JP2003309770A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子シャッター動作に起因する残像の発生を
抑制した固体撮像装置を提供する。 【解決手段】 フォトダイオード11，転送ＳＷ12，リセ
ットＳＷ13，増幅トランジスタ14からなる行列状に配置
された画素10-m・・と、行方向に配列された各画素の転
送ＳＷのゲート及びリセットＳＷのゲートに共通に接続
された転送ＳＷ線103-m ・・及びリセットＳＷ線102-m
・・と、転送ＳＷ線及びリセットＳＷ線を介して画素駆
動信号を出力する垂直シフトレジスタ112 と、列方向に
配列された各画素の増幅トランジスタのソースを共通に
接続した信号出力線109 にバイアス電流制御ＳＷ107 を
介して接続した定電流源108 と、バイアス電流制御ＳＷ
に制御信号を供給するバイアス電流制御ＳＷ線106 を備
え、ｍ行の画素に対して読み出し動作を行った後ｎ行の
画素に対して不要電荷排出動作を行わせるとき、不要電
荷排出動作期間中バイアス電流の供給を停止するように
構成する。
抑制した固体撮像装置を提供する。 【解決手段】 フォトダイオード11，転送ＳＷ12，リセ
ットＳＷ13，増幅トランジスタ14からなる行列状に配置
された画素10-m・・と、行方向に配列された各画素の転
送ＳＷのゲート及びリセットＳＷのゲートに共通に接続
された転送ＳＷ線103-m ・・及びリセットＳＷ線102-m
・・と、転送ＳＷ線及びリセットＳＷ線を介して画素駆
動信号を出力する垂直シフトレジスタ112 と、列方向に
配列された各画素の増幅トランジスタのソースを共通に
接続した信号出力線109 にバイアス電流制御ＳＷ107 を
介して接続した定電流源108 と、バイアス電流制御ＳＷ
に制御信号を供給するバイアス電流制御ＳＷ線106 を備
え、ｍ行の画素に対して読み出し動作を行った後ｎ行の
画素に対して不要電荷排出動作を行わせるとき、不要電
荷排出動作期間中バイアス電流の供給を停止するように
構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子シャッター
動作に起因する残像の発生を抑制するようにした固体撮
像装置に関する。
動作に起因する残像の発生を抑制するようにした固体撮
像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、読み出し選択スイッチを設けなく
ても画素の選択/ 非選択を行うことが可能な固体撮像装
置が、特開平１１−１１２０１８号で提案されている。
図５は、画素に読み出し選択スイッチを設けていない固
体撮像装置の構成例を示す回路構成図である。この構成
例は、画素の構成においてリセット電源が画素電源と共
通化されている点が、前記特開平１１−１１２０１８号
で提案されている固体撮像装置と異なるものである。
ても画素の選択/ 非選択を行うことが可能な固体撮像装
置が、特開平１１−１１２０１８号で提案されている。
図５は、画素に読み出し選択スイッチを設けていない固
体撮像装置の構成例を示す回路構成図である。この構成
例は、画素の構成においてリセット電源が画素電源と共
通化されている点が、前記特開平１１−１１２０１８号
で提案されている固体撮像装置と異なるものである。
【０００３】図５に示した固体撮像装置は、フォトダイ
オード11，転送トランジスタ12，リセットトランジスタ
13，増幅トランジスタ14からなる複数の画素10-m・・・
10-n・・・が行列状に配置されている。そして、行方向
に配列される各画素のリセットトランジスタ13はリセッ
トスイッチ線102-m ，102-n に、転送トランジスタ12は
転送スイッチ線103-m ，103-n に共通に接続され、それ
らのリセットスイッチ線102-m ，102-n 及び転送スイ
ッチ線103-m ，103-n を介して画素を駆動するための垂
直シフトレジスタ112 を備えている。また、109 は信号
出力線、110 は水平信号線、111 は水平選択トランジス
タ、113 は水平シフトレジスタ、101 は画素電源、108
は定電流源である。なお、図５に示した固体撮像装置の
画素群は、便宜上ｍ行とｎ行の画素を２列分だけ示して
おり、それに対応して、リセットスイッチ線及び転送ス
イッチ線も２列分だけ示している。
オード11，転送トランジスタ12，リセットトランジスタ
13，増幅トランジスタ14からなる複数の画素10-m・・・
10-n・・・が行列状に配置されている。そして、行方向
に配列される各画素のリセットトランジスタ13はリセッ
トスイッチ線102-m ，102-n に、転送トランジスタ12は
転送スイッチ線103-m ，103-n に共通に接続され、それ
らのリセットスイッチ線102-m ，102-n 及び転送スイ
ッチ線103-m ，103-n を介して画素を駆動するための垂
直シフトレジスタ112 を備えている。また、109 は信号
出力線、110 は水平信号線、111 は水平選択トランジス
タ、113 は水平シフトレジスタ、101 は画素電源、108
は定電流源である。なお、図５に示した固体撮像装置の
画素群は、便宜上ｍ行とｎ行の画素を２列分だけ示して
おり、それに対応して、リセットスイッチ線及び転送ス
イッチ線も２列分だけ示している。
【０００４】一般的な固体撮像装置では、電子絞りとし
て電子シャッター方式が採用されている。電子シャッタ
ー動作は、電荷蓄積期間中にフォトダイオードから光電
荷の転送を行い、この光電荷を不要電荷として排出する
不要電荷排出動作を行うことによって、各画素内のフォ
トダイオードの電荷蓄積時間を可変とするものである。
画素に蓄積された信号電荷は、水平シフトレジスタによ
って行毎に読み出されるため、電子シャッター動作も行
毎に実行される。より詳細には、ある行について電子シ
ャッター動作が行なわれた後、信号電荷の蓄積が開始さ
れ、所定期間経過後に信号読み出し動作が実行される。
信号読み出し終了後には、リセットが実行される。その
結果、同じ強度の光の照射を受けた画素は、どの行にお
いても理論的には同じ量の電荷を蓄積することになる。
て電子シャッター方式が採用されている。電子シャッタ
ー動作は、電荷蓄積期間中にフォトダイオードから光電
荷の転送を行い、この光電荷を不要電荷として排出する
不要電荷排出動作を行うことによって、各画素内のフォ
トダイオードの電荷蓄積時間を可変とするものである。
画素に蓄積された信号電荷は、水平シフトレジスタによ
って行毎に読み出されるため、電子シャッター動作も行
毎に実行される。より詳細には、ある行について電子シ
ャッター動作が行なわれた後、信号電荷の蓄積が開始さ
れ、所定期間経過後に信号読み出し動作が実行される。
信号読み出し終了後には、リセットが実行される。その
結果、同じ強度の光の照射を受けた画素は、どの行にお
いても理論的には同じ量の電荷を蓄積することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記特開平
１１−１１２０１８号で提案されている選択スイッチを
設けない画素を備えた固体撮像装置では、電子シャッタ
ー動作に関する記述がないが、駆動制御に注意しない
と、電子シャッター動作時に不具合が発生する可能性が
ある。例えば、電子シャッター動作により読み出された
画像に残像が発生する可能性がある。次に、その不具合
現象について説明する。
１１−１１２０１８号で提案されている選択スイッチを
設けない画素を備えた固体撮像装置では、電子シャッタ
ー動作に関する記述がないが、駆動制御に注意しない
と、電子シャッター動作時に不具合が発生する可能性が
ある。例えば、電子シャッター動作により読み出された
画像に残像が発生する可能性がある。次に、その不具合
現象について説明する。
【０００６】図６は、ｍ行目の読み出し動作が行われた
後、ｎ行目で電子シャッターのための不要電荷排出動作
が行なわれ、所定期間経過後にｎ行目の読み出し動作が
行なわれるタイミングを示している。このとき、同列上
に配置されたｍ行目の画素10-mとｎ行目の画素10-nの等
価回路構成と、ｎ行目画素のフォトダイオード11ｎ，転
送トランジスタ12ｎのゲート、増幅トランジスタ14ｎの
ゲートのポテンシャルの状態を、それぞれ図７と図８を
用いて説明する。なお、以下、リセットトランジスタ及
び転送トランジスタをそれぞれ、スイッチ（ＳＷ）の記
号で示し、リセットＳＷ、転送ＳＷと称することとす
る。
後、ｎ行目で電子シャッターのための不要電荷排出動作
が行なわれ、所定期間経過後にｎ行目の読み出し動作が
行なわれるタイミングを示している。このとき、同列上
に配置されたｍ行目の画素10-mとｎ行目の画素10-nの等
価回路構成と、ｎ行目画素のフォトダイオード11ｎ，転
送トランジスタ12ｎのゲート、増幅トランジスタ14ｎの
ゲートのポテンシャルの状態を、それぞれ図７と図８を
用いて説明する。なお、以下、リセットトランジスタ及
び転送トランジスタをそれぞれ、スイッチ（ＳＷ）の記
号で示し、リセットＳＷ、転送ＳＷと称することとす
る。
【０００７】時刻において、ｍ行目の読み出し動作終
了後、不要電荷排出動作のため、ｎ行目の画素10-nのリ
セットＳＷ13ｎがＯＮ／ＯＦＦされ、画素10-nの増幅ト
ランジスタ14ｎの入力端子は、ある特定の電位ＶFDn に
固定される（図８(a) ）。このとき、ｍ行の画素10-mと
画素10-nの増幅トランジスタ14ｍ及び14ｎは、図７に示
されるような差動入力回路を形成する。ｍ行の画素10-m
の増幅トランジスタ14ｍの入力端子は、読み出し後の電
位ＶFDm が保持されているため、ＶFDm とＶFD n により
各増幅トランジスタ14ｍ，14ｎのバイアス電流ＩDm，Ｉ
Dnがそれぞれ定まる。
了後、不要電荷排出動作のため、ｎ行目の画素10-nのリ
セットＳＷ13ｎがＯＮ／ＯＦＦされ、画素10-nの増幅ト
ランジスタ14ｎの入力端子は、ある特定の電位ＶFDn に
固定される（図８(a) ）。このとき、ｍ行の画素10-mと
画素10-nの増幅トランジスタ14ｍ及び14ｎは、図７に示
されるような差動入力回路を形成する。ｍ行の画素10-m
の増幅トランジスタ14ｍの入力端子は、読み出し後の電
位ＶFDm が保持されているため、ＶFDm とＶFD n により
各増幅トランジスタ14ｍ，14ｎのバイアス電流ＩDm，Ｉ
Dnがそれぞれ定まる。
【０００８】時刻において、ｎ行の画素10-nの転送Ｓ
Ｗ12ｎをＯＮすることにより、フォトダイオード11ｎに
蓄積された電荷が増幅トランジスタ14ｎの入力端子側に
転送され、ＶFDn は信号電荷分だけ低下する。このとき
のフォトダイオード11ｎのポテンシャルＰを、電荷蓄積
のための基準ポテンシャルとする（図８(b) ）。
Ｗ12ｎをＯＮすることにより、フォトダイオード11ｎに
蓄積された電荷が増幅トランジスタ14ｎの入力端子側に
転送され、ＶFDn は信号電荷分だけ低下する。このとき
のフォトダイオード11ｎのポテンシャルＰを、電荷蓄積
のための基準ポテンシャルとする（図８(b) ）。
【０００９】時刻において、画素10-nの増幅トランジ
スタ14ｎの入力端子電位ＶFDn の低下により、バイアス
電流ＩDnが減少する。これに伴い、ｎ行の画素10-nの増
幅トランジスタ14ｎのゲート−ソース間電圧ＶGSn が減
少し、相対的にソース電位Ｖ S が上昇する。その結果、
入力端子電位ＶFDn が上昇する。このとき、ｎ行の増幅
トランジスタ14ｎの入力側から見た転送ＳＷ12ｎを構成
する転送トランジスタのゲート端子は、図９のような微
分回路を形成しているため、増幅トランジスタの入力端
子電位ＶFDn が上昇したときに、転送トランジスタ12ｎ
のゲートにかかる電圧ＶTRANが一瞬上昇する。このＶ
TRANの上昇により、転送トランジスタ12ｎのゲートのポ
テンシャルが下がるために電荷の転送が行われ、フォト
ダイオード11ｎの基準ポテンシャルＰがＰ′に変動する
（図８(c) ）。
スタ14ｎの入力端子電位ＶFDn の低下により、バイアス
電流ＩDnが減少する。これに伴い、ｎ行の画素10-nの増
幅トランジスタ14ｎのゲート−ソース間電圧ＶGSn が減
少し、相対的にソース電位Ｖ S が上昇する。その結果、
入力端子電位ＶFDn が上昇する。このとき、ｎ行の増幅
トランジスタ14ｎの入力側から見た転送ＳＷ12ｎを構成
する転送トランジスタのゲート端子は、図９のような微
分回路を形成しているため、増幅トランジスタの入力端
子電位ＶFDn が上昇したときに、転送トランジスタ12ｎ
のゲートにかかる電圧ＶTRANが一瞬上昇する。このＶ
TRANの上昇により、転送トランジスタ12ｎのゲートのポ
テンシャルが下がるために電荷の転送が行われ、フォト
ダイオード11ｎの基準ポテンシャルＰがＰ′に変動する
（図８(c) ）。
【００１０】時刻の所定時間経過後に、ｎ行の画素10
-nのフォトダイオード11ｎには、照射された光量に応じ
た電荷が蓄積される（図８(d) ）。
-nのフォトダイオード11ｎには、照射された光量に応じ
た電荷が蓄積される（図８(d) ）。
【００１１】時刻のｎ行の読み出し動作時では、ｍ行
目の画素10-mの増幅トランジスタ14ｍはリセット動作に
より転送された電荷の排出を終えているためカットオフ
状態にあり、バイアス電流ＩDmは流れないため、ｎ行目
の画素10-nの増幅トランジスタ14ｎと定電流源108 と
が、ソースフォロア回路を形成することになる。したが
って、ｍ行目の画素10-mの増幅トランジスタ14ｍを流れ
るバイアス電流ＩDmの変動はなく、ｎ行目の画素10-nの
電荷の転送はポテンシャルＰを基準にして行われる。そ
のため、ポテンシャルＰとＰ′との差分に相当する電荷
量、すなわち、不要電荷排出動作時のＶTRANの変動で転
送された電荷分ΔＶTRANが転送されず、本来読み出され
る信号より暗い状態となる（図８(e) ）。
目の画素10-mの増幅トランジスタ14ｍはリセット動作に
より転送された電荷の排出を終えているためカットオフ
状態にあり、バイアス電流ＩDmは流れないため、ｎ行目
の画素10-nの増幅トランジスタ14ｎと定電流源108 と
が、ソースフォロア回路を形成することになる。したが
って、ｍ行目の画素10-mの増幅トランジスタ14ｍを流れ
るバイアス電流ＩDmの変動はなく、ｎ行目の画素10-nの
電荷の転送はポテンシャルＰを基準にして行われる。そ
のため、ポテンシャルＰとＰ′との差分に相当する電荷
量、すなわち、不要電荷排出動作時のＶTRANの変動で転
送された電荷分ΔＶTRANが転送されず、本来読み出され
る信号より暗い状態となる（図８(e) ）。
【００１２】基準ポテンシャルＰの変動が常に一定であ
れば、全体の画像信号は一様に暗くなるため、残像が発
生することはない。しかし、基準ポテンシャルＰの変動
（Ｐ→Ｐ′）は、ｍ行の画素10-mの入力端子電位ＶFDm
に依存するため一定とはならない。このため、電子シャ
ッター動作により読み出された画像では、残像が発生す
ることとなる。
れば、全体の画像信号は一様に暗くなるため、残像が発
生することはない。しかし、基準ポテンシャルＰの変動
（Ｐ→Ｐ′）は、ｍ行の画素10-mの入力端子電位ＶFDm
に依存するため一定とはならない。このため、電子シャ
ッター動作により読み出された画像では、残像が発生す
ることとなる。
【００１３】本発明は、従来の固体撮像装置における上
記問題点を解消するためになされたもので、電子シャッ
ター動作に起因する残像の発生を抑制した固体撮像装置
を提供することを目的とするものである。
記問題点を解消するためになされたもので、電子シャッ
ター動作に起因する残像の発生を抑制した固体撮像装置
を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本願発明者は、電子シャ
ッターのための不要電荷排出動作が行なわれるときに、
増幅トランジスタのバイアス電流が変動することに起因
して、フォトダイオードが電荷を蓄積する際に基準とな
るポテンシャルが変動することを見出した。このポテン
シャルの変動量は、電子シャッター動作と対になって読
み出し動作が行なわれるある行の画素の信号電荷に依存
するため一定には定まらず、それによって電子シャッタ
ー動作により読み出された画像では残像が発生する。そ
こで、本発明による固体撮像装置では、不要電荷排出動
作時において電子シャッターを行う画素に作用する電流
を遮断することで、その変動を抑制し、それによって電
子シャッター動作時にフォトダイオードのポテンシャル
が変動しないようにした。これにより、電子シャッター
動作により読み出された画像に対する残像の発生を抑制
することが可能となる。
ッターのための不要電荷排出動作が行なわれるときに、
増幅トランジスタのバイアス電流が変動することに起因
して、フォトダイオードが電荷を蓄積する際に基準とな
るポテンシャルが変動することを見出した。このポテン
シャルの変動量は、電子シャッター動作と対になって読
み出し動作が行なわれるある行の画素の信号電荷に依存
するため一定には定まらず、それによって電子シャッタ
ー動作により読み出された画像では残像が発生する。そ
こで、本発明による固体撮像装置では、不要電荷排出動
作時において電子シャッターを行う画素に作用する電流
を遮断することで、その変動を抑制し、それによって電
子シャッター動作時にフォトダイオードのポテンシャル
が変動しないようにした。これにより、電子シャッター
動作により読み出された画像に対する残像の発生を抑制
することが可能となる。
【００１５】よって請求項１に係る発明は、次のように
構成するものである。すなわち、光電変換を行うフォト
ダイオードと、フォトダイオードからの光電荷を信号増
幅する信号増幅手段と、前記フォトダイオードから前記
信号増幅手段に光電荷を転送する電荷転送手段と、前記
電荷転送手段と前記信号増幅手段との間を所定の電位に
固定し、転送された電荷をリセットするリセット手段と
を備えた画素が複数、行列状に配置された画素群と、前
記複数の画素の信号増幅手段が列毎に共通に接続され、
列単位で前記信号増幅手段にバイアス電流を供給するバ
イアス電流供給手段と、前記画素群から少なくとも一つ
の行からなる第１の画素行に対して読み出し動作を実行
させ、前記第１の画素行とは異なる少なくとも一つの行
からなる第２の画素行に対して前記フォトダイオードに
蓄積された光電荷を不要電荷として排出する不要電荷排
出動作を実行させる画素駆動制御手段とを備え、前記不
要電荷排出動作期間中は、前記第１の画素行に起因する
電流が前記第２の画素行に対して遮断されるように構成
したことを特徴とするものである。
構成するものである。すなわち、光電変換を行うフォト
ダイオードと、フォトダイオードからの光電荷を信号増
幅する信号増幅手段と、前記フォトダイオードから前記
信号増幅手段に光電荷を転送する電荷転送手段と、前記
電荷転送手段と前記信号増幅手段との間を所定の電位に
固定し、転送された電荷をリセットするリセット手段と
を備えた画素が複数、行列状に配置された画素群と、前
記複数の画素の信号増幅手段が列毎に共通に接続され、
列単位で前記信号増幅手段にバイアス電流を供給するバ
イアス電流供給手段と、前記画素群から少なくとも一つ
の行からなる第１の画素行に対して読み出し動作を実行
させ、前記第１の画素行とは異なる少なくとも一つの行
からなる第２の画素行に対して前記フォトダイオードに
蓄積された光電荷を不要電荷として排出する不要電荷排
出動作を実行させる画素駆動制御手段とを備え、前記不
要電荷排出動作期間中は、前記第１の画素行に起因する
電流が前記第２の画素行に対して遮断されるように構成
したことを特徴とするものである。
【００１６】このように構成した固体撮像装置において
は、電子シャッター動作のための不要電荷排出動作時に
画素に作用する電流の変動を防止することが可能となる
ため、画素に作用する電流の変動に起因してフォトダイ
オードのポテンシャルが変動することがない。したがっ
て、電子シャッター動作により読み出された画像に残像
が発生するのを抑制することが可能となる。
は、電子シャッター動作のための不要電荷排出動作時に
画素に作用する電流の変動を防止することが可能となる
ため、画素に作用する電流の変動に起因してフォトダイ
オードのポテンシャルが変動することがない。したがっ
て、電子シャッター動作により読み出された画像に残像
が発生するのを抑制することが可能となる。
【００１７】請求項２に係る発明は、請求項１に係る固
体撮像装置において、前記画素駆動制御手段は、前記第
１の画素行に対して読み出し動作を行い、しかる後に前
記第２の画素行に対して不要電荷排出動作を行わせ、前
記バイアス電流供給手段は前記不要電荷排出動作期間中
は、前記バイアス電流の供給を停止するように構成され
ていることを特徴とするものである。
体撮像装置において、前記画素駆動制御手段は、前記第
１の画素行に対して読み出し動作を行い、しかる後に前
記第２の画素行に対して不要電荷排出動作を行わせ、前
記バイアス電流供給手段は前記不要電荷排出動作期間中
は、前記バイアス電流の供給を停止するように構成され
ていることを特徴とするものである。
【００１８】このように構成した固体撮像装置において
は、不要電荷排出動作時にバイアス電流の供給が停止さ
れるので、バイアス電流の変動に起因してフォトダイオ
ードのポテンシャルが変動することがない。したがっ
て、電子シャッター動作により読み出された画像に残像
が発生するのを抑制することが可能となる。
は、不要電荷排出動作時にバイアス電流の供給が停止さ
れるので、バイアス電流の変動に起因してフォトダイオ
ードのポテンシャルが変動することがない。したがっ
て、電子シャッター動作により読み出された画像に残像
が発生するのを抑制することが可能となる。
【００１９】請求項３に係る発明は、請求項１に係る固
体撮像装置において、前記画素駆動制御手段は、前記第
１の画素行に対して読み出し動作を行い、前記リセット
手段にて前記第１の画素行の光電荷の転送状態をリセッ
トし、しかる後に前記第２の画素行に対して不要電荷排
出動作を行った後、前記リセット手段にて前記第２の画
素行の光電荷の転送状態をリセットするように構成され
ていることを特徴とするものである。
体撮像装置において、前記画素駆動制御手段は、前記第
１の画素行に対して読み出し動作を行い、前記リセット
手段にて前記第１の画素行の光電荷の転送状態をリセッ
トし、しかる後に前記第２の画素行に対して不要電荷排
出動作を行った後、前記リセット手段にて前記第２の画
素行の光電荷の転送状態をリセットするように構成され
ていることを特徴とするものである。
【００２０】このように構成した固体撮像装置において
は、不要電荷排出動作時に読み出し動作を行った画素の
信号増幅手段はカットオフ状態となるので、不要電荷排
出動作を行う画素のバイアス電流が、読み出し動作を行
った画素の影響を受けない。したがって、バイアス電流
の変動に起因してフォトダイオードのポテンシャルが変
動することがない。これにより、電子シャッター動作に
より読み出された画像に残像が発生するのを抑制するこ
とが可能となる。
は、不要電荷排出動作時に読み出し動作を行った画素の
信号増幅手段はカットオフ状態となるので、不要電荷排
出動作を行う画素のバイアス電流が、読み出し動作を行
った画素の影響を受けない。したがって、バイアス電流
の変動に起因してフォトダイオードのポテンシャルが変
動することがない。これにより、電子シャッター動作に
より読み出された画像に残像が発生するのを抑制するこ
とが可能となる。
【００２１】請求項４に係る発明は、請求項１に係る固
体撮像装置において、前記画素駆動制御手段は、前記第
２の画素行に対して不要電荷排出動作を行い、前記リセ
ット手段にて前記第２の画素行の光電荷の転送状態をリ
セットし、しかる後に前記第１の画素行に対して読み出
し動作を行った後、前記リセット手段にて前記第１の画
素行の光電荷の転送状態をリセットするように構成され
ていることを特徴とするものである。
体撮像装置において、前記画素駆動制御手段は、前記第
２の画素行に対して不要電荷排出動作を行い、前記リセ
ット手段にて前記第２の画素行の光電荷の転送状態をリ
セットし、しかる後に前記第１の画素行に対して読み出
し動作を行った後、前記リセット手段にて前記第１の画
素行の光電荷の転送状態をリセットするように構成され
ていることを特徴とするものである。
【００２２】このように構成した固体撮像装置において
は、第２の画素行の不要電荷排出動作時には、第１の画
素行の画素は信号電荷の排出により信号増幅手段はカッ
トオフ状態になっており、したがって、不要電荷排出動
作を行う画素のバイアス電流が、読み出し動作を行った
画素の影響を受けないため、バイアス電流の変動に起因
してフォトダイオードのポテンシャルが変動することが
ない。したがって、電子シャッター動作により読み出さ
れた画像に残像が発生するのを抑制することが可能とな
る。
は、第２の画素行の不要電荷排出動作時には、第１の画
素行の画素は信号電荷の排出により信号増幅手段はカッ
トオフ状態になっており、したがって、不要電荷排出動
作を行う画素のバイアス電流が、読み出し動作を行った
画素の影響を受けないため、バイアス電流の変動に起因
してフォトダイオードのポテンシャルが変動することが
ない。したがって、電子シャッター動作により読み出さ
れた画像に残像が発生するのを抑制することが可能とな
る。
【００２３】請求項５に係る発明は、請求項３又は４に
係る固体撮像装置において、前記不要電荷排出動作期間
中は、前記バイアス電流供給手段はバイアス電流の供給
を停止するように構成されていることを特徴とするもの
である。
係る固体撮像装置において、前記不要電荷排出動作期間
中は、前記バイアス電流供給手段はバイアス電流の供給
を停止するように構成されていることを特徴とするもの
である。
【００２４】このように構成した固体撮像装置において
は、不要電荷排出動作を行う画素のフォトダイオードの
ポテンシャルの変動を確実に防止することができ、電子
シャッター動作により読み出される画像に残像が発生す
るのを一層確実に抑制することが可能となる。
は、不要電荷排出動作を行う画素のフォトダイオードの
ポテンシャルの変動を確実に防止することができ、電子
シャッター動作により読み出される画像に残像が発生す
るのを一層確実に抑制することが可能となる。
【００２５】請求項６に係る発明は、請求項１〜５のい
ずれか１項に係る固体撮像装置において、前記バイアス
電流供給手段は、前記画素駆動制御手段からの信号に応
答してバイアス電流の供給又は停止を制御する手段を備
えていることを特徴とするものである。
ずれか１項に係る固体撮像装置において、前記バイアス
電流供給手段は、前記画素駆動制御手段からの信号に応
答してバイアス電流の供給又は停止を制御する手段を備
えていることを特徴とするものである。
【００２６】このように構成した固体撮像装置において
は、画素の信号増幅手段へのバイアス電流の供給又は停
止を容易に且つ確実に実行することができる。
は、画素の信号増幅手段へのバイアス電流の供給又は停
止を容易に且つ確実に実行することができる。
【００２７】請求項７に係る発明は、請求項１〜６のい
ずれか１項に係る固体撮像装置において、前記画素を構
成する前記信号増幅手段、前記電荷転送手段、及び前記
リセット手段は、ＭＯＳ型トランジスタで構成されてい
ることを特徴とするものである。
ずれか１項に係る固体撮像装置において、前記画素を構
成する前記信号増幅手段、前記電荷転送手段、及び前記
リセット手段は、ＭＯＳ型トランジスタで構成されてい
ることを特徴とするものである。
【００２８】このように構成した固体撮像装置において
は、標準的なＭＯＳプロセスを用いて画素を構成するこ
とができる。
は、標準的なＭＯＳプロセスを用いて画素を構成するこ
とができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）次に、本発
明に係る固体撮像装置の第１の実施の形態について説明
する。図１は、本実施の形態に係る固体撮像装置の構成
を示す回路構成図である。この実施の形態に係る固体撮
像装置は、行列状に配列された複数の画素からなる画素
群を備えているが、図１においては、便宜上ｍ行目とｎ
行目の画素10-m・・・10-n・・・を２列分だけ示してい
る。各画素は、フォトダイオード11，転送トランジスタ
12，リセットトランジスタ13，増幅トランジスタ14とで
構成されている。そして、各行方向に配列された各画素
のリセットトランジスタ13のゲートには、該リセットト
ランジスタ13のＯＮ／ＯＦＦを制御するリセットスイッ
チ線102-m ，102-n が共通に接続されており、また行方
向に配列された各画素の転送トランジスタ12のゲートに
は、該転送トランジスタ12のＯＮ／ＯＦＦを制御する転
送スイッチ線103-m ，103-n が共通に接続されており、
各リセットスイッチ線102-m ，102-n 及び各転送スイッ
チ線103-m ，103-n は、各画素を駆動するための信号を
出力する垂直シフトレジスタ112 に接続されている。
明に係る固体撮像装置の第１の実施の形態について説明
する。図１は、本実施の形態に係る固体撮像装置の構成
を示す回路構成図である。この実施の形態に係る固体撮
像装置は、行列状に配列された複数の画素からなる画素
群を備えているが、図１においては、便宜上ｍ行目とｎ
行目の画素10-m・・・10-n・・・を２列分だけ示してい
る。各画素は、フォトダイオード11，転送トランジスタ
12，リセットトランジスタ13，増幅トランジスタ14とで
構成されている。そして、各行方向に配列された各画素
のリセットトランジスタ13のゲートには、該リセットト
ランジスタ13のＯＮ／ＯＦＦを制御するリセットスイッ
チ線102-m ，102-n が共通に接続されており、また行方
向に配列された各画素の転送トランジスタ12のゲートに
は、該転送トランジスタ12のＯＮ／ＯＦＦを制御する転
送スイッチ線103-m ，103-n が共通に接続されており、
各リセットスイッチ線102-m ，102-n 及び各転送スイッ
チ線103-m ，103-n は、各画素を駆動するための信号を
出力する垂直シフトレジスタ112 に接続されている。
【００３０】また、各列方向に配列された各画素の増幅
トランジスタ14のソース端子には信号出力線109 が共通
に接続されており、各信号出力線109 には、それぞれバ
イアス電流制御トランジスタ107 を介して定電流源108
が接続されている。各バイアス電流制御トランジスタ10
7 のゲート端子には、バイアス電流制御トランジスタ10
7 のＯＮ／ＯＦＦを制御し、信号出力線109 に対する定
電流源108 の接続／遮断を行う、図示しない制御部から
の制御信号を供給するバイアス電流制御スイッチ線106
が接続されている。
トランジスタ14のソース端子には信号出力線109 が共通
に接続されており、各信号出力線109 には、それぞれバ
イアス電流制御トランジスタ107 を介して定電流源108
が接続されている。各バイアス電流制御トランジスタ10
7 のゲート端子には、バイアス電流制御トランジスタ10
7 のＯＮ／ＯＦＦを制御し、信号出力線109 に対する定
電流源108 の接続／遮断を行う、図示しない制御部から
の制御信号を供給するバイアス電流制御スイッチ線106
が接続されている。
【００３１】また、各信号出力線109 は、それぞれ水平
選択トランジスタ111 を介して、水平信号線110 に共通
に接続されており、各水平選択トランジスタ111 には水
平シフトレジスタ113 から順次駆動パルスが印加される
ようになっている。また各画素のリセットトランジスタ
13及び増幅トランジスタ14のドレインは、図示しない制
御部でＯＮ／ＯＦＦ制御される画素電源101 に共通に接
続されている。
選択トランジスタ111 を介して、水平信号線110 に共通
に接続されており、各水平選択トランジスタ111 には水
平シフトレジスタ113 から順次駆動パルスが印加される
ようになっている。また各画素のリセットトランジスタ
13及び増幅トランジスタ14のドレインは、図示しない制
御部でＯＮ／ＯＦＦ制御される画素電源101 に共通に接
続されている。
【００３２】次に、このように構成された固体撮像装置
の動作を図２に示したタイミングチャートに基づいて説
明する。図２に示したタイミングチャートは、この固体
撮像装置のｍ行目の画素10-mに対して読み出し動作が行
なわれた後、ｎ行目の画素10-nのフォトダイオード11に
蓄積された電荷を、不要電荷として排出する不要電荷排
出動作が行なわれるタイミングを示したものである。な
お、転送トランジスタ12，リセットトランジスタ13，及
びバイアス電流制御トランジスタ107 は、それぞれ、ス
イッチとして機能することから、以後それぞれ転送ＳＷ
12、リセットＳＷ13、バイアス電流制御ＳＷ107 と表記
する。
の動作を図２に示したタイミングチャートに基づいて説
明する。図２に示したタイミングチャートは、この固体
撮像装置のｍ行目の画素10-mに対して読み出し動作が行
なわれた後、ｎ行目の画素10-nのフォトダイオード11に
蓄積された電荷を、不要電荷として排出する不要電荷排
出動作が行なわれるタイミングを示したものである。な
お、転送トランジスタ12，リセットトランジスタ13，及
びバイアス電流制御トランジスタ107 は、それぞれ、ス
イッチとして機能することから、以後それぞれ転送ＳＷ
12、リセットＳＷ13、バイアス電流制御ＳＷ107 と表記
する。
【００３３】時刻（ａ）では、ｍ行目の画素10-mのリセ
ットＳＷ13がＯＮとなり、増幅トランジスタ14の入力側
に蓄積された信号電荷がリセットされる。このとき、図
示されているように、ｍ行目の画素10-mのリセットＳＷ
13がＯＮするより前に、バイアス電流制御ＳＷ107 がＯ
Ｎされ、増幅トランジスタ14には電流が流れている。
ットＳＷ13がＯＮとなり、増幅トランジスタ14の入力側
に蓄積された信号電荷がリセットされる。このとき、図
示されているように、ｍ行目の画素10-mのリセットＳＷ
13がＯＮするより前に、バイアス電流制御ＳＷ107 がＯ
Ｎされ、増幅トランジスタ14には電流が流れている。
【００３４】時刻（ｂ) では、ｍ行目の画素10-mの転送
ＳＷ12がＯＮされ、フォトダイオード11に蓄積された信
号電荷が増幅トランジスタ14の入力側に転送される。こ
のとき、増幅トランジスタ14と定電流源108 がソースフ
ォロア回路を形成し、信号出力線109 に画像信号を出力
する。この画像信号は、水平シフトレジスタ113 で駆動
される水平選択トランジスタ111 を介して、水平信号線
110 に出力される。
ＳＷ12がＯＮされ、フォトダイオード11に蓄積された信
号電荷が増幅トランジスタ14の入力側に転送される。こ
のとき、増幅トランジスタ14と定電流源108 がソースフ
ォロア回路を形成し、信号出力線109 に画像信号を出力
する。この画像信号は、水平シフトレジスタ113 で駆動
される水平選択トランジスタ111 を介して、水平信号線
110 に出力される。
【００３５】時刻（ｃ）では、ｍ行目の画素10-mの増幅
トランジスタ14に流れていたバイアス電流が停止され
る。このバイアス電流の停止は、信号出力線109 と定電
流源108 の間に配置されたバイアス電流制御ＳＷ107 を
ＯＦＦすることで行う。ここまでが、ｍ行目の画素10-m
の読み出し期間となる。
トランジスタ14に流れていたバイアス電流が停止され
る。このバイアス電流の停止は、信号出力線109 と定電
流源108 の間に配置されたバイアス電流制御ＳＷ107 を
ＯＦＦすることで行う。ここまでが、ｍ行目の画素10-m
の読み出し期間となる。
【００３６】次に、時刻（ｄ）では、不要電荷排出動作
のため、ｎ行目の画素10-nのリセットＳＷ13がＯＮさ
れ、増幅トランジスタ14の入力側に蓄積された信号電荷
がリセットされる。
のため、ｎ行目の画素10-nのリセットＳＷ13がＯＮさ
れ、増幅トランジスタ14の入力側に蓄積された信号電荷
がリセットされる。
【００３７】時刻（ｅ）では、ｎ行目の画素10-nの転送
ＳＷ12がＯＮされ、フォトダイオード11に蓄積された信
号電荷が増幅トランジスタ14の入力側に転送される。こ
れにより、フォトダイオード11の信号電荷がリセットさ
れる。このとき、バイアス電流制御ＳＷ107 はＯＦＦ状
態であるため、ｎ行目の画素10-nの増幅トランジスタ14
にはバイアス電流が流れない。
ＳＷ12がＯＮされ、フォトダイオード11に蓄積された信
号電荷が増幅トランジスタ14の入力側に転送される。こ
れにより、フォトダイオード11の信号電荷がリセットさ
れる。このとき、バイアス電流制御ＳＷ107 はＯＦＦ状
態であるため、ｎ行目の画素10-nの増幅トランジスタ14
にはバイアス電流が流れない。
【００３８】転送終了後、ｎ行目の画素10-nの読み出し
動作が行なわれるまで、フォトダイオード11には照射さ
れる光量に応じた信号電荷が蓄積されることとなる。
動作が行なわれるまで、フォトダイオード11には照射さ
れる光量に応じた信号電荷が蓄積されることとなる。
【００３９】時刻（ｆ) では、画素電源101 がＯＦＦの
状態で、ｍ行目の画素10-m及びｎ行目の画素10-nのリセ
ットＳＷ14がＯＮされ、増幅トランジスタ14の入力側に
蓄積された信号電荷が排出される。
状態で、ｍ行目の画素10-m及びｎ行目の画素10-nのリセ
ットＳＷ14がＯＮされ、増幅トランジスタ14の入力側に
蓄積された信号電荷が排出される。
【００４０】上記のように本実施の形態によれば、ｍ行
目の画素10-mの増幅トランジスタ14に対するバイアス電
流の供給をバイアス電流制御ＳＷ107 により制御し、ｍ
行目の画素10-mの読み出し期間中のみバイアス電流が流
れるようにしている。すなわち、不要電荷排出動作期間
中には、ｍ行目の画素10-mの増幅トランジスタ14のバイ
アス電流が流れないため、バイアス電流の変動に起因し
て、ｎ行目の画素10-nのフォトダイオード11のポテンシ
ャルが変動することはない。これにより、電子シャッタ
ー動作により読み出された画像に対する残像の発生を抑
制することが可能である。
目の画素10-mの増幅トランジスタ14に対するバイアス電
流の供給をバイアス電流制御ＳＷ107 により制御し、ｍ
行目の画素10-mの読み出し期間中のみバイアス電流が流
れるようにしている。すなわち、不要電荷排出動作期間
中には、ｍ行目の画素10-mの増幅トランジスタ14のバイ
アス電流が流れないため、バイアス電流の変動に起因し
て、ｎ行目の画素10-nのフォトダイオード11のポテンシ
ャルが変動することはない。これにより、電子シャッタ
ー動作により読み出された画像に対する残像の発生を抑
制することが可能である。
【００４１】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。固体撮像装置のハード
構成は図１に示した第１の実施の形態と同様であり、固
体撮像装置の駆動制御手法が第１の実施の形態と異な
る。図３は、本実施の形態における動作を説明するため
のタイミングチャートである。時刻（ａ）では、ｍ行目
の画素10-mのリセットＳＷ13がＯＮされ、増幅トランジ
スタ14の入力側に蓄積された信号電荷をリセットする。
の実施の形態について説明する。固体撮像装置のハード
構成は図１に示した第１の実施の形態と同様であり、固
体撮像装置の駆動制御手法が第１の実施の形態と異な
る。図３は、本実施の形態における動作を説明するため
のタイミングチャートである。時刻（ａ）では、ｍ行目
の画素10-mのリセットＳＷ13がＯＮされ、増幅トランジ
スタ14の入力側に蓄積された信号電荷をリセットする。
【００４２】時刻（ｂ) では、ｍ行目の画素10-mの転送
ＳＷ12がＯＮされ、フォトダイオード11に蓄積された信
号電荷が増幅トランジスタ14の入力側に転送される。こ
のとき、ｍ行目の画素10-mの増幅トランジスタ14と定電
流源108 がソースフォロア回路を形成し、信号出力線10
9 に画像信号が出力される。
ＳＷ12がＯＮされ、フォトダイオード11に蓄積された信
号電荷が増幅トランジスタ14の入力側に転送される。こ
のとき、ｍ行目の画素10-mの増幅トランジスタ14と定電
流源108 がソースフォロア回路を形成し、信号出力線10
9 に画像信号が出力される。
【００４３】ｍ行目の画素10-mの読み出し動作終了後、
時刻（ｃ) では、画素電源101 がＯＦＦの状態でｍ行目
の画素10-mのリセットＳＷ13がＯＮされ、ｍ行目の画素
10-mの増幅トランジスタ14の入力側に蓄積された信号電
荷が排出される。これにより、ｍ行目の画素10-mの増幅
トランジスタ14の入力電位は、グランド又は負電源電位
レベルに低下するため、ｍ行目の画素10-mの増幅トラン
ジスタ14はカットオフ状態となる。
時刻（ｃ) では、画素電源101 がＯＦＦの状態でｍ行目
の画素10-mのリセットＳＷ13がＯＮされ、ｍ行目の画素
10-mの増幅トランジスタ14の入力側に蓄積された信号電
荷が排出される。これにより、ｍ行目の画素10-mの増幅
トランジスタ14の入力電位は、グランド又は負電源電位
レベルに低下するため、ｍ行目の画素10-mの増幅トラン
ジスタ14はカットオフ状態となる。
【００４４】時刻（ｄ) では、不要電荷排出動作のた
め、ｎ行目の画素10-nのリセットＳＷ13がＯＮされ、増
幅トランジスタ14の入力側に蓄積された信号電荷をリセ
ットする。
め、ｎ行目の画素10-nのリセットＳＷ13がＯＮされ、増
幅トランジスタ14の入力側に蓄積された信号電荷をリセ
ットする。
【００４５】時刻（ｅ) では、ｎ行目の画素10-nの転送
ＳＷ12がＯＮされ、フォトダイオード11に蓄積された信
号電荷が増幅トランジスタ14の入力側に転送される。こ
れにより、フォトダイオード11の信号電荷がリセットさ
れる。このとき、ｍ行目の画素10-mの増幅トランジスタ
14はカットオフ状態であるため、ｍ行目の画素10-mの増
幅トランジスタ14にはバイアス電流が流れない。したが
って、ｎ行目の画素10-nの増幅トランジスタ14に流れる
バイアス電流は、ｍ行目の画素10-mの状態に依存しな
い。
ＳＷ12がＯＮされ、フォトダイオード11に蓄積された信
号電荷が増幅トランジスタ14の入力側に転送される。こ
れにより、フォトダイオード11の信号電荷がリセットさ
れる。このとき、ｍ行目の画素10-mの増幅トランジスタ
14はカットオフ状態であるため、ｍ行目の画素10-mの増
幅トランジスタ14にはバイアス電流が流れない。したが
って、ｎ行目の画素10-nの増幅トランジスタ14に流れる
バイアス電流は、ｍ行目の画素10-mの状態に依存しな
い。
【００４６】時刻（ｆ) では、画素電源101 がＯＦＦの
状態でｎ行目の画素10-nのリセットＳＷ13がＯＮされ、
ｎ行目の画素10-nの増幅トランジスタ14の入力側に蓄積
された信号電荷が排出される。
状態でｎ行目の画素10-nのリセットＳＷ13がＯＮされ、
ｎ行目の画素10-nの増幅トランジスタ14の入力側に蓄積
された信号電荷が排出される。
【００４７】上記のように本実施の形態によれば、電子
シャッター動作を行うｎ行目の画素10-nのバイアス電流
は、読み出し動作を行ったｍ行目の画素10-mの影響を受
けないため、バイアス電流の変動に起因してｎ行目の画
素10-nのフォトダイオード11のポテンシャルが変動する
ことはない。これにより電子シャッター動作により読み
出された画像に対する残像の発生を抑制することが可能
である。なお、上記実施の形態では、図３のタイミング
チャートで実線又は破線で示されるようにバイアス電流
の供給を制御し、特定期間のみバイアス電流が流れるよ
うにしてもよい。
シャッター動作を行うｎ行目の画素10-nのバイアス電流
は、読み出し動作を行ったｍ行目の画素10-mの影響を受
けないため、バイアス電流の変動に起因してｎ行目の画
素10-nのフォトダイオード11のポテンシャルが変動する
ことはない。これにより電子シャッター動作により読み
出された画像に対する残像の発生を抑制することが可能
である。なお、上記実施の形態では、図３のタイミング
チャートで実線又は破線で示されるようにバイアス電流
の供給を制御し、特定期間のみバイアス電流が流れるよ
うにしてもよい。
【００４８】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態について説明する。固体撮像装置のハード
構成は図１に示した第１の実施の形態と同様であり、固
体撮像装置の駆動制御手法が第１の実施の形態と異な
る。図４は、本実施の形態における動作を説明するため
のタイミングチャートである。時刻（ａ）では、不要電
荷排出動作のため、ｎ行目の画素10-nのリセットＳＷ13
がＯＮされ、増幅トランジスタ14の入力側に蓄積された
信号電荷をリセットする。
の実施の形態について説明する。固体撮像装置のハード
構成は図１に示した第１の実施の形態と同様であり、固
体撮像装置の駆動制御手法が第１の実施の形態と異な
る。図４は、本実施の形態における動作を説明するため
のタイミングチャートである。時刻（ａ）では、不要電
荷排出動作のため、ｎ行目の画素10-nのリセットＳＷ13
がＯＮされ、増幅トランジスタ14の入力側に蓄積された
信号電荷をリセットする。
【００４９】時刻（ｂ）では、ｎ行目の画素10-nの転送
ＳＷ12がＯＮされ、フォトダイオード11に蓄積された信
号電荷が増幅トランジスタ14の入力側に転送される。こ
の時、ｍ行目の画素10-mの増幅トランジスタ14の入力電
位は、信号電荷の排出によりグランドまたは負電源電位
レベルであるため、ｍ行目の画素10-mの増幅トランジス
タ14はカットオフ状態であり、ｍ行目の画素10-mの増幅
トランジスタ14にはバイアス電流が流れない。
ＳＷ12がＯＮされ、フォトダイオード11に蓄積された信
号電荷が増幅トランジスタ14の入力側に転送される。こ
の時、ｍ行目の画素10-mの増幅トランジスタ14の入力電
位は、信号電荷の排出によりグランドまたは負電源電位
レベルであるため、ｍ行目の画素10-mの増幅トランジス
タ14はカットオフ状態であり、ｍ行目の画素10-mの増幅
トランジスタ14にはバイアス電流が流れない。
【００５０】ｎ行の不要電荷排出動作期間終了後、時刻
（ｃ）では、画素電源101 がＯＦＦの状態で、ｎ行目の
画素10-nのリセットＳＷ13がＯＮされ、ｎ行目の画素10
-nの増幅トランジスタ14の入力側に蓄積された信号電荷
が排出される。
（ｃ）では、画素電源101 がＯＦＦの状態で、ｎ行目の
画素10-nのリセットＳＷ13がＯＮされ、ｎ行目の画素10
-nの増幅トランジスタ14の入力側に蓄積された信号電荷
が排出される。
【００５１】時刻（ｄ）では、ｍ行目の画素10-mのリセ
ットＳＷ13がＯＮされ、増幅トランジスタ14の入力側に
蓄積された信号電荷をリセットする。
ットＳＷ13がＯＮされ、増幅トランジスタ14の入力側に
蓄積された信号電荷をリセットする。
【００５２】時刻（ｅ）では、ｍ行目の画素10-mの転送
ＳＷ12がＯＮされ、フォトダイオード11に蓄積された信
号電荷が増幅トランジスタ14の入力側に転送される。こ
のとき、ｍ行目の画素10-mの増幅トランジスタ14と定電
流源108 がソースフォロア回路を形成し、信号出力線10
9 に画像信号を出力する。
ＳＷ12がＯＮされ、フォトダイオード11に蓄積された信
号電荷が増幅トランジスタ14の入力側に転送される。こ
のとき、ｍ行目の画素10-mの増幅トランジスタ14と定電
流源108 がソースフォロア回路を形成し、信号出力線10
9 に画像信号を出力する。
【００５３】ｍ行目の画素10-mの読み出し動作終了後、
時刻（ｆ）では、画素電源101 がＯＦＦの状態でｍ行目
の画素10-mのリセットＳＷ13がＯＮされ、ｍ行目の画素
10-mの増幅トランジスタ14の入力側に蓄積された信号電
荷が排出される。これにより、ｍ行目の画素10-mの増幅
トランジスタ14の入力電位はグランド又は負電源電位レ
ベルに低下するため、ｍ行目の画素10-mの増幅トランジ
スタ14はカットオフ状態となる。
時刻（ｆ）では、画素電源101 がＯＦＦの状態でｍ行目
の画素10-mのリセットＳＷ13がＯＮされ、ｍ行目の画素
10-mの増幅トランジスタ14の入力側に蓄積された信号電
荷が排出される。これにより、ｍ行目の画素10-mの増幅
トランジスタ14の入力電位はグランド又は負電源電位レ
ベルに低下するため、ｍ行目の画素10-mの増幅トランジ
スタ14はカットオフ状態となる。
【００５４】上記のように本実施の形態によれば、電子
シャッター動作を行うｎ行目の画素10-nのバイアス電流
は、読み出し動作を行ったｍ行目の画素10-mの影響を受
けないため、バイアス電流の変動に起因してｎ行目の画
素10-nのフォトダイオード11のポテンシャルが変動する
ことはない。これにより、電子シャッター動作により読
み出された画像に対する残像の発生を抑制することが可
能である。なお、上記実施の形態では、図４の実線又は
破線で示されるようにバイアス電流の供給を制御し、特
定期間のみバイアス電流が流れるようにしてもよい。
シャッター動作を行うｎ行目の画素10-nのバイアス電流
は、読み出し動作を行ったｍ行目の画素10-mの影響を受
けないため、バイアス電流の変動に起因してｎ行目の画
素10-nのフォトダイオード11のポテンシャルが変動する
ことはない。これにより、電子シャッター動作により読
み出された画像に対する残像の発生を抑制することが可
能である。なお、上記実施の形態では、図４の実線又は
破線で示されるようにバイアス電流の供給を制御し、特
定期間のみバイアス電流が流れるようにしてもよい。
【００５５】なお、上記各実施の形態では、バイアス電
流制御ＳＷ107 をＯＮ／ＯＦＦさせることにより、バイ
アス電流の供給を制御している。しかし、本発明ではこ
の方式に限定されない。例えば、可変電流源を直接信号
出力線109 に接続し、可変電流源を操作することで、バ
イアス電流供給の制御を行ってもよい。
流制御ＳＷ107 をＯＮ／ＯＦＦさせることにより、バイ
アス電流の供給を制御している。しかし、本発明ではこ
の方式に限定されない。例えば、可変電流源を直接信号
出力線109 に接続し、可変電流源を操作することで、バ
イアス電流供給の制御を行ってもよい。
【００５６】
【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、請求項１に係る発明によれば、不要電荷排出動作時
に画素に作用する電流の変動を防止することが可能とな
るため、画素に作用する電流の変動に起因するフォトダ
イオードのポテンシャルの変動を防止し、電子シャッタ
ー動作により読み出された画像に残像が発生するのを防
止することができる。また請求項２に係る発明によれ
ば、不要電荷排出動作時にバイアス電流の供給が停止さ
れるので、バイアス電流の変動に起因するフォトダイオ
ードのポテンシャルの変動を防止し、電子シャッター動
作により読み出された画像に残像が発生するのを防止す
ることができる。また請求項３及び４に係る発明によれ
ば、不要電荷排出動作を行う画素のバイアス電流が読み
出し動作を行った画素の影響を受けないため、バイアス
電流の変動に起因するフォトダイオードのポテンシャル
の変動を防止し、電子シャッター動作により読み出され
た画像に残像が発生するのを防止することができる。ま
た請求項５に係る発明によれば、不要電荷排出動作を行
う画素のフォトダイオードのポテンシャルの変動を確実
に防止することができ、電子シャッター動作により読み
出される画像に残像が発生するのを一層確実に抑制する
ことが可能となる。また請求項６に係る発明によれば、
画素の信号増幅手段へのバイアス電流の供給又は停止を
容易に且つ確実に実行することができる。また請求項７
に係る発明によれば、標準的なＭＯＳプロセスを用いて
画素を構成することができる。
に、請求項１に係る発明によれば、不要電荷排出動作時
に画素に作用する電流の変動を防止することが可能とな
るため、画素に作用する電流の変動に起因するフォトダ
イオードのポテンシャルの変動を防止し、電子シャッタ
ー動作により読み出された画像に残像が発生するのを防
止することができる。また請求項２に係る発明によれ
ば、不要電荷排出動作時にバイアス電流の供給が停止さ
れるので、バイアス電流の変動に起因するフォトダイオ
ードのポテンシャルの変動を防止し、電子シャッター動
作により読み出された画像に残像が発生するのを防止す
ることができる。また請求項３及び４に係る発明によれ
ば、不要電荷排出動作を行う画素のバイアス電流が読み
出し動作を行った画素の影響を受けないため、バイアス
電流の変動に起因するフォトダイオードのポテンシャル
の変動を防止し、電子シャッター動作により読み出され
た画像に残像が発生するのを防止することができる。ま
た請求項５に係る発明によれば、不要電荷排出動作を行
う画素のフォトダイオードのポテンシャルの変動を確実
に防止することができ、電子シャッター動作により読み
出される画像に残像が発生するのを一層確実に抑制する
ことが可能となる。また請求項６に係る発明によれば、
画素の信号増幅手段へのバイアス電流の供給又は停止を
容易に且つ確実に実行することができる。また請求項７
に係る発明によれば、標準的なＭＯＳプロセスを用いて
画素を構成することができる。
【図１】本発明に係る固体撮像装置の第１の実施の形態
の構成を示す回路構成図である。
の構成を示す回路構成図である。
【図２】図１に示した第１の実施の形態における電子シ
ャッター動作時の画素駆動のタイミングを説明するため
のタイミングチャートである。
ャッター動作時の画素駆動のタイミングを説明するため
のタイミングチャートである。
【図３】第２の実施の形態にかかる固体撮像装置におけ
る電子シャッター動作時の画素駆動のタイミングを説明
するためのタイミングチャートである。
る電子シャッター動作時の画素駆動のタイミングを説明
するためのタイミングチャートである。
【図４】第３の実施の形態にかかる固体撮像装置におけ
る電子シャッター動作時の画素駆動のタイミングを説明
するためのタイミングチャートである。
る電子シャッター動作時の画素駆動のタイミングを説明
するためのタイミングチャートである。
【図５】従来の固体撮像装置の構成例を示す回路構成図
である。
である。
【図６】図５に示した従来例おける電子シャッター動作
時の画素駆動のタイミングを説明するためのタイミング
チャートである。
時の画素駆動のタイミングを説明するためのタイミング
チャートである。
【図７】図６に示した動作時において、同列におけるｍ
行画素とｎ行画素の動作状態を表した一部等価回路で示
した回路構成図である。
行画素とｎ行画素の動作状態を表した一部等価回路で示
した回路構成図である。
【図８】図６に示した動作時におけるｎ行画素のフォト
ダイオード、転送トランジスタのゲート、及び増幅トラ
ンジスタのゲートのポテンシャルの変動を示す模式図で
ある。
ダイオード、転送トランジスタのゲート、及び増幅トラ
ンジスタのゲートのポテンシャルの変動を示す模式図で
ある。
【図９】図７に示した画素における増幅トランジスタの
入力側から転送トランジスタのゲートを見たときの等価
回路図である。
入力側から転送トランジスタのゲートを見たときの等価
回路図である。
10-m ｍ行目の画素
10-n ｎ行目の画素
11 フォトダイオード
12 転送トランジスタ
13 リセットトランジスタ
14 増幅トランジスタ
101 画素電源
102-m ，102-n リセットスイッチ線
103-m ，103-n 転送スイッチ線
106 バイアス電流制御スイッチ線
107 バイアス電流制御トランジスタ
108 定電流源
109 信号出力線
110 水平信号線
111 水平選択トランジスタ
112 垂直シフトレジスタ
113 水平シフトレジスタ
Claims (7)
- 【請求項１】 光電変換を行うフォトダイオードと、フ
ォトダイオードからの光電荷を信号増幅する信号増幅手
段と、前記フォトダイオードから前記信号増幅手段に光
電荷を転送する電荷転送手段と、前記電荷転送手段と前
記信号増幅手段との間を所定の電位に固定し、転送され
た電荷をリセットするリセット手段とを備えた画素が複
数、行列状に配置された画素群と、前記複数の画素の信
号増幅手段が列毎に共通に接続され、列単位で前記信号
増幅手段にバイアス電流を供給するバイアス電流供給手
段と、前記画素群から少なくとも一つの行からなる第１
の画素行に対して読み出し動作を実行させ、前記第１の
画素行とは異なる少なくとも一つの行からなる第２の画
素行に対して前記フォトダイオードに蓄積された光電荷
を不要電荷として排出する不要電荷排出動作を実行させ
る画素駆動制御手段とを備え、前記不要電荷排出動作期
間中は、前記第１の画素行に起因する電流が前記第２の
画素行に対して遮断されるように構成したことを特徴と
する固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記画素駆動制御手段は、前記第１の画
素行に対して読み出し動作を行い、しかる後に前記第２
の画素行に対して不要電荷排出動作を行わせ、前記バイ
アス電流供給手段は前記不要電荷排出動作期間中は、前
記バイアス電流の供給を停止するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に係る固体撮像装置。 - 【請求項３】 前記画素駆動制御手段は、前記第１の画
素行に対して読み出し動作を行い、前記リセット手段に
て前記第１の画素行の光電荷の転送状態をリセットし、
しかる後に前記第２の画素行に対して不要電荷排出動作
を行った後、前記リセット手段にて前記第２の画素行の
光電荷の転送状態をリセットするように構成されている
ことを特徴とする請求項１に係る固体撮像装置。 - 【請求項４】 前記画素駆動制御手段は、前記第２の画
素行に対して不要電荷排出動作を行い、前記リセット手
段にて前記第２の画素行の光電荷の転送状態をリセット
し、しかる後に前記第１の画素行に対して読み出し動作
を行った後、前記リセット手段にて前記第１の画素行の
光電荷の転送状態をリセットするように構成されている
ことを特徴とする請求項１に係る固体撮像装置。 - 【請求項５】 前記不要電荷排出動作期間中は、前記バ
イアス電流供給手段はバイアス電流の供給を停止するよ
うに構成されていることを特徴とする請求項３又は４に
係る固体撮像装置。 - 【請求項６】 前記バイアス電流供給手段は、前記画素
駆動制御手段からの信号に応答してバイアス電流の供給
又は停止を制御する手段を備えていることを特徴とする
請求項１〜５のいずれか１項に係る固体撮像装置。 - 【請求項７】 前記画素を構成する前記信号増幅手段、
前記電荷転送手段、及び前記リセット手段は、ＭＯＳ型
トランジスタで構成されていることを特徴とする請求項
１〜６のいずれか１項に係る固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002113050A JP2003309770A (ja) | 2002-04-16 | 2002-04-16 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002113050A JP2003309770A (ja) | 2002-04-16 | 2002-04-16 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003309770A true JP2003309770A (ja) | 2003-10-31 |
Family
ID=29395337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002113050A Pending JP2003309770A (ja) | 2002-04-16 | 2002-04-16 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003309770A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006093096A1 (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 固体撮像装置、及びその駆動方法 |
| JP2006270931A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-10-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置及びその駆動方法、カメラ |
| JP2008042347A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Canon Inc | 撮像素子及びその制御方法、及び撮像装置 |
| JP2011254544A (ja) * | 2011-09-05 | 2011-12-15 | Sony Corp | 物理量検出装置および撮像装置 |
| US9972656B2 (en) | 2011-12-02 | 2018-05-15 | Arnold & Richter Cine Technik Gmbh & Co. Betriebs Kg | Image sensor and method of reading out an image sensor |
-
2002
- 2002-04-16 JP JP2002113050A patent/JP2003309770A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006093096A1 (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 固体撮像装置、及びその駆動方法 |
| JP2006270931A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-10-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置及びその駆動方法、カメラ |
| JP4634318B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2011-02-16 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置及びその駆動方法、カメラ |
| JP2008042347A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Canon Inc | 撮像素子及びその制御方法、及び撮像装置 |
| JP2011254544A (ja) * | 2011-09-05 | 2011-12-15 | Sony Corp | 物理量検出装置および撮像装置 |
| US9972656B2 (en) | 2011-12-02 | 2018-05-15 | Arnold & Richter Cine Technik Gmbh & Co. Betriebs Kg | Image sensor and method of reading out an image sensor |
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| A621 | Written request for application examination |
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