JPH11308531A - 固体撮像装置とその駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置とその駆動方法Info
- Publication number
- JPH11308531A JPH11308531A JP10115613A JP11561398A JPH11308531A JP H11308531 A JPH11308531 A JP H11308531A JP 10115613 A JP10115613 A JP 10115613A JP 11561398 A JP11561398 A JP 11561398A JP H11308531 A JPH11308531 A JP H11308531A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- effect transistor
- field effect
- conversion element
- gate electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 固体撮像装置の画素アンプの最大取扱い電荷
量Ｑｓａｔを増加し、Ｓ／Ｎを高め、画質に優れた高品
質の読み取り画像信号を得ることを課題とする。 【解決手段】 画素部に光電変換素子と、前記光電変換
素子で発生する光電変換信号をゲート電極に入力する電
界効果トランジスタと、前記光電変換素子と前記電界効
果トランジスタのゲート電極との導通を制御する転送ス
イッチを有する固体撮像装置において、前記光電変換素
子から前記電界効果トランジスタのゲート電極への光電
変換信号の読み出しを、前記電界効果トランジスタのゲ
ート下に反転層が形成されている状態で行うことを特徴
とする。
量Ｑｓａｔを増加し、Ｓ／Ｎを高め、画質に優れた高品
質の読み取り画像信号を得ることを課題とする。 【解決手段】 画素部に光電変換素子と、前記光電変換
素子で発生する光電変換信号をゲート電極に入力する電
界効果トランジスタと、前記光電変換素子と前記電界効
果トランジスタのゲート電極との導通を制御する転送ス
イッチを有する固体撮像装置において、前記光電変換素
子から前記電界効果トランジスタのゲート電極への光電
変換信号の読み出しを、前記電界効果トランジスタのゲ
ート下に反転層が形成されている状態で行うことを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置及び
その駆動方法に関し、特徴的には画素アンプの最大取り
扱い電荷量（Ｑsat）を増加する固体撮像装置及びその
駆動方法に関するものである。
その駆動方法に関し、特徴的には画素アンプの最大取り
扱い電荷量（Ｑsat）を増加する固体撮像装置及びその
駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光電変換信号をＣＣＤ（電荷結合
素子）ではなく、ＭＯＳトランジスタによって読み出す
ＣＭＯＳイメージセンサと呼ばれるイメージセンサの研
究開発が活発となっている。このＣＭＯＳイメージセン
サはＣＭＯＳロジックＬＳＩプロセスによって作成可能
で、周辺回路のオンチップ化が容易であること、低電圧
駆動、低消費電力などの点から、とくに携帯用途向けの
イメージセンサとして期待されている。このＣＭＯＳイ
メージセンサの光電変換素子はフォトダイオードから成
り、これらは全体的にＣＭＯＳロジックＬＳＩプロセス
により製造されることから、周辺回路を含めて、ＣＭＯ
Ｓセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサと称している。
素子）ではなく、ＭＯＳトランジスタによって読み出す
ＣＭＯＳイメージセンサと呼ばれるイメージセンサの研
究開発が活発となっている。このＣＭＯＳイメージセン
サはＣＭＯＳロジックＬＳＩプロセスによって作成可能
で、周辺回路のオンチップ化が容易であること、低電圧
駆動、低消費電力などの点から、とくに携帯用途向けの
イメージセンサとして期待されている。このＣＭＯＳイ
メージセンサの光電変換素子はフォトダイオードから成
り、これらは全体的にＣＭＯＳロジックＬＳＩプロセス
により製造されることから、周辺回路を含めて、ＣＭＯ
Ｓセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサと称している。
【０００３】ＣＭＯＳイメージセンサは画素内に１個以
上のＭＯＳＦＥＴを持つ。このうち、光電変換信号をゲ
ート電極の入力とする増幅用ＭＯＳＦＥＴを画素内に設
けたものは、光電変換素子で発生したキャリアを一定時
間蓄積して信号として読み出すことができるため、高感
度タイプの撮像装置に用いられている。
上のＭＯＳＦＥＴを持つ。このうち、光電変換信号をゲ
ート電極の入力とする増幅用ＭＯＳＦＥＴを画素内に設
けたものは、光電変換素子で発生したキャリアを一定時
間蓄積して信号として読み出すことができるため、高感
度タイプの撮像装置に用いられている。
【０００４】ＣＭＯＳイメージセンサの研究開発初期に
おいては、画素内に形成されるトランジスタの特性ばら
つきによる固定パターンノイズが大きく、良好なＳ／Ｎ
比を得ることができないと思われてきたが、その後固定
パターンノイズを効果的に解消する方式がいくつか提案
されている。例えば特開平４−６１５７３号公報では、
図１４に示すように容量クランプ回路を用いた読み出し
回路が提案されている。この固体撮像装置の動作を、図
１３に示す駆動タイミング・チャートを用いて説明す
る。なお、回路要素および印加パルス、印加電圧の名称
は特開平４−６１５７３号公報と同様である。
おいては、画素内に形成されるトランジスタの特性ばら
つきによる固定パターンノイズが大きく、良好なＳ／Ｎ
比を得ることができないと思われてきたが、その後固定
パターンノイズを効果的に解消する方式がいくつか提案
されている。例えば特開平４−６１５７３号公報では、
図１４に示すように容量クランプ回路を用いた読み出し
回路が提案されている。この固体撮像装置の動作を、図
１３に示す駆動タイミング・チャートを用いて説明す
る。なお、回路要素および印加パルス、印加電圧の名称
は特開平４−６１５７３号公報と同様である。
【０００５】まずフォトダイオードＤ１からの信号読み
出しに先立って、端子ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＳ１にパルス
を印加することによって、ＭＯＳスイッチＱ１６をオン
して、垂直信号線ＶＬ３はＧＮＤレベルに、容量Ｃ１，
Ｃ３はともにＶＳＳにリセットされる。その後、端子Ｃ
Ｒ１のパルスをローレベルにし、端子ＲＳにパルスを印
加することによって、増幅用ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲート
は電圧ＶＲＳにリセットされる。そしてリセットパルス
ＲＳをローレベルにした後、端子Ｖ３にハイレベルのパ
ルスを印加すると、選択ＭＯＳＦＥＴＱ３をオンして、
増幅ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインに動作電圧ＶＤＤが供
給され、これにより、Ｑ２のゲート電圧に対応した電圧
ＶＮが垂直出力線ＶＬ３に読み出される（ノイズ信
号）。次に、ＣＲ２のパルスを立ち下げ、容量Ｃ１の出
力側とＣ３の一方の電極がフローティングになる。この
時、端子Ｖ３はローレベルにし、選択ＭＯＳＦＥＴＱ３
はオフ状態にする。そして、端子ＣＲ１にパルスを入力
し、垂直出力線ＶＬ３をリセットすると、容量Ｃ１の出
力側とＣ３の一方の電極の電位は上記バイアス電圧ＶＳ
Ｓから容量Ｃ１とＣ３の容量比に応じて分割された電圧
だけ低下した電圧（ＶＳＳ−ＶＮ′）になる。ここでＶ
Ｎ′は次式で表される。
出しに先立って、端子ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＳ１にパルス
を印加することによって、ＭＯＳスイッチＱ１６をオン
して、垂直信号線ＶＬ３はＧＮＤレベルに、容量Ｃ１，
Ｃ３はともにＶＳＳにリセットされる。その後、端子Ｃ
Ｒ１のパルスをローレベルにし、端子ＲＳにパルスを印
加することによって、増幅用ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲート
は電圧ＶＲＳにリセットされる。そしてリセットパルス
ＲＳをローレベルにした後、端子Ｖ３にハイレベルのパ
ルスを印加すると、選択ＭＯＳＦＥＴＱ３をオンして、
増幅ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインに動作電圧ＶＤＤが供
給され、これにより、Ｑ２のゲート電圧に対応した電圧
ＶＮが垂直出力線ＶＬ３に読み出される（ノイズ信
号）。次に、ＣＲ２のパルスを立ち下げ、容量Ｃ１の出
力側とＣ３の一方の電極がフローティングになる。この
時、端子Ｖ３はローレベルにし、選択ＭＯＳＦＥＴＱ３
はオフ状態にする。そして、端子ＣＲ１にパルスを入力
し、垂直出力線ＶＬ３をリセットすると、容量Ｃ１の出
力側とＣ３の一方の電極の電位は上記バイアス電圧ＶＳ
Ｓから容量Ｃ１とＣ３の容量比に応じて分割された電圧
だけ低下した電圧（ＶＳＳ−ＶＮ′）になる。ここでＶ
Ｎ′は次式で表される。
【０００６】 ＶＮ′＝Ｃ１×ＶＮ／（Ｃ１＋Ｃ３） （１） 次にＣＲ１の端子のパルスを立ち下げ、端子Ｖ３とＶＧ
のパルスをハイレベルにし、電荷転送スイッチであるＱ
１をオンしてフォトダイオードＤ１に蓄積された信号電
荷を、入力容量ＣＰに転送すると同時に、選択ＭＯＳＦ
ＥＴＱ３がオンし、増幅ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインに
動作電圧ＶＤＤが供給され、これにより、Ｑ２のゲート
電圧に対応した電圧ＶＳが垂直信号線ＶＬ３に読み出さ
れる（光信号）。この動作により、容量Ｃ１の電位はＶ
Ｓが容量Ｃ１とＣ３の容量比に応じて分割された電圧分
だけ上昇し、（ＶＳＳ−ＶＮ′＋ＶＳ′）になる。
のパルスをハイレベルにし、電荷転送スイッチであるＱ
１をオンしてフォトダイオードＤ１に蓄積された信号電
荷を、入力容量ＣＰに転送すると同時に、選択ＭＯＳＦ
ＥＴＱ３がオンし、増幅ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインに
動作電圧ＶＤＤが供給され、これにより、Ｑ２のゲート
電圧に対応した電圧ＶＳが垂直信号線ＶＬ３に読み出さ
れる（光信号）。この動作により、容量Ｃ１の電位はＶ
Ｓが容量Ｃ１とＣ３の容量比に応じて分割された電圧分
だけ上昇し、（ＶＳＳ−ＶＮ′＋ＶＳ′）になる。
【０００７】ここでＶＳ′はＶＮ′と同様に以下の式で
表される。
表される。
【０００８】 ＶＳ′＝Ｃ１×ＶＳ／（Ｃ１＋Ｃ３） （２） 従って、上記容量Ｃ３の電位は最終的に ＶＣ３＝ＶＳＳ−Ｃ１×（ＶＮ−ＶＳ）／（Ｃ１＋Ｃ３） （３） となり、（３）式の第２項より、リセットＭＯＳＦＥＴ
や増幅ＭＯＳＦＥＴのしきい値Ｖｔｈのバラツキ等が除
去されたＳ／Ｎの高い信号が得られる。
や増幅ＭＯＳＦＥＴのしきい値Ｖｔｈのバラツキ等が除
去されたＳ／Ｎの高い信号が得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ＣＭＯＳイメージセン
サのＳ／Ｎ比を向上させる上で、前記した従来例１の固
体撮像装置およびその駆動方法のように、固定パターン
ノイズに対する対策をする一方で、動画表示時のランダ
ムノイズに対するＳ／Ｎ比を高めるため、最大取扱い電
荷量（以下、Ｑｓａｔと略す）を増加させる必要があ
る。
サのＳ／Ｎ比を向上させる上で、前記した従来例１の固
体撮像装置およびその駆動方法のように、固定パターン
ノイズに対する対策をする一方で、動画表示時のランダ
ムノイズに対するＳ／Ｎ比を高めるため、最大取扱い電
荷量（以下、Ｑｓａｔと略す）を増加させる必要があ
る。
【００１０】画素部に光電変換素子、転送スイッチおよ
び光電変換信号をゲート入力とする電界効果トランジス
タを有する固体撮像装置において、光電変換素子からゲ
ート電極への光電変換信号の読み出しの際のゲート電極
に並列な容量Ｃ（前述の従来例ではＣｐにあたる）の大
きさは、転送可能な最大電荷量、すなわち最大取扱い電
荷量Ｑｓａｔに影響する。
び光電変換信号をゲート入力とする電界効果トランジス
タを有する固体撮像装置において、光電変換素子からゲ
ート電極への光電変換信号の読み出しの際のゲート電極
に並列な容量Ｃ（前述の従来例ではＣｐにあたる）の大
きさは、転送可能な最大電荷量、すなわち最大取扱い電
荷量Ｑｓａｔに影響する。
【００１１】なぜなら、転送電荷が電子の場合、電荷が
転送されるためには、Ｖｇ（ゲート電圧）＞Ｖｐｄ（フ
ォトダイオード電圧）の関係が成り立たなければいけな
いが、単位電荷が転送されたときのＶｇの低下は、容量
Ｃに反比例するため、容量Ｃが小さくなれば、より少な
い転送電荷でＶｇが低下してしまうためである。電界効
果トランジスタがＭＯＳＦＥＴであるときは、増幅用Ｍ
ＯＳＦＥＴのゲート容量はＣに含まれている。ＭＯＳＦ
ＥＴのゲート容量は動作状態によって変化するので、電
荷転送時の増幅用ＭＯＳＦＥＴの動作状態によって、最
大取扱い電荷量Ｑｓａｔが変化する。
転送されるためには、Ｖｇ（ゲート電圧）＞Ｖｐｄ（フ
ォトダイオード電圧）の関係が成り立たなければいけな
いが、単位電荷が転送されたときのＶｇの低下は、容量
Ｃに反比例するため、容量Ｃが小さくなれば、より少な
い転送電荷でＶｇが低下してしまうためである。電界効
果トランジスタがＭＯＳＦＥＴであるときは、増幅用Ｍ
ＯＳＦＥＴのゲート容量はＣに含まれている。ＭＯＳＦ
ＥＴのゲート容量は動作状態によって変化するので、電
荷転送時の増幅用ＭＯＳＦＥＴの動作状態によって、最
大取扱い電荷量Ｑｓａｔが変化する。
【００１２】従来技術の駆動方法においてはこの点に対
して、配慮が為されていない。例えば図１３に示した従
来技術の駆動方法では、転送ゲートパルスＶＧにパルス
を印加し、電荷転送を行う際に、垂直出力線ＶＬ３につ
ながるソース電極はフローティングになっており、増幅
用ＭＯＳＦＥＴＱ２の動作は不定である。仮に、増幅用
ＭＯＳＦＥＴＱ２がオンになっていたとしても、電荷転
送時に選択スイッチＱ３がオンになっているため、増幅
用ＭＯＳＦＥＴＱ３のドレイン電極には、ＶＤＤが印加
され、増幅用ＭＯＳＦＥＴＱ２は５極管動作領域にあ
り、ゲート容量は３極管動作時より減少している。従っ
て、光電変換素子の読み出し動作のフローティング状態
の不定性や増幅用ＭＯＳＦＥＴＱ２の直線動作領域の変
動などに問題点を有していた。
して、配慮が為されていない。例えば図１３に示した従
来技術の駆動方法では、転送ゲートパルスＶＧにパルス
を印加し、電荷転送を行う際に、垂直出力線ＶＬ３につ
ながるソース電極はフローティングになっており、増幅
用ＭＯＳＦＥＴＱ２の動作は不定である。仮に、増幅用
ＭＯＳＦＥＴＱ２がオンになっていたとしても、電荷転
送時に選択スイッチＱ３がオンになっているため、増幅
用ＭＯＳＦＥＴＱ３のドレイン電極には、ＶＤＤが印加
され、増幅用ＭＯＳＦＥＴＱ２は５極管動作領域にあ
り、ゲート容量は３極管動作時より減少している。従っ
て、光電変換素子の読み出し動作のフローティング状態
の不定性や増幅用ＭＯＳＦＥＴＱ２の直線動作領域の変
動などに問題点を有していた。
【００１３】本発明は、固体撮像装置の駆動方法を更に
向上して、Ｓ／Ｎを高め、画質に優れた高品質の読み取
り画像信号を得ることにある。
向上して、Ｓ／Ｎを高め、画質に優れた高品質の読み取
り画像信号を得ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置の
駆動方法は、光電変換素子から電界効果トランジスタの
ゲート電極への光電変換信号の読み出しを、前記電界効
果トランジスタのゲート下に反転層が形成されている状
態で行うことを保証することで、上記の課題を解決する
ことが可能である。
駆動方法は、光電変換素子から電界効果トランジスタの
ゲート電極への光電変換信号の読み出しを、前記電界効
果トランジスタのゲート下に反転層が形成されている状
態で行うことを保証することで、上記の課題を解決する
ことが可能である。
【００１５】本発明は、上記課題を解決するもので、画
素部に光電変換素子と、前記光電変換素子で発生する光
電変換信号をゲート電極に入力する電界効果トランジス
タと、前記光電変換素子と前記電界効果トランジスタの
ゲート電極との導通を制御する転送スイッチを有する固
体撮像装置において、前記光電変換素子から前記電界効
果トランジスタのゲート電極への光電変換信号の読み出
し状態は、前記電界効果トランジスタのゲート下に反転
層が形成されている状態とする制御を行う反転層形成手
段を有することを特徴とする。
素部に光電変換素子と、前記光電変換素子で発生する光
電変換信号をゲート電極に入力する電界効果トランジス
タと、前記光電変換素子と前記電界効果トランジスタの
ゲート電極との導通を制御する転送スイッチを有する固
体撮像装置において、前記光電変換素子から前記電界効
果トランジスタのゲート電極への光電変換信号の読み出
し状態は、前記電界効果トランジスタのゲート下に反転
層が形成されている状態とする制御を行う反転層形成手
段を有することを特徴とする。
【００１６】また、本発明は、画素部に光電変換素子
と、前記光電変換素子で発生する光電変換信号をゲート
電極に入力する電界効果トランジスタと、前記光電変換
素子と前記電界効果トランジスタのゲート電極との導通
を制御する転送スイッチを有する固体撮像装置におい
て、前記光電変換素子から前記電界効果トランジスタの
ゲート電極への光電変換信号の読み出し時点に、前記電
界効果トランジスタのゲート電圧が、前記電界効果トラ
ンジスタのソース電圧と前記電界効果トランジスタのし
きい値の和よりも大きくする電圧制御手段を有すること
を特徴とする。
と、前記光電変換素子で発生する光電変換信号をゲート
電極に入力する電界効果トランジスタと、前記光電変換
素子と前記電界効果トランジスタのゲート電極との導通
を制御する転送スイッチを有する固体撮像装置におい
て、前記光電変換素子から前記電界効果トランジスタの
ゲート電極への光電変換信号の読み出し時点に、前記電
界効果トランジスタのゲート電圧が、前記電界効果トラ
ンジスタのソース電圧と前記電界効果トランジスタのし
きい値の和よりも大きくする電圧制御手段を有すること
を特徴とする。
【００１７】さらに、本発明は、画素部に光電変換素子
と、前記光電変換素子で発生する光電変換信号をゲート
電極に入力する電界効果トランジスタと、前記光電変換
素子と前記電界効果トランジスタのゲート電極との導通
を制御する転送スイッチを有する固体撮像装置の駆動方
法において、前記光電変換素子から前記電界効果トラン
ジスタのゲート電極への光電変換信号の読み出しは、前
記電界効果トランジスタのゲート下に反転層が形成され
ている状態で行うことを特徴とする。
と、前記光電変換素子で発生する光電変換信号をゲート
電極に入力する電界効果トランジスタと、前記光電変換
素子と前記電界効果トランジスタのゲート電極との導通
を制御する転送スイッチを有する固体撮像装置の駆動方
法において、前記光電変換素子から前記電界効果トラン
ジスタのゲート電極への光電変換信号の読み出しは、前
記電界効果トランジスタのゲート下に反転層が形成され
ている状態で行うことを特徴とする。
【００１８】また、本発明は、画素部に光電変換素子
と、前記光電変換素子で発生する光電変換信号をゲート
電極に入力する電界効果トランジスタと、前記光電変換
素子と前記電界効果トランジスタのゲート電極との導通
を制御する転送スイッチを有する固体撮像装置の駆動方
法において、前記光電変換素子から前記電界効果トラン
ジスタのゲート電極への光電変換信号の読み出し時に、
前記電界効果トランジスタのゲート電圧が、前記電界効
果トランジスタのソース電圧と前記電界効果トランジス
タのしきい値の和よりも大きい状態にて読み出すことを
特徴とする。
と、前記光電変換素子で発生する光電変換信号をゲート
電極に入力する電界効果トランジスタと、前記光電変換
素子と前記電界効果トランジスタのゲート電極との導通
を制御する転送スイッチを有する固体撮像装置の駆動方
法において、前記光電変換素子から前記電界効果トラン
ジスタのゲート電極への光電変換信号の読み出し時に、
前記電界効果トランジスタのゲート電圧が、前記電界効
果トランジスタのソース電圧と前記電界効果トランジス
タのしきい値の和よりも大きい状態にて読み出すことを
特徴とする。
【００１９】またさらに、本発明は、画素部に光電変換
素子と、前記光電変換素子で発生した信号を増幅して出
力線に出力線トランジスタと、前記光電変換素子で発生
した信号を前記トランジスタへ転送する転送スイッチ
と、を有する固体撮像装置において、前記光電変換素子
で発生した信号の前記トランジスタへの転送時に、前記
トランジスタの動作状態を制御するトランジスタ制御手
段とを有することを特徴とする。
素子と、前記光電変換素子で発生した信号を増幅して出
力線に出力線トランジスタと、前記光電変換素子で発生
した信号を前記トランジスタへ転送する転送スイッチ
と、を有する固体撮像装置において、前記光電変換素子
で発生した信号の前記トランジスタへの転送時に、前記
トランジスタの動作状態を制御するトランジスタ制御手
段とを有することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態につい
て、図面を参照しつつ詳細に説明する。
て、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２１】〔実施形態１〕本発明の実施形態として、
図１で示す駆動タイミングで図１４の固体撮像装置を駆
動した例を示す。この固体撮像装置は、フォトダイオー
ドＤ１に蓄積される光量に応じた光電荷を転送スイッチ
Ｑ１を介して増幅用ＭＯＳトランジスタに供給して、選
択スイッチをオンして垂直出力線に読み出すものであ
る。
図１で示す駆動タイミングで図１４の固体撮像装置を駆
動した例を示す。この固体撮像装置は、フォトダイオー
ドＤ１に蓄積される光量に応じた光電荷を転送スイッチ
Ｑ１を介して増幅用ＭＯＳトランジスタに供給して、選
択スイッチをオンして垂直出力線に読み出すものであ
る。
【００２２】まず、フォトダイオードＤ１からの信号読
み出しに先立って、端子ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＳ１にパル
スを印加することによって（ｔ１）、リセットＭＯＳス
イッチＱ１６をオンして、垂直信号線ＶＬ３はＧＮＤレ
ベルに、容量Ｃ１，Ｃ３はともにＶＳＳにリセットされ
る。その後端子ＣＲ１のパルスをローレベルにし（ｔ
２）、端子ＲＳにパルスを印加することによって、増幅
用ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートは電圧ＶＲＳにリセットさ
れる（ｔ３）。そしてリセットパルスＲＳをローレベル
にした後、端子Ｖ３にハイレベルのパルスを印加すると
（ｔ３）、増幅ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインに動作電圧
ＶＤＤが供給され、これにより、増幅ＭＯＳＦＥＴＱ２
のゲート電圧に対応した電圧ＶＮが垂直出力線ＶＬ３に
読み出される（ノイズ信号）。
み出しに先立って、端子ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＳ１にパル
スを印加することによって（ｔ１）、リセットＭＯＳス
イッチＱ１６をオンして、垂直信号線ＶＬ３はＧＮＤレ
ベルに、容量Ｃ１，Ｃ３はともにＶＳＳにリセットされ
る。その後端子ＣＲ１のパルスをローレベルにし（ｔ
２）、端子ＲＳにパルスを印加することによって、増幅
用ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートは電圧ＶＲＳにリセットさ
れる（ｔ３）。そしてリセットパルスＲＳをローレベル
にした後、端子Ｖ３にハイレベルのパルスを印加すると
（ｔ３）、増幅ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインに動作電圧
ＶＤＤが供給され、これにより、増幅ＭＯＳＦＥＴＱ２
のゲート電圧に対応した電圧ＶＮが垂直出力線ＶＬ３に
読み出される（ノイズ信号）。
【００２３】次に、ＣＲ２のパルスを立ち下げ（ｔ
４）、容量Ｃ１の出力側とＣ３の一方の電極がフローテ
ィングになる。この時、端子Ｖ３はローレベルにし、選
択ＭＯＳＦＥＴＱ３はオフ状態にする。そして、端子Ｃ
Ｒ１にパルスを入力し、垂直出力線ＶＬ３をリセットす
ると、容量Ｃ１の出力側とＣ３の一方の電極の電位は上
記バイアス電圧ＶＳＳから容量Ｃ１とＣ３の容量比に応
じて分割された電圧だけ低下した電圧（ＶＳＳ−Ｖ
Ｎ′）になる。次に、転送スイッチのゲート電圧ＶＧに
ハイレベルのパルスを印加し（ｔ５）、フォトダイオー
ドＤ１から電荷転送を行う。このとき、ＣＲ１をハイレ
ベルにして、増幅用ＭＯＳＦＥＴＱ２のソース電極を接
地電圧に固定し、Ｖ３をローレベルにして、ドレイン電
極へのＶＤＤの供給を遮断することで、増幅用ＭＯＳＦ
ＥＴＱ２の動作を３極管領域に規定することができる。
即ち、Ｖ３をローレベルにした時刻ｔ４から、ＶＧにハ
イレベルを印加する時刻ｔ５までの間に増幅用ＭＯＳＦ
ＥＴＱ２のドレイン電位が接地電位近傍まで下がること
により、増幅用ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲート・ドレイン間
電位差がしきい値以上であるというバイアス関係が満た
される。
４）、容量Ｃ１の出力側とＣ３の一方の電極がフローテ
ィングになる。この時、端子Ｖ３はローレベルにし、選
択ＭＯＳＦＥＴＱ３はオフ状態にする。そして、端子Ｃ
Ｒ１にパルスを入力し、垂直出力線ＶＬ３をリセットす
ると、容量Ｃ１の出力側とＣ３の一方の電極の電位は上
記バイアス電圧ＶＳＳから容量Ｃ１とＣ３の容量比に応
じて分割された電圧だけ低下した電圧（ＶＳＳ−Ｖ
Ｎ′）になる。次に、転送スイッチのゲート電圧ＶＧに
ハイレベルのパルスを印加し（ｔ５）、フォトダイオー
ドＤ１から電荷転送を行う。このとき、ＣＲ１をハイレ
ベルにして、増幅用ＭＯＳＦＥＴＱ２のソース電極を接
地電圧に固定し、Ｖ３をローレベルにして、ドレイン電
極へのＶＤＤの供給を遮断することで、増幅用ＭＯＳＦ
ＥＴＱ２の動作を３極管領域に規定することができる。
即ち、Ｖ３をローレベルにした時刻ｔ４から、ＶＧにハ
イレベルを印加する時刻ｔ５までの間に増幅用ＭＯＳＦ
ＥＴＱ２のドレイン電位が接地電位近傍まで下がること
により、増幅用ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲート・ドレイン間
電位差がしきい値以上であるというバイアス関係が満た
される。
【００２４】３極管動作に規定された増幅用ＭＯＳＦＥ
ＴＱ２のゲートはゲート幅×ゲート長で決まる面積の大
きな酸化膜容量が付加されることになる。このため、最
大取扱い電荷量は増加する。
ＴＱ２のゲートはゲート幅×ゲート長で決まる面積の大
きな酸化膜容量が付加されることになる。このため、最
大取扱い電荷量は増加する。
【００２５】つづいてＶＧをローレベルに（ｔ６）、Ｃ
Ｒ１をローレベルに、Ｖ３をハイレベルにすると（ｔ
７）、転送された電荷量に対応する信号電圧ＶＳが垂直
出力線ＶＬ３に発生する。これに伴って、容量Ｃ１の出
力側とＣ３の一方の電極の電位は、（ＶＳＳ−ＶＮ′＋
ＶＳ′）になる。
Ｒ１をローレベルに、Ｖ３をハイレベルにすると（ｔ
７）、転送された電荷量に対応する信号電圧ＶＳが垂直
出力線ＶＬ３に発生する。これに伴って、容量Ｃ１の出
力側とＣ３の一方の電極の電位は、（ＶＳＳ−ＶＮ′＋
ＶＳ′）になる。
【００２６】図１３に示した従来技術の駆動方法と本実
施形態を比較したところ、固定パターンノイズの除去率
は変わらなかったが、電荷転送時の増幅用ＭＯＳＦＥＴ
のゲート容量が増加したため、線形動作領域で扱うこと
のできる電荷量が増大し、最大取扱い電荷量は１５％増
加した。
施形態を比較したところ、固定パターンノイズの除去率
は変わらなかったが、電荷転送時の増幅用ＭＯＳＦＥＴ
のゲート容量が増加したため、線形動作領域で扱うこと
のできる電荷量が増大し、最大取扱い電荷量は１５％増
加した。
【００２７】上記駆動方法では、光電変換素子の画素か
ら画素アンプの電界効果トランジスタのゲート電極への
光電変換信号の読み出しを、転送されてきた画素電荷を
電界効果トランジスタのゲートレベルを下げた状態、即
ち反転層が形成されている状態で読み出している。
ら画素アンプの電界効果トランジスタのゲート電極への
光電変換信号の読み出しを、転送されてきた画素電荷を
電界効果トランジスタのゲートレベルを下げた状態、即
ち反転層が形成されている状態で読み出している。
【００２８】また、光電変換素子の画素から画素アンプ
の電界効果トランジスタのゲート電極への光電変換信号
の読み出し時に、電界効果トランジスタのゲート電圧
が、電界効果トランジスタのソース電圧と電界効果トラ
ンジスタのしきい値の和よりも大きい状態であるともい
える。
の電界効果トランジスタのゲート電極への光電変換信号
の読み出し時に、電界効果トランジスタのゲート電圧
が、電界効果トランジスタのソース電圧と電界効果トラ
ンジスタのしきい値の和よりも大きい状態であるともい
える。
【００２９】〔実施形態２〕本発明の実施形態２として
図３の固体撮像装置を図２の駆動タイミングで駆動させ
た例を示す。
図３の固体撮像装置を図２の駆動タイミングで駆動させ
た例を示す。
【００３０】まず図３の固体撮像装置の回路構成を説明
する。２×２画素の各画素内にはフォトダイオード１、
転送スイッチ２、リセットスイッチ３、画素アンプ４、
行選択スイッチ５が設けてあり、図３のように接続され
ている。行選択スイッチ５がオンになると、負荷電流源
７と画素アンプ４で構成されるソース・フォロワー回路
が動作状態になり、選択行の出力が垂直出力線６上に発
生する。この出力は転送ゲート８を介して、信号蓄積部
１１に蓄積される。信号蓄積部１１に一時記憶された出
力は水平走査回路１２によって順次出力部へ読み出され
る。
する。２×２画素の各画素内にはフォトダイオード１、
転送スイッチ２、リセットスイッチ３、画素アンプ４、
行選択スイッチ５が設けてあり、図３のように接続され
ている。行選択スイッチ５がオンになると、負荷電流源
７と画素アンプ４で構成されるソース・フォロワー回路
が動作状態になり、選択行の出力が垂直出力線６上に発
生する。この出力は転送ゲート８を介して、信号蓄積部
１１に蓄積される。信号蓄積部１１に一時記憶された出
力は水平走査回路１２によって順次出力部へ読み出され
る。
【００３１】図２の駆動タイミングで、図３の固体撮像
装置を動作させると次のようになる。まず、ΦＲＥＳが
ハイレベルとなり（ｔ２１）、画素アンプ４のゲート電
位がリセット電位（ΦＲＥＳのパルス電位−しきい値電
位）にリセットされる。つづいてΦＳＥＬがハイレベル
となり（ｔ２２）、画素アンプ４と負荷電流源７で構成
されるソース・フォロワー回路が動作状態になり、垂直
出力線６上にリセット電位に対応したノイズ出力が発生
し、信号蓄積部に読み出され、ΦＴＮをハイとして転送
ゲート１３をオンとして、ノイズ信号を信号蓄積部１１
に一時的に蓄積する。ノイズ信号の読み出し後、ΦＳＥ
ＬおよびΦＴＮはふたたびローレベルになると（ｔ２
３）、垂直出力線６の電位は負荷電流源７によって降下
する。接地電圧近傍まで達した状態で、転送パルスΦＴ
Ｘがハイレベルとなり（ｔ２４）、フォトダイオードＤ
１から画素アンプ４のゲート電極への電荷転送が行われ
る。
装置を動作させると次のようになる。まず、ΦＲＥＳが
ハイレベルとなり（ｔ２１）、画素アンプ４のゲート電
位がリセット電位（ΦＲＥＳのパルス電位−しきい値電
位）にリセットされる。つづいてΦＳＥＬがハイレベル
となり（ｔ２２）、画素アンプ４と負荷電流源７で構成
されるソース・フォロワー回路が動作状態になり、垂直
出力線６上にリセット電位に対応したノイズ出力が発生
し、信号蓄積部に読み出され、ΦＴＮをハイとして転送
ゲート１３をオンとして、ノイズ信号を信号蓄積部１１
に一時的に蓄積する。ノイズ信号の読み出し後、ΦＳＥ
ＬおよびΦＴＮはふたたびローレベルになると（ｔ２
３）、垂直出力線６の電位は負荷電流源７によって降下
する。接地電圧近傍まで達した状態で、転送パルスΦＴ
Ｘがハイレベルとなり（ｔ２４）、フォトダイオードＤ
１から画素アンプ４のゲート電極への電荷転送が行われ
る。
【００３２】このとき、画素アンプ４のドレイン電極に
は電源電圧が供給されていないため、画素アンプは３極
管領域で動作している。したがって、画素アンプ４のゲ
ート容量は最大値をとる。しかる後にΦＴＸはローレベ
ルにし（ｔ２５）、ΦＳＥＬおよびΦＴＳをハイレベル
にすることで（ｔ２６）、光電変換出力の読み出しを行
う。また、ΦＴＸをローレベルにして、読み出しのため
に、ΦＳＥＬおよびΦＴＳをハイレベルにする時間ｔ２
５からｔ２６の時間を管理することで、直線動作領域と
して、ダイナミックレンジの広い光電荷を得ることがで
きる。
は電源電圧が供給されていないため、画素アンプは３極
管領域で動作している。したがって、画素アンプ４のゲ
ート容量は最大値をとる。しかる後にΦＴＸはローレベ
ルにし（ｔ２５）、ΦＳＥＬおよびΦＴＳをハイレベル
にすることで（ｔ２６）、光電変換出力の読み出しを行
う。また、ΦＴＸをローレベルにして、読み出しのため
に、ΦＳＥＬおよびΦＴＳをハイレベルにする時間ｔ２
５からｔ２６の時間を管理することで、直線動作領域と
して、ダイナミックレンジの広い光電荷を得ることがで
きる。
【００３３】本実施形態では、フォトダイオードＤ１か
ら画素アンプ４のゲート電極への電荷転送時に、画素ア
ンプ４が３極管動作領域に規定されるため、従来技術の
駆動方法と比較して、最大取扱い電荷量は１１％増加し
た。
ら画素アンプ４のゲート電極への電荷転送時に、画素ア
ンプ４が３極管動作領域に規定されるため、従来技術の
駆動方法と比較して、最大取扱い電荷量は１１％増加し
た。
【００３４】〔実施形態３〕本発明の実施形態３として
図４の駆動タイミングで図５の固体撮像装置を動作させ
た例を示す。
図４の駆動タイミングで図５の固体撮像装置を動作させ
た例を示す。
【００３５】まず図５の固体撮像装置の回路構成を説明
する。２×２画素の各画素内にはフォトダイオード１、
転送スイッチ２、リセットスイッチ３、画素アンプ４、
行選択スイッチ５が設けてあり、図５のように接続され
ている。行選択スイッチ５がオンになると、負荷電流源
７と画素アンプ４で構成されるソース・フォロワー回路
が動作状態になり、選択行の出力が垂直出力線６上に発
生する。この出力は転送ゲート８を介して、信号蓄積部
１１に蓄積される。信号蓄積部１１に一時記憶された出
力は水平走査回路１２によって順次出力部へ読み出され
る。また、垂直出力線６を定電位にリセットする垂直出
力線リセットスイッチ９が設けられている。図３との違
いは、この垂直出力線リセットスイッチ９とこのゲート
電極にリセットパルスΦＶＲを供給する点である。
する。２×２画素の各画素内にはフォトダイオード１、
転送スイッチ２、リセットスイッチ３、画素アンプ４、
行選択スイッチ５が設けてあり、図５のように接続され
ている。行選択スイッチ５がオンになると、負荷電流源
７と画素アンプ４で構成されるソース・フォロワー回路
が動作状態になり、選択行の出力が垂直出力線６上に発
生する。この出力は転送ゲート８を介して、信号蓄積部
１１に蓄積される。信号蓄積部１１に一時記憶された出
力は水平走査回路１２によって順次出力部へ読み出され
る。また、垂直出力線６を定電位にリセットする垂直出
力線リセットスイッチ９が設けられている。図３との違
いは、この垂直出力線リセットスイッチ９とこのゲート
電極にリセットパルスΦＶＲを供給する点である。
【００３６】図４の駆動タイミングで図５の固体撮像装
置を駆動させると、次のようになる。まずΦＶＲがハイ
レベルとなり（ｔ３１）、垂直出力線６は定電位（本実
施形態では接地電位）にリセットされる。ΦＶＲがロー
レベルになった後（ｔ３２）、ΦＲＥＳがハイレベルに
なり（ｔ３３）、画素アンプ４のゲート電位がリセット
される。つづいてΦＲＥＳをローレベルとし、ΦＳＥ
Ｌ，ΦＴＮがハイレベルとなり（ｔ３４）、画素アンプ
４と負荷電流源７で構成されるソース・フォロワー回路
が動作状態になり、垂直出力線６上にリセット電位に対
応したノイズ信号出力が発生し、転送ゲート１３をオン
として、信号蓄積部１１に読み出される。
置を駆動させると、次のようになる。まずΦＶＲがハイ
レベルとなり（ｔ３１）、垂直出力線６は定電位（本実
施形態では接地電位）にリセットされる。ΦＶＲがロー
レベルになった後（ｔ３２）、ΦＲＥＳがハイレベルに
なり（ｔ３３）、画素アンプ４のゲート電位がリセット
される。つづいてΦＲＥＳをローレベルとし、ΦＳＥ
Ｌ，ΦＴＮがハイレベルとなり（ｔ３４）、画素アンプ
４と負荷電流源７で構成されるソース・フォロワー回路
が動作状態になり、垂直出力線６上にリセット電位に対
応したノイズ信号出力が発生し、転送ゲート１３をオン
として、信号蓄積部１１に読み出される。
【００３７】ノイズ信号出力読み出し後（ｔ３５）、Φ
ＶＲがハイレベルとなり（ｔ３６）、垂直出力線６はふ
たたび接地電位にリセットされる。垂直出力線６がリセ
ットされている期間中に、転送パルスΦＴＸにハイレベ
ルのパルスが印加されて（ｔ３７）、フォトダイオード
Ｄ１から画素アンプ４のゲート電極への電荷転送が行わ
れる。このとき、画素アンプＭＯＳＦＥＴ４はソース電
極が垂直出力線６と同電圧の接地電位に固定され、また
ドレイン電極に電源電圧が供給されていないため、その
動作は３極管領域に規定される。
ＶＲがハイレベルとなり（ｔ３６）、垂直出力線６はふ
たたび接地電位にリセットされる。垂直出力線６がリセ
ットされている期間中に、転送パルスΦＴＸにハイレベ
ルのパルスが印加されて（ｔ３７）、フォトダイオード
Ｄ１から画素アンプ４のゲート電極への電荷転送が行わ
れる。このとき、画素アンプＭＯＳＦＥＴ４はソース電
極が垂直出力線６と同電圧の接地電位に固定され、また
ドレイン電極に電源電圧が供給されていないため、その
動作は３極管領域に規定される。
【００３８】画素アンプ４のゲート電極に光電荷を転送
後（ｔ３８）、ΦＳＥＬ，ΦＴＳがハイレベルとなり
（ｔ３９）、垂直出力線６に発生した光電変換出力は、
転送ゲート８をオンとして、信号蓄積部１１へと読み出
される。前記した実施形態２の場合、電荷転送時に画素
アンプ４のソース電極の電位を接地電位近傍まで降下さ
せるために、負荷電流源の電流量をある程度以上大きく
するか、もしくはノイズ出力読み出しから電荷転送まで
のブランクを大きくする必要がある。本実施形態３では
垂直出力線リセット動作が可能なため、そのような制約
がない。
後（ｔ３８）、ΦＳＥＬ，ΦＴＳがハイレベルとなり
（ｔ３９）、垂直出力線６に発生した光電変換出力は、
転送ゲート８をオンとして、信号蓄積部１１へと読み出
される。前記した実施形態２の場合、電荷転送時に画素
アンプ４のソース電極の電位を接地電位近傍まで降下さ
せるために、負荷電流源の電流量をある程度以上大きく
するか、もしくはノイズ出力読み出しから電荷転送まで
のブランクを大きくする必要がある。本実施形態３では
垂直出力線リセット動作が可能なため、そのような制約
がない。
【００３９】また、画素アンプ４のゲート電位がフロー
ティング状態のとき垂直出力線６の電位が変化すると、
ゲート・ソース間容量を介してフィードバック現象が起
こるが、本実施形態３では垂直出力線６の電位が常に接
地電位から立ち上がるため、光電変換出力に対するフィ
ードバック量の比は常に一定に保たれ、光電変換出力が
線形に保たれるという付加的効果がある。
ティング状態のとき垂直出力線６の電位が変化すると、
ゲート・ソース間容量を介してフィードバック現象が起
こるが、本実施形態３では垂直出力線６の電位が常に接
地電位から立ち上がるため、光電変換出力に対するフィ
ードバック量の比は常に一定に保たれ、光電変換出力が
線形に保たれるという付加的効果がある。
【００４０】従来技術の駆動方法に対して、本実施形態
の駆動方法では電荷転送時に画素アンプ４のゲート容量
が最大となるため、Ｑｓａｔは１３％増加した。
の駆動方法では電荷転送時に画素アンプ４のゲート容量
が最大となるため、Ｑｓａｔは１３％増加した。
【００４１】〔実施形態４〕本発明の実施形態４とし
て、図７の固体撮像装置を、図６の駆動タイミングで駆
動させた例を示す。
て、図７の固体撮像装置を、図６の駆動タイミングで駆
動させた例を示す。
【００４２】まず図７の回路構成について説明する。２
×２画素の各画素内にはフォトダイオード１、転送スイ
ッチ２、リセットスイッチ３、画素アンプ４、行選択ス
イッチ５が設けてあり、図７のように接続されている。
画素アンプ４は垂直出力線６と行選択スイッチ５を介し
て接続されており、画素アンプ４と行選択スイッチ５が
オンになると、負荷抵抗７によって、反転アンプとして
動作する。また、垂直出力線６には垂直出力線リセット
スイッチ９が設けられ、定電位（本実施形態では接地電
位）にリセットすることができる。画素アンプ４は、図
５の固体撮像装置の回路とは、負荷抵抗７による反転ア
ンプとしている点が異なる。
×２画素の各画素内にはフォトダイオード１、転送スイ
ッチ２、リセットスイッチ３、画素アンプ４、行選択ス
イッチ５が設けてあり、図７のように接続されている。
画素アンプ４は垂直出力線６と行選択スイッチ５を介し
て接続されており、画素アンプ４と行選択スイッチ５が
オンになると、負荷抵抗７によって、反転アンプとして
動作する。また、垂直出力線６には垂直出力線リセット
スイッチ９が設けられ、定電位（本実施形態では接地電
位）にリセットすることができる。画素アンプ４は、図
５の固体撮像装置の回路とは、負荷抵抗７による反転ア
ンプとしている点が異なる。
【００４３】図６の駆動タイミングで図７の固体撮像装
置を駆動させると、次のような動作をする。まずΦＲＥ
Ｓにハイレベルのパルスが印加され（ｔ４１）、画素ア
ンプ４のゲート電位がリセットされる。つづいてΦＳＥ
Ｌ，ΦＴＮがハイレベルとなり（ｔ４２）、転送ゲート
１３をオンして、ノイズ信号出力が読み出される。ノイ
ズ信号出力の読み出しが終了した時点で（ｔ４３）、Φ
ＳＥＬをハイレベルに保った状態で、ΦＶＲがハイレベ
ルとなり（ｔ４４）、垂直出力線６および画素アンプ４
のドレイン電極が接地電位にリセットされる。ΦＳＥＬ
及びΦＶＲはふたたびローレベルとなり（ｔ４５）、ド
レイン電極は接地電位を保持しながら、フローティング
状態となる。このとき、画素アンプ４のソース電極は接
地されているため、画素アンプ４は３極管領域の動作に
規定される。
置を駆動させると、次のような動作をする。まずΦＲＥ
Ｓにハイレベルのパルスが印加され（ｔ４１）、画素ア
ンプ４のゲート電位がリセットされる。つづいてΦＳＥ
Ｌ，ΦＴＮがハイレベルとなり（ｔ４２）、転送ゲート
１３をオンして、ノイズ信号出力が読み出される。ノイ
ズ信号出力の読み出しが終了した時点で（ｔ４３）、Φ
ＳＥＬをハイレベルに保った状態で、ΦＶＲがハイレベ
ルとなり（ｔ４４）、垂直出力線６および画素アンプ４
のドレイン電極が接地電位にリセットされる。ΦＳＥＬ
及びΦＶＲはふたたびローレベルとなり（ｔ４５）、ド
レイン電極は接地電位を保持しながら、フローティング
状態となる。このとき、画素アンプ４のソース電極は接
地されているため、画素アンプ４は３極管領域の動作に
規定される。
【００４４】この状態で、ΦＴＸがハイレベルとなり
（ｔ４６）、フォトダイオードＤ１から画素アンプ４の
ゲート電極への電荷転送が行われる。引き続いて、ΦＴ
Ｘをローレベルとして（ｔ４７）、行選択パルスΦＳＥ
Ｌ及びΦＴＳをハイとして、転送ゲート８をオンして、
光電変換信号出力の読み出しが行われる。その後、水平
走査回路１２の走査信号ΦＨ（１，２）によって、信号
蓄積部１１のノイズ信号と光電変換信号とを順次出力す
る。
（ｔ４６）、フォトダイオードＤ１から画素アンプ４の
ゲート電極への電荷転送が行われる。引き続いて、ΦＴ
Ｘをローレベルとして（ｔ４７）、行選択パルスΦＳＥ
Ｌ及びΦＴＳをハイとして、転送ゲート８をオンして、
光電変換信号出力の読み出しが行われる。その後、水平
走査回路１２の走査信号ΦＨ（１，２）によって、信号
蓄積部１１のノイズ信号と光電変換信号とを順次出力す
る。
【００４５】本実施形態では電荷転送時に画素アンプが
３極管領域にあり、従来の駆動方法に対して、Ｑｓａｔ
は２５％増加した。
３極管領域にあり、従来の駆動方法に対して、Ｑｓａｔ
は２５％増加した。
【００４６】〔実施形態５〕本発明の実施形態５とし
て、図８の駆動タイミングで図９の固体撮像装置を動作
させた例を示す。
て、図８の駆動タイミングで図９の固体撮像装置を動作
させた例を示す。
【００４７】まず図９の固体撮像装置の回路構成を説明
する。２×２画素の各画素内にはフォトダイオード１、
転送スイッチ２、リセットスイッチ３、画素アンプ４、
行選択スイッチ５が設けてあり、図９のように接続され
ている。行選択スイッチ５がオンになると、負荷電流源
７と画素アンプ４で構成されるソース・フォロワー回路
が動作状態になり、選択行の出力が垂直出力線６上に発
生する。この出力は転送ゲート８を介して、信号蓄積部
１１に蓄積される。信号蓄積部１１に一時記憶された出
力は水平走査回路１２によって順次出力部へ読み出され
る。また、垂直出力線６を定電位にリセットする垂直出
力線リセットスイッチ９が設けられている。本図９に示
す固体撮像装置と図５に示す固体撮像装置とは、各画素
において、画素アンプのソース側に行選択スイッチ５が
接続されており、行選択スイッチ５を介して垂直出力線
６にノイズ信号及び光電変換信号とを読み出す点であ
る。
する。２×２画素の各画素内にはフォトダイオード１、
転送スイッチ２、リセットスイッチ３、画素アンプ４、
行選択スイッチ５が設けてあり、図９のように接続され
ている。行選択スイッチ５がオンになると、負荷電流源
７と画素アンプ４で構成されるソース・フォロワー回路
が動作状態になり、選択行の出力が垂直出力線６上に発
生する。この出力は転送ゲート８を介して、信号蓄積部
１１に蓄積される。信号蓄積部１１に一時記憶された出
力は水平走査回路１２によって順次出力部へ読み出され
る。また、垂直出力線６を定電位にリセットする垂直出
力線リセットスイッチ９が設けられている。本図９に示
す固体撮像装置と図５に示す固体撮像装置とは、各画素
において、画素アンプのソース側に行選択スイッチ５が
接続されており、行選択スイッチ５を介して垂直出力線
６にノイズ信号及び光電変換信号とを読み出す点であ
る。
【００４８】図８の駆動タイミングで本固体撮像装置を
動作させると次のようになる。まず、ΦＲＥＳにハイレ
ベルのパルスが印加され（ｔ５１）、画素アンプ４のゲ
ート電位がリセット電位にリセットされる。つづいてΦ
ＳＥＬおよびΦＴＮがハイレベルとなり（ｔ５２）、ノ
イズ出力が信号蓄積部１１へ読み出される。ノイズ出力
読み出し後、ΦＴＮはローレベルにされ（ｔ５３）、Φ
ＶＲはハイレベルとなって（ｔ５４）、垂直出力線６の
リセットが行われる。このときΦＳＥＬはハイレベルに
あるため、画素アンプ４のソース電位も同時にリセット
され、接地電位に固定される。この状態でΦＴＸにハイ
レベルのパルスが印加され（ｔ５５）、フォトダイオー
ドＤ１から画素アンプ４のゲート電極への電荷転送が行
われる。電荷転送に伴って、画素アンプ４のゲート電位
は降下するが、行選択スイッチ５を介して、ソース電極
が接地電位に固定されているため、画素アンプ４は電荷
転送期間中、常にオン状態に規定される。電荷転送後Φ
ＶＲおよびΦＴＸはローレベルに（ｔ５６）、ΦＴＳは
ハイレベルにされ（ｔ５７）、光電変換出力の信号蓄積
部１１への読み出しが行われる。その後、ΦＳＥＬ及び
ΦＴＳをローレベルとして、一行分の画素の読み出し動
作を終了し、その次の行の画素の読み出し動作に移行す
る。
動作させると次のようになる。まず、ΦＲＥＳにハイレ
ベルのパルスが印加され（ｔ５１）、画素アンプ４のゲ
ート電位がリセット電位にリセットされる。つづいてΦ
ＳＥＬおよびΦＴＮがハイレベルとなり（ｔ５２）、ノ
イズ出力が信号蓄積部１１へ読み出される。ノイズ出力
読み出し後、ΦＴＮはローレベルにされ（ｔ５３）、Φ
ＶＲはハイレベルとなって（ｔ５４）、垂直出力線６の
リセットが行われる。このときΦＳＥＬはハイレベルに
あるため、画素アンプ４のソース電位も同時にリセット
され、接地電位に固定される。この状態でΦＴＸにハイ
レベルのパルスが印加され（ｔ５５）、フォトダイオー
ドＤ１から画素アンプ４のゲート電極への電荷転送が行
われる。電荷転送に伴って、画素アンプ４のゲート電位
は降下するが、行選択スイッチ５を介して、ソース電極
が接地電位に固定されているため、画素アンプ４は電荷
転送期間中、常にオン状態に規定される。電荷転送後Φ
ＶＲおよびΦＴＸはローレベルに（ｔ５６）、ΦＴＳは
ハイレベルにされ（ｔ５７）、光電変換出力の信号蓄積
部１１への読み出しが行われる。その後、ΦＳＥＬ及び
ΦＴＳをローレベルとして、一行分の画素の読み出し動
作を終了し、その次の行の画素の読み出し動作に移行す
る。
【００４９】本実施形態５ではフォトダイオードＤ１か
ら画素アンプ４のゲート電極への電荷転送時に、画素ア
ンプ４が常にオン状態に規定されているため、従来の駆
動方法と比較して、最大取扱い電荷量Ｑｓａｔは４３％
増加した。
ら画素アンプ４のゲート電極への電荷転送時に、画素ア
ンプ４が常にオン状態に規定されているため、従来の駆
動方法と比較して、最大取扱い電荷量Ｑｓａｔは４３％
増加した。
【００５０】本実施形態では垂直出力線リセットスイッ
チ９を有する固体撮像装置を駆動させたが、負荷電流源
７の電流量が十分に大きく、電荷転送時に画素アンプ４
のソース電位が接地電位まで速やかに降下されるなら
ば、垂直出力線リセットスイッチ９はなくともよい。
チ９を有する固体撮像装置を駆動させたが、負荷電流源
７の電流量が十分に大きく、電荷転送時に画素アンプ４
のソース電位が接地電位まで速やかに降下されるなら
ば、垂直出力線リセットスイッチ９はなくともよい。
【００５１】〔実施形態６〕本発明の実施形態６とし
て、図１０の駆動タイミングで図１１の固体撮像装置を
駆動させた例を示す。
て、図１０の駆動タイミングで図１１の固体撮像装置を
駆動させた例を示す。
【００５２】まず図１１の固体撮像装置の回路構成を説
明する。２×２画素の各画素内にはフォトダイオード
１、転送スイッチ２、リセットスイッチ３、画素アンプ
４、行選択スイッチ５が設けてあり、図９と同様に、図
１１のように接続されている。行選択スイッチ５がオン
になると、行選択スイッチ５を介して、負荷電流源７と
画素アンプ４で構成されるソース・フォロワー回路が動
作状態になり、選択行の出力が垂直出力線６上に発生す
る。この出力は転送ゲート８及び転送ゲート１４，１
５、更に転送ゲート１６を介して、信号蓄積部１１に蓄
積される。信号蓄積部１１に一時記憶された出力は水平
走査回路１２によって順次出力部へ読み出される。ま
た、垂直出力線を定電位にリセットする垂直出力線リセ
ットスイッチ９が設けられている。また、この固体撮像
装置は転送ゲート８，１４〜１６の転送を奇数行及び偶
数行に分けて信号蓄積部１１に転送するので、水平ブラ
ンキング期間中に２行分の出力を読み出すことが可能で
ある。
明する。２×２画素の各画素内にはフォトダイオード
１、転送スイッチ２、リセットスイッチ３、画素アンプ
４、行選択スイッチ５が設けてあり、図９と同様に、図
１１のように接続されている。行選択スイッチ５がオン
になると、行選択スイッチ５を介して、負荷電流源７と
画素アンプ４で構成されるソース・フォロワー回路が動
作状態になり、選択行の出力が垂直出力線６上に発生す
る。この出力は転送ゲート８及び転送ゲート１４，１
５、更に転送ゲート１６を介して、信号蓄積部１１に蓄
積される。信号蓄積部１１に一時記憶された出力は水平
走査回路１２によって順次出力部へ読み出される。ま
た、垂直出力線を定電位にリセットする垂直出力線リセ
ットスイッチ９が設けられている。また、この固体撮像
装置は転送ゲート８，１４〜１６の転送を奇数行及び偶
数行に分けて信号蓄積部１１に転送するので、水平ブラ
ンキング期間中に２行分の出力を読み出すことが可能で
ある。
【００５３】図１２は図１１の固体撮像装置の垂直走査
回路の構成を示す概念図である。奇数行の選択に対応す
るΦＳＥＬ１と偶数行の選択に対応するΦＳＥＬ２が独
立に与えられることで、同一水平期間中に２行分の出力
を信号蓄積部１１に読み出すように構成されている。垂
直走査回路１０内に構成された垂直シフトレジスタ１７
から垂直クロックパルスΦＶ（ｎ）をＮＯＲ回路１８〜
２１の一端に入力し、ＮＯＲ回路１８〜２１の他端に
は、それぞれ垂直走査回路１０で生成した奇数と偶数行
の選択のための行選択パルスΦＳＥＬ１，ΦＳＥＬ２
と、リセットパルスΦＲＥＳと、転送パルスΦＴＸとが
入力され、その出力に各行の選択パルスと、リセットパ
ルスと、転送スイッチとして供給され、各画素を駆動す
る。
回路の構成を示す概念図である。奇数行の選択に対応す
るΦＳＥＬ１と偶数行の選択に対応するΦＳＥＬ２が独
立に与えられることで、同一水平期間中に２行分の出力
を信号蓄積部１１に読み出すように構成されている。垂
直走査回路１０内に構成された垂直シフトレジスタ１７
から垂直クロックパルスΦＶ（ｎ）をＮＯＲ回路１８〜
２１の一端に入力し、ＮＯＲ回路１８〜２１の他端に
は、それぞれ垂直走査回路１０で生成した奇数と偶数行
の選択のための行選択パルスΦＳＥＬ１，ΦＳＥＬ２
と、リセットパルスΦＲＥＳと、転送パルスΦＴＸとが
入力され、その出力に各行の選択パルスと、リセットパ
ルスと、転送スイッチとして供給され、各画素を駆動す
る。
【００５４】次に、図１０の駆動タイミングで図１１の
固体撮像装置を駆動させたときの動作を説明する。ΦＳ
ＥＬおよびΦＴＳ、ΦＴＮが２系統になっている他はす
べてのパルスは奇数行、偶数行に同時に印加される。奇
数行側の動作に着目すると、まずΦＲＥＳにハイレベル
のパルスが印加され（ｔ６０）、画素アンプ４のゲート
電位がリセット電位（ΦＲＥＳのパルス電位−しきい値
電位）にリセットされる。つづいてΦＳＥＬ１およびΦ
ＴＮ１がハイレベルとなり（ｔ６１）、奇数行のノイズ
信号出力が信号蓄積部１１へ読み出される。奇数行のノ
イズ信号出力の読み出し終了後、いったんΦＳＥＬ１お
よびΦＴＮ１はローレベルになり（ｔ６２）、次に、Φ
ＳＥＬ２およびΦＴＮ２がハイレベルとなり（ｔ６
３）、偶数行のノイズ信号出力が信号蓄積部１１へ読み
出される。
固体撮像装置を駆動させたときの動作を説明する。ΦＳ
ＥＬおよびΦＴＳ、ΦＴＮが２系統になっている他はす
べてのパルスは奇数行、偶数行に同時に印加される。奇
数行側の動作に着目すると、まずΦＲＥＳにハイレベル
のパルスが印加され（ｔ６０）、画素アンプ４のゲート
電位がリセット電位（ΦＲＥＳのパルス電位−しきい値
電位）にリセットされる。つづいてΦＳＥＬ１およびΦ
ＴＮ１がハイレベルとなり（ｔ６１）、奇数行のノイズ
信号出力が信号蓄積部１１へ読み出される。奇数行のノ
イズ信号出力の読み出し終了後、いったんΦＳＥＬ１お
よびΦＴＮ１はローレベルになり（ｔ６２）、次に、Φ
ＳＥＬ２およびΦＴＮ２がハイレベルとなり（ｔ６
３）、偶数行のノイズ信号出力が信号蓄積部１１へ読み
出される。
【００５５】偶数行のノイズ信号出力の読み出しを行っ
た後（ｔ６４）、ΦＳＥＬ１、ΦＳＥＬ２およびΦＶＲ
はハイレベルとなり（ｔ６５）、垂直出力線６及び画素
アンプ４のソース電極のリセットが行われる（本実施形
態では、リセット電位は接地電位としている）。この状
態でΦＴＸにハイレベルのパルスが印加され、フォトダ
イオードＤ１から画素アンプ４のゲート電極への電荷転
送が行われる。電荷転送に伴って、画素アンプ４のゲー
ト電位は降下するが、ΦＳＥＬ１とΦＳＥＬ２とがハイ
の状態なので、行選択スイッチ５がオンとなり、ソース
電極が接地電位に固定されているため、画素アンプ４は
常にオン状態に規定される。奇数行、偶数行の光電変換
出力は、それぞれΦＳＥＬ１とΦＴＳ１、ΦＳＥＬ２と
ΦＴＳ２をハイレベルとすることで（ｔ６７，ｔ６８，
ｔ６９，ｔ７０）、信号蓄積部１１へと読み出される。
た後（ｔ６４）、ΦＳＥＬ１、ΦＳＥＬ２およびΦＶＲ
はハイレベルとなり（ｔ６５）、垂直出力線６及び画素
アンプ４のソース電極のリセットが行われる（本実施形
態では、リセット電位は接地電位としている）。この状
態でΦＴＸにハイレベルのパルスが印加され、フォトダ
イオードＤ１から画素アンプ４のゲート電極への電荷転
送が行われる。電荷転送に伴って、画素アンプ４のゲー
ト電位は降下するが、ΦＳＥＬ１とΦＳＥＬ２とがハイ
の状態なので、行選択スイッチ５がオンとなり、ソース
電極が接地電位に固定されているため、画素アンプ４は
常にオン状態に規定される。奇数行、偶数行の光電変換
出力は、それぞれΦＳＥＬ１とΦＴＳ１、ΦＳＥＬ２と
ΦＴＳ２をハイレベルとすることで（ｔ６７，ｔ６８，
ｔ６９，ｔ７０）、信号蓄積部１１へと読み出される。
【００５６】以下、この駆動方法を繰り返して、エリア
センサとして順次フレーム画像を読み出す。本実施形態
では、隣接する奇数行、偶数行の出力を加算するなどし
て、動画表示に必要なスキャンが可能である。
センサとして順次フレーム画像を読み出す。本実施形態
では、隣接する奇数行、偶数行の出力を加算するなどし
て、動画表示に必要なスキャンが可能である。
【００５７】従来技術の駆動方法においては、電荷転送
時に画素アンプ４のソース電極がフローティングである
ため、電荷転送に伴って画素アンプ４はオフ状態になっ
ていたが、本実施形態では、画素アンプ４がオン状態に
規定されるため、最大取扱い電荷量は従来駆動方法と比
較して４５％増加した。
時に画素アンプ４のソース電極がフローティングである
ため、電荷転送に伴って画素アンプ４はオフ状態になっ
ていたが、本実施形態では、画素アンプ４がオン状態に
規定されるため、最大取扱い電荷量は従来駆動方法と比
較して４５％増加した。
【００５８】上記各実施形態で説明したように、画素ア
ンプ４の動作を駆動パルスの加えかたにより、画素アン
プ４のＭＯＳトランジスタのアナログにおける最適な動
作領域で光電変換電荷を読み出しているので、画素電荷
の直線性のある３極管領域で動作させることができ、結
果的に画素アンプのダイナミックレンジを最大に広げた
状態で読み出すこととなる。
ンプ４の動作を駆動パルスの加えかたにより、画素アン
プ４のＭＯＳトランジスタのアナログにおける最適な動
作領域で光電変換電荷を読み出しているので、画素電荷
の直線性のある３極管領域で動作させることができ、結
果的に画素アンプのダイナミックレンジを最大に広げた
状態で読み出すこととなる。
【００５９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の固体撮
像装置の駆動方法は、回路構成を変えることなく、最大
取扱い電荷量Ｑｓａｔを増加することが可能である。ま
た実施形態においてＮＭＯＳを主体とした回路構成を示
したが、ＰＭＯＳを主体とした回路構成においても同様
な効果を持つことは明らかである。また電界効果トラン
ジスタはＭＯＳ型でなくともよい。
像装置の駆動方法は、回路構成を変えることなく、最大
取扱い電荷量Ｑｓａｔを増加することが可能である。ま
た実施形態においてＮＭＯＳを主体とした回路構成を示
したが、ＰＭＯＳを主体とした回路構成においても同様
な効果を持つことは明らかである。また電界効果トラン
ジスタはＭＯＳ型でなくともよい。
【００６０】したがって本発明は、画素部に光電変換素
子と、光電変換出力をゲート入力とする電界効果トラン
ジスタと、前記光電変換素子と前記電界効果トランジス
タのゲート電極との導通を制御する転送スイッチを有す
る固体撮像装置全般に適用されるものであり、ソースフ
ォロワ型増幅用及び抵抗負荷の反転増幅用の電界効果ト
ランジスタの最大取扱い電荷量Ｑｓａｔを増加すること
で、ダイナミックレンジを広げ、Ｓ／Ｎの高い、高画質
の画像信号を得ることができる。
子と、光電変換出力をゲート入力とする電界効果トラン
ジスタと、前記光電変換素子と前記電界効果トランジス
タのゲート電極との導通を制御する転送スイッチを有す
る固体撮像装置全般に適用されるものであり、ソースフ
ォロワ型増幅用及び抵抗負荷の反転増幅用の電界効果ト
ランジスタの最大取扱い電荷量Ｑｓａｔを増加すること
で、ダイナミックレンジを広げ、Ｓ／Ｎの高い、高画質
の画像信号を得ることができる。
【図１】本発明の実施形態１の駆動タイミング図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施形態２の駆動タイミング図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施形態２で使用した固体撮像装置で
ある。
ある。
【図４】本発明の実施形態３の駆動タイミング図であ
る。
る。
【図５】本発明の実施形態３で使用した固体撮像装置で
ある。
ある。
【図６】本発明の実施形態４の駆動タイミング図であ
る。
る。
【図７】本発明の実施形態４で使用した固体撮像装置で
ある。
ある。
【図８】本発明の実施形態５の駆動タイミング図であ
る。
る。
【図９】本発明の実施形態５で使用した固体撮像装置で
ある。
ある。
【図１０】本発明の実施形態６の駆動タイミング図であ
る。
る。
【図１１】本発明の実施形態６で使用した固体撮像装置
である。
である。
【図１２】図１１の固体撮像装置の垂直走査回路を示す
図である。
図である。
【図１３】従来技術による固体撮像装置の駆動タイミン
グの一例を示す図である。
グの一例を示す図である。
【図１４】従来技術による固体撮像装置の一例である。
１ フォトダイオード ２ 転送スイッチ ３ リセットスイッチ ４ 画素アンプ ５ 選択スイッチ ６ 垂直出力線 ７ 負荷定電流源 ７′ 負荷抵抗 ８，１３〜１６ 転送ゲート ９ 垂直出力線リセットスイッチ １０ 垂直走査回路 １１ 信号蓄積部 １２ 水平走査回路 ΦＳＥＬ 行選択パルス ΦＳＥＬ１ 奇数行選択パルス ΦＳＥＬ２ 偶数行選択パルス ΦＲＥＳ リセットパルス ΦＴＸ 画素部転送スイッチに印加する転送パルス ΦＴＳ 光電変換出力の転送パルス ΦＴＳ１ 奇数行の光電変換出力の転送パルス ΦＴＳ２ 偶数行の光電変換出力の転送パルス ΦＴＮ ノイズ出力の転送パルス ΦＴＮ１ 奇数行のノイズ出力の転送パルス ΦＴＮ２ 偶数行のノイズ出力の転送パルス ΦＶＲ 垂直出力線リセットパルス ΦＶ（ｎ） ｎ行目の垂直走査パルス ΦＨ（ｎ） ｎ列目の水平走査パルス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 徹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 光地 哲伸 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内
Claims (14)
- 【請求項１】 画素部に光電変換素子と、前記光電変換
素子で発生する光電変換信号をゲート電極に入力する電
界効果トランジスタと、前記光電変換素子と前記電界効
果トランジスタのゲート電極との導通を制御する転送ス
イッチを有する固体撮像装置において、 前記光電変換素子から前記電界効果トランジスタのゲー
ト電極への光電変換信号の読み出し状態は、前記電界効
果トランジスタのゲート下に反転層が形成されている状
態とする制御を行う反転層形成手段を有することを特徴
とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 画素部に光電変換素子と、前記光電変換
素子で発生する光電変換信号をゲート電極に入力する電
界効果トランジスタと、前記光電変換素子と前記電界効
果トランジスタのゲート電極との導通を制御する転送ス
イッチを有する固体撮像装置において、 前記光電変換素子から前記電界効果トランジスタのゲー
ト電極への光電変換信号の読み出し時点に、前記電界効
果トランジスタのゲート電圧が、前記電界効果トランジ
スタのソース電圧と前記電界効果トランジスタのしきい
値の和よりも大きくする電圧制御手段を有することを特
徴とする固体撮像装置。 - 【請求項３】 前記光電変換素子から前記電界効果トラ
ンジスタのゲート電極への光信号の読み出し時に、前記
電界効果トランジスタを３極管領域で動作させることを
特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。 - 【請求項４】 前記光電変換素子から前記電界効果トラ
ンジスタのゲート電極への光信号の読み出し時に、前記
電界効果トランジスタのゲート電圧を、前記電界効果ト
ランジスタのドレイン電圧と前記電界効果トランジスタ
のしきい値の和よりも大きくすることを特徴とする請求
項２又は３に記載の固体撮像装置。 - 【請求項５】 画素部に光電変換素子と、前記光電変換
素子で発生する光電変換信号をゲート電極に入力する電
界効果トランジスタと、前記光電変換素子と前記電界効
果トランジスタのゲート電極との導通を制御する転送ス
イッチを有する固体撮像装置の駆動方法において、 前記光電変換素子から前記電界効果トランジスタのゲー
ト電極への光電変換信号の読み出しは、前記電界効果ト
ランジスタのゲート下に反転層が形成されている状態で
行うことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 - 【請求項６】 画素部に光電変換素子と、前記光電変換
素子で発生する光電変換信号をゲート電極に入力する電
界効果トランジスタと、前記光電変換素子と前記電界効
果トランジスタのゲート電極との導通を制御する転送ス
イッチを有する固体撮像装置の駆動方法において、 前記光電変換素子から前記電界効果トランジスタのゲー
ト電極への光電変換信号の読み出し時に、前記電界効果
トランジスタのゲート電圧が、前記電界効果トランジス
タのソース電圧と前記電界効果トランジスタのしきい値
の和よりも大きい状態にて読み出すことを特徴とする固
体撮像装置の駆動方法。 - 【請求項７】 前記光電変換素子から前記電界効果トラ
ンジスタのゲート電極への光信号の読み出し時に前記電
界効果トランジスタが３極管領域で動作していることを
特徴とする請求項３又は４に記載の固体撮像装置の駆動
方法。 - 【請求項８】 前記光電変換素子から前記電界効果トラ
ンジスタのゲート電極への光電変換信号の読み出し時
に、前記電界効果トランジスタのゲート電圧が、前記電
界効果トランジスタのドレイン電圧と前記電界効果トラ
ンジスタのしきい値の和よりも大きくなることを特徴と
する請求項５又は６に記載の固体撮像装置の駆動方法。 - 【請求項９】 前記電界効果トランジスタのドレイン電
極と定電圧源または出力線との間の導通を制御する選択
スイッチがあり、前記光電変換素子から前記電界効果ト
ランジスタのゲート電極への光電変換信号の読み出し時
に、前記選択スイッチが非導通状態にあることを特徴と
する請求項５乃至８のいずれか１項に記載の固体撮像装
置の駆動方法。 - 【請求項１０】 前記電界効果トランジスタのソース電
極と出力線との導通を制御する選択スイッチがあり、前
記光電変換素子から前記電界効果トランジスタのゲート
電極への光電変換信号の読み出し時に前記選択スイッチ
が導通状態にあることを特徴とする請求項５乃至８のい
ずれか１項に記載の固体撮像装置の駆動方法。 - 【請求項１１】 前記光電変換素子から前記電界効果ト
ランジスタのゲート電極への光電変換信号の読み出し時
に、前記電界効果トランジスタのソース電極が定電流源
と導通状態にあることを特徴とする請求項５乃至１０の
いずれか１項に記載の固体撮像装置の駆動方法。 - 【請求項１２】 前記光電変換素子から前記電界効果ト
ランジスタのゲート電極への光電変換信号の読み出し時
に、前記電界効果トランジスタのソース電極が定電圧源
と導通状態にあることを特徴とする請求項５乃至１１の
いずれか１項に記載の固体撮像装置の駆動方法。 - 【請求項１３】 前記光電変換素子はフォトダイオード
で、前記フォトダイオードから前記電界効果トランジス
タのゲート電極への光電変換信号の読み出しにおいて、
読み出し終了後に前記フォトダイオードが空乏化するこ
とを特徴とする請求項５乃至１２のいずれか１項に記載
の固体撮像装置の駆動方法。 - 【請求項１４】 画素部に光電変換素子と、前記光電変
換素子で発生した信号を増幅して出力線に出力線トラン
ジスタと、前記光電変換素子で発生した信号を前記トラ
ンジスタへ転送する転送スイッチと、を有する固体撮像
装置において、 前記光電変換素子で発生した信号の前記トランジスタへ
の転送時に、前記トランジスタの動作状態を制御するト
ランジスタ制御手段とを有することを特徴とする固体撮
像装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11561398A JP3667081B2 (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 固体撮像装置とその駆動方法 |
| US09/291,006 US6963372B1 (en) | 1998-04-24 | 1999-04-14 | Solid-state image sensing apparatus and method of operating the same |
| DE69922730T DE69922730T2 (de) | 1998-04-24 | 1999-04-21 | Festkörperbildaufnahmevorrichtung |
| EP99303078A EP0952730B1 (en) | 1998-04-24 | 1999-04-21 | Solid-state image sensing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11561398A JP3667081B2 (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 固体撮像装置とその駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11308531A true JPH11308531A (ja) | 1999-11-05 |
| JP3667081B2 JP3667081B2 (ja) | 2005-07-06 |
Family
ID=14666994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11561398A Expired - Fee Related JP3667081B2 (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 固体撮像装置とその駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3667081B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1143708A1 (en) * | 2000-02-28 | 2001-10-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
| US7394492B2 (en) | 2003-12-05 | 2008-07-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup device, method of driving solid state image pickup device, and camera using the solid state image pickup device |
| JP2008205870A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Sony Corp | 撮像装置および表示装置 |
| JP2010192989A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Canon Inc | 固体撮像素子及び撮像装置 |
| WO2012098777A1 (ja) * | 2011-01-17 | 2012-07-26 | 浜松ホトニクス株式会社 | 固体撮像装置 |
| CN102680811A (zh) * | 2011-03-09 | 2012-09-19 | 佳能株式会社 | 测试信号接收单元的测试电路、图像拾取装置、测试方法 |
| GB2525321A (en) * | 2014-04-18 | 2015-10-21 | Canon Kk | Photoelectric converter, Imaging system, and driving method of photoelectric converter |
| JP2019029694A (ja) * | 2017-07-25 | 2019-02-21 | キヤノン株式会社 | 撮像装置、撮像システム、移動体 |
| CN111726547A (zh) * | 2019-03-20 | 2020-09-29 | 松下知识产权经营株式会社 | 摄像装置 |
| CN114125334A (zh) * | 2020-09-01 | 2022-03-01 | 原相科技股份有限公司 | 可输出时间信号及进行模拟运算的像素电路 |
-
1998
- 1998-04-24 JP JP11561398A patent/JP3667081B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6965408B2 (en) | 2000-02-28 | 2005-11-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state image pickup device having a photoelectric conversion unit and a punch-through current suppression circuit |
| US7545426B2 (en) | 2000-02-28 | 2009-06-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
| EP1143708A1 (en) * | 2000-02-28 | 2001-10-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
| US8085330B2 (en) | 2000-02-28 | 2011-12-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
| US8717475B2 (en) | 2000-02-28 | 2014-05-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
| US7394492B2 (en) | 2003-12-05 | 2008-07-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup device, method of driving solid state image pickup device, and camera using the solid state image pickup device |
| US8570413B2 (en) | 2007-02-21 | 2013-10-29 | Japan Display West, Inc. | Image-pickup device and display apparatus |
| JP2008205870A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Sony Corp | 撮像装置および表示装置 |
| JP2010192989A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Canon Inc | 固体撮像素子及び撮像装置 |
| US9369643B2 (en) | 2011-01-17 | 2016-06-14 | Hamamatsu Photonics K.K. | Solid-state imaging device |
| JP2012151551A (ja) * | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体撮像装置 |
| WO2012098777A1 (ja) * | 2011-01-17 | 2012-07-26 | 浜松ホトニクス株式会社 | 固体撮像装置 |
| US8921855B2 (en) | 2011-03-09 | 2014-12-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Test circuit for testing signal receiving unit, image pickup apparatus, method of testing signal receiving unit, and method of testing image pickup apparatus |
| US9172951B2 (en) | 2011-03-09 | 2015-10-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Test circuit for testing signal receiving unit, image pickup apparatus, method of testing signal receiving unit, and method of testing image pickup apparatus |
| CN102680811A (zh) * | 2011-03-09 | 2012-09-19 | 佳能株式会社 | 测试信号接收单元的测试电路、图像拾取装置、测试方法 |
| GB2525321A (en) * | 2014-04-18 | 2015-10-21 | Canon Kk | Photoelectric converter, Imaging system, and driving method of photoelectric converter |
| US9635300B2 (en) | 2014-04-18 | 2017-04-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converter, imaging system, and driving method of photoelectric converter |
| GB2525321B (en) * | 2014-04-18 | 2018-07-11 | Canon Kk | Photoelectric converter, imaging system, and driving method of photoelectric converter |
| JP2019029694A (ja) * | 2017-07-25 | 2019-02-21 | キヤノン株式会社 | 撮像装置、撮像システム、移動体 |
| CN111726547A (zh) * | 2019-03-20 | 2020-09-29 | 松下知识产权经营株式会社 | 摄像装置 |
| CN114125334A (zh) * | 2020-09-01 | 2022-03-01 | 原相科技股份有限公司 | 可输出时间信号及进行模拟运算的像素电路 |
| CN114125334B (zh) * | 2020-09-01 | 2024-04-05 | 原相科技股份有限公司 | 可输出时间信号及进行模拟运算的像素电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3667081B2 (ja) | 2005-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7292276B2 (en) | High-speed solid-state imaging device capable of suppressing image noise | |
| US7697051B2 (en) | Image sensor with pixels having multiple capacitive storage elements | |
| US8816266B2 (en) | Solid-state imaging device, method for driving solid-state imaging device, and electronic apparatus | |
| US7545426B2 (en) | Image pickup apparatus | |
| JP2006319951A (ja) | 増幅型固体撮像装置 | |
| JP4288346B2 (ja) | 撮像装置及び画素回路 | |
| JP4366846B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| KR20150016232A (ko) | 촬상 소자, 구동 방법 및 전자 장치 | |
| JP4355148B2 (ja) | 固体撮像装置の駆動方法 | |
| JP3667094B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| EP0952730A2 (en) | Solid-state image sensing apparatus and method of operating the same | |
| CN104079846A (zh) | 比较器、固态摄像器件、电子设备及驱动方法 | |
| JP3667081B2 (ja) | 固体撮像装置とその駆動方法 | |
| JP4666383B2 (ja) | 増幅型固体撮像装置および電子情報機器 | |
| JP2010028434A (ja) | 固体撮像装置 | |
| US6697108B1 (en) | Fast frame readout architecture for array sensors with integrated correlated double sampling system | |
| JP2010252118A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JP2003087657A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP4309543B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
| US20020113883A1 (en) | Stray-insensitive, leakage-independent image sensing with reduced sensitivity to device mismatch and parasitic routing capacitance | |
| US10951845B2 (en) | Photoelectric conversion apparatus and equipment having photodiode and semiconductor regions | |
| JP2002247456A (ja) | 走査回路とそれを用いた撮像装置 | |
| JPH1093868A (ja) | 固体撮像素子及びその駆動方法 | |
| JP3855331B2 (ja) | 固体撮像装置およびその駆動方法 | |
| JPH0945887A (ja) | 固体撮像装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040624 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040629 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040830 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050404 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050405 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090415 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090415 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100415 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110415 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130415 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130415 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |