列の転送ゲートがオンし、ホトダイオー
ドａ21中の画像光に対応する蓄積電荷が前記フローティ
ングゲートに転送される。その時は垂直出力線１５７に
接続される容量はノイズ用のＣＴＮ２ではなく、ＣＴＳ
２１となっており、ａ21の露光電荷量に相当する電荷が
ＣＴＳ２１に保持される。
【００４４】つぎに、期間Ｔ11では再びφＲＶハイによ
って出力線１５７がリセットされる。他の回路はφＳ
Ｏ，ＴＮ２，ＴＳ２１およびＴＳ２２がロウであるので
リセットの影響は受けず、その状態は保持されたままで
ある。
って出力線１５７がリセットされる。他の回路はφＳ
Ｏ，ＴＮ２，ＴＳ２１およびＴＳ２２がロウであるので
リセットの影響は受けず、その状態は保持されたままで
ある。
【００４５】次に、期間Ｔ11とＴ12の間で画素内のリセ
ット線へ印加される信号φＴＸROがハイとなって、画素
中のフローティングゲートがＶDDにリセットされる。
ット線へ印加される信号φＴＸROがハイとなって、画素
中のフローティングゲートがＶDDにリセットされる。
【００４６】期間Ｔ12では今度は偶数列走査線φＴＸ
oee ハイによって偶数列のホトダイオードａ22の蓄積電
荷が転送され、同様にして信号電荷が蓄積容量ＣＴＳ２
２に保持される。
oee ハイによって偶数列のホトダイオードａ22の蓄積電
荷が転送され、同様にして信号電荷が蓄積容量ＣＴＳ２
２に保持される。
【００４７】これらの各列のＣＴＮ２，ＣＴＳ２１，Ｃ
ＴＳ２２に蓄積された電荷は、ＴＨ 3 の期間に選択回路
１７１の切り換え信号ＢＳＷローでＴｒ群１７０がφＨ
ｎ，φＨｃで駆動される水平転送レジスタ１５９の信号
により順次活性化され、増幅アンプ１６６を経て差動ア
ンプ１６７からＳ１，Ｓ２の光信号として出力される。
ＴＳ２２に蓄積された電荷は、ＴＨ 3 の期間に選択回路
１７１の切り換え信号ＢＳＷローでＴｒ群１７０がφＨ
ｎ，φＨｃで駆動される水平転送レジスタ１５９の信号
により順次活性化され、増幅アンプ１６６を経て差動ア
ンプ１６７からＳ１，Ｓ２の光信号として出力される。
【００４８】上述した様に、ＣＴＮ１，ＣＴＳ１１，Ｃ
ＴＳ１２とＣＴＮ２，ＣＴＳ２１，ＣＴＳ２２の蓄積と
読み出しが、異なる容量群でなされる様に走査線毎に交
互に行われる。
ＴＳ１２とＣＴＮ２，ＣＴＳ２１，ＣＴＳ２２の蓄積と
読み出しが、異なる容量群でなされる様に走査線毎に交
互に行われる。
【００４９】なお本発明の撮像装置の構造は、上記実施
形態に示されたものに限らず、画素内に増幅アンプを有
しないものや、フローティング・ゲートを用いない型の
ものや、フォトゲート型及び他のスライス型ノイズキャ
ンセルを有するもの等、であってもよい。
形態に示されたものに限らず、画素内に増幅アンプを有
しないものや、フローティング・ゲートを用いない型の
ものや、フォトゲート型及び他のスライス型ノイズキャ
ンセルを有するもの等、であってもよい。
【００５０】
【発明の効果】本発明の撮像装置によれば、特に増幅型
固体撮像装置は、その構造上画素から外部蓄積容量まで
の読み出し制御に複数のパスを要するが、本発明の読み
出し構造と制御手段を用いることにより、画素から外部
蓄積容量までの制御期間は、１水平走査期間まで許容で
き、また、水平転送の期間も従来の様に上記読み出し期
間を除く必要はなくなり、特に効果が大きい。また、本
発明の撮像装置では、１水平走査期間を全て水平転送期
間にすることが可能となる。
固体撮像装置は、その構造上画素から外部蓄積容量まで
の読み出し制御に複数のパスを要するが、本発明の読み
出し構造と制御手段を用いることにより、画素から外部
蓄積容量までの制御期間は、１水平走査期間まで許容で
き、また、水平転送の期間も従来の様に上記読み出し期
間を除く必要はなくなり、特に効果が大きい。また、本
発明の撮像装置では、１水平走査期間を全て水平転送期
間にすることが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施形態による撮像装置の回路
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による撮像装置のタイ
ミングチャートである。
ミングチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態による撮像装置の回路
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による撮像装置のタイ
ミングチャートである。
ミングチャートである。
【図５】従来例による撮像装置の回路ブロック図であ
る。
る。
【図６】従来例による撮像装置のタイミングチャートで
ある。
ある。
１，１５８ 垂直走査回路（シフトレジスタ） ２ フォトダイオード ３ 転送スイッチ ４ リセットスイッチ ５ 選択スイッチ ６ 増幅アンプ ７，１６１ 負荷電流源 ８，１５７ 垂直出力線 ９−１２ 信号読出スイッチ １３，１４ 容量 １５，１６，１６２ 転送スイッチ １９，２０，１６６ アンプ ２１，１６７ 差動アンプ ２２，１７１ 選択回路 ２３ 水平走査回路 ２４，２５ 水平転送制御線 １５６ 共通読み出し回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AA10 AB01 BA14 CA02 DB01 DD09 DD10 DD12 FA06 5C024 AA01 CA10 FA01 GA01 GA26 GA31 GA41 HA10 HA18 HA23 JA04 JA09
Claims (9)
- 【請求項１】 光電変換素子を含む画素セルを複数有す
る撮像装置において、 前記光電変換素子から一行の光信号を読み出す水平走査
信号による水平転送期間中に次の一行の前記光電変換素
子に前記光信号電荷を蓄積しつつ前記画素セル外の蓄積
手段への転送制御が行われることを特徴とする撮像装
置。 - 【請求項２】 複数の画素と該複数の画素に設けられた
光電変換素子からの信号を増幅する手段および光電荷を
リセットする手段を有する撮像装置において、前記光電
変換素子からの光信号の水平転送期間中に次の複数の前
記光電変換素子からセル外蓄積手段への転送制御が行わ
れることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項３】 水平・垂直に配置した複数の光電変換素
子から信号を読み出す撮像装置において、ｎ（ｎは整
数）番目の水平走査ラインの水平転送期間中に（ｎ＋
１）番目の前記水平走査ラインの画素セルからの外部蓄
積容量への読み出しが行えるように、前記外部蓄積容量
を２組以上設けていることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項４】 前記外部蓄積容量のノイズ用ＣＴＮ２，
信号用ＣＴＳ２に前記ｎ番目の走査ラインのＣＴＮ２，
ＣＴＳ２からの水平転送されている期間中に、（ｎ＋
１）番目の走査ラインの画素セルからのノイズと、「ノ
イズ＋光信号」とが前記外部蓄積容量のノイズ用ＣＴＮ
１，信号用ＣＴＳ１にそれぞれ蓄積され、（ｎ＋１）番
目の走査ラインのＣＴＮ１，ＣＴＳ１からの信号が水平
転送されることを特徴とする請求項４に記載の撮像装
置。 - 【請求項５】 光電変換素子を含む水平方向及び垂直方
向に配列された複数の画素と、 前記画素からの信号を前記垂直方向に読み出す垂直出力
線と、 前記垂直出力線からの信号を水平方向に読み出す水平出
力線と、 所定の前記水平方向の一ラインの信号の水平転送期間中
に、他の水平方向の一ラインの信号を前記垂直出力線に
読み出すための手段と、 を有することを特徴とする撮像装置。 - 【請求項６】 前記画素は、前記光電変換素子の信号を
増幅して出力する増幅手段を含む請求項１又は５に記載
の撮像装置。 - 【請求項７】 前記画素は、前記画素内をリセットする
ためのリセット手段を含むことを特長とする撮像装置。 - 【請求項８】 水平・垂直に配置した複数の光電変更素
子から画素信号を読み出す撮像装置の読み出し方法にお
いて、 ｎ（ｎは整数）番目の水平走査ラインの画素信号を蓄積
した外部蓄積容量から外部に転送する水平転送期間中
に、（ｎ＋１）番目の前記水平走査ラインの画素セルか
ら他の外部蓄積容量への読み出しを行うことを特徴とす
る撮像装置の読み出し方法。 - 【請求項９】 前記外部蓄積容量のノイズ用ＣＴＮ２，
信号用ＣＴＳ２に前記ｎ番目の走査ラインのＣＴＮ２，
ＣＴＳ２からの水平転送されている期間中に、（ｎ＋
１）番目の走査ラインの画素セルからのノイズと、「ノ
イズ＋光信号」とが前記他の外部蓄積容量のノイズ用Ｃ
ＴＮ１，信号用ＣＴＳ１にそれぞれ蓄積され、前記（ｎ
＋１）番目の走査ラインのＣＴＮ１，ＣＴＳ１からの信
号が水平転送されることを特徴とする請求項５に記載の
撮像装置の読み出し方法。
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Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007142776A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置及びカメラ |
| JP2007202044A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Nikon Corp | 撮像装置 |
| US7352399B2 (en) | 2003-02-28 | 2008-04-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid-state imaging device driving method |
| JP2008278044A (ja) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | Canon Inc | 撮像装置及びその制御方法 |
| JP2008288688A (ja) * | 2007-05-15 | 2008-11-27 | Panasonic Corp | 固体撮像装置及びカメラ |
| JP2008288689A (ja) * | 2007-05-15 | 2008-11-27 | Panasonic Corp | 固体撮像装置及びカメラ |
| WO2009113695A1 (en) * | 2008-03-14 | 2009-09-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing device and imaging system |
| JP2009302873A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Canon Inc | 撮像装置 |
| WO2010035454A1 (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-01 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置及び撮像装置 |
| JP2010192989A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Canon Inc | 固体撮像素子及び撮像装置 |
| JP2010263553A (ja) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Canon Inc | 撮像素子、撮像装置およびその制御方法 |
| JP2011024222A (ja) * | 2003-11-13 | 2011-02-03 | Micron Technology Inc | センサ回路の列回路における画素信号のビニングおよび補間 |
| US7973840B2 (en) | 2006-12-04 | 2011-07-05 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device and imaging system |
| US8106899B2 (en) * | 2001-07-30 | 2012-01-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Driving method of a semiconductor device |
| US8169524B2 (en) | 2008-09-08 | 2012-05-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing apparatus with pixel readout correction |
| US8218050B2 (en) | 2008-02-28 | 2012-07-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state imaging apparatus, method of driving solid-state imaging apparatus, and imaging system |
| US8692917B2 (en) | 2008-10-22 | 2014-04-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensor and image sensing apparatus with plural vertical output lines per column |
| US8785143B2 (en) | 2010-08-30 | 2014-07-22 | Panasonic Healthcare Co., Ltd. | Method for immobilizing streptavidin on a self-assembled monolayer |
| US8871457B2 (en) | 2010-10-19 | 2014-10-28 | Panasonic Healthcare Co., Ltd | Method for immobilizing glucose oxidase on a self-assembled monolayer |
| US8980645B2 (en) | 2010-01-25 | 2015-03-17 | Panasonic Healthcare Holdings Co., Ltd. | Method for immobilizing protein A on a self-assembled monolayer |
| US9294698B2 (en) | 2012-04-19 | 2016-03-22 | Tohoku University | Solid-state image pickup apparatus |
| WO2017150469A1 (ja) | 2016-02-29 | 2017-09-08 | 株式会社ニコン | 撮像素子および撮像装置 |
| US11177311B2 (en) | 2016-03-29 | 2021-11-16 | Nikon Corporation | Image sensor and image capture device |
-
1999
- 1999-08-03 JP JP11219973A patent/JP2001045375A/ja active Pending
Cited By (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9196652B2 (en) | 2001-07-30 | 2015-11-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Driving method of a semiconductor device |
| US8106899B2 (en) * | 2001-07-30 | 2012-01-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Driving method of a semiconductor device |
| US8525819B2 (en) | 2001-07-30 | 2013-09-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Driving method of a semiconductor device |
| US8773416B2 (en) | 2001-07-30 | 2014-07-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Driving method of a semiconductor device |
| US8253833B2 (en) | 2003-02-28 | 2012-08-28 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device driving method |
| US7352399B2 (en) | 2003-02-28 | 2008-04-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid-state imaging device driving method |
| US8274590B2 (en) | 2003-02-28 | 2012-09-25 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device driving method |
| US7714920B2 (en) | 2003-02-28 | 2010-05-11 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device driving method |
| JP2011024222A (ja) * | 2003-11-13 | 2011-02-03 | Micron Technology Inc | センサ回路の列回路における画素信号のビニングおよび補間 |
| JP4695967B2 (ja) * | 2005-11-17 | 2011-06-08 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置及びカメラ |
| JP2007142776A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置及びカメラ |
| US7567281B2 (en) | 2005-11-17 | 2009-07-28 | Panasonic Corporation | Solid state imaging device, method for driving the same, and camera |
| JP2007202044A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Nikon Corp | 撮像装置 |
| US7973840B2 (en) | 2006-12-04 | 2011-07-05 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device and imaging system |
| JP2008278044A (ja) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | Canon Inc | 撮像装置及びその制御方法 |
| US8553121B2 (en) | 2007-04-26 | 2013-10-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus and control method thereof |
| JP2008288688A (ja) * | 2007-05-15 | 2008-11-27 | Panasonic Corp | 固体撮像装置及びカメラ |
| JP2008288689A (ja) * | 2007-05-15 | 2008-11-27 | Panasonic Corp | 固体撮像装置及びカメラ |
| US8218050B2 (en) | 2008-02-28 | 2012-07-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state imaging apparatus, method of driving solid-state imaging apparatus, and imaging system |
| WO2009113695A1 (en) * | 2008-03-14 | 2009-09-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing device and imaging system |
| US8368785B2 (en) | 2008-03-14 | 2013-02-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing device and imaging system |
| JP2009224524A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Canon Inc | 撮像装置及び撮像システム |
| JP2009302873A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Canon Inc | 撮像装置 |
| US8169524B2 (en) | 2008-09-08 | 2012-05-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing apparatus with pixel readout correction |
| US8421892B2 (en) | 2008-09-25 | 2013-04-16 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device and imaging apparatus |
| JP2010081270A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Panasonic Corp | 固体撮像装置及び撮像装置 |
| WO2010035454A1 (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-01 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置及び撮像装置 |
| US8692917B2 (en) | 2008-10-22 | 2014-04-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensor and image sensing apparatus with plural vertical output lines per column |
| US9294744B2 (en) | 2008-10-22 | 2016-03-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensor and image sensing apparatus with plural vertical output lines |
| JP2010192989A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Canon Inc | 固体撮像素子及び撮像装置 |
| JP2010263553A (ja) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Canon Inc | 撮像素子、撮像装置およびその制御方法 |
| US8980645B2 (en) | 2010-01-25 | 2015-03-17 | Panasonic Healthcare Holdings Co., Ltd. | Method for immobilizing protein A on a self-assembled monolayer |
| US8785143B2 (en) | 2010-08-30 | 2014-07-22 | Panasonic Healthcare Co., Ltd. | Method for immobilizing streptavidin on a self-assembled monolayer |
| US8871457B2 (en) | 2010-10-19 | 2014-10-28 | Panasonic Healthcare Co., Ltd | Method for immobilizing glucose oxidase on a self-assembled monolayer |
| US9294698B2 (en) | 2012-04-19 | 2016-03-22 | Tohoku University | Solid-state image pickup apparatus |
| WO2017150469A1 (ja) | 2016-02-29 | 2017-09-08 | 株式会社ニコン | 撮像素子および撮像装置 |
| US10879300B2 (en) | 2016-02-29 | 2020-12-29 | Nikon Corporation | Image sensor and image-capturing apparatus |
| US11177311B2 (en) | 2016-03-29 | 2021-11-16 | Nikon Corporation | Image sensor and image capture device |
| US11742376B2 (en) | 2016-03-29 | 2023-08-29 | Nikon Corporation | Image sensor and image capture device |
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