JP2005223559A - Solid state imaging device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that, if there is a difference between the wiring resistances of vertical signal lines with constant current sources disposed at only first ends of the vertical signal lines, the shading is caused by a difference between the voltage drops on the vertical signal lines according to the distance from the constant current sources. <P>SOLUTION: Constant current sources 17-1 to 17-n, 19-1 to 19-n are disposed each at both ends of vertical signal lines 15-1 to 15-n, and the currents flowing on the vertical signal lines 15-1 to 15-n are reduced to about a half each to reduce the voltage drops due to the currents on the vertical signal lines 15-1 to 15-n to about a half each, thereby suppressing the shading caused by the voltage drops in the vertical direction. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、固体撮像装置に関し、特に光電変換素子を含む画素が行列状に2次元配列されてなり、当該画素の行列状の配列に対して列ごとに配線された信号線を通して画素の信号を出力する構成の固体撮像装置に関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device, and in particular, pixels including photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged in a matrix, and pixel signals are transmitted through signal lines wired for each column with respect to the matrix-like arrangement of the pixels. The present invention relates to a solid-state imaging device configured to output.

固体撮像装置、例えばCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサは、各種の携帯端末機器、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどの画像入力装置として使われている。CMOSイメージセンサは、図5に示すように、光電変換素子を含む画素101が行列状に2次元配列されてなる画素アレイ部102と、画素101の行列状の配列に対して列ごとに配線された垂直信号線103を通して画素101の信号を出力する構成となっている。   Solid-state imaging devices, such as CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) image sensors, are used as image input devices such as various portable terminal devices, digital still cameras, and digital video cameras. As shown in FIG. 5, the CMOS image sensor has a pixel array unit 102 in which pixels 101 including photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged in a matrix, and wiring is arranged for each column with respect to the matrix arrangement of the pixels 101. The signal of the pixel 101 is output through the vertical signal line 103.

このCMOSイメージセンサに代表される、画素101の信号を垂直信号線103を通して出力する構成の固体撮像装置では、垂直信号線103の一端側に、信号の読み出しのために必要となる定電流源104を接続した構成が採られている(例えば、特許文献1参照)。この定電流源104は、画素101中の増幅トランジスタQ12とソースフォロア回路を構成している。そして、光電変換素子であるフォトダイオードPDで光電変換された信号電荷の電荷量に応じた電圧変化が増幅トランジスタQ12で増幅され、画素101の信号として垂直信号線103に出力される。   In a solid-state imaging device represented by this CMOS image sensor that outputs a signal of a pixel 101 through a vertical signal line 103, a constant current source 104 required for signal readout is provided on one end side of the vertical signal line 103. The structure which connected these is taken (for example, refer patent document 1). The constant current source 104 constitutes a source follower circuit with the amplification transistor Q12 in the pixel 101. Then, a voltage change corresponding to the amount of signal charge photoelectrically converted by the photodiode PD which is a photoelectric conversion element is amplified by the amplification transistor Q12 and output to the vertical signal line 103 as a signal of the pixel 101.

特開平11−103418号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-103418

上述したように、垂直信号線103の一端側に定電流源104が接続されてなる固体撮像装置では、垂直方向の画素数分の画素101が1本の垂直信号線103上に接続されているため、定電流源104から近い(定電流源104との間の距離が短い)画素と定電流源104から遠い(定電流源104との間の距離が長い)画素とでは、定電流源104との間の距離の違いから、垂直信号線103に必ず含まれる配線抵抗Rや寄生容量Cなどにも大きな違いが生じてくる。   As described above, in the solid-state imaging device in which the constant current source 104 is connected to one end of the vertical signal line 103, the pixels 101 corresponding to the number of pixels in the vertical direction are connected on one vertical signal line 103. For this reason, the constant current source 104 is closer to the pixel that is closer to the constant current source 104 (distance to the constant current source 104 is shorter) and the pixel that is farther from the constant current source 104 (longer to the constant current source 104). Due to the difference in the distance between them, the wiring resistance R and the parasitic capacitance C that are always included in the vertical signal line 103 are also greatly different.

具体的には、垂直方向における真ん中の画素と定電流源104との間の配線抵抗Rの抵抗値を基準値とした場合、定電流源104に近い側の画素と定電流源104との間の配線抵抗Rの抵抗値は、基準値よりも距離が短くなるにつれて小さくなり、定電流源104から遠い側の画素と定電流源104との間の配線抵抗Rの抵抗値は、基準値よりも距離が長くなるにつれて大きくなる。   Specifically, when the resistance value of the wiring resistance R between the middle pixel in the vertical direction and the constant current source 104 is used as a reference value, the distance between the pixel near the constant current source 104 and the constant current source 104 is The resistance value of the wiring resistance R becomes smaller as the distance becomes shorter than the reference value, and the resistance value of the wiring resistance R between the pixel far from the constant current source 104 and the constant current source 104 is smaller than the reference value. Also increases as the distance increases.

このように、垂直信号線103は長さに応じた抵抗値の配線抵抗成分を持っているために、電流が流れるとその抵抗成分の影響によって垂直信号線103で電圧降下が起こる。この垂直信号線103上での電圧降下は、配線抵抗Rや寄生容量Cによって決まる。したがって、画素101と定電流源104との間の距離の違いによって配線抵抗Rの抵抗値に差があると、垂直信号線103上での電圧降下にも、定電流源104からの距離に応じて差が生じるため、垂直方向においてシェーディング(明暗の差)などが引き起こされる要因となる。   Thus, since the vertical signal line 103 has a wiring resistance component having a resistance value corresponding to the length, when a current flows, a voltage drop occurs in the vertical signal line 103 due to the influence of the resistance component. The voltage drop on the vertical signal line 103 is determined by the wiring resistance R and the parasitic capacitance C. Therefore, if there is a difference in the resistance value of the wiring resistance R due to the difference in the distance between the pixel 101 and the constant current source 104, the voltage drop on the vertical signal line 103 also depends on the distance from the constant current source 104. Therefore, shading (difference in light and darkness) is caused in the vertical direction.

また、図5に示すように、垂直信号線103の各々が定電流源104を介して1本のグランド配線105に接続され、当該グランド配線105の一端が接地されている場合に、画素数が多い固体撮像装置では、必然的に垂直信号線103の本数も多く、一度に大きな電流がグランド配線105に流れることになるため、実際の接地電位(グランド配線105の一端)から離れたグランド配線105上の位置では電位が上昇し、その結果、当該位置に接続されている垂直信号線103ではグランドレベルが上昇する。このグランドレベルの上昇もグランド配線105に含まれる配線抵抗成分が原因で生ずるものであり、当該配線抵抗の抵抗値も距離に応じて異なるため、垂直信号線103ごとにグランドレベルの上昇の度合いに違いが生じる。このグランドレベルの上昇度合いの違いが、水平方向においてシェーディングが引き起こされる要因となる。   Further, as shown in FIG. 5, when each of the vertical signal lines 103 is connected to one ground wiring 105 through the constant current source 104 and one end of the ground wiring 105 is grounded, the number of pixels is reduced. In many solid-state imaging devices, the number of vertical signal lines 103 is inevitably large, and a large current flows through the ground wiring 105 at a time. Therefore, the ground wiring 105 separated from the actual ground potential (one end of the ground wiring 105). The potential increases at the upper position, and as a result, the ground level increases at the vertical signal line 103 connected to the position. The increase in the ground level is also caused by the wiring resistance component included in the ground wiring 105. Since the resistance value of the wiring resistance varies depending on the distance, the level of the ground level increases for each vertical signal line 103. A difference is made. This difference in the increase level of the ground level is a factor that causes shading in the horizontal direction.

また、定電流源104を構成するMOSトランジスタの閾値電圧のバラツキは垂直信号線103ごとの電流バラツキとなり、この垂直信号線103ごとの電流バラツキが撮像した画像上において縦筋状ノイズの発生の要因となる。   Further, the variation in threshold voltage of the MOS transistors constituting the constant current source 104 becomes a current variation for each vertical signal line 103, and the current variation for each vertical signal line 103 causes the generation of vertical streak noise on the captured image. It becomes.

そこで、本発明は、定電流源からの距離に応じて差が生じる垂直信号線上での電圧降下に起因して垂直方向において引き起こされるシェーディングや、垂直信号線ごとの電流バラツキに起因して発生する縦筋状ノイズを抑制可能な固体撮像装置を提供することを第1の目的とする。   Therefore, the present invention occurs due to shading caused in the vertical direction due to a voltage drop on the vertical signal line in which a difference occurs according to the distance from the constant current source, and current variation for each vertical signal line. A first object is to provide a solid-state imaging device capable of suppressing vertical streak noise.

本発明はさらに、垂直信号線ごとにグランドレベルの上昇度合いに違いが生じることに起因して水平方向において引き起こされるシェーディングをも抑制可能な固体撮像装置を提供することを第2の目的とする。   It is a second object of the present invention to provide a solid-state imaging device capable of suppressing shading caused in the horizontal direction due to a difference in the degree of increase in ground level for each vertical signal line.

上記第1の目的を達成するために、本発明による固体撮像装置は、光電変換素子を含む画素が行列状に2次元配列されてなる画素アレイ部と、前記画素アレイ部の前記画素の行列状配列に対して列ごとに配線され、前記画素から信号が出力される信号線と、前記信号線の一端側に接続された第1の定電流源と、前記信号線の他端側に接続された第2の定電流源とを備えた構成となっている。   In order to achieve the first object, a solid-state imaging device according to the present invention includes a pixel array unit in which pixels including photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged in a matrix, and a matrix of the pixels in the pixel array unit. Wired for each column with respect to the array, a signal line for outputting a signal from the pixel, a first constant current source connected to one end side of the signal line, and connected to the other end side of the signal line And a second constant current source.

上記構成の固体撮像装置において、第1,第2の定電流源は各々、画素中の増幅トランジスタとソースフォロア回路を構成している。そして、画素が行単位で選択されると、その選択行の画素から信号線に信号が出力され、信号線に流れる電流は信号線の両端に設けられた第1,第2の定電流源に向かって流れる。このとき、第1,第2の定電流源がほぼ同じ特性を持っているものとすると、画素から出力される電流がほぼ2分されて第1,第2の定電流源に流れ込む。これにより、信号線には画素から出力される電流の半分程度の電流が流れることになるため、定電流源からの距離に応じて差が生じる信号線上での電圧降下も、電位に最も差があるときでも、信号線の一端側にのみ定電流源を設けた場合に比べて半分程度に抑えられる。また、電流が半分程度になることによって電流バラツキも軽減される。   In the solid-state imaging device having the above configuration, each of the first and second constant current sources constitutes an amplification transistor and a source follower circuit in the pixel. When pixels are selected in units of rows, signals are output from the pixels in the selected row to the signal lines, and currents flowing through the signal lines are supplied to the first and second constant current sources provided at both ends of the signal lines. It flows toward. At this time, assuming that the first and second constant current sources have substantially the same characteristics, the current output from the pixel is substantially divided into two and flows into the first and second constant current sources. As a result, a current about half of the current output from the pixel flows through the signal line. Therefore, the voltage drop on the signal line that varies depending on the distance from the constant current source has the greatest difference in potential. Even in some cases, it can be reduced to about half compared to the case where the constant current source is provided only on one end side of the signal line. Further, the current variation is reduced by reducing the current to about half.

上記第2の目的を達成するために、本発明による他の固体撮像装置は、光電変換素子を含む画素が行列状に2次元配列されてなる画素アレイ部と、前記画素アレイ部の前記画素の行列状配列に対して列ごとに配線され、前記画素から信号が出力される信号線と、前記信号線の一端側に一端が接続された第1の定電流源と、前記信号線の他端側に一端が接続された第2の定電流源と、前記信号線の前記一端側から出力される信号を処理する第1の信号処理手段と、前記信号線の前記他端側から出力される信号を処理する第2の信号処理手段と、前記第1の定電流源の他端に接続されかつ前記行列状配列の行に沿って配線され、一端が接地された第1のグランド配線と、前記第2の定電流源の他端に接続されかつ前記行列状配列の行に沿って配線され、前記第1のグランド配線の他端側の一端が接地された第2のグランド配線とを備えた構成となっている。   In order to achieve the second object, another solid-state imaging device according to the present invention includes a pixel array unit in which pixels including photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged in a matrix, and the pixels of the pixel array unit. A signal line that is wired for each column with respect to the matrix arrangement and that outputs a signal from the pixel, a first constant current source having one end connected to one end side of the signal line, and the other end of the signal line A second constant current source having one end connected to the side, a first signal processing means for processing a signal output from the one end side of the signal line, and an output from the other end side of the signal line A second signal processing means for processing a signal; a first ground wiring connected to the other end of the first constant current source and wired along a row of the matrix arrangement; and one end grounded; Connected to the other end of the second constant current source and wired along the rows of the matrix array Is, one end of the other end of the first ground wiring has a configuration in which a second ground wiring which is grounded.

上記構成の他の固体撮像装置において、選択行の画素から信号線に出力された信号は、第1,第2の信号処理手段を介してほぼ2分された状態で読み出される。この2分された信号は、装置外部の信号処理系で演算処理されることによって1画素分の信号となる。ここで、一度に大きな電流が流れることによって第1,第2のグランド配線上の実際の接地電位から離れた位置で電位上昇が発生した際に、第1,第2のグランド配線が行の画素配列の方向(行方向)において互いに反対側の配線端が接地されているため、電位上昇の行方向における分布が、第1のグランド配線側と第2のグランド配線側とで逆となる。具体的には、第1のグランド配線の接地側の配線端を例にとると、第1のグランド配線の配線端では実際の接地電位に最も近いために電位上昇がほぼ0であるのに対して、第2のグランド配線の第1のグランド配線と同じ側の配線端では実際の接地電位から最も離れているために電位上昇が最大となる。これにより、第1,第2のグランド配線の電位上昇に起因する信号線のグランドレベルの上昇度合いが行方向における信号線間で逆になり、このグランドレベルの上昇による画素の信号への影響も行方向における画素間で逆になる。したがって、装置外部の信号処理系で第1,第2の信号処理手段を経た画素の信号を例えば加算して平均を取る演算処理を行うことで、信号線のグランドレベルの上昇による画素の信号への影響をほぼ均等にすることができる。また、グランド配線が2本であることにより、当該グランド配線に一度に流れる電流が1本の場合に比べてほぼ半分になるため、グランド配線上での電位の上昇、ひいては信号線のグランドレベルの上昇も半分程度に抑えられる。   In another solid-state imaging device having the above-described configuration, the signal output from the pixel in the selected row to the signal line is read out in a substantially half-divided state via the first and second signal processing means. The bisected signal is processed by a signal processing system outside the apparatus to become a signal for one pixel. Here, when a large current flows at a time and a potential rise occurs at a position away from the actual ground potential on the first and second ground wirings, the first and second ground wirings are in the pixels of the row. Since the wiring ends opposite to each other in the arrangement direction (row direction) are grounded, the distribution of potential rise in the row direction is opposite between the first ground wiring side and the second ground wiring side. Specifically, taking the wiring end of the first ground wiring on the ground side as an example, the potential rise is almost zero at the wiring end of the first ground wiring because it is closest to the actual ground potential. Thus, the wiring end on the same side as the first ground wiring of the second ground wiring is farthest from the actual ground potential, so that the potential rise is maximum. As a result, the increase in the ground level of the signal line due to the potential increase in the first and second ground wirings is reversed between the signal lines in the row direction, and the increase in the ground level also affects the pixel signal. The reverse is true between pixels in the row direction. Therefore, the pixel signal that has passed through the first and second signal processing means is added in the signal processing system outside the apparatus, for example, to perform an arithmetic process that takes an average to obtain a pixel signal due to an increase in the ground level of the signal line. Can be almost equalized. Further, since the number of ground lines is two, the current that flows through the ground line at a time is almost half that of a single line. Therefore, the potential on the ground line is increased, and the ground level of the signal line is increased. The rise is also reduced to about half.

本発明によれば、定電流源からの距離に応じて差が生じる信号線上での電圧降下が、電位に最も差があるときでも、信号線の一端側にのみ定電流源を設けた場合に比べて半分程度になるため、当該電圧降下によって垂直方向において引き起こされるシェーディングを抑制でき、また電流バラツキが軽減されるため縦筋状ノイズを抑制できる。また、信号線のグランドレベルの上昇をグランド配線が1本の場合に比べて半分程度にすることができるとともに、当該信号線のグランドレベルの上昇による画素の信号への影響をほぼ均等にすることができるため、信号線ごとにグランドレベルの上昇の度合いに違いが生じることによって水平方向において引き起こされるシェーディングを抑制できる。   According to the present invention, when the constant current source is provided only on one end side of the signal line even when the voltage drop on the signal line that causes a difference according to the distance from the constant current source has the greatest difference in potential. Since it is about half of that, shading caused by the voltage drop in the vertical direction can be suppressed, and current variation is reduced, so that vertical streak noise can be suppressed. In addition, the increase in the ground level of the signal line can be reduced to about half that of a single ground line, and the influence on the pixel signal due to the increase in the ground level of the signal line can be made almost equal. Therefore, shading caused in the horizontal direction due to a difference in the degree of increase in the ground level for each signal line can be suppressed.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る固体撮像装置、例えばCMOSイメージセンサの構成例を示すブロック図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a solid-state imaging device, for example, a CMOS image sensor according to the first embodiment of the present invention.

図1において、光電変換素子、例えばフォトダイオードPDを含む画素(画素回路)11は、m行n列の画素配列に2次元配列されることによって画素アレイ部12を構成している。この画素アレイ部12には、画素11の行列状配列に対して行ごとに転送制御線13−1〜13−mおよびリセット制御線14−1〜14−mが配線され、列ごとに垂直信号線15−1〜15−nが配線されている。画素11は、フォトダイオードPD以外に例えば転送トランジスタQ11、増幅トランジスタQ12およびリセットトランジスタQ13を有する3トランジスタの画素構成となっている。転送トランジスタQ11、増幅トランジスタQ12およびリセットトランジスタQ13は、例えばNchのMOSトランジスタによって構成されている。   In FIG. 1, a pixel (pixel circuit) 11 including a photoelectric conversion element, for example, a photodiode PD, is two-dimensionally arranged in a pixel array of m rows and n columns to constitute a pixel array unit 12. In the pixel array section 12, transfer control lines 13-1 to 13-m and reset control lines 14-1 to 14-m are wired for each row with respect to the matrix arrangement of the pixels 11, and a vertical signal is provided for each column. Lines 15-1 to 15-n are wired. The pixel 11 has a three-transistor pixel configuration including, for example, a transfer transistor Q11, an amplification transistor Q12, and a reset transistor Q13 in addition to the photodiode PD. The transfer transistor Q11, the amplification transistor Q12, and the reset transistor Q13 are configured by, for example, Nch MOS transistors.

この画素(画素回路)11において、フォトダイオードPDはアノード電極が接地されて設けられている。転送トランジスタQ11は、ソースがフォトダイオードPDのカソード電極に、ドレインがFD(フローティング・ディフュージョン)部に、ゲートが転送制御線13−1〜13−mにそれぞれ接続されており、フォトダイオードPDで光電変換して得られる信号電荷(光電子)をFD部に転送する。ここで、FD部は、寄生容量を持った拡散層である。増幅トランジスタQ12は、ゲートがFD部に、ドレインが電源電位VDDに、ソースが垂直信号線15−1〜15−nにそれぞれ接続されており、FD部の電位に対応した信号(リセットレベル/信号レベル)を垂直信号線15−1〜15−nに出力する。リセットトランジスタQ13は、ソースがFD部に、ドレインが電源電位VDDに、ゲートがリセット制御線14−1〜14−mにそれぞれ接続されており、FD部の電位を電源電位VDDにリセットする。   In the pixel (pixel circuit) 11, the photodiode PD is provided with the anode electrode grounded. The transfer transistor Q11 has a source connected to the cathode electrode of the photodiode PD, a drain connected to the FD (floating diffusion) portion, and a gate connected to the transfer control lines 13-1 to 13-m. Signal charges (photoelectrons) obtained by the conversion are transferred to the FD section. Here, the FD portion is a diffusion layer having parasitic capacitance. The amplification transistor Q12 has a gate connected to the FD portion, a drain connected to the power supply potential VDD, and a source connected to the vertical signal lines 15-1 to 15-n, and a signal (reset level / signal) corresponding to the potential of the FD portion. Level) is output to the vertical signal lines 15-1 to 15-n. The reset transistor Q13 has a source connected to the FD portion, a drain connected to the power supply potential VDD, and a gate connected to the reset control lines 14-1 to 14-m, and resets the potential of the FD portion to the power supply potential VDD.

なお、ここでは、3トランジスタの構成の場合を例に挙げたが、画素11としてはこの構成のものに限られるものではなく、例えば画素を選択する選択トランジスタを有する4トランジスタの構成のものなどを用いることも可能である。   Here, the case of a three-transistor configuration has been described as an example, but the pixel 11 is not limited to this configuration, for example, a four-transistor configuration having a selection transistor for selecting a pixel. It is also possible to use it.

垂直駆動回路16は、例えばシフトレジスタなどによって構成され、画素アレイ部12の各画素11を行単位で選択するとともに、選択行の画素11に対して転送制御線13−1〜13−mを通して転送信号TRFを、リセット制御線14−1〜14−mを通してリセット信号RSTをそれぞれ与える。ここで、画素11の行単位での選択は、垂直走査に同期して垂直駆動回路16から選択信号SELが電源制御回路(図示せず)に与えられ、これに応答して当該電源制御回路から選択行の画素11に電源電位VDDが供給されることによって行われる。   The vertical drive circuit 16 is configured by a shift register, for example, and selects each pixel 11 of the pixel array unit 12 in units of rows, and transfers the pixels 11 in the selected row through transfer control lines 13-1 to 13-m. The signal TRF is given as a reset signal RST through reset control lines 14-1 to 14-m, respectively. Here, the selection of the pixels 11 in units of rows is performed by a selection signal SEL supplied from a vertical drive circuit 16 to a power supply control circuit (not shown) in synchronization with vertical scanning, and in response to this, from the power supply control circuit. This is performed by supplying the power supply potential VDD to the pixels 11 in the selected row.

図2に、選択信号SEL、リセット信号RSTおよび転送信号TRFのタイミング関係を示す。選択信号SELに基づいて画素11の行単位での選択が行われる。そして、選択行において、リセット信号RSTが画素11に与えられることによってFD部の電位が電源電位VDDにリセットされ、そのリセット後のFD部の電位がリセットレベルとして増幅トランジスタQ12を介して垂直信号線15−1〜15−nに出力される。その後、転送信号RTFが画素11に与えられることによって、フォトダイオードPDで光電変換された信号電荷がFD部に転送され、その転送後のFD部の電位が信号レベルとして増幅トランジスタQ13を介して垂直信号線15−1〜15−nに出力される。   FIG. 2 shows a timing relationship among the selection signal SEL, the reset signal RST, and the transfer signal TRF. Based on the selection signal SEL, the pixels 11 are selected in units of rows. Then, in the selected row, the reset signal RST is given to the pixel 11 so that the potential of the FD portion is reset to the power supply potential VDD, and the potential of the FD portion after the reset is set as a reset level via the amplification transistor Q12. 15-1 to 15-n. Thereafter, the transfer signal RTF is applied to the pixel 11, whereby the signal charge photoelectrically converted by the photodiode PD is transferred to the FD portion, and the potential of the FD portion after the transfer is vertically converted as a signal level through the amplification transistor Q13. It is output to the signal lines 15-1 to 15-n.

垂直信号線15−1〜15−nの各一端には、定電流源17−1〜17−nの各一端がそれぞれ接続されている。定電流源17−1〜17−nは、MOSトランジスタを用いた例えばカレントミラー回路によって構成され、画素11中の増幅トランジスタQ12とソースフォロア回路を構成している。定電流源17−1〜17−nの各他端には、グランド配線18が接続されている。このグランド配線18は、画素11の行列状配列の行に沿って図の左右方向に配線され、その一端が接地(接地電位GNDに接続)されている。   One end of each of the constant current sources 17-1 to 17-n is connected to one end of each of the vertical signal lines 15-1 to 15-n. The constant current sources 17-1 to 17-n are configured by, for example, a current mirror circuit using MOS transistors, and configure an amplification transistor Q12 in the pixel 11 and a source follower circuit. A ground wiring 18 is connected to the other ends of the constant current sources 17-1 to 17-n. The ground wiring 18 is wired in the horizontal direction of the drawing along the rows of the matrix arrangement of the pixels 11, and one end thereof is grounded (connected to the ground potential GND).

垂直信号線15−1〜15−nの各他端には、定電流源19−1〜19−nの各一端がそれぞれ接続されている。定電流源19−1〜19−nは、MOSトランジスタを用いた例えばカレントミラー回路によって構成され、画素11中の増幅トランジスタQ12とソースフォロア回路を構成している。定電流源19−1〜19−nとしては、例えば、定電流源17−1〜17−nとほぼ同じ特性を持つものが用いられる。定電流源19−1〜19−nの各他端には、グランド配線20が接続されている。このグランド配線20は、画素11の行列状配列の行に沿って図の左右方向に配線され、その一端が接地されている。   One end of each of the constant current sources 19-1 to 19-n is connected to the other end of each of the vertical signal lines 15-1 to 15-n. The constant current sources 19-1 to 19-n are constituted by, for example, current mirror circuits using MOS transistors, and constitute a source follower circuit with the amplification transistor Q12 in the pixel 11. As the constant current sources 19-1 to 19-n, for example, those having substantially the same characteristics as the constant current sources 17-1 to 17-n are used. A ground wiring 20 is connected to each other end of the constant current sources 19-1 to 19-n. The ground wiring 20 is wired in the horizontal direction of the drawing along the rows of the matrix arrangement of the pixels 11, and one end thereof is grounded.

垂直信号線15−1〜15−nの定電流源17−1〜17−n側の端部から取り出される信号は、信号処理手段を構成する例えばCDS(Correlated Double Sampling;相関二重サンプリング)回路21−1〜21−nに供給される。これらCDS回路21−1〜21−nは、選択行の各画素11から出力されるリセットレベルと信号レベルとを取り込み、これらレベルの差を取ることによって1行分の画素の信号を得るとともに、画素11の固定パターンノイズを除去する処理を行う。   Signals taken out from the ends of the vertical signal lines 15-1 to 15-n on the constant current sources 17-1 to 17-n side are, for example, CDS (Correlated Double Sampling) circuits constituting signal processing means. 21-1 to 21-n. These CDS circuits 21-1 to 21-n take in a reset level and a signal level output from each pixel 11 in the selected row, and obtain a pixel signal for one row by taking a difference between these levels. A process of removing the fixed pattern noise of the pixel 11 is performed.

CDS回路21−1〜21−nで信号処理された後の画素の信号は、水平選択スイッチ22−1〜22−nによって順に選択され、水平信号線23を通して出力される。水平選択スイッチ22−1〜22−nは、水平走査回路24から順に出力される水平走査信号φH1〜φHnによって選択駆動される。水平走査回路24は、例えばシフトレジスタによって構成される。   The pixel signals after the signal processing by the CDS circuits 21-1 to 21-n are sequentially selected by the horizontal selection switches 22-1 to 22-n and output through the horizontal signal line 23. The horizontal selection switches 22-1 to 22-n are selectively driven by horizontal scanning signals φH1 to φHn that are sequentially output from the horizontal scanning circuit 24. The horizontal scanning circuit 24 is configured by, for example, a shift register.

上記構成の第1実施形態に係るCMOSイメージセンサにおいて、垂直駆動回路16による垂直走査によって画素11が行単位で選択されると、その選択行の画素11から垂直信号線15−1〜15−nに信号が出力される。このとき、垂直信号線15−1〜15−nに流れる電流は、垂直信号線15−1〜15−nの両端に設けられた定電流源17−1〜17−n,19−1〜19−nに向かって流れる。ここで、定電流源17−1〜17−n,19−1〜19−nがほぼ同じ特性を持っていることから、画素11から出力される電流がほぼ2分されて定電流源17−1〜17−n,19−1〜19−nに流れ込む。これにより、垂直信号線15−1〜15−nには画素11から出力される電流の半分程度の電流が流れることになる。   In the CMOS image sensor according to the first embodiment having the above-described configuration, when the pixels 11 are selected in units of rows by vertical scanning by the vertical drive circuit 16, the vertical signal lines 15-1 to 15-n from the pixels 11 in the selected rows. A signal is output at. At this time, the currents flowing through the vertical signal lines 15-1 to 15-n are constant current sources 17-1 to 17-n and 19-1 to 19-19 provided at both ends of the vertical signal lines 15-1 to 15-n. Flows towards -n. Here, since the constant current sources 17-1 to 17-n and 19-1 to 19-n have substantially the same characteristics, the current output from the pixel 11 is substantially divided into two, and the constant current source 17- 1-17-n, 19-1 to 19-n. As a result, about half of the current output from the pixel 11 flows through the vertical signal lines 15-1 to 15-n.

垂直信号線15−1〜15−nは、長さに応じた抵抗値の配線抵抗Rや寄生容量Cを持っている。これにより、垂直信号線15−1〜15−nに電流が流れると、その配線抵抗Rや寄生容量Cによって決まる電圧降下が垂直信号線15−1〜15−n上で起こる。その際に、本実施形態に係るCMOSイメージセンサでは、垂直信号線15−1〜15−nの両端に定電流源17−1〜17−n,19−1〜19−nを配置した構成を採っていることにより、垂直信号線15−1〜15−nに流れる電流がほぼ半分程度になるため、当該電流による電圧降下が、電位に最も差があるときでも、垂直信号線の一端側にのみ定電流源を配置した従来技術に比べて半分程度に抑えられる。   The vertical signal lines 15-1 to 15-n have a wiring resistance R and a parasitic capacitance C having resistance values corresponding to the lengths. As a result, when a current flows through the vertical signal lines 15-1 to 15-n, a voltage drop determined by the wiring resistance R and parasitic capacitance C occurs on the vertical signal lines 15-1 to 15-n. At that time, the CMOS image sensor according to the present embodiment has a configuration in which the constant current sources 17-1 to 17-n and 19-1 to 19-n are arranged at both ends of the vertical signal lines 15-1 to 15-n. As a result, the current flowing through the vertical signal lines 15-1 to 15-n is approximately half, so that even when the voltage drop due to the current has the greatest difference in potential, the current flows to one end of the vertical signal line. Only a constant current source is arranged, and it can be suppressed to about half compared with the prior art.

図3に、1本の垂直信号線に対して定電流源を2個配置した場合(本実施形態)と、定電流源を1個配置した場合(従来技術)において、垂直信号線にある電流を流したときの垂直信号線の電位を測定したシミュレーション結果を示す。   FIG. 3 shows the currents in the vertical signal lines when two constant current sources are arranged for one vertical signal line (this embodiment) and when one constant current source is arranged (conventional technology). The simulation result which measured the electric potential of the vertical signal line when flowing is shown.

図3において、定電流源が2個の場合を実線で、定電流源が1個の場合を点線でそれぞれ示している。また、いずれの場合にも、○印の特性が垂直信号線上の定電流源に一番近い位置の電位を、△印の特性が垂直信号線上の定電流源から一番遠い位置の電位を、×印の特性が中間位置の電位をそれぞれ示している。   In FIG. 3, the case where there are two constant current sources is indicated by a solid line, and the case where there is one constant current source is indicated by a dotted line. In either case, the characteristic marked with ○ is the potential at the position closest to the constant current source on the vertical signal line, and the characteristic marked with △ is the potential at the position farthest from the constant current source on the vertical signal line. The characteristics indicated by x indicate the potential at the intermediate position.

図3のシミュレーション結果から明らかなように、垂直信号線上の定電流源に一番近い位置と定電流源から一番遠い位置の電位差が、定電流源が1個の場合には約50[mV]程度であるのに対して、定電流源が2個の場合には約25[mV]程度であり、垂直信号線に電流が流れることによる当該垂直信号線上での電圧降下が、電位に最も差があるときでも、垂直信号線の一端側にのみ定電流源を配置した従来技術に比べて半分程度に抑えられることがわかる。このように、垂直信号線15−1〜15−n上で起こる電圧降下を大幅に低減できることにより、当該電圧降下に起因して垂直方向において引き起こされるシェーディングを抑制することができる。   As is clear from the simulation results of FIG. 3, the potential difference between the position closest to the constant current source on the vertical signal line and the position farthest from the constant current source is about 50 [mV when there is one constant current source. In contrast, when the number of constant current sources is two, it is about 25 [mV], and the voltage drop on the vertical signal line due to the current flowing through the vertical signal line is the highest in the potential. It can be seen that even when there is a difference, it can be suppressed to about half compared with the conventional technique in which the constant current source is arranged only on one end side of the vertical signal line. As described above, since the voltage drop occurring on the vertical signal lines 15-1 to 15-n can be greatly reduced, shading caused in the vertical direction due to the voltage drop can be suppressed.

また、垂直信号線15−1〜15−nに流れる電流が、垂直信号線の一端側にのみ定電流源を配置した従来技術に比べて半分程度になることにより、定電流源17−1〜17−n,19−1〜19−nを構成するMOSトランジスタの閾値電圧のバラツキに起因する電流バラツキも軽減されるため、当該電流バラツキに起因して、撮像した画像上において発生する縦筋状ノイズについても抑制することができる。   Further, since the current flowing through the vertical signal lines 15-1 to 15-n is about half that of the conventional technique in which the constant current source is arranged only at one end side of the vertical signal lines, the constant current sources 17-1 to 17-1 are reduced. Since current variations due to variations in threshold voltages of the MOS transistors constituting 17-n and 19-1 to 19-n are also reduced, vertical streak generated on the captured image due to the current variations. Noise can also be suppressed.

なお、本実施形態では、垂直信号線15−1〜15−nの両端に設ける定電流源17−1〜17−n,19−1〜19−nとして、ほぼ同じ特性のものを用いることにより、垂直信号線15−1〜15−nに流れる電流をほぼ半分に抑える構成のものを好ましい例として挙げて説明したが、ほぼ同じ特性のものを用いることは必須の要件ではなく、定電流源17−1〜17−n,19−1〜19−nの特性が異なっていても、垂直信号線15−1〜15−nには電流が分割されて流れることにより、当該垂直信号線15−1〜15−nに流れる電流を、一端側にのみ定電流源を設ける場合に比べると低減できるため、当該電流による電圧降下も抑えることができる。   In the present embodiment, the constant current sources 17-1 to 17-n and 19-1 to 19-n provided at both ends of the vertical signal lines 15-1 to 15-n are used by using substantially the same characteristics. In the above description, the configuration in which the current flowing through the vertical signal lines 15-1 to 15-n is suppressed to almost half has been described as a preferable example. Even if the characteristics of 17-1 to 17-n and 19-1 to 19-n are different, current is divided and flows through the vertical signal lines 15-1 to 15-n, so that the vertical signal lines 15- Since the current flowing in 1 to 15-n can be reduced as compared with the case where a constant current source is provided only on one end side, a voltage drop due to the current can also be suppressed.

[第2実施形態]
図4は、本発明の第2実施形態に係るCMOSイメージセンサの構成例を示すブロック図であり、図中、図1と同等部分には同一符号を付して示している。ここでは、図面の簡略化のために、画素11の構成、垂直駆動回路16、水平選択スイッチ22−1〜22−n、水平信号線23および水平走査回路24を省略して示している。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a CMOS image sensor according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same parts as those in FIG. Here, for simplification of the drawing, the configuration of the pixel 11, the vertical drive circuit 16, the horizontal selection switches 22-1 to 22-n, the horizontal signal line 23, and the horizontal scanning circuit 24 are omitted.

本実施形態に係るCMOSイメージセンサでは、第1実施形態に係るCMOSイメージセンサの構成に加えて、垂直信号線15−1〜15−nの両端側に、第1,第2の信号処理手段を構成する例えばCDS回路21A−1〜21A−n,21B−1〜21B−nを配置して1つの画素11の信号を垂直信号線15−1〜15−nの両端側から取り出すとともに、定電流源17−1〜17−n側のグランド配線18の一端(本例では、図の右側の配線端A)を接地するのに対して、定電流源17−1〜17−n側のグランド配線20については、グランド配線18の他端側の一端(本例では、図の左側の配線端B)を接地した構成を採っている。   In the CMOS image sensor according to this embodiment, in addition to the configuration of the CMOS image sensor according to the first embodiment, first and second signal processing means are provided on both ends of the vertical signal lines 15-1 to 15-n. For example, CDS circuits 21A-1 to 21A-n and 21B-1 to 21B-n are arranged to take out the signal of one pixel 11 from both ends of the vertical signal lines 15-1 to 15-n, and at a constant current. One end of the ground wiring 18 on the sources 17-1 to 17-n side (in this example, the wiring end A on the right side of the figure) is grounded, whereas the ground wiring on the constant current sources 17-1 to 17-n side is grounded. No. 20 has a configuration in which one end on the other end side of the ground wiring 18 (in this example, the wiring end B on the left side of the drawing) is grounded.

上記構成のCMOSイメージセンサにおいて、定電流源17−1〜17−n,19−1〜19−nとして、例えばほぼ同じ特性のものを用いた場合には、1つの画素11の信号がほぼ2分されてCDS回路21A−1〜21A−n,21B−1〜21B−nをそれぞれ通して読み出される。そして、センサ外部の信号処理系で演算処理されることにより、1画素分の信号となる。   In the CMOS image sensor having the above configuration, when constant current sources 17-1 to 17-n, 19-1 to 19-n having, for example, substantially the same characteristics are used, the signal of one pixel 11 is approximately 2. The divided data are read out through the CDS circuits 21A-1 to 21A-n and 21B-1 to 21B-n, respectively. Then, a signal for one pixel is obtained by performing arithmetic processing in a signal processing system outside the sensor.

ここで、画素数が多いCMOSイメージセンサでは、必然的に垂直信号線15−1〜15−nの本数nも多く、一度に大きな電流がグランド配線18,20に流れることになるため、グランド配線18,20上における実際の接地電位(グランド配線18,20の接地端A,B)から離れた位置では電位が上昇し、その結果、当該位置に接続されている垂直信号線15−1〜15−nではグランドレベルが上昇する。このとき、グランド配線18,20が行方向(図の左右方向)において互いに反対側の配線端A,Bが接地されているため、電位上昇の行方向における分布が、グランド配線18側とグランド配線20側とで逆となる。   Here, in the CMOS image sensor having a large number of pixels, the number n of the vertical signal lines 15-1 to 15-n is inevitably large, and a large current flows through the ground wirings 18 and 20 at a time. 18 and 20, the potential rises at a position away from the actual ground potential (the ground ends A and B of the ground wirings 18 and 20), and as a result, the vertical signal lines 15-1 to 15-15 connected to the position. At -n, the ground level increases. At this time, since the wiring ends A and B opposite to each other in the row direction (left and right direction in the figure) are grounded, the distribution of the potential rise in the row direction is the same as the ground wiring 18 side and the ground wiring. The opposite is true for the 20 side.

具体的には、グランド配線18の接地側の配線端Aを例にとると、グランド配線18の配線端Aでは実際の接地電位に最も近いために電位上昇がほぼ0であるのに対して、グランド配線20におけるグランド配線18の配線端Aと同じ側の配線端(配線端Bと反対側の配線端)では実際の接地電位から最も離れているために電位上昇が最大となる。逆に、グランド配線18の反対側の配線端(配線端Aと反対側の配線端)の場合は、当該配線端では実際の接地電位から最も離れているために電位上昇が最大となるとなるのに対して、グランド配線20におけるグランド配線18と同じ側の配線端Bでは実際の接地電位に最も近いために電位上昇がほぼ0となる。   Specifically, when the wiring end A on the ground side of the ground wiring 18 is taken as an example, the potential rise is almost zero at the wiring end A of the ground wiring 18 because it is closest to the actual ground potential. In the ground wiring 20, the wiring end on the same side as the wiring end A of the ground wiring 18 (the wiring end on the side opposite to the wiring end B) is farthest from the actual ground potential, so that the potential rise is maximum. Conversely, in the case of the wiring end on the opposite side of the ground wiring 18 (wiring end on the side opposite to the wiring end A), the potential rise is maximum because the wiring end is farthest from the actual ground potential. On the other hand, at the wiring end B on the same side as the ground wiring 18 in the ground wiring 20, the potential rise is almost zero because it is closest to the actual ground potential.

これにより、グランド配線18,20の電位上昇に起因する垂直信号線15−1〜15−nのグランドレベルの上昇の度合いが行方向における垂直信号線15−1〜15−n間で逆になり、このグランドレベルの上昇による画素の信号への影響も行方向における画素間で逆になる。したがって、センサ外部の信号処理系でCDS回路21A−1〜21A−n,21B−1〜21B−nを経た画素の信号を例えば加算して平均を取る演算処理を行うことで、垂直信号線15−1〜15−nのグランドレベルの上昇による画素の信号への影響をほぼ均等にすることができる。その結果、垂直信号線15−1〜15−nごとにグランドレベルの上昇の度合いに違いが生じることによって水平方向において引き起こされるシェーディングを抑制することができる。   As a result, the degree of the increase in the ground level of the vertical signal lines 15-1 to 15-n due to the increase in the potential of the ground wirings 18 and 20 is reversed between the vertical signal lines 15-1 to 15-n in the row direction. The effect on the pixel signal due to the increase in the ground level is also reversed between the pixels in the row direction. Therefore, the vertical signal line 15 is obtained by performing, for example, arithmetic processing of adding and averaging the pixel signals that have passed through the CDS circuits 21A-1 to 21A-n and 21B-1 to 21B-n in the signal processing system outside the sensor. The influence on the pixel signal due to the increase in the ground level of −1 to 15-n can be made almost equal. As a result, shading caused in the horizontal direction due to a difference in the degree of increase in the ground level for each of the vertical signal lines 15-1 to 15-n can be suppressed.

また、2本のグランド配線18,20が設けられていることにより、これらグランド配線18,20に一度に流れる電流が1本の場合に比べてほぼ半分になるため、グランド配線18,20上での電位の上昇、ひいてはこれらグランド配線18,20に接続される垂直信号線15−1〜15−nのグランドレベルの上昇についても半分程度に抑えることができる。この点については、第1実施形態に係るCMOSイメージセンサの場合にも同様のことが言える。   In addition, since the two ground wirings 18 and 20 are provided, the current flowing through the ground wirings 18 and 20 is almost half as compared with the case of one ground wiring. The increase in the potential of the vertical signal lines 15-1 to 15-n connected to the ground wirings 18 and 20 can be suppressed to about half. The same applies to the CMOS image sensor according to the first embodiment.

なお、上記各実施形態では、CMOSイメージセンサに適用した場合を例に挙げて説明したが、この適用例に限られるものではなく、本発明は、光電変換素子を含む画素が行列状に2次元配列されてなり、当該画素の行列状の配列に対して列ごとに配線された信号線を通して画素の信号を出力する構成の固体撮像装置全般に適用可能である。   In each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to a CMOS image sensor has been described as an example. However, the present invention is not limited to this application example, and the present invention is a two-dimensional array of pixels including photoelectric conversion elements. The present invention is applicable to all solid-state imaging devices that are arranged and output pixel signals through signal lines wired for each column with respect to the matrix-like arrangement of the pixels.

本発明に係る固体撮像装置は、携帯電話やPDA(Personal Digital Assistants)に代表される携帯端末機器、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどの画像入力装置として用いられる。   The solid-state imaging device according to the present invention is used as an image input device such as a mobile terminal device represented by a mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistants), a digital still camera, or a digital video camera.

本発明の第1実施形態に係るCMOSイメージセンサの構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration example of a CMOS image sensor according to a first embodiment of the present invention. 選択信号SEL、リセット信号RSTおよび転送信号TRFのタイミング関係を示すタイミングチャートである。5 is a timing chart showing a timing relationship among a selection signal SEL, a reset signal RST, and a transfer signal TRF. 1本の垂直信号線に対して定電流源を2個配置した場合と、定電流源を1個配置した場合における垂直信号線の電位を測定したシミュレーション結果を示す特性図である。It is a characteristic view showing a simulation result of measuring the potential of the vertical signal line when two constant current sources are arranged for one vertical signal line and when one constant current source is arranged. 本発明の第2実施形態に係るCMOSイメージセンサの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the CMOS image sensor which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 従来例に係るCMOSイメージセンサの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the CMOS image sensor which concerns on a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

11…画素(画素回路)、12…画素アレイ部、15−1〜15−n…垂直信号線、16…垂直駆動回路、17−1〜17−n,19−1〜19−n…定電流源、18,20…グランド配線、21−1〜21−n,21A−1〜21A−n,21−1B〜21B−n…CDS回路、22−1〜22−n…水平選択スイッチ、23…水平信号線、24…水平走査回路   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Pixel (pixel circuit), 12 ... Pixel array part, 15-1 to 15-n ... Vertical signal line, 16 ... Vertical drive circuit, 17-1 to 17-n, 19-1 to 19-n ... Constant current Sources 18, 20 ... ground wiring, 211-1 to 21-n, 21A-1 to 21A-n, 21-1B to 21B-n ... CDS circuit, 22-1 to 22-n ... horizontal selection switch, 23 ... Horizontal signal line, 24 ... horizontal scanning circuit

Claims (5)

光電変換素子を含む画素が行列状に2次元配列されてなる画素アレイ部と、
前記画素アレイ部の前記画素の行列状配列に対して列ごとに配線され、前記画素から信号が出力される信号線と、
前記信号線の一端側に接続された第1の定電流源と、
前記信号線の他端側に接続された第2の定電流源と
を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
A pixel array unit in which pixels including photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged in a matrix;
A signal line that is wired for each column with respect to the matrix arrangement of the pixels of the pixel array unit, and that outputs signals from the pixels;
A first constant current source connected to one end of the signal line;
A solid-state imaging device comprising: a second constant current source connected to the other end of the signal line.
前記第1,第2の定電流源はほぼ同じ特性を持っている
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the first and second constant current sources have substantially the same characteristics.
光電変換素子を含む画素が行列状に2次元配列されてなる画素アレイ部と、
前記画素アレイ部の前記画素の行列状配列に対して列ごとに配線され、前記画素から信号が出力される信号線と、
前記信号線の一端側に一端が接続された第1の定電流源と、
前記信号線の他端側に一端が接続された第2の定電流源と、
前記信号線の前記一端側から出力される信号を処理する第1の信号処理手段と、
前記信号線の前記他端側から出力される信号を処理する第2の信号処理手段と、
前記第1の定電流源の他端に接続されかつ前記行列状配列の行に沿って配線され、一端が接地された第1のグランド配線と、
前記第2の定電流源の他端に接続されかつ前記行列状配列の行に沿って配線され、前記第1のグランド配線の他端側の一端が接地された第2のグランド配線と
を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
A pixel array unit in which pixels including photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged in a matrix;
A signal line that is wired for each column with respect to the matrix arrangement of the pixels of the pixel array unit, and that outputs signals from the pixels;
A first constant current source having one end connected to one end of the signal line;
A second constant current source having one end connected to the other end of the signal line;
First signal processing means for processing a signal output from the one end side of the signal line;
Second signal processing means for processing a signal output from the other end of the signal line;
A first ground wiring connected to the other end of the first constant current source and wired along the rows of the matrix arrangement, and having one end grounded;
A second ground wiring connected to the other end of the second constant current source and wired along the rows of the matrix arrangement, and having one end on the other end side of the first ground wiring grounded. A solid-state imaging device characterized by the above.
前記第1,第2の定電流源はほぼ同じ特性を持っている
ことを特徴とする請求項3記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the first and second constant current sources have substantially the same characteristics.
前記第1,第2の信号処理手段は、同じ画素の信号を処理する
ことを特徴とする請求項3記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the first and second signal processing means process signals of the same pixel.
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