JP2010103644A - Solid-state imaging device and method of driving the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に用いられる固体撮像装置及びその駆動方法に関するものである。 The present invention relates to a solid-state imaging device used for a video camera, a digital still camera, and the like and a driving method thereof.
近年、高解像度化のため、微細化プロセスを用いた光電変換素子のセルサイズ縮小が精力的に行われる一方、光電変換信号出力が低下すること等から、光電変換信号を増幅して出力することが可能な増幅型の光電変換装置が注目されている。このような増幅型光電変換装置には、MOS型、AMI、CMD、BASIS等がある。 In recent years, in order to increase the resolution, the cell size of photoelectric conversion elements using a miniaturization process has been vigorously reduced, while the photoelectric conversion signal output has decreased, etc., so that the photoelectric conversion signal is amplified and output. Amplification type photoelectric conversion devices that can be used are attracting attention. Such amplification type photoelectric conversion devices include MOS type, AMI, CMD, BASIS and the like.
このうち、MOS型はフォトダイオードで発生した光キャリアをMOSトランジスタのゲート電極に蓄積し、走査回路からの駆動タイミングに従ってその電位変化を出力部へ電荷増幅して出力するものである。近年、このMOS型のうち光電変換部やその周辺回路部を含め全てCMOSプロセスで実現するCMOSセンサが特に注目されている。 Among these, the MOS type stores light carriers generated in the photodiode in the gate electrode of the MOS transistor, and amplifies the potential change to the output unit according to the drive timing from the scanning circuit and outputs it. In recent years, CMOS sensors that are realized by a CMOS process, including the photoelectric conversion portion and its peripheral circuit portion, of the MOS type have attracted particular attention.
CMOSセンサは画素内の電荷増幅アンプで信号電荷を増幅し、電圧として、読み出す。2次元画像情報を光電変換するエリア型CMOSセンサの場合、下記の特許文献1で提案されているように1行ずつ順次、水平方向の画素群を同時に、読み出す。しかしながら、特許文献1の方式では、光信号により生成されたフォトダイオードの蓄積電荷がソースフォロワ増幅回路の入力ノードであるフローティンディフュージョン容量に転送されると、次の信号電荷蓄積が開始される。これにより、各行毎に信号蓄積開始、終了のタイミングがずれてしまう。そのため、撮像する被写体が速い動きをしている場合には、被写体の形状が歪んで撮影されたり、蛍光灯のフリッカが画像に現れる場合があった。
The CMOS sensor amplifies the signal charge with a charge amplification amplifier in the pixel and reads it as a voltage. In the case of an area-type CMOS sensor that photoelectrically converts two-dimensional image information, a horizontal pixel group is simultaneously read out row by row as proposed in
この課題を解決する方式として、下記の特許文献2では、フォトダイオードに、独立制御できるリセットスイッチを設けている。エリア状に形成された全フォトダイオードを、同時に一括リセットし、所定の時間、信号電荷を蓄積し、全画素一括で、フローティングディフュージョン容量に転送後、1行ずつ順次、読み出す方式により、蓄積タイミングが、ずれてしまう問題を解消する。
As a method for solving this problem, in
ところが、特許文献2に記載の読み出し方式においては、フローティングディフュージョン容量に、リーク電流がある為、保持時間の長い行の信号電荷は、このリーク電流分のノイズが、時間に比例して増加し、重畳されるという問題がある。リーク電流の原因は、遮光が不充分であるために生じる光リーク及び半導体PN接合のリークである。この為、読み出しの遅い行程、ノイズ重畳量が大きくなり、出力のSN比が低下し、画像が著しく劣化する。
However, in the readout method described in
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、出力のSN比が劣化することなく、全画素部の信号電荷の蓄積開始及び終了のタイミングを同時に行うことが可能な固体撮像装置及びその駆動方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to simultaneously perform the start and end timings of signal charge accumulation in all the pixel portions without deteriorating the SN ratio of the output. To provide a solid-state imaging device and a driving method thereof.
本発明の固体撮像装置は、光を信号電荷に変換して蓄積する光電変換手段と、前記光電変換手段に蓄積された信号電荷をリセットする第1のリセットスイッチと、前記光電変換手段の信号電荷を転送する転送スイッチと、前記転送スイッチにより転送された信号電荷を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の信号電荷をリセットする第2のリセットスイッチと、前記増幅手段により増幅された信号電荷を選択して信号出力線に出力する選択スイッチとを含む2次元配列された画素部とを有し、前記第2のリセットスイッチが前記増幅手段の信号電荷をリセットし、前記選択スイッチが前記リセットされた増幅手段の信号電荷を第1のノイズ成分として前記画素部の行順次で前記信号出力線に出力し、一定期間経過後、前記転送スイッチがオフの状態で、前記選択スイッチが前記増幅手段の信号電荷を第2のノイズ成分として前記画素部の行順次で前記信号出力線に出力し、さらに、前記第1のノイズ成分と前記第2のノイズ成分との差分をリーク電流成分として出力する引き算器を有し、前記第2のノイズ成分を出力後、すべての前記画素部の前記第1のリセットスイッチが前記光電変換手段の信号電荷を同時にリセットし、その後、前記第2のリセットスイッチが前記増幅手段の信号電荷をリセットし、前記選択スイッチが前記リセットされた増幅手段の信号電荷を第3のノイズ成分として前記画素部の行順次で前記信号出力線に出力し、蓄積期間経過後、すべての前記画素部の前記転送スイッチが前記光電変換手段の信号電荷を同時に転送し、前記選択スイッチが前記増幅手段の信号電荷を信号ノイズ混合成分として前記画素部の行順次で前記信号出力線に出力し、前記引き算器は、前記信号ノイズ混合成分から前記第3のノイズ成分及び前記リーク電流成分を引き算することを特徴とする。 The solid-state imaging device according to the present invention includes a photoelectric conversion unit that converts light into signal charge and stores it, a first reset switch that resets the signal charge stored in the photoelectric conversion unit, and a signal charge of the photoelectric conversion unit. A transfer switch for transferring the signal, amplifying means for amplifying the signal charge transferred by the transfer switch, a second reset switch for resetting the signal charge of the amplifying means, and the signal charge amplified by the amplifying means And a selection switch for outputting to the signal output line, and the second reset switch resets the signal charge of the amplification means, and the selection switch is reset. The signal charge of the amplifying means is output to the signal output line in the row order of the pixel portion as a first noise component, and after a certain period of time, the transfer switch is turned off. The selection switch outputs the signal charge of the amplifying unit as a second noise component to the signal output line in a row order of the pixel unit, and further, the first noise component and the second noise component And a subtractor that outputs the difference as a leakage current component, and after outputting the second noise component, the first reset switches of all the pixel units simultaneously reset the signal charges of the photoelectric conversion means. Then, the second reset switch resets the signal charge of the amplifying unit, and the selection switch outputs the signal in the row order of the pixel unit using the reset signal charge of the amplifying unit as a third noise component. After the accumulation period has elapsed, the transfer switches of all the pixel units simultaneously transfer the signal charges of the photoelectric conversion means, and the selection switch The signal charge is output to the signal output line in the row order of the pixel unit as a signal noise mixed component, and the subtractor subtracts the third noise component and the leakage current component from the signal noise mixed component. Features.
また、本発明の固体撮像装置の駆動方法は、光を信号電荷に変換して蓄積する光電変換手段と、前記光電変換手段に蓄積された信号電荷をリセットする第1のリセットスイッチと、前記光電変換手段の信号電荷を転送する転送スイッチと、前記転送スイッチにより転送された信号電荷を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の信号電荷をリセットする第2のリセットスイッチと、前記増幅手段により増幅された信号電荷を選択して信号出力線に出力する選択スイッチとを含む2次元配列された画素部とを有する固体撮像装置の駆動方法であって、前記第2のリセットスイッチが前記増幅手段の信号電荷をリセットし、前記選択スイッチが前記リセットされた増幅手段の信号電荷を第1のノイズ成分として前記画素部の行順次で前記信号出力線に出力するステップと、一定期間経過後、前記転送スイッチがオフの状態で、前記選択スイッチが前記増幅手段の信号電荷を第2のノイズ成分として前記画素部の行順次で前記信号出力線に出力するステップと、前記第1のノイズ成分と前記第2のノイズ成分との差分をリーク電流成分として出力するステップと、前記第2のノイズ成分を出力後、すべての前記画素部の前記第1のリセットスイッチが前記光電変換手段の信号電荷を同時にリセットするステップと、その後、前記第2のリセットスイッチが前記増幅手段の信号電荷をリセットし、前記選択スイッチが前記リセットされた増幅手段の信号電荷を第3のノイズ成分として前記画素部の行順次で前記信号出力線に出力するステップと、蓄積期間経過後、すべての前記画素部の前記転送スイッチが前記光電変換手段の信号電荷を同時に転送し、前記選択スイッチが前記増幅手段の信号電荷を信号ノイズ混合成分として前記画素部の行順次で前記信号出力線に出力するステップと、前記信号ノイズ混合成分から前記第3のノイズ成分及び前記リーク電流成分を引き算するステップとを有することを特徴とする。 The solid-state imaging device driving method according to the present invention includes a photoelectric conversion unit that converts light into signal charges and stores the photoelectric conversion unit, a first reset switch that resets the signal charges stored in the photoelectric conversion unit, and the photoelectric conversion unit. A transfer switch for transferring the signal charge of the conversion means, an amplification means for amplifying the signal charge transferred by the transfer switch, a second reset switch for resetting the signal charge of the amplification means, and amplified by the amplification means A solid-state imaging device having a two-dimensionally arranged pixel unit including a selection switch that selects a signal charge and outputs the selected signal charge to a signal output line, wherein the second reset switch is a signal of the amplifying unit. The charge is reset, and the selection switch uses the reset signal charge of the amplifying means as a first noise component to the signal output line in the row order of the pixel portion. And when the transfer switch is off after a certain period of time, the selection switch outputs the signal charge of the amplifying means to the signal output line in the row order of the pixel portion as a second noise component. And a step of outputting a difference between the first noise component and the second noise component as a leakage current component, and outputting the second noise component, and then the first reset of all the pixel units A step of simultaneously resetting the signal charge of the photoelectric conversion means by the switch; and thereafter, the second reset switch resets the signal charge of the amplification means, and the selection switch resets the signal charge of the amplified means. Output to the signal output line in the row order of the pixel unit as a noise component of 3, and the transfer of all the pixel units after the accumulation period has elapsed The switch simultaneously transfers the signal charge of the photoelectric conversion means, and the selection switch outputs the signal charge of the amplification means to the signal output line in the row order of the pixel unit as a signal noise mixed component; Subtracting the third noise component and the leakage current component from the mixed component.
リーク電流成分を除去し、全画素部について同時に信号電荷を蓄積開始及び終了することができ、動いている被写体を撮像しても、歪みのない高画質の画像を得ることができる。 Leakage current components can be removed, signal charge can be started and stopped simultaneously for all pixel portions, and even when a moving subject is imaged, a high-quality image without distortion can be obtained.
以下、本発明について、その実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態による固体撮像装置を示す等価回路図である。406は水平シフトレジスタである。407は垂直シフトレジスタである。408は共通信号出力線415へ信号を転送するための転送スイッチである。408_1、408_2、408_3は水平シフトレジスタ406から転送スイッチ408へ供給される駆動パルスである。409は定電流源である。410は出力アンプである。411は出力である。412はAD(アナログデジタル)コンバータである。413は信号蓄積部である。414は第1のフレームメモリである。415は第2のフレームメモリである。416は第1の引き算器である。417は第2の引き算器である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram showing a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.
また、401はPD(フォトダイオード)リセット線である。402は転送スイッチ線である。403_1,403_2,403_3はリセットスイッチ線である。以下、リセットスイッチ線403_1,403_2,403_3の個々又は総称をリセットスイッチ線403という。404_1,404_2,404_3は選択スイッチ線である。以下、選択スイッチ線404_1,404_2,404_3の個々又は総称を選択スイッチ線404という。405_1,405_2,405_3は信号出力線である。以下、信号出力線405_1,405_2,405_3の個々又は総称を信号出力線405という。
P1_1,P1_2,P1_3は、1行目を構成する画素部である。P2_1,P2_2,P2_3は、2行目を構成する画素部である。P3_1,P3_2,P3_3は、3行目を構成する画素部である。なお、図1では簡単のため画素部を3行3列としているが、実際には画素部の数はもっと多い。 P1_1, P1_2, and P1_3 are pixel portions constituting the first row. P2_1, P2_2, and P2_3 are pixel portions constituting the second row. P3_1, P3_2, and P3_3 are pixel portions constituting the third row. In FIG. 1, for simplicity, the pixel portion has three rows and three columns. However, the number of pixel portions is actually larger.
図2は、図1の画素部をより詳細に説明する図である。図中、PDはフォトダイオード(光電変換手段)であり、光電変換により画素信号を生成及び蓄積する。Q101はMOS電界効果トランジスタ(以下、MOSトランジスタという)から成る転送スイッチである。Q102はフローティングディフュージョン容量をリセットするためのMOSトランジスタから成るリセットスイッチ(第2のリセットスイッチ)である。Q104は読み出し画素部を選択するためのMOSトランジスタから成る選択スイッチである。Q103はフローティングディフュージョン容量がゲートに接続され、ソースが選択スイッチQ104のドレインに接続されたソースフォロワの入力MOSトランジスタ(増幅手段)である。Q105はフォトダイオードPDをリセットするためのMOSトランジスタから成るPDリセットスイッチ(第1のリセットスイッチ)である。 FIG. 2 is a diagram for explaining the pixel portion of FIG. 1 in more detail. In the figure, PD is a photodiode (photoelectric conversion means), which generates and accumulates pixel signals by photoelectric conversion. Q101 is a transfer switch composed of a MOS field effect transistor (hereinafter referred to as a MOS transistor). Q102 is a reset switch (second reset switch) composed of a MOS transistor for resetting the floating diffusion capacitor. Q104 is a selection switch composed of a MOS transistor for selecting a readout pixel portion. Q103 is a source follower input MOS transistor (amplifying means) having a floating diffusion capacitor connected to the gate and a source connected to the drain of the selection switch Q104. Q105 is a PD reset switch (first reset switch) composed of a MOS transistor for resetting the photodiode PD.
また、101はPDリセットスイッチQ105を駆動するPDリセットスイッチ線である。102は転送スイッチQ101を駆動する転送スイッチ線である。103はリセットスイッチQ102を駆動するリセットスイッチ線である。104は選択スイッチQ104を駆動する選択スイッチ線である。105は画素部の信号を読み出す信号出力線である。
図1のPDリセット線401は、図2のPDリセット線101に対応している。図1の転送スイッチ線402は、図2の転送スイッチ線102に対応している。図1のリセットスイッチ線403は、図2のリセットスイッチ線103に対応している。図1の選択スイッチ線404は、図2の選択スイッチ線104に対応している。図1の信号出力線405は、図2の信号出力線105に対応している。
The PD reset
次に、画素部の動作について説明する。まず、リセット動作と行選択を行う。リセット動作は、リセットスイッチ線103の駆動によりリセットスイッチQ102をオンすることでソースフォロワの入力MOSトランジスタQ103のゲートにリセット電圧を入力する動作である。行選択は、選択スイッチ線104の駆動に従い選択スイッチQ104のオンによる選択である。次に、ソースフォロワの入力MOSトランジスタQ103のゲートに接続されたフローティングディフュージョン容量をフローティングにする。これにより、リセットノイズ及びソースフォロワの入力MOSトランジスタQ103の閾値電圧ばらつき等の固定パターンノイズからなるノイズ成分の信号の読み出しを行う。
Next, the operation of the pixel portion will be described. First, reset operation and row selection are performed. The reset operation is an operation of inputting a reset voltage to the gate of the input MOS transistor Q103 of the source follower by turning on the reset switch Q102 by driving the
更に、PDリセットスイッチ線101の駆動によりPDリセットスイッチQ105をオンすることでフォトダイオードPDをリセットし、フォトダイオードPDの電荷蓄積を開始する。所望の蓄積時間が経過すると、転送スイッチQ101をオンし、光信号により生成されたフォトダイオードPDの蓄積電荷をソースフォロワの入力MOSトランジスタQ103のゲートに転送し、前述のノイズ成分と光信号成分の和の信号を読み出す。その後、和の信号とノイズ成分の信号との差分をとることでリセットノイズ及び固定パターンノイズを除去して、光信号成分を取り出すことでSN比の高い画像信号が得られる。
Further, by turning on the PD reset switch Q105 by driving the PD reset
本実施形態の構成によれば、フォトダイオードPDへの信号電荷の蓄積開始と、フォトダイオードPDからソースフォロワの入力MOSトランジスタQ103のゲートへの蓄積電荷の転送とを独立に制御できる。 According to the configuration of this embodiment, the start of signal charge accumulation in the photodiode PD and the transfer of accumulated charge from the photodiode PD to the gate of the input MOS transistor Q103 of the source follower can be controlled independently.
次に、本実施形態の固体撮像装置の駆動方法を図3及び図4のタイミング図を用いて説明する。本実施形態では、全画素部のフォトダイオードPDを、同じタイミングで、リセット後、入射光を光電変換し、全画素部一括して、フローティングディフュージョン容量に転送し、保持する。そして、1行目から順次、読み出して行く。図3は、フローティングディフュージョン容量で信号電荷を保持している間に、混入するリーク電流成分を事前に計測する方式を説明するタイミング図である。 Next, a driving method of the solid-state imaging device according to the present embodiment will be described with reference to timing charts of FIGS. In the present embodiment, after resetting the photodiodes PD in all the pixel portions at the same timing, the incident light is photoelectrically converted, and all the pixel portions are collectively transferred to and held in the floating diffusion capacitor. Then, reading is performed sequentially from the first line. FIG. 3 is a timing diagram for explaining a method of measuring in advance a leak current component that is mixed while a signal charge is held in the floating diffusion capacitor.
まず、読み出しに先立ち、全行のPDリセットスイッチ線401をハイレベル、全行の転送スイッチ線402をロウレベル、全行のリセットスイッチ線403をハイレベルとする。そして、PDリセットスイッチQ105及びリセットスイッチQ102をオンし、転送スイッチQ101をオフする。これにより、全画素部のフォトダイオードPDとソースフォロワの入力MOSトランジスタQ103のゲートのフローティングディフュージョン容量をリセット状態とする。PDリセットスイッチ線401、転送スイッチ線402、リセットスイッチ線403、選択スイッチ線404は垂直シフトレジスタ407によって駆動される。
First, prior to reading, PD reset
次に、図3に示すように1行目のリセットスイッチ線403_1(403_2は2行目、403_3は3行目のリセットスイッチ線)をロウレベルとし、1行目のリセットスイッチQ102をオフする。これにより、ソースフォロワの入力MOSトランジスタQ103のゲートのフローティングディフュージョン容量をフローティングにする。その後、1行目の選択スイッチ線404_1(図3の404_2は2行目、404_3は3行目の選択スイッチ線)をハイレベルとし、1行目の選択スイッチQ104をオンして行選択を行う。これにより、リセットノイズ及びソースフォロワ入力MOSトランジスタQ103の閾値電圧ばらつき等の固定パターンノイズからなる第1のノイズ成分を信号蓄積部413に読み出す。
Next, as shown in FIG. 3, the first row reset switch line 403_1 (403_2 is the second row and 403_3 is the third row reset switch line) is set to the low level, and the first row reset switch Q102 is turned off. As a result, the floating diffusion capacitance at the gate of the input MOS transistor Q103 of the source follower is made floating. Thereafter, the selection switch line 404_1 of the first row (404_2 in FIG. 3 is the second row and 404_3 is the selection switch line of the third row) is set to the high level, and the selection switch Q104 of the first row is turned on to perform row selection. . As a result, the first noise component including the fixed pattern noise such as the reset noise and the threshold voltage variation of the source follower input MOS transistor Q103 is read out to the
ここで、重要なことは、第1のノイズ成分の読み出しが終了しても、リセットスイッチQ102は、オフ状態のまま、次に、この行が読み出されるまで、ソースフォロワの入力MOSトランジスタQ103のゲートをフローティングにしておく事である。こうする事で、フローティングディフュージョン容量が、信号電荷を保持する信号保持時間と同じ時間、フローティングになる為、信号保持時間に発生するリーク電流からなるノイズ成分を、事前に、計測でき、第1のノイズ成分の除去が可能となる。 Here, it is important that the gate of the input MOS transistor Q103 of the source follower is maintained until the reset switch Q102 is turned off and then this row is read after the first noise component is read. Is to keep it floating. By doing this, the floating diffusion capacitor becomes floating for the same time as the signal holding time for holding the signal charge. Therefore, it is possible to measure in advance the noise component consisting of the leakage current that occurs during the signal holding time. Noise components can be removed.
次いで、図3に示すように水平シフトレジスタ406からの駆動パルス408_1〜408_3を順次ハイレベルとし、MOSトランジスタの転送スイッチ408を順次オンすることでアンプ410を介して出力411に1行目の第1のノイズ成分を順次読み出す。読み出されたノイズ成分はAD(Analog to Digital)コンバータ412によりAD変換され、データバス418を介して、第1のフレームメモリ414に保持される。2行目以降についても図3に示すように同様に読み出され、全画素部の第1のノイズ成分が第1のフレームメモリ414に保持される。
Next, as shown in FIG. 3, the drive pulses 408_1 to 408_3 from the
最終行である3行目の読み出し動作が終了した時点(図3のA点)で、再度、1行目から3行目まで、読み出す。1行目の読み出し動作について、説明する。1行目の選択スイッチ線404_1をハイレベルとし、1行目の選択スイッチQ104をオンして行選択を行い、第1のノイズ成分とフローティングディフュージョン容量のリーク電流の和からなる第2のノイズ成分を、信号蓄積部413に読み出す。
When the reading operation of the third row, which is the last row, is completed (point A in FIG. 3), the first to third rows are read again. The read operation for the first row will be described. The selection switch line 404_1 of the first row is set to the high level, the selection switch Q104 of the first row is turned on to perform row selection, and the second noise component consisting of the sum of the first noise component and the leakage current of the floating diffusion capacitor Is read out to the
次いで、図3に示すように水平シフトレジスタ406からの駆動パルス408_1〜408_3を順次ハイレベルとし、MOSトランジスタの転送スイッチ408を順次オンすることでアンプ410を介して出力411に1行目の第2のノイズ成分を順次読み出す。読み出されたノイズ成分はADコンバータ412によりAD変換され、データバス418を介して、第2のフレームメモリ415に保持される。2行目以降についても図3に示すように同様に読み出され、全画素部の第2のノイズ成分が第2のフレームメモリ415に保持される。
Next, as shown in FIG. 3, the drive pulses 408_1 to 408_3 from the
次に、第2のフレームメモリ415に記録された第2のノイズ成分から、第1のフレームメモリ414に記録された第1のノイズ成分を引く事で、上記のフローティングディフュージョン容量のリーク電流成分のみを算出し、第2のフレームメモリ415に記憶する。この演算の具体的な方式を以下に説明する。まず、図2の画素部P1_1のリーク電流成分を算出する方式について説明する。
Next, only the leakage current component of the floating diffusion capacitor is obtained by subtracting the first noise component recorded in the
画素部P1_1の第1のノイズ成分が記録されている第1のフレームメモリ414のアドレスにアクセスし、画素部P1_1の第1のノイズ成分データを、データバス418を介して読み出し、引き算器416の−入力端子にセットする。次に、画素部P1_1の第2のノイズ成分が記録されている第2のフレームメモリ415のアドレスにアクセスし、画素部P1_1の第2のノイズ成分を、データバス418を介して読み出し、引き算器416の+入力端子にセットする。次に、引き算器416を動作させ、+入力端子にセットされた第2のノイズ成分から、−入力端子にセットされた第1のノイズ成分を引き、フローティングディフュージョン容量のリーク電流成分を計算し、第2のフレームメモリ415に記録する。この演算を、図2の画素部P1_2〜P1_3,P2_1〜P2_3,P3_1〜P3_3に対して行い、全画素部のフローティングディフュージョン容量のリーク電流成分を計算し、第2のフレームメモリ415に記録する。
The address of the
この処理により、全画素部のフォトダイオードPDで、発生した信号電荷を、一括してフローティングディフュージョン容量に転送し、保持した場合に混入するリーク電流成分を、事前に計測し、第2のフレームメモリ415に記録しておく事が出来る。 By this processing, the signal charges generated by the photodiodes PD of all the pixel portions are transferred to the floating diffusion capacitor at once, and a leakage current component mixed when held is held in advance, and the second frame memory is measured. 415 can be recorded.
次に、図4を用いて、蓄積された信号電荷を全画素部一括でフローティングディフュージョン容量に転送し、その後順次読み出すと同時に、事前に計測されたリーク電流成分を、読み出された信号成分から差し引く動作を説明する。 Next, using FIG. 4, the accumulated signal charge is transferred to the floating diffusion capacitor in a batch for all pixel units, and then sequentially read, and at the same time, the leak current component measured in advance is calculated from the read signal component. The subtraction operation will be described.
まず、信号電荷蓄積動作に先立ち、全行のPDリセットスイッチ線401をハイレベル、全行の転送スイッチ線402をロウレベル、全行のリセットスイッチ線403をハイレベルとする。そして、PDリセットスイッチQ105及びリセットスイッチQ102をオンし、転送スイッチQ101をオフする。これにより、全画素部のフォトダイオードPDとソースフォロワの入力MOSトランジスタQ103のゲートのフローティングディフュージョン容量をリセット状態とする。PDリセットスイッチ線401、転送スイッチ線402、リセットスイッチ線403、選択スイッチ線404は垂直シフトレジスタ407によって駆動される。
First, prior to the signal charge accumulation operation, the PD reset
次に、図4に示すように全行のPDリセットスイッチ線401をロウレベルとし、PDリセットスイッチQ105をオフすることでフォトダイオードPDにより光電変換された信号電荷の蓄積を開始する(図4のA点)。所望の蓄積時間が経過すると、全行の転送スイッチ線402のハイレベル駆動により転送スイッチQ101をオンにする。これにより、フォトダイオードPDの蓄積電荷をソースフォロワの入力MOSトランジスタQ103のゲートのフローティングディフュージョン容量に転送する(図4のB点)。図4の矢印で示す範囲が、蓄積期間となる。
Next, as shown in FIG. 4, the PD reset
次に、信号電荷のフローティングディフュージョン容量転送(図4のB点)前に、前述したリセットノイズ及びソースフォロワ入力MOSトランジスタQ103の閾値電圧ばらつき等の固定パターンノイズからなる第1のノイズ成分を読み出す。そして、第1のノイズ成分を第1のフレームメモリ414に記録する。
Next, before the floating diffusion capacitance transfer of the signal charge (point B in FIG. 4), the first noise component consisting of the fixed pattern noise such as the reset noise and the threshold voltage variation of the source follower input MOS transistor Q103 is read. Then, the first noise component is recorded in the
図4に示すように1行目のリセットスイッチ線403_1(403_2は2行目、403_3は3行目のリセットスイッチ線)をロウレベルとし、1行目のリセットスイッチQ102をオフする。これにより、ソースフォロワの入力MOSトランジスタQ103のゲートのフローティングディフュージョン容量をフローティングにする。その後、1行目の選択スイッチ線404_1(図3の404_2は2行目、404_3は3行目の選択スイッチ線)をハイレベルとし、1行目の選択スイッチQ104をオンして行選択を行う。これにより、リセットノイズ及びソースフォロワ入力MOSトランジスタQ103の閾値電圧ばらつき等の固定パターンノイズからなる第1のノイズ成分を信号蓄積部413に読み出す。
As shown in FIG. 4, the first row reset switch line 403_1 (403_2 is the second row, 403_3 is the third row reset switch line) is set to the low level, and the first row reset switch Q102 is turned off. As a result, the floating diffusion capacitance at the gate of the input MOS transistor Q103 of the source follower is made floating. Thereafter, the selection switch line 404_1 of the first row (404_2 in FIG. 3 is the second row and 404_3 is the selection switch line of the third row) is set to the high level, and the selection switch Q104 of the first row is turned on to perform row selection. . As a result, the first noise component including the fixed pattern noise such as the reset noise and the threshold voltage variation of the source follower input MOS transistor Q103 is read out to the
次いで、図4に示すように水平シフトレジスタ406からの駆動パルス408_1〜408_3を順次ハイレベルとし、MOSトランジスタの転送スイッチ408を順次オンすることでアンプ410を介して出力411に1行目の第1のノイズ成分を順次読み出す。読み出されたノイズ成分はADコンバータ412によりAD変換され、データバス418を介して、第1のフレームメモリ414に記録される。2行目以降についても図4に示すように同様に読み出され、全画素部の第1のノイズ成分が第1のフレームメモリ414に保持される。
Next, as shown in FIG. 4, the drive pulses 408_1 to 408_3 from the
最終行である3行目の読み出し動作が終了した時点で、全行の転送スイッチ線402のハイレベル駆動により転送スイッチQ101をオンする。これにより、フォトダイオードPDの蓄積電荷をソースフォロワの入力MOSトランジスタQ103のゲートのフローティングディフュージョン容量に転送する。転送が終了した時点で、PDリセットスイッチ線401をハイレベルにすることによりPDリセットスイッチQ105をオンにすることでフォトダイオードPDをリセットする。このリセット動作により、フォトダイオードの受光面に入射光があった場合でも、光電変換により発生した電子はフローティングディフュージョン容量に混入する事がなくシリコン基板に排出される。
When the read operation of the third row, which is the last row, is completed, the transfer switch Q101 is turned on by driving the
次に、フローティングディフュージョン容量に保持された全画素部の信号電荷の読み出し動作について説明する。 Next, a signal charge reading operation of all the pixel portions held in the floating diffusion capacitor will be described.
1行目の選択スイッチ線404_1をハイレベルとし、1行目の選択スイッチQ104をオンして行選択を行う。これにより、信号保持時のフローティングディフュージョン容量のリーク電流等からなる第2のノイズ成分及び保持されている信号電荷の和である信号ノイズ混合成分を、信号蓄積部413に読み出す。
The selection switch line 404_1 in the first row is set to the high level, and the selection switch Q104 in the first row is turned on to perform row selection. As a result, the second noise component composed of the leakage current of the floating diffusion capacitor at the time of holding the signal and the signal noise mixed component which is the sum of the held signal charges are read out to the
次いで、図4に示すように水平シフトレジスタ406からの駆動パルス408_1をハイレベルとし、MOSトランジスタの転送スイッチ408をオンすることでアンプ410を介して出力411に1行目の画素部P1_1の信号ノイズ混合成分を読み出す。読み出された信号ノイズ混合成分はADコンバータ412によりAD変換され、データバス418を介して、第1の引き算器416の+入力端子にセットされる。同時に第1のフレームメモリ414に記録されている1行目の画素部P1_1の第1のノイズ成分を、データバス418を介して、読み出し、引き算器416の−入力端子にセットする。
Next, as shown in FIG. 4, the drive pulse 408_1 from the
次に、引き算器416を動作させ、+入力端子にセットされた信号ノイズ混合成分から、−入力端子にセットされた第1のノイズ成分を引く。
Next, the
次に、信号ノイズ混合成分から第1のノイズ成分が除去された引き算器416の出力結果を、第2の引き算器417の+入力端子にセットする。同時に第2のフレームメモリ415に記録されている1行目の画素部P1_1のリーク電流成分を、データバス418を介して、読み出し、引き算器417の−入力端子にセットする。
Next, the output result of the subtractor 416 from which the first noise component has been removed from the signal noise mixed component is set to the + input terminal of the
次に、引き算器417を動作させ、+入力端子にセットされた信号ノイズ混合成分から、−入力端子にセットされたリーク電流成分を引く。この一連の処理の結果、信号ノイズ混合成分から第1のノイズ成分とリーク電流成分(信号保持時のフローティングディフュージョン容量のリーク電流)は除去される。ここで、第1のノイズ成分は、リセットノイズ及びソースフォロワの入力MOSトランジスタQ103の閾値電圧ばらつき等の固定パターンノイズである。これにより、フォトダイオードPDで光電変換された信号成分だけが、引き算器417の出力結果となる。
Next, the
以下、同様に、駆動パルス408_2及び408_3を順次ハイレベルとしMOSトランジスタの転送スイッチ408をオンし、1行目の残りの画素部P1_2及びP1_3の信号ノイズ混合成分を読み出し、同様の処理をして、信号成分だけを算出する。2行目以降についても同様に読み出され、高いSN比の画像信号が得られる。
Similarly, the drive pulses 408_2 and 408_3 are sequentially set to the high level to turn on the MOS
上記動作によれば、全行の信号蓄積開始及び終了のタイミングは同時であるので、被写体が速い動きをしている場合でも被写体の形状が歪んで撮影されたり、蛍光灯のフリッカが画像に現れることがなく、良質の画像を撮像することが可能である。 According to the above operation, since the signal accumulation start and end timings of all rows are the same, even if the subject is moving fast, the subject is distorted in shape, or flicker of a fluorescent lamp appears in the image. It is possible to capture a good quality image.
また、蓄積期間以外は全行のPDリセットスイッチ線401がハイレベルにあり全画素部のPDリセットスイッチQ105がオン状態である。そのため、蓄積期間以外の期間に光が入射し蓄積電荷がフォトダイオードPDの飽和電荷量を超えたとしても、溢れ出て隣接するフローティングディフュージョン容量やフォトダイオードPDに混入してしまうブルーミング現象を防止できる。
In addition, the PD reset
更に、各行のフローティングディフュージョン容量がフローティングとなっている時間に、発生するリーク電流によるノイズ成分を事前に計測し信号読み出し時に差し引く為、これまで問題であったリーク電流による画質劣化を防止できる。なお、本実施形態では、簡易的に画素部が3行3列の場合を説明したが、これに限るものではない。 Furthermore, since the noise component due to the generated leakage current is measured in advance and subtracted at the time of signal readout during the time when the floating diffusion capacitance of each row is floating, image quality deterioration due to the leakage current, which has been a problem until now, can be prevented. In the present embodiment, the case where the pixel portion has three rows and three columns has been described in a simplified manner, but the present invention is not limited to this.
なお、図1の実施形態では全画素部のノイズ成分を保持するためのフレームメモリ414,415及び信号蓄積部413が必要となる。一方で、全行の信号蓄積開始及び終了のタイミングを同時とすることが必要なモードは、動画を撮像するモードである場合が多い。この場合には、全行を読み出さずに不要な行を間引くことにより、読み出す画素部数を削減しフレームレートを向上させることが可能である。また、不要な行を間引いて読み出す場合には、必要な画素部数分のフレームメモリ414,415及び信号蓄積部413があれば良い。
In the embodiment of FIG. 1, frame
また、間引き動作において、読み出さない行のPDリセットスイッチ線401やリセットスイッチ線403を常にハイレベルとする。これにより、不要な行のフォトダイオードPDに蓄積された電荷が飽和電荷量を超えたとしても溢れ出て隣接するフローティングディフュージョン容量やフォトダイオードに混入してしまうブルーミング現象を防止できる。
In the thinning-out operation, the PD reset
以上、説明したように、本実施形態によれば、フローティングディフュージョン容量のリーク電流の影響を受けない同時刻、蓄積動作可能なCMOSセンサが実現でき、動いている被写体を撮像しても、歪のない高画質のCMOSセンサを実現出来る。 As described above, according to the present embodiment, a CMOS sensor capable of accumulating operation at the same time that is not affected by the leakage current of the floating diffusion capacitor can be realized. A high-quality CMOS sensor can be realized.
本実施形態の固体撮像装置において、光電変換手段(フォトダイオード)PDは、光を信号電荷に変換して蓄積する。第1のリセットスイッチ(PDリセットスイッチ)Q105は、光電変換手段PDに蓄積された信号電荷をリセットする。転送スイッチQ101は、光電変換手段PDの信号電荷を転送する。増幅手段(ソースフォロワの入力MOSトランジスタ)Q103は、転送スイッチQ101により転送された信号電荷を増幅する。第2のリセットスイッチQ102は、増幅手段Q103の信号電荷をリセットする。選択スイッチQ104は、増幅手段Q103により増幅された信号電荷を選択して信号出力線105に出力する。画素部P1_1〜P1_3,P2_1〜P2_3,P3_1〜P3_3は、それぞれ光電変換手段PD、第1のリセットスイッチQ105、転送スイッチQ101、増幅手段Q103、第2のリセットスイッチQ102及び選択スイッチQ104を含む。画素部P1_1〜P1_3,P2_1〜P2_3,P3_1〜P3_3は、2次元配列される。
In the solid-state imaging device of this embodiment, the photoelectric conversion means (photodiode) PD converts light into signal charges and accumulates them. The first reset switch (PD reset switch) Q105 resets the signal charge accumulated in the photoelectric conversion means PD. The transfer switch Q101 transfers the signal charge of the photoelectric conversion means PD. The amplifying means (source MOS follower input MOS transistor) Q103 amplifies the signal charge transferred by the transfer switch Q101. The second reset switch Q102 resets the signal charge of the amplifying unit Q103. The selection switch Q104 selects the signal charge amplified by the amplification means Q103 and outputs it to the
図3において、第2のリセットスイッチQ102が増幅手段Q103の信号電荷をリセットし、選択スイッチQ104が前記リセットされた増幅手段Q103の信号電荷を第1のノイズ成分として画素部の行順次で信号出力線105に出力する。
In FIG. 3, the second reset switch Q102 resets the signal charge of the amplification means Q103, and the selection switch Q104 outputs the signal charge of the amplification means Q103 as the first noise component in the row order of the pixel portion. Output to
一定期間経過後、転送スイッチQ101がオフの状態で、選択スイッチQ104が増幅手段Q103の信号電荷を第2のノイズ成分として画素部の行順次で信号出力線105に出力する。
After a certain period of time has elapsed, the transfer switch Q101 is in an OFF state, and the selection switch Q104 outputs the signal charge of the amplification means Q103 to the
引き算器416は、第1のノイズ成分と第2のノイズ成分との差分をリーク電流成分として出力する。
The
図4において、第2のノイズ成分を出力後、すべての画素部の第1のリセットスイッチQ105が光電変換手段PDの信号電荷を同時にリセットする。 In FIG. 4, after outputting the second noise component, the first reset switches Q105 of all the pixel portions simultaneously reset the signal charges of the photoelectric conversion means PD.
その後、第2のリセットスイッチQ102が増幅手段Q103の信号電荷をリセットし、選択スイッチQ104が前記リセットされた増幅手段Q103の信号電荷を第3のノイズ成分として画素部の行順次で信号出力線105に出力する。
Thereafter, the second reset switch Q102 resets the signal charge of the amplifying means Q103, and the selection switch Q104 uses the reset signal charge of the amplifying means Q103 as a third noise component in the
蓄積期間経過後、すべての画素部の転送スイッチQ101が光電変換手段PDの信号電荷を同時に転送し、選択スイッチQ104が増幅手段Q103の信号電荷を信号ノイズ混合成分として画素部の行順次で信号出力線105に出力する。
After the accumulation period has elapsed, the transfer switches Q101 of all the pixel units simultaneously transfer the signal charges of the photoelectric conversion means PD, and the selection switch Q104 outputs the signal charges of the pixel sections in the row order using the signal charges of the amplification means Q103 as signal noise mixing components. Output to
引き算器416及び417は、信号ノイズ混合成分から第3のノイズ成分及びリーク電流成分を引き算する。
The
第1のフレームメモリ414は、信号出力線105に出力された第1のノイズ成分がアナログデジタル変換された成分を記憶する。第2のフレームメモリ415は、信号出力線105に出力された第2のノイズ成分がアナログデジタル変換された成分を記憶する。引き算器416は、第1のフレームメモリ414の第1のノイズ成分と第2のフレームメモリ415の第2のノイズ成分との差分をリーク電流成分として出力する。
The
第1のフレームメモリ414は、第3のノイズ成分を記憶する。第2のフレームメモリ415は、引き算器416が出力するリーク電流成分を記憶する。第1の引き算器416は、信号ノイズ混合成分から第1のフレームメモリ414の第3のノイズ成分を引き算する。第2の引き算器417は、第1の引き算器416の出力から第2のフレームメモリ415のリーク電流成分を引き算する。
The
本実施形態によれば、リーク電流成分を除去し、全画素部について同時に信号電荷を蓄積開始及び終了することができ、動いている被写体を撮像しても、歪みのない高画質の画像を得ることができる。 According to the present embodiment, leakage current components can be removed, signal charge accumulation can be started and ended simultaneously for all the pixel portions, and a high-quality image without distortion can be obtained even when a moving subject is imaged. be able to.
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
101 PDリセット線
102 転送スイッチ線
103 リセットスイッチ線
104 選択スイッチ線
105 信号出力線
401 PDリセット線
402 転送スイッチ線
403_1,403_2,403_3 リセットスイッチ線
404_1,404_2,404_3 選択スイッチ線
405_1,405_2,405_3 信号出力線
406 水平シフトレジスタ
407 垂直シフトレジスタ
408 転送スイッチ
409 定電流源
410 出力アンプ
411 出力
412 ADコンバータ
413 信号蓄積部
414 第1のフレームメモリ
415 第2のフレームメモリ
416 第1の引き算器
417 第2の引き算器
PD フォトダイオード
Q101 転送スイッチ
Q102 リセットスイッチ
Q103 ソースフォロワの入力MOSトランジスタ
Q104 選択スイッチ
Q105 PDリセットスイッチ
101 PD reset
Claims (4)
前記光電変換手段に蓄積された信号電荷をリセットする第1のリセットスイッチと、
前記光電変換手段の信号電荷を転送する転送スイッチと、
前記転送スイッチにより転送された信号電荷を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段の信号電荷をリセットする第2のリセットスイッチと、
前記増幅手段により増幅された信号電荷を選択して信号出力線に出力する選択スイッチとを含む2次元配列された画素部とを有し、
前記第2のリセットスイッチが前記増幅手段の信号電荷をリセットし、前記選択スイッチが前記リセットされた増幅手段の信号電荷を第1のノイズ成分として前記画素部の行順次で前記信号出力線に出力し、
一定期間経過後、前記転送スイッチがオフの状態で、前記選択スイッチが前記増幅手段の信号電荷を第2のノイズ成分として前記画素部の行順次で前記信号出力線に出力し、
さらに、前記第1のノイズ成分と前記第2のノイズ成分との差分をリーク電流成分として出力する引き算器を有し、
前記第2のノイズ成分を出力後、すべての前記画素部の前記第1のリセットスイッチが前記光電変換手段の信号電荷を同時にリセットし、
その後、前記第2のリセットスイッチが前記増幅手段の信号電荷をリセットし、前記選択スイッチが前記リセットされた増幅手段の信号電荷を第3のノイズ成分として前記画素部の行順次で前記信号出力線に出力し、
蓄積期間経過後、すべての前記画素部の前記転送スイッチが前記光電変換手段の信号電荷を同時に転送し、前記選択スイッチが前記増幅手段の信号電荷を信号ノイズ混合成分として前記画素部の行順次で前記信号出力線に出力し、
前記引き算器は、前記信号ノイズ混合成分から前記第3のノイズ成分及び前記リーク電流成分を引き算することを特徴とする固体撮像装置。 Photoelectric conversion means for converting light into signal charge and storing;
A first reset switch for resetting the signal charge accumulated in the photoelectric conversion means;
A transfer switch for transferring a signal charge of the photoelectric conversion means;
Amplifying means for amplifying the signal charge transferred by the transfer switch;
A second reset switch for resetting the signal charge of the amplification means;
A two-dimensionally arranged pixel unit including a selection switch that selects the signal charge amplified by the amplification means and outputs the signal charge to a signal output line;
The second reset switch resets the signal charge of the amplifying unit, and the selection switch outputs the reset signal charge of the amplifying unit to the signal output line in the row order of the pixel portion as a first noise component. And
After a certain period of time, the transfer switch is in an off state, the selection switch outputs the signal charge of the amplifying means to the signal output line in the row order of the pixel unit as a second noise component,
And a subtractor that outputs a difference between the first noise component and the second noise component as a leakage current component,
After outputting the second noise component, the first reset switches of all the pixel units simultaneously reset the signal charges of the photoelectric conversion means,
Thereafter, the second reset switch resets the signal charge of the amplifying unit, and the selection switch uses the reset signal charge of the amplifying unit as a third noise component in the row order of the pixel unit. Output to
After the accumulation period has elapsed, the transfer switches of all the pixel units simultaneously transfer the signal charges of the photoelectric conversion means, and the selection switch uses the signal charges of the amplification means as signal noise mixing components in the row order of the pixel units. Output to the signal output line,
The subtractor subtracts the third noise component and the leakage current component from the signal noise mixed component.
前記信号出力線に出力された前記第2のノイズ成分がアナログデジタル変換された成分を記憶する第2のフレームメモリとを有し、
前記引き算器は、前記第1のフレームメモリの前記第1のノイズ成分と前記第2のフレームメモリの前記第2のノイズ成分との差分をリーク電流成分として出力することを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 A first frame memory for storing a component obtained by analog-digital conversion of the first noise component output to the signal output line;
A second frame memory for storing a component obtained by analog-digital conversion of the second noise component output to the signal output line;
2. The subtractor outputs a difference between the first noise component of the first frame memory and the second noise component of the second frame memory as a leakage current component. The solid-state imaging device described.
前記第2のフレームメモリは、前記引き算器が出力するリーク電流成分を記憶し、
前記引き算器は、第1の引き算器及び第2の引き算器を有し、
前記第1の引き算器は、前記信号ノイズ混合成分から前記第1のフレームメモリの前記第3のノイズ成分を引き算し、
前記第2の引き算器は、前記第1の引き算器の出力から前記第2のフレームメモリのリーク電流成分を引き算することを特徴とする請求項2記載の固体撮像装置。 The first frame memory stores the third noise component;
The second frame memory stores a leakage current component output by the subtractor,
The subtractor has a first subtractor and a second subtractor,
The first subtracter subtracts the third noise component of the first frame memory from the signal noise mixed component;
The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the second subtracter subtracts a leak current component of the second frame memory from an output of the first subtractor.
前記光電変換手段に蓄積された信号電荷をリセットする第1のリセットスイッチと、
前記光電変換手段の信号電荷を転送する転送スイッチと、
前記転送スイッチにより転送された信号電荷を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段の信号電荷をリセットする第2のリセットスイッチと、
前記増幅手段により増幅された信号電荷を選択して信号出力線に出力する選択スイッチとを含む2次元配列された画素部とを有する固体撮像装置の駆動方法であって、
前記第2のリセットスイッチが前記増幅手段の信号電荷をリセットし、前記選択スイッチが前記リセットされた増幅手段の信号電荷を第1のノイズ成分として前記画素部の行順次で前記信号出力線に出力するステップと、
一定期間経過後、前記転送スイッチがオフの状態で、前記選択スイッチが前記増幅手段の信号電荷を第2のノイズ成分として前記画素部の行順次で前記信号出力線に出力するステップと、
前記第1のノイズ成分と前記第2のノイズ成分との差分をリーク電流成分として出力するステップと、
前記第2のノイズ成分を出力後、すべての前記画素部の前記第1のリセットスイッチが前記光電変換手段の信号電荷を同時にリセットするステップと、
その後、前記第2のリセットスイッチが前記増幅手段の信号電荷をリセットし、前記選択スイッチが前記リセットされた増幅手段の信号電荷を第3のノイズ成分として前記画素部の行順次で前記信号出力線に出力するステップと、
蓄積期間経過後、すべての前記画素部の前記転送スイッチが前記光電変換手段の信号電荷を同時に転送し、前記選択スイッチが前記増幅手段の信号電荷を信号ノイズ混合成分として前記画素部の行順次で前記信号出力線に出力するステップと、
前記信号ノイズ混合成分から前記第3のノイズ成分及び前記リーク電流成分を引き算するステップと
を有することを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 Photoelectric conversion means for converting light into signal charge and storing;
A first reset switch for resetting the signal charge accumulated in the photoelectric conversion means;
A transfer switch for transferring a signal charge of the photoelectric conversion means;
Amplifying means for amplifying the signal charge transferred by the transfer switch;
A second reset switch for resetting the signal charge of the amplification means;
A driving method of a solid-state imaging device having a two-dimensionally arranged pixel unit including a selection switch that selects a signal charge amplified by the amplifying means and outputs the signal charge to a signal output line;
The second reset switch resets the signal charge of the amplifying unit, and the selection switch outputs the reset signal charge of the amplifying unit to the signal output line in the row order of the pixel portion as a first noise component. And steps to
A step of outputting the signal charge of the amplifying means to the signal output line in the row order of the pixel unit as a second noise component in a state where the transfer switch is turned off after a certain period of time;
Outputting a difference between the first noise component and the second noise component as a leakage current component;
After outputting the second noise component, the first reset switch of all the pixel units simultaneously resets the signal charges of the photoelectric conversion means; and
Thereafter, the second reset switch resets the signal charge of the amplifying unit, and the selection switch uses the reset signal charge of the amplifying unit as a third noise component in the row order of the pixel unit. A step to output to
After the accumulation period has elapsed, the transfer switches of all the pixel units simultaneously transfer the signal charges of the photoelectric conversion means, and the selection switch uses the signal charges of the amplification means as signal noise mixing components in the row order of the pixel units. Outputting to the signal output line;
Subtracting the third noise component and the leakage current component from the signal noise mixed component, and a driving method of the solid-state imaging device.
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