JPH09284658A - Solid-state image pickup element - Google Patents

Solid-state image pickup element

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Publication number
JPH09284658A
JPH09284658A JP8088492A JP8849296A JPH09284658A JP H09284658 A JPH09284658 A JP H09284658A JP 8088492 A JP8088492 A JP 8088492A JP 8849296 A JP8849296 A JP 8849296A JP H09284658 A JPH09284658 A JP H09284658A
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JP
Japan
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signal
horizontal
circuit
pixel
signal line
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Application number
JP8088492A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Yonemoto
和也 米本
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09284658A publication Critical patent/JPH09284658A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove the fixed pattern noise of a pixel and also the fixed pattern noise of shading which occurs in a horizontal scanning circuit. SOLUTION: This solid-state image pickup element is provided with a plurality of pixels arrayed in a matrix-shape, longitudinal signal lines 35 where the pixels 32 of the same column are commonly connected and a horizontal scanning circuit 53 outputting a signal from the pixels 32 which are outputted from the longitudinal signal lines to an order output terminal at every row. One longitudinal signal line 35 is connected to a first signal holding circuit 51 holding the first signal from the pixels 32 before pixel resetting in the horizontal scanning line 53 and a second signal holding circuit 52 holding the second signal from the pixels 32 after pixel resetting and difference between the first and the second signals is outputted from an output part which is connected to a horizontal signal line 40. In this case, the layout of the first signal holding circuit 51 and the layout of the second signal holding circuit 52 are formed to be symmetrical about the horizontal signal line 40 and a CDS circuit 47 executing the correlative double sampling of the first and the second signals is connected to the output circuit 46 of the horizontal signal line 40 in configuration.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、増幅型固体撮像素
子に関する。さらに詳しくは、画素の固定パターンノイ
ズ及び水平走査回路で発生するシェーディングの固定パ
ターンノイズを取り除くことに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an amplification type solid-state imaging device. More specifically, it relates to removing fixed pattern noise of pixels and shading fixed pattern noise generated in a horizontal scanning circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、固体撮像素子の高解像度化の要求
に従って、CCD固体撮像素子に代わって、スミアが無
く、微細画素の実現が可能である増幅型固体撮像素子が
開発されている。この増幅型固体撮像素子は、画素それ
ぞれに光信号の増幅作用を持たせるために、MOS構造
等の能動素子(いわゆるMOS型トランジスタ)で画素
を形成し、画素に光電変換により蓄積された電荷をトラ
ンジスタの電流変調として信号を読み出すように構成さ
れる。
2. Description of the Related Art In recent years, in accordance with a demand for higher resolution of a solid-state imaging device, an amplification type solid-state imaging device which has no smear and can realize fine pixels has been developed instead of a CCD solid-state imaging device. In this amplification type solid-state imaging device, in order to give each pixel an amplification effect of an optical signal, a pixel is formed by an active element (so-called MOS type transistor) having a MOS structure or the like, and charges accumulated in the pixel by photoelectric conversion are stored. It is configured to read the signal as a current modulation of the transistor.

【0003】このように、増幅型固体撮像素子は、能動
素子(MOS型トランジスタ)で画素を構成しているた
め、能動素子のバラツキがそのまま映像信号に乗ってし
まう。このバラツキは、画素それぞれに固定の値を持つ
ため撮像画での固定パターンノイズ(これ以降FPNと
称する)として現れる。
As described above, in the amplification type solid-state image pickup device, since the pixels are formed by the active elements (MOS type transistors), the variations of the active elements are directly added to the video signal. Since this variation has a fixed value for each pixel, it appears as fixed pattern noise (hereinafter referred to as FPN) in the captured image.

【0004】このFPNは、入射光に対する感度のバラ
ツキではなく、画素のしきい値のバラツキが入射光に応
じた信号量に加算される性質のものである。
This FPN has a property that not the variation in the sensitivity to the incident light but the variation in the threshold value of the pixel is added to the signal amount according to the incident light.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このようなFPNをど
のように除去するか、図8の比較例に係る増幅型固体像
素子1を用いて説明する。図8において、2は単位画素
(セル)を構成する受光素子、本例では画素MOSトラ
ンジスタを示し、複数の画素MOSトランジスタ2が行
列状に配列される。4は各行毎の画素MOSトランジス
タ2の制御電極、即ちゲートに接続された垂直選択線、
3は垂直選択線4に垂直走査信号、即ち垂直走査パルス
φV〔φV 1 ,‥‥φVm ,φVm+1 ,‥‥〕を順次与
える垂直走査回路である。画素MOSトランジスタ2の
一方の主電極、即ちソースは各列毎に垂直信号線5に接
続され、他方の主電極即ちそのドレインが電源VD に接
続される。
[Problems to be Solved by the Invention]
Or the amplified solid-state image according to the comparative example of FIG.
This will be described using the element 1. In FIG. 8, 2 is a unit pixel
The light receiving element that constitutes the (cell), the pixel MOS transistor in this example.
A plurality of pixel MOS transistors 2 are arranged in a row.
It is arranged in rows. 4 is a pixel MOS transistor for each row
A vertical selection line connected to the control electrode of the switch
3 is a vertical scanning signal to the vertical selection line 4, that is, a vertical scanning pulse
φV [φV 1・ ・ ・ ΦVm, ΦVm + 1,, ...]
Vertical scanning circuit. Of pixel MOS transistor 2
One main electrode, that is, the source, is connected to the vertical signal line 5 for each column.
The other main electrode, that is, its drain is connected to the power source V.DContact
Continued.

【0006】各垂直信号線5には、第1の動作MOSス
イッチ7を介して信号電圧(電荷)を保持する第1の負
荷容量素子8が接続され、その接続点が第1の水平MO
Sスイッチ9を介して第1の水平信号線10に接続され
る。さらに、上記同じ列の垂直線信号5に第2の動作M
OSスイッチ7′を介して第2の負荷容量素子8′が接
続され、その接続点が第2の水平MOSスイッチ9′を
介して第2の水平信号線11に接続される。各負荷容量
素子8,8′は垂直信号線5と接地電位との間に接続さ
れる。
A first load capacitance element 8 holding a signal voltage (charge) is connected to each vertical signal line 5 via a first operation MOS switch 7, and the connection point thereof is a first horizontal MO.
It is connected to the first horizontal signal line 10 via the S switch 9. Further, the second operation M is applied to the vertical line signal 5 of the same column.
The second load capacitance element 8'is connected via the OS switch 7 ', and its connection point is connected to the second horizontal signal line 11 via the second horizontal MOS switch 9'. Each load capacitance element 8, 8 'is connected between the vertical signal line 5 and the ground potential.

【0007】第1の動作MOSスイッチ7のゲートには
第1の動作パルスφOPS が印加され、第2の動作MOS
スイッチ7′には第2の動作パルスφOPN が印加され
る。第1の水平MOSスイッチ9及び第2の水平MOS
スイッチ9′のゲートは共通接続されて水平シフトレジ
スタ12に接続され、この水平シフトレジスタ12より
水平MOSスイッチ9,9′に順次水平走査信号、即ち
水平走査パルスφH〔φH1 ,‥‥φHn ,φHn+1
‥‥〕が供給される。
The first operation pulse φ OPS is applied to the gate of the first operation MOS switch 7, and the second operation MOS switch 7 is operated.
A second operation pulse φ OPN is applied to the switch 7 '. First horizontal MOS switch 9 and second horizontal MOS
The gates of the switches 9'are commonly connected to the horizontal shift register 12, and the horizontal shift register 12 sequentially supplies the horizontal MOS switches 9 and 9'with horizontal scanning signals, that is, horizontal scanning pulses φH [φH 1 , ... φH n. , ΦH n + 1 ,
...] is supplied.

【0008】尚、図示せざるも、負荷容量素子8よりも
第1動作MOSスイッチ7側の垂直信号線5には、負荷
容量素子9,9′及び垂直信号線5を初期電圧にリセッ
トするためのリセットMOSスイッチが接続される。即
ち、このリセットMOSスイッチのソースが垂直信号線
5に接続され、そのドレインにリセットバイアス電圧V
RBが与えられ、そのゲートにリセットパルスφVRSTが供
給されるようになされる。
Although not shown, in order to reset the load capacitance elements 9 and 9'and the vertical signal line 5 to the initial voltage, the vertical signal line 5 on the first operation MOS switch 7 side of the load capacitance element 8 is reset. Reset MOS switch is connected. That is, the source of this reset MOS switch is connected to the vertical signal line 5, and its reset bias voltage V
RB is applied, and the reset pulse φ VRST is supplied to its gate.

【0009】第1の動作MOSスイッチ7、第1の負荷
容量素子8及び第1の水平MOSスイッチ9によって、
後述する画素リセット前の画素の信号電圧(電荷)を保
持する第1の信号保持回路19が構成され、第2の動作
MOSスイッチ7′、第2の負荷容量素子8′及び第2
の水平MOSスイッチ9′によって、後述する画素リセ
ット後の画素からの信号、いわゆるノイズ信号を保持す
る第2の信号保持回路20が構成される。さらに、第1
及び第2の信号保持回路19及び20と、第1及び第2
の水平信号線10及び11と水平シフトレジスタ12と
によっていわゆる水平走査回路21が構成される。
By the first operation MOS switch 7, the first load capacitance element 8 and the first horizontal MOS switch 9,
A first signal holding circuit 19 for holding a signal voltage (charge) of a pixel before pixel reset, which will be described later, is configured, and includes a second operation MOS switch 7 ', a second load capacitance element 8', and a second load capacitance element 8 '.
The horizontal MOS switch 9'constitutes a second signal holding circuit 20 for holding a signal from a pixel after pixel reset, which will be described later, a so-called noise signal. Furthermore, the first
And second signal holding circuits 19 and 20, and first and second signal holding circuits
The horizontal signal lines 10 and 11 and the horizontal shift register 12 constitute a so-called horizontal scanning circuit 21.

【0010】第1及び第2の水平信号線10及び11の
出力端には、夫々反転増幅器、例えば差動増幅器等を用
いた演算増幅器13と、検出容量素子14と、リセット
スイッチ15とを備えた電荷検出回路16及び16′が
接続される。即ち、水平信号線10及び11は、夫々の
電荷検出回路16及び16′の演算増幅器13の反転入
力端子に接続され、その非反転入力端子に所定のバイア
ス電圧VB が与えられる。このバイアス電圧VB は、水
平信号線10及び11の電位を決めるためのものであ
る。この演算増幅器13に並列に、すなわち、演算増幅
器13の反転入力端子と出力端子間に検出容量素子14
が接続され、この検出容量素子14に水平信号線10,
11と検出容量素子14をリセットするリセットMOS
スイッチ15が並列接続される。リセットMOSスイッ
チ15のゲートには、リセットパルスφR が印加され
る。
At the output ends of the first and second horizontal signal lines 10 and 11, there are provided an operational amplifier 13 using an inverting amplifier, for example, a differential amplifier, a detection capacitance element 14, and a reset switch 15. The charge detection circuits 16 and 16 'are connected. That is, the horizontal signal lines 10 and 11 are connected to the inverting input terminals of the operational amplifiers 13 of the respective charge detection circuits 16 and 16 ', and the predetermined bias voltage V B is applied to the non-inverting input terminals of the horizontal signal lines 10 and 11. The bias voltage V B is for determining the potentials of the horizontal signal lines 10 and 11. In parallel with the operational amplifier 13, that is, between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 13, the detection capacitance element 14 is provided.
Is connected to the detection capacitance element 14, and the horizontal signal line 10,
11 and a reset MOS for resetting the detection capacitance element 14
The switch 15 is connected in parallel. A reset pulse φ R is applied to the gate of the reset MOS switch 15.

【0011】そして、第1の電荷検出回路16及び第2
の電荷検出回路16′の各出力端、即ち信号用の出力端
S とノイズ用の出力端tN が減算処理する差動増幅器
17に接続される。
Then, the first charge detection circuit 16 and the second charge detection circuit 16
The respective output ends of the charge detection circuit 16 ', that is, the signal output end t S and the noise output end t N are connected to the differential amplifier 17 for subtraction processing.

【0012】この図8の増幅型固体撮像素子1では、入
射光により蓄積された信号電荷に応じて画素MOSトラ
ンジスタ2の主電極から出てくる信号(即ち、画素リセ
ット前の信号=光電変換による信号+画素の固定パター
ンノイズ)が、垂直信号線5から第1の動作MOSスイ
ッチ7を介して第1の負荷容量素子8に送られ保持(記
憶)される。さらに、同様に同じ画素MOSトランジス
タ2をリセットした後、画素MOSトランジスタ2の主
電極から出てくる信号(即ち、画素リセット後の信号=
画素の固定パターンノイズのみ)が垂直信号線5から第
2の動作MOSスイッチ7′を介して第2の負荷容量素
子8′に送られ保持(記憶)される。
In the amplification type solid-state image pickup device 1 of FIG. 8, a signal output from the main electrode of the pixel MOS transistor 2 in accordance with the signal charge accumulated by the incident light (that is, the signal before pixel reset = photoelectric conversion). (Signal + fixed pattern noise of pixel) is sent from the vertical signal line 5 to the first load capacitance element 8 via the first operation MOS switch 7 and is retained (stored). Further, similarly, after resetting the same pixel MOS transistor 2, a signal that emerges from the main electrode of the pixel MOS transistor 2 (that is, a signal after pixel reset =
Only the fixed pattern noise of the pixel) is sent from the vertical signal line 5 to the second load capacitance element 8'through the second operation MOS switch 7'and held (stored).

【0013】第1の負荷容量素子8と第2の負荷容量素
子8′に夫々保持された画素リセット前の信号と画素リ
セット後の信号は、第1の水平MOSスイッチ9と第2
の水平MOSスイッチ9′を導通状態にすることで、夫
々第1の水平信号線10と第2の水平信号線11を通し
て、第1の電荷検出回路16と第2の電荷検出回路1
6′から出力端tS と出力端tN に出力され、さらに、
差動増幅器17の減算処理によりFPNを除去し、出力
端子tout から出力を得ていた。
The signal before the pixel reset and the signal after the pixel reset held in the first load capacitance element 8 and the second load capacitance element 8 ', respectively, are the first horizontal MOS switch 9 and the second horizontal MOS switch 9.
By turning on the horizontal MOS switch 9'of the above, the first charge detection circuit 16 and the second charge detection circuit 1 are passed through the first horizontal signal line 10 and the second horizontal signal line 11, respectively.
6'is output to the output terminals t S and t N , and
The FPN is removed by the subtraction processing of the differential amplifier 17, and the output is obtained from the output terminal t out .

【0014】しかし乍ら、このような構成の増幅型固体
撮像素子1においては、画素リセット前と後の信号を出
力する出力回路、即ち電荷検出回路が2つ必要であるの
と、画素MOSトランジスタ2から発生するFPNは除
去できるも、第1及び第2の信号保持回路19,20の
レイアウトのわずかな違いにより、その2つの信号に大
きさの異なるシェーディングが発生してしまった場合、
差動増幅器17による減算処理後でもシェーディングが
除去されず残ってしまうという問題があった。
However, in the amplification type solid-state image pickup device 1 having such a structure, two output circuits for outputting signals before and after pixel reset, that is, two charge detection circuits are required, and the pixel MOS transistor is required. Although the FPN generated from 2 can be removed, when a shading of different magnitude occurs in the two signals due to a slight difference in the layout of the first and second signal holding circuits 19 and 20,
There is a problem that shading remains without being removed even after the subtraction processing by the differential amplifier 17.

【0015】即ち、より詳しく述べると、画素リセット
前の信号を扱う第1の動作MOSスイッチ7、第1の負
荷容量素子8及び第1の水平MOSスイッチ9と、画素
リセット後の信号を扱う第2の動作MOSスイッチ
7′、第2の負荷容量素子8′及び第2の水平MOSス
イッチ9′とは、互いにレイアウトの場所が違うこと
と、レイアウトが違うことからさらに夫々に必要な動作
パルスφOPS やφOPN 、水平走査パルスφHn やφH
n+1 が全く等価とは云えないため、画素数の多い増幅型
固体撮像素子の場合に発生しやすいシェーディングは、
図9に示すように出力端tS から得られる信号(光電変
換による信号+画素の固定パターンノイズ)と、出力端
N から得られる信号(画素の固定パターンノイズの
み)のシェーディングの違いが、FPNをキャンセルす
る出力端子tout の出力信号にシェーディングを残すこ
とになる。
That is, more specifically, the first operation MOS switch 7, the first load capacitance element 8 and the first horizontal MOS switch 9 which handle the signal before the pixel reset, and the first operation MOS switch which handles the signal after the pixel reset. The second operation MOS switch 7 ′, the second load capacitance element 8 ′, and the second horizontal MOS switch 9 ′ have different layout locations from each other, and the different layouts make it necessary for each operation pulse φ. OPS and φ OPN , horizontal scan pulse φH n and φH
Since n + 1 cannot be said to be completely equivalent, shading that tends to occur in the case of an amplification type solid-state imaging device with a large number of pixels is
As shown in FIG. 9, the difference in shading between the signal obtained from the output end t S (signal by photoelectric conversion + pixel fixed pattern noise) and the signal obtained from the output end t N (only pixel fixed pattern noise) is Shading is left in the output signal of the output terminal t out that cancels the FPN.

【0016】このように前述の比較例において、画素リ
セット前の信号と画素リセット後の信号が別々の回路か
ら出力され、それらの出力を減算処理して画素のFPN
を除去する方式では、FPNをキャンセルした出力に水
平走査回路で発生するシェーディングが残ってしまうと
いう問題点があった。
As described above, in the above-described comparative example, the signal before the pixel reset and the signal after the pixel reset are output from different circuits, and their outputs are subjected to subtraction processing to perform the FPN of the pixel.
However, in the method of eliminating the above, there is a problem that the shading generated in the horizontal scanning circuit remains in the output in which the FPN is canceled.

【0017】本発明は、上述の点に鑑み、画素の固定パ
ターンノイズと水平走査回路で発生するシェーディング
を取り除くことができる増幅型固体撮像素子を提供する
ものである。
In view of the above points, the present invention provides an amplification type solid-state image pickup device capable of removing fixed pattern noise of pixels and shading generated in a horizontal scanning circuit.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明に係る増幅型固体
撮像素子は、水平走査回路内における画素リセット前の
信号を保持する第1の信号保持回路のレイアウトと、画
素リセット後の信号を保持する第2の信号保持回路のレ
イアウトを、水平信号線を挟んで両側に形成された構成
とする。
An amplification type solid-state imaging device according to the present invention has a layout of a first signal holding circuit for holding a signal before pixel reset in a horizontal scanning circuit and a signal after pixel reset. The layout of the second signal holding circuit is such that it is formed on both sides of the horizontal signal line.

【0019】この構成においては、水平信号線を挟んで
両側に夫々第1の信号保持回路のレイアウト及び第2の
信号保持回路のレイアウトが形成されることにより、両
回路のレイアウトの対称性が得られ、第1の信号保持回
路を通して得られる第1の信号と第2の信号保持回路を
通して得られる第2の信号の差分で画素の固定パターン
ノイズとシェーディングの固定パターンノイズを取り除
いた出力信号が得られる。
In this structure, the layout of the first signal holding circuit and the layout of the second signal holding circuit are formed on both sides of the horizontal signal line so that the layout of both circuits is symmetrical. Then, the difference between the first signal obtained through the first signal holding circuit and the second signal obtained through the second signal holding circuit yields an output signal from which the fixed pattern noise of the pixel and the fixed pattern noise of shading are removed. To be

【0020】本発明に係る増幅型固体撮像素子は、水平
走査回路内において、1本の水平信号線を中心に、リセ
ット前の画素からの第1の信号を保持する第1の信号保
持回路のレイアウトと、リセット後の画素からの第2の
信号を保持する第2の信号保持回路のレイアウトを線対
称に形成し、水平信号線の出力側に相関2重サンプリン
グ回路を接続した構成とする。
The amplification type solid-state image pickup device according to the present invention includes a first signal holding circuit for holding the first signal from the pixel before reset centering on one horizontal signal line in the horizontal scanning circuit. The layout and the layout of the second signal holding circuit that holds the second signal from the pixel after reset are formed line-symmetrically, and the correlated double sampling circuit is connected to the output side of the horizontal signal line.

【0021】この構成においては、同一の水平信号線を
通して出力回路から出力された2つの信号、即ち、画素
リセット前の信号と画素リセット後の信号を相関2重サ
ンプリング回路を通すことで、画素の固定パターンノイ
ズ及び水平走査回路で発生するシェーディングを取り除
いた出力信号が得られる。
In this configuration, the two signals output from the output circuit through the same horizontal signal line, that is, the signal before the pixel reset and the signal after the pixel reset are passed through the correlated double sampling circuit, and An output signal from which fixed pattern noise and shading generated in the horizontal scanning circuit are removed can be obtained.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明に係る増幅型固体撮像素子
は、行列状に配列された複数の画素と、同一列の画素を
共通に接続した垂直信号線と、垂直信号線から出力され
た画素からの信号を行ごとに順次出力端子に出力する水
平走査回路とを有し、1つの垂直信号線を水平走査回路
内の画素リセット前の画素からの第1の信号を保持する
第1の信号保持回路及び画素リセット後の画素からの第
2の信号を保持する第2の信号保持回路に接続し、水平
信号線に接続された出力部から第1及び第2の信号の差
分を出力するようにした増幅型固体撮像素子であって、
第1の信号保持回路のレイアウトと第2の信号保持回路
のレイアウトを水平信号線を挟んで両側に形成した構成
とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The amplification type solid-state imaging device according to the present invention outputs a plurality of pixels arranged in a matrix, a vertical signal line in which pixels in the same column are commonly connected, and a vertical signal line. A horizontal scanning circuit that sequentially outputs signals from pixels to the output terminals row by row, and one vertical signal line that holds a first signal from a pixel before pixel reset in the horizontal scanning circuit The signal holding circuit and the second signal holding circuit that holds the second signal from the pixel after pixel reset are connected, and the difference between the first and second signals is output from the output unit connected to the horizontal signal line. Which is an amplification type solid-state image sensor,
The layout of the first signal holding circuit and the layout of the second signal holding circuit are formed on both sides of the horizontal signal line.

【0023】本発明は、上記増幅型固体撮像素子におい
て、第1の信号保持回路のレイアウトと第2の信号保持
回路のレイアウトとを水平信号線を中心に線対称に形成
した構成とする。
According to the present invention, in the amplification type solid-state imaging device, the layout of the first signal holding circuit and the layout of the second signal holding circuit are formed line-symmetrically with respect to the horizontal signal line.

【0024】本発明は、上記増幅型固体撮像素子におい
て、1本の水平信号線の回路に第1の信号と第2の信号
の相関2重サンプリングを行う相関2重サンプリング回
路を接続した構成とする。
According to the present invention, in the amplification type solid-state image pickup device, a circuit of one horizontal signal line is connected to a correlated double sampling circuit for performing correlated double sampling of the first signal and the second signal. To do.

【0025】本発明は、上記増幅型固体撮像素子におい
て、第1の信号保持回路内のスイッチ手段に接続される
配線の駆動回路からの長さと、第2の信号保持回路内の
スイッチ手段に接続される配線の駆動回路からの長さと
を、互いに等しく設定した構成とする。
According to the present invention, in the amplification type solid-state image pickup device, the length of the wiring connected to the switch means in the first signal holding circuit from the drive circuit and the length connected to the switch means in the second signal holding circuit. The length of the wiring from the drive circuit is set to be equal to each other.

【0026】以下、図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0027】図1は、本発明による増幅型固体撮像素子
の一実施例を示す。本例は、いわゆる固定パターンノイ
ズ(FPN)を有するX−Yアドレス型の固体撮像素子
であり、画素が個々にもつバラツキと水平走査回路の持
つ左右方向の不均一性がその撮像素子の主要なFPNを
構成している固体撮像素子に対して、画素のリセット前
と後の出力を順次出力し、相関2重サンプリングするこ
とで、そのFPN及びシェーディングを除去するように
なすものである。
FIG. 1 shows an embodiment of an amplification type solid state image pickup device according to the present invention. This example is an XY address type solid-state image pickup device having so-called fixed pattern noise (FPN), and variations in individual pixels and lateral nonuniformity of the horizontal scanning circuit are the main factors of the image pickup device. The FPN and shading are removed by sequentially outputting the outputs before and after resetting the pixels to the solid-state imaging device forming the FPN and performing correlated double sampling.

【0028】即ち、図1において、32は単位画素(セ
ル)を構成する画素トランジスタ、例えば画素MOSト
ランジスタを示し、複数の画素MOSトランジスタ32
が行列状に配列される。33は同一行の画素MOSトラ
ンジスタ32を制御し選択するためのシフトレジスタ等
から構成される垂直走査回路、34はその同一行の画素
MOSトランジスタ32の制御電極、即ちゲートを共通
に接続した垂直選択線を示す。各行の垂直選択線34に
は垂直走査回路33から順次垂直選択パルスφV〔φV
1 ,‥‥φVm ,φVm+1 ,‥‥〕が印加される。
That is, in FIG. 1, reference numeral 32 denotes a pixel transistor which constitutes a unit pixel (cell), for example, a pixel MOS transistor, and a plurality of pixel MOS transistors 32.
Are arranged in a matrix. Reference numeral 33 is a vertical scanning circuit composed of a shift register or the like for controlling and selecting the pixel MOS transistors 32 in the same row, and 34 is vertical selection in which the control electrodes, that is, gates of the pixel MOS transistors 32 in the same row are connected in common. Shows a line. A vertical selection pulse φV [φV is sequentially supplied to the vertical selection line 34 of each row from the vertical scanning circuit 33.
1 , ... φV m , φV m + 1 , ...] are applied.

【0029】同一列の画素MOSトランジスタ32の一
方の主電極、例えばソースは垂直信号線35に接続さ
れ、その他方の主電極、例えばドレインは電源VD が供
給される電源線36に接続される。
One of the main electrodes, for example, the source of the pixel MOS transistors 32 in the same column is connected to the vertical signal line 35, and the other main electrode, for example, the drain thereof is connected to the power supply line 36 to which the power supply V D is supplied. .

【0030】垂直信号線35には、動作パルスφOPS
より制御される第1の動作スイッチ(例えばMOSスイ
ッチ)37を介して画素リセット前の画素MOSトラン
ジスタに蓄積した信号電荷に対応した信号(光電変換に
よる信号+画素の固定パターンノイズ)を保持する第1
の負荷容量素子38が接続される。即ち第1の負荷容量
素子38は、垂直信号線35と第1の電位本例では接地
電位との間に接続される。また、第1の負荷容量素子3
8と1本の水平信号線40との間に水平シフトレジスタ
42により制御される第1の水平スイッチ(例えばMO
Sスイッチ)39が接続される。
The vertical signal line 35 has a signal (photoelectric signal) corresponding to the signal charge accumulated in the pixel MOS transistor before pixel reset via the first operation switch (eg, MOS switch) 37 controlled by the operation pulse φ OPS. The first to hold the signal due to the conversion + the fixed pattern noise of the pixel)
Load capacitance element 38 is connected. That is, the first load capacitance element 38 is connected between the vertical signal line 35 and the first potential in this example, the ground potential. In addition, the first load capacitance element 3
A first horizontal switch (for example, MO) which is controlled by a horizontal shift register 42 between 8 and one horizontal signal line 40.
S switch) 39 is connected.

【0031】さらに、同じ垂直信号線35には、動作パ
ルスφOPN により制御される第2の動作スイッチ(例え
ばMOSスイッチ)37′を介して画素リセット後の信
号電荷の無い信号(画素の固定パターンノイズのみ)を
保持する第2の負荷容量素子38′が接続される。即
ち、この第2の負荷容量素子38も垂直信号線35と接
地電位との間に接続される。そして、この第2の負荷容
量素子38′と水平信号線40との間に、水平シフトレ
ジスタ42により制御される第2の水平スイッチ(例え
ばMOSスイッチ)39′が接続される。
Further, the same vertical signal line 35 is subjected to a second operation switch (for example, a MOS switch) 37 'controlled by an operation pulse φ OPN to output a signal having no signal charge (pixel fixed pattern) after pixel reset. A second load capacitance element 38 'holding only noise) is connected. That is, the second load capacitance element 38 is also connected between the vertical signal line 35 and the ground potential. A second horizontal switch (eg, MOS switch) 39 'controlled by the horizontal shift register 42 is connected between the second load capacitance element 38' and the horizontal signal line 40.

【0032】第1の水平スイッチ39のゲートには、水
平シフトレジスタ42から順次水平走査パルスφHS
〔φHS1 ,‥‥φHSn ,φHSn+1 ,‥‥〕が印加
され、第2の水平スイッチ39′のゲートには、水平シ
フトレジスタ42から順次水平走査パルスφHN〔φH
1 ,‥‥φHNn ,φHNn+1 ,‥‥〕が印加され
る。
The gate of the first horizontal switch 39 is sequentially fed with the horizontal scanning pulse φHS from the horizontal shift register 42.
[ΦHS 1 , ... φHS n , φHS n + 1 , ...] Is applied, and the horizontal scanning pulse φHN [φH from the horizontal shift register 42 is sequentially applied to the gate of the second horizontal switch 39 ′.
N 1, ‥‥ φHN n, φHN n + 1, ‥‥ ] is applied.

【0033】上記の第1の動作スイッチ37、第1の負
荷容量素子38及び第1の水平スイッチ39によって画
素リセット前の画素MOSトランジスタの信号を保持す
る第1の信号保持回路51が構成され、上記の第2の動
作スイッチ37′、第2の負荷容量素子38′及び第2
の水平スイッチ39′によって画素リセット後の画素M
OSトランジスタの信号を保持する第2の信号保持回路
52が構成される。さらに、第1及び第2の信号保持回
路51及び52と水平信号線40と水平シフトレジスタ
42とによって、いわゆる水平走査回路53が構成され
る。
The first operation switch 37, the first load capacitance element 38, and the first horizontal switch 39 constitute a first signal holding circuit 51 for holding the signal of the pixel MOS transistor before pixel reset, The above-mentioned second operation switch 37 ', second load capacitance element 38' and second
Pixel M after pixel reset by horizontal switch 39 'of
A second signal holding circuit 52 that holds the signal of the OS transistor is formed. Further, the first and second signal holding circuits 51 and 52, the horizontal signal line 40, and the horizontal shift register 42 constitute a so-called horizontal scanning circuit 53.

【0034】この第1の信号保持回路51を構成する第
1の動作スイッチ37、第1の負荷容量素子38及び第
1の水平スイッチ39のレイアウトと、第2の信号保持
回路52を構成する第2の動作スイッチ37′、第2の
負荷容量素子38′及び第2の水平スイッチ39′のレ
イアウトとは、互いに1本の水平信号線40を中心に之
を挟む上下両側において線対称に形成される。
The layout of the first operation switch 37, the first load capacitance element 38, and the first horizontal switch 39 which form the first signal holding circuit 51, and the second layout which forms the second signal holding circuit 52. The layout of the second operation switch 37 ', the second load capacitance element 38', and the second horizontal switch 39 'is formed line-symmetrically on the upper and lower sides with one horizontal signal line 40 as the center. It

【0035】尚、図示せざるも、負荷容量素子38より
も第1の動作スイッチ37側の垂直信号線35には、負
荷容量素子38,38′及び垂直信号線35を初期電圧
にリセットするためのリセットスイッチ(例えばMOS
スイッチ)が接続される。即ち、リセットスイッチのソ
ースが垂直信号線35に接続され、そのドレインにリセ
ットバイアス電圧VRBが与えられ、そのゲートにリセッ
トパルスφVRSTが与えられるようになされている。
Although not shown, in order to reset the load capacitance elements 38 and 38 'and the vertical signal line 35 to the initial voltage, the vertical signal line 35 on the first operation switch 37 side of the load capacitance element 38 is reset. Reset switch (eg MOS
Switch) is connected. That is, the source of the reset switch is connected to the vertical signal line 35, the drain thereof is supplied with the reset bias voltage V RB , and the gate thereof is supplied with the reset pulse φ VRST .

【0036】そして、1本の水平信号線40の出力端に
は、出力回路、即ち、反転増幅器例えば差動増幅器等を
用いた演算増幅器43と、検出容量素子44と、リセッ
トスイッチ45とを備えた電荷検出回路46が接続さ
れ、さらに、電荷検出回路46の出力端に相関2重サン
プリングをする相関2重サンプリング(CDS)回路4
7が接続される。
An output circuit, that is, an operational amplifier 43 using an inverting amplifier such as a differential amplifier, a detection capacitor element 44, and a reset switch 45 are provided at the output end of one horizontal signal line 40. A correlated double sampling (CDS) circuit 4 which is connected to the charge detection circuit 46 and further performs correlated double sampling at the output end of the charge detection circuit 46.
7 is connected.

【0037】電荷検出回路46では、その演算増幅器4
3の反転入力端子に水平信号線40が接続され、その非
反転入力端子に所定のバイアス電圧VB が与えられる。
演算増幅器43に並列に、即ち、演算増幅器43の反転
入力端子と出力端子間に検出容量素子44及びリセット
スイッチ(例えばリセットMOSスイッチ)45が接続
される。リセットスイッチ45は、水平信号線40及び
検出容量素子44をリセットするもので、そのゲートに
リセットパルスφR が印加される。
In the charge detection circuit 46, the operational amplifier 4 is provided.
The horizontal signal line 40 is connected to the inverting input terminal of No. 3, and a predetermined bias voltage V B is applied to its non-inverting input terminal.
A detection capacitor element 44 and a reset switch (for example, a reset MOS switch) 45 are connected in parallel to the operational amplifier 43, that is, between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 43. The reset switch 45 resets the horizontal signal line 40 and the detection capacitance element 44, and a reset pulse φ R is applied to its gate.

【0038】図3は、単位画素(即ち画素MOSトラン
ジスタ)32の半導体構造を示す断面図である。この図
3において、71は第1導電型例えばp型の半導体基
板、72は光電変換された信号電荷、本例ではホール7
0を蓄積するp型ウエル領域、73は第2導電型即ちn
型のウエル領域である。p型ウエル領域72にn型のソ
ース領域74及びドレイン領域75が形成され、両領域
74及び75間のp型ウエル領域72上にゲート絶縁膜
77を介して例えば光を透過し得る薄膜の多結晶シリコ
ンからなる環状のゲート電極76が形成される。ゲート
電極76直下のp型ウエル領域72に光電変換によって
蓄積されたホール70は、読み出し動作時におけるチャ
ネル電流(ドレイン電流)を制御し、そのチャネル電流
の変化量が信号出力となる。
FIG. 3 is a sectional view showing the semiconductor structure of the unit pixel (ie, pixel MOS transistor) 32. In FIG. 3, reference numeral 71 is a semiconductor substrate of the first conductivity type, for example, p-type, 72 is a photoelectrically converted signal charge, and in this example, a hole 7
A p-type well region for accumulating 0, 73 is a second conductivity type, that is, n
This is the well region of the mold. An n-type source region 74 and a drain region 75 are formed in the p-type well region 72, and on the p-type well region 72 between the regions 74 and 75, for example, a thin film of a thin film capable of transmitting light via the gate insulating film 77. An annular gate electrode 76 made of crystalline silicon is formed. The holes 70 accumulated by photoelectric conversion in the p-type well region 72 immediately below the gate electrode 76 control the channel current (drain current) during the read operation, and the amount of change in the channel current becomes a signal output.

【0039】次に、上述の増幅型固体撮像素子31の動
作を説明する。
Next, the operation of the above amplification type solid-state image pickup device 31 will be described.

【0040】垂直走査回路33から垂直選択線34に出
力された垂直選択パルスφV〔φV 1 ,‥‥φVm ,φ
m+1 ,‥‥〕によって、その選択された同一行の画素
MOSトランジスタ32が動作状態(いわゆる読み出し
状態)になる。これにより、画素MOSトランジスタ3
2の主電極から光電変換により蓄積した信号電荷に応じ
た画素信号(即ち画素リセット前の信号)が垂直信号線
35に出力され、その画素信号が第1の動作スイッチ3
7を遮断→導通→遮断する動作により第1の負荷容量素
子38に保持される。さらに、同じ列の画素MOSトラ
ンジスタ32に蓄積した信号電荷をリセットした後で、
同様に、画素MOSトランジスタ32の主電極から信号
電荷の無い画素信号(即ち画素リセット後の信号)が垂
直信号線35に出力され、その画素信号が第2の動作ス
イッチ37′を遮断→導通→遮断する動作により第2の
負荷容量素子38′に保持される。
Output from the vertical scanning circuit 33 to the vertical selection line 34.
Applied vertical selection pulse φV [φV 1・ ・ ・ ΦVm, Φ
Vm + 1,,,,,], by the selected pixel in the same row
The MOS transistor 32 is in an operating state (so-called reading
State). As a result, the pixel MOS transistor 3
Depending on the signal charge accumulated by photoelectric conversion from the two main electrodes
Pixel signals (that is, signals before pixel reset) are vertical signal lines
35, and the pixel signal is output to the first operation switch 3
By the operation of shutting off → conducting → shutting off 7, the first load capacitance element
It is held by the child 38. In addition, the pixel MOS transistors in the same column
After resetting the signal charge accumulated in the transistor 32,
Similarly, a signal from the main electrode of the pixel MOS transistor 32
Pixel signals without charge (that is, signals after pixel reset)
It is output to the direct signal line 35, and the pixel signal thereof is output in the second operation line.
The operation of shutting off the switch 37 '→ conducting → shutting off the second
It is held by the load capacitance element 38 '.

【0041】画素リセット前の信号が保持された第1の
負荷容量素子38は、水平信号線40に接続された第1
の水平スイッチ39が水平シフトレジスタ42からの水
平走査パルスφHSによって導通状態になることによ
り、画素リセット前の信号を信号電荷として予めリセッ
トしておいた水平信号線40に出力し、電荷検出回路4
6でその電荷を信号電圧に復調して信号電圧として出力
端t0 に出力する。
The first load capacitance element 38, which holds the signal before the pixel reset, is connected to the horizontal signal line 40.
When the horizontal switch 39 is turned on by the horizontal scanning pulse φHS from the horizontal shift register 42, the signal before pixel reset is output as the signal charge to the horizontal signal line 40 that has been reset in advance, and the charge detection circuit 4
At 6, the charge is demodulated to a signal voltage and output as a signal voltage to the output terminal t 0 .

【0042】さらに、電荷検出回路46のリセットスイ
ッチ45により、水平信号線40を再びリセットした
後、画素リセット後の信号が保持された第2の負荷容量
素子38′は、同様に、水平信号線40に接続された第
2の水平スイッチ39′が水平シフトレジスタ42から
の水平走査パルスφHNによって導通状態になることに
より、画素リセット後の信号を信号電荷として水平信号
線40に出力し、電荷検出回路46でその電荷を信号電
圧に復調して信号電圧として出力端t0 に出力する。
Further, after the horizontal signal line 40 is reset again by the reset switch 45 of the charge detection circuit 46, the second load capacitance element 38 'in which the signal after pixel reset is held is similarly the horizontal signal line. The second horizontal switch 39 ′ connected to 40 is turned on by the horizontal scanning pulse φHN from the horizontal shift register 42, so that the signal after pixel reset is output to the horizontal signal line 40 as a signal charge to detect the charge. The circuit 46 demodulates the charge into a signal voltage and outputs it as a signal voltage to the output terminal t 0 .

【0043】このようにして、順次出力端t0 に出力さ
れた画素リセット前と画素リセット後の信号電圧をCD
S回路47により相関2重サンプリングをすることで、
画素の持つFPN(固定パターンノイズ)と水平走査回
路53で発生するシェーディングの固定パターンノイズ
を除去する。
In this way, the signal voltages before the pixel reset and after the pixel reset, which are sequentially output to the output terminal t 0 , are transferred to the CD.
By performing correlated double sampling by the S circuit 47,
The FPN (fixed pattern noise) of the pixel and the fixed pattern noise of shading generated in the horizontal scanning circuit 53 are removed.

【0044】図1で示したCDS回路47の詳細を図2
に示す。CDS回路47は、1の系統の第1のサンプル
ホールド回路55及び他の系統の第2、第3のサンプル
ホールド回路56,57と、差動増幅器58とから成
り、1の系統の第1のサンプルホールド回路55の出力
端が差動増幅器58の非反転入力端子に接続され、他の
系統の第2及び第3のサンプルホールド回路56及び5
7が直列接続されて後段の第3のサンプルホールド回路
57の出力端が差動増幅器58の反転入力端子に接続さ
れて構成される。
Details of the CDS circuit 47 shown in FIG. 1 are shown in FIG.
Shown in The CDS circuit 47 includes a first sample and hold circuit 55 of one system, second and third sample and hold circuits 56 and 57 of another system, and a differential amplifier 58. The output terminal of the sample hold circuit 55 is connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 58, and the second and third sample hold circuits 56 and 5 of another system are connected.
7 are connected in series, and the output end of the third sample hold circuit 57 in the subsequent stage is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier 58.

【0045】各サンプルホールド回路55,56,57
は、夫々MOSスイッチ61と、メモリ用の容量素子6
2と、MOSトランジスタ63及び負荷抵抗64からな
るソースフォロワ回路65とから構成される。そして、
第1のサンプルホールド回路55のMOSスイッチ61
は第1のサンプルパルスφSHSで制御され、第2のサ
ンプルホールド回路56のMOSスイッチ61は第2の
サンプルパルスφSHNで制御され、第3のサンプルホ
ールド回路57のMOSスイッチ61は第1のサンプル
パルスφSHSで制御されるようになされる。
Each sample hold circuit 55, 56, 57
Are the MOS switch 61 and the capacitive element 6 for the memory, respectively.
2 and a source follower circuit 65 including a MOS transistor 63 and a load resistor 64. And
MOS switch 61 of the first sample hold circuit 55
Is controlled by the first sample pulse φSHS, the MOS switch 61 of the second sample hold circuit 56 is controlled by the second sample pulse φSHN, and the MOS switch 61 of the third sample hold circuit 57 is controlled by the first sample pulse φSHS. It is controlled by φSHS.

【0046】このCDS回路47では、電荷検出回路4
6の同一端子から出力される位相の異なった2つの信
号、即ち画素リセット前と後の信号を夫々別系統のサン
プルホールド回路、即ち1の系統のサンプルホールド回
路55及び他の系統のサンプルホールド回路56,57
でサンプリングした後、差動増幅器58に通すことで、
画素リセット前と後の信号の差分が出力される。すなわ
ち、画素リセット前の信号は、第1のサンプルホールド
回路55において、サンプルパルスφSHSでサンプリ
ングされて差動増幅器58の非反転入力(+)に入り、
画素リセット後の信号は、前段の第2のサンプルホール
ド回路56において、サンプルパルスφSHNでサンプ
リングされ、さらに画素リセット前の信号と位相を合わ
せるために、再度後段の第3のサンプルホールド回路5
7においてサンプルパルスφSHSでサンプリングされ
て差動増幅器58の反転入力(−)に入り、差動増幅器
58の出力端子tout から画素リセット前後の差分信号
が得られる。
In the CDS circuit 47, the charge detection circuit 4
Two different signals output from the same terminal 6 having different phases, that is, a signal before and after pixel reset, respectively, are sample and hold circuits of different systems, that is, a sample and hold circuit 55 of one system and a sample and hold circuit of another system. 56,57
After sampling at, by passing it through the differential amplifier 58,
The difference between the signals before and after pixel reset is output. That is, the signal before pixel reset is sampled by the sample pulse φSHS in the first sample hold circuit 55, and enters the non-inverting input (+) of the differential amplifier 58,
The signal after the pixel reset is sampled by the sample pulse φSHN in the second sample and hold circuit 56 in the previous stage, and in order to match the phase with the signal before the pixel reset, the third sample and hold circuit 5 in the subsequent stage is again provided.
At 7, the sampled pulse φSHS is sampled and enters the inverting input (−) of the differential amplifier 58, and the differential signal before and after pixel reset is obtained from the output terminal t out of the differential amplifier 58.

【0047】本実施例の増幅型固体撮像素子における駆
動タイミングと出力波形を図4に示す。ある水平ブラン
キング期間HBL(図4の左側)で、図1における垂直
走査回路42から垂直選択線34にm行目を選択するた
めに出力された垂直選択パルスφVm が高い電圧に変化
し、m行目の画素MOSトランジスタ32が選択され
る。
FIG. 4 shows drive timings and output waveforms in the amplification type solid-state imaging device of this embodiment. In a certain horizontal blanking period HBL (on the left side of FIG. 4), the vertical selection pulse φV m output to select the m-th row from the vertical scanning circuit 42 in FIG. 1 to the vertical selection line 34 changes to a high voltage, The pixel MOS transistor 32 in the m-th row is selected.

【0048】これにより、選択されたm行目の画素MO
Sトランジスタ32は、垂直信号線35に画素リセット
前の信号(Sig信号)を出力するので、第1の動作ス
イッチ37の制御電極に動作パルスφOPS を与えて負荷
容量素子38に画素リセット前の信号を保持する。
As a result, the pixel m of the selected m-th row is
Since the S transistor 32 outputs a signal before pixel reset (Sig signal) to the vertical signal line 35, the operation pulse φ OPS is given to the control electrode of the first operation switch 37 to the load capacitance element 38 before pixel reset. Hold the signal.

【0049】その後、画素MOSトランジスタ32をリ
セットするために、この増幅型固体撮像素子では基板に
負方向に立つ画素リセットパルスφVsub を与え、選択
されているm行目の画素MOSトランジスタ32の信号
電荷をリセットする。
Thereafter, in order to reset the pixel MOS transistor 32, in this amplification type solid-state image pickup device, a pixel reset pulse φV sub which stands in the negative direction is applied to the substrate, and the signal of the selected pixel MOS transistor 32 in the m-th row is applied. Reset the charge.

【0050】画素MOSトランジスタ32をリセットし
たら、リセット前の信号と同様に、垂直信号線35に現
れた画素リセット後の信号(Noise信号)を、第2
の動作スイッチ37′の制御電極に動作パルスφOPN
与えて、第2の負荷容量素子38′に保持する。
After the pixel MOS transistor 32 is reset, the signal after the pixel reset (Noise signal) appearing on the vertical signal line 35 is changed to the second signal in the same manner as the signal before the reset.
The operation pulse φ OPN is applied to the control electrode of the operation switch 37 ′ and held in the second load capacitance element 38 ′.

【0051】この一連の動作によってm行目の画素MO
Sトランジスタ32のリセット前後の信号が夫々第1の
負荷容量素子38と第2の負荷容量素子38′とに保持
されるので、水平映像期間TA に入ったら、水平シフト
レジスタ42から出力される水平走査パルスφHS〔φ
HS1 ,‥‥φHSn ,φHSn+1 ,‥‥〕とφHN
〔φHN1 ,‥‥φHNn ,φHNn+1 ,‥‥〕を、水
平信号線40をリセットするリセットパルスφR を間に
挟んで交互に印加し、順次水平スイッチ39と39′を
導通することで、電荷検出回路46から画素リセット後
の信号(Noise信号)と画素リセット前の信号(S
ig信号)が交互に出力される。
By this series of operations, the pixel MO of the m-th row is
The signals before and after the resetting of the S-transistor 32 are held in the first load capacitance element 38 and the second load capacitance element 38 ', respectively, so that they are output from the horizontal shift register 42 in the horizontal video period T A. Horizontal scanning pulse φHS [φ
HS 1 , ... φHS n , φHS n + 1 ,…] and φHN
[ΦHN 1 , ... φHN n , φHN n + 1 , ...] Are alternately applied with a reset pulse φ R for resetting the horizontal signal line 40 interposed therebetween, and the horizontal switches 39 and 39 ′ are sequentially turned on. Accordingly, the signal after the pixel reset (Noise signal) and the signal before the pixel reset (S
ig signal) is alternately output.

【0052】ここで得られた交互に出力される画素リセ
ット後と前の信号を、相関2重サンプリングするための
サンプルパルスφSHSとφSHNにより制御されるC
DS回路47に供給することで、画素リセット前後の信
号の差分がCDS回路47の出力端子tout から出力さ
れる。
C, which is controlled by sample pulses φSHS and φSHN for correlated double sampling of the alternately output pixel reset signal and the pixel reset signal obtained here.
By supplying the signal to the DS circuit 47, the difference between the signals before and after the pixel reset is output from the output terminal t out of the CDS circuit 47.

【0053】この結果、本実施例の増幅型固体撮像素子
の出力端子tout から、画素の固定パターンノイズと水
平走査回路等で発生するシェーディングの固定パターン
ノイズを除去した信号が出力される。
As a result, a signal from which the fixed pattern noise of pixels and the fixed pattern noise of shading generated in the horizontal scanning circuit or the like are removed is output from the output terminal t out of the amplification type solid-state image pickup device of this embodiment.

【0054】本実施例により、画素のFPNと水平走査
回路等で発生するシェーディングが除去される原理は、
以下のような式で説明される。水平n番目の画素リセッ
ト前の信号レベルをSS n 、画素リセット後の信号レベ
ルをSN n 、光電変換に応じた画素信号をSig、画素
の固定パターンノイズをFPN、撮像素子の水平画素数
をN、1H(1水平走査期間)の水平のシェーディング
は直線的でその量をΔSh とすると、
The principle of removing shading generated in the FPN of pixels and the horizontal scanning circuit according to the present embodiment is as follows.
It is described by the following formula. The signal level before the horizontal n-th pixel reset is S S n , the signal level after the pixel reset is S N n , the pixel signal according to photoelectric conversion is Sig, the fixed pattern noise of the pixel is FPN, the number of horizontal pixels of the image sensor If the horizontal shading of N, 1H (one horizontal scanning period) is linear and the amount is ΔS h ,

【0055】[0055]

【数1】 [Equation 1]

【0056】で表され、CDS回路47の出力OUT
は、
The output OUT of the CDS circuit 47 represented by
Is

【0057】[0057]

【数2】 [Equation 2]

【0058】となり、光電変換に応じた画素信号以外の
シェーディング成分は、画素数の2倍(2N)でわられ
ているため小さく、しかもシェーディングが水平方向に
直線的であるならシェーディング成分はどの画素信号に
も共通なオフセット量であり、直線的なシェーディング
は完全に除去される。
Therefore, the shading component other than the pixel signal corresponding to the photoelectric conversion is small because it is divided by twice the number of pixels (2N), and if the shading is linear in the horizontal direction, which shading component is the pixel? This is an offset amount common to signals, and linear shading is completely removed.

【0059】上述の実施例によれば、1本の水平信号線
40を中心に挟んで、その両側に夫々画素リセット前の
信号を保持する第1の信号保持回路51のレイアウト、
即ち第1の動作スイッチ37、第1の負荷容量素子38
及び第1の水平スイッチのレイアウトと、画素リセット
後の信号を保持する第2の信号保持回路52のレイアウ
ト、即ち第2の動作スイッチ37′、第2の負荷容量素
子38′及び第2の水平スイッチ39′のレイアウトと
を、互いに線対称をもって形成すると共に、水平信号線
40の電荷検出回路46の出力端にCDS回路47を接
続した構成とすることにより、画素で発生する固定パタ
ーンノイズと、水平走査回路等で発生するシェーディン
グの固定パターンノイズを効果的に除去することができ
る。
According to the above-described embodiment, the layout of the first signal holding circuit 51 which holds the signal before the pixel reset on both sides of the one horizontal signal line 40, sandwiching the horizontal signal line 40 at the center,
That is, the first operation switch 37, the first load capacitance element 38
And the layout of the first horizontal switch and the layout of the second signal holding circuit 52 that holds the signal after the pixel reset, that is, the second operation switch 37 ', the second load capacitance element 38', and the second horizontal switch. The layout of the switch 39 'is formed line-symmetrically to each other, and the CDS circuit 47 is connected to the output end of the charge detection circuit 46 of the horizontal signal line 40, whereby fixed pattern noise generated in the pixel and It is possible to effectively remove the fixed pattern noise of shading generated in the horizontal scanning circuit or the like.

【0060】また、比較例では、画素リセット前と後の
信号を別々の電荷検出回路16、16′より出力し、之
等を減算処理する方式のため、電荷検出回路16,1
6′での差動増幅器13と減算処理のための差動増幅器
17の計3つの差動増幅器が必要であったのに対して、
本実施例では、1つの電荷検出回路46での差動増幅器
45とCDS回路47での差動増幅器58の計2つの差
動増幅器で済み、差動増幅器1個分が省略でき、回路構
成の簡素化が図れる。
Further, in the comparative example, since the signals before and after the pixel reset are output from the separate charge detection circuits 16 and 16 'and the subtraction processing is performed, the charge detection circuits 16 and 1 are set.
While a total of three differential amplifiers including the differential amplifier 13 in 6'and the differential amplifier 17 for the subtraction processing are required,
In the present embodiment, only one differential amplifier 45 in the charge detection circuit 46 and two differential amplifiers 58 in the CDS circuit 47 are required, and one differential amplifier can be omitted. It can be simplified.

【0061】CDS回路47を設けたことにより、低減
のランダムノイズが除去され、その結果、信号のS/N
比が良くなる。
By providing the CDS circuit 47, reduction random noise is removed, and as a result, the S / N of the signal is reduced.
The ratio improves.

【0062】比較例では、ノイズ信号と画素信号の利得
を合わせるために、利得補正を行って減算しているが、
本実施例では水平信号線が1本で済むため、利得補正が
不要となる。
In the comparative example, the gain is corrected and subtracted in order to match the gains of the noise signal and the pixel signal.
In this embodiment, since only one horizontal signal line is required, gain correction is unnecessary.

【0063】図5は、本発明の他の実施例を示す。この
実施例はフィールド読み出し方式の増幅型固体撮像素子
に適用した場合である。図5は、n列目の垂直信号線3
5に接続された水平走査回路部のみを示すが、他の構
成、即ち、画素MOSトランジスタ32、垂直走査回路
33等の構成及び接続関係は図1と同様であるので詳細
説明は省略する。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. This embodiment is a case where the invention is applied to an amplification type solid-state image pickup device of a field readout system. FIG. 5 shows the vertical signal line 3 in the nth column.
Although only the horizontal scanning circuit section connected to FIG. 5 is shown, the other configuration, that is, the configuration and connection relationship of the pixel MOS transistor 32, the vertical scanning circuit 33, and the like are the same as those in FIG.

【0064】図5の実施例は、各垂直信号線35に垂直
2画素の混合信号を読み出す水平走査回路構成部を2
組、即ち、第1及び第2の水平走査回路構成部81〔8
1a,81b〕を並列に水平信号線40に接続し、その
水平信号線40に電荷検出回路46を接続し、さらにそ
の出力端にCDS回路47を接続して構成される。
The embodiment shown in FIG. 5 has two horizontal scanning circuit components for reading out a mixed signal of two vertical pixels on each vertical signal line 35.
Group, that is, the first and second horizontal scanning circuit constituent parts 81 [8
1a, 81b] are connected in parallel to the horizontal signal line 40, the charge detection circuit 46 is connected to the horizontal signal line 40, and the CDS circuit 47 is further connected to the output terminal thereof.

【0065】即ち、第1の水平走査回路構成部81a
は、垂直信号線35に、第1の動作スイッチ37aを介
して第1の負荷容量素子38aを接続し、その接続点を
第1の水平スイッチ39aを介して水平信号線40に接
続すると共に、之に並列に第2の動作スイッチ37′a
を介して第2の負荷容量素子38′aを接続し、その接
続点を第2の水平スイッチ39′aを介して水平信号線
40に接続して成る。
That is, the first horizontal scanning circuit configuration section 81a
Connects the first load capacitance element 38a to the vertical signal line 35 via the first operation switch 37a, and connects the connection point to the horizontal signal line 40 via the first horizontal switch 39a. In parallel to the second operation switch 37'a
The second load capacitance element 38'a is connected to the horizontal signal line 40 via the second horizontal switch 39'a.

【0066】この第1の動作スイッチ37a、第1の負
荷容量素子38a及び第1の水平スイッチ39aによっ
て例えばm+1行目の画素MOSトランジスタの画素リ
セット前の信号を保持する第1の信号保持回路51aが
構成され、第2の動作スイッチ37′a、第2の負荷容
量素子38′a及び第2の水平スイッチ39′aによっ
てm+1行目の画素MOSトランジスタの画素リセット
後の信号を保持する第2の信号保持回路52aが構成さ
れる。第1の動作スイッチの制御電極、即ちゲートには
動作パルスφOPS1が印加され、第2の動作スイッチの制
御電極、即ちゲートには動作パルスφOPN1が印加され
る。
By the first operation switch 37a, the first load capacitance element 38a, and the first horizontal switch 39a, for example, a first signal holding circuit 51a for holding the signal before the pixel reset of the pixel MOS transistor in the (m + 1) th row. And a second operation switch 37'a, a second load capacitance element 38'a, and a second horizontal switch 39'a hold a signal after pixel reset of the pixel MOS transistor in the (m + 1) th row. Signal holding circuit 52a. The operation pulse φ OPS1 is applied to the control electrode, that is, the gate of the first operation switch, and the operation pulse φ OPN1 is applied to the control electrode, that is, the gate of the second operation switch.

【0067】第2の水平出力回路構成部81bは、上記
同じ列の垂直信号線35に、第3の動作スイッチ37b
を介して第3の負荷容量素子38bを接続し、その接続
点を第3の水平スイッチ39bを介して水平信号線40
に接続すると共に、之に並列に第4の動作スイッチ3
7′bを介して第4の負荷容量素子38′bを接続し、
その接続点を第4の水平スイッチ39′bを介して水平
信号線40に接続して構成される。
The second horizontal output circuit component 81b is connected to the vertical signal line 35 in the same column as described above and the third operation switch 37b.
Is connected to the third load capacitance element 38b, and the connection point is connected via the third horizontal switch 39b to the horizontal signal line 40.
And the fourth operation switch 3 connected in parallel.
The fourth load capacitance element 38'b is connected via 7'b,
The connection point is connected to the horizontal signal line 40 via the fourth horizontal switch 39'b.

【0068】この第3の動作スイッチ37b、第3の負
荷容量素子38b及び第3の水平スイッチ39bによっ
て例えばm行目の画素MOSトランジスタ32の画素リ
セット前の信号を保持する第3の信号保持回路51bが
構成され、第4の動作スイッチ37′b、第4の負荷容
量素子38′b及び第4の水平スイッチ39′bによっ
てm行目の画素MOSトランジスタの画素リセット後の
信号を保持する第4の信号保持回路52bが構成され
る。第3の動作スイッチの制御電極即ちゲートには動作
パルスφOPS2が印加され、第4の動作スイッチの制御電
極即ちゲートには動作パルスφOPN2が印加される。
A third signal holding circuit for holding the signal of the m-th row pixel MOS transistor 32 before pixel reset by the third operation switch 37b, the third load capacitance element 38b and the third horizontal switch 39b. 51b is formed, and the fourth operation switch 37′b, the fourth load capacitance element 38′b, and the fourth horizontal switch 39′b hold the signal after the pixel reset of the pixel MOS transistor in the m-th row. 4 signal holding circuit 52b is configured. The operation pulse φ OPS2 is applied to the control electrode or gate of the third operation switch, and the operation pulse φ OPN2 is applied to the control electrode or gate of the fourth operation switch.

【0069】そして、第1及び第3の水平スイッチ39
a及び39bの制御電極即ちゲートが共通接続されて水
平シフトレジスタ42に接続され、之等に共通の水平走
査パルスφHSn が印加され、第2及び第4の水平スイ
ッチ39′a及び39′bの制御電極即ちゲートが共通
接続されて水平シフトレジスタ42に接続され、之等に
共通の水平走査パルスφHNn が印加されるようになさ
れる。
Then, the first and third horizontal switches 39
The control electrodes or gates of a and 39b are commonly connected to the horizontal shift register 42, the common horizontal scanning pulse φHS n is applied to them, and the second and fourth horizontal switches 39'a and 39'b are applied. The control electrodes or gates of the above are commonly connected to the horizontal shift register 42 so that the common horizontal scanning pulse φHN n is applied.

【0070】かかるフィールド読み出し方式の増幅型固
体撮像素子83においては、水平ブランキング期間HB
Kの前半の期間と後半の期間で夫々2回読み出し動作が
なされる。
In the amplification type solid-state image pickup device 83 of the field reading system, the horizontal blanking period HB is set.
The read operation is performed twice in each of the first half period and the second half period of K.

【0071】即ち、水平ブランキング期間の前半期間で
垂直選択パルスφVm が印加されてm行目の画素MOS
トランジスタが選択される。そして、第1の動作パルス
φOP S1により第1の動作スイッチ37aが遮断→導通→
遮断の動作をし、第1の負荷容量素子38aにm行目の
画素MOSトランジスタ32の画素リセット前の信号が
保持される。
That is, in the first half period of the horizontal blanking period, the vertical selection pulse φV m is applied and the pixel MOS of the m-th row is
The transistor is selected. Then, the first operation pulse φ OP S1 turns off the first operation switch 37a → conducts →
The cutoff operation is performed, and the signal before the pixel reset of the pixel MOS transistor 32 in the m-th row is held in the first load capacitance element 38a.

【0072】次に画素リセット期間で基板に画素リセッ
トパルスφVsub が与えられてm行目の画素MOSトラ
ンジスタに蓄積されていた信号電荷をリセットした後、
第2の動作パルスφOPN1により第2の動作スイッチ3
7′aが遮断→導通→遮断の動作をし第2の負荷容量素
子38′aにm行目の画素MOSトランジスタ32の画
素リセット後の信号が保持される。
Next, after the pixel reset pulse φV sub is applied to the substrate in the pixel reset period to reset the signal charges accumulated in the pixel MOS transistors in the m-th row,
Second operation switch 3 by second operation pulse φ OPN1
7'a performs the operation of shutting off → conducting → shutting off, and the second load capacitance element 38'a holds the signal of the pixel MOS transistor 32 of the m-th row after the pixel reset.

【0073】次に、水平ブランキング期間HBKの後半
の期間に垂直選択パルスφVm+1 が印加されてm+1行
目の画素MOSトランジスタが選択される。そして、第
3の動作パルスφOPS2により第3の動作スイッチ37b
が遮断→導通→遮断の動作をし、第3の負荷容量素子3
8bにm+1行目の画素MOSトランジスタ32の画素
リセット前の信号が保持される。
Next, in the latter half period of the horizontal blanking period HBK, the vertical selection pulse φV m + 1 is applied to select the pixel MOS transistor of the m + 1th row. Then, by the third operation pulse φ OPS2 , the third operation switch 37b
Cut off → conduct → cut off, and the third load capacitance element 3
The signal before the pixel reset of the pixel MOS transistor 32 of the m + 1th row is held in 8b.

【0074】次の画素リセット期間で基板に画素リセッ
トパルスφVsub が与えられてm+1行目の画素MOS
トランジスタ32に蓄積されていた信号電荷をリセット
した後、第4の動作パルスφOPN2により第4の動作スイ
ッチ37′bが遮断→導通→遮断の動作をし、第4の負
荷容量素子38′bにm+1行目の画素MOSトランジ
スタ32の画素リセット後の信号が保持される。
In the next pixel reset period, the pixel reset pulse φV sub is applied to the substrate and the pixel MOS of the (m + 1) th row
After resetting the signal charge accumulated in the transistor 32, the fourth operation pulse φ OPN2 causes the fourth operation switch 37′b to perform the operation of shut off → conductive → off, and the fourth load capacitance element 38′b. Further, the signal after the pixel reset of the pixel MOS transistor 32 in the (m + 1) th row is held.

【0075】次に、水平映像期間TA 中に、水平シフト
レジスタ42からの水平走査パルスφHSによって第1
の水平スイッチ39a及び第3の水平スイッチ39bが
導通状態になることによって、第1の負荷容量素子38
a及び第3の負荷容量素子38bに夫々保持されていた
夫々のm行目及びm+1行目の2つの画素リセット前の
信号が加算されて水平信号線40に出力され、この加算
された画素リセット前の信号が電荷検出回路46に入力
されて復調される。
Next, during the horizontal video period T A , the first horizontal scanning pulse φHS from the horizontal shift register 42
When the horizontal switch 39a and the third horizontal switch 39b of FIG.
a and the second pre-pixel reset signals of the m-th row and the m + 1-th row held in the third load capacitance element 38b are added and output to the horizontal signal line 40, and the added pixel reset The previous signal is input to the charge detection circuit 46 and demodulated.

【0076】また、水平シフトレジスタ42からの水平
走査パルスφHNによって第2の水平スイッチ39′a
及び第4の水平スイッチ39′bが導通状態になること
によって、第2の負荷容量素子38′a及び第4の負荷
容量素子38′bに夫々保持されていたm行目及びm+
1行目の2つの画素リセット後の信号が加算されて水平
信号線40に出力され、この加算された画素リセット後
の信号が電荷検出回路46に入力されて復調される。
Further, the second horizontal switch 39'a is driven by the horizontal scanning pulse φHN from the horizontal shift register 42.
And the fourth horizontal switch 39'b becomes conductive, the m-th row and m + held in the second load capacitance element 38'a and the fourth load capacitance element 38'b, respectively.
The two signals after pixel reset in the first row are added and output to the horizontal signal line 40, and the added signals after pixel reset are input to the charge detection circuit 46 and demodulated.

【0077】そして、順次電荷検出回路46の出力端に
出力された画素リセット前と画素リセット後の信号電圧
がCDS回路47により相関2重サンプリングされるこ
とで、フィールド読み出し方式において、画素のもつF
PN成分と水平走査回路等のもつシェーディングを除去
することができる。
Then, the signal voltages before the pixel reset and after the pixel reset, which are sequentially output to the output terminal of the charge detection circuit 46, are correlated double-sampled by the CDS circuit 47, so that in the field reading system, the F
Shading of the PN component and the horizontal scanning circuit can be removed.

【0078】図6は、本発明の増幅型固体撮像素子の更
に他の実施例を示す。本例の増幅型固体撮像素子85
は、水平信号線を中心に挟んでその両側に対称のレイア
ウトをもって第1の信号保持回路51と第2の信号保持
回路52を配置して、第1の信号保持回路51を通して
電荷検出回路46から得られる画素リセット前の信号と
第2の信号保持回路52を通して電荷検出回路46′か
ら得られる画素リセット後の信号と減算処理するように
構成する。
FIG. 6 shows still another embodiment of the amplification type solid state image pickup device of the present invention. Amplification-type solid-state imaging device 85 of this example
Arranges the first signal holding circuit 51 and the second signal holding circuit 52 with symmetrical layouts on both sides of the horizontal signal line with the horizontal signal line as the center, and from the charge detection circuit 46 through the first signal holding circuit 51. The subtraction processing is performed on the obtained signal before pixel reset and the signal after pixel reset obtained from the charge detection circuit 46 'through the second signal holding circuit 52.

【0079】即ち、第1の水平信号線86と第2の水平
信号線87が並んで中央に配される。この2本の水平信
号線86,87を挟む一方の側において、垂直信号線3
5に接続された第1の動作スイッチ37と、この動作ス
イッチ37に接続された第1の負荷容量素子38と、こ
の負荷容量素子38及び第1の水平信号線86間に接続
された第1の水平スイッチ39とからなる第1の信号保
持回路51を配置する。
That is, the first horizontal signal line 86 and the second horizontal signal line 87 are arranged side by side in the center. On one side of the two horizontal signal lines 86 and 87, the vertical signal line 3
5 is connected to the first operation switch 37, the first load capacitance element 38 connected to the operation switch 37, and the first load capacitance element 38 connected to the first horizontal signal line 86. The first signal holding circuit 51 including the horizontal switch 39 of FIG.

【0080】また、2本の水平信号線86,87を挟む
他方の側において、第1の信号保持回路51のレイアウ
トと線対称のレイアウトとなるように、垂直信号線35
に接続された第2の動作スイッチ37′と、この動作ス
イッチ37′に接続された第2の負荷容量素子38′
と、この負荷容量素子38′及び第2の水平信号線87
間に接続された第2の水平スイッチ39′とからなる第
2の信号保持回路52を配置する。
The vertical signal lines 35 are arranged on the other side of the two horizontal signal lines 86 and 87 so as to be line symmetrical with the layout of the first signal holding circuit 51.
A second operation switch 37 'connected to the second operation switch 37' and a second load capacitance element 38 'connected to the second operation switch 37'.
And the load capacitance element 38 'and the second horizontal signal line 87.
A second signal holding circuit 52 including a second horizontal switch 39 'connected between them is arranged.

【0081】そして、第1の水平信号線86を演算増幅
器43、検出容量素子44及びリセットスイッチ45か
らなる第1の電荷検出回路46に接続し、第2の水平信
号線87を演算増幅器43、検出容量素子44及びリセ
ットスイッチ45からなる第2の電荷検出回路46′に
接続し、この第1及び第2の電荷検出回路46,46′
の各出力端を例えば外付けの差動増幅器からなる減算回
路88の各入力端子に接続する。その他の構成は図1と
同様であるので対応する部分に同一符号を付して重複説
明を省略する。
The first horizontal signal line 86 is connected to the first charge detection circuit 46 including the operational amplifier 43, the detection capacitance element 44 and the reset switch 45, and the second horizontal signal line 87 is connected to the operational amplifier 43, It is connected to a second charge detection circuit 46 'composed of the detection capacitance element 44 and the reset switch 45, and the first and second charge detection circuits 46, 46' are connected.
Is connected to each input terminal of the subtraction circuit 88 formed of an external differential amplifier, for example. Since other configurations are the same as those in FIG. 1, the corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and the duplicate description will be omitted.

【0082】この実施例の増幅型固体撮像素子85は、
前述の図8で示した比較例と同様に、画素リセット前の
信号が第1の負荷容量素子51に保持され、画素リセッ
ト後の信号が第2の負荷容量素子52に保持される。そ
して、水平スイッチ39と39′を導通することで、第
1の水平信号線86を通して第1の電荷検出回路46に
画素リセット前の信号が出力され、第2の水平信号線8
7を通して第2の電荷検出回路46′に画素リセット後
の信号が出力され、之等の信号が減算回路88により減
算処理され、その出力端子tout からFPNを除去した
出力信号が得られる。そして、特にこの増幅型固体撮像
素子85によれば、2本の水平信号線86,87を中心
に挟んで両側に夫々線対称のレイアウトを有する第1及
び第2の信号保持回路51及び52を形成することによ
り、夫々の電荷検出回路46,46′から得られるリセ
ット前と後の信号は、シェーディングの傾きが同程度と
なることから、減算回路88を通して得られる出力信号
から、シェーディングの固定パターンノイズも同時に除
去される。
The amplification type solid state image pickup device 85 of this embodiment is
Similar to the comparative example shown in FIG. 8, the signal before pixel reset is held in the first load capacitance element 51, and the signal after pixel reset is held in the second load capacitance element 52. Then, by connecting the horizontal switches 39 and 39 'to each other, the signal before the pixel reset is output to the first charge detection circuit 46 through the first horizontal signal line 86, and the second horizontal signal line 8
The signal after the pixel reset is output to the second charge detection circuit 46 'through 7, the subtraction circuit 88 performs the subtraction process on the signal, and the output signal from which the FPN is removed is obtained from the output terminal t out . In particular, according to the amplification type solid-state image pickup device 85, the first and second signal holding circuits 51 and 52 having the line-symmetrical layouts on both sides with the two horizontal signal lines 86 and 87 as a center are provided. Since the signals before and after reset obtained from the respective charge detection circuits 46 and 46 'have the same gradient of shading, the fixed pattern of shading is obtained from the output signal obtained through the subtraction circuit 88. Noise is also removed at the same time.

【0083】一方、前述したように、シェーディングの
起こる原因の1つとして、第1及び第2の動作MOSス
イッチに入る動作パルスφOPS ,φOPN の波形に大きく
依存する。即ち、例えば外付けの駆動回路よりバッド
(端子)を通じて別系統で夫々動作パルスφOPS ,φ
OPN が印加されるが、レイアウトの関係から例えば駆動
回路から動作スイッチまでの配線の長さが異なるため、
長い配線を通る例えば動作パルスφOPS の波形はなま
り、短い配線を通る例えば動作パルスφOPS の波形は動
作パルスφOPS よりはなまらない。動作スイッチのカッ
トオフ時の動作パルスφOPS の波形の立ち下がりがゆる
やかであると、シェーディングの傾きはゆるやかである
のに対し、動作パルスφOPN の波形の立ち下がりが急峻
である場合にはシェーディングの傾きが大きくなる。こ
のことは、水平走査パルスφHS,φHNの波形につい
ても、同様のことがいえる。
On the other hand, as described above, one of the causes of shading largely depends on the waveforms of the operation pulses φ OPS and φ OPN entering the first and second operation MOS switches. That is, for example, operating pulses φ OPS and φ
OPN is applied, but because of the layout, for example, the wiring length from the drive circuit to the operation switch is different,
The example operation pulse phi OPS waveform through the long wiring accent, for example operation pulse phi OPS waveform through a short, no rounding than operation pulse phi OPS. When the waveform of the operation pulse φ OPS at the cutoff of the operation switch is gentle, the slope of the shading is gentle, while when the waveform of the operation pulse φ OPN is sharp, the shading is low. The inclination of becomes large. The same applies to the waveforms of the horizontal scanning pulses φHS and φHN.

【0084】図7は、かかる点を考慮した本発明の増幅
型固体撮像素子の更に他の実施例を示す。なお、同図は
水平走査回路の要部のみを示す。本実施例では、図7に
示すように、動作パルスφOPS ,φOPN を供給するため
の駆動回路、即ち例えば外付けのCMOSインバータ等
からなる駆動回路91と第1及び第2の動作スイッチ3
7,37′までの配線92,92′の長さを互いに同じ
長さに形成するようになす。更に、水平シフトレジスタ
42から夫々の水平スイッチ39,39′までの配線9
3,93′の長さも互いに同じ長さに形成するようにな
す。
FIG. 7 shows still another embodiment of the amplification type solid-state image pickup device of the present invention in consideration of the above point. It should be noted that the figure shows only the main part of the horizontal scanning circuit. In this embodiment, as shown in FIG. 7, a drive circuit for supplying operation pulses φ OPS and φ OPN, that is, a drive circuit 91 including, for example, an external CMOS inverter and the first and second operation switches 3 are provided.
The lengths of the wirings 92, 92 'up to 7, 37' are formed to have the same length. Further, the wiring 9 from the horizontal shift register 42 to the respective horizontal switches 39, 39 '
The lengths of 3,93 'are also formed to be the same.

【0085】その他の構成は、図1の構成と同一であ
る。尚、図8の比較例の構成に適用しても可能である。
図7では、駆動回路91を外付け型としたが、駆動回路
91を撮像素子のチップ内に配置するオンチップ型とす
ることもできる。
The other structure is the same as that of FIG. It is also possible to apply the configuration of the comparative example of FIG.
Although the drive circuit 91 is an external type in FIG. 7, it may be an on-chip type in which the drive circuit 91 is arranged in the chip of the image sensor.

【0086】このように、駆動回路91から第1及び第
2の動作スイッチ37,37′までの配線92,93′
長さを互いに同じにすることで、動作スイッチ37,3
7′に入る動作パルスφOPS ,φOPN の波形を出来るだ
け同じようにすることができ、之によってシェーディン
グの発生を低減することができる。また、水平シフトレ
ジスタ42から第1及び第2の水平スイッチ39,3
9′までの配線93,93′の長さを互いに同じにする
ことにより、シェーディングの発生を低減することがで
きる。
In this way, the wirings 92, 93 'from the drive circuit 91 to the first and second operation switches 37, 37' are provided.
By making the lengths equal to each other, the operation switches 37, 3
The waveforms of the operation pulses φ OPS and φ OPN entering 7'can be made as similar as possible, and as a result, the occurrence of shading can be reduced. In addition, the horizontal shift register 42 to the first and second horizontal switches 39, 3
By making the lengths of the wirings 93 and 93 ′ up to 9 ′ the same, it is possible to reduce the occurrence of shading.

【0087】尚、上述した実施例の画素MOSトランジ
スタ32ではnチャネルMOSトランジスタの画素構造
としたが、不純物のn型/p型を反転させたpチャネル
MOSトランジスタの画素構造のものにしても適用でき
る。
Although the pixel MOS transistor 32 of the above-described embodiment has the pixel structure of the n-channel MOS transistor, it may be applied to the pixel structure of the p-channel MOS transistor in which the n-type / p-type impurity is inverted. it can.

【0088】[0088]

【発明の効果】本発明に係る増幅型固体撮像素子によれ
ば、水平信号線を挟んで両側に画素リセット前の信号を
保持する第1の信号保持回路のレイアウトと、画素リセ
ット後の信号を保持する第2の信号保持回路のレイアウ
トを形成することにより、両者のレイアウトを対称的に
形成することができる。従って、この画素リセット前の
信号と画素リセット後の信号の差分を出力することによ
り、画素の持つ固定パターンノイズと水平走査回路等で
発生するシェーディングの固定パターンノイズを共に除
去することができる。
According to the amplification type solid-state imaging device of the present invention, the layout of the first signal holding circuit for holding the signal before pixel reset on both sides of the horizontal signal line and the signal after pixel reset are provided. By forming the layout of the second signal holding circuit to hold, both layouts can be formed symmetrically. Therefore, by outputting the difference between the signal before the pixel reset and the signal after the pixel reset, both the fixed pattern noise of the pixel and the fixed pattern noise of the shading generated in the horizontal scanning circuit or the like can be removed.

【0089】本発明に係る増幅型固体撮像素子によれ
ば、水平信号線を中心に第1の信号保持回路のレイアウ
トと第2の信号保持回路のレイアウトとを線対称に形成
することにより、画素リセット前の第1の信号と画素リ
セット後の第2の信号の差分を出力したとき、画素の持
つ固定パターンノイズと水平走査回路等で発生するシェ
ーディングの固定パターンノイズを共に除去することが
できる。
According to the amplification type solid-state image pickup device of the present invention, the layout of the first signal holding circuit and the layout of the second signal holding circuit are formed line-symmetrically with respect to the horizontal signal line, so that the pixel When the difference between the first signal before reset and the second signal after pixel reset is output, both the fixed pattern noise of the pixel and the fixed pattern noise of shading generated in the horizontal scanning circuit and the like can be removed.

【0090】本発明に係る増幅型固体撮像素子によれ
ば、水平信号線を1本としてこの水平信号線の両側に線
対称に第1の信号保持回路のレイアウトと第2の信号保
持回路のレイアウトを形成し、順次水平信号線を通して
出力回路から出力した第1の信号及び第2の信号を相関
2重サンプリング回路で相関2重サンプリングすること
により、画素の固定パターンノイズと水平走査回路等で
発生するシェーディングの固定パターンノイズを取り除
くことができる。
According to the amplification type solid-state image pickup device of the present invention, one horizontal signal line is used and the layout of the first signal holding circuit and the layout of the second signal holding circuit are arranged symmetrically on both sides of the horizontal signal line. And the fixed pattern noise of the pixel and the horizontal scanning circuit are generated by performing the correlated double sampling of the first signal and the second signal output from the output circuit through the horizontal signal line sequentially. The fixed pattern noise of shading can be removed.

【0091】この場合、比較例のように別々の端子から
出力される画素リセット前と後の信号を減算処理するた
めの差動増幅器が省略される。相関2重サンプリング回
路を用いるので、低域のランダムノイズを除去すること
ができ、画素信号のS/N比が良くなる。水平信号線が
1本であるので、比較例のような信号とノイズの利得を
合わせるための利得補正が不要となる。
In this case, a differential amplifier for subtracting signals before and after pixel reset output from different terminals as in the comparative example is omitted. Since the correlated double sampling circuit is used, low-frequency random noise can be removed, and the S / N ratio of the pixel signal is improved. Since there is only one horizontal signal line, there is no need for gain correction for matching the signal and noise gains as in the comparative example.

【0092】本発明に係る増幅型固体撮像素子によれ
ば、第1の信号保持回路内のスイッチ手段に接続される
配線の駆動回路からの長さと、第2の信号保持回路内の
スイッチ手段に接続される配線の駆動回路からの長さと
を、互いに等しく設定するときは、夫々の信号保持回路
に与えられる駆動パターンの波形のなまり方が同じにな
り、出力回路を通して得られる第1及び第2の信号の差
分を出力することで画素の固定パターンノイズと水平走
査回路で発生するシェーディングの固定パターンノイズ
を共に、除去することができる。
According to the amplification type solid-state image pickup device of the present invention, the length of the wiring connected to the switch means in the first signal holding circuit from the drive circuit and the switch means in the second signal holding circuit are increased. When the lengths of the wirings to be connected from the drive circuit are set to be equal to each other, the waveforms of the drive patterns applied to the respective signal holding circuits have the same dullness, and the first and second obtained through the output circuit. The fixed pattern noise of the pixel and the fixed pattern noise of the shading generated in the horizontal scanning circuit can be removed by outputting the difference between the signals.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る増幅型固体撮像素子の一実施例を
示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an amplification type solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】本発明に係るCDS回路の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a CDS circuit according to the present invention.

【図3】画素MOSトランジスタの半導体構造の一例を
示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing an example of a semiconductor structure of a pixel MOS transistor.

【図4】本発明に係る増幅型固体撮像素子の駆動タイミ
ングチャートと出力波形(水平同期)図である。
FIG. 4 is a drive timing chart and output waveform (horizontal synchronization) diagram of the amplification type solid-state imaging device according to the present invention.

【図5】本発明に係る増幅型固体撮像素子の他の実施例
を示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing another embodiment of the amplification type solid-state imaging device according to the present invention.

【図6】本発明に係る増幅型固体撮像素子の他の実施例
を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing another embodiment of the amplification type solid-state imaging device according to the present invention.

【図7】本発明に係る増幅型固体撮像素子の他の実施例
を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing another embodiment of the amplification type solid-state imaging device according to the present invention.

【図8】比較例に係る増幅型固体撮像素子の構成図であ
る。
FIG. 8 is a configuration diagram of an amplification type solid-state imaging device according to a comparative example.

【図9】比較例における信号波形の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of signal waveforms in a comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 増幅型固体撮像素子、32 画素MOSトランジ
スタ、33 垂直走査回路、34 垂直選択線、35
垂直信号線、37,37′ 動作スイッチ、38,3
8′ 負荷容量素子、39,39′ 水平スイッチ、4
0,86,87水平信号線、42 水平シフトレジス
タ、46 電荷検出回路、47 CDS回路、91 駆
動回路、92,92′,93,93′ 配線
31 amplification type solid-state imaging device, 32 pixel MOS transistor, 33 vertical scanning circuit, 34 vertical selection line, 35
Vertical signal line, 37, 37 'operation switch, 38, 3
8'load capacitance element, 39, 39 'horizontal switch, 4
0,86,87 horizontal signal line, 42 horizontal shift register, 46 charge detection circuit, 47 CDS circuit, 91 drive circuit, 92, 92 ', 93, 93' wiring

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年5月30日[Submission date] May 30, 1996

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【発明の名称】 固体撮像素子Title of invention Solid-state imaging device

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0001[Correction target item name] 0001

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子に関
する。さらに詳しくは、画素の固定パターンノイズ及び
水平走査回路で発生するシェーディングの固定パターン
ノイズを取り除くことに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid-state image sensor . More specifically, it relates to removing fixed pattern noise of pixels and shading fixed pattern noise generated in a horizontal scanning circuit.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0008】尚、図示せざるも、負荷容量素子8よりも
第1動作MOSスイッチ7側の垂直信号線5には、負荷
容量素子8,8′及び垂直信号線5を初期電圧にリセッ
トするためのリセットMOSスイッチが接続される。即
ち、このリセットMOSスイッチのソースが垂直信号線
5に接続され、そのドレインにリセットバイアス電圧V
RBが与えられ、そのゲートにリセットパルスφVRSTが供
給されるようになされる。
Although not shown, in order to reset the load capacitance elements 8, 8 ′ and the vertical signal line 5 to the initial voltage on the vertical signal line 5 on the first operation MOS switch 7 side of the load capacitance element 8. Reset MOS switch is connected. That is, the source of this reset MOS switch is connected to the vertical signal line 5, and its reset bias voltage V
RB is applied, and the reset pulse φ VRST is supplied to its gate.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0017[Correction target item name] 0017

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0017】本発明は、上述の点に鑑み、画素の固定パ
ターンノイズと水平走査回路で発生するシェーディング
を取り除くことができる固体撮像素子を提供するもので
ある。
In view of the above points, the present invention provides a solid-state image pickup device capable of removing fixed pattern noise of pixels and shading generated in a horizontal scanning circuit.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0018[Correction target item name] 0018

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像素
は、水平走査回路内における画素リセット前の信号を
保持する第1の信号保持回路のレイアウトと、画素リセ
ット後の信号を保持する第2の信号保持回路のレイアウ
トを、水平信号線を挟んで両側に形成された構成とす
る。
A solid-state image sensor according to the present invention
The child has a layout of a first signal holding circuit that holds a signal before pixel reset in the horizontal scanning circuit and a layout of a second signal holding circuit that holds a signal after pixel reset, with a horizontal signal line interposed therebetween. The structure is formed on both sides.

【手続補正7】[Procedure amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0020[Correction target item name] 0020

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0020】本発明に係る固体撮像素子は、水平走査回
路内において、1本の水平信号線を中心に、リセット前
の画素からの第1の信号を保持する第1の信号保持回路
のレイアウトと、リセット後の画素からの第2の信号を
保持する第2の信号保持回路のレイアウトを線対称に形
成し、水平信号線の出力側に相関2重サンプリング回路
を接続した構成とする。
The solid-state image pickup device according to the present invention has a layout of a first signal holding circuit for holding a first signal from a pixel before reset centering on one horizontal signal line in a horizontal scanning circuit. The layout of the second signal holding circuit for holding the second signal from the pixel after reset is formed line-symmetrically, and the correlated double sampling circuit is connected to the output side of the horizontal signal line.

【手続補正8】[Procedure amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0022[Correction target item name] 0022

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明に係る固体撮像素子は、行
列状に配列された複数の画素と、同一列の画素を共通に
接続した垂直信号線と、垂直信号線から出力された画素
からの信号を行ごとに順次出力端子に出力する水平走査
回路とを有し、1つの垂直信号線を水平走査回路内の画
素リセット前の画素からの第1の信号を保持する第1の
信号保持回路及び画素リセット後の画素からの第2の信
号を保持する第2の信号保持回路に接続し、水平信号線
に接続された出力部から第1及び第2の信号の差分を出
力するようにした固体撮像素子であって、第1の信号保
持回路のレイアウトと第2の信号保持回路のレイアウト
を水平信号線を挟んで両側に形成した構成とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A solid-state image sensor according to the present invention includes a plurality of pixels arranged in a matrix, a vertical signal line in which pixels in the same column are commonly connected, and a pixel output from the vertical signal line. And a horizontal scanning circuit for sequentially outputting the signal of each row to the output terminal for each row, and one vertical signal line for holding the first signal from the pixel before pixel reset in the horizontal scanning circuit. The circuit and the second signal holding circuit for holding the second signal from the pixel after pixel reset are connected, and the difference between the first and second signals is output from the output unit connected to the horizontal signal line. In the solid-state imaging device , the layout of the first signal holding circuit and the layout of the second signal holding circuit are formed on both sides of the horizontal signal line.

【手続補正9】[Procedure amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0023[Correction target item name] 0023

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0023】本発明は、上記固体撮像素子において、第
1の信号保持回路のレイアウトと第2の信号保持回路の
レイアウトとを水平信号線を中心に線対称に形成した構
成とする。
According to the present invention, in the above solid-state image pickup device , the layout of the first signal holding circuit and the layout of the second signal holding circuit are line-symmetrical with respect to the horizontal signal line.

【手続補正10】[Procedure amendment 10]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0024[Name of item to be corrected] 0024

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0024】本発明は、上記固体撮像素子において、1
本の水平信号線の回路に第1の信号と第2の信号の相関
2重サンプリングを行う相関2重サンプリング回路を接
続した構成とする。
The present invention provides the above solid-state image pickup device, wherein
A circuit having a horizontal signal line is connected to a correlated double sampling circuit for performing correlated double sampling of the first signal and the second signal.

【手続補正11】[Procedure amendment 11]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0025[Name of item to be corrected] 0025

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0025】本発明は、上記固体撮像素子において、第
1の信号保持回路内のスイッチ手段に接続される配線の
駆動回路からの長さと、第2の信号保持回路内のスイッ
チ手段に接続される配線の駆動回路からの長さとを、互
いに等しく設定した構成とする。
According to the present invention, in the above solid-state image pickup device , the length of the wiring connected to the switch means in the first signal holding circuit from the drive circuit and the length of the wiring connected to the switch means in the second signal holding circuit. The length of the wiring from the drive circuit is set to be equal to each other.

【手続補正12】[Procedure amendment 12]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0031[Correction target item name] 0031

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0031】さらに、同じ垂直信号線35には、動作パ
ルスφOPN により制御される第2の動作スイッチ(例え
ばMOSスイッチ)37′を介して画素リセット後の信
号電荷の無い信号(画素の固定パターンノイズのみ)を
保持する第2の負荷容量素子38′が接続される。即
ち、この第2の負荷容量素子38′も垂直信号線35と
接地電位との間に接続される。そして、この第2の負荷
容量素子38′と水平信号線40との間に、水平シフト
レジスタ42により制御される第2の水平スイッチ(例
えばMOSスイッチ)39′が接続される。
Further, the same vertical signal line 35 is subjected to a second operation switch (for example, a MOS switch) 37 'controlled by an operation pulse φ OPN to output a signal having no signal charge (pixel fixed pattern) after pixel reset. A second load capacitance element 38 'holding only noise) is connected. That is, this second load capacitance element 38 'is also connected between the vertical signal line 35 and the ground potential. A second horizontal switch (eg, MOS switch) 39 'controlled by the horizontal shift register 42 is connected between the second load capacitance element 38' and the horizontal signal line 40.

【手続補正13】[Procedure amendment 13]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0061[Correction target item name] 0061

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0061】CDS回路47を設けたことにより、差動
増幅器45や画素MOSトランジスタ32から発生する
ランダムノイズのうち低域成分が除去され、その結果、
信号のS/N比が良くなる。
By providing the CDS circuit 47, the differential
Generated from amplifier 45 and pixel MOS transistor 32
The low frequency component of the random noise is removed, and as a result,
The signal S / N ratio is improved.

【手続補正14】[Procedure Amendment 14]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0083[Correction target item name] 0083

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0083】一方、前述したように、シェーディングの
起こる原因の1つとして、第1及び第2の動作MOSス
イッチに入る動作パルスφOPS ,φOPN の波形に大きく
依存する。即ち、例えば外付けの駆動回路よりパッド
(端子)を通じて別系統で夫々動作パルスφOPS ,φ
OPN が印加されるが、レイアウトの関係から例えば駆動
回路から動作スイッチまでの配線の長さが異なるため、
長い配線を通る例えば動作パルスφOPS の波形はなま
り、短い配線を通る例えば動作パルスφOPS の波形は動
作パルスφOPS よりはなまらない。動作スイッチのカッ
トオフ時の動作パルスφOPS の波形の立ち下がりがゆる
やかであると、シェーディングの傾きはゆるやかである
のに対し、動作パルスφOPN の波形の立ち下がりが急峻
である場合にはシェーディングの傾きが大きくなる。こ
のことは、水平走査パルスφHS,φHNの波形につい
ても、同様のことがいえる。
On the other hand, as described above, the shading
One of the causes is the first and second operating MOS switches.
Operation pulse φ entering the switchOPS, ΦOPNGreat for the waveform of
Dependent. That is, for example, from an external drive circuitpad
Operation pulse φ in different system through (terminal)OPS, Φ
OPNIs applied, but due to the layout, for example, drive
Since the wiring length from the circuit to the operation switch is different,
For example, an operation pulse φ that passes through a long wiringOPSWaveform of
For example, operating pulse φOPSWaveform is dynamic
Work pulse φOPSMore than not. Operation switch bracket
Operation pulse at turn-off φOPSWaveforms fall slowly
Being gentle, the gradient of shading is gentle
In contrast, operating pulse φOPNWaveform has a sharp fall
In case of, the inclination of shading becomes large. This
That is, regarding the waveforms of the horizontal scanning pulses φHS and φHN.
However, the same can be said.

【手続補正15】[Procedure Amendment 15]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0088[Correction target item name] 0088

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0088】[0088]

【発明の効果】本発明に係る固体撮像素子によれば、水
平信号線を挟んで両側に画素リセット前の信号を保持す
る第1の信号保持回路のレイアウトと、画素リセット後
の信号を保持する第2の信号保持回路のレイアウトを形
成することにより、両者のレイアウトを対称的に形成す
ることができる。従って、この画素リセット前の信号と
画素リセット後の信号の差分を出力することにより、画
素の持つ固定パターンノイズと水平走査回路等で発生す
るシェーディングの固定パターンノイズを共に除去する
ことができる。
According to the solid-state image pickup device of the present invention, the layout of the first signal holding circuit for holding the signal before pixel reset on both sides of the horizontal signal line and the signal after pixel reset are held. By forming the layout of the second signal holding circuit, both layouts can be formed symmetrically. Therefore, by outputting the difference between the signal before the pixel reset and the signal after the pixel reset, both the fixed pattern noise of the pixel and the fixed pattern noise of the shading generated in the horizontal scanning circuit or the like can be removed.

【手続補正16】[Procedure Amendment 16]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0089[Correction target item name] 0089

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0089】本発明に係る固体撮像素子によれば、水平
信号線を中心に第1の信号保持回路のレイアウトと第2
の信号保持回路のレイアウトとを線対称に形成すること
により、画素リセット前の第1の信号と画素リセット後
の第2の信号の差分を出力したとき、画素の持つ固定パ
ターンノイズと水平走査回路等で発生するシェーディン
グの固定パターンノイズを共に除去することができる。
According to the solid-state image pickup device of the present invention, the layout of the first signal holding circuit and the second signal holding circuit centering on the horizontal signal line are used.
When the difference between the first signal before pixel reset and the second signal after pixel reset is output, the fixed pattern noise of the pixel and the horizontal scanning circuit are formed by forming the layout of the signal holding circuit of FIG. It is possible to remove the fixed pattern noise of shading that occurs due to the above.

【手続補正17】[Procedure amendment 17]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0090[Correction target item name] 0090

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0090】本発明に係る固体撮像素子によれば、水平
信号線を1本としてこの水平信号線の両側に線対称に第
1の信号保持回路のレイアウトと第2の信号保持回路の
レイアウトを形成し、順次水平信号線を通して出力回路
から出力した第1の信号及び第2の信号を相関2重サン
プリング回路で相関2重サンプリングすることにより、
画素の固定パターンノイズと水平走査回路等で発生する
シェーディングの固定パターンノイズを取り除くことが
できる。
According to the solid-state image pickup device of the present invention, one horizontal signal line is used and the layout of the first signal holding circuit and the layout of the second signal holding circuit are formed on both sides of the horizontal signal line in line symmetry. Then, the first signal and the second signal output from the output circuit sequentially through the horizontal signal line are subjected to correlated double sampling by the correlated double sampling circuit,
The fixed pattern noise of pixels and the fixed pattern noise of shading generated in the horizontal scanning circuit and the like can be removed.

【手続補正18】[Procedure amendment 18]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0092[Correction target item name] 0092

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0092】本発明に係る固体撮像素子によれば、第1
の信号保持回路内のスイッチ手段に接続される配線の駆
動回路からの長さと、第2の信号保持回路内のスイッチ
手段に接続される配線の駆動回路からの長さとを、互い
に等しく設定するときは、夫々の信号保持回路に与えら
れる駆動パターンの波形のなまり方が同じになり、出力
回路を通して得られる第1及び第2の信号の差分を出力
することで画素の固定パターンノイズと水平走査回路で
発生するシェーディングの固定パターンノイズを共に、
除去することができる。
According to the solid-state image sensor of the present invention, the first
When the length of the wiring connected to the switch means in the signal holding circuit from the driving circuit and the length of the wiring connected to the switch means in the second signal holding circuit from the driving circuit are set to be equal to each other. The waveforms of the drive patterns applied to the respective signal holding circuits are the same, and the fixed pattern noise of the pixel and the horizontal scanning circuit are output by outputting the difference between the first and second signals obtained through the output circuit. Together with the fixed pattern noise of shading that occurs in
Can be removed.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 行列状に配列された複数の画素と、 同一列の画素を共通に接続した垂直信号線と、 前記垂直信号線から出力された前記画素からの信号を行
ごとに順次出力端子に出力する水平走査回路を有し、 前記1つの垂直信号線は水平走査回路内の画素リセット
前の画素からの第1の信号を保持する第1の信号保持回
路及び画素リセット後の画素からの第2の信号を保持す
る第2の信号保持回路に接続され、 水平信号線に接続された出力部から前記第1及び第2の
信号の差分を出力するようにした増幅型固体撮像素子で
あって、 前記第1の信号保持回路のレイアウトと前記第2の信号
保持回路のレイアウトが前記水平信号線を挟んで両側に
形成されて成ることを特徴とする増幅型固体撮像素子。
1. A plurality of pixels arranged in rows and columns, a vertical signal line in which pixels in the same column are commonly connected, and a signal from the pixel output from the vertical signal line is sequentially output for each row. A horizontal scanning circuit for outputting to a first signal holding circuit for holding a first signal from a pixel in the horizontal scanning circuit before pixel reset and a pixel after pixel reset. An amplification type solid-state imaging device, which is connected to a second signal holding circuit for holding a second signal and outputs a difference between the first and second signals from an output section connected to a horizontal signal line. An amplification type solid-state imaging device, wherein the layout of the first signal holding circuit and the layout of the second signal holding circuit are formed on both sides of the horizontal signal line.
【請求項2】 前記第1の信号保持回路のレイアウトと
前記第2の信号保持回路のレイアウトとが前記水平信号
線を中心に線対称に形成されて成ることを特徴とする請
求項1に記載の増幅型固体撮像素子。
2. The layout of the first signal holding circuit and the layout of the second signal holding circuit are formed symmetrically with respect to the horizontal signal line. Amplification type solid-state image sensor.
【請求項3】 1本の水平信号線の出力回路に前記第1
の信号と前記第2の信号の相関2重サンプリングを行う
相関2重サンプリング回路が接続されて成ることを特徴
とする請求項2に記載の増幅型固体撮像素子。
3. The output circuit for one horizontal signal line is provided with the first circuit.
3. The amplification type solid-state imaging device according to claim 2, further comprising: a correlated double sampling circuit that performs correlated double sampling of the signal of FIG. 2 and the second signal.
【請求項4】 前記第1の信号保持回路内のスイッチ手
段に接続される配線の駆動回路からの長さと、前記第2
の信号保持回路内のスイッチ手段に接続される配線の駆
動回路からの長さとが、互いに等しく設定されて成るこ
とを特徴とする請求項1に記載の増幅型固体撮像素子。
4. The length from the drive circuit of the wiring connected to the switch means in the first signal holding circuit, and the second
2. The amplification type solid-state imaging device according to claim 1, wherein the length of the wiring connected to the switch means in the signal holding circuit from the drive circuit is set to be equal to each other.
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