JP2003134405A - 相関２重サンプリング回路およびそれを用いた増幅型固体撮像装置 - Google Patents
相関２重サンプリング回路およびそれを用いた増幅型固体撮像装置Info
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- G11C27/02—Sample-and-hold arrangements
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 残留情報を除去して画像信号のみの読み出し
を可能にする。 【解決手段】 クランプスイッチのオンオフを制御する
クランプパルスφC0とサンプルホールドスイッチのオン
オフを制御するサンプルホールドパルスφS0とを生成す
るタイミング発生回路は、期間１の前半での時点ｔ1に
おいて、クランプパルスφC0とサンプルホールドパルス
φS0とを同期してレベル「Ｈ」にする。こうして、サンプ
ルホールド容量に第１出力信号Ｖout(１)をクランプす
る前にサンプルホールド容量をクランプ電位Ｖcpにリセ
ットする。したがって、受光信号Ｓ1とリファレンス信
号Ｓ2との差分電位Ｖsを表す第１出力信号Ｖout(１)と
クランプ電位Ｖcpである第２出力信号Ｖout(２)との差
分にサンプルホールド容量の残留電圧Ｖxが影響しない
ようにして、正しい映像信号を得ることができる。
を可能にする。 【解決手段】 クランプスイッチのオンオフを制御する
クランプパルスφC0とサンプルホールドスイッチのオン
オフを制御するサンプルホールドパルスφS0とを生成す
るタイミング発生回路は、期間１の前半での時点ｔ1に
おいて、クランプパルスφC0とサンプルホールドパルス
φS0とを同期してレベル「Ｈ」にする。こうして、サンプ
ルホールド容量に第１出力信号Ｖout(１)をクランプす
る前にサンプルホールド容量をクランプ電位Ｖcpにリセ
ットする。したがって、受光信号Ｓ1とリファレンス信
号Ｓ2との差分電位Ｖsを表す第１出力信号Ｖout(１)と
クランプ電位Ｖcpである第２出力信号Ｖout(２)との差
分にサンプルホールド容量の残留電圧Ｖxが影響しない
ようにして、正しい映像信号を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、クランプ手段と
サンプルホールド手段とを有する相関２重サンプリング
(以下ＣＤＳとも記載する)回路およびそれを用いた増幅
型固体撮像装置に関する。
サンプルホールド手段とを有する相関２重サンプリング
(以下ＣＤＳとも記載する)回路およびそれを用いた増幅
型固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、固体撮像装置として、各画素にお
いて発生した信号電荷そのものを読み出さずに、画素内
で電圧信号(または電流信号)に変換して増幅した後、上
記電圧信号(または電流信号)を読み出し回路によって読
み出す増幅型固体撮像装置が知られている。
いて発生した信号電荷そのものを読み出さずに、画素内
で電圧信号(または電流信号)に変換して増幅した後、上
記電圧信号(または電流信号)を読み出し回路によって読
み出す増幅型固体撮像装置が知られている。
【０００３】上記増幅型固体撮像装置の一例を図９に示
す。図９において、２次元画素領域１を構成している画
素部２は、光電変換部,増幅部,リセット部および読み出
し選択部(何れも図示せず)を含んで形成されている。画
素部２の読み出し動作は、第１垂直読み出し回路３から
の制御信号４によって上記読み出し選択部を制御するこ
とによって行われる。また、リセット動作は、第２垂直
読み出し回路５からの制御信号６によって上記リセット
部を制御することによって行われる。そして、画素部２
からの出力信号は、垂直信号線７に読み出された後、各
垂直信号線７毎に設けられたＣＤＳ回路８に導かれ、読
み出し時に得られる受光信号とリセット後のリファレン
ス信号との差分がＣＤＳ回路８から出力される。ここ
で、上記受光信号とリファレンス信号とは、何れの信号
が前になるかによって２つの場合がある。何れの場合で
あっても、ＣＤＳ回路８によって上記差分を取ることに
よって、各画素部２毎の閾値のばらつきがキャンセルさ
れ、画素部２毎の固定パターンノイズ(以下、ＦＰＮと
言う)が抑制されるのである。
す。図９において、２次元画素領域１を構成している画
素部２は、光電変換部,増幅部,リセット部および読み出
し選択部(何れも図示せず)を含んで形成されている。画
素部２の読み出し動作は、第１垂直読み出し回路３から
の制御信号４によって上記読み出し選択部を制御するこ
とによって行われる。また、リセット動作は、第２垂直
読み出し回路５からの制御信号６によって上記リセット
部を制御することによって行われる。そして、画素部２
からの出力信号は、垂直信号線７に読み出された後、各
垂直信号線７毎に設けられたＣＤＳ回路８に導かれ、読
み出し時に得られる受光信号とリセット後のリファレン
ス信号との差分がＣＤＳ回路８から出力される。ここ
で、上記受光信号とリファレンス信号とは、何れの信号
が前になるかによって２つの場合がある。何れの場合で
あっても、ＣＤＳ回路８によって上記差分を取ることに
よって、各画素部２毎の閾値のばらつきがキャンセルさ
れ、画素部２毎の固定パターンノイズ(以下、ＦＰＮと
言う)が抑制されるのである。
【０００４】上記ＣＤＳ回路８から出力された差分信号
はアンプ回路９によって増幅され、水平読み出し回路１
１からの制御信号φHによる水平選択スイッチ１０の導
通によって水平信号線１２に出力される。そして、アン
プ回路１３によって増幅されて信号ＯＳとして出力され
る。
はアンプ回路９によって増幅され、水平読み出し回路１
１からの制御信号φHによる水平選択スイッチ１０の導
通によって水平信号線１２に出力される。そして、アン
プ回路１３によって増幅されて信号ＯＳとして出力され
る。
【０００５】このように、図９に示す増幅型固体撮像装
置においては、上記垂直信号線７毎に設けられたＣＤＳ
回路８によって、画素部２毎の閾値ばらつきによるＦＰ
Ｎが抑制されるのである。しかしながら、各垂直信号線
７毎のアンプ回路９や水平選択スイッチ１０には、オフ
セットレベル等のばらつきが伴う。そして、このばらつ
きは、画像の水平方向にはランダムであって垂直方向に
は共通である。したがって、映像としては縦縞模様の顕
著なＦＰＮとなり、画質が著しく損なわれることにな
る。
置においては、上記垂直信号線７毎に設けられたＣＤＳ
回路８によって、画素部２毎の閾値ばらつきによるＦＰ
Ｎが抑制されるのである。しかしながら、各垂直信号線
７毎のアンプ回路９や水平選択スイッチ１０には、オフ
セットレベル等のばらつきが伴う。そして、このばらつ
きは、画像の水平方向にはランダムであって垂直方向に
は共通である。したがって、映像としては縦縞模様の顕
著なＦＰＮとなり、画質が著しく損なわれることにな
る。
【０００６】上述のような縦縞模様のＦＰＮを解決する
手法として、図１０に示すような増幅型固体撮像装置が
提案されている(特開２０００‐３５０１０６号公報)。
この増幅型固体撮像装置における２次元画素領域２１,
画素部２２,第１垂直読み出し回路２３,制御信号２４,
第２垂直読み出し回路２５,制御信号２６,垂直信号線２
７,第１ＣＤＳ回路２８,アンプ回路２９,水平選択スイ
ッチ３０,水平読み出し回路３１,水平信号線３２および
アンプ回路３３は、図９に示す増幅型固体撮像装置にお
ける２次元画素領域１,画素部２,第１垂直読み出し回路
３,制御信号４,第２垂直読み出し回路５,制御信号６,垂
直信号線７,ＣＤＳ回路８,アンプ回路９,水平選択スイ
ッチ１０,水平読み出し回路１１,水平信号線１２および
アンプ回路１３と同じである。そして、図１０に示す増
幅型固体撮像装置における画素部２２から水平信号線３
２への垂直読み出し動作は、図９に示す増幅型固体撮像
装置の場合と同様である。
手法として、図１０に示すような増幅型固体撮像装置が
提案されている(特開２０００‐３５０１０６号公報)。
この増幅型固体撮像装置における２次元画素領域２１,
画素部２２,第１垂直読み出し回路２３,制御信号２４,
第２垂直読み出し回路２５,制御信号２６,垂直信号線２
７,第１ＣＤＳ回路２８,アンプ回路２９,水平選択スイ
ッチ３０,水平読み出し回路３１,水平信号線３２および
アンプ回路３３は、図９に示す増幅型固体撮像装置にお
ける２次元画素領域１,画素部２,第１垂直読み出し回路
３,制御信号４,第２垂直読み出し回路５,制御信号６,垂
直信号線７,ＣＤＳ回路８,アンプ回路９,水平選択スイ
ッチ１０,水平読み出し回路１１,水平信号線１２および
アンプ回路１３と同じである。そして、図１０に示す増
幅型固体撮像装置における画素部２２から水平信号線３
２への垂直読み出し動作は、図９に示す増幅型固体撮像
装置の場合と同様である。
【０００７】本増幅型固体撮像装置における水平信号線
３２の出力側におけるアンプ回路３３の前段には第２Ｃ
ＤＳ回路３４を設けている。尚、第１ＣＤＳ回路２８は
図１１に示すような構成を有しており、タイミング発生
回路４６からの入力切換パルスφP0,クランプパルスφ
C0およびサンプルホールドパルスφS0に基づいて、図１
２に示すタイミングチャートに従って動作する。以下、
図１０〜図１２に従って、本増幅型固体撮像装置の動作
を簡単に説明する。以下の説明においては、図１１に示
す入力切換スイッチ４１が入力Ｖin側へ常時接続されて
いる場合であっても同様であるため、入力切換スイッチ
４１を省略した状態で説明する。
３２の出力側におけるアンプ回路３３の前段には第２Ｃ
ＤＳ回路３４を設けている。尚、第１ＣＤＳ回路２８は
図１１に示すような構成を有しており、タイミング発生
回路４６からの入力切換パルスφP0,クランプパルスφ
C0およびサンプルホールドパルスφS0に基づいて、図１
２に示すタイミングチャートに従って動作する。以下、
図１０〜図１２に従って、本増幅型固体撮像装置の動作
を簡単に説明する。以下の説明においては、図１１に示
す入力切換スイッチ４１が入力Ｖin側へ常時接続されて
いる場合であっても同様であるため、入力切換スイッチ
４１を省略した状態で説明する。
【０００８】図１０において、上記画素部２２からの出
力信号は、垂直信号線２７を介して第１ＣＤＳ回路２８
ヘ信号Ｖinとして入力される。そして、図１１におい
て、入力信号Ｖinはクランプ容量４２における一方の端
子に印加される。こうしてクランプ容量４２に印加され
た入力信号Ｖinは、図１２に示すように、期間１の前半
では受光信号(またはリファレンス信号)Ｓ1となり、期
間１の後半ではリファレンス信号(または受光信号)Ｓ2
となる。
力信号は、垂直信号線２７を介して第１ＣＤＳ回路２８
ヘ信号Ｖinとして入力される。そして、図１１におい
て、入力信号Ｖinはクランプ容量４２における一方の端
子に印加される。こうしてクランプ容量４２に印加され
た入力信号Ｖinは、図１２に示すように、期間１の前半
では受光信号(またはリファレンス信号)Ｓ1となり、期
間１の後半ではリファレンス信号(または受光信号)Ｓ2
となる。
【０００９】図１２に示すように、上記期間１の前半ｔ
1において、上記画素部２２からの受光信号(またはリフ
ァレンス信号)Ｓ1を、クランプパルスφC0に基づくクラ
ンプスイッチ４３の導通によって、クランプ容量４２に
クランプ電位Ｖcpとしてクランプする。次に、期間１の
後半において、画素部２２からのリファレンス信号(ま
たは受光信号)Ｓ2が、クランプ容量４２よりクランプ電
位Ｖcpからの電位の変化量として出力される。そして、
時点ｔ2において、サンプルホールドパルスφS0に基づ
くサンプルホールドスイッチ４４の導通によって、クラ
ンプ容量４２にクランプされている上記受光信号とリフ
ァレンス信号との差分電位Ｖsをクランプ電位Ｖcpから
の電位変化量によって表す信号が、サンプルホールド容
量４５にホールドされる。
1において、上記画素部２２からの受光信号(またはリフ
ァレンス信号)Ｓ1を、クランプパルスφC0に基づくクラ
ンプスイッチ４３の導通によって、クランプ容量４２に
クランプ電位Ｖcpとしてクランプする。次に、期間１の
後半において、画素部２２からのリファレンス信号(ま
たは受光信号)Ｓ2が、クランプ容量４２よりクランプ電
位Ｖcpからの電位の変化量として出力される。そして、
時点ｔ2において、サンプルホールドパルスφS0に基づ
くサンプルホールドスイッチ４４の導通によって、クラ
ンプ容量４２にクランプされている上記受光信号とリフ
ァレンス信号との差分電位Ｖsをクランプ電位Ｖcpから
の電位変化量によって表す信号が、サンプルホールド容
量４５にホールドされる。
【００１０】次に、上記期間１に続く期間２の初期ｔ3
に、上記クランプスイッチ４３を導通させて、クランプ
電位Ｖcpをクランプ容量４２の出力側に読み出してクラ
ンプ容量４２にクランプする。そうした後に、期間２の
初期の時点ｔ3よりも後であって、水平選択スイッチ３
０が導通してアンプ回路２９の出力信号を水平信号線３
２に読み出す期間Ｔjの前半ｔ4において、上記受光信号
とリファレンス信号との差分電位Ｖsをクランプ電位Ｖc
pからの電位変化量によって表す第１出力信号Ｖout(１)
が、アンプ回路２９を介して水平信号線３２に出力され
る。そうした後に、時点ｔ5において、サンプルホール
ドスイッチ４４を導通させて、クランプ容量４２の出力
側のクランプ電位Ｖcpがサンプルホールド容量４５にホ
ールドされる。
に、上記クランプスイッチ４３を導通させて、クランプ
電位Ｖcpをクランプ容量４２の出力側に読み出してクラ
ンプ容量４２にクランプする。そうした後に、期間２の
初期の時点ｔ3よりも後であって、水平選択スイッチ３
０が導通してアンプ回路２９の出力信号を水平信号線３
２に読み出す期間Ｔjの前半ｔ4において、上記受光信号
とリファレンス信号との差分電位Ｖsをクランプ電位Ｖc
pからの電位変化量によって表す第１出力信号Ｖout(１)
が、アンプ回路２９を介して水平信号線３２に出力され
る。そうした後に、時点ｔ5において、サンプルホール
ドスイッチ４４を導通させて、クランプ容量４２の出力
側のクランプ電位Ｖcpがサンプルホールド容量４５にホ
ールドされる。
【００１１】そうすると、上記時点ｔ5に続く上記水平
選択スイッチ３０の導通期間Ｔjの後半ｔ6において、上
記ホールドされているクランプ電位Ｖcpである第２出力
信号Ｖout(２)が、上記アンプ回路２９を介して水平信
号線３２に出力されるのである。
選択スイッチ３０の導通期間Ｔjの後半ｔ6において、上
記ホールドされているクランプ電位Ｖcpである第２出力
信号Ｖout(２)が、上記アンプ回路２９を介して水平信
号線３２に出力されるのである。
【００１２】こうして、上記水平信号線３２に順次出力
された第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)
とは第２ＣＤＳ回路３４に入力され、第２ＣＤＳ回路３
４によって第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout
(２)の差分が取られる。そして、上記差分を表わす信号
がアンプ回路３３によって増幅されて、信号ＯＳとして
出力されるのである。
された第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)
とは第２ＣＤＳ回路３４に入力され、第２ＣＤＳ回路３
４によって第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout
(２)の差分が取られる。そして、上記差分を表わす信号
がアンプ回路３３によって増幅されて、信号ＯＳとして
出力されるのである。
【００１３】ここで、上記第１出力信号Ｖout(１)と第
２出力信号Ｖout(２)とには、共通にアンプ回路２９や
水平選択スイッチ３０のオフセットレベルばらつきを含
む。しかしながら、上述のように第１出力信号Ｖout
(１)と第２出力信号Ｖout(２)の差分を取ることによっ
て、アンプ回路２９や水平選択スイッチ３０のオフセッ
トばらつきはキャンセルされる。その結果、縦縞模様の
顕著なＦＰＮは除去されて、高い画質の映像信号を得る
ことができるのである。
２出力信号Ｖout(２)とには、共通にアンプ回路２９や
水平選択スイッチ３０のオフセットレベルばらつきを含
む。しかしながら、上述のように第１出力信号Ｖout
(１)と第２出力信号Ｖout(２)の差分を取ることによっ
て、アンプ回路２９や水平選択スイッチ３０のオフセッ
トばらつきはキャンセルされる。その結果、縦縞模様の
顕著なＦＰＮは除去されて、高い画質の映像信号を得る
ことができるのである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の水平信号線にも第２ＣＤＳ回路を設けた増幅型固体
撮像装置においては、以下のような問題がある。すなわ
ち、上述したように、時点ｔ2において、サンプルホー
ルドスイッチ４４がオンされて、上記受光信号とリファ
レンス信号との差分電位Ｖsをクランプ電位Ｖcpからの
電位変化量によって表す信号が、サンプルホールド容量
４５にホールドされる。ところが、その前に、サンプル
ホールド容量４５に残留電圧Ｖxが残っていると、サン
プルホールド後に悪影響を及ぼすと言う問題がある。以
下、定量的に述べる。
来の水平信号線にも第２ＣＤＳ回路を設けた増幅型固体
撮像装置においては、以下のような問題がある。すなわ
ち、上述したように、時点ｔ2において、サンプルホー
ルドスイッチ４４がオンされて、上記受光信号とリファ
レンス信号との差分電位Ｖsをクランプ電位Ｖcpからの
電位変化量によって表す信号が、サンプルホールド容量
４５にホールドされる。ところが、その前に、サンプル
ホールド容量４５に残留電圧Ｖxが残っていると、サン
プルホールド後に悪影響を及ぼすと言う問題がある。以
下、定量的に述べる。
【００１５】図１１において、上記サンプルホールドス
イッチ４４よりも上流側の電位(つまり、クランプ容量
４２の出力側の電位)をＶmとし、サンプルホールドスイ
ッチ４４よりも下流側の電位をＶoutとすると、上記各
時間ｔにおける電位Ｖmおよび電位Ｖoutは次のようにな
る。ｔ＝ｔ2直後 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs …（１） Ｖout＝(１−ｋ)Ｖx＋ｋ(Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs)−ΔＶsh …（２） ｔ＝ｔ4 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp …（３） Ｖout(１)＝(１−ｋ)Ｖx＋ｋ(Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs)−ΔＶsh …（４） ｔ＝ｔ6 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp …（５） Ｖout(２)＝(１−ｋ)2Ｖx＋(１−ｋ)ｋ(Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs) ＋ｋ(Ｖcp−ΔＶcp)−ΔＶsh …（６） したがって、最終的に、上記第２ＣＤＳ回路３４によっ
て求められる第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖo
ut(２)の差分信号は、 Ｖout(１)−Ｖout(２)＝ ｋ(１−ｋ)Ｖx−(１−ｋ)ｋ(Ｖcp−ΔＶcp)＋ｋＶs …（７） となる。
イッチ４４よりも上流側の電位(つまり、クランプ容量
４２の出力側の電位)をＶmとし、サンプルホールドスイ
ッチ４４よりも下流側の電位をＶoutとすると、上記各
時間ｔにおける電位Ｖmおよび電位Ｖoutは次のようにな
る。ｔ＝ｔ2直後 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs …（１） Ｖout＝(１−ｋ)Ｖx＋ｋ(Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs)−ΔＶsh …（２） ｔ＝ｔ4 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp …（３） Ｖout(１)＝(１−ｋ)Ｖx＋ｋ(Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs)−ΔＶsh …（４） ｔ＝ｔ6 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp …（５） Ｖout(２)＝(１−ｋ)2Ｖx＋(１−ｋ)ｋ(Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs) ＋ｋ(Ｖcp−ΔＶcp)−ΔＶsh …（６） したがって、最終的に、上記第２ＣＤＳ回路３４によっ
て求められる第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖo
ut(２)の差分信号は、 Ｖout(１)−Ｖout(２)＝ ｋ(１−ｋ)Ｖx−(１−ｋ)ｋ(Ｖcp−ΔＶcp)＋ｋＶs …（７） となる。
【００１６】但し、ΔＶcp,ΔＶshは、クランプパルス
φC0,サンプルホールドパルスφS0のフィードスルーレ
ベルである。また、クランプ容量４２の容量値をＣcと
し、サンプルホールド容量４５の容量値をＣsとする
と、ｋは次式(８)で表される。 ｋ＝Ｃc/(Ｃc＋Ｃs) …（８）
φC0,サンプルホールドパルスφS0のフィードスルーレ
ベルである。また、クランプ容量４２の容量値をＣcと
し、サンプルホールド容量４５の容量値をＣsとする
と、ｋは次式(８)で表される。 ｋ＝Ｃc/(Ｃc＋Ｃs) …（８）
【００１７】したがって、上記式(７)から明らかなよう
に、上記サンプルホールド容量４５の出力側には画素部
２２からの画素信号(受光信号又はリファレンス信号)を
ホールドする前の情報Ｖxが残留し、正しい映像信号を
得ることができないという問題が生じる。特に、上記画
素信号をホールドする前の情報Ｖxにノイズがある場合
には、映像信号のＳ/Ｎを大幅に劣化させることになる
のである。
に、上記サンプルホールド容量４５の出力側には画素部
２２からの画素信号(受光信号又はリファレンス信号)を
ホールドする前の情報Ｖxが残留し、正しい映像信号を
得ることができないという問題が生じる。特に、上記画
素信号をホールドする前の情報Ｖxにノイズがある場合
には、映像信号のＳ/Ｎを大幅に劣化させることになる
のである。
【００１８】そこで、この発明の目的は、必要とする画
像信号の前の情報を完全に除去して正しい画像信号の読
み出しを可能にする相関２重サンプリング回路、およ
び、それを用いて高品位の画像を得ることができる増幅
型固体撮像装置を提供することにある。
像信号の前の情報を完全に除去して正しい画像信号の読
み出しを可能にする相関２重サンプリング回路、およ
び、それを用いて高品位の画像を得ることができる増幅
型固体撮像装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明は、クランプ電位を読み出してクランプ
すると共に入力される信号電位を上記クランプ電位から
の電位の変化量として出力するクランプ手段と,上記ク
ランプ手段より出力された上記信号電位を表わす電位お
よび上記クランプ電位をサンプルホールドするサンプル
ホールド手段とを有して,第１期間の前半において上記
クランプ手段によって上記クランプ電位を読み出してク
ランプした後,上記第１期間の後半において上記信号電
位を上記クランプ電位からの電位の変化量として上記ク
ランプ手段より出力すると共に,上記クランプ手段より
出力された上記信号電位を表わす電位を上記サンプルホ
ールド手段にサンプルホールドし,上記第１期間に続く
第２期間の初期に上記クランプ手段によって上記クラン
プ電位を読み出してクランプし,第２期間の初期よりも
後に上記クランプされたクランプ電位を上記サンプルホ
ールド手段にサンプルホールドする相関２重サンプリン
グ回路において、上記第１期間の前半に、上記クランプ
手段による上記クランプ電位の読み出しと同時に、この
読み出された上記クランプ電位を上記サンプルホールド
手段にサンプルホールドさせてホールド電位をリセット
させる制御信号を生成する制御信号生成手段を備えたこ
とを特徴としている。
め、第１の発明は、クランプ電位を読み出してクランプ
すると共に入力される信号電位を上記クランプ電位から
の電位の変化量として出力するクランプ手段と,上記ク
ランプ手段より出力された上記信号電位を表わす電位お
よび上記クランプ電位をサンプルホールドするサンプル
ホールド手段とを有して,第１期間の前半において上記
クランプ手段によって上記クランプ電位を読み出してク
ランプした後,上記第１期間の後半において上記信号電
位を上記クランプ電位からの電位の変化量として上記ク
ランプ手段より出力すると共に,上記クランプ手段より
出力された上記信号電位を表わす電位を上記サンプルホ
ールド手段にサンプルホールドし,上記第１期間に続く
第２期間の初期に上記クランプ手段によって上記クラン
プ電位を読み出してクランプし,第２期間の初期よりも
後に上記クランプされたクランプ電位を上記サンプルホ
ールド手段にサンプルホールドする相関２重サンプリン
グ回路において、上記第１期間の前半に、上記クランプ
手段による上記クランプ電位の読み出しと同時に、この
読み出された上記クランプ電位を上記サンプルホールド
手段にサンプルホールドさせてホールド電位をリセット
させる制御信号を生成する制御信号生成手段を備えたこ
とを特徴としている。
【００２０】上記構成によれば、第１期間の前半におい
て、クランプ手段によってクランプ電位が読み出されて
クランプされると同時に、制御信号生成手段によって生
成された制御信号に従って、上記読み出されたクランプ
電位が上記サンプルホールド手段にサンプルホールドさ
れてホールド電位がリセットされる。したがって、以
後、上記サンプルホールド手段によってサンプルホール
ドされる信号電位を表わす電位に対する残留電圧の影響
が除去される。
て、クランプ手段によってクランプ電位が読み出されて
クランプされると同時に、制御信号生成手段によって生
成された制御信号に従って、上記読み出されたクランプ
電位が上記サンプルホールド手段にサンプルホールドさ
れてホールド電位がリセットされる。したがって、以
後、上記サンプルホールド手段によってサンプルホール
ドされる信号電位を表わす電位に対する残留電圧の影響
が除去される。
【００２１】また、１実施例では、上記第１の発明の相
関２重サンプリング回路において、上記制御信号生成手
段によって生成される制御信号は、上記第２期間の初期
よりも後に上記クランプ電位が上記サンプルホールド手
段によってサンプルホールドされる前に、上記クランプ
手段によってクランプ電位を読み出させると共に、この
読み出されたクランプ電位を上記サンプルホールド手段
にサンプルホールドさせてホールド電位をリセットさせ
るような制御信号である。
関２重サンプリング回路において、上記制御信号生成手
段によって生成される制御信号は、上記第２期間の初期
よりも後に上記クランプ電位が上記サンプルホールド手
段によってサンプルホールドされる前に、上記クランプ
手段によってクランプ電位を読み出させると共に、この
読み出されたクランプ電位を上記サンプルホールド手段
にサンプルホールドさせてホールド電位をリセットさせ
るような制御信号である。
【００２２】この実施例によれば、上記第２期間の初期
よりも後に、上記サンプルホールド手段によって上記ク
ランプ電位がサンプルホールドされる前に、上記制御信
号生成手段によって生成された制御信号に従って、上記
サンプルホールド手段のホールド電位が上記クランプ電
位にリセットされる。したがって、後に、上記サンプル
ホールド手段によってサンプルホールドされる上記クラ
ンプ電位に対する残留電圧の影響が除去される。
よりも後に、上記サンプルホールド手段によって上記ク
ランプ電位がサンプルホールドされる前に、上記制御信
号生成手段によって生成された制御信号に従って、上記
サンプルホールド手段のホールド電位が上記クランプ電
位にリセットされる。したがって、後に、上記サンプル
ホールド手段によってサンプルホールドされる上記クラ
ンプ電位に対する残留電圧の影響が除去される。
【００２３】その結果、上記サンプルホールド手段によ
って１回目にサンプルホールドされた上記信号電位を上
記クランプ電位からの電位の変化量として表わす第１の
信号と、２回目にサンプルホールドされた上記クランプ
電位である第２の信号との差分を取ることによって、正
味の上記信号電位成分のみが得られる。
って１回目にサンプルホールドされた上記信号電位を上
記クランプ電位からの電位の変化量として表わす第１の
信号と、２回目にサンプルホールドされた上記クランプ
電位である第２の信号との差分を取ることによって、正
味の上記信号電位成分のみが得られる。
【００２４】また、１実施例では、上記第１の発明の相
関２重サンプリング回路において、上記クランプ手段
は,信号線に一方の電極が接続されたクランプ容量と,こ
のクランプ容量の他方の電極と上記クランプ電位を供給
する電源との間に介設されたクランプスイッチとを含ん
で構成され、上記サンプルホールド手段は,上記クラン
プ容量の他方の電極に接続されたサンプルホールド容量
と,上記クランプ容量とサンプルホールド容量との間に
介設されたサンプルホールドスイッチとを含んで構成さ
れ、上記制御信号生成手段によって生成される制御信号
は,上記クランプスイッチのオンオフを制御するクラン
プパルス信号および上記サンプルホールドスイッチのオ
ンオフを制御するサンプルホールドパルス信号である。
関２重サンプリング回路において、上記クランプ手段
は,信号線に一方の電極が接続されたクランプ容量と,こ
のクランプ容量の他方の電極と上記クランプ電位を供給
する電源との間に介設されたクランプスイッチとを含ん
で構成され、上記サンプルホールド手段は,上記クラン
プ容量の他方の電極に接続されたサンプルホールド容量
と,上記クランプ容量とサンプルホールド容量との間に
介設されたサンプルホールドスイッチとを含んで構成さ
れ、上記制御信号生成手段によって生成される制御信号
は,上記クランプスイッチのオンオフを制御するクラン
プパルス信号および上記サンプルホールドスイッチのオ
ンオフを制御するサンプルホールドパルス信号である。
【００２５】この実施例によれば、上記クランプ手段の
クランプスイッチと上記サンプルホールド手段のサンプ
ルホールドスイッチとのオンオフのタイミングを制御す
るだけで、上記サンプルホールド手段におけるサンプル
ホールド容量のホールド電位が簡単にリセットされる。
クランプスイッチと上記サンプルホールド手段のサンプ
ルホールドスイッチとのオンオフのタイミングを制御す
るだけで、上記サンプルホールド手段におけるサンプル
ホールド容量のホールド電位が簡単にリセットされる。
【００２６】また、第２の発明は、光電変換して得られ
た受光信号および基準信号としてのリファレンス信号を
増幅して画素信号を出力する増幅型の画素部と,上記画
素部からの画素信号を伝送する第１信号線と,上記第１
信号線で伝送された画素信号を増幅する増幅部とで成る
画素信号読み出し系列を複数有すると共に,上記複数の
増幅部からの画素信号を伝送する第２信号線と,上記各
増幅部と第２信号線との間に介設された選択スイッチ
と,上記選択スイッチのオンオフを制御して上記複数の
画素信号読み出し系列からの画素信号を順次上記第２信
号線に出力させる読み出し制御手段を備えた増幅型固体
撮像装置において、上記各画素信号読み出し系列におけ
る上記第１信号線と増幅手段との間に上記第１の発明の
相関２重サンプリング回路を介設したことを特徴として
いる。
た受光信号および基準信号としてのリファレンス信号を
増幅して画素信号を出力する増幅型の画素部と,上記画
素部からの画素信号を伝送する第１信号線と,上記第１
信号線で伝送された画素信号を増幅する増幅部とで成る
画素信号読み出し系列を複数有すると共に,上記複数の
増幅部からの画素信号を伝送する第２信号線と,上記各
増幅部と第２信号線との間に介設された選択スイッチ
と,上記選択スイッチのオンオフを制御して上記複数の
画素信号読み出し系列からの画素信号を順次上記第２信
号線に出力させる読み出し制御手段を備えた増幅型固体
撮像装置において、上記各画素信号読み出し系列におけ
る上記第１信号線と増幅手段との間に上記第１の発明の
相関２重サンプリング回路を介設したことを特徴として
いる。
【００２７】上記構成によれば、上記相関２重サンプリ
ング回路から第２信号線に出力される受光信号とリファ
レンス信号との差分を上記クランプ電位からの電位の変
化量として表わす第１出力信号と、上記クランプ電位で
ある第２出力信号との差分を取ることによって、各画素
部毎の閾値のばらつき等がキャンセルされた映像信号が
得られる。
ング回路から第２信号線に出力される受光信号とリファ
レンス信号との差分を上記クランプ電位からの電位の変
化量として表わす第１出力信号と、上記クランプ電位で
ある第２出力信号との差分を取ることによって、各画素
部毎の閾値のばらつき等がキャンセルされた映像信号が
得られる。
【００２８】その際に、少なくとも、上記第１出力信号
が上記サンプルホールド手段にサンプルホールドされる
直前にホールド電位が上記クランプ電位にリセットされ
る。したがって、上記サンプルホールドされる第１出力
信号に対する上記サンプルホールド手段の残留電圧の影
響が除去される。
が上記サンプルホールド手段にサンプルホールドされる
直前にホールド電位が上記クランプ電位にリセットされ
る。したがって、上記サンプルホールドされる第１出力
信号に対する上記サンプルホールド手段の残留電圧の影
響が除去される。
【００２９】また、第３の発明は、光電変換して得られ
た受光信号および基準信号としてのリファレンス信号を
増幅して画素信号を出力する増幅型の画素部と,上記画
素部からの画素信号を伝送する第１信号線と,上記第１
信号線で伝送された画素信号を増幅する増幅部とで成る
画素信号読み出し系列を複数有すると共に,上記複数の
増幅部からの画素信号を伝送する第２信号線と,上記各
増幅部と第２信号線との間に介設された選択スイッチ
と,上記選択スイッチのオンオフを制御して上記複数の
画素信号読み出し系列からの画素信号を順次上記第２信
号線に出力させる読み出し制御手段を備えた増幅型固体
撮像装置において、上記各画素信号読み出し系列におけ
る上記第１信号線と増幅手段との間に上記第１の発明の
相関２重サンプリング回路を介設し、上記画素部は,第
１期間の前半に上記受光信号とリファレンス信号との何
れか一方を出力し,上記第１期間の後半に上記受光信号
とリファレンス信号との何れか他方を出力するようにな
っており、上記第１期間の前半及び上記第１期間に続く
第２期間の初期において,総ての相関２重サンプリング
回路における上記クランプ手段に上記クランプ電位を読
み出してクランプさせるクランプ制御信号を生成するク
ランプ制御信号生成手段を備えて、上記読み出し制御手
段は、上記第１期間の前半に,上記総ての相関２重サン
プリング回路に関して,上記クランプ制御信号に基づく
上記クランプ手段による上記クランプ電位の読み出しと
同時に,この読み出された上記クランプ電位を上記サン
プルホールド手段にサンプルホールドさせてホールド電
位をリセットさせ、上記第１期間の後半に,上記総ての
相関２重サンプリング回路に関して,上記クランプ手段
より出力された上記信号電位としての上記受光信号とリ
ファレンス信号との差分を,上記クランプ電位からの電
位の変化量として上記サンプルホールド手段にサンプル
ホールドさせ、上記第２期間の初期よりも後に,上記第
２期間の初期に各クランプ手段にクランプされたクラン
プ電位を,順次オンとなる選択スイッチに対応する相関
２重サンプリング回路のサンプルホールド手段に,当該
選択スイッチのオン期間中にサンプルホールドさせるサ
ンプルホールド制御信号を生成して、上記選択スイッチ
のオン期間内における上記クランプ電位が上記サンプル
ホールド手段にサンプルホールドされる前には,上記受
光信号とリファレンス信号との差分を上記クランプ電位
からの電位の変化量で表す第１出力信号を上記第２信号
線に出力し,上記選択スイッチのオン期間内における上
記クランプ電位がサンプルホールドされた後には,上記
クランプ電位である第２出力信号を上記第２信号線に出
力するようになっていることを特徴としている。
た受光信号および基準信号としてのリファレンス信号を
増幅して画素信号を出力する増幅型の画素部と,上記画
素部からの画素信号を伝送する第１信号線と,上記第１
信号線で伝送された画素信号を増幅する増幅部とで成る
画素信号読み出し系列を複数有すると共に,上記複数の
増幅部からの画素信号を伝送する第２信号線と,上記各
増幅部と第２信号線との間に介設された選択スイッチ
と,上記選択スイッチのオンオフを制御して上記複数の
画素信号読み出し系列からの画素信号を順次上記第２信
号線に出力させる読み出し制御手段を備えた増幅型固体
撮像装置において、上記各画素信号読み出し系列におけ
る上記第１信号線と増幅手段との間に上記第１の発明の
相関２重サンプリング回路を介設し、上記画素部は,第
１期間の前半に上記受光信号とリファレンス信号との何
れか一方を出力し,上記第１期間の後半に上記受光信号
とリファレンス信号との何れか他方を出力するようにな
っており、上記第１期間の前半及び上記第１期間に続く
第２期間の初期において,総ての相関２重サンプリング
回路における上記クランプ手段に上記クランプ電位を読
み出してクランプさせるクランプ制御信号を生成するク
ランプ制御信号生成手段を備えて、上記読み出し制御手
段は、上記第１期間の前半に,上記総ての相関２重サン
プリング回路に関して,上記クランプ制御信号に基づく
上記クランプ手段による上記クランプ電位の読み出しと
同時に,この読み出された上記クランプ電位を上記サン
プルホールド手段にサンプルホールドさせてホールド電
位をリセットさせ、上記第１期間の後半に,上記総ての
相関２重サンプリング回路に関して,上記クランプ手段
より出力された上記信号電位としての上記受光信号とリ
ファレンス信号との差分を,上記クランプ電位からの電
位の変化量として上記サンプルホールド手段にサンプル
ホールドさせ、上記第２期間の初期よりも後に,上記第
２期間の初期に各クランプ手段にクランプされたクラン
プ電位を,順次オンとなる選択スイッチに対応する相関
２重サンプリング回路のサンプルホールド手段に,当該
選択スイッチのオン期間中にサンプルホールドさせるサ
ンプルホールド制御信号を生成して、上記選択スイッチ
のオン期間内における上記クランプ電位が上記サンプル
ホールド手段にサンプルホールドされる前には,上記受
光信号とリファレンス信号との差分を上記クランプ電位
からの電位の変化量で表す第１出力信号を上記第２信号
線に出力し,上記選択スイッチのオン期間内における上
記クランプ電位がサンプルホールドされた後には,上記
クランプ電位である第２出力信号を上記第２信号線に出
力するようになっていることを特徴としている。
【００３０】上記構成によれば、クランプ制御信号生成
手段によって生成されたクランプ制御信号に従って、第
１期間の前半において、総ての相関２重サンプリング回
路のクランプ手段にクランプ電位が読み出されてクラン
プされる。それと同時に、読み出し制御手段によって生
成されたサンプルホールド制御信号に従って、上記読み
出されたクランプ電位が各サンプルホールド手段にサン
プルホールドされてホールド電位がリセットされる。し
たがって、上記第１期間の後半に、上記各サンプルホー
ルド手段に、受光信号とリファレンス信号との差分が上
記クランプ電位からの電位の変化量としてサンプルホー
ルドされる際における残留電圧の影響が除去される。
手段によって生成されたクランプ制御信号に従って、第
１期間の前半において、総ての相関２重サンプリング回
路のクランプ手段にクランプ電位が読み出されてクラン
プされる。それと同時に、読み出し制御手段によって生
成されたサンプルホールド制御信号に従って、上記読み
出されたクランプ電位が各サンプルホールド手段にサン
プルホールドされてホールド電位がリセットされる。し
たがって、上記第１期間の後半に、上記各サンプルホー
ルド手段に、受光信号とリファレンス信号との差分が上
記クランプ電位からの電位の変化量としてサンプルホー
ルドされる際における残留電圧の影響が除去される。
【００３１】すなわち、本発明においては、上記請求項
１における制御信号生成手段を、上記読み出し制御手段
によって構成しているのである。
１における制御信号生成手段を、上記読み出し制御手段
によって構成しているのである。
【００３２】また、第４の発明は、光電変換して得られ
た受光信号および基準信号としてのリファレンス信号を
増幅して画素信号を出力する増幅型の画素部と,上記画
素部からの画素信号を伝送する第１信号線と,上記第１
信号線で伝送された画素信号を増幅する増幅部とで成る
画素信号読み出し系列を複数有すると共に,上記複数の
増幅部からの画素信号を伝送する第２信号線と,上記各
増幅部と第２信号線との間に介設された選択スイッチ
と,上記選択スイッチのオンオフを制御して上記複数の
画素信号読み出し系列からの画素信号を順次上記第２信
号線に出力させる読み出し制御手段を備えた増幅型固体
撮像装置において、上記各画素信号読み出し系列におけ
る上記第１信号線と増幅手段との間に上記第１の発明の
相関２重サンプリング回路を介設し、上記画素部は,第
１期間の前半に上記受光信号とリファレンス信号との何
れか一方を出力し,上記第１期間の後半に上記受光信号
とリファレンス信号との何れか他方を出力するようにな
っており、上記読み出し制御手段は、上記第１期間の前
半および上記第１期間に続く第２期間の初期において,
総ての相関２重サンプリング回路に関して,上記クラン
プ手段に上記クランプ電位を読み出してクランプさせ、
上記第２期間の初期よりも後に,順次オンとなる選択ス
イッチに対応する相関２重サンプリング回路のクランプ
手段に,当該選択スイッチのオン期間中に上記クランプ
電位を読み出させるクランプ制御信号を生成すると共
に、上記第１期間の前半に,上記総ての相関２重サンプ
リング回路に関して,上記クランプ制御信号に基づく上
記クランプ手段による上記クランプ電位の読み出しと同
時に,この読み出された上記クランプ電位を上記サンプ
ルホールド手段にサンプルホールドさせてホールド電位
をリセットさせ、上記第１期間の後半に,上記総ての相
関２重サンプリング回路に関して,上記クランプ手段よ
り出力された上記信号電位としての上記受光信号とリフ
ァレンス信号との差分を,上記クランプ電位からの電位
の変化量として上記サンプルホールド手段にサンプルホ
ールドさせ、上記第２期間の初期よりも後に,上記クラ
ンプ制御信号に基づく上記クランプ手段による上記クラ
ンプ電位の読み出しと同時に,この読み出された上記ク
ランプ電位を上記サンプルホールド手段にサンプルホー
ルドさせてホールド電位をリセットさせると共に,その
後各クランプ手段にクランプされたクランプ電位を上記
サンプルホールド手段にサンプルホールドさせるサンプ
ルホールド制御信号を生成して、上記選択スイッチのオ
ン期間内における上記クランプ電位が上記サンプルホー
ルド手段にサンプルホールドされる前には,上記受光信
号とリファレンス信号の差分を上記クランプ電位からの
電位の変化量で表す第１出力信号を上記第２信号線に出
力し,上記選択スイッチのオン期間内における上記クラ
ンプ電位がサンプルホールドされた後には,上記クラン
プ電位である第２出力信号を上記第２信号線に出力する
ようになっていることを特徴としている。
た受光信号および基準信号としてのリファレンス信号を
増幅して画素信号を出力する増幅型の画素部と,上記画
素部からの画素信号を伝送する第１信号線と,上記第１
信号線で伝送された画素信号を増幅する増幅部とで成る
画素信号読み出し系列を複数有すると共に,上記複数の
増幅部からの画素信号を伝送する第２信号線と,上記各
増幅部と第２信号線との間に介設された選択スイッチ
と,上記選択スイッチのオンオフを制御して上記複数の
画素信号読み出し系列からの画素信号を順次上記第２信
号線に出力させる読み出し制御手段を備えた増幅型固体
撮像装置において、上記各画素信号読み出し系列におけ
る上記第１信号線と増幅手段との間に上記第１の発明の
相関２重サンプリング回路を介設し、上記画素部は,第
１期間の前半に上記受光信号とリファレンス信号との何
れか一方を出力し,上記第１期間の後半に上記受光信号
とリファレンス信号との何れか他方を出力するようにな
っており、上記読み出し制御手段は、上記第１期間の前
半および上記第１期間に続く第２期間の初期において,
総ての相関２重サンプリング回路に関して,上記クラン
プ手段に上記クランプ電位を読み出してクランプさせ、
上記第２期間の初期よりも後に,順次オンとなる選択ス
イッチに対応する相関２重サンプリング回路のクランプ
手段に,当該選択スイッチのオン期間中に上記クランプ
電位を読み出させるクランプ制御信号を生成すると共
に、上記第１期間の前半に,上記総ての相関２重サンプ
リング回路に関して,上記クランプ制御信号に基づく上
記クランプ手段による上記クランプ電位の読み出しと同
時に,この読み出された上記クランプ電位を上記サンプ
ルホールド手段にサンプルホールドさせてホールド電位
をリセットさせ、上記第１期間の後半に,上記総ての相
関２重サンプリング回路に関して,上記クランプ手段よ
り出力された上記信号電位としての上記受光信号とリフ
ァレンス信号との差分を,上記クランプ電位からの電位
の変化量として上記サンプルホールド手段にサンプルホ
ールドさせ、上記第２期間の初期よりも後に,上記クラ
ンプ制御信号に基づく上記クランプ手段による上記クラ
ンプ電位の読み出しと同時に,この読み出された上記ク
ランプ電位を上記サンプルホールド手段にサンプルホー
ルドさせてホールド電位をリセットさせると共に,その
後各クランプ手段にクランプされたクランプ電位を上記
サンプルホールド手段にサンプルホールドさせるサンプ
ルホールド制御信号を生成して、上記選択スイッチのオ
ン期間内における上記クランプ電位が上記サンプルホー
ルド手段にサンプルホールドされる前には,上記受光信
号とリファレンス信号の差分を上記クランプ電位からの
電位の変化量で表す第１出力信号を上記第２信号線に出
力し,上記選択スイッチのオン期間内における上記クラ
ンプ電位がサンプルホールドされた後には,上記クラン
プ電位である第２出力信号を上記第２信号線に出力する
ようになっていることを特徴としている。
【００３３】上記構成によれば、読み出し制御手段によ
って生成されたクランプ制御信号に従って、第１期間の
前半において、総ての相関２重サンプリング回路のクラ
ンプ手段にクランプ電位が読み出されてクランプされ
る。それと同時に、上記読み出し制御手段によって生成
されたサンプルホールド制御信号に従って、上記読み出
されたクランプ電位が各サンプルホールド手段にサンプ
ルホールドされてホールド電位がリセットされる。した
がって、上記第１期間の後半に、上記各サンプルホール
ド手段に、受光信号とリファレンス信号との差分が上記
クランプ電位からの電位の変化量としてサンプルホール
ドされる際における残留電圧の影響が除去される。
って生成されたクランプ制御信号に従って、第１期間の
前半において、総ての相関２重サンプリング回路のクラ
ンプ手段にクランプ電位が読み出されてクランプされ
る。それと同時に、上記読み出し制御手段によって生成
されたサンプルホールド制御信号に従って、上記読み出
されたクランプ電位が各サンプルホールド手段にサンプ
ルホールドされてホールド電位がリセットされる。した
がって、上記第１期間の後半に、上記各サンプルホール
ド手段に、受光信号とリファレンス信号との差分が上記
クランプ電位からの電位の変化量としてサンプルホール
ドされる際における残留電圧の影響が除去される。
【００３４】さらに、上記第１期間に続く第２期間にお
いて、順次オンとなる選択スイッチに対応する相関２重
サンプリング回路のサンプルホールド手段によってクラ
ンプ電位がサンプルホールドされる前に、上記読み出し
制御手段によって生成されたクランプ制御信号に従っ
て、当該相関２重サンプリング回路のクランプ手段によ
ってクランプ電位が読み出される。それと同時に、上記
読み出し制御手段によって生成されたサンプルホールド
制御信号に従って、上記読み出されたクランプ電位が各
サンプルホールド手段にサンプルホールドされてホール
ド電位がリセットされる。したがって、その後、上記サ
ンプルホールド手段によってサンプルホールドされる際
における上記クランプ電位に対する残留電圧の影響が除
去される。
いて、順次オンとなる選択スイッチに対応する相関２重
サンプリング回路のサンプルホールド手段によってクラ
ンプ電位がサンプルホールドされる前に、上記読み出し
制御手段によって生成されたクランプ制御信号に従っ
て、当該相関２重サンプリング回路のクランプ手段によ
ってクランプ電位が読み出される。それと同時に、上記
読み出し制御手段によって生成されたサンプルホールド
制御信号に従って、上記読み出されたクランプ電位が各
サンプルホールド手段にサンプルホールドされてホール
ド電位がリセットされる。したがって、その後、上記サ
ンプルホールド手段によってサンプルホールドされる際
における上記クランプ電位に対する残留電圧の影響が除
去される。
【００３５】その結果、上記サンプルホールド手段によ
って１回目にサンプルホールドされた上記受光信号とリ
ファレンス信号との差分を上記クランプ電位からの電位
の変化量として表わす第１の信号と、２回目にサンプル
ホールドされた上記クランプ電位である第２の信号との
差分を取ることによって、正味の映像信号成分のみが得
られる。
って１回目にサンプルホールドされた上記受光信号とリ
ファレンス信号との差分を上記クランプ電位からの電位
の変化量として表わす第１の信号と、２回目にサンプル
ホールドされた上記クランプ電位である第２の信号との
差分を取ることによって、正味の映像信号成分のみが得
られる。
【００３６】すなわち、本発明においては、上記請求項
１および請求項２における制御信号生成手段を、上記読
み出し制御手段によって構成しているのである。
１および請求項２における制御信号生成手段を、上記読
み出し制御手段によって構成しているのである。
【００３７】また、１実施例では、上記第２の発明乃至
第４の発明の何れか一つの増幅型固体撮像装置におい
て、上記各相関２重サンプリング回路から上記第２信号
線に順次出力される上記第１出力信号と第２出力信号と
の差分を得る差分手段を設けている。
第４の発明の何れか一つの増幅型固体撮像装置におい
て、上記各相関２重サンプリング回路から上記第２信号
線に順次出力される上記第１出力信号と第２出力信号と
の差分を得る差分手段を設けている。
【００３８】この実施例によれば、上記第２信号線に順
次出力される各相関２重サンプリング回路毎の上記第１
出力信号と第２出力信号との差分が、差分手段によって
求められる。したがって、各画素信号読み出し系列にお
ける増幅部や選択スイッチのオフセットばらつき等がキ
ャンセルされてコラム毎のＦＰＮが除去され、高品位の
画像が得られる。
次出力される各相関２重サンプリング回路毎の上記第１
出力信号と第２出力信号との差分が、差分手段によって
求められる。したがって、各画素信号読み出し系列にお
ける増幅部や選択スイッチのオフセットばらつき等がキ
ャンセルされてコラム毎のＦＰＮが除去され、高品位の
画像が得られる。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。
態により詳細に説明する。
【００４０】＜第１実施の形態＞図１は、本実施の形態
の相関２重サンプリング回路における回路図である。ま
た、図２は、図１に示す相関２重サンプリング回路の動
作を示すタイミングチャートである。
の相関２重サンプリング回路における回路図である。ま
た、図２は、図１に示す相関２重サンプリング回路の動
作を示すタイミングチャートである。
【００４１】図１において、クランプ容量５１の一方の
端子には信号線５２が接続されて入力信号Ｖinが入力さ
れる。また、クランプ容量５１の他方の端子には、クラ
ンプスイッチ５３の出力端子とサンプルホールドスイッ
チ５４の入力端子とが接続されている。そして、クラン
プスイッチ５３の入力端子は、クランプ電位Ｖcpを供給
する電源に接続されている。また、サンプルホールドス
イッチ５４の出力端子にはサンプルホールド容量５５の
一方の端子が接続され、このサンプルホールド容量５５
の他方の端子は接地されている。そして、サンプルホー
ルドスイッチ５４の出力端子とサンプルホールド容量５
５の上記一方の端子との接続点から、本相関２重サンプ
リング回路の出力信号Ｖoutが出力される。
端子には信号線５２が接続されて入力信号Ｖinが入力さ
れる。また、クランプ容量５１の他方の端子には、クラ
ンプスイッチ５３の出力端子とサンプルホールドスイッ
チ５４の入力端子とが接続されている。そして、クラン
プスイッチ５３の入力端子は、クランプ電位Ｖcpを供給
する電源に接続されている。また、サンプルホールドス
イッチ５４の出力端子にはサンプルホールド容量５５の
一方の端子が接続され、このサンプルホールド容量５５
の他方の端子は接地されている。そして、サンプルホー
ルドスイッチ５４の出力端子とサンプルホールド容量５
５の上記一方の端子との接続点から、本相関２重サンプ
リング回路の出力信号Ｖoutが出力される。
【００４２】ここで、上記クランプスイッチ５３のオン
オフを制御するクランプパルスφC0およびサンプルホー
ルドスイッチ５４のオンオフを制御するサンプルホール
ドパルスφS0は、タイミング発生回路５６によって図２
に示すタイミングで生成される。そして、クランプパル
スφC0およびサンプルホールドパルスφS0のタイミング
に応じて、信号線５２からの入力信号Ｖinが、クランプ
容量５１およびサンプルホールドスイッチ５４を介して
サンプルホールド容量５５に保持され、出力信号Ｖout
として出力される。また、その際における基準電位がク
ランプスイッチ５３を介して設定される。
オフを制御するクランプパルスφC0およびサンプルホー
ルドスイッチ５４のオンオフを制御するサンプルホール
ドパルスφS0は、タイミング発生回路５６によって図２
に示すタイミングで生成される。そして、クランプパル
スφC0およびサンプルホールドパルスφS0のタイミング
に応じて、信号線５２からの入力信号Ｖinが、クランプ
容量５１およびサンプルホールドスイッチ５４を介して
サンプルホールド容量５５に保持され、出力信号Ｖout
として出力される。また、その際における基準電位がク
ランプスイッチ５３を介して設定される。
【００４３】すなわち、本実施の形態においては、クラ
ンプ容量５１およびクランプスイッチ５３によって上記
クランプ手段を構成する。また、サンプルホールドスイ
ッチ５４およびサンプルホールド容量５５によって上記
サンプルホールド手段を構成する。また、タイミング発
生回路５６によって上記制御信号生成手段を構成するの
である。
ンプ容量５１およびクランプスイッチ５３によって上記
クランプ手段を構成する。また、サンプルホールドスイ
ッチ５４およびサンプルホールド容量５５によって上記
サンプルホールド手段を構成する。また、タイミング発
生回路５６によって上記制御信号生成手段を構成するの
である。
【００４４】上記構成を有する相関２重サンプリング回
路は、上記タイミング発生回路５６によって生成される
クランプパルスφC0およびサンプルホールドパルスφS0
に従って以下のように動作する。尚、以下においては、
入力信号Ｖinが画素信号(受光信号およびリファレンス
信号)である場合を例に、動作を説明する。
路は、上記タイミング発生回路５６によって生成される
クランプパルスφC0およびサンプルホールドパルスφS0
に従って以下のように動作する。尚、以下においては、
入力信号Ｖinが画素信号(受光信号およびリファレンス
信号)である場合を例に、動作を説明する。
【００４５】先ず、図２に示すように、上記入力信号Ｖ
inは、上記第１期間としての期間１の前半では受光信号
(またはリファレンス信号)Ｓ1となり、時点ｔ1におい
て、クランプパルスφC0のレベルが「Ｈ」となって、クラ
ンプ電位Ｖcpが読み出されてクランプ容量５１に画素信
号Ｓ1としてクランプされる。
inは、上記第１期間としての期間１の前半では受光信号
(またはリファレンス信号)Ｓ1となり、時点ｔ1におい
て、クランプパルスφC0のレベルが「Ｈ」となって、クラ
ンプ電位Ｖcpが読み出されてクランプ容量５１に画素信
号Ｓ1としてクランプされる。
【００４６】その際に、上記クランプパルスφC0と同期
してサンプルホールドパルスφS0のレベルが「Ｈ」となっ
て、サンプルホールド容量５５の上記一方の端子がクラ
ンプ電位Ｖcpを供給する電源に直結される。こうして、
サンプルホールド容量５５の電位がクランプ電位Ｖcpに
リセットされるのである。
してサンプルホールドパルスφS0のレベルが「Ｈ」となっ
て、サンプルホールド容量５５の上記一方の端子がクラ
ンプ電位Ｖcpを供給する電源に直結される。こうして、
サンプルホールド容量５５の電位がクランプ電位Ｖcpに
リセットされるのである。
【００４７】次いで、上記入力信号Ｖinは、上記期間１
の後半ではリファレンス信号(または受光信号)Ｓ2とな
り、画素信号Ｓ2がクランプ容量５１よりクランプ電位
Ｖcpからの電位の変化として出力される。その結果、上
記クランプ容量５１の出力側の電位Ｖmが、両画素信号
Ｓ1,Ｓ2の差分電位Ｖsだけ上昇される。そして、時点ｔ
2において、サンプルホールドパルスφS0のレベルが
「Ｈ」となって、二つの画素信号Ｓ1,Ｓ2の差分電位Ｖsを
クランプ電位Ｖcpからの電位変化量によって表す信号
が、サンプルホールド容量５５にホールドされる。こう
して、入力信号Ｖinの受光信号Ｓ1とリファレンス信号
Ｓ2との差分電位Ｖsをクランプ電位Ｖcpからの電位変化
量によって表す第１出力信号Ｖout(１)が、サンプルホ
ールドされるのである。
の後半ではリファレンス信号(または受光信号)Ｓ2とな
り、画素信号Ｓ2がクランプ容量５１よりクランプ電位
Ｖcpからの電位の変化として出力される。その結果、上
記クランプ容量５１の出力側の電位Ｖmが、両画素信号
Ｓ1,Ｓ2の差分電位Ｖsだけ上昇される。そして、時点ｔ
2において、サンプルホールドパルスφS0のレベルが
「Ｈ」となって、二つの画素信号Ｓ1,Ｓ2の差分電位Ｖsを
クランプ電位Ｖcpからの電位変化量によって表す信号
が、サンプルホールド容量５５にホールドされる。こう
して、入力信号Ｖinの受光信号Ｓ1とリファレンス信号
Ｓ2との差分電位Ｖsをクランプ電位Ｖcpからの電位変化
量によって表す第１出力信号Ｖout(１)が、サンプルホ
ールドされるのである。
【００４８】その後、上記第２期間としての期間２の初
期に相当する時点ｔ3において、クランプパルスφC0の
レベルが「Ｈ」となって、クランプ容量５１に再度クラン
プ電位Ｖcpがクランプされる。これによって、クランプ
容量５１の出力側の電位がクランプ電位Ｖcpとなる。
期に相当する時点ｔ3において、クランプパルスφC0の
レベルが「Ｈ」となって、クランプ容量５１に再度クラン
プ電位Ｖcpがクランプされる。これによって、クランプ
容量５１の出力側の電位がクランプ電位Ｖcpとなる。
【００４９】ここで、上記出力信号Ｖoutが、その後段
の装置によって期間２内に読み出されるのであるが、そ
の読み出し期間をＴjとする。そして、読み出し期間Ｔj
の中程の時点ｔ5において、サンプルホールドパルスφ
S0のレベルが「Ｈ」となって、クランプ容量５１の出力側
のクランプ電位Ｖcpが、サンプルホールド容量５５にホ
ールドされる。こうして、クランプ電位Ｖcpであるクラ
ンプ容量５１の出力側の第２出力信号Ｖout(２)がサン
プルホールドされるのである。
の装置によって期間２内に読み出されるのであるが、そ
の読み出し期間をＴjとする。そして、読み出し期間Ｔj
の中程の時点ｔ5において、サンプルホールドパルスφ
S0のレベルが「Ｈ」となって、クランプ容量５１の出力側
のクランプ電位Ｖcpが、サンプルホールド容量５５にホ
ールドされる。こうして、クランプ電位Ｖcpであるクラ
ンプ容量５１の出力側の第２出力信号Ｖout(２)がサン
プルホールドされるのである。
【００５０】以上の結果、上記出力信号Ｖoutとして
は、上記期間Ｔjにおける時点ｔ5よりも前の時点ｔ4に
おいては第１出力信号Ｖout(１)が読み出される一方、
時点ｔ5よりも後の時点ｔ6においては第２出力信号Ｖou
t(２)が読み出されるのである。
は、上記期間Ｔjにおける時点ｔ5よりも前の時点ｔ4に
おいては第１出力信号Ｖout(１)が読み出される一方、
時点ｔ5よりも後の時点ｔ6においては第２出力信号Ｖou
t(２)が読み出されるのである。
【００５１】以上の動作において、上記時点ｔ2におい
てサンプルホールド容量５５に画素信号をサンプルホー
ルドする前に、サンプルホールド容量５５に残留電圧Ｖ
xが残っているとして、各時間ｔにおけるクランプ容量
５１の出力側の電位Ｖmおよび出力信号Ｖoutの電位は次
のようになる。ｔ＝ｔ2直後 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs …（９） Ｖout＝ｋ(Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs)−ΔＶsh …（１０） ｔ＝ｔ4 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp …（１１） Ｖout(１)＝ｋ(Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs)−ΔＶsh …（１２） ｔ＝ｔ6 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp …（１３） Ｖout(２)＝ (１−ｋ)ｋ(Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs) ＋ｋ(Ｖcp−ΔＶcp)−ΔＶsh …（１４） したがって、第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖo
ut(２)の差分は、 Ｖout(１)−Ｖout(２)＝−(１−ｋ)ｋ(Ｖcp−ΔＶcp)＋ｋＶs …（１５） となる。
てサンプルホールド容量５５に画素信号をサンプルホー
ルドする前に、サンプルホールド容量５５に残留電圧Ｖ
xが残っているとして、各時間ｔにおけるクランプ容量
５１の出力側の電位Ｖmおよび出力信号Ｖoutの電位は次
のようになる。ｔ＝ｔ2直後 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs …（９） Ｖout＝ｋ(Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs)−ΔＶsh …（１０） ｔ＝ｔ4 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp …（１１） Ｖout(１)＝ｋ(Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs)−ΔＶsh …（１２） ｔ＝ｔ6 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp …（１３） Ｖout(２)＝ (１−ｋ)ｋ(Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs) ＋ｋ(Ｖcp−ΔＶcp)−ΔＶsh …（１４） したがって、第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖo
ut(２)の差分は、 Ｖout(１)−Ｖout(２)＝−(１−ｋ)ｋ(Ｖcp−ΔＶcp)＋ｋＶs …（１５） となる。
【００５２】但し、ΔＶcp,ΔＶshは、クランプパルス
φC0,サンプルホールドパルスφS0のフィードスルーレ
ベルである。また、ｋは上記式(８)で与えられる。
φC0,サンプルホールドパルスφS0のフィードスルーレ
ベルである。また、ｋは上記式(８)で与えられる。
【００５３】すなわち、上記式(１５)から明らかなよう
に、第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)と
の差分を表わす式に、残留電圧Ｖxの項は存在しない。
つまり、１回目のサンプルホールド動作の前にサンプル
ホールド容量５５に情報Ｖxが残留していたとしても、
時点ｔ1においてサンプルホールド容量５５の電位をク
ランプ電位Ｖcpにリセットするために、上記第１出力信
号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)との差分信号には
影響を与えないのである。
に、第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)と
の差分を表わす式に、残留電圧Ｖxの項は存在しない。
つまり、１回目のサンプルホールド動作の前にサンプル
ホールド容量５５に情報Ｖxが残留していたとしても、
時点ｔ1においてサンプルホールド容量５５の電位をク
ランプ電位Ｖcpにリセットするために、上記第１出力信
号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)との差分信号には
影響を与えないのである。
【００５４】上述のように、本実施の形態においては、
相関２重サンプリング回路におけるクランプスイッチ５
３のオンオフを制御するクランプパルスφC0とサンプル
ホールドスイッチ５４のオンオフを制御するサンプルホ
ールドパルスφS0とを生成するタイミング発生回路５６
は、図２に示すように、期間１の前半での時点ｔ1にお
いて、クランプパルスφC0とサンプルホールドパルスφ
S0とを同期してレベル「Ｈ」にするようにしている。した
がって、サンプルホールド容量５５に画素信号Ｓ2とし
て第１出力信号Ｖout(１)をクランプする前に、サンプ
ルホールド容量５５の電位をクランプ電位Ｖcpにリセッ
トすることができる。
相関２重サンプリング回路におけるクランプスイッチ５
３のオンオフを制御するクランプパルスφC0とサンプル
ホールドスイッチ５４のオンオフを制御するサンプルホ
ールドパルスφS0とを生成するタイミング発生回路５６
は、図２に示すように、期間１の前半での時点ｔ1にお
いて、クランプパルスφC0とサンプルホールドパルスφ
S0とを同期してレベル「Ｈ」にするようにしている。した
がって、サンプルホールド容量５５に画素信号Ｓ2とし
て第１出力信号Ｖout(１)をクランプする前に、サンプ
ルホールド容量５５の電位をクランプ電位Ｖcpにリセッ
トすることができる。
【００５５】その結果、上記受光信号Ｓ1とリファレン
ス信号Ｓ2との差分電位Ｖsをクランプ電位Ｖcpからの電
位変化量によって表す第１出力信号Ｖout(１)と、クラ
ンプ電位Ｖcpである第２出力信号Ｖout(２)との差分に
対して、サンプルホールド容量５５の残留電圧Ｖxが影
響しないようにできる。したがって、この実施の形態に
よれば、正しい映像信号を得ることができる。特に、画
素信号をサンプルホールドする前の情報Ｖxにノイズが
ある場合には、画像のＳ/Ｎを大幅に改善することがで
きるのである。
ス信号Ｓ2との差分電位Ｖsをクランプ電位Ｖcpからの電
位変化量によって表す第１出力信号Ｖout(１)と、クラ
ンプ電位Ｖcpである第２出力信号Ｖout(２)との差分に
対して、サンプルホールド容量５５の残留電圧Ｖxが影
響しないようにできる。したがって、この実施の形態に
よれば、正しい映像信号を得ることができる。特に、画
素信号をサンプルホールドする前の情報Ｖxにノイズが
ある場合には、画像のＳ/Ｎを大幅に改善することがで
きるのである。
【００５６】＜第２実施の形態＞本実施の形態は、上記
第１実施の形態の相関２重サンプリング回路の改良に関
するものである。本相関２重サンプリング回路の回路図
は、図１と基本的には同じである。但し、本相関２重サ
ンプリング回路におけるタイミング発生回路は、図３に
示すようなタイミングでクランプパルスφC0およびサン
プルホールドパルスφS0を生成するのである。尚、以下
の説明においては、図１に示す回路図を用いることにす
る。
第１実施の形態の相関２重サンプリング回路の改良に関
するものである。本相関２重サンプリング回路の回路図
は、図１と基本的には同じである。但し、本相関２重サ
ンプリング回路におけるタイミング発生回路は、図３に
示すようなタイミングでクランプパルスφC0およびサン
プルホールドパルスφS0を生成するのである。尚、以下
の説明においては、図１に示す回路図を用いることにす
る。
【００５７】上述したように、上記第１実施の形態にお
いては、１回目に上記画素信号をサンプルホールド容量
５５にサンプルホールドする際における残留電位Ｖxの
影響を、除去することはできる。ところが、２回目にク
ランプ電位Ｖcpをサンプルホールドする際に、サンプル
ホールド容量５５には１回目にサンプルホールドされた
第１出力信号Ｖout(１)が残留している。したがって、
第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)との差
分には、上記式(１５)に示すように、電圧(Ｖcp−ΔＶc
p)に関する項が残ることになる。したがって、上記両出
力信号Ｖout(１),Ｖout(２)の差分から、最終的に受光
信号とリファレンス信号との差分電位Ｖsを得る際に
は、電圧(Ｖcp−ΔＶcp)に関する項を除去する必要が生
ずる。
いては、１回目に上記画素信号をサンプルホールド容量
５５にサンプルホールドする際における残留電位Ｖxの
影響を、除去することはできる。ところが、２回目にク
ランプ電位Ｖcpをサンプルホールドする際に、サンプル
ホールド容量５５には１回目にサンプルホールドされた
第１出力信号Ｖout(１)が残留している。したがって、
第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)との差
分には、上記式(１５)に示すように、電圧(Ｖcp−ΔＶc
p)に関する項が残ることになる。したがって、上記両出
力信号Ｖout(１),Ｖout(２)の差分から、最終的に受光
信号とリファレンス信号との差分電位Ｖsを得る際に
は、電圧(Ｖcp−ΔＶcp)に関する項を除去する必要が生
ずる。
【００５８】そこで、本実施の形態では、上記第１実施
の形態において出力信号Ｖout(１),Ｖout(２)の差分に
対する電圧(Ｖcp−ΔＶcp)の影響を無くして、受光信号
とリファレンス信号との差分電位Ｖsをより簡単に得る
のである。
の形態において出力信号Ｖout(１),Ｖout(２)の差分に
対する電圧(Ｖcp−ΔＶcp)の影響を無くして、受光信号
とリファレンス信号との差分電位Ｖsをより簡単に得る
のである。
【００５９】先ず、図３に示すように、上記入力信号Ｖ
inは、上記期間１の前半では受光信号(またはリファレ
ンス信号)Ｓ1となり、時点ｔ1において、クランプパル
スφC0のレベルが「Ｈ」となって、クランプ電位Ｖcpが読
み出されてクランプ容量５１に画素信号Ｓ1としてクラ
ンプされる。
inは、上記期間１の前半では受光信号(またはリファレ
ンス信号)Ｓ1となり、時点ｔ1において、クランプパル
スφC0のレベルが「Ｈ」となって、クランプ電位Ｖcpが読
み出されてクランプ容量５１に画素信号Ｓ1としてクラ
ンプされる。
【００６０】その際に、上記クランプパルスφC0と同期
してサンプルホールドパルスφS0のレベルが「Ｈ」とな
り、時点ｔ2までレベル「Ｈ」を維持する。こうして、サ
ンプルホールド容量５５の上記一方の端子がクランプ電
位Ｖcpを供給する電源に直結される。こうして、サンプ
ルホールド容量５５の電位がクランプ電位Ｖcpにリセッ
トされるのである。
してサンプルホールドパルスφS0のレベルが「Ｈ」とな
り、時点ｔ2までレベル「Ｈ」を維持する。こうして、サ
ンプルホールド容量５５の上記一方の端子がクランプ電
位Ｖcpを供給する電源に直結される。こうして、サンプ
ルホールド容量５５の電位がクランプ電位Ｖcpにリセッ
トされるのである。
【００６１】次いで、上記入力信号Ｖinは、上記期間１
の後半ではリファレンス信号(または受光信号)Ｓ2とな
り、画素信号Ｓ2がクランプ容量５１よりクランプ電位
Ｖcpからの電位の変化として出力される。その結果、上
記クランプ容量５１の出力側の電位Ｖmおよび出力信号
Ｖoutが、両画素信号Ｓ1,Ｓ2の差分電位Ｖsだけ上昇さ
れる。そして、時点ｔ2において、サンプルホールドパ
ルスφS0のレベルが「Ｌ」となって、二つの画素信号Ｓ1,
Ｓ2の差分電位Ｖsをクランプ電位Ｖcpからの電位変化量
によって表す信号が、サンプルホールド容量５５にホー
ルドされる。こうして、入力信号Ｖinの受光信号Ｓ1と
リファレンス信号Ｓ2との差分電位Ｖsをクランプ電位Ｖ
cpからの電位変化量によって表す第１出力信号Ｖout
(１)が、サンプルホールドされるのである。
の後半ではリファレンス信号(または受光信号)Ｓ2とな
り、画素信号Ｓ2がクランプ容量５１よりクランプ電位
Ｖcpからの電位の変化として出力される。その結果、上
記クランプ容量５１の出力側の電位Ｖmおよび出力信号
Ｖoutが、両画素信号Ｓ1,Ｓ2の差分電位Ｖsだけ上昇さ
れる。そして、時点ｔ2において、サンプルホールドパ
ルスφS0のレベルが「Ｌ」となって、二つの画素信号Ｓ1,
Ｓ2の差分電位Ｖsをクランプ電位Ｖcpからの電位変化量
によって表す信号が、サンプルホールド容量５５にホー
ルドされる。こうして、入力信号Ｖinの受光信号Ｓ1と
リファレンス信号Ｓ2との差分電位Ｖsをクランプ電位Ｖ
cpからの電位変化量によって表す第１出力信号Ｖout
(１)が、サンプルホールドされるのである。
【００６２】その後、上記期間２の初期に相当する時点
ｔ3において、クランプパルスφC0のレベルが「Ｈ」とな
って、クランプ容量５１に再度クランプ電位Ｖcpがクラ
ンプされる。これによって、クランプ容量５１の出力側
の電位がクランプ電位Ｖcpとなる。
ｔ3において、クランプパルスφC0のレベルが「Ｈ」とな
って、クランプ容量５１に再度クランプ電位Ｖcpがクラ
ンプされる。これによって、クランプ容量５１の出力側
の電位がクランプ電位Ｖcpとなる。
【００６３】次に、上記出力信号Ｖoutが、後段の装置
によって期間２内に読み出される読み出し期間Ｔjの中
程の時点ｔ7において、クランプパルスφC0およびサン
プルホールドパルスφS0のレベルが同時に「Ｈ」となっ
て、サンプルホールド容量５５の上記一方の端子がクラ
ンプ電位Ｖcpを供給する電源に直結される。こうして、
サンプルホールド容量５５の電位がクランプ電位Ｖcpに
再度リセットされるのである。そして、サンプルホール
ドパルスφS0のレベルが時点ｔ5まで「Ｈ」を維持する(ク
ランプパルスφC0は時点ｔ7間のみ「Ｈ」)ことによって、
時点ｔ3において設定された上記クランプ容量５１の出
力側のクランプ電位Ｖcpが、サンプルホールド容量５５
にホールドされる。こうして、クランプ電位Ｖcpである
クランプ容量５１の出力側の第２出力信号Ｖout(２)が
サンプルホールドされるのである。
によって期間２内に読み出される読み出し期間Ｔjの中
程の時点ｔ7において、クランプパルスφC0およびサン
プルホールドパルスφS0のレベルが同時に「Ｈ」となっ
て、サンプルホールド容量５５の上記一方の端子がクラ
ンプ電位Ｖcpを供給する電源に直結される。こうして、
サンプルホールド容量５５の電位がクランプ電位Ｖcpに
再度リセットされるのである。そして、サンプルホール
ドパルスφS0のレベルが時点ｔ5まで「Ｈ」を維持する(ク
ランプパルスφC0は時点ｔ7間のみ「Ｈ」)ことによって、
時点ｔ3において設定された上記クランプ容量５１の出
力側のクランプ電位Ｖcpが、サンプルホールド容量５５
にホールドされる。こうして、クランプ電位Ｖcpである
クランプ容量５１の出力側の第２出力信号Ｖout(２)が
サンプルホールドされるのである。
【００６４】以上の結果、上記出力信号Ｖoutとして
は、上記期間Ｔjにおける時点ｔ7よりも前の時点ｔ4に
おいては第１出力信号Ｖout(１)が読み出される一方、
時点ｔ5よりも後の時点ｔ6においては第２出力信号Ｖou
t(２)が読み出されるのである。
は、上記期間Ｔjにおける時点ｔ7よりも前の時点ｔ4に
おいては第１出力信号Ｖout(１)が読み出される一方、
時点ｔ5よりも後の時点ｔ6においては第２出力信号Ｖou
t(２)が読み出されるのである。
【００６５】以上の動作において、上記時点ｔ2におい
てサンプルホールド容量５５に画素信号をサンプルホー
ルドする前に、サンプルホールド容量５５に残留電圧Ｖ
xが残っているとして、各時間ｔにおけるクランプ容量
５１の出力側の電位Ｖmおよび出力信号Ｖoutの電位は次
のようになる。 ｔ＝ｔ2直後 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs …（１６） Ｖout＝ｋ(Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs)−ΔＶsh …（１７） ｔ＝ｔ4 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp …（１８） Ｖout(１)＝ｋ(Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs)−ΔＶsh …（１９） ｔ＝ｔ6 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp …（２０） Ｖout(２)＝ｋ(Ｖcp−ΔＶcp)−ΔＶsh …（２１） したがって、第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)の差分は、 Ｖout(１)−Ｖout(２)＝ｋＶs …（２２） となる。
てサンプルホールド容量５５に画素信号をサンプルホー
ルドする前に、サンプルホールド容量５５に残留電圧Ｖ
xが残っているとして、各時間ｔにおけるクランプ容量
５１の出力側の電位Ｖmおよび出力信号Ｖoutの電位は次
のようになる。 ｔ＝ｔ2直後 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs …（１６） Ｖout＝ｋ(Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs)−ΔＶsh …（１７） ｔ＝ｔ4 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp …（１８） Ｖout(１)＝ｋ(Ｖcp−ΔＶcp＋Ｖs)−ΔＶsh …（１９） ｔ＝ｔ6 Ｖm＝Ｖcp−ΔＶcp …（２０） Ｖout(２)＝ｋ(Ｖcp−ΔＶcp)−ΔＶsh …（２１） したがって、第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)の差分は、 Ｖout(１)−Ｖout(２)＝ｋＶs …（２２） となる。
【００６６】但し、ΔＶcp,ΔＶshは、クランプパルス
φC0,サンプルホールドパルスφS0のフィードスルーレ
ベルである。また、ｋは上記式(８)で与えられる。
φC0,サンプルホールドパルスφS0のフィードスルーレ
ベルである。また、ｋは上記式(８)で与えられる。
【００６７】すなわち、上記式(２２)から明らかなよう
に、第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)と
の差分を表わす式に、残留電圧である電圧Ｖxと電圧(Ｖ
cp−ΔＶcp)とに関する項は存在しない。つまり、１回
目のサンプルホールド動作の前にサンプルホールド容量
５５に情報Ｖxが残留していたとしても、時点ｔ1におい
てサンプルホールド容量５５の電位をクランプ電位Ｖcp
にリセットするために、上記第１出力信号Ｖout(１)と
第２出力信号Ｖout(２)との差分信号に影響を与えるこ
とはない。更に、２回目のサンプルホールド動作の前に
サンプルホールド容量５５に第１電圧信号Ｖout(１)が
残留していたとしても、時点ｔ7においてサンプルホー
ルド容量５５の電位をクランプ電位Ｖcpにリセットする
ため、上記第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout
(２)との差分信号に影響を与えることはないのである。
に、第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)と
の差分を表わす式に、残留電圧である電圧Ｖxと電圧(Ｖ
cp−ΔＶcp)とに関する項は存在しない。つまり、１回
目のサンプルホールド動作の前にサンプルホールド容量
５５に情報Ｖxが残留していたとしても、時点ｔ1におい
てサンプルホールド容量５５の電位をクランプ電位Ｖcp
にリセットするために、上記第１出力信号Ｖout(１)と
第２出力信号Ｖout(２)との差分信号に影響を与えるこ
とはない。更に、２回目のサンプルホールド動作の前に
サンプルホールド容量５５に第１電圧信号Ｖout(１)が
残留していたとしても、時点ｔ7においてサンプルホー
ルド容量５５の電位をクランプ電位Ｖcpにリセットする
ため、上記第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout
(２)との差分信号に影響を与えることはないのである。
【００６８】したがって、上記第１出力信号Ｖout(１)
と第２出力信号Ｖout(２)との差分信号には、正味の受
光信号とリファレンス信号との差成分ｋＶsのみが残
り、理想的な映像信号を得ることができる。特に、クラ
ンプパルスフィードスルーレベルΔＶcp にばらつきの
ある場合には、上記第１実施の形態の場合よりも更に高
画質の画像を得ることができるのである。
と第２出力信号Ｖout(２)との差分信号には、正味の受
光信号とリファレンス信号との差成分ｋＶsのみが残
り、理想的な映像信号を得ることができる。特に、クラ
ンプパルスフィードスルーレベルΔＶcp にばらつきの
ある場合には、上記第１実施の形態の場合よりも更に高
画質の画像を得ることができるのである。
【００６９】上述のように、本実施の形態における相関
２重サンプリング回路のタイミング発生回路５６は、図
３に示すように、期間１の前半での時点ｔ1と期間２に
おける読み出し期間Ｔjの時点ｔ7において、クランプパ
ルスφC0とサンプルホールドパルスφS0とを同期してレ
ベル「Ｈ」にするようにしている。したがって、２回のサ
ンプルホールド時において、サンプルホールド容量５５
の電位をクランプ電位Ｖcpにリセットすることができ
る。
２重サンプリング回路のタイミング発生回路５６は、図
３に示すように、期間１の前半での時点ｔ1と期間２に
おける読み出し期間Ｔjの時点ｔ7において、クランプパ
ルスφC0とサンプルホールドパルスφS0とを同期してレ
ベル「Ｈ」にするようにしている。したがって、２回のサ
ンプルホールド時において、サンプルホールド容量５５
の電位をクランプ電位Ｖcpにリセットすることができ
る。
【００７０】その結果、上記受光信号Ｓ1とリファレン
ス信号Ｓ2との差分電位Ｖsをクランプ電位Ｖcpからの電
位変化量によって表す第１出力信号Ｖout(１)と、クラ
ンプ電位Ｖcpである第２出力信号Ｖout(２)との差分に
対して、サンプルホールド容量５５に残留している電圧
Ｖxおよび電圧(Ｖcp−ΔＶcp)が影響しないようにでき
る。したがって、この実施の形態によれば、第１出力信
号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)との差分信号に正
味の差成分ｋＶsだけを残して、理想的な映像信号を得
ることができるのである。
ス信号Ｓ2との差分電位Ｖsをクランプ電位Ｖcpからの電
位変化量によって表す第１出力信号Ｖout(１)と、クラ
ンプ電位Ｖcpである第２出力信号Ｖout(２)との差分に
対して、サンプルホールド容量５５に残留している電圧
Ｖxおよび電圧(Ｖcp−ΔＶcp)が影響しないようにでき
る。したがって、この実施の形態によれば、第１出力信
号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)との差分信号に正
味の差成分ｋＶsだけを残して、理想的な映像信号を得
ることができるのである。
【００７１】＜第３実施の形態＞図４は、本実施の形態
における増幅型固体撮像装置の回路図を示す。また、図
５は、図４に示す増幅型固体撮像装置の動作を示すタイ
ミングチャートである。
における増幅型固体撮像装置の回路図を示す。また、図
５は、図４に示す増幅型固体撮像装置の動作を示すタイ
ミングチャートである。
【００７２】図４において、２次元画素領域６１は、画
素部６２,第１垂直読み出し回路６３および第２垂直読
み出し回路６４によって構成されている。ここで、画素
部６２は、光電変換部,増幅部,リセット部及び読み出し
選択部を含んで形成されている。図５は、画素部６２の
詳細な回路図である。図５において、光電変換部６５で
発生した信号電荷は、ノード６６における容量によって
電圧信号に変換されてトランジスタ６７のゲートに印加
される。そして、トランジスタ６７によってインピーダ
ンス変換(電流増幅)され、制御信号φXによってオンオ
フ制御される画素選択トランジスタ６８を介して画素信
号Ｖpとして読み出される。また、トランジスタ６７の
ゲートに蓄積された信号電荷は、制御信号φRによって
画素信号Ｖpの読み出し直後にオンされるリセットトラ
ンジスタ６９によって電源電圧ＶD側に排出される。こ
うして、リセット動作が行われる。すなわち、トランジ
スタ６７によって上記増幅部が構成され、リセットトラ
ンジスタ６９によって上記リセット部が構成され、画素
選択トランジスタ６８によって上記読み出し選択部が構
成されるのである。
素部６２,第１垂直読み出し回路６３および第２垂直読
み出し回路６４によって構成されている。ここで、画素
部６２は、光電変換部,増幅部,リセット部及び読み出し
選択部を含んで形成されている。図５は、画素部６２の
詳細な回路図である。図５において、光電変換部６５で
発生した信号電荷は、ノード６６における容量によって
電圧信号に変換されてトランジスタ６７のゲートに印加
される。そして、トランジスタ６７によってインピーダ
ンス変換(電流増幅)され、制御信号φXによってオンオ
フ制御される画素選択トランジスタ６８を介して画素信
号Ｖpとして読み出される。また、トランジスタ６７の
ゲートに蓄積された信号電荷は、制御信号φRによって
画素信号Ｖpの読み出し直後にオンされるリセットトラ
ンジスタ６９によって電源電圧ＶD側に排出される。こ
うして、リセット動作が行われる。すなわち、トランジ
スタ６７によって上記増幅部が構成され、リセットトラ
ンジスタ６９によって上記リセット部が構成され、画素
選択トランジスタ６８によって上記読み出し選択部が構
成されるのである。
【００７３】尚、上記画素部６２に対する読み出し動作
は、２次元画素領域６１の第１垂直読み出し回路６３か
らの制御信号φXによって画素選択トランジスタ６８を
オンすることによって行われる。また、リセット動作
は、２次元画素領域６１の第２垂直読み出し回路６４か
らの制御信号φRによってリセットトランジスタ６９を
オンすることによって行われる。
は、２次元画素領域６１の第１垂直読み出し回路６３か
らの制御信号φXによって画素選択トランジスタ６８を
オンすることによって行われる。また、リセット動作
は、２次元画素領域６１の第２垂直読み出し回路６４か
らの制御信号φRによってリセットトランジスタ６９を
オンすることによって行われる。
【００７４】そして、上記画素部６２からの画素信号Ｖ
pは、上記第１信号線としての垂直信号線７０に読み出
されて、各垂直信号線７０毎に設けられた第１相関２重
サンプリング回路７１に入力される。この第１ＣＤＳ回
路７１は、図１に示すＣＤＳ回路と同じ構成を有してお
り、クランプ容量７２およびクランプスイッチ７３で成
るクランプ手段と、サンプルホールドスイッチ７４およ
びサンプルホールド容量７５で成るサンプルホールド手
段とで構成されている。但し、クランプスイッチ７３の
オンオフ制御を行うクランプパルスφCAは、上記クラン
プ制御信号生成手段としてのクランプパルス生成回路７
６によって生成される。また、サンプルホールドスイッ
チ７４のオンオフ制御を行うサンプルホールドパルスφ
S(j)は、上記読み出し制御手段としての水平読み出し回
路７７から出力されるようになっている。尚、サンプル
ホールドパルスφS(j)における「ｊ」は、複数の第１ＣＤ
Ｓ回路７１に付加された番号である。
pは、上記第１信号線としての垂直信号線７０に読み出
されて、各垂直信号線７０毎に設けられた第１相関２重
サンプリング回路７１に入力される。この第１ＣＤＳ回
路７１は、図１に示すＣＤＳ回路と同じ構成を有してお
り、クランプ容量７２およびクランプスイッチ７３で成
るクランプ手段と、サンプルホールドスイッチ７４およ
びサンプルホールド容量７５で成るサンプルホールド手
段とで構成されている。但し、クランプスイッチ７３の
オンオフ制御を行うクランプパルスφCAは、上記クラン
プ制御信号生成手段としてのクランプパルス生成回路７
６によって生成される。また、サンプルホールドスイッ
チ７４のオンオフ制御を行うサンプルホールドパルスφ
S(j)は、上記読み出し制御手段としての水平読み出し回
路７７から出力されるようになっている。尚、サンプル
ホールドパルスφS(j)における「ｊ」は、複数の第１ＣＤ
Ｓ回路７１に付加された番号である。
【００７５】そして、上記第１ＣＤＳ回路７１は、図１
に示すＣＤＳ回路の場合と同様に動作して、画素信号Ｖ
pの受光信号とリセット後のリファレンス信号との差分
電位をクランプ電位Ｖcpからの電位変化量によって表す
第１出力信号Ｖout(１)と、クランプ電位Ｖcpである第
２出力信号Ｖout(２)とを出力する。したがって、両出
力信号Ｖout(１),Ｖout(２)の差分を取ることによっ
て、各アンプ回路７８毎の閾値のばらつきをキャンセル
して、アンプ回路７８毎のＦＰＮを抑制できるのであ
る。
に示すＣＤＳ回路の場合と同様に動作して、画素信号Ｖ
pの受光信号とリセット後のリファレンス信号との差分
電位をクランプ電位Ｖcpからの電位変化量によって表す
第１出力信号Ｖout(１)と、クランプ電位Ｖcpである第
２出力信号Ｖout(２)とを出力する。したがって、両出
力信号Ｖout(１),Ｖout(２)の差分を取ることによっ
て、各アンプ回路７８毎の閾値のばらつきをキャンセル
して、アンプ回路７８毎のＦＰＮを抑制できるのであ
る。
【００７６】上記第１ＣＤＳ回路７１から出力された第
１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)とは、上
記増幅部としてのアンプ回路７８によって増幅される。
そして、水平読み出し回路７７から出力される制御パル
スφH(j)によって開閉が制御される水平選択スイッチ７
９によって、上記第２信号線としての水平信号線８０に
信号Ｖsrとして読み出される。尚、制御パルスφH(j)に
おける「ｊ」は、複数の第１ＣＤＳ回路７１に付加された
番号である。
１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)とは、上
記増幅部としてのアンプ回路７８によって増幅される。
そして、水平読み出し回路７７から出力される制御パル
スφH(j)によって開閉が制御される水平選択スイッチ７
９によって、上記第２信号線としての水平信号線８０に
信号Ｖsrとして読み出される。尚、制御パルスφH(j)に
おける「ｊ」は、複数の第１ＣＤＳ回路７１に付加された
番号である。
【００７７】こうして上記水平信号線８０に読み出され
た信号Ｖsrは、上記差分手段としての第２ＣＤＳ回路８
１に入力される。そして、第２ＣＤＳ回路８１によっ
て、クランプパルスφCBおよびサンプルホールドパルス
φSBにしたがって、第１出力信号Ｖout(１)と第２出力
信号Ｖout(２)との差分が求められ、アンブ回路８２に
よって増幅されて出力信号ＯＳとして出力されるのであ
る。
た信号Ｖsrは、上記差分手段としての第２ＣＤＳ回路８
１に入力される。そして、第２ＣＤＳ回路８１によっ
て、クランプパルスφCBおよびサンプルホールドパルス
φSBにしたがって、第１出力信号Ｖout(１)と第２出力
信号Ｖout(２)との差分が求められ、アンブ回路８２に
よって増幅されて出力信号ＯＳとして出力されるのであ
る。
【００７８】上記構成の増幅型固体撮像装置は、以下の
ように動作する。すなわち、図６において、第１期間と
しての水平ブランキング期間で、受光信号(またはリフ
ァレンス信号)Ｓ1の読み出し期間内における時点ｔ
1で、クランプパルス生成回路７６からのクランプパル
スφCAのレベルが「Ｈ」となって、総ての第１ＣＤＳ回路
７１におけるクランプ容量７２に画素信号Ｓ1としてク
ランプ電位Ｖcpがクランプされる。
ように動作する。すなわち、図６において、第１期間と
しての水平ブランキング期間で、受光信号(またはリフ
ァレンス信号)Ｓ1の読み出し期間内における時点ｔ
1で、クランプパルス生成回路７６からのクランプパル
スφCAのレベルが「Ｈ」となって、総ての第１ＣＤＳ回路
７１におけるクランプ容量７２に画素信号Ｓ1としてク
ランプ電位Ｖcpがクランプされる。
【００７９】その際に、上記クランプパルスφCAと同期
して、上記水平読み出し回路７７からのサンプルホール
ドパルスφS(j),φS(j+1),…のレベルが「Ｈ」となって、
総ての第１ＣＤＳ回路７１におけるサンプルホールド容
量７５がクランプ電位Ｖcpを供給する電源に同時に直結
される。こうして、全サンプルホールド容量７５の電位
がクランプ電位Ｖcpにリセットされるのである。
して、上記水平読み出し回路７７からのサンプルホール
ドパルスφS(j),φS(j+1),…のレベルが「Ｈ」となって、
総ての第１ＣＤＳ回路７１におけるサンプルホールド容
量７５がクランプ電位Ｖcpを供給する電源に同時に直結
される。こうして、全サンプルホールド容量７５の電位
がクランプ電位Ｖcpにリセットされるのである。
【００８０】次いで、上記水平ブランキング期間のリフ
ァレンス信号(または受光信号)Ｓ2の読み出し期間内に
おける時点ｔ2で、サンプルホールドパルスφS(j),φ
S(j+1),…のレベルが「Ｈ」となって、入力信号Ｖpの受光
信号Ｓ1とリファレンス信号Ｓ2との差分電位Ｖsをクラ
ンプ電位Ｖcpからの電位変化量によって表す第１出力信
号Ｖout(１)が、総てのサンプルホールド容量７５にサ
ンプルホールドされる。
ァレンス信号(または受光信号)Ｓ2の読み出し期間内に
おける時点ｔ2で、サンプルホールドパルスφS(j),φ
S(j+1),…のレベルが「Ｈ」となって、入力信号Ｖpの受光
信号Ｓ1とリファレンス信号Ｓ2との差分電位Ｖsをクラ
ンプ電位Ｖcpからの電位変化量によって表す第１出力信
号Ｖout(１)が、総てのサンプルホールド容量７５にサ
ンプルホールドされる。
【００８１】その後、上記第２期間としての水平有効期
間の初期に相当する時点ｔ3において、クランプパルス
φCAのレベルが「Ｈ」となって、全クランプ容量７２に再
度クランプ電位Ｖcpがクランプされる。これによって、
全クランプ容量７２の出力側の電位がクランプ電位Ｖcp
となる。
間の初期に相当する時点ｔ3において、クランプパルス
φCAのレベルが「Ｈ」となって、全クランプ容量７２に再
度クランプ電位Ｖcpがクランプされる。これによって、
全クランプ容量７２の出力側の電位がクランプ電位Ｖcp
となる。
【００８２】ここで、ｊ番目の第１ＣＤＳ回路７１から
の出力信号Ｖoutが、水平選択スイッチ７９のオンによ
って水平信号線８０に読み出される読み出し期間をＴ
(j)とする。そして、読み出し期間Ｔ(j)の中程の時点ｔ
5において、サンプルホールドパルスφS(j)のレベルが
「Ｈ」となって、時点ｔ3において設定されたクランプ容
量７２の出力側におけるクランプ電位Ｖcpが、サンプル
ホールド容量７５にホールドされる。こうして、クラン
プ電位Ｖcpであるクランプ容量７２の出力側の第２出力
信号Ｖout(２)がサンプルホールドされるのである。
の出力信号Ｖoutが、水平選択スイッチ７９のオンによ
って水平信号線８０に読み出される読み出し期間をＴ
(j)とする。そして、読み出し期間Ｔ(j)の中程の時点ｔ
5において、サンプルホールドパルスφS(j)のレベルが
「Ｈ」となって、時点ｔ3において設定されたクランプ容
量７２の出力側におけるクランプ電位Ｖcpが、サンプル
ホールド容量７５にホールドされる。こうして、クラン
プ電位Ｖcpであるクランプ容量７２の出力側の第２出力
信号Ｖout(２)がサンプルホールドされるのである。
【００８３】以上の結果、上記出力信号Ｖoutとして
は、上記読み出し期間Ｔ(j)における時点ｔ5よりも前の
時点ｔ4においては第１出力信号Ｖout(１)が出力される
一方、時点ｔ5よりも後の時点ｔ6においては第２出力信
号Ｖout(２)が出力されるのである。
は、上記読み出し期間Ｔ(j)における時点ｔ5よりも前の
時点ｔ4においては第１出力信号Ｖout(１)が出力される
一方、時点ｔ5よりも後の時点ｔ6においては第２出力信
号Ｖout(２)が出力されるのである。
【００８４】次に、(j+1)番目の第１ＣＤＳ回路７１か
らの出力信号Ｖoutを読み出す読み出し期間Ｔ(j+1)にお
いて、読み出し期間Ｔ(j)の場合と同様に、サンプルホ
ールドパルスφS(j+1)のレベルが「Ｈ」となって、(j+1)
番目の第１ＣＤＳ回路７１におけるクランプ容量７２の
出力側のクランプ電位Ｖcpが、サンプルホールド容量７
５にホールドされる。こうして、読み出し期間Ｔ(j+1)
の前半には(j+1)番目の第１ＣＤＳ回路７１からの第１
出力信号Ｖout(１)が出力され、後半には(j+1)番目の第
１ＣＤＳ回路７１からの第２出力信号Ｖout(２)が出力
される。以下、同様にして、上記水平読み出し回路７７
からのパルスφH(j+2),φS(j+2);φH(j+3),φS(j+3);…
のレベルが順次「Ｈ」となって、図６の信号Ｖsrに示すよ
うに、(j+2)番目以降の各第１ＣＤＳ回路７１からの第
１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)とが順次
読み出されるのである。
らの出力信号Ｖoutを読み出す読み出し期間Ｔ(j+1)にお
いて、読み出し期間Ｔ(j)の場合と同様に、サンプルホ
ールドパルスφS(j+1)のレベルが「Ｈ」となって、(j+1)
番目の第１ＣＤＳ回路７１におけるクランプ容量７２の
出力側のクランプ電位Ｖcpが、サンプルホールド容量７
５にホールドされる。こうして、読み出し期間Ｔ(j+1)
の前半には(j+1)番目の第１ＣＤＳ回路７１からの第１
出力信号Ｖout(１)が出力され、後半には(j+1)番目の第
１ＣＤＳ回路７１からの第２出力信号Ｖout(２)が出力
される。以下、同様にして、上記水平読み出し回路７７
からのパルスφH(j+2),φS(j+2);φH(j+3),φS(j+3);…
のレベルが順次「Ｈ」となって、図６の信号Ｖsrに示すよ
うに、(j+2)番目以降の各第１ＣＤＳ回路７１からの第
１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)とが順次
読み出されるのである。
【００８５】そして、上記第２ＣＤＳ回路８１へのクラ
ンプパルスφCBおよびサンプルホールドパルスφSBのレ
ベルが交互に「Ｈ」となって、総ての第１ＣＤＳ回路７１
からの第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)
との差分が求められるのである。
ンプパルスφCBおよびサンプルホールドパルスφSBのレ
ベルが交互に「Ｈ」となって、総ての第１ＣＤＳ回路７１
からの第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)
との差分が求められるのである。
【００８６】以上の動作において、上記時点ｔ2におい
て各サンプルホールド容量７５に画素信号をサンプルホ
ールドする前に、夫々のサンプルホールド容量７５に残
留電圧Ｖxが残っているとして、各時間ｔにおける第１
出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)との差分は
上記式(１５)のようになる。
て各サンプルホールド容量７５に画素信号をサンプルホ
ールドする前に、夫々のサンプルホールド容量７５に残
留電圧Ｖxが残っているとして、各時間ｔにおける第１
出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)との差分は
上記式(１５)のようになる。
【００８７】すなわち、上記式(１５)から明らかなよう
に、第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)と
の差分を表わす式に、残留電圧Ｖxの項は存在しない。
つまり、１回目のサンプルホールド動作の前にサンプル
ホールド容量７５に情報Ｖxが残留してたとしても、時
点ｔ1においてサンプルホールド容量７５の電位をクラ
ンプ電位Ｖcpにリセットするために、第１出力信号Ｖou
t(１)と第２出力信号Ｖout(２)との差分信号に影響を与
えることはない。
に、第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)と
の差分を表わす式に、残留電圧Ｖxの項は存在しない。
つまり、１回目のサンプルホールド動作の前にサンプル
ホールド容量７５に情報Ｖxが残留してたとしても、時
点ｔ1においてサンプルホールド容量７５の電位をクラ
ンプ電位Ｖcpにリセットするために、第１出力信号Ｖou
t(１)と第２出力信号Ｖout(２)との差分信号に影響を与
えることはない。
【００８８】したがって、この実施の形態によれば、正
しい映像信号を得ることができる。特に、画素信号をサ
ンプルホールドする前の情報Ｖxにノイズがある場合に
は、画像のＳ/Ｎを大幅に改善することができるのであ
る。
しい映像信号を得ることができる。特に、画素信号をサ
ンプルホールドする前の情報Ｖxにノイズがある場合に
は、画像のＳ/Ｎを大幅に改善することができるのであ
る。
【００８９】＜第４実施の形態＞図７は、本実施の形態
における増幅型固体撮像装置の回路図を示す。また、図
８は、図７に示す増幅型固体撮像装置の動作を示すタイ
ミングチャートである。本実施の形態は、第１ＣＤＳ回
路の動作制御に上記第２実施の形態におけるＣＤＳ回路
の動作制御方法を適用して、出力信号Ｖout(１),Ｖout
(２)の差分に対するサンプルホールド容量７５に残留す
る電圧Ｖxおよび電圧(Ｖcp−ΔＶcp)の影響を無くし
て、受光信号とリファレンス信号との差分電位Ｖsをよ
り簡単に得るものである。
における増幅型固体撮像装置の回路図を示す。また、図
８は、図７に示す増幅型固体撮像装置の動作を示すタイ
ミングチャートである。本実施の形態は、第１ＣＤＳ回
路の動作制御に上記第２実施の形態におけるＣＤＳ回路
の動作制御方法を適用して、出力信号Ｖout(１),Ｖout
(２)の差分に対するサンプルホールド容量７５に残留す
る電圧Ｖxおよび電圧(Ｖcp−ΔＶcp)の影響を無くし
て、受光信号とリファレンス信号との差分電位Ｖsをよ
り簡単に得るものである。
【００９０】図７において、２次元画素領域９１,垂直
信号線９２,第１ＣＤＳ回路９３,アンプ回路９４,水平
選択スイッチ９５,水平信号線９７,第２ＣＤＳ回路９８
およびアンブ回路９９は、上記第３実施の形態において
図４に示す２次元画素領域６１,垂直信号線７０,第１Ｃ
ＤＳ回路７１,アンプ回路７８,水平選択スイッチ７９,
水平信号線８０,第２ＣＤＳ回路８１およびアンブ回路
８２と同じである。
信号線９２,第１ＣＤＳ回路９３,アンプ回路９４,水平
選択スイッチ９５,水平信号線９７,第２ＣＤＳ回路９８
およびアンブ回路９９は、上記第３実施の形態において
図４に示す２次元画素領域６１,垂直信号線７０,第１Ｃ
ＤＳ回路７１,アンプ回路７８,水平選択スイッチ７９,
水平信号線８０,第２ＣＤＳ回路８１およびアンブ回路
８２と同じである。
【００９１】但し、本実施の形態における第１ＣＤＳ回
路９３のクランプスイッチ１００のオンオフ制御を行う
クランプパルスφC(j)は、水平読み出し回路９６から出
力されるようになっている。尚、クランプパルスφC(j)
における「ｊ」は、複数の第１ＣＤＳ回路９３に付加され
た番号である。
路９３のクランプスイッチ１００のオンオフ制御を行う
クランプパルスφC(j)は、水平読み出し回路９６から出
力されるようになっている。尚、クランプパルスφC(j)
における「ｊ」は、複数の第１ＣＤＳ回路９３に付加され
た番号である。
【００９２】すなわち、本実施の形態においては、上記
第１信号線を垂直信号線９２で構成し、上記増幅部をア
ンプ回路９４で構成し、上記読み出し制御手段を水平読
み出し回路９６で構成し、上記第２信号線を水平信号線
９７で構成し、上記差分手段を第２ＣＤＳ回路９８で構
成するのである。
第１信号線を垂直信号線９２で構成し、上記増幅部をア
ンプ回路９４で構成し、上記読み出し制御手段を水平読
み出し回路９６で構成し、上記第２信号線を水平信号線
９７で構成し、上記差分手段を第２ＣＤＳ回路９８で構
成するのである。
【００９３】上記構成の増幅型固体撮像装置は、以下の
ように動作する。すなわち、図８において、第１期間と
しての水平ブランキング期間で、受光信号(またはリフ
ァレンス信号)Ｓ1の読み出し期間内における時点ｔ
1で、水平読み出し回路９６からのクランプパルスφ
C(j),φC(j+1),…のレベルが「Ｈ」となって、総ての第１
ＣＤＳ回路９３のクランプ容量１０１にクランプ電位Ｖ
cpがクランプされる。
ように動作する。すなわち、図８において、第１期間と
しての水平ブランキング期間で、受光信号(またはリフ
ァレンス信号)Ｓ1の読み出し期間内における時点ｔ
1で、水平読み出し回路９６からのクランプパルスφ
C(j),φC(j+1),…のレベルが「Ｈ」となって、総ての第１
ＣＤＳ回路９３のクランプ容量１０１にクランプ電位Ｖ
cpがクランプされる。
【００９４】その際に、上記クランプパルスφC(j),φ
C(j+1),…と同期してサンプルホールドパルスφS(j),φ
S(j+1),…のレベルが「Ｈ」となり、時点ｔ2までレベル
「Ｈ」の状態を維持する。こうして、サンプルホールド容
量１０２がクランプ電位Ｖcpを供給する電源に直結され
て、サンプルホールド容量１０２の電位がクランプ電位
Ｖcpにリセットされる。
C(j+1),…と同期してサンプルホールドパルスφS(j),φ
S(j+1),…のレベルが「Ｈ」となり、時点ｔ2までレベル
「Ｈ」の状態を維持する。こうして、サンプルホールド容
量１０２がクランプ電位Ｖcpを供給する電源に直結され
て、サンプルホールド容量１０２の電位がクランプ電位
Ｖcpにリセットされる。
【００９５】次いで、上記水平ブランキング期間のリフ
ァレンス信号(または受光信号)Ｓ2の読み出し期間内に
おける時点ｔ2で、サンプルホールドパルスφS(j),φ
S(j+1),…のレベルが「Ｌ」となって、入力信号Ｖpの受光
信号Ｓ1とリファレンス信号Ｓ2との差分電位Ｖsを上記
クランプ電位Ｖcpからの電位変化量によって表す第１出
力信号Ｖout(１)が、総てのサンプルホールド容量１０
２にサンプルホールドされる。
ァレンス信号(または受光信号)Ｓ2の読み出し期間内に
おける時点ｔ2で、サンプルホールドパルスφS(j),φ
S(j+1),…のレベルが「Ｌ」となって、入力信号Ｖpの受光
信号Ｓ1とリファレンス信号Ｓ2との差分電位Ｖsを上記
クランプ電位Ｖcpからの電位変化量によって表す第１出
力信号Ｖout(１)が、総てのサンプルホールド容量１０
２にサンプルホールドされる。
【００９６】その後、上記第２期間としての水平有効期
間の初期に相当する時点ｔ3において、クランプパルス
φC(j),φC(j+1),…のレベルが「Ｈ」となって、全クラン
プ容量１０１に再度クランプ電位Ｖcpがクランプされ
る。これによって、全クランプ容量１０１の出力側の電
位がクランプ電位Ｖcpとなる。
間の初期に相当する時点ｔ3において、クランプパルス
φC(j),φC(j+1),…のレベルが「Ｈ」となって、全クラン
プ容量１０１に再度クランプ電位Ｖcpがクランプされ
る。これによって、全クランプ容量１０１の出力側の電
位がクランプ電位Ｖcpとなる。
【００９７】ここで、ｊ番目の第１ＣＤＳ回路９３から
の出力信号Ｖoutを水平信号線９７に読み出す読み出し
期間Ｔ(j)の中程の時点ｔ7で、クランプパルスφC(j)及
びサンプルホールドパルスφS(j)のレベルが同時に「Ｈ」
となって、サンプルホールド容量１０２がクランプ電位
Ｖcpを供給する電源に直結される。こうして、ｊ番目の
サンプルホールド容量１０２の電位がクランプ電位Ｖcp
に再度リセットされるのである。そして、サンプルホー
ルドパルスφS(j)のレベルが時点ｔ5まで「Ｈ」に維持さ
れる(クランプパルスφC(j)は時点ｔ7間のみ「Ｈ」)こと
によって、時点ｔ3において設定されたクランプ容量１
０１の出力側のクランプ電位Ｖcpが、サンプルホールド
容量１０２にホールドされる。こうして、クランプ電位
Ｖcpであるクランプ容量１０１の出力側の第２出力信号
Ｖout(２)がサンプルホールドされるのである。
の出力信号Ｖoutを水平信号線９７に読み出す読み出し
期間Ｔ(j)の中程の時点ｔ7で、クランプパルスφC(j)及
びサンプルホールドパルスφS(j)のレベルが同時に「Ｈ」
となって、サンプルホールド容量１０２がクランプ電位
Ｖcpを供給する電源に直結される。こうして、ｊ番目の
サンプルホールド容量１０２の電位がクランプ電位Ｖcp
に再度リセットされるのである。そして、サンプルホー
ルドパルスφS(j)のレベルが時点ｔ5まで「Ｈ」に維持さ
れる(クランプパルスφC(j)は時点ｔ7間のみ「Ｈ」)こと
によって、時点ｔ3において設定されたクランプ容量１
０１の出力側のクランプ電位Ｖcpが、サンプルホールド
容量１０２にホールドされる。こうして、クランプ電位
Ｖcpであるクランプ容量１０１の出力側の第２出力信号
Ｖout(２)がサンプルホールドされるのである。
【００９８】以下、同様にして、水平読み出し回路９６
からの各パルスφH(j+1),φC(j+1),φS(j+1);φH(j+2),
φC(j+2),φS(j+2);…のレベルが順次「Ｈ」となって、図
８の信号Ｖsrに示すように、(j+1)番目以降における総
ての第１ＣＤＳ回路９３からの第１出力信号Ｖout(１)
と第２出力信号Ｖout(２)とが順次読み出されるのであ
る。
からの各パルスφH(j+1),φC(j+1),φS(j+1);φH(j+2),
φC(j+2),φS(j+2);…のレベルが順次「Ｈ」となって、図
８の信号Ｖsrに示すように、(j+1)番目以降における総
ての第１ＣＤＳ回路９３からの第１出力信号Ｖout(１)
と第２出力信号Ｖout(２)とが順次読み出されるのであ
る。
【００９９】そして、第２ＣＤＳ回路９８へのクランプ
パルスφCBのレベルが読み出し期間Ｔ(j),Ｔ(j+1),…の
前半ｔ4に「Ｈ」となる一方、サンプルホールドパルスφ
SBのレベルが後半ｔ6に「Ｈ」となって、上記各第１ＣＤ
Ｓ回路９３からの第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信
号Ｖout(２)との差分が求められるのである。
パルスφCBのレベルが読み出し期間Ｔ(j),Ｔ(j+1),…の
前半ｔ4に「Ｈ」となる一方、サンプルホールドパルスφ
SBのレベルが後半ｔ6に「Ｈ」となって、上記各第１ＣＤ
Ｓ回路９３からの第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信
号Ｖout(２)との差分が求められるのである。
【０１００】以上の動作において、上記時点ｔ2におい
て各サンプルホールド容量１０２に画素信号をサンプル
ホールドする前に、夫々のサンプルホールド容量１０２
に残留電圧Ｖxが残っているとして、各時間ｔにおける
第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)との差
分は上記式(２２)のようになる。
て各サンプルホールド容量１０２に画素信号をサンプル
ホールドする前に、夫々のサンプルホールド容量１０２
に残留電圧Ｖxが残っているとして、各時間ｔにおける
第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)との差
分は上記式(２２)のようになる。
【０１０１】すなわち、上記式(２２)から明らかなよう
に、第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)と
の差分を表わす式に、残留電圧としての電圧Ｖxおよび
電圧(Ｖcp−ΔＶcp)に関する項は存在しない。つまり、
１回目のサンプルホールド動作の前にサンプルホールド
容量１０２に情報Ｖxが残留してたとしても、時点ｔ1に
おいてサンプルホールド容量１０２の電位をクランプ電
位Ｖcpにリセットするために、第１出力信号Ｖout(１)
と第２出力信号Ｖout(２)との差分信号に影響を与える
ことはない。更に、２回目のサンプルホールド動作の前
にサンプルホールド容量１０２に第１電圧信号Ｖout
(１)が残留していたとしても、時点ｔ7においてサンプ
ルホールド容量１０２の電位をクランプ電位Ｖcpにリセ
ットするため、上記第１出力信号Ｖout(１)と第２出力
信号Ｖout(２)との差分信号に影響を与えることはない
のである。
に、第１出力信号Ｖout(１)と第２出力信号Ｖout(２)と
の差分を表わす式に、残留電圧としての電圧Ｖxおよび
電圧(Ｖcp−ΔＶcp)に関する項は存在しない。つまり、
１回目のサンプルホールド動作の前にサンプルホールド
容量１０２に情報Ｖxが残留してたとしても、時点ｔ1に
おいてサンプルホールド容量１０２の電位をクランプ電
位Ｖcpにリセットするために、第１出力信号Ｖout(１)
と第２出力信号Ｖout(２)との差分信号に影響を与える
ことはない。更に、２回目のサンプルホールド動作の前
にサンプルホールド容量１０２に第１電圧信号Ｖout
(１)が残留していたとしても、時点ｔ7においてサンプ
ルホールド容量１０２の電位をクランプ電位Ｖcpにリセ
ットするため、上記第１出力信号Ｖout(１)と第２出力
信号Ｖout(２)との差分信号に影響を与えることはない
のである。
【０１０２】したがって、上記第１出力信号Ｖout(１)
と第２出力信号Ｖout(２)との差分信号には、正味の受
光信号とリファレンス信号との差成分ｋＶsのみが残
り、理想的な映像信号を得ることができる。特に、クラ
ンプパルスフィードスルーレベルΔＶcp にばらつきの
ある場合には、上記第３実施の形態の場合よりも更に高
画質の画像を得ることができるのである。
と第２出力信号Ｖout(２)との差分信号には、正味の受
光信号とリファレンス信号との差成分ｋＶsのみが残
り、理想的な映像信号を得ることができる。特に、クラ
ンプパルスフィードスルーレベルΔＶcp にばらつきの
ある場合には、上記第３実施の形態の場合よりも更に高
画質の画像を得ることができるのである。
【０１０３】尚、上記第１,第２実施の形態におけるＣ
ＤＳ回路および上記第３,第４実施の形態における第１
ＣＤＳ回路７１,９３の構成は、図１に示すような回路
に限定されるものではない。例えば、図１１に示すよう
な回路構成であっても差し支えない。
ＤＳ回路および上記第３,第４実施の形態における第１
ＣＤＳ回路７１,９３の構成は、図１に示すような回路
に限定されるものではない。例えば、図１１に示すよう
な回路構成であっても差し支えない。
【０１０４】また、上記第１,第３実施の形態において
は、図２,図６に示すように、サンプルホールドパルス
φS0,φS(j)のレベルが時点ｔ1で「Ｈ」となった後に、時
点ｔ2で「Ｈ」になるまで一旦「Ｌ」になるようになってい
る。しかしながら、時点ｔ1から時点ｔ2までレベル「Ｈ」
を維持するようにしても構わない。また、上記第２,第
４実施の形態においては、図３,図８に示すように、上
記サンプルホールドパルスφS0,φS(j)は時点ｔ1から時
点ｔ2までレベル「Ｈ」を維持するようになっている。し
かしながら、時点ｔ1で「Ｈ」となった後一旦「Ｌ」にし、
時点ｔ2で再度「Ｈ」にしても構わない。
は、図２,図６に示すように、サンプルホールドパルス
φS0,φS(j)のレベルが時点ｔ1で「Ｈ」となった後に、時
点ｔ2で「Ｈ」になるまで一旦「Ｌ」になるようになってい
る。しかしながら、時点ｔ1から時点ｔ2までレベル「Ｈ」
を維持するようにしても構わない。また、上記第２,第
４実施の形態においては、図３,図８に示すように、上
記サンプルホールドパルスφS0,φS(j)は時点ｔ1から時
点ｔ2までレベル「Ｈ」を維持するようになっている。し
かしながら、時点ｔ1で「Ｈ」となった後一旦「Ｌ」にし、
時点ｔ2で再度「Ｈ」にしても構わない。
【０１０５】
【発明の効果】以上より明らかなように、第１の発明の
相関２重サンプリング回路は、第１期間の前半におい
て、クランプ手段によってクランプ電位を読み出してク
ランプすると同時に、制御信号生成手段によって生成さ
れた制御信号に従って、上記読み出されたクランプ電位
を上記サンプルホールド手段にサンプルホールドしてホ
ールド電位をリセットするので、以後、上記サンプルホ
ールド手段にサンプルホールドされる信号電位を表わす
電位に対する残留電圧の影響を、除去することが可能に
なる。
相関２重サンプリング回路は、第１期間の前半におい
て、クランプ手段によってクランプ電位を読み出してク
ランプすると同時に、制御信号生成手段によって生成さ
れた制御信号に従って、上記読み出されたクランプ電位
を上記サンプルホールド手段にサンプルホールドしてホ
ールド電位をリセットするので、以後、上記サンプルホ
ールド手段にサンプルホールドされる信号電位を表わす
電位に対する残留電圧の影響を、除去することが可能に
なる。
【０１０６】また、１実施例の相関２重サンプリング回
路は、上記制御信号生成手段によって生成される制御信
号を、上記第１期間に続く第２期間の初期において上記
クランプ手段によってクランプ電位を読み出してクラン
プした後であって、このクランプされたクランプ電位が
上記サンプルホールド手段によってサンプルホールドさ
れる前に、上記クランプ手段によってクランプ電位を読
み出させると共に、この読み出されたクランプ電位を上
記サンプルホールド手段にサンプルホールドさせてホー
ルド電位をリセットさせるような制御信号にしたので、
後に、上記サンプルホールド手段にサンプルホールドさ
れる上記クランプ電位に対する残留電圧の影響を、除去
することが可能になる。
路は、上記制御信号生成手段によって生成される制御信
号を、上記第１期間に続く第２期間の初期において上記
クランプ手段によってクランプ電位を読み出してクラン
プした後であって、このクランプされたクランプ電位が
上記サンプルホールド手段によってサンプルホールドさ
れる前に、上記クランプ手段によってクランプ電位を読
み出させると共に、この読み出されたクランプ電位を上
記サンプルホールド手段にサンプルホールドさせてホー
ルド電位をリセットさせるような制御信号にしたので、
後に、上記サンプルホールド手段にサンプルホールドさ
れる上記クランプ電位に対する残留電圧の影響を、除去
することが可能になる。
【０１０７】その結果、上記サンプルホールド手段によ
って１回目にサンプルホールドされた上記信号電位を上
記クランプ電位からの電位の変化量として表わす第１の
信号と、２回目にサンプルホールドされた上記クランプ
電位である第２の信号との差分を取ることによって、正
味の上記信号電位成分のみを得ることができる。
って１回目にサンプルホールドされた上記信号電位を上
記クランプ電位からの電位の変化量として表わす第１の
信号と、２回目にサンプルホールドされた上記クランプ
電位である第２の信号との差分を取ることによって、正
味の上記信号電位成分のみを得ることができる。
【０１０８】また、１実施例の相関２重サンプリング回
路は、上記クランプ手段をクランプ容量と上記クランプ
電位を供給するクランプスイッチとを含んで構成し、上
記サンプルホールド手段をサンプルホールド容量とサン
プルホールドスイッチとを含んで構成し、上記制御信号
を上記クランプスイッチを制御するクランプパルス信号
および上記サンプルホールドスイッチを制御するサンプ
ルホールドパルス信号としたので、上記両スイッチにお
けるオンオフのタイミングを制御するだけで、上記サン
プルホールド容量のホールド電位を簡単にリセットする
ことができる。
路は、上記クランプ手段をクランプ容量と上記クランプ
電位を供給するクランプスイッチとを含んで構成し、上
記サンプルホールド手段をサンプルホールド容量とサン
プルホールドスイッチとを含んで構成し、上記制御信号
を上記クランプスイッチを制御するクランプパルス信号
および上記サンプルホールドスイッチを制御するサンプ
ルホールドパルス信号としたので、上記両スイッチにお
けるオンオフのタイミングを制御するだけで、上記サン
プルホールド容量のホールド電位を簡単にリセットする
ことができる。
【０１０９】すなわち、上記第１の発明の相関２重サン
プリング回路を増幅型固体撮像装置に適用すれば、正し
い映像信号を得ることができるのである。特に上記画素
信号をサンプルホールドする前の残留電圧にノイズがあ
る場合には、画像のＳ/Ｎを大幅に改善することができ
る。
プリング回路を増幅型固体撮像装置に適用すれば、正し
い映像信号を得ることができるのである。特に上記画素
信号をサンプルホールドする前の残留電圧にノイズがあ
る場合には、画像のＳ/Ｎを大幅に改善することができ
る。
【０１１０】また、第２の発明の増幅型固体撮像装置
は、画素部と第１信号線と増幅部とで成る画素信号読み
出し系列を複数有し、上記各画素信号読み出し系列にお
ける上記第１信号線と増幅手段との間に上記第１の発明
の相関２重サンプリング回路を介設したので、上記相関
２重サンプリング回路において、少なくとも１回目に受
光信号とリファレンス信号との差分が上記クランプ電位
からの電位の変化量として上記サンプルホールド手段に
サンプルホールドされる前に、ホールド電位を上記クラ
ンプ電位にリセットすることができる。したがって、上
記サンプルホールドされる上記受光信号とリファレンス
信号との差分を表わす信号に対する上記サンプルホール
ド手段の残留電圧の影響を除去することができる。
は、画素部と第１信号線と増幅部とで成る画素信号読み
出し系列を複数有し、上記各画素信号読み出し系列にお
ける上記第１信号線と増幅手段との間に上記第１の発明
の相関２重サンプリング回路を介設したので、上記相関
２重サンプリング回路において、少なくとも１回目に受
光信号とリファレンス信号との差分が上記クランプ電位
からの電位の変化量として上記サンプルホールド手段に
サンプルホールドされる前に、ホールド電位を上記クラ
ンプ電位にリセットすることができる。したがって、上
記サンプルホールドされる上記受光信号とリファレンス
信号との差分を表わす信号に対する上記サンプルホール
ド手段の残留電圧の影響を除去することができる。
【０１１１】また、第３の発明の増幅型固体撮像装置
は、クランプ制御信号生成手段によって生成されたクラ
ンプ制御信号に従って、第１期間の前半において、総て
の相関２重サンプリング回路のクランプ手段にクランプ
電位が読み出されてクランプされる。それと同時に、読
み出し制御手段によって生成されたサンプルホールド制
御信号に従って、上記読み出されたクランプ電位で各サ
ンプルホールド手段のホールド電位がリセットされる。
したがって、上記第１期間の後半に、上記各サンプルホ
ールド手段に、受光信号とリファレンス信号との差分を
上記クランプ電位からの電位の変化量としてサンプルホ
ールドする際における残留電圧の影響を除去することが
できる。
は、クランプ制御信号生成手段によって生成されたクラ
ンプ制御信号に従って、第１期間の前半において、総て
の相関２重サンプリング回路のクランプ手段にクランプ
電位が読み出されてクランプされる。それと同時に、読
み出し制御手段によって生成されたサンプルホールド制
御信号に従って、上記読み出されたクランプ電位で各サ
ンプルホールド手段のホールド電位がリセットされる。
したがって、上記第１期間の後半に、上記各サンプルホ
ールド手段に、受光信号とリファレンス信号との差分を
上記クランプ電位からの電位の変化量としてサンプルホ
ールドする際における残留電圧の影響を除去することが
できる。
【０１１２】したがって、必要とする画像信号の前の情
報を除去して、より正しい画像信号を読み出すことが可
能になる。
報を除去して、より正しい画像信号を読み出すことが可
能になる。
【０１１３】また、第４の発明の増幅型固体撮像装置
は、読み出し制御手段によって生成されたクランプ制御
信号に従って、第１期間の前半において、総ての相関２
重サンプリング回路のクランプ手段にクランプ電位が読
み出されてクランプされる。それと同時に、サンプルホ
ールド制御信号に従って、上記読み出されたクランプ電
位で各サンプルホールド手段のホールド電位がリセット
される。したがって、上記第１期間の後半に、上記各サ
ンプルホールド手段に、受光信号とリファレンス信号と
の差分を上記クランプ電位からの電位の変化量としてサ
ンプルホールドされる際における残留電圧の影響を除去
することができる。
は、読み出し制御手段によって生成されたクランプ制御
信号に従って、第１期間の前半において、総ての相関２
重サンプリング回路のクランプ手段にクランプ電位が読
み出されてクランプされる。それと同時に、サンプルホ
ールド制御信号に従って、上記読み出されたクランプ電
位で各サンプルホールド手段のホールド電位がリセット
される。したがって、上記第１期間の後半に、上記各サ
ンプルホールド手段に、受光信号とリファレンス信号と
の差分を上記クランプ電位からの電位の変化量としてサ
ンプルホールドされる際における残留電圧の影響を除去
することができる。
【０１１４】さらに、上記第１期間に続く第２期間にお
いて、順次オンとなる選択スイッチに対応する相関２重
サンプリング回路のサンプルホールド手段にクランプ電
位がサンプルホールドされる前に、上記クランプ制御信
号に従って、当該相関２重サンプリング回路のクランプ
手段によってクランプ電位が読み出される。それと同時
に、上記サンプルホールド制御信号に従って、上記読み
出されたクランプ電位で各サンプルホールド手段のホー
ルド電位がリセットされる。したがって、その後、上記
サンプルホールド手段によってサンプルホールドされる
際における上記クランプ電位に対する残留電圧の影響を
除去することができる。
いて、順次オンとなる選択スイッチに対応する相関２重
サンプリング回路のサンプルホールド手段にクランプ電
位がサンプルホールドされる前に、上記クランプ制御信
号に従って、当該相関２重サンプリング回路のクランプ
手段によってクランプ電位が読み出される。それと同時
に、上記サンプルホールド制御信号に従って、上記読み
出されたクランプ電位で各サンプルホールド手段のホー
ルド電位がリセットされる。したがって、その後、上記
サンプルホールド手段によってサンプルホールドされる
際における上記クランプ電位に対する残留電圧の影響を
除去することができる。
【０１１５】その結果、上記サンプルホールド手段によ
って１回目にサンプルホールドされた上記受光信号とリ
ファレンス信号との差分を上記クランプ電位からの電位
の変化量として表わす第１の信号と、２回目にサンプル
ホールドされた上記クランプ電位である第２の信号との
差分を取ることによって、必要とする画像信号の前の情
報を完全に除去して、正しい画像信号を読み出すことが
可能になる。
って１回目にサンプルホールドされた上記受光信号とリ
ファレンス信号との差分を上記クランプ電位からの電位
の変化量として表わす第１の信号と、２回目にサンプル
ホールドされた上記クランプ電位である第２の信号との
差分を取ることによって、必要とする画像信号の前の情
報を完全に除去して、正しい画像信号を読み出すことが
可能になる。
【０１１６】また、１実施例の増幅型固体撮像装置は、
上記各相関２重サンプリング回路から上記第２信号線に
順次出力される上記第１出力信号と第２出力信号との差
分を得る差分手段を設けたので、上記各画素信号読み出
し系列における増幅部や選択スイッチのオフセットばら
つき等をキャンセルして、コラム毎のＦＰＮが除去され
た高品位の画像を得ることができる。
上記各相関２重サンプリング回路から上記第２信号線に
順次出力される上記第１出力信号と第２出力信号との差
分を得る差分手段を設けたので、上記各画素信号読み出
し系列における増幅部や選択スイッチのオフセットばら
つき等をキャンセルして、コラム毎のＦＰＮが除去され
た高品位の画像を得ることができる。
【図１】 この発明の相関２重サンプリング回路におけ
る回路図である。
る回路図である。
【図２】 図１に示す相関２重サンプリング回路の動作
を示すタイミングチャートである。
を示すタイミングチャートである。
【図３】 図１とは異なる相関２重サンプリング回路の
動作を示すタイミングチャートである。
動作を示すタイミングチャートである。
【図４】 この発明の増幅型固体撮像装置における回路
図である。
図である。
【図５】 図４における画素部の詳細な回路図である。
【図６】 図４に示す増幅型固体撮像装置の動作を示す
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
【図７】 図４とは異なる増幅型固体撮像装置における
回路図である。
回路図である。
【図８】 図７に示す増幅型固体撮像装置の動作を示す
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
【図９】 従来の増幅型固体撮像装置の一例を示す回路
図である。
図である。
【図１０】 図９とは異なる従来の増幅型固体撮像装置
における回路図である。
における回路図である。
【図１１】 図１０における第１ＣＤＳ回路の構成を示
す図である。
す図である。
【図１２】 図１０に示す増幅型固体撮像装置の動作を
示すタイミングチャートである。
示すタイミングチャートである。
５１,７２,１０１…クランプ容量、
５２…信号線、
５３,７３,１００…クランプスイッチ、
５４,７４…サンプルホールドスイッチ、
５５,７５,１０２…サンプルホールド容量、
５６…タイミング発生回路、
６１,９１…２次元画素領域、
６２…画素部、
６３…第１垂直読み出し回路、
６４…第２垂直読み出し回路、
６５…光電変換部、
６７…トランジスタ、
６８…画素選択トランジスタ、
６９…リセットトランジスタ、
７０,９２…垂直信号線、
７１,９３…第１ＣＤＳ回路、
７６…クランプパルス生成回路、
７７,９６…水平読み出し回路、
７８,８２,９４,９９…アンプ回路、
７９,９５…水平選択スイッチ、
８０,９７…水平信号線、
８１,９８…第２ＣＤＳ回路。
Claims (7)
- 【請求項１】 クランプ電位を読み出してクランプする
と共に入力される信号電位を上記クランプ電位からの電
位の変化量として出力するクランプ手段と、上記クラン
プ手段により出力された上記信号電位を表わす電位およ
び上記クランプ電位をサンプルホールドするサンプルホ
ールド手段とを有して、第１期間の前半において上記ク
ランプ手段によって上記クランプ電位を読み出してクラ
ンプした後、上記第１期間の後半において上記信号電位
を上記クランプ電位からの電位の変化量として上記クラ
ンプ手段より出力すると共に、上記クランプ手段より出
力された上記信号電位を表わす電位を上記サンプルホー
ルド手段にサンプルホールドし、上記第１期間に続く第
２期間の初期に上記クランプ手段によって上記クランプ
電位を読み出してクランプし、第２期間の初期よりも後
に上記クランプされたクランプ電位を上記サンプルホー
ルド手段にサンプルホールドする相関２重サンプリング
回路において、 上記第１期間の前半に、上記クランプ手段による上記ク
ランプ電位の読み出しと同時に、この読み出された上記
クランプ電位を上記サンプルホールド手段にサンプルホ
ールドさせてホールド電位をリセットさせる制御信号を
生成する制御信号生成手段を備えたことを特徴とする相
関２重サンプリング回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の相関２重サンプリング
回路において、 上記制御信号生成手段によって生成される制御信号は、
上記第２期間の初期よりも後に上記クランプ電位が上記
サンプルホールド手段によってサンプルホールドされる
前に、上記クランプ手段によって上記クランプ電位を読
み出させると共に、この読み出されたクランプ電位を上
記サンプルホールド手段にサンプルホールドさせてホー
ルド電位をリセットさせるような制御信号であることを
特徴とする相関２重サンプリング回路。 - 【請求項３】 請求項１あるいは請求項２に記載の相関
２重サンプリング回路において、 上記クランプ手段は、信号線に一方の電極が接続された
クランプ容量と、このクランプ容量の他方の電極と上記
クランプ電位を供給する電源との間に介設されたクラン
プスイッチとを含んで構成され、 上記サンプルホールド手段は、上記クランプ容量の他方
の電極に接続されたサンプルホールド容量と、上記クラ
ンプ容量とサンプルホールド容量との間に介設されたサ
ンプルホールドスイッチとを含んで構成され、 上記制御信号生成手段によって生成される制御信号は、
上記クランプスイッチのオンオフを制御するクランプパ
ルス信号および上記サンプルホールドスイッチのオンオ
フを制御するサンプルホールドパルス信号であることを
特徴とする相関２重サンプリング回路。 - 【請求項４】 光電変換して得られた受光信号および基
準信号としてのリファレンス信号を増幅して画素信号を
出力する増幅型の画素部と、上記画素部からの画素信号
を伝送する第１信号線と、上記第１信号線で伝送された
画素信号を増幅する増幅部とで成る画素信号読み出し系
列を複数有すると共に、上記複数の増幅部からの画素信
号を伝送する第２信号線と、上記各増幅部と第２信号線
との間に介設された選択スイッチと、上記選択スイッチ
のオンオフを制御して上記複数の画素信号読み出し系列
からの画素信号を順次上記第２信号線に出力させる読み
出し制御手段を備えた増幅型固体撮像装置において、 上記各画素信号読み出し系列における上記第１信号線と
増幅手段との間に、請求項１乃至請求項３の何れか１つ
に記載の相関２重サンプリング回路を介設したことを特
徴とする増幅型固体撮像装置。 - 【請求項５】 光電変換して得られた受光信号および基
準信号としてのリファレンス信号を増幅して画素信号を
出力する増幅型の画素部と、上記画素部からの画素信号
を伝送する第１信号線と、上記第１信号線で伝送された
画素信号を増幅する増幅部とで成る画素信号読み出し系
列を複数有すると共に、上記複数の増幅部からの画素信
号を伝送する第２信号線と、上記各増幅部と第２信号線
との間に介設された選択スイッチと、上記選択スイッチ
のオンオフを制御して上記複数の画素信号読み出し系列
からの画素信号を順次上記第２信号線に出力させる読み
出し制御手段を備えた増幅型固体撮像装置において、 上記各画素信号読み出し系列における上記第１信号線と
増幅手段との間に、請求項１あるいは請求項３に記載の
相関２重サンプリング回路を介設し、 上記画素部は、第１期間の前半に上記受光信号とリファ
レンス信号との何れか一方を出力し、上記第１期間の後
半に上記受光信号とリファレンス信号との何れか他方を
出力するようになっており、 上記第１期間の前半および上記第１期間に続く第２期間
の初期において、総ての相関２重サンプリング回路にお
ける上記クランプ手段に上記クランプ電位を読み出して
クランプさせるクランプ制御信号を生成するクランプ制
御信号生成手段を備えて、 上記読み出し制御手段は、 上記第１期間の前半に、上記総ての相関２重サンプリン
グ回路に関して、上記クランプ制御信号に基づく上記ク
ランプ手段による上記クランプ電位の読み出しと同時
に、この読み出された上記クランプ電位を上記サンプル
ホールド手段にサンプルホールドさせてホールド電位を
リセットさせ、 上記第１期間の後半に、上記総ての相関２重サンプリン
グ回路に関して、上記クランプ手段より出力された上記
信号電位としての上記受光信号とリファレンス信号との
差分を、上記クランプ電位からの電位の変化量として上
記サンプルホールド手段にサンプルホールドさせ、 上記第２期間の初期よりも後に、上記第２期間の初期に
各クランプ手段にクランプされたクランプ電位を、順次
オンとなる選択スイッチに対応する相関２重サンプリン
グ回路のサンプルホールド手段に、当該選択スイッチの
オン期間中にサンプルホールドさせるサンプルホールド
制御信号を生成して、 上記選択スイッチのオン期間内における上記クランプ電
位が上記サンプルホールド手段にサンプルホールドされ
る前には、上記受光信号とリファレンス信号との差分を
上記クランプ電位からの電位の変化量で表す第１出力信
号を上記第２信号線に出力し、上記選択スイッチのオン
期間内における上記クランプ電位がサンプルホールドさ
れた後には、上記クランプ電位である第２出力信号を上
記第２信号線に出力するようになっていることを特徴と
する増幅型固体撮像装置。 - 【請求項６】 光電変換して得られた受光信号および基
準信号としてのリファレンス信号を増幅して画素信号を
出力する増幅型の画素部と、上記画素部からの画素信号
を伝送する第１信号線と、上記第１信号線で伝送された
画素信号を増幅する増幅部とで成る画素信号読み出し系
列を複数有すると共に、上記複数の増幅部からの画素信
号を伝送する第２信号線と、上記各増幅部と第２信号線
との間に介設された選択スイッチと、上記選択スイッチ
のオンオフを制御して上記複数の画素信号読み出し系列
からの画素信号を順次上記第２信号線に出力させる読み
出し制御手段を備えた増幅型固体撮像装置において、 上記各画素信号読み出し系列における上記第１信号線と
増幅手段との間に、請求項２あるいは請求項３に記載の
相関２重サンプリング回路を介設し、 上記画素部は、第１期間の前半に上記受光信号とリファ
レンス信号との何れか一方を出力し、上記第１期間の後
半に上記受光信号とリファレンス信号との何れか他方を
出力するようになっており、 上記読み出し制御手段は、 上記第１期間の前半および上記第１期間に続く第２期間
の初期において、総ての相関２重サンプリング回路に関
して、上記クランプ手段に上記クランプ電位を読み出し
てクランプさせ、 上記第２期間の初期よりも後に、順次オンとなる選択ス
イッチに対応する相関２重サンプリング回路のクランプ
手段に、当該選択スイッチのオン期間中に上記クランプ
電位を読み出させるクランプ制御信号を生成すると共
に、 上記第１期間の前半に、上記総ての相関２重サンプリン
グ回路に関して、上記クランプ制御信号に基づく上記ク
ランプ手段による上記クランプ電位の読み出しと同時
に、この読み出された上記クランプ電位を上記サンプル
ホールド手段にサンプルホールドさせてホールド電位を
リセットさせ、 上記第１期間の後半に、上記総ての相関２重サンプリン
グ回路に関して、上記クランプ手段より出力された上記
信号電位としての上記受光信号とリファレンス信号との
差分を、上記クランプ電位からの電位の変化量として上
記サンプルホールド手段にサンプルホールドさせ、 上記第２期間の初期よりも後に、上記クランプ制御信号
に基づく上記クランプ手段による上記クランプ電位の読
み出しと同時に、この読み出された上記クランプ電位を
上記サンプルホールド手段にサンプルホールドさせてホ
ールド電位をリセットさせると共に、その後各クランプ
手段にクランプされたクランプ電位を上記サンプルホー
ルド手段にサンプルホールドさせるサンプルホールド制
御信号を生成して、 上記選択スイッチのオン期間内における上記クランプ電
位が上記サンプルホールド手段にサンプルホールドされ
る前には、上記受光信号とリファレンス信号との差分を
上記クランプ電位からの電位の変化量で表す第１出力信
号を上記第２信号線に出力し、上記選択スイッチのオン
期間内における上記クランプ電位がサンプルホールドさ
れた後には、上記クランプ電位である第２出力信号を上
記第２信号線に出力するようになっていることを特徴と
する増幅型固体撮像装置。 - 【請求項７】 請求項４乃至請求項６の何れか一つに記
載の増幅型固体撮像装置において、 上記各相関２重サンプリング回路から上記第２信号線に
順次出力される上記第１出力信号と第２出力信号との差
分を得る差分手段を設けたことを特徴とする増幅型固体
撮像装置。
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| JP2001332576A JP3967906B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | 相関２重サンプリング回路およびそれを用いた増幅型固体撮像装置 |
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2869418A1 (fr) * | 2004-04-27 | 2005-10-28 | Atmel Grenoble Soc Par Actions | Procede et dispositif de mesure avec detection synchrone et echantillonnage correle |
-
2001
- 2001-10-30 JP JP2001332576A patent/JP3967906B2/ja not_active Expired - Fee Related
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