JP2011160046A - Solid-state imaging apparatus and method for driving the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体撮像装置とその駆動方法に関し、特に太陽黒点補正機能および行選択の休止期間における画素信号の電圧降下防止機能を有する固体撮像装置とその駆動方法に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device and a driving method thereof, and more particularly to a solid-state imaging device having a sunspot correction function and a function of preventing a voltage drop of a pixel signal during a row selection pause period and a driving method thereof.
デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置は、撮像光を電気信号に変換するイメージセンサ(固体撮像装置)を備える。このようなイメージセンサとしては、例えばCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどが知られている。 An imaging apparatus such as a digital still camera or a video camera includes an image sensor (solid-state imaging apparatus) that converts imaging light into an electrical signal. As such an image sensor, for example, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor and a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor are known.
これらのイメージセンサでは、マトリクス状に配列される画素をしかるべきタイミングで行/列方向に走査するようにして駆動して、順次、画素から受光光量に応じた信号を読み出していき、映像信号を得る。 In these image sensors, pixels arranged in a matrix are driven so as to scan in the row / column direction at appropriate timing, and signals corresponding to the amount of received light are sequentially read from the pixels, and video signals are read out. obtain.
しかし、イメージセンサでは、その画素回路の構造上、例えば太陽光のように非常に強い光が画素に照射された場合には、逆に、画像において最も明るいはずの部分が黒色に変化するという現象の生じることが知られている。このような現象は、例えば太陽を撮影すると、上記の黒色に変化した部分が太陽の黒点のようにして見えることから、太陽黒点などともいわれる。この太陽黒点は、本来見えるべきものではなく、撮像画像の品質低下につながるために、その発生を回避する必要がある。このような太陽黒点の発生を回避する技術として、例えば次のようなものが知られている。すなわち、リセット状態において複数の画素部に共通の信号出力ノードに得られる電位を保持し、この保持した電位に基づいて信号出力ノードに帰還した電位を所定電位にクリップするというものである(例えば、特許文献1を参照。)。 However, in the image sensor, due to the structure of the pixel circuit, when the pixel is irradiated with very strong light such as sunlight, on the contrary, the brightest part of the image changes to black. Is known to occur. Such a phenomenon is also referred to as a sunspot or the like because, for example, when the sun is photographed, the above-described portion that has turned black appears to be a sunspot. This sunspot is not supposed to be seen originally and leads to a reduction in the quality of the captured image. As a technique for avoiding the generation of such sunspots, for example, the following is known. That is, a potential obtained at a signal output node common to a plurality of pixel portions in a reset state is held, and a potential fed back to the signal output node based on the held potential is clipped to a predetermined potential (for example, (See Patent Document 1).
イメージセンサの画素としては、例えば行選択トランジスタについては省略し、転送トランジスタ、リセットトランジスタおよび増幅トランジスタの3つのトランジスタを備えて形成したいわゆる3トランジスタ構成が知られている。この3トランジスタ構成では、画素の行を順次選択するために出力する行選択信号について、選択すべき行を切り替えるタイミングで休止期間を設ける必要がある。しかし、この休止期間においてはいずれの行の画素にも行選択信号が印加されていない状態となる。このために、実際の上記休止期間においては、画素信号が読み出される列信号線の電圧降下を生じさせ、これが例えばフレームレートの低下などの原因となり得る。 As a pixel of an image sensor, for example, a row selection transistor is omitted, and a so-called three-transistor configuration formed by including three transistors of a transfer transistor, a reset transistor, and an amplification transistor is known. In this three-transistor configuration, it is necessary to provide a pause period at the timing of switching the row to be selected for the row selection signal output for sequentially selecting the rows of pixels. However, the row selection signal is not applied to the pixels in any row during this pause period. For this reason, in the actual pause period, a voltage drop of the column signal line from which the pixel signal is read out is caused, which may cause a decrease in the frame rate, for example.
そこで、本願発明は、例えば先の太陽黒点補正に加え、上記した行選択信号出力の休止期間において発生する電圧降下を防止することで、固体撮像装置としての品質、性能の向上を図るのにあたり、これをできるだけ簡易な構成により実現することをその目的とする。 Therefore, the present invention, for example, in addition to the previous sunspot correction, in order to improve the quality and performance as a solid-state imaging device by preventing the voltage drop that occurs in the pause period of the row selection signal output described above, The object is to realize this with the simplest possible configuration.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第1の側面は、画素が行列状に配列される画素アレイと、上記画素アレイにおける行ごとに対して、順次、行選択信号を出力し、1つの行を選択するための行選択信号の出力を終了して次の行を選択するための行選択信号の出力を開始するまでの間に所定時間長の休止期間を設定する行選択手段と、上記画素アレイの列ごとに対応し、対応する列の画素に対して共通に接続されて設けられ、接続された画素のうちで上記行選択手段により選択されている行の画素にて得られている電位が出力される列信号線と、上記行選択信号が出力されている期間において上記列信号線に出力される電位をリセットするリセット手段と、上記行選択信号が出力されている期間において、上記リセット手段による上記電位のリセットが終了した後に、この行選択信号により選択されている画素が受光して得られた電位を上記列信号線に出力させる受光信号出力手段と、上記列信号線に対して、所定電圧値を印加する電圧印加手段と、1つの行を選択するための行選択信号の出力が終了してから、上記電位のリセットが終了するまでの期間において、上記電圧印加手段により上記列信号線に対して上記所定電圧値が印加されるように制御するタイミング制御手段とを具備する固体撮像装置である。これにより、上記休止期間から上記リセット手段により電位がリセットされる期間にわたって継続して列信号線に対して電圧が印加されるという作用をもたらす。 The present invention has been made to solve the above problems, and a first aspect of the present invention is that a row selection is sequentially performed for a pixel array in which pixels are arranged in a matrix and for each row in the pixel array. A pause period of a predetermined time length is set between the output of the signal and the output of the row selection signal for selecting one row to the start of the output of the row selection signal for selecting the next row. Corresponding to each column of the pixel array, and connected in common to the pixels of the corresponding column, and the row selected by the row selection unit is connected among the connected pixels. A column signal line for outputting the potential obtained at the pixel, a reset means for resetting the potential output to the column signal line during the period in which the row selection signal is output, and the row selection signal being output During the After the reset of the potential by the gate means, the light receiving signal output means for outputting the potential obtained by receiving the pixel selected by the row selection signal to the column signal line, and the column signal line On the other hand, the voltage application means for applying a predetermined voltage value and the voltage application means during the period from the end of the output of the row selection signal for selecting one row to the end of the resetting of the potential. A solid-state imaging device comprising: timing control means for controlling the predetermined voltage value to be applied to the column signal line. As a result, the voltage is continuously applied to the column signal line from the rest period to the period when the potential is reset by the resetting means.
また、この第1の側面において、上記電圧印加手段は、上記タイミング制御手段からタイミング信号が出力されている際に上記所定電圧値を印加する動作を実行し、上記タイミング制御手段は、上記1つの行を選択するための行選択信号の出力が終了してから、上記電位のリセット期間が終了するまでの期間において上記タイミング信号を出力するようにしてもよい。これにより、タイミング制御手段がタイミング信号の出力により列信号線に電圧を印加するタイミングを設定するという作用をもたらす。 In the first aspect, the voltage application unit performs an operation of applying the predetermined voltage value when a timing signal is output from the timing control unit, and the timing control unit The timing signal may be output in a period from the end of outputting the row selection signal for selecting a row to the end of the potential reset period. As a result, there is an effect that the timing control means sets the timing for applying the voltage to the column signal line by the output of the timing signal.
また、この第1の側面において、所定電圧値を出力する1つの電圧出力手段と、上記列信号線ごとに対応して1組ずつ設けられ、該電圧出力手段から出力される所定電圧値に応じて増幅した出力を対応する列信号線に印加する列対応電圧印加手段とを具備してもよい。これにより、1つの電圧出力手段から複数の列信号線に対して同時に電圧を印加するという作用をもたらす。 Further, according to the first aspect, one set of voltage output means for outputting a predetermined voltage value and one set corresponding to each column signal line are provided, and according to the predetermined voltage value output from the voltage output means. Column corresponding voltage applying means for applying the amplified output to the corresponding column signal line. This brings about the effect that a voltage is simultaneously applied to a plurality of column signal lines from one voltage output means.
また、この第1の側面において、上記電圧出力手段は、設定に応じて、出力すべき上記所定電圧値を変更するように構成してもよい。これにより、設定に応じて上記所定電圧値を変更することで列信号線にてクランプされる電位を変更するという作用をもたらす。 In the first aspect, the voltage output means may be configured to change the predetermined voltage value to be output according to a setting. This brings about the effect that the potential clamped by the column signal line is changed by changing the predetermined voltage value according to the setting.
本発明によれば、太陽黒点補正、及び行選択信号出力の休止期間における列信号線の電圧降下が解消され、より高品質、高性能な固体撮像装置を得ることができる。また、このための構成としては非常に簡易であるために回路規模の拡大も避けることができる。 According to the present invention, the sun drop correction and the voltage drop of the column signal line during the rest period of the row selection signal output are eliminated, and a higher quality and higher performance solid-state imaging device can be obtained. Further, since the configuration for this is very simple, it is possible to avoid an increase in circuit scale.
以下、本発明を実施するための形態(以下、実施の形態と称する)について説明する。説明は以下の順序により行う。
1.第1の実施の形態(イメージセンサ:太陽黒点補正回路と電圧降下防止回路とを統合して備える例)
2.変形例
Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described. The description will be made in the following order.
1. First embodiment (image sensor: an example in which a sunspot correction circuit and a voltage drop prevention circuit are integrated)
2. Modified example
<1.第1の実施の形態>
[本発明の実施の形態の基となるイメージセンサの構成例]
図1は、本発明の実施の形態の基となるイメージセンサ(固体撮像装置)の一構成例を示している。一般に、イメージセンサに採用される素子としては、例えばCCD(Charge Coupled Device)センサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどを挙げることができる。本発明の実施の形態では、CMOSセンサを採用しているものとする。
<1. First Embodiment>
[Configuration Example of Image Sensor as a Base of the Embodiment of the Present Invention]
FIG. 1 shows a configuration example of an image sensor (solid-state imaging device) that is a basis of an embodiment of the present invention. In general, examples of an element employed in an image sensor include a charge coupled device (CCD) sensor and a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) sensor. In the embodiment of the present invention, it is assumed that a CMOS sensor is employed.
図1に示すイメージセンサ100は、画素アレイ110、行走査回路120、カラムADC部130、参照信号生成回路150、タイミング制御回路160、列走査回路170、バッファアンプ180およびデータ出力線190を備える。また、太陽黒点補正回路200および列信号線113−1乃至3ごとに対応する列単位電圧印加回路210−1乃至3を備える。
The image sensor 100 shown in FIG. 1 includes a pixel array 110, a
画素アレイ110は、例えば1つのチップ(半導体基板)上に形成されるが、図1において示される画素アレイ110以外の上記各部位、回路等も、画素アレイ110と同じチップ上に集積されるようにして形成される。 The pixel array 110 is formed on, for example, a single chip (semiconductor substrate). However, the above-described portions, circuits, and the like other than the pixel array 110 shown in FIG. 1 are also integrated on the same chip as the pixel array 110. Formed.
画素アレイ110においては、多数の画素111がn行×m列によるマトリクス状(行列状)に配列される。この図においては、2行×3列(n=2、m=3)による6つの画素111を配列した態様を示しているが、これは、図示による説明を分かりやすくするための便宜であり、実際には、例えば数百万またはそれ以上の多数の画素111がマトリクス状に配列される。 In the pixel array 110, a large number of pixels 111 are arranged in a matrix (matrix) with n rows × m columns. In this figure, an aspect in which six pixels 111 of 2 rows × 3 columns (n = 2, m = 3) are arranged is shown, but this is for convenience of explaining the illustration. Actually, a large number of pixels 111 of, for example, several million or more are arranged in a matrix.
画素アレイ110における行方向、すなわち水平方向に沿った画素111の配列において、まず、第1行に配列される3つの画素111の各々に対しては、行走査回路120から引き出される行信号線112−1が接続される。行信号線112−1は、例えば実際には、図示するようにして、行選択信号SEL1、リセット信号RST1および転送ゲート信号TRG1ごとに対応した3つの信号線の組から成る。同様に、次の第2行に配列される画素111のそれぞれに対しても、行走査回路120から引き出される行信号線112−2が接続される。行信号線112−2も、行選択信号SEL2、リセット信号RST2および転送ゲート信号TRG2ごとに対応した3つの信号線の組から成る。
In the arrangement of the pixels 111 in the row direction in the pixel array 110, that is, in the horizontal direction, first, for each of the three pixels 111 arranged in the first row, a row signal line 112 drawn from the
行走査回路120は、例えばシフトレジスタまたはデコーダなどにより形成され、画素アレイ110を行ごとに順次走査するものである。この行走査回路120は、例えば1水平走査期間ごとに対応して行信号線112−1乃至nのそれぞれから、順次、後述する所定タイミングで行選択信号SEL、リセット信号RSTおよび転送ゲート信号TRGを出力させる。これにより、例えば1フレーム期間に対応して第1行から最終行までを順次走査する。すなわち、行単位で垂直方向に走査する、行順次走査が行われる。なお、行走査回路120からの上記の信号出力タイミングは、タイミング制御回路160の制御により設定される。
The
また、画素アレイ110における列(垂直)方向の画素111の配列において、第1列に配列される画素111各々に対しては、列(垂直)信号線113−1が共通に接続される。同様に、残る第2列、第3列においても、各列に配列される画素111のそれぞれに対して、列信号線113−2、113−3が共通に接続される。列信号線113−1乃至3の各一端は2つに分岐され、一方の分岐は、電流源ISを介してグランドと接続される。また、他方の分岐は、コンパレータ141−1乃至3の一方の入力端子に対して接続される。 In the array of pixels 111 in the column (vertical) direction in the pixel array 110, a column (vertical) signal line 113-1 is commonly connected to each of the pixels 111 arranged in the first column. Similarly, in the remaining second column and third column, column signal lines 113-2 and 113-3 are commonly connected to the pixels 111 arranged in each column. One end of each of the column signal lines 113-1 to 113-1 is branched into two, and one branch is connected to the ground via the current source IS. The other branch is connected to one input terminal of each of the comparators 141-1 to 141-1.
カラムADC部130は、列信号線113−1乃至mから出力されるアナログの画素信号をデジタル形式の信号(撮像信号データ)に変換して出力するために設けられる。このカラムADC部130は、m本の列信号線に対応して、すなわち画素アレイを形成する列数mに対応して、m個の単位ADC140−1乃至mを備える。この図では、3本の列信号線113−1乃至3に対応して、3つの単位ADC140−1乃至3が示されている。
The
単位ADC140−1は、コンパレータ141−1とカウンタ142−1とを備えて成る。コンパレータ141−1の一方の入力端子には、第1列に対応する列信号線113−1が接続される。すなわち、コンパレータ141−1の一方の入力端子には、列信号線113−1に接続される画素111のうち、行走査回路120の行走査によって選択されている行の画素111からの画素信号Vxが入力される。また、コンパレータ141−1の他方の入力端子には、後述する参照信号生成回路150から出力される参照信号RAMPが入力される。コンパレータ141−1は、上記のようにして入力される画素信号Vxと参照信号RAMPの大小関係に応じてレベルが反転する信号を、カウンタ142−1に対して出力する。
The unit ADC 140-1 includes a comparator 141-1 and a counter 142-1. A column signal line 113-1 corresponding to the first column is connected to one input terminal of the comparator 141-1. That is, the pixel signal Vx from the pixel 111 in the row selected by the row scanning of the
カウンタ142−1は、例えばアップカウント動作とダウンカウント動作とを切り替えて実行可能な、アップ/ダウンカウンタとして構成される。カウンタ142−1は、例えばタイミング制御回路160から入力されるクロックに応じたカウント周期で、カウント動作を実行する。また、カウンタ142−1は、タイミング制御回路160の制御に応じたタイミングでアップカウントとダウンカウントを開始する。また、アップカウントとダウンカウントの終了は、コンパレータ141−1の出力が反転したタイミングに応じて設定される。また、カウンタ142−1は、アップカウント動作およびダウンカウント動作により得たカウント値をラッチする機能を有している。そして、この単位ADC140−1のカウンタ142−1は、ラッチしたカウント値をデータ出力線190に対して出力する。
The counter 142-1 is configured as an up / down counter that can be executed by switching between an up-count operation and a down-count operation, for example. For example, the counter 142-1 performs a count operation at a count cycle corresponding to a clock input from the
また、残る第2列と第3列に対応する単位ADC140−2と単位ADC140−3もそれぞれ、コンパレータ141−2およびカウンタ142−2と、コンパレータ141−3およびカウンタ142−3とを備える。コンパレータ141−2およびコンパレータ141−3は、コンパレータ141−1と同じ構成であり、カウンタ142−2およびカウンタ142−3も、カウンタ142−1と同じ構成である。 The unit ADC 140-2 and the unit ADC 140-3 corresponding to the remaining second column and third column also include a comparator 141-2 and a counter 142-2, and a comparator 141-3 and a counter 142-3, respectively. The comparator 141-2 and the comparator 141-3 have the same configuration as the comparator 141-1, and the counter 142-2 and the counter 142-3 have the same configuration as the counter 142-1.
このようにカラムADC部130は、m個の単位ADC140−1乃至mが、画素アレイ110の画素配列における第1列乃至第m列ごとに対応して設けられた上で、例えば参照信号RAMPの信号線が並列に接続される、列並列の形態を採っている。
As described above, the
列走査回路170は、例えば行走査回路120と同様にシフトレジスタまたはデコーダなどにより形成され、列ごとに対応した走査を行うものである。この列走査回路170は、タイミング制御回路160から出力される、列走査タイミング信号に応じたタイミングで、単位ADC140−1乃至m(図との対応ではm=3)の各カウンタ142−1乃至mの順に対して列走査信号を出力する。これにより、列順次走査が行われる。すなわち、選択行の画素を水平方向に走査する動作が行われる。この列順次走査が行われるタイミングに応じて、カウンタ142−1乃至mの順に、ラッチしているカウント値をデータ出力線190に対して出力する。なお、カウント値は、所定のビット数Nにより表現される。このようにして出力されるビット数Nのカウント値が、画素信号Vxをデジタル形式に変換した撮像信号データとなる。この撮像信号データは、バッファアンプ180を介してイメージセンサ100の外部に出力され、例えばここでは図示していない映像信号処理部などが取り込んで画像データを生成する。
The
タイミング制御回路160は、例えばここでは図示していないマスタークロックをイメージセンサ100の外部から入力し、このマスタークロックを基にして、所要のクロック、タイミング信号等を生成する。このようにして生成されたクロック、タイミング信号は、イメージセンサ100内のしかるべき部位に出力され、各部位の動作タイミングを決定する。
For example, the
参照信号生成回路150は、タイミング制御回路160のタイミング制御に応じて、例えば後述するタイミングで所定の傾きによるランプ波形となる参照信号RAMPを生成する。そして、参照信号RAMPを、単位ADC140−1乃至m内の各コンパレータ141−1乃至mの他方の入力端子に対して出力する。
The reference
太陽黒点補正回路200および列単位電圧印加回路210(210−1乃至m)は、後述する太陽黒点といわれる現象を解消するために設けられる回路部である。太陽黒点補正回路200は、タイミング制御回路160から出力されるタイミング信号PCSUNENに応じたタイミングで、予め設定された所定電圧値を、列単位電圧印加回路210−1乃至mに対して共通に出力する。列単位電圧印加回路210−1乃至mは、列信号線113−1乃至mごとに、オン/オフ設定トランジスタTR11および電圧印加トランジスタTR12を備えて形成される。
The
オン/オフ設定トランジスタTR11は、そのドレインが電源電圧Vddと接続され、そのソースが電圧印加トランジスタTR12のドレインと接続される。電圧印加トランジスタTR12のソースは、対応の列信号線113と接続される。
The drain of the on / off setting transistor TR11 is connected to the power supply voltage Vdd, and the source thereof is connected to the drain of the voltage application transistor TR12. The source of the voltage application transistor TR12 is connected to the corresponding
また、列信号線113−1乃至mごとに対応する各オン/オフ設定トランジスタTR11のゲートには、例えば行走査回路120から出力されるオン/オフ設定信号が共通に接続される。また、太陽黒点補正回路200から出力される電圧値は、列信号線113−1乃至mごとに対応する電圧印加トランジスタTR12のゲートに対して共通に印加されるようになっている。
For example, an on / off setting signal output from the
太陽黒点補正機能を有効とする場合には、行走査回路120からはオン/オフ設定トランジスタTR11をオンとするオン/オフ設定信号が出力され、電源電圧Vddが電圧印加トランジスタTR12に印加される状態となる。このときに、太陽黒点補正回路200から電圧印加トランジスタTR12のゲートに対して、予め設定した電圧値によるゲート電圧が印加される。これにより、対応の列信号線113には、ゲート電圧に応じて電圧印加トランジスタTR12が増幅動作を行って得られる電圧が印加される。この結果、列信号線113は所定電位でクランプされた状態が得られる。この列信号線113を所定電位でクランプする動作が、後述するようにして太陽黒点補正の動作となる。
When the sunspot correction function is enabled, an on / off setting signal for turning on / off setting transistor TR11 is output from
なお、例えば、イメージセンサ100の評価などを行うために太陽黒点補正機能を無効にしたい場合がある。また、動作モードによっては、太陽黒点補正を行う必要性のない場合がある。このような場合に、行走査回路120からオン/オフ設定トランジスタTR11をオフとするためのオン/オフ設定信号を出力し、電圧印加トランジスタTR12に対する電源電圧Vddの供給を停止させる。これにより、電圧印加トランジスタTR12から列信号線113に対して電圧は印加されなくなり、太陽黒点補正機能が無効化される。
For example, there are cases where it is desired to disable the sunspot correction function in order to evaluate the image sensor 100 or the like. Further, depending on the operation mode, it may not be necessary to perform sunspot correction. In such a case, an on / off setting signal for turning off the on / off setting transistor TR11 is output from the
[画素の構造例]
図2は、画素111の構造例を、その等価回路により示している。この図に示す画素111は、フォトダイオードPD、転送トランジスタTR1、リセットトランジスタTR2、増幅トランジスタTR3を有している。
[Example of pixel structure]
FIG. 2 shows a structural example of the pixel 111 by an equivalent circuit thereof. A pixel 111 shown in this figure includes a photodiode PD, a transfer transistor TR1, a reset transistor TR2, and an amplification transistor TR3.
フォトダイオードPDは光電変換が行われる部位であって、受光光量に応じた電流が流れる。フォトダイオードPDのアノードはグランドに接続され、そのカソードは転送トランジスタTR1のドレインと接続される。また、転送トランジスタTR1のゲートには、転送ゲート信号TRGの信号線が接続される。転送トランジスタTR1のソースは、リセットトランジスタTR2のソースと、増幅トランジスタTR3のゲートとの接続点に対して接続される。この接続点は信号電荷を蓄積する容量であるフローティングディフュージョンFDとして形成される。また、リセットトランジスタTR2のドレインには行選択信号SELの信号線が接続され、そのゲートには、リセット信号RSTの信号線が接続される。また、増幅トランジスタTR3のドレインは電源電圧Vddと接続され、そのソースは列信号線113と接続される。増幅トランジスタTR3は、フローティングディフュージョンFDに得られている電位を増幅して列信号線113に出力する。
The photodiode PD is a portion where photoelectric conversion is performed, and a current corresponding to the amount of received light flows. The anode of the photodiode PD is connected to the ground, and the cathode is connected to the drain of the transfer transistor TR1. A signal line for the transfer gate signal TRG is connected to the gate of the transfer transistor TR1. The source of the transfer transistor TR1 is connected to the connection point between the source of the reset transistor TR2 and the gate of the amplification transistor TR3. This connection point is formed as a floating diffusion FD which is a capacitor for accumulating signal charges. Further, the signal line of the row selection signal SEL is connected to the drain of the reset transistor TR2, and the signal line of the reset signal RST is connected to the gate thereof. The drain of the amplification transistor TR3 is connected to the power supply voltage Vdd, and the source thereof is connected to the
[イメージセンサの動作例]
図3のタイミングチャートは、図1および図2に示した構成のイメージセンサ100の動作例を示している。なお、図3は、イメージセンサ100としての最も基本的な動作を説明する便宜上、太陽黒点補正回路200および列単位電圧印加回路210(210−1乃至m)による太陽黒点補正動作を無効とした場合の動作例を示している。
[Operation example of image sensor]
The timing chart of FIG. 3 shows an operation example of the image sensor 100 having the configuration shown in FIGS. 3 shows the case where the sunspot correction operation by the
この図では、時点t0において水平同期信号HSYNCのパルスが立ち上がり、時点t6に至って次の水平同期信号HSYNCのパルスが立ち上がるまでの期間が第1行走査期間となる。第1行走査期間は、図1の画素アレイ110における第1行の画素111に対応した1水平走査期間となる。 In this figure, the period from the time t0 when the pulse of the horizontal synchronization signal HSYNC rises to the time t6 until the next pulse of the horizontal synchronization signal HSYNC rises is the first row scanning period. The first row scanning period is one horizontal scanning period corresponding to the first row of pixels 111 in the pixel array 110 of FIG.
この第1行走査期間において、先ず、行走査回路120は、時点t0の直後のタイミングとなる時点t1にて行選択信号SEL1をHレベルに立ち上げてリセットトランジスタTR2のドレインに電圧を印加する。また、同じ時点t1においてはリセット信号RST1としてHレベルのリセットパルスを出力して、リセットトランジスタTR1にゲート電圧を印加する。これにより、リセットトランジスタTR1は、時点t1乃至t2のリセットパルス出力期間においてオン状態となって、増幅トランジスタTR3のゲート、すなわちフローティングディフュージョンFDに電圧を印加する。この時点t1乃至t2の期間における電圧印加により、フローティングディフュージョンFDにて蓄積された電荷により得られる電位はリセットレベルとなる。このリセットレベルは、例えばリセットパルス出力後の時点t2以降から安定し、転送ゲート信号TRG1が出力される時点t3まで保持される。従って、第1行走査期間において、時点t1乃至t3の期間はリセット期間となる。このリセット期間においては、増幅トランジスタTR3は、このリセットレベルの電位を増幅して列信号線113に出力する。なお、時点t2以降において得られるリセットレベルの理想としては、例えば画素信号Vxにおいて波線で示すものとなる。
In the first row scanning period, first, the
次に、時点t3に至ると、行走査回路120は、転送ゲート信号TRG1としてのゲートパルスを出力する。このゲートパルスの印加により転送トランジスタTR1はオンとなって、フォトダイオードPDでの受光量に応じて蓄積された電荷に応じた電流が流れる。これにより、フローティングディフュージョンFDには、受光量に応じた電位が発生し、対応する列信号線113に得られる画素信号Vxとしても、これまでのリセット電位から、受光量に応じた電位に変化する。この受光量に応じた電位を列信号線113に出力する期間、すなわち信号出力期間は、例えば時点t4に至るまで継続される。
Next, at time t3, the
そして、時点t4に至って信号出力期間を終了すると、時点t4乃至t5の期間により、再度、リセット信号RST1としてのリセットパルスが出力される。そして、このリセットパルスがHレベルに立ち上がっている状態の時点t4−1において、行選択信号SEL1をLレベルに切り替える。これにより、時点t4−1においては、フローティングディフュージョンFDの電位、すなわち増幅トランジスタTR3のゲート電圧が、Lレベルに初期化される。 When the signal output period ends at time t4, a reset pulse as the reset signal RST1 is output again during the period from time t4 to time t5. The row selection signal SEL1 is switched to the L level at time t4-1 when the reset pulse rises to the H level. Thereby, at time t4-1, the potential of the floating diffusion FD, that is, the gate voltage of the amplification transistor TR3 is initialized to the L level.
ここで、第1行走査期間に対応する単位ADC140の動作について説明しておく。先ず、参照信号生成回路150は、参照信号RAMPとして、例えば時点t2乃至t3の期間と、時点t3乃至t4における所定期間とのそれぞれに対応して、初期レベルから一定の傾きにより減衰していくランプ波形を生成する。つまり、1つの行走査期間において、リセット期間と信号出力期間とのそれぞれに対応してランプ波形となる参照信号RAMPを生成する。
Here, the operation of the unit ADC 140 corresponding to the first row scanning period will be described. First, the reference
一方、単位ADC140内においてカウンタ142は、例えば時点t2に対応したタイミングでダウンカウントを開始する。そして、時点t3に至るまでの間において、
参照信号RAMPのランプ波形が、画素信号Vxよりも小さくなってコンパレータ141の出力が反転したとする。これに応じたタイミングでカウンタ142はダウンカウントを停止し、そのときのカウント値を保持する。
On the other hand, in the unit ADC 140, the counter 142 starts down-counting at a timing corresponding to the time point t2, for example. And until the time t3,
It is assumed that the ramp waveform of the reference signal RAMP is smaller than the pixel signal Vx and the output of the comparator 141 is inverted. The counter 142 stops down-counting at a timing according to this, and holds the count value at that time.
次に、カウンタ142は、時点t3から所定時間を経過して画素信号Vxが信号レベルで安定したとみてよいタイミングで、先のダウンカウントにより保持していたカウント値からアップカウントを開始する。そして、時点t4に至るまでの間において、参照信号RAMPのランプ波形が、画素信号Vxよりも小さくなってコンパレータ141の出力が反転したタイミングでアップカウントを停止し、そのときのカウント値を保持する。このときに保持しているカウント値が、受光量に応じた信号レベルをデジタル値に変換したものとして扱われる。 Next, the counter 142 starts up-counting from the count value held by the previous down-counting at a timing when the pixel signal Vx may be considered to have stabilized at the signal level after a lapse of a predetermined time from the time point t3. Until the time point t4, the up-count is stopped at the timing when the ramp waveform of the reference signal RAMP becomes smaller than the pixel signal Vx and the output of the comparator 141 is inverted, and the count value at that time is held. . The count value held at this time is treated as a signal level corresponding to the amount of received light converted to a digital value.
そして、上記のようにしてダウンカウントとアップカウントとを併用してカウント値を得るというA/D変換動作は、CDS(Correlated Double Sampling;相関2重サンプリング)の動作となる。このCDSの動作によっては、受光量に応じた信号成分とリセット成分とからなる総合レベルを求めたうえで、この総合レベルから、リセット成分を減算しているものとみることができる。リセット成分には、例えば単位ADC140のオフセット成分や画素111のばらつきによる変動成分が含まれる。従って、単位ADC140にてA/D変換された画素信号レベルは、上記のオフセット成分や変動成分がキャンセルされた、受光量に対して忠実な値が得られている。 Then, the A / D conversion operation for obtaining the count value by using both the down-counting and the up-counting as described above is a CDS (Correlated Double Sampling) operation. Depending on the operation of this CDS, it can be considered that the total level composed of the signal component and the reset component corresponding to the amount of received light is obtained, and the reset component is subtracted from this total level. The reset component includes, for example, an offset component of the unit ADC 140 and a fluctuation component due to variations in the pixels 111. Therefore, the pixel signal level subjected to A / D conversion by the unit ADC 140 has a value faithful to the received light amount in which the offset component and the fluctuation component are canceled.
次の水平同期信号HSYNCが得られた時点t6乃至t12の期間は、第2行走査期間となる。第2行走査期間においては、時点t7乃至t11のそれぞれにおいて、先の第1行走査期間における時点t1乃至t5と同じタイミングで、行選択信号SEL2、リセット信号RST2および転送ゲート信号TRG2が出力される。これにより、第2行を形成する各列の画素ごとに対応して、上記第1行の場合と同様の動作が得られる。 The period from time t6 to t12 when the next horizontal synchronization signal HSYNC is obtained is the second row scanning period. In the second row scanning period, the row selection signal SEL2, the reset signal RST2, and the transfer gate signal TRG2 are output at the same timings as the time points t1 to t5 in the previous first row scanning period at time points t7 to t11. . Thereby, the same operation as that in the case of the first row is obtained corresponding to each pixel of each column forming the second row.
[太陽黒点現象について]
ところで、例えば図2に示すような画素構造を有する図1のイメージセンサでは「太陽黒点」といわれる現象が発生することが分かっている。例えば、太陽光などを直接撮像したことにより非常に強い光が画素111に照射されたとする。すると、リセットレベルやフォトダイオードPDからの電流に応じた正常な電荷だけではなく、フォトダイオードPD以外の構造部分において不要な光電変換の現象が生じる。そして、この不要な光電変換により発生した電荷がフローティングディフュージョンFDから増幅トランジスタTR3を介して列信号線113に漏れ出すようにして出力される。この結果、例えば図3の期間T1において、列信号線113の画素信号Vxとして現れる電位が一時的に降下してしまうという現象を生じる。
[About sunspot phenomenon]
By the way, it is known that a phenomenon called “sun sunspot” occurs in the image sensor of FIG. 1 having a pixel structure as shown in FIG. For example, it is assumed that the pixel 111 is irradiated with very strong light by directly capturing sunlight or the like. Then, not only a normal charge according to the reset level and the current from the photodiode PD, but also an unnecessary photoelectric conversion phenomenon occurs in a structural part other than the photodiode PD. Then, the electric charge generated by this unnecessary photoelectric conversion is output from the floating diffusion FD to leak to the
図3の期間T1は、例えばリセット期間内に含まれる期間である。そして、期間T1における画素信号Vxは、先にも述べたように、理想的には波線で示すようなレベルを維持する。しかし、上記のようにして強い光が照射された場合には、図3の期間T1における画素信号Vxは、例えば実線で示すように時点t3以降の信号出力期間と同等程度にまでそのレベルが低下する。 A period T1 in FIG. 3 is a period included in the reset period, for example. Then, as described above, the pixel signal Vx in the period T1 ideally maintains a level as indicated by a wavy line. However, when intense light is irradiated as described above, the level of the pixel signal Vx in the period T1 in FIG. 3 decreases to the same level as the signal output period after the time point t3, for example, as shown by the solid line. To do.
このようにしてリセット期間におけるリセット成分と信号出力期間における信号成分とのレベル差が小さくなれば、ADC部130のCDSによるA/D変換の動作では、非常に小さいレベルの撮像信号データを出力することになる。この撮像信号データを利用して生成される画像では、例えば撮像した太陽において黒点が存在するようにして見える。そこで、このような現象は太陽黒点といわれる。
When the level difference between the reset component in the reset period and the signal component in the signal output period becomes small in this way, in the A / D conversion operation by CDS of the
[太陽黒点補正の動作例]
図1に示すイメージセンサ100においては、上記の太陽黒点の現象を防止するために、太陽黒点補正回路200および列単位電圧印加回路210−1乃至mが設けられている。図4のタイミングチャートは、図3に示した基本動作に対して、太陽黒点補正の動作を与えた場合を示している。
[Example of sunspot correction operation]
In the image sensor 100 shown in FIG. 1, a
図4において、水平同期信号HSYNC、行選択信号SEL1、SEL2、リセット信号RST1、RST2、転送ゲート信号TRG1、TRG2のタイミングは、図3と同じになる。そのうえで、図4においては、タイミング信号PCSUNENが示されている。 In FIG. 4, the timings of the horizontal synchronization signal HSYNC, row selection signals SEL1, SEL2, reset signals RST1, RST2, and transfer gate signals TRG1, TRG2 are the same as in FIG. In addition, FIG. 4 shows a timing signal PCSUNEN.
太陽黒点補正回路200は、タイミング信号PCSUNENがHレベルのときに所定電圧値を出力するように構成されている。図4のタイミング信号PCSUNENは、例えば第1行走査期間においては時点t0乃至t3−1の期間においてHレベルとなっている。つまり、リセット期間の開始時点t0の直前から、終了時点t3の直後までの期間においてHレベルとなっている。すなわち、タイミング信号PCSUNENは、リセット期間が確実に含まれる期間において出力されるようになっている。
The
上記のようにしてタイミング信号PCSUNENが出力されることで、リセット期間(時点t1乃至t3)を含む時点t0乃至t3−1の期間において、列信号線113に対して一定値の電圧が印加されることになる。これにより、例えば時点t1からある程度の時間を経過した時点t2に至って電位が安定したときには、列信号線113におけるリセット電位は、所定レベルで一定にクランプされるようにして制御される。なお、このときのクランプレベルは、太陽黒点補正回路200の出力電圧、すなわち電圧印加トランジスタTR12のゲートに印加される電圧の値によって設定されることになる。この結果、期間T1(時点t2乃至t3)の画素信号Vxは、同じ図4に示すようにして、適切なリセットレベルを維持できる。なお、第2行走査期間においても、時点t6乃至t9−1の期間にわたってHレベルのタイミング信号PCSUNENが出力されることに応じて、時点t8から時点t9の期間T1において、同様に適切なリセットレベルを得ることができる。
By outputting the timing signal PCSUNEN as described above, a constant voltage is applied to the
このようにして太陽黒点補正回路200が動作することで、画素111に対して強い光が照射されても期間T1において画素信号Vxのレベルが低下することがなくなり、適切なリセットレベルを保つことができる。この結果、単位ADC140のそれぞれにおいて、正常なレベルの撮像信号データを出力することが可能になる。つまり、例えば太陽光を撮影したとしても、その撮影された画像において太陽黒点の現象が現れないようにすることができる。
By operating the
[行選択ブランク期間における画像信号の電圧降下について]
画素111は、図2にも示したように、いわゆる3トランジスタ構成となっている。すなわち、画素111は、その内部のトランジスタとして、転送トランジスタTR1、リセットトランジスタTR2、増幅トランジスタTR3の3つを有する構成である。なお、3トランジスタ以外の構成としては、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅トランジスタに対して、さらに、例えば行単位に対応して画素を選択するための行選択トランジスタを備える、4トランジスタ構成も知られている。
[Voltage drop of image signal during row selection blank period]
As shown in FIG. 2, the pixel 111 has a so-called three-transistor configuration. That is, the pixel 111 includes three transistors, that is, a transfer transistor TR1, a reset transistor TR2, and an amplification transistor TR3. As a configuration other than three transistors, a four-transistor configuration including a row selection transistor for selecting a pixel corresponding to a row unit, for example, in addition to a transfer transistor, a reset transistor, and an amplification transistor is also known. Yes.
図2に示したような3トランジスタ構成では、その構造上、例えば前の行と後の行とで行選択タイミングが重複するのを避ける必要がある。この重複が生じないことを保証するために、1つの行に対応する行選択信号と、これに続く次の行に対応する行選択信号との間には休止期間(行選択ブランク期間)を設定している。具体的には、例えば図3、図4のタイミングチャートにおいて、第1行を選択するための行選択信号SEL1は、時点t4−1においてHレベルからLレベルに立ち下がっている。次に、第2行を選択するための行選択信号SEL2は、時点t4−1から期間T2として示す時間を経過した時点t7においてHレベルに立ち上がっている。この行選択信号の出力がLレベルの状態となる時点t4−1乃至t7までによる期間が、行選択ブランク期間T2である。 In the three-transistor configuration as shown in FIG. 2, it is necessary to avoid that the row selection timing is duplicated between the previous row and the subsequent row, for example. In order to guarantee that this overlap does not occur, a pause period (row selection blank period) is set between the row selection signal corresponding to one row and the row selection signal corresponding to the next row following this. is doing. Specifically, for example, in the timing charts of FIGS. 3 and 4, the row selection signal SEL1 for selecting the first row falls from the H level to the L level at time t4-1. Next, the row selection signal SEL2 for selecting the second row rises to the H level at the time t7 when the time indicated as the period T2 has elapsed from the time t4-1. A period from time t4-1 to t7 when the output of the row selection signal is in the L level is a row selection blank period T2.
先の図3および図4のタイミングチャートでは、イメージセンサ100の基本的な動作および太陽黒点補正の動作を説明する便宜上、この行選択ブランク期間T2が設定されることに応じて発生する動作の不具合については示してはいなかった。しかし、実際においては、行選択ブランク期間T2の存在によって、列信号線113の電圧を降下させるという好ましくない動作を生じる。
In the timing charts of FIG. 3 and FIG. 4 described above, for the sake of convenience in explaining the basic operation of the image sensor 100 and the sunspot correction operation, the malfunction of the operation that occurs in response to the setting of the row selection blank period T2 is described. Was not shown. However, in reality, the presence of the row selection blank period T2 causes an undesirable operation of lowering the voltage of the
図5のタイミングチャートにより、この行選択ブランク期間T2に応じた電圧降下の動作について説明する。なお、図5においては、行選択ブランク期間に対応した動作を分かりやすく説明することの便宜上、太陽黒点補正を行っていない場合の動作を示している。 With reference to the timing chart of FIG. 5, the operation of the voltage drop corresponding to the row selection blank period T2 will be described. In FIG. 5, for the sake of convenience of explaining the operation corresponding to the row selection blank period, the operation when the sunspot correction is not performed is shown.
これまでの画素111の動作説明からも理解されるように、行選択ブランク期間T2は、画素アレイ110におけるどの行の画素に対しても行選択信号SELが印加されておらず、従ってリセットトランジスタTR2はオフになっている。さらに、このときには転送ゲート信号TRGもLレベルであるために、転送トランジスタTR1もオフ状態にある。従って、行選択ブランク期間T2においては、いずれの行の画素111からも列信号線113に対して信号を出力していない。
As understood from the description of the operation of the pixel 111 so far, in the row selection blank period T2, the row selection signal SEL is not applied to the pixels in any row in the pixel array 110, and accordingly, the reset transistor TR2 Is turned off. Further, since the transfer gate signal TRG is also at the L level at this time, the transfer transistor TR1 is also in the off state. Therefore, no signal is output from the pixel 111 in any row to the
このために、実際の行選択ブランク期間T2においては、列信号線113に接続される電流源ISが電流を引き込むことになり、結果として、図5の行選択ブランク期間T2(時点t2乃至t7)として示すように画素信号Vxの電位が降下する。ここでは、本来の画素信号Vxの電圧値と、実際に降下した電圧との電位差をΔVdにより表している。
Therefore, in the actual row selection blank period T2, the current source IS connected to the
例えば、第2行走査期間において行選択信号SEL2がHレベルに立ち上がる時点t7のときには、画素信号Vxは、先に図3、図4に示したように、時点t4以前のレベルをほぼ維持している必要がある。しかし、上記図5の行選択ブランク期間T2(時点t2乃至t7)のようにして電圧降下が発生すると、実際においては、時点t7に至ったときに、上記の必要レベルに復帰することができない。図5においては、例えば時点t7から期間T3を経過した時点t7−1において必要レベルに復帰した状態を示している。このために、例えば第2行以降の行走査期間においては、この行選択ブランク期間T2による電圧降下と,降下した電圧の復帰に要する時間を考慮して画素駆動のタイミングを設定する必要が生じる。 For example, at the time t7 when the row selection signal SEL2 rises to the H level in the second row scanning period, the pixel signal Vx substantially maintains the level before the time t4 as shown in FIGS. Need to be. However, if a voltage drop occurs during the row selection blank period T2 (time points t2 to t7) in FIG. 5, in fact, when the time point t7 is reached, the required level cannot be restored. FIG. 5 shows a state in which, for example, the state has returned to the required level at time t7-1 after a period T3 has elapsed from time t7. For this reason, for example, in the row scanning period after the second row, it is necessary to set the pixel driving timing in consideration of the voltage drop due to the row selection blank period T2 and the time required to recover the dropped voltage.
具体的には、図5の場合、第2行走査期間の時点t7−1においてリセット信号RST2のリセットパルスを出力させている。なお、時点t7−1は、行選択信号SEL2がHレベルに立ち上がる時点t7から期間T3を経過したタイミングとなる。そして、時点t7−1から期間T11を経過した時点t9において転送ゲート信号TRG2のゲートパルスを立ち上げる。さらに、時点t9から期間T12を経過した時点t10に至ると、この時点t10から時点t11までの期間にわたり、再度、リセット信号RST2のリセットパルスを出力させる。また、時点t10から時点t11の期間内において行選択信号SEL2をLレベルに反転させている。 Specifically, in the case of FIG. 5, the reset pulse of the reset signal RST2 is output at time t7-1 in the second row scanning period. Note that the time point t7-1 is the timing when the period T3 has elapsed from the time point t7 when the row selection signal SEL2 rises to the H level. Then, the gate pulse of the transfer gate signal TRG2 is raised at time t9 when the period T11 has elapsed from time t7-1. Further, when reaching the time point t10 after the passage of the period T12 from the time point t9, the reset pulse of the reset signal RST2 is output again over the period from the time point t10 to the time point t11. Further, the row selection signal SEL2 is inverted to the L level during the period from the time point t10 to the time point t11.
ここで、上記の期間T11は、リセット期間に対応したリセット信号RSTのリセットパルスの出力開始時点から、転送ゲート信号TRGのゲートパルスの出力開始時点に至るまでの期間として、各行走査期間において同じ時間長が設定される。同様に、期間T12は、転送ゲート信号TRGのパルス出力を開始してから2回目のリセットパルスの出力を開始させるまでの期間として、各行走査期間において同じ時間長が設定される。そのうえで期間T3が設定されるため、第2行走査期間は、第1行走査期間よりも期間T3に応じた時間だけ長い期間が設定される。そして、このような行走査期間の延長設定は、1フレーム期間における第2行以降から最終行までの行走査期間のそれぞれについて行うべきものとなる。この結果、1フレーム期間の時間もその分延長されることになるが、これは、例えばフレームレートを低下させることにつながる。 Here, the above-described period T11 is the same period in each row scanning period as a period from the output start time of the reset pulse of the reset signal RST corresponding to the reset period to the output start time of the gate pulse of the transfer gate signal TRG. The length is set. Similarly, in the period T12, the same time length is set in each row scanning period as a period from the start of the pulse output of the transfer gate signal TRG to the start of the output of the second reset pulse. In addition, since the period T3 is set, the second row scanning period is set longer than the first row scanning period by a time corresponding to the period T3. Such extension setting of the row scanning period should be performed for each of the row scanning periods from the second row to the last row in one frame period. As a result, the time of one frame period is also extended accordingly, which leads to a decrease in the frame rate, for example.
図6のタイミングチャートは、上記図5に示した行選択ブランク期間の電圧降下を原因とするタイミング遅延に、先に図4に示した太陽黒点補正を組み合わせたときの動作を示している。この図に示されるように、第2行走査期間においては、タイミング信号PCSUNENは、時点t6乃至t9−1の期間によりHレベルにより出力されている。これにより、例えば時点t8乃至t9に対応する期間T1における画素信号Vxとしては、適切なリセットレベルが維持されてはいる。しかし、時点t4−1乃至t7に対応する行選択ブランク期間において、画素信号VxはΔVdの電位差分により降下する。このため、画素信号Vxが必要レベルに復帰するまでの待機のための期間T3を設定する必要があり、結果として、第2行走査期間は、第1行走査期間よりも期間T3の時間分だけ長く設定しなければならない。 The timing chart of FIG. 6 shows an operation when the sun delay correction shown in FIG. 4 is combined with the timing delay caused by the voltage drop in the row selection blank period shown in FIG. As shown in this figure, in the second row scanning period, the timing signal PCSUNEN is output at the H level during the period from the time point t6 to t9-1. Thus, for example, an appropriate reset level is maintained as the pixel signal Vx in the period T1 corresponding to the time points t8 to t9. However, in the row selection blank period corresponding to the times t4-1 to t7, the pixel signal Vx drops due to the potential difference of ΔVd. For this reason, it is necessary to set a period T3 for waiting until the pixel signal Vx returns to the required level. As a result, the second row scanning period is equal to the time period T3 than the first row scanning period. Must be set longer.
[行選択ブランク期間の電圧降下防止に対応するイメージセンサの構成例]
上記のような行選択ブランク期間T2における画素信号Vxの電圧降下を防止するためのイメージセンサ100Aの構成例を、図7に示す。なお、この図において、図1と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
[Configuration example of image sensor for preventing voltage drop during row selection blank period]
FIG. 7 shows a configuration example of the image sensor 100A for preventing the voltage drop of the pixel signal Vx in the row selection blank period T2 as described above. In this figure, the same parts as those in FIG.
図7に示すイメージセンサ100Aに対しては、電圧降下防止回路220が、例えば外付け回路として付加される。また、イメージセンサ100Aにおいては、電圧降下防止回路220を設けたことに対応して、列単位電圧印加回路230−1乃至m(図との対応ではm=3となる)が追加される。列単位電圧印加回路230−1乃至mは、列単位電圧印加回路210と同様に、オン/オフ設定トランジスタTR21と電圧印加トランジスタTR22から成る回路部であり、列信号線113−1乃至mごとに対応して設けられる。オン/オフ設定トランジスタTR21のドレインは電源電圧Vddと接続され、そのソースは、電圧印加トランジスタTR22のドレインに接続される。電圧印加トランジスタTR22のソースは、対応する列信号線113と接続される。また、オン/オフ設定トランジスタTR21のゲートに対しては、行走査回路120から引き出されたオン/オフ設定信号の信号線が共通に接続される。電圧印加トランジスタTR22のゲートには、電圧降下防止回路220から出力される所定値の電圧がゲート電圧として印加される。
For the image sensor 100A shown in FIG. 7, a voltage
電圧降下防止回路220は、タイミング制御回路160から出力されるタイミング信号VCLENに従ったタイミングで、予め設定された電圧値を、列単位電圧印加回路230−1乃至mの各電圧印加トランジスタTR22のゲートに印加する。これにより、電圧降下防止回路220から電圧が出力されている期間は、その出力される電圧値(ゲート電圧)に応じた所定レベルで画素信号Vxの電位がクランプされる状態を得ることができる。
The voltage
そして、この場合のタイミング制御回路160は、例えば図6との対応では、行選択ブランク期間T2(時点t4−1乃至t7)を含む所定期間にわたって、タイミング信号VCLENを出力する。このタイミング信号VCLENが出力される期間において、列単位電圧印加回路230−1乃至mのそれぞれは、対応する列信号線に対して所定値による電圧を印加する。これにより、行選択ブランク期間T2における画素信号Vxは所定レベルでクランプされることになり、ΔVdの電位差による降下は生じない。従って、行選択ブランク期間T2を経過して時点t7に至ったときには、画素信号Vxとして必要レベルが得られている状態とすることが可能になる。この結果、レベル復帰を待機するための期間T3を設定する必要がなく、例えば実際においても、先に図4に示したようなタイミングで画素を駆動することができる。すなわち、第2行走査期間以降も、第1行走査期間と同じ時間長を設定できることになり、先に述べたフレームレートの低下は避けられる。
In this case, for example, in correspondence with FIG. 6, the
ただし、図7に示したイメージセンサ100Aの構成では、例えば図1に示したイメージセンサ100の構成に対して、電圧降下防止回路220が外付けで付加されるために、それだけ回路規模が拡大し、構成も複雑になってしまう。また、電圧降下防止回路220を付加したことに応じては、イメージセンサ100Aにおいても、列単位電圧印加回路230−1乃至mを追加して形成しなければならない。さらに、タイミング制御回路160についても、電圧降下防止回路220からの電圧出力タイミングを制御するためのタイミング信号VCLENを出力可能なように構成する必要がでてくる。
However, in the configuration of the image sensor 100A shown in FIG. 7, for example, the voltage
このようにして、イメージセンサ100Aに電圧降下防止回路220が付加される図7の構成は、例えば、図1などと比較すると、回路構成が複雑化し、回路規模も拡大している。また、イメージセンサ100Aとしてのプロセス、構造も複雑化して大きな変更が必要になる。
In this way, the configuration of FIG. 7 in which the voltage
[第1の実施の形態としてのイメージセンサの構成例]
そこで、本発明の第1の実施の形態としては、イメージセンサとしてできるだけ簡易な構成をとりながらも、太陽黒点補正および行選択ブランク期間での電圧降下の防止が有効に行われる構成を提案する。
[Configuration Example of Image Sensor as First Embodiment]
Therefore, as a first embodiment of the present invention, a configuration is proposed in which the sunspot correction and the prevention of voltage drop in the row selection blank period are effectively performed while taking the simplest possible configuration as an image sensor.
図8は、本発明の第1の実施の形態としてのイメージセンサ100Bの構成例を示している。なお、この図において、図1および図7と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。また、画素111は、図2と同様の構造を有する。 FIG. 8 shows a configuration example of the image sensor 100B as the first embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. 1 and FIG. The pixel 111 has a structure similar to that shown in FIG.
この図8に示されるイメージセンサ100Bにおいては、太陽黒点補正/電圧降下防止回路240が備えられる。この太陽黒点補正/電圧降下防止回路240は、以降の説明から理解されるように、図1および図7に示した太陽黒点補正回路200と、図7に示した電圧降下防止回路220との2つの機能を統合したものとなる。また、太陽黒点補正/電圧降下防止回路240が備えられることに対応して、列信号線113−1乃至mごとに、列単位電圧印加回路210−1乃至m(図との対応ではm=3となる)が備えられることになる。
The image sensor 100B shown in FIG. 8 includes a sunspot correction / voltage
なお、行選択信号SEL1乃至SELn(図との対応ではn=2)を出力する行走査回路120の構成が、特許請求の範囲に記載の行選択手段の一例となる。また、リセットトランジスタTR2を備える画素111の構成と、行走査回路120としてリセット信号RST1乃至RSTnを出力する構成との組み合わせが、特許請求の範囲に記載のリセット手段の一例となる。また、転送トランジスタTR1を備える画素111の構成と、行走査回路120として転送ゲート信号TRG1乃至TRGnを出力する構成との組み合わせが、特許請求の範囲に記載の受光信号出力手段の一例となる。また、太陽黒点補正/電圧降下防止回路240と、列単位電圧印加回路210−1乃至mとの組み合わせから成る構成は、特許請求の範囲に記載の電圧印加手段の一例となる。また、太陽黒点補正/電圧降下防止回路240は、特許請求の範囲に記載の電圧出力手段の一例となり、列単位電圧印加回路210−1乃至mは、特許請求の範囲に記載の列対応電圧印加手段の一例となる。また、後述する図10に示すタイミングでタイミング信号PCSUNENを出力するタイミング制御回路160が、特許請求の範囲に記載のタイミング制御手段の一例となる。
The configuration of the
[太陽黒点補正/電圧降下防止回路の構成例]
図9の回路図は、太陽黒点補正/電圧降下防止回路240の回路構成例を示している。この図に示される太陽黒点補正/電圧降下防止回路240は、抵抗R0乃至Rn、スイッチSW1乃至SWn、バイアス設定回路241から成る。
[Configuration example of sunspot correction / voltage drop prevention circuit]
The circuit diagram of FIG. 9 shows a circuit configuration example of the sunspot correction / voltage
抵抗R0乃至Rnは、それぞれが所定の抵抗値を有し、図示するようにして直列接続されて電源電圧Vddとグランドの間に挿入される。また、これらの抵抗R0乃至Rnの直列接続における各接続点に対して、それぞれ、スイッチSW1乃至SWnの一端を接続している。スイッチSW1乃至SWnは、オン/オフスイッチであり、それぞれの他端は、列単位電圧印加回路210−1乃至mの各電圧印加トランジスタTR12のゲートに対して共通に接続される。 The resistors R0 to Rn each have a predetermined resistance value, are connected in series as shown in the figure, and are inserted between the power supply voltage Vdd and the ground. One end of each of the switches SW1 to SWn is connected to each connection point in the series connection of the resistors R0 to Rn. The switches SW1 to SWn are on / off switches, and the other ends of the switches SW1 to SWn are commonly connected to the gates of the voltage application transistors TR12 of the column-unit voltage application circuits 210-1 to 210-m.
バイアス設定回路241は、所定値による電圧を所定タイミングで電圧印加トランジスタTR12のゲートに対して出力するために設けられる。すなわち、バイアス設定回路241に対しては、タイミング制御回路160からのタイミング信号PCSUNENが入力される。バイアス設定回路241は、例えばタイミング信号PCSUNENがLレベルのときにはスイッチSW1乃至SWnの全てをオフとする。このとき、電圧印加トランジスタTR12は、そのゲートがオープンとなってオフの状態となるので、列信号線113に対して電圧は印加されない。
The
これに対して、バイアス設定回路241は、例えばタイミング信号PCSUNENがHレベルのときには、スイッチSW1乃至SWnのうち、予め指定された所定の1つのスイッチをオンとするように動作する。なお、指定のスイッチは、画素信号Vxのクランプ電位の最適値に対応して選択される。このようにしてスイッチがオンとなったとき、電圧印加トランジスタTR12のゲートに対しては、オンとされたスイッチに応じた分圧比により電源電圧Vddを分圧して得られる所定値の電圧が入力される。これにより電圧印加トランジスタTR12は、ゲート電圧について増幅した所定電圧を列信号線113に対して印加することになる。そして、このときの画素信号Vxとしては、対応の列信号線113に印加される電圧値に応じた所定電位でクランプされる状態が得られる。
On the other hand, the
[第1の実施の形態としてのイメージセンサの動作例]
図10のタイミングチャートは、本発明の第1の実施の形態として図8に示したイメージセンサ100Bの動作例を示している。比較として、先の図6のタイミングチャートにおいては、第2行走査期間に対応のタイミング信号PCSUNENは、その開始時点である時点t7においてHレベルに立ち上げることとしていた。これに対して、図10における第2行走査期間対応のタイミング信号PCSUNENは、例えば、1つ前の行走査期間である第1行走査期間内の時点t4−1にて立ち上がるようにしている。すなわち、この場合には、1つの行走査期間に対応するタイミング信号PCSUNENについて、これより1つ前の行走査期間において行選択信号SELの出力が停止されてLレベルとなる時点に対応したタイミングからHレベルに立ち上げることとしている。なお、タイミング信号PCSUNENがLレベルに反転するタイミングとしては、図6と図10のいずれも、同じ時点t9−1となっている。
[Operation Example of Image Sensor as First Embodiment]
The timing chart of FIG. 10 shows an operation example of the image sensor 100B shown in FIG. 8 as the first embodiment of the present invention. As a comparison, in the timing chart of FIG. 6, the timing signal PCSUNEN corresponding to the second row scanning period rises to the H level at time t7, which is the start time. On the other hand, the timing signal PCSUNEN corresponding to the second row scanning period in FIG. 10 rises, for example, at a time point t4-1 in the first row scanning period which is the previous row scanning period. That is, in this case, with respect to the timing signal PCSUNEN corresponding to one row scanning period, from the timing corresponding to the time when the output of the row selection signal SEL is stopped and becomes L level in the previous row scanning period. We are going to launch to H level. Note that the timing at which the timing signal PCSUNEN is inverted to the L level is the same time point t9-1 in both FIG. 6 and FIG.
上記のタイミングによりタイミング信号PCSUNENが出力されることで、列信号線113には、第1行走査期間の時点t4−1から第2行走査期間の時点t9−1までの期間にわたって所定電位が印加される状態が得られる。この結果、図10の行選択ブランク期間T2T2における画素信号Vxは、例えば図6に示したようにΔVdの電位差による降下を生じることがなく、例えば、所定のクランプ電位に至っていくようにして上昇する動作となる。そして、これによって、例えば第2行走査期間が開始される時点t7に至ったときには、ほぼ、所定のクランプ電位が得られている状態となる。すなわち、行選択ブランク期間T2における電圧降下が防止されている。これにより、例えば図6の場合のようにして、電圧降下から復帰するための期間T3は不要になり、リセットパルスRST2を、時点t7にてHレベルに立ち上げることができる。この結果、第2行走査期間は、期間T3分の延長が無くなり、第1行走査期間と同じ時間長に設定することができる。
By outputting the timing signal PCSUNEN at the above timing, a predetermined potential is applied to the
また、この第2行走査期間対応のタイミング信号PCSUNENがHレベルからLレベルに反転するタイミングは、図4および図6と同様に、転送ゲート信号TRG2がHレベルとなっている期間内の時点t9−1としている。これにより、画素信号Vxを所定電位によりクランプする動作は時点t7以降においても、時点t9−1まで継続される。つまり、画素信号Vxは、第2行走査期間における期間T1(時点t8乃至t9)において、所定電位でクランプされる状態が確保される。このことは、太陽黒点補正の動作が適正に得られていることを意味する。 Further, the timing at which the timing signal PCSUNEN corresponding to the second row scanning period is inverted from the H level to the L level is the time t9 within the period in which the transfer gate signal TRG2 is at the H level, as in FIGS. -1. Thereby, the operation of clamping the pixel signal Vx with the predetermined potential is continued until time t9-1 even after time t7. That is, the pixel signal Vx is ensured to be clamped at a predetermined potential in the period T1 (time t8 to t9) in the second row scanning period. This means that the sunspot correction operation is properly obtained.
そして、本発明の実施の形態としては、第2行走査期間以降の各行走査期間に対応して、図10の時点t4−1から時点t9−1と同じ周期タイミングで、タイミング信号PCSUNENを出力する。このことは、例えば図10の時点t10−1においてタイミング信号PCSUNENがレベルに立ち上がっていることによっても示されている。これにより、本発明の実施の形態では継続して太陽黒点補正が行われ、また、行選択ブランク期間における電圧降下が解消されてフレームレートも低下しない。 As an embodiment of the present invention, the timing signal PCSUNEN is output at the same cycle timing from time t4-1 to time t9-1 in FIG. 10 corresponding to each row scanning period after the second row scanning period. . This is also indicated by the fact that the timing signal PCSUNEN rises to the level at time t10-1 in FIG. 10, for example. Thereby, in the embodiment of the present invention, the sunspot correction is continuously performed, and the voltage drop in the row selection blank period is eliminated and the frame rate is not lowered.
このように本発明の実施の形態では、第2行走査期間以降に対応して画素信号Vxの電位をクランプさせる動作を、その前の行走査期間の行選択ブランク期間T2が開始されるタイミングから開始させることとしている。そして、次の行走査期間における期間T1を含む期間まで継続させる。この動作は、上記したように、タイミング制御回路160における、タイミング信号PCSUNENをHレベルとする期間のタイミング設定によって得られる。つまり、本発明の実施の形態では、太陽黒点補正および行選択ブランク期間における電圧降下の防止の両立を、例えば図1に示したイメージセンサ100と同等とみてよい回路構成により実現している。このことは、必要最小限と捉えてよい程度に簡易な回路構成により、太陽黒点補正および行選択ブランク期間の電圧降下防止を可能としているものとみることができる。
As described above, in the embodiment of the present invention, the operation of clamping the potential of the pixel signal Vx corresponding to the second row scanning period and thereafter is performed from the timing when the row selection blank period T2 of the previous row scanning period is started. We are going to start. And it continues until the period including the period T1 in the next row scanning period. As described above, this operation is obtained by timing setting in the
具体的に、図7との比較であれば、本発明の実施の形態では、電圧降下防止回路220は省略され、太陽黒点補正回路200に相当する、1つの太陽黒点補正/電圧降下防止回路240のみを備えればよい。そして、これとともに、列信号線113−1乃至mごとに各1つの列単位電圧印加回路210−1乃至mを設ければよく、列単位電圧印加回路230−1乃至mは省略される。さらに、タイミング制御回路160から電圧降下防止回路220に対してタイミング信号VCLENを入力させるための信号線を追加して形成する必要もなくなる。このようにして本発明の実施の形態では、イメージセンサとしての回路規模は必要最小限に抑えられているといえる。
Specifically, in comparison with FIG. 7, in the embodiment of the present invention, the voltage
なお、先の図9に示した構成から理解されるように、太陽黒点補正/電圧降下防止回路240においては、バイアス設定回路241により、スイッチSW1乃至SWnのうちからオンとすべき1つのスイッチの選択を変更可能とされている。これにより、電源電圧Vddに対する分圧比が変更され、これに応じてバイアス設定回路241から出力される電圧値が変更設定される。すなわち電圧印加トランジスタTR12のゲート電圧が変更設定される。そして、この結果、列信号線113の画素信号Vxとして得られるクランプ電位が変更設定される。
As understood from the configuration shown in FIG. 9, in the sunspot correction / voltage
このクランプ電位の設定、すなわちバイアス設定回路241によりオンとすべきスイッチの指定については、次のようにして行うことができる。すなわち、例えば製造時または電源起動時においてキャリブレーションの動作により、スイッチSW1乃至SWnのうちの1つを順次オン状態として、そのときに得られるクランプ電位を計測する。そして、スイッチSW1乃至SWnのうち、最適値に最も近いクランプ電位が得られたときにオンであったスイッチをバイアス設定回路241に対して指定する設定を行う。以降においてバイアス設定回路241は、Hレベルのタイミング信号PCSUNENが入力されるのに応じて、指定されたスイッチをオンとするようにして動作する。これにより、太陽黒点補正および行選択ブランク期間の電圧降下防止のために、列信号線113に対して最適なクランプ電位が与えられる。
The setting of the clamp potential, that is, the designation of the switch to be turned on by the
<2.変形例>
続いて、本発明の第1の実施の形態の変形例について説明する。例えば、先の図10においては、行選択ブランク期間T2の開始時点である時点4−1からHレベルのタイミング信号PCSUNENの出力を開始させている。すなわち、行選択ブランク期間T2の開始時点から列信号線113に対する所定電位の印加を開始する動作となっている。この動作は、これまでの説明から理解されるように、行選択信号がHレベルに立ち上がる時点で必要レベルの画素信号Vxが得られている状態が得られるようにするためである。このことからすれば、上記した状態が得られるのであれば、行選択ブランク期間T2の開始時点より後の任意のタイミングで、列信号線113に対して所定電位の印加を開始させてもよいということがいえる。
<2. Modification>
Then, the modification of the 1st Embodiment of this invention is demonstrated. For example, in FIG. 10, the output of the H-level timing signal PCSUNEN is started from the time point 4-1, which is the start time point of the row selection blank period T2. That is, the application of the predetermined potential to the
そこで、本発明の第1の実施の形態の変形例としては、次の構成を採るものとする。すなわち、次の行走査期間の開始時点に至るより前で、行選択ブランク期間T2の開始時点から所定時間を経過したタイミングでHレベルのタイミング信号PCSUNENの出力を開始させるように構成するというものである。このためには、所望のタイミング信号PCSUNENの出力タイミングが得られるようにタイミング制御回路160を構成することになる。例えば、回路設計などによっては、行選択ブランク期間T2の開始時点と同時にタイミング信号PCSUNENの出力を開始させることが動作に何らかの影響を及ぼす場合もあると考えられる。このような場合に上記の変形例の構成を採り、タイミング信号PCSUNENの出力開始時点を、行選択ブランク期間T2の開始時点と異なるタイミングに設定することで、上記影響を回避することができる。
Therefore, the following configuration is adopted as a modification of the first embodiment of the present invention. That is, the output of the H level timing signal PCSUNEN is started at a timing when a predetermined time has elapsed from the start time of the row selection blank period T2 before reaching the start time of the next row scanning period. is there. For this purpose, the
また、上記図10による動作の説明では、時点t4−1乃至t7に対応する行選択ブランク期間T2と、これに続く、期間T1を含む時点t7乃至t9−1までの期間とで、列信号線113に対してそれぞれ同じクランプ電位を与えることとしている。つまり、タイミング信号PCSUNENがHレベルとなる時点t4−1乃至t9−1までの期間にわたって、バイアス設定回路241は同じスイッチをオン状態とするようにして制御している。これに対して、例えば他の変形例として、前半の行選択ブランク期間T2(時点t4−1乃至t7)と後半の時点t7から時点t9−1までの期間とで、それぞれ、異なるクランプ電位が設定されるように構成することも考えられる。すなわち、太陽黒点補正と、行選択ブランク期間の電圧降下防止とで、それぞれ最適とされるクランプ電位が大きく異なるような場合に対応して、個別にクランプ電位を設定しようというものである。このための構成としてはいくつか考えられるが、例えば、バイアス設定回路241においてカウント機能を与え、タイミング信号PCSUNENがHレベルとなった時点t4−1からカウントを開始させる。そして、例えば時点t4−1からは、先ず、行選択ブランク期間の電圧降下防止に対応して指定されたスイッチをオンとするように制御する。次に、行選択ブランク期間T2が完了して時点t7に至ったとされるタイミングに応じたカウント値が得られたら、太陽黒点補正に対応して指定されたスイッチをオンとするように切り替えるというものである。
In the description of the operation shown in FIG. 10, the column signal line is divided into the row selection blank period T2 corresponding to the time points t4-1 to t7 and the subsequent period from the time points t7 to t9-1 including the period T1. The same clamp potential is applied to each of 113. That is, the
また、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、本発明の実施の形態において明示したように、本発明の実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本発明の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。 Further, the embodiment of the present invention shows an example for embodying the present invention. As clearly shown in the embodiment of the present invention, the matters in the embodiment of the present invention and the claims Each invention-specific matter in the scope has a corresponding relationship. Similarly, the matters specifying the invention in the claims and the matters in the embodiment of the present invention having the same names as the claims have a corresponding relationship. However, the present invention is not limited to the embodiments, and can be embodied by making various modifications to the embodiments without departing from the gist of the present invention.
また、これまでの説明においては、画素111が3トランジスタの構成である場合を例に挙げている。しかし、3トランジスタ以外の画素の構成であっても、例えば行選択ブランク期間の設定により信号線の電圧降下を生じるイメージセンサの駆動方式を採る場合に本発明の構成を有効に適用できる。また、これまでの本発明の実施の形態の説明では、本発明の構成をCMOSイメージセンサに適用しているが、例えばCCDなど、CMOS以外によるイメージセンサに適用することも考えられる。 In the description so far, the case where the pixel 111 has a three-transistor configuration is taken as an example. However, even with a pixel configuration other than three transistors, the configuration of the present invention can be effectively applied when, for example, an image sensor driving method in which a voltage drop of a signal line is generated by setting a row selection blank period. In the above description of the embodiments of the present invention, the configuration of the present invention is applied to a CMOS image sensor. However, it may be applied to an image sensor other than a CMOS such as a CCD.
100、100A、100B イメージセンサ
110 画素アレイ
111 画素
112 行信号線
113 列信号線
120 行走査回路
130 カラムADC部
140−1〜3 単位ADC
141−1〜3 コンパレータ
142−1〜3 カウンタ
150 参照信号生成回路
160 タイミング制御回路
170 列走査回路
180 バッファアンプ
190 データ出力線
200 太陽黒点補正回路
210−1〜m、230−1〜m 列単位電圧印加回路
220 電圧降下防止回路
240 太陽黒点補正/電圧降下防止回路
241 バイアス設定回路
100, 100A, 100B Image sensor 110 Pixel array 111 Pixel 112
141-1-3 Comparator 142-1-3
Claims (5)
前記画素アレイにおける行ごとに行選択信号を順次出力し、1つの行を選択するための行選択信号の出力を終了して次の行を選択するための行選択信号の出力を開始するまでの間に所定時間長の休止期間を設定する行選択手段と、
前記画素アレイの列ごとに対応し、対応する列の画素に対して共通に接続されて設けられ、接続された画素のうちで前記行選択手段により選択されている行の画素にて得られている電位が出力される列信号線と、
前記行選択信号が出力されている期間において前記列信号線に出力される電位をリセットするリセット手段と、
前記行選択信号が出力されている期間において、前記リセット手段による前記リセットが終了した後に、この行選択信号により選択されている画素が受光して得られた電位を前記列信号線に出力させる受光信号出力手段と、
前記列信号線に対して、所定電圧値を印加する電圧印加手段と、
1つの行を選択するための行選択信号の出力が終了してから、前記リセットが終了するまでの期間において、前記電圧印加手段により前記列信号線に対して前記所定電圧値が印加されるように制御するタイミング制御手段と
を具備する固体撮像装置。 A pixel array in which pixels are arranged in a matrix;
A row selection signal is sequentially output for each row in the pixel array, the output of the row selection signal for selecting one row is terminated, and the output of the row selection signal for selecting the next row is started. A row selection means for setting a pause period of a predetermined length in between,
Corresponding to each column of the pixel array, provided commonly connected to the pixels of the corresponding column, obtained from the pixels in the row selected by the row selection means among the connected pixels A column signal line from which a potential is output;
Reset means for resetting a potential output to the column signal line during a period in which the row selection signal is output;
In the period when the row selection signal is output, after the reset by the reset means is completed, the light reception that causes the pixel selected by the row selection signal to receive light and output the potential to the column signal line Signal output means;
Voltage applying means for applying a predetermined voltage value to the column signal lines;
The predetermined voltage value is applied to the column signal line by the voltage application means in a period from the end of outputting a row selection signal for selecting one row to the end of the reset. A solid-state imaging device comprising:
前記タイミング制御手段は、前記1つの行を選択するための行選択信号の出力が終了してから、前記リセットが終了するまでの期間において前記タイミング信号を出力する
請求項1記載の固体撮像装置。 The voltage application unit performs an operation of applying the predetermined voltage value when a timing signal is output from the timing control unit,
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the timing control unit outputs the timing signal in a period from the end of outputting a row selection signal for selecting the one row to the end of the reset.
所定電圧値を出力する1つの電圧出力手段と、
前記列信号線ごとに対応して1組ずつ設けられ、該電圧出力手段から出力される所定電圧値に応じて増幅した出力を対応する列信号線に印加する列対応電圧印加手段と
を備える請求項1記載の固体撮像装置。 The voltage applying means includes
One voltage output means for outputting a predetermined voltage value;
One set corresponding to each column signal line is provided, and column-corresponding voltage applying means for applying an output amplified according to a predetermined voltage value output from the voltage output means to the corresponding column signal line. Item 2. The solid-state imaging device according to Item 1.
請求項3記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the voltage output unit is configured to change the predetermined voltage value to be output according to a setting.
前記画素アレイの列ごとに対応し、対応する列の画素に対して共通に接続されて設けられ、接続された画素のうちで前記行選択手段により選択されている行の画素にて得られている電位が出力される列信号線の電位を、前記行選択信号が出力されている期間においてリセットするリセット手順と、
前記行選択信号が出力されている期間において、前記リセット手順による前記リセットが終了した後に、この行選択信号により選択されている画素が受光して得られた電位を前記列信号線に出力させる受光信号出力手順と、
1つの行を選択するための行選択信号の出力が終了してから、前記リセットが終了するまでの期間において、前記列信号線に対して所定電圧値を印加する電圧印加手順と
を具備する固体撮像装置の駆動方法。 A row selection signal for sequentially outputting a row selection signal for each row in a pixel array in which pixels are arranged in a matrix, finishing the output of the row selection signal for selecting one row, and selecting the next row A row selection procedure for setting a pause period of a predetermined length of time before starting the output of
Corresponding to each column of the pixel array, provided commonly connected to the pixels of the corresponding column, obtained from the pixels in the row selected by the row selection means among the connected pixels A reset procedure for resetting a potential of a column signal line from which a potential to be output is output in a period in which the row selection signal is output;
Light reception for outputting, to the column signal line, a potential obtained by receiving light of a pixel selected by the row selection signal after the reset by the reset procedure is completed in a period in which the row selection signal is output. Signal output procedure;
A solid-state display including a voltage application procedure for applying a predetermined voltage value to the column signal line in a period from the end of outputting a row selection signal for selecting one row to the end of the reset. Driving method of imaging apparatus.
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