JP2708455C - - Google Patents

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JP2708455C
JP2708455C JP2708455C JP 2708455 C JP2708455 C JP 2708455C JP 2708455 C JP2708455 C JP 2708455C
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vertical
transistor
signal
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は特に各画素の光信号蓄積時間を全く同一にした、高画質カメラに好適
な固体撮像装置に関する。 〔従来の技術〕 ホトダイオードの近傍の受光面上において、ホトダイオードに発生した信号電
荷を増幅してから出力するという画素アンプ形固体撮像装置について は、昭和58年電子通信学会総合全国大会予講集1241において論じられている。以
下、第3図を用いて、上記従来例について述べる。第3図は従来例の固体撮像装
置の回路構成図である。受光面上に2次元状に配置された各画素は、光電変換を
行うホトダイオード1、ホトダイオード1の電圧を増幅するための画素アンプト
ランジスタ 2,画素アンプトランジスタ2と垂直ドレイン線5とを接続する垂直
スイツチトランジスタ3、ホトダイオード1をリセツトするためのリセツトトラ
ンジスタ4をそれぞれ有している。画素アンプトランジスタ2のゲート及びリセ
ツトトランジスタ4のソースはホトダイオード1に、リセツトトランジスタ4の
ドレイン及び垂直スイツチトランジスタ3のドレインは垂直ドレイン線5にそれ
ぞれ接続されている。また、画素アンプトランジスタ2のドレインは垂直スイツ
チトランジスタのソースに、画素アンプトランジスタ2のソースは垂直信号線7
を介して水平スイツチトランジスタ8のドレインに接続され、水平スイツチトラ
ンジスタ8のソースは水平信号線9につながり、水平信号線9の一端は出力端子
となつている。そして垂直スイツチトランジスタ3とリセツトトランジスタ4の
ゲートに接続する垂直ゲート線6及び垂直ドレイン線5は垂直シフトレジスタ10
により、水平スイツチトランジスタ8のゲートは水平シフトレジスタ11により選
択走査される。 次にこの従来例の動作を説明する。受光面に入射した光のシリコン中における
光電変換によつてホトダイオード1内には信号電荷が生じ、蓄えられる。水平帰
線期間内に、垂直シフトレジスタ10によつて1組の垂直ゲート線6及び垂直ドレ
イン線5が高レベルになると、これら2本の線につながる横一列に画素の垂直ス
イツチトランジスタ3がオンし、ソースに接続されている画素アンプトランジス
タ2のドレインを垂直ドレイン線5に導通させる。次いで水平走査期間内に、水
平シフトレジスタ11が水平スイツチトランジスタ8を順次オンさせると、画素ア
ンプトランジスタ2のソースは順次水平 信号線9と導通し、この結果選択された横一列の画素について、画素アンプトラ
ンジスタ2が順次動作することになる。ホトダイオード1の電圧はホトダイオー
ド1に蓄えられている電荷量によつて決まり、画素アンプトランジスタ2のゲー
トにはこのホトダイオード1の電圧が加わるため、結局ホトダイオード1の信号
電荷量に応じた画素アンプトランジスタ2のドレイン・ソース間電流が、水平信
号線9から出力されることになる。 以上が本従来例の読み出し動作であるが、なお、画素アンプトランジスタ2の
ゲートとホトダイオード1とのリセツト動作については、n列目の一列の画素の
水平走査出力が終了後、n+1列目の画素に対応する垂直ゲート線6を高レベル
にしてn列目の画素のリセツトトランジスタ4を導通させることにより、n列目
の全てのホトダイオード1を一括してリセツトすることによつて行う。 〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術では、画素アンプトランジスタ2のゲートをリセットした後、信
号電荷をホトダイオード1に蓄え、このホトダイオード1に蓄えられた信号電荷
量に応じた画素アンプトランジスタ2の出力電圧を水平スイッチングトランジス
タ8を通して読み出している。その結果、画素アンプトランジスタ2の出力電圧
は信号電荷電圧にリセット雑音電圧が重畳した形で読み出される。このように、
上記従来技術では、リセット雑音の除去に対する配慮がなされていず、画質の劣
化が生じるという問題があった。本発明の目的は、上記理由による画質の劣化の
ない固体撮像装置を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的は、光信号を信号電荷に変換して蓄積する光電変換手段と、この光電
変換手段に蓄積された信号電荷を読み出す読み出し手段と、読み出し手段を通し
て読み出された信号電荷を増幅する増幅手段と、増幅手段における信号電荷をリ
セットするリセット手段を画素の構成要素として含み、かつ 増幅手段をリセットした時およびその出力が互いに接続された複数個の画素の
中の一画素の読み出し手段の選択により増幅手段に信号電荷を入力した時におけ
る増幅手段の2つの出力の差分を得る手段を有する固体撮像装置により達成され
る。 〔作用〕 本発明では、増幅手段をリセットした時の増幅手段の出力であるリセット雑音
出力と、増幅手段に信号電荷を入力した時の増幅手段の出力であるリセツト雑音
出力と信号電荷出力の和を別々に取り出すことができるため、これらの差分を得
ることによりリセツト雑音を除去でき、画質の劣化を防ぐことができる。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。第1図は本発明の一実施例
の回路構成図である。受光面上に2次元状に配置された各画素は、光電変換を行
うホトダイオード1、ホトダイオード1の電圧を増幅するための垂直ドレイン線
12に接続された画素アンプトランジスタ2、ホトダイオード1をリセツトするた
めのリセツトトランジスタ4をそれぞれ有している。画素アンプトランジスタ2
のゲート及びリセツトトランジスタ4のソースはホトダイオード1に、リセツト
トランジスタ4のドレイン及び垂直スイツチトランジスタ3のドレインとゲート
とは垂直ドレイン線12にそれぞれ接続されている。また、画素アンプトランジス
タ2のドレインは垂直スイツチトランジスタ3のソースに、画素アンプトランジ
スタ2のソースは垂直信号線14につながつている。ここでリセツトトランジスタ
4のゲートに接続する垂直ゲート線13と垂直ドレイン線12とは、共に垂直シフト
レジスタ10により選択され走査される。垂直信号線14の一端は信号リセツトゲー
ト線16がゲートを制御している信号リセツトスイツチトランジスタ15を介して信
号リセット線14′に接続されており、また蓄積容量ゲート線18がゲートを 制御している蓄積容量スイツチトランジスタ17を介して蓄積容量19に接続されて
いる。蓄積容量19は、水平シフトレジスタ22より水平ゲート線21を介して選択さ
れ走査される水平スイツチトランジスタ20により、水平信号線23に接続されてお
り、さらに水平信号線23の端には出力アンプ24がつながつている。 また、垂直シフトレジスタ10よりホトゲート線25を介して走査されるホトゲー
トトランジスタ26をホトダイオード1と画素アンプトランジスタ2のゲートとの
間に有している。 次に本実施例の動作を説明する。受光面に入射した光の半導体中における光電
変換によつて、ホトダイオード1内には信号電荷が生じ、蓄えられる。 水平帰線期間の初めに、垂直シフトレジスタ10によつて、垂直方向n列目の横
一列の画素に対応する一組の垂直ドレイン線12及び垂直ゲート線13を高レベルに
設定し、同時に信号リセツトゲート線16及び信号リセツト線14′を高レベルに設
定することによつて垂直方向n列目の画素アンプトランジスタ2のゲートをリセ
ツトする。垂直ドレイン線12及び垂直ゲート線13を高レベルにしたのは、リセツ
トトランジスタ4を動作させるためであり、信号リセツトゲート線16及び信号リ
セツト線14′を高レベルにするのは、信号リセツトスイツチトランジスタ15を介
して垂直信号線14を高レベルに設定することにより画素アンプトランジスタ2の
動作を防ぐためである。これは、画素アンプトランジスタ2が動作すると、垂直
ドレイン線12に比較的大きな瞬時電流が流れて電圧降下が無視できなくなり、画
素アンプトランジスタ2のゲートのリセツトに支障をきたすからである。 この後に以上の垂直ドレイン線12,垂直ゲート線13,信号リセツトゲート線16及
び信号リセツト線14′を低レベルに下げ、ゲートをリセツトした画素アンプトラ
ンジスタ2の出力の蓄積容量19への読み込みを続けて行う。即ち、垂直シフトレ
ジスタ10によつて一本の垂直ドレイン線12が高レベ ルになると、この垂直ドレイン線12に接続されている画素アンプトランジスタ2
が動作する。このとき、1列目の蓄積容量ゲート線18を高レベルにし、蓄積容量
スイツチトランジスタ17をオンさせると、1列目の蓄積容量19には画素アンプト
ランジスタ2からの増幅信号電荷が垂直信号線14を通して蓄積される。蓄積容量
19に増幅信号電荷が蓄積された後、蓄積容量スイツチトランジスタ17はオフする
。 続いてホトゲート線25を高レベルにすることによつて、ホトダイオードトラン
ジスタ26をオンし、ホトダイオード1に蓄積されていた信号電荷を、画素アンプ
トランジスタ2のゲート部へと読み出すが、この動作はホトダイオード1のリセ
ツト動作も兼ねている。このとき、信号電荷読み出し後のホトダイオード1が完
全に空乏化するようにホトダイオード1の構造を決定しておくと、ホトダイオー
ド1の読み残し電荷によつて発生するリセツト雑音や残像を取り除くことができ
る。 この後に再び画素アンプトランジスタ2の出力の蓄積容量19への読み込みを繰
り返すが、この信号入力時の画素アンプトランジスタ2の増幅信号電荷は、前の
リセツト時の画素アンプトランジスタ2の増幅信号電荷とは別の2列目の蓄積容
量19に入力させることは言うまでもない。 次いで水平走査期間内に、水平シフトレジスタ22が水平スイツチトランジスタ
20を順次オンさせると、各蓄積容量19は水平スイツチトランジスタ20及び水平信
号線23を介して順次出力アンプ24と接続されることになり、蓄積容量19に蓄積さ
れていた増幅信号電荷による出力が得られる。 このとき、2つの出力アンプ24から得られる出力は、一方が画素アンプトラン
ジスタ2のゲートをリセツトした場合、一方がさらにこのゲートにホトダイオー
ド1からの信号電荷を入力した場合、にそれぞれ対応している。そこで最終的な
出力端24′では、これら両出力アンプ24の差分が得られるようにしている。 本実施例では上記のように、画素アンプトランジスタ2のゲートをリセツトし
た場合の増幅信号と、画素アンプトランジスタ2のゲートに信号電荷を入力した
場合の増幅信号との差分を出力とするため、画素アンプトランジスタ2のゲート
のリセツトに伴うリセツト雑音や、画素アンプトランジスタ2の雑音の低周波成
分を抑圧できる長所がある。このような差分をとる方式は、相関二重サンプリン
グ法として知られる手法と原理的には同じものである。 なお、本実施例では蓄積容量19を2列設けているが、これを4列として、2行
同時読み出し動作を行うことも可能であることは言うまでもない。 以下、本発明の他の実施例を第2図により説明する。第2図は本発明の他の実
施例の回路構成図であり、蓄積容量19の数が画素と同数であること、蓄積容量19
と水平スイツチトラジスタ20との間に、蓄積容量垂直レジスタ31から蓄積容量垂
直ゲート線28によつて選択走査される垂直スイツチトランジスタ27を設けてある
こと、各水平信号線23は、やはり蓄積容量垂直ゲート線28によつて選択走査され
る読み出しスイツチトランジスタ28を介してアンプ垂直信号線30に接続され、さ
らにアンプ垂直信号線30の端に出力アンプ24が設けられていることを除けば、第
1図により説明した実施例と同じ構造を有している。 次に本実施例の動作を説明する。本実施例においては、全画素アンプトランジ
スタからの増幅信号電荷の蓄積容量19への読み取りを、例えば垂直帰線期間を用
いて連続的に行う。各画素アンプトランジスタ2の出力を蓄積容量19へ読み込ま
す方法は第1図により説明した実施例と同様である。 なお、第2図では信号入力時の画素アンプトランジスタ2の増幅信号電荷用の
蓄積容量部と、リセツト時の画素アンプトランジスタ2の増幅信号電荷用の蓄積
容量部のうち、一方の蓄積容量部を簡単のために省略して示している。 次に、垂直走査期間内の動作を説明する。垂直走査期間内には、蓄積容量垂直
レジスタ31より蓄積容量垂直ゲート線28を介して垂直スイッチトランジスタ27及
び読み出しスイツチトランジスタ29を、水平シフトレジスタ22より水平ゲート線
21を介して水平スイツチトランジスタ20を、それぞれ垂直走査方向、水平走査方
向に選択走査することにより、各蓄積容量19に蓄積されている増幅信号電荷を、
水平信号線23及びアンプ垂直信号線30を介して出力アンプ24より順次出力する。 なお、垂直信号線14のリセツトは、信号リセツトゲート線16を高レベルにし、
信号リセツトスイツチトランジスタ15をオンすることによつて行うが、これは画
素アンプトランジスタ2から蓄積容量19への増幅信号電荷読み出し時を除く任意
のタイミングで行える。またホトダイオード1は、ホトダイオード線25を高レベ
ルにしてホトゲートトランジスタ26をオンすることによりリセツトすることがで
きる。このときホトダイオード1のリセツトタイミングを適当に変えれば、全て
のホトダイオード1について、リセツトからの信号の読み出しまでの光信号蓄積
時間を同一にそろえたまま、蓄積時間を変化させることができる。これが本実施
例における電子シヤツタ動作であるが、他の実施例の電子シヤツタ動作が1フイ
ールド期間にかけて全画面を走査するフオーカルプレーンシヤツタであり、受光
面上の上端の画素と下端の画素の映像とり込み時間が1フイールド分異なるのに
対して、本実施例の電子シヤツタ動作は、垂直帰線期間内の画素アンプトランジ
スタ2の動作時間内に全画面の走査を終了させることのできるフオーカルプレー
ンシヤツタであり、受光面上の上端の画素と下端の画素の映像とり込み時間のず
れを、他の実施例に比べて著しく圧縮することができる。 以上の実施例の説明では読み出し画素の選択を垂直シフトレジスタ10及び水平
シフトレジスタ22を用いて行ったが、必ずしもシフトレジスタでなくとも、何ら
かの画素選択回路を用いれ良いこと、信号蓄積容量19の一端、 及びホトダイオード1の一端をウェルに落としていたが、必ずしもウェルでなく
とも、何らかの電圧印加手段に接続すれば良いこと、信号リセットスイッチ15は
必ずしも垂直信号線14の一端でなくとも、受光面以外の任意の場所に設けられる
こと、ホトダイオード1は必ずしもpn接合でなくとも、MOS型ホトダイオード
等の構造をとることも可能なこと、2×2画素に限らず任意の画素数の固体撮像
装置に拡張できること、半導体特性のp型とn型を逆にしても、電位の大小関係
を逆にすれば良いこと、シリコンに限らず他の半導体材料を用いても、シリコン
に準じた効果が得られることは明らかである。 〔発明の効果〕 本発明によれば、各画素の光信号蓄積時間を全く同一にすることができるので
、画素間の光信号蓄積時間の違いによる画素の劣化を防止することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a solid-state imaging device suitable for a high-quality camera, in which the optical signal accumulation time of each pixel is exactly the same. [Prior Art] A pixel amplifier type solid-state imaging device that amplifies a signal charge generated in a photodiode and outputs the amplified signal charge on a light receiving surface in the vicinity of the photodiode has been disclosed in 1982 by the IEICE General Conference 1241. Are discussed in The conventional example will be described below with reference to FIG. FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a conventional solid-state imaging device. Each pixel arranged two-dimensionally on the light receiving surface includes a photodiode 1 for performing photoelectric conversion, a pixel amplifier transistor 2 for amplifying the voltage of the photodiode 1, a vertical connection for connecting the pixel amplifier transistor 2 and the vertical drain line 5, It has a switch transistor 3 and a reset transistor 4 for resetting the photodiode 1. The gate of the pixel amplifier transistor 2 and the source of the reset transistor 4 are connected to the photodiode 1, and the drain of the reset transistor 4 and the drain of the vertical switch transistor 3 are connected to the vertical drain line 5, respectively. The drain of the pixel amplifier transistor 2 is connected to the source of the vertical switch transistor, and the source of the pixel amplifier transistor 2 is connected to the vertical signal line 7.
The source of the horizontal switch transistor 8 is connected to a horizontal signal line 9, and one end of the horizontal signal line 9 is an output terminal. The vertical gate line 6 and the vertical drain line 5 connected to the gates of the vertical switch transistor 3 and the reset transistor 4 are connected to the vertical shift register 10.
Accordingly, the gate of the horizontal switch transistor 8 is selectively scanned by the horizontal shift register 11. Next, the operation of this conventional example will be described. Signal charges are generated and stored in the photodiode 1 by photoelectric conversion in the silicon of light incident on the light receiving surface. When one set of the vertical gate line 6 and the vertical drain line 5 is set to the high level by the vertical shift register 10 during the horizontal blanking period, the vertical switch transistors 3 of the pixels are turned on in a row connected to these two lines. Then, the drain of the pixel amplifier transistor 2 connected to the source is made conductive to the vertical drain line 5. Next, when the horizontal shift register 11 sequentially turns on the horizontal switch transistors 8 within the horizontal scanning period, the sources of the pixel amplifier transistors 2 are sequentially turned on with the horizontal signal lines 9, and as a result, the selected pixels in one horizontal row are The amplifier transistors 2 operate sequentially. The voltage of the photodiode 1 is determined by the amount of electric charge stored in the photodiode 1. Since the voltage of the photodiode 1 is applied to the gate of the pixel amplifier transistor 2, the pixel amplifier transistor 2 corresponding to the amount of signal charge of the photodiode 1 is eventually turned on. Is output from the horizontal signal line 9. The above is the readout operation of this conventional example. The reset operation between the gate of the pixel amplifier transistor 2 and the photodiode 1 is performed after the horizontal scanning output of the pixel in the nth column is completed and the pixel in the (n + 1) th column is completed. By resetting the reset transistor 4 of the pixel in the n-th column by setting the vertical gate line 6 corresponding to the high level to high level, all the photodiodes 1 in the n-th column are reset collectively. [Problems to be Solved by the Invention] In the above-mentioned conventional technology, after resetting the gate of the pixel amplifier transistor 2, the signal charge is stored in the photodiode 1, and the pixel amplifier transistor 2 corresponding to the signal charge amount stored in the photodiode 1 is stored. Is read out through the horizontal switching transistor 8. As a result, the output voltage of the pixel amplifier transistor 2 is read out with the reset noise voltage superimposed on the signal charge voltage. in this way,
In the above prior art, no consideration is given to the elimination of reset noise, and there is a problem that image quality deteriorates. An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device in which the image quality is not degraded due to the above reasons. [Means for Solving the Problems] The above object is achieved by a photoelectric conversion means for converting an optical signal into a signal charge and storing the signal charge; a reading means for reading the signal charge stored in the photoelectric conversion means; Amplifying means for amplifying the amplified signal charge, and reset means for resetting the signal charge in the amplifying means as constituent elements of the pixel, and when the amplifying means is reset and its output is connected to a plurality of pixels connected to each other. This is achieved by a solid-state imaging device having a unit for obtaining a difference between two outputs of the amplifying unit when a signal charge is input to the amplifying unit by selecting one pixel readout unit. [Operation] In the present invention, the reset noise output, which is the output of the amplifying means when the amplifying means is reset, and the sum of the reset noise output, which is the output of the amplifying means when the signal charge is input to the amplifying means, and the signal charge output. Can be separately taken out, and by obtaining these differences, reset noise can be removed and deterioration of image quality can be prevented. Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a circuit diagram of one embodiment of the present invention. Each pixel arranged two-dimensionally on the light receiving surface has a photodiode 1 for performing photoelectric conversion and a vertical drain line for amplifying a voltage of the photodiode 1.
A reset transistor 4 for resetting the pixel amplifier transistor 2 and the photodiode 1 connected to 12 is provided. Pixel amplifier transistor 2
The gate of the reset transistor 4 and the source of the reset transistor 4 are connected to the photodiode 1, and the drain of the reset transistor 4 and the drain and gate of the vertical switch transistor 3 are connected to the vertical drain line 12, respectively. The drain of the pixel amplifier transistor 2 is connected to the source of the vertical switch transistor 3, and the source of the pixel amplifier transistor 2 is connected to the vertical signal line 14. Here, the vertical gate line 13 and the vertical drain line 12 connected to the gate of the reset transistor 4 are both selected and scanned by the vertical shift register 10. One end of the vertical signal line 14 is connected to a signal reset line 14 'via a signal reset switch transistor 15 whose gate is controlled by a signal reset gate line 16, and a storage capacitor gate line 18 controls the gate. Connected to a storage capacitor 19 via a storage capacitor switch transistor 17. The storage capacitor 19 is connected to a horizontal signal line 23 by a horizontal switch transistor 20 selected and scanned by a horizontal shift register 22 via a horizontal gate line 21, and an output amplifier 24 is connected to an end of the horizontal signal line 23. Is connected. Further, a photogate transistor 26 scanned by the vertical shift register 10 via the photogate line 25 is provided between the photodiode 1 and the gate of the pixel amplifier transistor 2. Next, the operation of this embodiment will be described. Signal charges are generated and stored in the photodiode 1 by photoelectric conversion in the semiconductor of light incident on the light receiving surface. At the beginning of the horizontal retrace period, the vertical shift register 10 sets a set of the vertical drain line 12 and the vertical gate line 13 corresponding to the pixels in the horizontal row of the n-th column in the vertical direction to a high level, and simultaneously sets the signal. By setting the reset gate line 16 and the signal reset line 14 'to a high level, the gate of the pixel amplifier transistor 2 in the nth column in the vertical direction is reset. The reason why the vertical drain line 12 and the vertical gate line 13 are set to the high level is to operate the reset transistor 4, and the signal reset gate line 16 and the signal reset line 14 'are set to the high level because the signal reset switch transistor is used. This is to prevent the operation of the pixel amplifier transistor 2 by setting the vertical signal line 14 to a high level via the line 15. This is because, when the pixel amplifier transistor 2 operates, a relatively large instantaneous current flows through the vertical drain line 12 so that the voltage drop cannot be ignored, which hinders resetting of the gate of the pixel amplifier transistor 2. Thereafter, the vertical drain line 12, the vertical gate line 13, the signal reset gate line 16 and the signal reset line 14 'are lowered to a low level, and the output of the pixel amplifier transistor 2 whose gate is reset is read into the storage capacitor 19. Do it. That is, when one vertical drain line 12 becomes high level by the vertical shift register 10, the pixel amplifier transistor 2 connected to this vertical drain line 12
Works. At this time, when the storage capacitor gate line 18 in the first column is set to a high level and the storage capacitor switch transistor 17 is turned on, the amplified signal charge from the pixel amplifier transistor 2 is stored in the storage capacitor 19 in the first column. Is accumulated through Storage capacity
After the amplified signal charge is stored in 19, the storage capacitor switch transistor 17 is turned off. Subsequently, by setting the photogate line 25 to a high level, the photodiode transistor 26 is turned on, and the signal charge stored in the photodiode 1 is read out to the gate portion of the pixel amplifier transistor 2. This operation is performed by the photodiode 1 Reset operation. At this time, if the structure of the photodiode 1 is determined so that the photodiode 1 after reading out the signal charge is completely depleted, reset noise and afterimage generated by the unread charge of the photodiode 1 can be removed. Thereafter, reading of the output of the pixel amplifier transistor 2 to the storage capacitor 19 is repeated again. However, the amplified signal charge of the pixel amplifier transistor 2 at the time of inputting the signal is different from the amplified signal charge of the pixel amplifier transistor 2 at the time of the previous reset. It goes without saying that the input is made to the storage capacitor 19 in another second column. Next, during the horizontal scanning period, the horizontal shift register 22 sets the horizontal switch transistor.
When the storage capacitors 20 are sequentially turned on, the respective storage capacitors 19 are sequentially connected to the output amplifier 24 via the horizontal switch transistor 20 and the horizontal signal line 23, and the output by the amplified signal charges stored in the storage capacitor 19 is output. can get. At this time, the outputs obtained from the two output amplifiers 24 correspond to the case where one resets the gate of the pixel amplifier transistor 2 and the case where one further inputs the signal charge from the photodiode 1 to this gate. . Therefore, at the final output terminal 24 ', the difference between these two output amplifiers 24 is obtained. In this embodiment, as described above, the difference between the amplified signal when the gate of the pixel amplifier transistor 2 is reset and the amplified signal when a signal charge is input to the gate of the pixel amplifier transistor 2 is output. There is an advantage that reset noise due to reset of the gate of the amplifier transistor 2 and low frequency components of the noise of the pixel amplifier transistor 2 can be suppressed. The method of taking such a difference is in principle the same as the method known as the correlated double sampling method. In this embodiment, the storage capacitors 19 are provided in two columns. However, it is needless to say that two rows can be read simultaneously with four columns. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a circuit configuration diagram of another embodiment of the present invention, in which the number of storage capacitors 19 is the same as the number of pixels;
And a horizontal switch transistor 20, a vertical switch transistor 27 selectively scanned by a storage capacitor vertical gate line 28 from a storage capacitor vertical register 31 is provided, and each horizontal signal line 23 is also provided with a storage capacitor. Except that the output amplifier 24 is connected to the amplifier vertical signal line 30 via the readout switch transistor 28 selectively scanned by the vertical gate line 28, and the end of the amplifier vertical signal line 30 is provided. It has the same structure as the embodiment described with reference to FIG. Next, the operation of this embodiment will be described. In the present embodiment, reading of the amplified signal charges from all the pixel amplifier transistors to the storage capacitor 19 is continuously performed using, for example, a vertical blanking period. The method of reading the output of each pixel amplifier transistor 2 into the storage capacitor 19 is the same as in the embodiment described with reference to FIG. In FIG. 2, one of the storage capacitor portion for the amplified signal charge of the pixel amplifier transistor 2 at the time of signal input and the storage capacitor portion for the amplified signal charge of the pixel amplifier transistor 2 at the time of reset is connected. They are omitted for simplicity. Next, the operation in the vertical scanning period will be described. During the vertical scanning period, the vertical switch transistor 27 and the readout switch transistor 29 are transferred from the storage capacitor vertical register 31 via the storage capacitor vertical gate line 28 to the horizontal gate line from the horizontal shift register 22.
By selectively scanning the horizontal switch transistor 20 in the vertical scanning direction and the horizontal scanning direction via 21 respectively, the amplified signal charge stored in each storage capacitor 19 is
The output is sequentially output from the output amplifier 24 via the horizontal signal line 23 and the amplifier vertical signal line 30. The reset of the vertical signal line 14 is performed by setting the signal reset gate line 16 to a high level,
This is performed by turning on the signal reset switch transistor 15, but this can be performed at any timing except when reading the amplified signal charge from the pixel amplifier transistor 2 to the storage capacitor 19. The photodiode 1 can be reset by setting the photodiode line 25 to high level and turning on the photogate transistor 26. At this time, if the reset timing of the photodiodes 1 is appropriately changed, the accumulation time can be changed for all the photodiodes 1 while keeping the same optical signal accumulation time until the signal is read from the reset. This is the electronic shutter operation according to the present embodiment. The electronic shutter operation according to another embodiment is a focal plane shutter that scans the entire screen over one field period. While the video capture time differs by one field, the electronic shutter operation of the present embodiment is such that the entire screen can be scanned within the operation time of the pixel amplifier transistor 2 during the vertical blanking period. This is a plane shutter, which can significantly reduce the difference in image capturing time between the upper end pixel and the lower end pixel on the light receiving surface as compared with the other embodiments. In the above description of the embodiment, the selection of the read-out pixel is performed using the vertical shift register 10 and the horizontal shift register 22. However, it is not always necessary to use the shift register, and any pixel selection circuit may be used. , And one end of the photodiode 1 is dropped to a well, but it is not always necessary to connect the well to a certain voltage application means, and the signal reset switch 15 is not necessarily at one end of the vertical signal line 14 and is not necessarily a light receiving surface. That the photodiode 1 is not necessarily a pn junction, but can have a structure such as a MOS photodiode, and is not limited to 2 × 2 pixels, but is extended to a solid-state imaging device having an arbitrary number of pixels. What can be done, even if the p-type and n-type of the semiconductor characteristics are reversed, the magnitude relationship of the potentials should be reversed, not only silicon but also other Even using a semiconductor material, it is clear that the effect of conforming to the silicon is obtained. [Effects of the Invention] According to the present invention, since the optical signal accumulation time of each pixel can be made completely the same, it is possible to prevent the deterioration of the pixels due to the difference in the optical signal accumulation time between the pixels.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例の回路構成を示す図、第2図は本発明の他の実施例
の回路構成を示す図、第3図は従来技術の回路構成を示す図である。 1……ホトダイオード、2……画素アンプトランジスタ、4……リセツトトラ
ンジスタ、19……蓄積容量、20……水平スイツチトランジスタ、26……ホトゲー
トトランジスタ。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration. Reference numeral 1 denotes a photodiode, 2 denotes a pixel amplifier transistor, 4 denotes a reset transistor, 19 denotes a storage capacitor, 20 denotes a horizontal switch transistor, and 26 denotes a photogate transistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】光信号を信号電荷に変換して蓄積する光電変換手段と、該光電変
換手段に蓄積された上記信号電荷を読み出す読み出し手段と、該読み出し手段を
通して読み出された上記信号電荷を増幅する増幅手段と、該増幅手段における上
記信号電荷をリセットするリセット手段を画素の構成要素として含み、かつ上記
増幅手段をリセットした時およびその出力が互いに接続された複数個の上記画素
の中の一画素の上記読み出し手段の選択により上記増幅手段に上記信号電荷を入
力した時における上記増幅手段の2つの出力の差分を得る手段を有することを特
徴とする固体撮像装置。 【請求項2】上記2つの出力の差分を得る手段は相関二重サンプリングする手
段であることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 【請求項3】上記増幅手段をリセットした時の上記増幅手段の出力を蓄積する
第1の蓄積手段と、上記増幅手段に上記信号電荷を入力した時の上記増幅手段の
出力を蓄積する第2の蓄積手段を有し、上記増幅手段の2つの出力の差分を得る
手段は上記第1の蓄積手段と上記第2の蓄積手段を通った上記2つの出力の差分
を得るものであることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
Claims: 1. A photoelectric conversion means for converting an optical signal into a signal charge and storing the signal charge, a reading means for reading the signal charge stored in the photoelectric conversion means, and a reading means for reading through the reading means. Amplifying means for amplifying the obtained signal charge, and a reset means for resetting the signal charge in the amplifying means as a component of a pixel, and a plurality of which are connected when the amplifying means is reset and outputs thereof are connected to each other. Above pixel
A means for obtaining a difference between two outputs of the amplifying means when the signal charge is input to the amplifying means by selecting the reading means of one of the pixels . 2. A solid-state imaging device according to claim 1, wherein said means for obtaining the difference between the two outputs is means for performing correlated double sampling. 3. A first storage means for storing the output of the amplification means when the amplification means is reset, and a second storage means for storing the output of the amplification means when the signal charge is input to the amplification means. has a storage means, wherein said means for obtaining a difference between two outputs of the amplifying means is to obtain a difference between the two output through said first storage means and the second storage means The solid-state imaging device according to claim 1.

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