JP4507937B2 - 固体撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、入射光量に応じた電気信号を出力する固体撮像装置に関するもので、特に、各画素の感度バラツキを除去するＣＤＳ（Correlated Double Sampling）回路を備えた固体撮像装置に関する。

従来より使用されている固体撮像装置には、光電変換素子で発生した光電荷を読み出す手段によってＣＣＤ型とＣＭＯＳ型に大きく分けられる。ＣＣＤ型は光電荷をポテンシャルの井戸に蓄積しつつ、転送するようになっており、又、ＣＭＯＳ型はフォトダイオードのｐｎ接合容量に蓄積した電荷をＭＯＳトランジスタを通して読み出すようになっている。そして、ＣＭＯＳ型の固体撮像装置について、本出願人は、そのダイナミックレンジを広くするために対数変換動作を行う構成とした固体撮像装置や、線形変換動作と対数変換動作とを切り換えることが可能な固体撮像装置を提案している（特許文献１、特許文献２参照）。

このような固体撮像装置は、同一行に配置された各画素から出力される画像信号を電圧信号として各行毎にサンプリングするとともにサンプリングされた１行分の画像信号を各列毎に装置外部に出力するＣＤＳ回路が備えられる。即ち、ＣＤＳ回路では、１行分の画素からの画像信号が読み出されてサンプリングされるととともに、この１行分の各画素の感度バラツキを表すノイズ信号が読み出されてサンプリングされる。そして、このサンプリングされた画像信号及びノイズ信号が１画素毎に読み出されて、ノイズ除去された画像信号が装置外部に出力される。

このようなＣＤＳ回路を備えた固体撮像装置の一般的な構成を、図１に示す。図１の固体撮像装置は、行列配置（マトリクス配置）された画素Ｇ11〜Ｇmnを備えるとともに、この画素Ｇ11〜Ｇmnに垂直走査回路１が行（ライン）３−１〜３−ｎを通じて信号を与えることで、垂直方向に順次走査していく。又、水平走査回路２によって、読み出し回路５−１〜５−ｍを駆動させることで、画素から出力信号線４−１〜４−ｍに導出された光電変換信号を画素ごとに水平方向に順次読み出す。尚、出力信号線４−１〜４−ｍそれぞれには、ゲート及びソースそれぞれに一定となる直流電圧ＶＤ，ＶSSが印加されたＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑｍによる定電流負荷が接続されるため、画素Ｇ11〜Ｇmnからの光電変換信号が電圧信号として出力される。

そして、この読み出し回路５−１〜５−ｍでは、１行分における各画素から出力された画像信号（撮像情報とノイズ成分とを含む電気信号）とノイズ信号（ノイズ成分から成る電気信号）とがサンプルホールドされる。その後、読み出し回路５−１〜５−ｍが順番に、サンプルホールドした画像信号とノイズ信号とを補正回路６に送出する。こうして、補正回路６では、読み出し回路５−ａ（ａ：１≦ａ≦ｍの自然数）より画像信号が与えられるとき、この画像信号に対して、読み出し回路５−ａより与えられたノイズ信号に基づいて補正処理を施して、ノイズ除去した画像信号を外部に出力する。このとき、読み出し回路５−１〜５−ｍ及び補正回路６によってＣＤＳ回路が構成される。

図１の固体撮像装置において、従来の読み出し回路５（図１の読み出し回路５−１〜５−ｍに相当する）が、図１１のように、出力信号線４（図１の出力信号線４−１〜４−ｍに相当する）にドレインが接続されるＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１１と、ＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１１それぞれのソースに一端が接続されたキャパシタＣ１０，Ｃ１１と、ＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１１それぞれのソースにゲートが接続されたＭＯＳトランジスタＴ１０２，Ｔ１０３と、ＭＯＳトランジスタＴ１０２，Ｔ１０３それぞれのソースにドレインが接続されたＭＯＳトランジスタＴ１６，Ｔ１７とを備える。

又、ＭＯＳトランジスタＴ１０２，Ｔ１０３のドレインに直流電圧ＶDDが印加されるとともに、キャパシタＣ１０，Ｃ１１の他端に直流電圧ＶSSが印加される。そして、ＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１１それぞれのゲートに信号φＶｓ，φＶｎが与えられるとともに、ＭＯＳトランジスタＴ１６，Ｔ１７のゲートに信号φＨが与えられる。尚、信号φＶｓ，φＶｎが垂直走査回路１より与えられるとともに、信号φＨが水平走査回路２より与えられる。このとき、信号φＨは各列毎に与えられるものであり、読み出し回路５−１〜５−ｍそれぞれに備えられるＭＯＳトランジスタＴ１６，Ｔ１７に対して信号φＨ１〜φＨｍが与えられる。

又、補正回路６は、読み出し回路５−１〜５−ｍそれぞれに備えられるＭＯＳトランジスタＴ１６，Ｔ１７それぞれのソースにドレインが接続されるＭＯＳトランジスタＴ２０，Ｔ２１と、ＭＯＳトランジスタＴ２０のドレインに反転入力端子が接続されるとともにＭＯＳトランジスタＴ２１のドレインに非反転入力端子が接続された差動増幅器６０と、を備える。この補正回路６において、ＭＯＳトランジスタＴ２０，Ｔ２１それぞれのゲート及びソースには、直流電圧ＶＤ，ＶSSが印加される。

このような構成の読み出し回路５−１〜５−ｍと補正回路６によってＣＤＳ回路が構成される固体撮像装置によると、まず、画素Ｇ1b〜Ｇmb（ｂ：１≦ｂ≦ｎの自然数）から各画素の感度バラツキを示すノイズ信号が出力されるとき、信号φＶｎがハイになることで、読み出し回路５−１〜５−ｍ内のＭＯＳトランジスタＴ１１がＯＮされ、ノイズ信号がキャパシタＣ１１にサンプルホールドされる。次に、画素Ｇ1b〜Ｇmbから入射光量に応じた画像信号が出力されるとき、信号φＶｓがハイとなることで、読み出し回路５−１〜５−ｍ内のＭＯＳトランジスタＴ１０がＯＮされ、画像信号がキャパシタＣ１０にサンプルホールドされる。

このようにして、読み出し回路５−１〜５−ｍそれぞれにおけるキャパシタＣ１０に画素Ｇ1b〜Ｇmbそれぞれからの画像信号がサンプルホールドされるとともに、読み出し回路５−１〜５−ｍそれぞれにおけるキャパシタＣ１１に画素Ｇ1b〜Ｇmbそれぞれからのノイズ信号がサンプルホールドされると、信号φＨ１，φＨ２，…，φＨｍの順にハイとされる。よって、読み出し回路５−１〜５−ｍにおけるＭＯＳトランジスタＴ１６，Ｔ１７が、５−１，５−２，…，５−ｍの順にＯＮとされ、画素Ｇ1b〜Ｇmbの画像信号及びノイズ信号が各画素毎に補正回路６の差動増幅器６０に入力される。そして、差動増幅器６０において、画像信号とノイズ信号との減算処理を行い、ノイズ除去された画像信号を、画素Ｇ1b，Ｇ2b，…，Ｇmbの順に出力する。

特開平１１−３１３２５７号公報 特開２００２−７７７３３号公報

上述の図１の固体撮像装置において、この読み出し回路５−１〜５−ｍと補正回路６によって構成されるＣＤＳ回路において、ＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１０２，Ｔ１６，Ｔ２０及びキャパシタＣ１０によって画像信号を扱う画像信号出力回路部が構成されるとともに、ＭＯＳトランジスタＴ１１，Ｔ１０３，Ｔ１７，Ｔ２１及びキャパシタＣ１１によってノイズ信号を扱うノイズ信号出力回路部が構成される。このように、ＣＤＳ回路において、画像信号出力回路部とノイズ信号出力回路部が構成されるが、この画像信号出力回路部とノイズ信号出力回路部との間の特性上の差が各列毎に存在すると、補正回路６から出力される画像信号に、縦筋ノイズとなる固定パターンノイズ（ＦＰＮ）が含まれることとなる。又、この各列毎に発生する特性上の差が、ＭＯＳトランジスタＴ１０２，Ｔ１０３の閾値電圧によって大きく影響される。

このような問題を鑑みて、本発明は、読み出し回路の特性のバラツキを低減することで、画像信号に発生するＦＰＮを抑制することができる固体撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の固体撮像装置は、入射光量に応じた電気信号を出力する光電変換部を備える複数の画素と、前記画素と接続されるとともに前記画素からの電気信号が出力される出力信号線と、該出力信号線を介して前記画素からの電気信号を読み出すとともに該電気信号をサンプルホールドする読み出し回路と、を備える固体撮像装置において、前記読み出し回路が、前記画素からの電気信号が入力される入出力端子と、前記出力信号線と前記入出力端子との間に接続される第１スイッチと、第１電極と制御電極とが接続されることで形成される帰還ループと、前記入出力端子と接続される第２電極と、を備える第１トランジスタと、該第１トランジスタの第１電極と制御電極との間に接続される第２スイッチと、前記第１トランジスタの制御電極と前記第２スイッチとの接続ノードに接続されるとともに前記帰還ループ上に現れる信号を保持する信号保持部と、前記入出力端子に一端が接続された第３スイッチと、を備えており、前記第１スイッチがＯＮとされて、前記画素からの電気信号が前記読み出し回路の前記入出力端子に入力されるとき、前記第２スイッチをＯＮとして前記第１トランジスタの前記帰還ループを閉状態として、前記画素からの電気信号に応じた値となる信号を前記信号保持部に与えた後、前記第２スイッチをＯＦＦとして前記第１トランジスタの前記帰還ループを開状態として、前記画素からの電気信号に応じた値となる信号を前記信号保持部にサンプルホールドし、その後、前記第３スイッチをＯＮとして、前記読み出し回路の前記入出力端子より、前記信号保持部にサンプルホールドされた前記信号に基づいて得られる前記画素からの電気信号を出力することを特徴とする。

このような固体撮像装置において、前記読み出し回路の前記第３スイッチの他端に接続されて、前記第１トランジスタの第１電極に定電流を流す第１定電流負荷を更に備え、前記読み出し回路が、前記第１トランジスタに前記第１定電流負荷による定電流と略同等の定電流を供給する第２定電流負荷を備え、前記第１スイッチがＯＮとされるとき、前記第２定電流負荷が前記第１トランジスタと接続されて定電流が流され、前記第３スイッチがＯＮとされるとき、前記第１定電流負荷が前記第１トランジスタと接続されて定電流が流されるものとしても構わない。

又、このような固体撮像装置において、前記出力信号線と前記第１スイッチとの間に設置されるとともに、前記出力信号線に第１電極が接続され、制御電極に前記第１スイッチの一端が接続された第２トランジスタと、前記第２トランジスタの第２電極に接続される第３定電流負荷と、を備えるものとし、前記画素それぞれの出力部として使用されるトランジスタにおける信号の劣化を抑制するものとしても構わない。また、入射光量に応じた電気信号を出力する光電変換部を備える複数の画素と、前記画素と接続されるとともに前記画素からの電気信号が出力される出力信号線と、該出力信号線を介して前記画素からの電気信号を読み出すとともに該電気信号をサンプルホールドする読み出し回路と、を備える固体撮像装置において、前記読み出し回路が、前記画素からの電気信号が入力される第２トランジスタの第１電極と信号が出力される前記第２トランジスタの第２電極と、前記第２極から第１トランジスタの制御電極に接続されて前記第１トランジスタの第２電極が前記第２トランジスタの制御電極へ接続されることで帰還ループを形成し、前記第２トランジスタの第２電極と前記第１トランジスタの制御電極との間に接続される第２スイッチと、前記第１トランジスタの第２電極と前記第２トランジスタの制御電極との間に接続される第１スイッチと、前記第１トランジスタの制御電極と前記第２スイッチとの接続ノードに接続されるとともに前記帰還ループ上に現れる信号を保持する信号保持部と、前記第１トランジスタの第２電極に一端が接続された第３スイッチと、を備えており、前記第１スイッチ及び第２スイッチが各々ＯＮとされて前記帰還ループを閉状態として、前記画素からの電気信号が前記読み出し回路の前記第２トランジスタの第１電極に入力され、前記画素からの電気信号に応じた値となる信号を前記信号保持部に与えた後、前記第２スイッチをＯＦＦとして前記帰還ループを開状態として、前記画素からの電気信号に応じた値となる信号を前記信号保持部にサンプルホールドし、その後、第１スイッチのＯＦＦとし、第３スイッチをＯＮとして前記読み出し回路の前記第１トランジスタの第２電極より前記信号保持部にサンプルホールドされた前記信号に基づいて得られる前記画素からの電気信号を出力することを特徴とする。

更に、上述の固体撮像装置において、前記第１トランジスタの第１電極に制御電極が接続されるとともに、前記第３スイッチをＯＮとしたときに他の前記読み出し回路による容量負荷に流れる電流を流す第３トランジスタと、該第３トランジスタの第１電極又は第２電極と前記入出力端子との間に接続された第４スイッチと、を備え、前記第３スイッチをＯＮとして前記入出力端子から前記画素からの電気信号を出力するとき、前記第４スイッチをＯＮとするものとし、他の列に接続されるとともに出力動作を行っていない他の前記読み出し回路による容量負荷の影響を抑制するものとしても構わない。

又、前記読み出し回路が、前記第１トランジスタの制御電極と第１電極との間の電圧値を設定するための電圧シフト回路を備えるものとし、前記第１トランジスタをディプレッション型のトランジスタで構成されたとき、前記第１トランジスタを駆動するための電圧を確保するようにしても構わない。このとき、前記電圧シフト回路が、前記第１トランジスタの制御電極に第１電極が接続されるとともに前記第１トランジスタの第１電極に制御電極が接続された第４トランジスタと、該第４トランジスタの第１電極に接続された負荷と、によって構成されるものとしても構わない。

又、前記複数の画素が、各画素のバラツキを示すノイズ信号と、当該バラツキによるノイズが重畳された画像信号と、を出力するとともに、前記読み出し回路として、前記画素からの電気信号となる前記ノイズ信号が前記入出力端子に入力される第１読み出し回路と、前記画素からの電気信号となる前記画像信号が前記入出力端子に入力される第２読み出し回路との少なくとも２系統の回路を備える。

更に、このとき、前記第１読み出し回路の前記入出力端子から出力される前記ノイズ信号と、前記第２読み出し回路の前記入出力端子から出力される前記画像信号と、が入力されるとともに、前記ノイズ信号に基づいて前記画像信号より前記ノイズを除去して出力する補正回路を、備える。また、前記第１トランジスタの第１電極に制御電極が接続されるとともに、前記第３スイッチをＯＮとしたときに他の前記読み出し回路による容量負荷に流れる電流を流す第３トランジスタと、該第３トランジスタの第１電極又は第２電極と前記第１トランジスタの第２電極との間に接続された第４スイッチと、を備え、前記第３スイッチをＯＮとして前記前記第１トランジスタの第２電極より前記画素からの電気信号を出力するとき、前記第４スイッチをＯＮとする。また、前記複数の画素が、各画素のバラツキを示すノイズ信号と、当該バラツキによるノイズが重畳された画像信号と、を出力するとともに、前記読み出し回路として、前記画素からの電気信号となる前記ノイズ信号が前記第２トランジスタの第１電極に入力される第１読み出し回路と、前記画素からの電気信号となる前記画像信号が前記第２トランジスタの第１電極に入力される第２読み出し回路との少なくとも２系統の回路を備える。また、前記第１読み出し回路の前記第１トランジスタの第２電極から出力される前記ノイズ信号と、前記第２読み出し回路の前記第１トランジスタの第２電極から出力される前記画像信号と、が入力されるとともに、前記ノイズ信号に基づいて前記画像信号より前記ノイズを除去して出力する補正回路を、備える。

本発明によると、読み出し回路における画素からの電気信号をサンプルホールドするための信号保持回路が負帰還回路の帰還ループ上に構成されるとともに、画素からの電気信号が入力される端子と保持した電気信号を出力する端子とを同一の入出力端子とした。よって、従来のようにトランジスタのゲートに入力されて保持された画素からの電気信号をトランジスタで増幅して出力する読み出し回路などのように、増幅動作を行う素子によるバラツキなどの読み出し回路の特性による信号への影響を抑えることができ、読み出し回路によって発生するＦＰＮを抑制することができる。

又、出力信号線と第１スイッチとの間に設置される第２トランジスタを設けることによって、画素それぞれの出力部として使用されるトランジスタにおける信号の劣化を抑制することができる。又、他の読み出し回路による容量負荷に流れる電流を流す第３トランジスタを設けることによって、他の列に接続されるとともに出力動作を行っていない他の前記読み出し回路による容量負荷の影響を抑制することができる。更に、電圧シフト回路を設けることによって、第１トランジスタをディプレッション型のトランジスタで構成したとき、第１トランジスタを駆動するための電圧を確保することができる。

＜固体撮像装置の構成＞
まず、本発明の各実施形態における固体撮像装置の構成の概略について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の各実施形態において共通となる二次元のＭＯＳ型固体撮像装置（以下、「エリアセンサ」とする）の構成の概略を示すブロック図である。

［背景技術］で説明したように、図１に示す固体撮像装置は、画像信号及びノイズ信号を出力する画素Ｇ11〜Ｇmnと、画素Ｇ11〜Ｇmnを行毎に信号を与えて動作させる垂直走査回路１と、画素Ｇ11〜Ｇmnからの画像信号及びノイズ信号を各列毎に出力されるように動作する水平走査回路２と、垂直走査回路１から行単位で画素に信号を与えるためのライン３−１〜３−ｎと、画素Ｇ11〜Ｇmnからの画像信号及びノイズ信号が出力される出力信号線４−１〜４−ｍと、画素Ｇ11〜Ｇmnからの画像信号及びノイズ信号をサンプルホールドする読み出し回路５−１〜５−ｍと、読み出し回路５−１〜５−ｍそれぞれでサンプルホールドされた画像信号とノイズ信号とが与えられて画像信号のノイズ除去を行う補正回路６と、出力信号線４−１〜４−ｍそれぞれに接続された定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑｍと、を備える。尚、後述するように、ライン３−１〜３−ｎはそれぞれ、複数の信号線によって構成される。

このような固体撮像装置において、画素Ｇabからの出力となる画像信号及びノイズ信号が、それぞれ、出力信号線４−ａを介して出力されるとともに、この出力信号線４−ａに接続されたＭＯＳトランジスタＱａによって電圧増幅される。即ち、出力信号線４−ａにドレインが接続されたＭＯＳトランジスタＱａのゲート及びソースそれぞれに直流電圧ＶＤ，ＶSSが印加されることで、ＭＯＳトランジスタＱａが定電流負荷として働く。又、画素Ｇ11〜Ｇｍｎには、後述するように、これらの画素で発生した光電荷に基づく信号を出力するＭＯＳトランジスタＴ３が設けられている。このＭＯＳトランジスタＴ３とＭＯＳトランジスタＱａとが出力信号線４−ａを介して接続されるとき、ＭＯＳトランジスタＱａは定電流負荷と等価であり、このＭＯＳトランジスタＴ３，Ｑａによる回路はソースフォロワ型の増幅回路となる。

このようにソースフォロア型の増幅回路を構成することにより、出力信号線４−ａよりこの増幅がない場合に比べて大きな信号を増幅して出力することができる。従って、画素がダイナミックレンジ拡大のために感光素子から発生する光電流を自然対数的に変換しているような場合は、そのままでは出力信号が小さいが、本増幅回路を設けることにより結果として増幅回路がない場合に比べて大きな信号が得られるため、後続の信号処理回路（図示せず）での処理が容易になる。又、増幅回路の負荷抵抗部分を構成するＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑｍを画素内に設けずに、列方向に配置された複数の画素が接続される出力信号線４−１〜４−ｍ毎に設けることにより、定電流負荷の数を低減でき、半導体チップ上で増幅回路が占める面積を少なくできる。

そして、画素Ｇabから出力された画像信号及びノイズ信号が順番に読み出し回路５−ａに送出されるとともに、この読み出し回路５−ａにおいて、送出された画像信号及びノイズ信号がサンプルホールドされる。その後、読み出し回路５−ａより、サンプルホールドされた画像信号が補正回路６に送出された後、同じくサンプルホールドされたノイズ信号が補正回路６に送出される。補正回路６では、読み出し回路５−ａより与えられた画像信号を、同じく読み出し回路５−ａより与えられたノイズ信号に基づいて補正処理して、ノイズ除去した映像信号を外部に出力する。

図１の各画素が備える画素回路の一例を図２に示す。図２に示す画素は、カソードに直流電圧ＶSSが印加されたフォトダイオードＰＤのアノードにＭＯＳトランジスタＴ１のソースが接続され、このＭＯＳトランジスタＴ１のドレインにＭＯＳトランジスタＴ４のソース及びＭＯＳトランジスタＴ２のゲートが接続される。そして、ＭＯＳトランジスタＴ２のソースにＭＯＳトランジスタＴ３のドレインが接続されるとともに、ＭＯＳトランジスタＴ３のソースが出力信号線４（図１の出力信号線４−１〜４−ｍに相当する）に接続される。

ＭＯＳトランジスタＴ２，Ｔ４のドレインには、直流電圧ＶDDが印加される。そして、ＭＯＳトランジスタＴ１，Ｔ３，Ｔ４それぞれのゲートには、垂直走査回路１からの信号線３１〜３３のそれぞれとソースが接続されたＭＯＳトランジスタＴ５〜Ｔ７のドレインが接続される。このＭＯＳトランジスタＴ５〜Ｔ７のゲートには、信号φＸが与えられる。よって、信号φＸがハイとされて、ＭＯＳトランジスタＴ５〜Ｔ７それぞれがＯＮとなることで、信号線３１〜３３（この３本の信号線３１〜３３が図１の信号線３−１〜３−ｎそれぞれに相当する）より信号φＴＸ，φＶ，φＲＳがＭＯＳトランジスタＴ１，Ｔ３，Ｔ４それぞれのゲートに与えられる。このＭＯＳトランジスタＴ１〜Ｔ７は、バックゲートが接地された（直流電圧ＶSSを印加）ＮチャネルのＭＯＳトランジスタである。尚、ＭＯＳトランジスタＴ１〜Ｔ７をＰチャネルのＭＯＳトランジスタとするときは、電源電圧が印加される。

このように構成される画素Ｇ11〜Ｇmnは、図３のタイミングチャートに従って動作することで、画像信号及びノイズ信号を出力する。尚、図３のタイミングチャートは、１水平期間の信号の状態を示すものである。今、ｂ行目の各画素Ｇ1b〜Ｇmbがノイズ信号及び画像信号を出力するとき、垂直走査回路２より図１の信号線３−ｂに相当する信号線３１〜３３の信号φＴＸ，φＶ，φＲＳを有効とするため、垂直走査回路２よりＭＯＳトランジスタＴ５〜Ｔ７に与える信号φＸをハイとする。よって、ＭＯＳトランジスタＴ５〜Ｔ７がＯＮとなり、信号線３１〜３３それぞれとＭＯＳトランジスタＴ１，Ｔ３，Ｔ４のゲートが電気的に接続される。

そして、ハイとなる信号φＶを信号線３２及びＭＯＳトランジスタＴ６を通じてＭＯＳトランジスタＴ３のゲートに与えることで、ＭＯＳトランジスタＴ３をＯＮとする。尚、フォトダイオードＰＤでは、光電変換動作を行うことによって、その露光量に応じた電荷を発生して蓄積する。その後、ハイとなる信号φＲＳを信号線３３及びＭＯＳトランジスタＴ７を通じてＭＯＳトランジスタＴ４のゲートに与えることで、ＭＯＳトランジスタＴ４をＯＮとする。よって、ＭＯＳトランジスタＴ２のゲートにおいて蓄電された電荷が再結合されて、ＭＯＳトランジスタＴ２のゲート電圧がリセットされる。

このとき、リセットされたＭＯＳトランジスタＴ２のゲート電圧に応じたドレイン電流がＭＯＳトランジスタＴ２に流れる。そのため、リセットされたＭＯＳトランジスタＴ２のゲート電圧に比例した電圧信号となるノイズ信号が出力信号線４−１〜４−ｍに現れる。その後、信号φＲＳをローとしてＭＯＳトランジスタＴ４をＯＦＦとした後、次に、ハイとなる信号φＴＸを信号線３１及びＭＯＳトランジスタＴ５を通じてＭＯＳトランジスタＴ１のゲートに与えることでＭＯＳトランジスタＴ１をＯＮとするまで、出力信号線４−１〜４−ｍにはノイズ信号となる電圧信号が現れる。

そして、信号φＴＸをハイとして、ＭＯＳトランジスタＴ１がＯＮとされると、ＭＯＳトランジスタＴ２のゲートにフォトダイオードＰＤに蓄電されていた電荷が転送される。よって、信号φＴＸをローとしてＭＯＳトランジスタＴ１をＯＦＦとした後も、ＭＯＳトランジスタＴ２のゲートにフォトダイオードＰＤで光電変換されて得られた電荷が蓄積された状態となるため、ＭＯＳトランジスタＴ２のゲート電圧がフォトダイオードＰＤにおける露光量に応じた電圧となる。よって、ＭＯＳトランジスタＴ２に保持されたゲート電圧に応じたドレイン電流が流れるため、フォトダイオードＰＤにおける露光量に線形的に比例する電圧信号となる画像信号が出力信号線４−１〜４−ｍに現れる。

その後、信号φＸをローとすることで、ＭＯＳトランジスタＴ５〜Ｔ７をＯＦＦとして、垂直走査回路１からｂ行目の各画素Ｇ1b〜Ｇmbに信号φＴＸ，φＶ，φＲＳが供給されることが禁止される。このように、ｂ行目の各画素Ｇ1b〜Ｇmbが動作されて画素信号及びノイズ信号が出力されて読み出し回路５−１〜５−ｍにサンプルホールドされた後、読み出し回路５−１，５−２，…，５−ｍから順に、画素Ｇ1b，Ｇ2b，…，Ｇmbの画像信号とノイズ信号とが補正回路６に与えられることで、画素Ｇ1b，Ｇ2b，…，Ｇmbのノイズ除去された画像信号が順に出力される。

そして、ｂ＋１行目の各画素Ｇ1(b+1)〜Ｇm(b+1)に接続されるライン３−（ｂ＋１）に相当する信号線３１〜３３を有効とするために、このライン３−（ｂ＋１）に相当する信号線３１〜３３に接続されたＭＯＳトランジスタＴ５〜Ｔ７のゲートに与える信号φＸをハイとする。その後、画素Ｇ1(b+1)〜Ｇm(b+1)内の各素子が図３のタイミングチャートに応じた動作をすることで、画素Ｇ1(b+1)〜Ｇm(b+1)の画像信号が出力される。

この図１に示す固体撮像装置の構成、図２に示す画素の構成、及び図３に示す画素の動作は、以下に示す各実施形態で共通の構成及び動作である。よって、以下に示す各実施形態においては、各実施形態において異なる構成及び動作となる読み出し回路５−１〜５−ｍ及び補正回路６について、説明する。尚、この読み出し回路５−１〜５−ｍ及び補正回路６によって、図１の固体撮像装置におけるＣＤＳ回路が構成される。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、以下に、図面を参照して説明する。図４は、本実施形態における固体撮像装置における読み出し回路と補正回路の内部構成を示す回路図である。尚、図４によって示される読み出し回路及び補正回路の構成において、図１１と同一の構成と成る部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

本実施形態の固体撮像装置における読み出し回路５ｘ（図１に示す読み出し回路５−１〜５−ｍに相当する）は、図４に示すように、出力信号線４（図１に示す出力信号線４−１〜４−ｍに相当する）とドレインが接続されるＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１１と、ＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１１それぞれのソースにソースが接続されたＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３と、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３それぞれのゲートに一端が接続されるキャパシタＣ１，Ｃ２と、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３それぞれのゲートにソースが接続されるＭＯＳトランジスタＴ１４，Ｔ１５と、ＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１１それぞれのソースにドレインが接続されるＭＯＳトランジスタＴ１６，Ｔ１７と、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３のドレインの接続ノードにドレインが接続されるＭＯＳトランジスタＴ１８，Ｔ１９と、を備える。

ＭＯＳトランジスタＴ１０〜Ｔ１７は、バックゲートが接地された（直流電圧ＶSSが印加された）ＮチャネルのＭＯＳトランジスタで構成され、ＭＯＳトランジスタＴ１８，Ｔ１９は、バックゲートに電源電位が印加された（直流電圧ＶDDが印加された）ＰチャネルのＭＯＳトランジスタで構成される。キャパシタＣ１，Ｃ２の他端には直流電圧ＶSSが印加される。ＭＯＳトランジスタＴ１８のゲートには直流電圧ＶＤ１が印加され、ＭＯＳトランジスタＴ１８，Ｔ１９のソースには直流電圧ＶDDが印加される。

更に、図１１の読み出し回路５と同様、ＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１１それぞれのゲートには信号φＶｓ，φＶｎが入力され、ＭＯＳトランジスタＴ１６，Ｔ１７のゲートには信号φＨ（読み出し回路５−１〜５−ｍそれぞれに与えられる信号φＨ１〜φＨｍに相当する）が入力される。又、ＭＯＳトランジスタＴ１４，Ｔ１５のゲートには信号φＳｓ，φＳｎが入力され、ＭＯＳトランジスタＴ１９のゲートには信号φＳが入力される。そして、垂直走査回路１より信号φＶｓ，φＶｎ，φＳｓ，φＳｎが与えられ、水平走査回路２より信号φＨ（φＨ１〜φＨｍ）が与えられる。

補正回路６は、図１１に示す回路と同一の構成であり、ＭＯＳトランジスタＴ１６，Ｔ１７のソースにドレインが接続されたＭＯＳトランジスタＴ２０，Ｔ２１と、ＭＯＳトランジスタＴ２０，Ｔ２１それぞれのドレインに反転入力端子及び非反転入力端子が接続された差動増幅器６０と、を備える。ＭＯＳトランジスタＴ２０，Ｔ２１それぞれのゲート及びソースには、直流電圧ＶＤ，ＶSSが印加される。ＭＯＳトランジスタＴ２０，Ｔ２１は、バックゲートが接地された（直流電圧ＶSSが印加された）ＮチャネルのＭＯＳトランジスタで構成される。

図４に示す回路構成の読み出し回路５−１〜５−ｍと補正回路６とで、図１に示す固体撮像装置内のＣＤＳ回路が構成される。このＣＤＳ回路を構成する読み出し回路５−１〜５−ｍと補正回路６の動作について、画素Ｇ11〜Ｇmnの動作とともに、図５のタイミングチャートを参照して説明する。

画素Ｇ1b〜Ｇmbが、上述したように、図３のタイミングチャートに従って動作を行うとき、信号φＶがＭＯＳトランジスタＴ３のゲートに与えられてＭＯＳトランジスタＴ３がＯＮとされる間、まず、ハイとなるパルス信号φＲＳによりＭＯＳトランジスタＴ４をＯＮとしてＭＯＳトランジスタＴ２のゲート電圧がリセットされる。そして、信号φＲＳがローとされてＭＯＳトランジスタＴ４がＯＦＦとされると、信号φＶｎ，φＳｎがハイとされることで、ＭＯＳトランジスタＴ１１，Ｔ１５がＯＮとされる。このとき、信号φＶｓ，φＳｓがローとされるとともに信号φＳがハイとされて、ＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１４，Ｔ１９がＯＦＦとされる。

よって、出力信号線４が、ＭＯＳトランジスタＴ１１を介して、ＭＯＳトランジスタＴ１３のソースに電気的に接続されるとともに、ＭＯＳトランジスタＴ１３のゲートとキャパシタＣ２の接続ノードが、ＭＯＳトランジスタＴ１５を介して、ＭＯＳトランジスタＴ１３，Ｔ１８のドレインの接続ノードに電気的に接続される。この出力信号線４とＭＯＳトランジスタＴ１１，Ｔ１３，Ｔ１５，Ｔ１８及びキャパシタＣ２とがこのような接続関係となるとき、ＭＯＳトランジスタＴ１８が定電流負荷として動作するとともに、ＭＯＳトランジスタＴ１３，Ｔ１５によって負帰還ループが構成される。

このとき、図６（ａ）に示すＭＯＳトランジスタにおけるゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ対ドレイン電流Ｉｄ特性に基づいて、ＭＯＳトランジスタＴ１３のドレイン電流ＩｄによってＭＯＳトランジスタＴ１３のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが決定される。今、ＭＯＳトランジスタＴ１３のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ対ドレイン電流Ｉｄ特性を、図６（ｂ）の点線に示すものとし、ドレイン電流Ｉｄが０となるときのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓである閾値電圧がＶｔｈｎとなるものとする。このような特性を備えるＭＯＳトランジスタＴ１３に、定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ１８によって決定される電流Ｉｈがドレイン電流として流れるため、ＭＯＳトランジスタＴ１３のゲート・ソース間電圧が図６（ｂ）に示す値Ｖｇｓｎｈとなる。

そして、出力信号線４に現れるノイズ信号を表す電圧値がＶＮとなるとき、ＭＯＳトランジスタＴ１１を介して出力信号線４と電気的に接続されたＭＯＳトランジスタＴ１３のソース電圧がＶＮとなる。よって、ＭＯＳトランジスタＴ１３のゲート・ソース間電圧がＶｇｓｎｈであるため、ＭＯＳトランジスタＴ１３のゲート電圧が（ＶＮ＋Ｖｇｓｎｈ）となり、キャパシタＣ２に電圧Ｖｃｎ（＝ＶＮ＋Ｖｇｓｎｈ）がサンプルホールドされることとなる。

その後、信号φＳｎをローとしてＭＯＳトランジスタＴ１５をＯＦＦとすることによって、ＭＯＳトランジスタＴ１３のドレインゲート間の電気的な接続を切断し、キャパシタＣ２にサンプルホールドした電圧Ｖｃｎを保持した状態とする。更に、信号φＶｎをローとしてＭＯＳトランジスタＴ１１をＯＦＦとすることによって、出力信号線４とＭＯＳトランジスタＴ１３のソースとの電気的な接続を切断する。

このようにして、ノイズ信号に基づく電圧ＶｃｎをキャパシタＣ２にサンプルホールドすると、次に、画素Ｇ1b〜Ｇmbそれぞれにおいて、ハイとなるパルス信号φＴＸによりＭＯＳトランジスタＴ３をＯＮとして、ＭＯＳトランジスタＴ２のゲートにフォトダイオードＰＤに蓄電されていた電荷を転送する。よって、フォトダイオードＰＤにおける露光量に線形的に比例する電圧信号となる画像信号が出力信号線４に現れる。そして、信号φＴＸがローとされてＭＯＳトランジスタＴ３がＯＦＦとされると、信号φＶｓ，φＳｓがハイとされることで、ＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１４がＯＮとされる。

よって、出力信号線４が、ＭＯＳトランジスタＴ１０を介して、ＭＯＳトランジスタＴ１２のソースに電気的に接続されるとともに、ＭＯＳトランジスタＴ１２のゲートとキャパシタＣ１の接続ノードが、ＭＯＳトランジスタＴ１４を介して、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１８のドレインの接続ノードに電気的に接続される。即ち、ＭＯＳトランジスタＴ１８が定電流負荷として動作するとともに、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１４によって負帰還ループが構成される。

このとき、ＭＯＳトランジスタＴ１２のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ対ドレイン電流Ｉｄ特性を、図６（ｂ）の実線に示すものとし、ドレイン電流Ｉｄが０となるときのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓである閾値電圧がＶｔｈｓとなるものとする。このような特性を備えるＭＯＳトランジスタＴ１２に、定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ１８によって決定される電流Ｉｈがドレイン電流として流れるため、ＭＯＳトランジスタＴ１２のゲート・ソース間電圧が図６（ｂ）に示す値Ｖｇｓｓｈとなる。又、出力信号線４に現れる画像信号を表す電圧値がＶＳとなるとき、ＭＯＳトランジスタＴ１０を介して出力信号線４と電気的に接続されたＭＯＳトランジスタＴ１２のソース電圧がＶＳとなる。よって、ＭＯＳトランジスタＴ１２のゲート電圧が（ＶＳ＋Ｖｇｓｓｈ）となり、キャパシタＣ１に電圧Ｖｃｓ（＝ＶＳ＋Ｖｇｓｓｈ）がサンプルホールドされることとなる。

その後、信号φＳｓをローとしてＭＯＳトランジスタＴ１４をＯＦＦとすることによって、ＭＯＳトランジスタＴ１２のドレインゲート間の電気的な接続を切断した後、信号φＶｓをローとしてＭＯＳトランジスタＴ１０をＯＦＦとすることによって、出力信号線４とＭＯＳトランジスタＴ１２のソースとの電気的な接続を切断する。このようにして、キャパシタＣ２にサンプルホールドした電圧Ｖｃｓを保持した状態とする。そして、画素Ｇ1b〜Ｇmbそれぞれにおいて、信号φＶをローとして、ＭＯＳトランジスタＴ３をＯＦＦとする。このＭＯＳトランジスタＴ３をＯＮとしている間が、垂直ブランク期間となる。

読み出し回路５−１〜５−ｍ内の各素子が、垂直ブランク期間において上述の動作を行うことによって、画素Ｇ1b〜Ｇmbそれぞれの画像信号に応じた電圧値が読み出し回路５−１〜５−ｍそれぞれのキャパシタＣ１にサンプルホールドされるとともに、画素Ｇ1b〜Ｇmbそれぞれのノイズ信号に応じた電圧値が読み出し回路５−１〜５−ｍそれぞれのキャパシタＣ２にサンプルホールドされる。その後、画素Ｇ1b〜Ｇmbそれぞれに対してローとなる信号φＶが与えられると、読み出し回路５−１〜５−ｍに与える信号φＳをローとするとともに、ハイとなるパルス信号φＨ１〜φＨｍが、φＨ１，φＨ２，…，φＨｍの順番に、読み出し回路５−１〜５−ｍそれぞれに与えられる。

このとき、読み出し回路５−１〜５−ｍに与える信号φＳをローとすることで、読み出し回路５−１〜５−ｍそれぞれに備えられるＭＯＳトランジスタＴ１９がＯＮとなり、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３に電圧ＶDDが印加された状態となる。そして、読み出し回路５−１，５−２，…，５−ｍのＭＯＳトランジスタＴ１６，Ｔ１７のゲートに、順番に、ハイとなるパルス信号φＨ１，φＨ２，…，φＨｍが入力されて、読み出し回路５−１，５−２，…，５−ｍのＭＯＳトランジスタＴ１６，Ｔ１７が順番にＯＮとされる。

即ち、読み出し回路５ｘにおいて、信号φＳがローとされてＭＯＳトランジスタＴ１９がＯＮとされるとともに、ハイとなる信号φＨが与えられてＭＯＳトランジスタＴ１６，Ｔ１７がＯＮとされる。よって、電圧Ｖｃｓを保持しているキャパシタＣ１にゲートが接続されたＭＯＳトランジスタＴ１２のドレインにＭＯＳトランジスタＴ１９を介して直流電圧ＶDDが印加されるとともに、そのソースにＭＯＳトランジスタＴ１６を介して定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ２０が接続される。又、電圧Ｖｃｎを保持しているキャパシタＣ２にゲートが接続されたＭＯＳトランジスタＴ１３のドレインにＭＯＳトランジスタＴ１９を介して直流電圧ＶDDが印加されるとともに、そのソースにＭＯＳトランジスタＴ１７を介して定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ２１が接続される。

このようにＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３が接続されるため、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３がそれぞれ、ＭＯＳトランジスタＴ２０，Ｔ２１とソースフォロアアンプを構成することとなる。このとき、ＭＯＳトランジスタＴ１２に、定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ２０によって流れる電流Ｉｒがソース電流として流れるとともに、ＭＯＳトランジスタＴ１３に、定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ２１によって流れる電流Ｉｒがソース電流として流れる。

よって、図６（ｂ）の実線で示されるゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ対ドレイン電流Ｉｄ特性より、ＭＯＳトランジスタＴ１２に流れるドレイン電流がＩｒであることから、ＭＯＳトランジスタＴ１２のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが図６（ｂ）に示す値Ｖｇｓｓｒとなる。そして、キャパシタＣ１に保持された電圧ＶｃｓがＭＯＳトランジスタＴ１２のゲートに印加された状態となるため、ＭＯＳトランジスタＴ１２のソースに現れる電圧が（Ｖｃｓ−Ｖｇｓｓｒ）となり、差動増幅器６０の反転入力端子に電圧Ｖｓｒ（＝Ｖｃｓ−Ｖｇｓｓｒ＝ＶＳ＋Ｖｇｓｓｈ−Ｖｇｓｓｒ）が入力される。

同様に、図６（ｂ）の点線で示されるゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ対ドレイン電流Ｉｄ特性より、ＭＯＳトランジスタＴ１３に流れるドレイン電流がＩｒであることから、ＭＯＳトランジスタＴ１３のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが図６（ｂ）に示す値Ｖｇｓｎｒとなる。そして、キャパシタＣ１に保持された電圧ＶｃｎがＭＯＳトランジスタＴ１３のゲートに印加された状態となるため、ＭＯＳトランジスタＴ１３のソースに現れる電圧が（Ｖｃｎ−Ｖｇｓｎｒ）となり、差動増幅器６０の反転入力端子に電圧Ｖｓｎ（＝Ｖｃｎ−Ｖｇｓｎｒ＝ＶＮ＋Ｖｇｓｎｈ−Ｖｇｓｎｒ）が入力される。

このように動作するとき、ＭＯＳトランジスタＴ１８を定電流負荷としたときにＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３に流れるドレイン電流Ｉｈと、ＭＯＳトランジスタＴ２０，Ｔ２１それぞれを定電流負荷としたときにＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３に流れるドレイン電流Ｉｒとを、略等しい電流値に設定する。このとき、ドレイン電流Ｉｈ，Ｉｒそれぞれが流れるときのＭＯＳトランジスタＴ１２のソース・ゲート間電圧Ｖｇｓｓｈ，Ｖｇｓｓｒを略等しい値とすることができるとともに、ドレイン電流Ｉｈ，Ｉｒそれぞれが流れるときのＭＯＳトランジスタＴ１３のソース・ゲート間電圧Ｖｇｓｎｈ，Ｖｇｓｎｒを略等しい値とすることができる。

よって、ＭＯＳトランジスタＴ１８を定電流負荷としたときのドレイン電流Ｉｈと、ＭＯＳトランジスタＴ２０，Ｔ２１それぞれを定電流負荷としたときのドレイン電流Ｉｒとを略等しい電流値とすることで、信号φＨを与えてＭＯＳトランジスタＴ１６，Ｔ１７をＯＮとしたときの、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３のソース電圧をそれぞれ、ＶＳ、ＶＮとすることができる。そして、補正回路６における差動増幅器６０の非反転入力端子及び反転入力端子のそれぞれに、この電圧ＶＳ，ＶＮが入力されて、電圧値α×（ＶＳ−ＶＮ）となる画像信号が差動増幅器６０から出力される。

このように動作するとき、上述のように、ＭＯＳトランジスタＴ１８を定電流負荷としたときのドレイン電流Ｉｈと、ＭＯＳトランジスタＴ２０，Ｔ２１それぞれを定電流負荷としたときのドレイン電流Ｉｒとを略等しい電流値とすることで、差動増幅器６０に入力される画像信号及びノイズ信号において、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３の閾値電圧のバラツキによる影響を低減することができる。又、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３のソースに画像信号及びノイズ信号をサンプルホールドした状態に等価することができる。そのため、従来のＭＯＳトランジスタＴ１０２，Ｔ１０３（図１１参照）のように、ゲートにサンプルホールドした画像信号及びノイズ信号をソースに伝達して出力する間に発生するゲインロスや歪みなどの信号劣化をも抑制することができる。

このように読み出し回路５−１〜５−ｍが動作するとき、信号φＳがローとされて、読み出し回路５−１〜５−ｍ全てのＭＯＳトランジスタＴ１９をＯＮとした後、この信号φＳがローとされている間、ハイとなるパルス信号φＨ１，φＨ２，…，φＨｍを順番に読み出し回路５−１，５−２，…，５−ｍのＭＯＳトランジスタＴ１６，Ｔ１７に与えることで、差動増幅器６０に、画素Ｇ1b，Ｇ2b，…，Ｇmbの画像信号及びノイズ信号が与えられ、ノイズ除去された画像信号が出力される。

そして、パルス信号φＨｍが読み出し回路５−ｍに与えられて、画素Ｇmbの画像信号が差動増幅器６０より出力されると、信号φＳがハイとされて読み出し回路５−１〜５−ｍ全てのＭＯＳトランジスタＴ１９をＯＦＦとするとともに、ｂ行目の信号φＸをローとして画素Ｇ1b〜Ｇmbと接続されたＭＯＳトランジスタＴ５〜Ｔ７をＯＦＦとする。このとき、ｂ＋１行目の信号φＸをハイとして画素Ｇ1(b+1)〜Ｇm(b+1)と接続されたＭＯＳトランジスタＴ５〜Ｔ７をＯＮとして、ｂ＋１行目の画素Ｇ1(b+1)〜Ｇm(b+1)による撮像動作を行い、画素Ｇ1(b+1)〜Ｇm(b+1)の画像信号を順番に出力する。このような動作を、画素Ｇ11〜Ｇm1，Ｇ12〜Ｇm2，…，Ｇ1n〜Ｇmn毎に繰り返し行うことによって、１フレーム分の画像信号を出力する。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、以下に、図面を参照して説明する。図７は、本実施形態における固体撮像装置における読み出し回路と補正回路の内部構成を示す回路図である。尚、図７によって示される読み出し回路及び補正回路の構成において、図４の構成と同一の構成と成る部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

本実施形態の固体撮像装置における読み出し回路５ｙ（図１に示す読み出し回路５−１〜５−ｍに相当する）は、図７に示すように、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３に閾値電圧が負となるディプレッション型のＭＯＳトランジスタが用いられるとともに、読み出し回路５ｘ（図４参照）の回路構成に、ＭＯＳトランジスタＴ１４，Ｔ１５のドレインにソースが接続されたＭＯＳトランジスタＴ２２と、このＭＯＳトランジスタＴ２２のソースにドレインが接続されたＭＯＳトランジスタＴ２３と、が付加された構成となる。

このように構成される読み出し回路５ｙにおいて、ＭＯＳトランジスタＴ２２は、そのゲートがＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３それぞれのドレインの接続ノードに接続され、そのドレインに直流電圧ＶDDが印加されることで、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３のドレイン・ゲート間の電圧差を設定する電圧シフト手段として動作する。又、ＭＯＳトランジスタＴ２３は、そのゲート及びソースに直流電圧ＶＤ２，ＶSSが印加されることで、ＭＯＳトランジスタＴ２２に流れるソース電流を設定する定電流負荷として働く。尚、このＭＯＳトランジスタＴ２２，Ｔ２３は、ＮチャネルのＭＯＳトランジスタで、そのバックゲートが接地される（直流電圧ＶSSが印加される）。

この読み出し回路５ｙは、第１の実施形態における読み出し回路５ｘと同様、図５のフローチャートに従って動作を行う。このとき、出力信号線４からノイズ信号が出力されるとともに、ＭＯＳトランジスタＴ１１，Ｔ１５がＯＮとされるとき、ＭＯＳトランジスタＴ２２のゲート及びソースそれぞれがＭＯＳトランジスタＴ１３のドレイン及びゲートそれぞれに接続される。よって、ディプレッション型のＭＯＳトランジスタＴ１３であっても、ＭＯＳトランジスタＴ１３のドレイン・ソース間に電圧差が生じるため、ＭＯＳトランジスタＴ１３を動作させて、キャパシタＣ２にノイズ信号に応じた電圧Ｖｃｎをサンプルホールドすることができる。

同様に、出力信号線４から画像信号が出力されるとともに、ＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１４がＯＮとされるとき、ＭＯＳトランジスタＴ２２のゲート及びソースそれぞれがＭＯＳトランジスタＴ１２のドレイン及びゲートそれぞれに接続される。よって、ディプレッション型のＭＯＳトランジスタＴ１２であっても、ＭＯＳトランジスタＴ１２のドレイン・ソース間に電圧差が生じるため、ＭＯＳトランジスタＴ１２を動作させて、キャパシタＣ１にノイズ信号に応じた電圧Ｖｃｓをサンプルホールドすることができる。

＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、以下に、図面を参照して説明する。図８は、本実施形態における固体撮像装置における読み出し回路と補正回路の内部構成を示す回路図である。尚、図８によって示される読み出し回路及び補正回路の構成において、図４の構成と同一の構成と成る部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

本実施形態の固体撮像装置における読み出し回路５ｚ（図１に示す読み出し回路５−１〜５−ｍに相当する）は、図８に示すように、読み出し回路５ｘ（図４参照）の回路構成におけるＭＯＳトランジスタＴ１８，Ｔ１９の代わりに、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３それぞれのドレインにドレインが接続されたＭＯＳトランジスタＴ１８ａ，Ｔ１８ｂと、ＭＯＳトランジスタＴ１８ａ，Ｔ１８ｂそれぞれのドレインにゲートが接続されたＭＯＳトランジスタＴ２４，Ｔ２５と、ＭＯＳトランジスタＴ２４，Ｔ２５それぞれのドレインにドレインが接続されたＭＯＳトランジスタＴ２６，Ｔ２７と、を備えた構成となる。

そして、ＭＯＳトランジスタＴ１８ａ，Ｔ１８ｂ，Ｔ２４，Ｔ２５のソースに直流電圧ＶDDが印加されるとともに、ＭＯＳトランジスタＴ２６，Ｔ２７それぞれのソースにＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３のソースが接続される。又、ＭＯＳトランジスタＴ２６，Ｔ２７それぞれのゲートには、信号φＳ１が与えられる。ＭＯＳトランジスタＴ１８ａ，Ｔ１８ｂ，Ｔ２４，Ｔ２５は、バックゲートが電源電位が印加された（直流電圧ＶDDが印加された）ＰチャネルのＭＯＳトランジスタである。、ＭＯＳトランジスタＴ２６，Ｔ２７は、バックゲートが接地された（直流電圧ＶSSが印加された）ＮチャネルのＭＯＳトランジスタである。

このように構成された読み出し回路５ｚは、第１の実施形態における信号φＳと同一のタイミングで信号φＳ１が動作するが、そのハイとローの関係は、ＭＯＳトランジスタＴ１９とＭＯＳトランジスタＴ２６，Ｔ２７とが逆極性のＭＯＳトランジスタであるため、逆となる。即ち、水平ブランク期間は、信号φＳ１をローとしてＭＯＳトランジスタＴ２６，Ｔ２７をＯＦＦとする。そして、信号φＶをローとして読み出し動作を行っている画素のＭＯＳトランジスタＴ５（図２参照）をＯＦＦとすると、信号φＳ１をハイとしてＭＯＳトランジスタＴ２６，Ｔ２７をＯＮとする。その後、ハイとなるパルス信号φＨ１〜φＨｍを順番に読み出し回路５−１〜５−ｍに与えて、画像信号とノイズ信号とが差動増幅器６０に与えられ、信号φＨｍがローとなると、信号φＳ１をローとしてＭＯＳトランジスタＴ２６，Ｔ２７をＯＦＦとする。

このように動作する読み出し回路５ｚにおいて、各画素からの画像信号及びノイズ信号を読み出す際の動作については、読み出し回路５ｘと同一の動作を行うことで、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３のゲートに接続されるキャパシタＣ１，Ｃ２それぞれに、画像信号及びノイズ信号それぞれに応じた電圧Ｖｃｓ，Ｖｃｎをサンプルホールドする。このとき、ＭＯＳトランジスタＴ１８ａがＭＯＳトランジスタＴ１２に流れるドレイン電流Ｉｒを設定するための定電流負荷として働くとともに、ＭＯＳトランジスタＴ１８ｂがＭＯＳトランジスタＴ１３に流れるドレイン電流Ｉｒを設定するための定電流負荷として働く。

そして、ＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１１，Ｔ１４，Ｔ１５がＯＦＦの状態で、信号φＳ１をハイとしてＭＯＳトランジスタＴ２６，Ｔ２７をＯＮとしたとき、ＭＯＳトランジスタＴ２４，Ｔ２５のドレインがそれぞれ、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３のソースに電気的に接続される。よって、ＭＯＳトランジスタＴ１６，Ｔ１７がＯＮとされて、補正回路６のＭＯＳトランジスタＴ２０，Ｔ２１と接続されたとき、このＭＯＳトランジスタＴ２４，Ｔ２５にも電流が流れる。

即ち、ＭＯＳトランジスタＴ１２のソースに定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ２０が接続されるとき、ＭＯＳトランジスタＴ２４のドレインにもＭＯＳトランジスタＴ２０が接続されることとなる。このとき、ＭＯＳトランジスタＴ１２のソース及びＭＯＳトランジスタＴ２４のドレインに、φＨがローとされる他の読み出し回路５ｚのＯＦＦ状態であるＭＯＳトランジスタＴ１６がｍ−１個分接続されることとなる。

このため、ＭＯＳトランジスタＴ１２のソース及びＭＯＳトランジスタＴ２４のドレインに、ＯＦＦとなるｍ−１個のＭＯＳトランジスタＴ１６による大容量負荷が接続されて大電流が流れようとするが、その多くがＭＯＳトランジスタＴ２４を通じて流れる。よって、ＭＯＳトランジスタＴ１２には、定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ１８ａによるドレイン電流Ｉｒが流れることとなり、結果、ＭＯＳトランジスタＴ１２のゲート・ソース間がキャンセルされた画像信号が差動増幅器６０の反転入力端子に入力されることとなる。

同様に、ＭＯＳトランジスタＴ１３のソースに定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ２１が接続されるとき、ＭＯＳトランジスタＴ２５のドレインにもＭＯＳトランジスタＴ２１が接続されることとなる。よって、ＭＯＳトランジスタＴ２５に大電流が流れようとするため、ＭＯＳトランジスタＴ１３には、定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ１８ｂによるドレイン電流Ｉｒが流れることとなる。その結果、ＭＯＳトランジスタＴ１３のゲート・ソース間がキャンセルされたノイズ信号が差動増幅器６０の非反転入力端子に入力されることとなる。

＜第４の実施形態＞
本発明の第４の実施形態について、以下に、図面を参照して説明する。図９は、本実施形態における固体撮像装置における読み出し回路と補正回路の内部構成を示す回路図である。尚、図９によって示される読み出し回路及び補正回路の構成において、図４の構成と同一の構成と成る部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

本実施形態の固体撮像装置における読み出し回路５ｓ（図１に示す読み出し回路５−１〜５−ｍに相当する）は、図９に示すように、読み出し回路５ｘ（図４参照）の回路構成に、出力信号線４のソースが接続されたＭＯＳトランジスタＴ２８と、ＭＯＳトランジスタＴ２８のゲート及びドレインとドレインが接続されたＭＯＳトランジスタＴ２９と、が付加された構成となる。そして、ＭＯＳトランジスタＴ２８のゲートに、ＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１１のドレインが接続されるとともに、ＭＯＳトランジスタＴ２９のゲート及びソースそれぞれに、直流電圧ＶＤ３，ＶDDが印加される。又、ＭＯＳトランジスタＴ２８が、バックゲートが接地された（直流電圧ＶSSが印加された）ＮチャネルのＭＯＳトランジスタであり、又、ＭＯＳトランジスタＴ２９が、バックゲートが電源電位が印加された（直流電圧ＶDDが印加された）ＰチャネルのＭＯＳトランジスタである。

このように構成される読み出し回路５ｓにおいて、ＭＯＳトランジスタＴ１０〜Ｔ１９は、第１の実施形態の読み出し回路５ｘ（図４参照）と同様、図５のタイミングチャートに従って動作する。よって、本実施形態では、新たに付加されたＭＯＳトランジスタＴ２８，Ｔ２９の動作について、以下に説明する。

この読み出し回路５ｓにおいて、定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ２９より、ＭＯＳトランジスタＴ２に流れるドレイン電流と同等の電流がＭＯＳトランジスタＴ２８のドレイン電流として流れるようにするとともに、ＭＯＳトランジスタ２８のドレイン及びゲートを接続して負帰還回路を構成する。そして、ＭＯＳトランジスタＴ２８を、その特性がＭＯＳトランジスタＴ２と同等の特性を備えたＭＯＳトランジスタとして構成することで、ＭＯＳトランジスタＴ２のゲート・ソース間電圧と同等の電圧がＭＯＳトランジスタＴ２８のゲート・ソース間に現れるようにすることができる。

よって、ＭＯＳトランジスタＴ２８のゲートには、ＭＯＳトランジスタＴ２のゲートに現れる電圧と同等の電圧が現れることとなる。即ち、画像信号出力時にＭＯＳトランジスタＴ２のゲートに現れる電圧がＭＯＳトランジスタＴ２８のゲートに現れ、ＭＯＳトランジスタＴ１０をＯＮとすると、ＭＯＳトランジスタＴ１２のソース電圧をＭＯＳトランジスタＴ２のゲートに現れる電圧と同等の値とすることができる。又、ノイズ信号出力時にＭＯＳトランジスタＴ２のゲートに現れる電圧がＭＯＳトランジスタＴ２８のゲートに現れて、ＭＯＳトランジスタＴ１１をＯＮとすると、ＭＯＳトランジスタＴ１３のソース電圧をＭＯＳトランジスタＴ２のゲートに現れる電圧と同等の値とすることができる。

＜第５の実施形態＞
本発明の第５の実施形態について、以下に、図面を参照して説明する。図１０は、本実施形態における固体撮像装置における読み出し回路と補正回路の内部構成を示す回路図である。尚、図１０によって示される読み出し回路及び補正回路の構成において、図９の構成と同一の構成と成る部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

本実施形態の固体撮像装置における読み出し回路５ｔ（図１に示す読み出し回路５−１〜５−ｍに相当する）は、図１０に示すように、読み出し回路５ｓ（図９参照）の回路構成に対して、ＭＯＳトランジスタＴ１８，Ｔ１９の代わりに、ＭＯＳトランジスタＴ２８のゲートにドレインが接続されたＭＯＳトランジスタＴ３０が付加されるとともに、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３のドレインに直流電圧ＶDDが印加され、更に、ＭＯＳトランジスタＴ１４，Ｔ１５のドレインにＭＯＳトランジスタＴ２９のドレインが接続された構成となる。このとき、ＭＯＳトランジスタＴ３０が、バックゲートが接地された（直流電圧ＶSSが印加された）ＮチャネルのＭＯＳトランジスタであるとともに、そのゲート及びソースそれぞれに、直流電圧ＶＤ４，ＶSSが印加される。

このように構成される読み出し回路５ｔにおいて、ＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１１，Ｔ１４〜Ｔ１７は、第１の実施形態の読み出し回路５ｘ（図４参照）と同様、図５のタイミングチャートに従って動作する。即ち、ＭＯＳトランジスタＴ１１，Ｔ１５をＯＮとすることで、キャパシタＣ２にノイズ信号に応じた電圧Ｖｃｎをサンプルホールドした後、ＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１４をＯＮとすることで、キャパシタＣ１にノイズ信号に応じた電圧Ｖｃｓをサンプルホールドする。そして、ＭＯＳトランジスタＴ１６，Ｔ１７をＯＮとすることで、画像信号及びノイズ信号を同時に差動増幅器６０に送出する。

このように動作するとき、まず、画素からノイズ信号が出力信号線４より出力されるととき、ＭＯＳトランジスタＴ１１，Ｔ１５をＯＮとする。よって、ＭＯＳトランジスタＴ１３のゲートとキャパシタＣ２との接続ノードがＭＯＳトランジスタＴ２８，Ｔ２９それぞれのドレインの接続ノードに電気的に接続されるとともに、ＭＯＳトランジスタＴ１３のソースがＭＯＳトランジスタＴ２８のゲートとＭＯＳトランジスタＴ３０のドレインとの接続ノードに電気的に接続される。

このとき、ＭＯＳトランジスタＴ２８には、定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ２９によって、画素内のＭＯＳトランジスタＴ２のドレイン電流と略等しい電流値となるドレイン電流が流れる。よって、ＭＯＳトランジスタＴ１３のソース電圧として、画素内のＭＯＳトランジスタＴ２のゲートに現れた電圧がノイズ信号として現れる。又、ＭＯＳトランジスタＴ１３には、定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ３０によって、ドレイン電流Ｉｒが流れ、ＭＯＳトランジスタＴ１３のソースに現れるノイズ信号に応じた電圧ＶｃｎがキャパシタＣ２にサンプルホールドされる。

その後、ＭＯＳトランジスタＴ１１，Ｔ１５をＯＦＦした後、画素から画像信号が出力信号線４より出力されるととき、ＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１４をＯＮとする。よって、ＭＯＳトランジスタＴ１２のゲートとキャパシタＣ１との接続ノードがＭＯＳトランジスタＴ２８，Ｔ２９それぞれのドレインの接続ノードに電気的に接続されるとともに、ＭＯＳトランジスタＴ１２のソースがＭＯＳトランジスタＴ２８のゲートとＭＯＳトランジスタＴ３０のドレインとの接続ノードに電気的に接続される。

このとき、画像信号が出力されたときと同様、ＭＯＳトランジスタＴ２８には、定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ２９によって、画素内のＭＯＳトランジスタＴ２のドレイン電流と略等しい電流値となるドレイン電流が流れる。よって、ＭＯＳトランジスタＴ１２のソース電圧として、画素内のＭＯＳトランジスタＴ２のゲートに現れた電圧がノイズ信号として現れる。又、ＭＯＳトランジスタＴ１２には、定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ３０によって、ドレイン電流Ｉｒが流れ、ＭＯＳトランジスタＴ１２のソースに現れる画像信号に応じた電圧ＶｓｎがキャパシタＣ１にサンプルホールドされる。

その後、ＭＯＳトランジスタＴ１０，Ｔ１４をＯＦＦした後、ＭＯＳトランジスタＴ１６，Ｔ１７をＯＮとすると、ＭＯＳトランジスタＴ１２のソースにＭＯＳトランジスタＴ２０のドレインが接続されるとともに、ＭＯＳトランジスタＴ１３のソースにＭＯＳトランジスタＴ２１のドレインが接続される。よって、ＭＯＳトランジスタＴ１２に、定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ２０によって決定されるドレイン電流Ｉｒが流れるとともに、ＭＯＳトランジスタＴ１３に、定電流負荷となるＭＯＳトランジスタＴ２１によって決定されるドレイン電流Ｉｒが流れる。このようにして、差動増幅器６０に、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３のソース電圧として現れる画像信号及びノイズ信号を送出することができる。

尚、第３〜第５の実施形態において、第２の実施形態と同様、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３としてディプレッション型のＭＯＳトランジスタを備えるとき、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３それぞれのゲート・ドレイン間に電圧差を生成するために電圧をシフトするＭＯＳトランジスタが設けられるものとしても構わない。このとき、読み出し回路５ｙに設けられたＭＯＳトランジスタＴ２２，Ｔ２３を２つずつ設け、画像信号及びノイズ信号のそれぞれをサンプルホールドする回路部それぞれに設けるようにする。

又、第４及び第５の実施形態において、第３の実施形態と同様、差動増幅器６０へ画像信号及びノイズ信号を出力する際に、ＯＦＦとされている他の読み出し回路のＭＯＳトランジスタＴ２２，Ｔ２３による大容量負荷により流れる電流の影響を低減させるための構成としても構わない。このとき、読み出し回路５ｚと同様、読み出し回路５ｓ，５ｔにおいて、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３それぞれのドレインにゲートが接続されたＭＯＳトランジスタＴ２４，Ｔ２５と、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３それぞれのソースにソースが接続されたＭＯＳトランジスタＴ２６，Ｔ２７と、が設置されることで構成される。

更に、上述の第１〜第５の実施形態において、固体撮像装置に備える各画素の構成を図３のような構成とし、入射光量の積分値に対して線形的に変化した値となる画像信号を出力する（線形変換動作を行う）ものとしたが、このような構成に限らず、例えば、特許文献１に記載されるように入射光量に対して自然対数的に変化した値となる画像信号を出力する（対数変換動作を行う）画素構成としても構わないし、特許文献２に記載されるように線形変換動作と対数変換動作とを切り換えることができる画素構成としても構わない。又、上述の各固体撮像装置の各部を構成するＭＯＳトランジスタにおいて、Ｎチャネルで構成したものをＰチャネルで構成するとともに、Ｐチャネルで構成したものをＮチャネルで構成するものとしても構わない。

は、固体撮像装置の内部構成を示すブロック図である。 は、図２の固体撮像装置に備えられる画素の構成を示す回路図である。 は、図３の画素による撮像動作を示すタイミングチャートである。 は、第１の実施形態における固体撮像装置における読み出し回路及び補正回路それぞれ内部構成を示す回路図である。 は、図４の読み出し回路の動作を示すタイミングチャートである。 は、ＭＯＳトランジスタＴ１２，Ｔ１３のゲート・ソース間電圧とドレイン電流との関係を示すグラフである。 は、第２の実施形態における固体撮像装置における読み出し回路及び補正回路それぞれ内部構成を示す回路図である。 は、第３の実施形態における固体撮像装置における読み出し回路及び補正回路それぞれ内部構成を示す回路図である。 は、第４の実施形態における固体撮像装置における読み出し回路及び補正回路それぞれ内部構成を示す回路図である。 は、第５の実施形態における固体撮像装置における読み出し回路及び補正回路それぞれ内部構成を示す回路図である。 は、従来の固体撮像装置における読み出し回路及び補正回路それぞれ内部構成を示す回路図である。

符号の説明

１ 垂直走査回路
２ 水平走査回路
３−１〜３−ｎ ライン
４−１〜４−ｍ 出力信号線
５−１〜５−ｍ 読み出し回路
６ 補正回路
Ｑ１〜Ｑｍ ＭＯＳトランジスタ
Ｇ11〜Ｇmn 画素

Claims (12)

1. 入射光量に応じた電気信号を出力する光電変換部を備える複数の画素と、前記画素と接続されるとともに前記画素からの電気信号が出力される出力信号線と、該出力信号線を介して前記画素からの電気信号を読み出すとともに該電気信号をサンプルホールドする読み出し回路と、を備える固体撮像装置において、
   前記読み出し回路が、
   前記画素からの電気信号が入力される入出力端子と、
   前記出力信号線と前記入出力端子との間に接続される第１スイッチと、
   第１電極と制御電極とが接続されることで形成される帰還ループと、前記入出力端子と接続される第２電極と、を備える第１トランジスタと、
   該第１トランジスタの第１電極と制御電極との間に接続される第２スイッチと、
   前記第１トランジスタの制御電極と前記第２スイッチとの接続ノードに接続されるとともに前記帰還ループ上に現れる信号を保持する信号保持部と、
   前記入出力端子に一端が接続された第３スイッチと、
   を備えており、
   前記第１スイッチがＯＮとされて、前記画素からの電気信号が前記読み出し回路の前記入出力端子に入力されるとき、前記第２スイッチをＯＮとして前記第１トランジスタの前記帰還ループを閉状態として、前記画素からの電気信号に応じた値となる信号を前記信号保持部に与えた後、前記第２スイッチをＯＦＦとして前記第１トランジスタの前記帰還ループを開状態として、前記画素からの電気信号に応じた値となる信号を前記信号保持部にサンプルホールドし、
   その後、前記第３スイッチをＯＮとして、前記読み出し回路の前記入出力端子より、前記信号保持部にサンプルホールドされた前記信号に基づいて得られる前記画素からの電気信号を出力することを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記読み出し回路の前記第３スイッチの他端に接続されて、前記第１トランジスタの第１電極に定電流を流す第１定電流負荷を更に備え、
   前記読み出し回路が、前記第１トランジスタに前記第１定電流負荷による定電流と略同等の定電流を供給する第２定電流負荷を備え、
   前記第１スイッチがＯＮとされるとき、前記第２定電流負荷が前記第１トランジスタと接続されて定電流が流され、
   前記第３スイッチがＯＮとされるとき、前記第１定電流負荷が前記第１トランジスタと接続されて定電流が流されることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記出力信号線と前記第１スイッチとの間に設置されるとともに、前記出力信号線に第１電極が接続され、制御電極に前記第１スイッチの一端が接続された第２トランジスタと、
   前記第２トランジスタの第２電極に接続される第３定電流負荷と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 入射光量に応じた電気信号を出力する光電変換部を備える複数の画素と、前記画素と接続されるとともに前記画素からの電気信号が出力される出力信号線と、該出力信号線を介して前記画素からの電気信号を読み出すとともに該電気信号をサンプルホールドする読み出し回路と、を備える固体撮像装置において、
   前記読み出し回路が、
   前記画素からの電気信号が入力される第２トランジスタの第１電極と信号が出力される前記第２トランジスタの第２電極と、前記第２電極から第１トランジスタの制御電極に接続されて前記第１トランジスタの第２電極が前記第２トランジスタの制御電極へ接続されることで帰還ループを形成し、
   前記第２トランジスタの第２電極と前記第１トランジスタの制御電極との間に接続される第２スイッチと、
   前記第１トランジスタの第２電極と前記第２トランジスタの制御電極との間に接続される第１スイッチと、
   前記第１トランジスタの制御電極と前記第２スイッチとの接続ノードに接続されるとともに前記帰還ループ上に現れる信号を保持する信号保持部と、
   前記第１トランジスタの第２電極に一端が接続された第３スイッチと、
   を備えており、
   前記第１スイッチ及び第２スイッチが各々ＯＮとされて前記帰還ループを閉状態として、前記画素からの電気信号が前記読み出し回路の前記第２トランジスタの第１電極に入力され、前記画素からの電気信号に応じた値となる信号を前記信号保持部に与えた後、
   前記第２スイッチをＯＦＦとして前記帰還ループを開状態として、前記画素からの電気信号に応じた値となる信号を前記信号保持部にサンプルホールドし、
   その後、第１スイッチのＯＦＦとし、第３スイッチをＯＮとして前記読み出し回路の前記第１トランジスタの第２電極より前記信号保持部にサンプルホールドされた前記信号に基づいて得られる前記画素からの電気信号を出力することを特徴とする固体撮像装置。
5. 前記第１トランジスタの第１電極に制御電極が接続されるとともに、前記第３スイッチをＯＮとしたときに他の前記読み出し回路による容量負荷に流れる電流を流す第３トランジスタと、
   該第３トランジスタの第１電極又は第２電極と前記入出力端子との間に接続された第４スイッチと、
   を備え、
   前記第３スイッチをＯＮとして前記入出力端子から前記画素からの電気信号を出力するとき、前記第４スイッチをＯＮとすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置。
6. 前記読み出し回路が、前記第１トランジスタの制御電極と第１電極との間の電圧値を設定するための電圧シフト回路を備えることを特徴とする請求項１〜３、５のいずれかに記載の固体撮像装置。
7. 前記電圧シフト回路が、前記第１トランジスタの制御電極に第１電極が接続されるとともに前記第１トランジスタの第１電極に制御電極が接続された第４トランジスタと、該第４トランジスタの第１電極に接続された負荷と、によって構成されることを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置。
8. 前記複数の画素が、各画素のバラツキを示すノイズ信号と、当該バラツキによるノイズが重畳された画像信号と、を出力するとともに、
   前記読み出し回路として、前記画素からの電気信号となる前記ノイズ信号が前記入出力端子に入力される第１読み出し回路と、前記画素からの電気信号となる前記画像信号が前記入出力端子に入力される第２読み出し回路との少なくとも２系統の回路を備えることを特徴とする請求項１〜３、５〜７のいずれかに記載の固体撮像装置。
9. 前記第１読み出し回路の前記入出力端子から出力される前記ノイズ信号と、前記第２読み出し回路の前記入出力端子から出力される前記画像信号と、が入力されるとともに、前記ノイズ信号に基づいて前記画像信号より前記ノイズを除去して出力する補正回路を、備えることを特徴とする請求項８に記載の固体撮像装置。
10. 前記第１トランジスタの第１電極に制御電極が接続されるとともに、前記第３スイッチをＯＮとしたときに他の前記読み出し回路による容量負荷に流れる電流を流す第３トランジスタと、
    該第３トランジスタの第１電極又は第２電極と前記第１トランジスタの第２電極との間に接続された第４スイッチと、
    を備え、
    前記第３スイッチをＯＮとして前記前記第１トランジスタの第２電極より前記画素からの電気信号を出力するとき、前記第４スイッチをＯＮとすることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装置。
11. 前記複数の画素が、各画素のバラツキを示すノイズ信号と、当該バラツキによるノイズが重畳された画像信号と、を出力するとともに、
    前記読み出し回路として、前記画素からの電気信号となる前記ノイズ信号が前記第２トランジスタの第１電極に入力される第１読み出し回路と、前記画素からの電気信号となる前記画像信号が前記第２トランジスタの第１電極に入力される第２読み出し回路との少なくとも２系統の回路を備えることを特徴とする請求項４、１０のいずれかに記載の固体撮像装置。
12. 前記第１読み出し回路の前記第１トランジスタの第２電極から出力される前記ノイズ信号と、前記第２読み出し回路の前記第１トランジスタの第２電極から出力される前記画像信号と、が入力されるとともに、前記ノイズ信号に基づいて前記画像信号より前記ノイズを除去して出力する補正回路を、備えることを特徴とする請求項１１に記載の固体撮像装置。

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