JPH11313256A - Amplifier type solid-state image pickup device - Google Patents

Amplifier type solid-state image pickup device

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Publication number
JPH11313256A
JPH11313256A JP10119732A JP11973298A JPH11313256A JP H11313256 A JPH11313256 A JP H11313256A JP 10119732 A JP10119732 A JP 10119732A JP 11973298 A JP11973298 A JP 11973298A JP H11313256 A JPH11313256 A JP H11313256A
Authority
JP
Japan
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signal
voltage
hold
circuit
hold capacitor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10119732A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Watanabe
恭志 渡辺
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPH11313256A publication Critical patent/JPH11313256A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high quality video signal by outputting voltages of 1st and 2nd hold capacitors to a common signal line via an impedance conversion circuit as each set of voltages independently and respectively for a conduction period of a read switch circuit. SOLUTION: Operations of signal reading, signal charge discharging and no-signal reading are conducted in common by pixels in a direction of rows, while a signal voltage and a non-signal voltage in the unit of a pixel are respectively stored in hold capacitors 203, 204. The non-signal voltage and the signal voltage of the stored pixels are fed to the gate of a driver transistor(TR) 152 used in common by switches 203, 204. The switches 203, 204 are driven separately and sequentially by clocks ϕH outputted from a horizontal scanning circuit 145. The drive pulses given to the switches 203, 204 are synthesized by an OR circuit 213 to make a horizontal selection TR 153 conductive over a period when the non-signal voltage and the signal voltage are read. The non-signal voltage and the signal voltage of pixels are read on a horizontal signal line 154 in pairs.

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装置
に関し、特に優れた固定パターンノイズ抑圧を達成する
増幅型固体撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an amplifying solid-state imaging device, and more particularly to an amplifying solid-state imaging device that achieves excellent fixed pattern noise suppression.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体撮像装置として、各画素で発生した
信号電荷そのものを読み出すのではなく、各画素内で電
荷を電圧ないし電流信号に変換・増幅した後、この電圧
ないし電流信号を走査回路により読み出す、増幅型固体
撮像装置が提案されている。この増幅型固体撮像装置
は、画素部の配置によって、光電変換部と増幅部とが平
面的に配置された横型と、これらが立体的に配置された
縦型とに分類される。横型の例として、図7に示すAP
S型が知られている。文献1:S.K.Mendis, et al., ”
A 128x128 COMS Active Pixel Image Sensor for High
ly Integrated Imaging Systems”, IEDM’93-583〜58
6,Dec.1993. 図7において、光電変換部101で発生
した信号電荷は、トランジスタ102を介してトランジ
スタ103のゲートに移され電圧信号となる、103で
はインピーダンス変換(電流増幅)され、画素選択スイ
ッチ104を介して信号Vsigが読み出される。信号読
み出し後、103のゲートに蓄積した信号電荷は、リセ
ットトランジスタ105によりV Dへ排出される。
2. Description of the Related Art As a solid-state image pickup device, each pixel is generated.
Instead of reading out the signal charge itself,
After converting and amplifying the load into a voltage or current signal, this voltage
Amplified solid that reads out current signal by scanning circuit
An imaging device has been proposed. This amplification type solid-state imaging device
The photoelectric conversion unit and the amplification unit are flat depending on the arrangement of the pixel unit.
Horizontal type arranged in a plane and these are arranged three-dimensionally
It is classified into vertical type. As a horizontal example, an AP shown in FIG.
The S type is known. Reference 1: S.K. Mendis, et al., "
A 128x128 COMS Active Pixel Image Sensor for High
ly Integrated Imaging Systems ", IEDM'93-583 ~ 58
6, Dec. 1993. In FIG. 7, generated in the photoelectric conversion unit 101.
The transferred signal charge is transferred through the transistor 102.
The voltage signal is transferred to the gate of the
Is subjected to impedance conversion (current amplification), and the pixel selection switch
Signal V via switch 104sigIs read. Signal reading
After the discharge, the signal charges accumulated in the gate of 103 are reset.
V by the reset transistor 105 DIs discharged to

【0003】縦型の例としては、図8に示すCMD型が
知られている。文献2:中村他、「ゲート蓄積型MOS
フォトトランジスタ イメージセンサ」,テレビジョン
学会誌Vol.41, No.11, pp.1047〜1053, 1987. 図8にお
いて、トランジスタ111では、光電変換により発生し
た信号電荷がゲート下に保持される。次いでゲートに読
み出し電圧(φX)を印加することにより、信号電荷に
よるトランジスタの特性変化が出力信号電圧Vsigとし
て読み出される。即ち、トランジスタ111では光電変
換と増幅および画素選択が行われる。リセット動作は、
ゲートに読み出し電圧より十分高いリセット電圧
(φR)を印加することにより、信号電荷が基板へ排出
されることによって達成される。このため駆動にはφX
/φRの3値高電圧パルスが必要となる。
As a vertical type, a CMD type shown in FIG. 8 is known. Reference 2: Nakamura et al., “Gate Storage MOS
Phototransistor Image Sensor ", Journal of the Institute of Television Engineers of Japan, Vol. 41, No. 11, pp. 1047-1053, 1987. In FIG. 8, in the transistor 111, signal charges generated by photoelectric conversion are held under the gate. Next, by applying a read voltage (φ X ) to the gate, a change in the characteristics of the transistor due to the signal charge is read as the output signal voltage V sig . That is, in the transistor 111, photoelectric conversion, amplification, and pixel selection are performed. The reset operation is
This is achieved by applying a reset voltage (φ R ) sufficiently higher than the read voltage to the gate to discharge signal charges to the substrate. Therefore, φ X
/ Φ R ternary high voltage pulse is required.

【0004】さらに、駆動を容易にした本願発明者によ
り提案されている縦型の例を図9に示す(特開平8-7865
3号公報)。トランジスタ121は、光電変換と増幅お
よび読み出しを行う。読み出しはゲートに読み出し電圧
φXを印加することにより行われる。トランジスタ12
2ではゲートにリセット電圧φRを印加することにより
信号電荷の排出を行う。このため駆動はそれぞれ独立の
低電圧2値パルスφX、 φRを印加するだけで良い。
[0004] Furthermore, the inventor of the present invention has made driving easier.
FIG. 9 shows an example of a vertical type proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-7865.
No. 3). The transistor 121 is used for photoelectric conversion, amplification,
And read. For reading, read voltage is applied to the gate.
φXIs applied. Transistor 12
In the case of 2, the reset voltage φ is applied to the gate.RBy applying
Drain signal charges. Therefore, each drive is independent
Low voltage binary pulse φX, φROnly need to be applied.

【0005】図7、図8および図9に示した各種の増幅
型固体撮像装置の画素部は、図10のように共通の模式
図で表される。ここで、光電変換部131は光電変換と
読み出しおよびリセット動作を行う。読み出しおよびリ
セット動作は、各信号線から入力される読み出し電圧φ
Xおよびリセット電圧φRにより制御される。光電変換部
131の出力は、増幅部132で増幅され、信号Vsig
として出力される。
The pixel sections of the various amplification type solid-state imaging devices shown in FIGS. 7, 8 and 9 are represented by a common schematic diagram as shown in FIG. Here, the photoelectric conversion unit 131 performs photoelectric conversion, readout, and reset operation. The read and reset operations are performed by a read voltage φ input from each signal line.
It is controlled by the X and the reset voltage phi R. The output of the photoelectric conversion unit 131 is amplified by the amplification unit 132 and the signal V sig
Is output as

【0006】上述の増幅型固体撮像装置の画素部を用い
て、2次元イメージセンサを構成した例を図11に示
す。ここで、各画素部は図10と同じ構成を有する。画
素部の読み出し動作は第1垂直走査回路141からの信
号143により制御され、リセット動作は第2垂直走査
回路142からの信号144により制御される。画素の
出力信号は、各垂直信号線140毎に設けられた相関2
重サンプリング(CDS)回路へ導かれ、読み出し時の
信号とリセット時の信号の差分が出力される。このため
各画素毎の閾値のばらつきはキャンセルされ、画素毎の
固定パターンノイズ(FPN)が抑圧される。CDS回
路は後述するクランプ回路およびサンプルホールド回路
より構成される。垂直信号線毎にCDS回路を設ける構
成は、文献3:J.Hynecek,”A New Device Architectu
re Suitable for High Resolutionand High Performanc
e Image sensors”, IEEE Trans.Electron Devices,Vo
l.35,No.5,p.646-652,May 1988. に開示されている。垂
直信号線140は、クランプ容量149を介してサンプ
ルホールドトランジスタ151に接続されている。ま
た、これと並列に、クランプトランジスタ150を介し
てクランプ電位VVCPに接続される。クランプ電位への
クランプ動作は画素での信号読み出し時に行われ、サン
プルホールド動作は画素でのリセット動作時に行われ
る。
FIG. 11 shows an example in which a two-dimensional image sensor is configured using the pixel portion of the above-mentioned amplification type solid-state imaging device. Here, each pixel portion has the same configuration as that of FIG. The read operation of the pixel portion is controlled by a signal 143 from the first vertical scanning circuit 141, and the reset operation is controlled by a signal 144 from the second vertical scanning circuit 142. The output signal of the pixel corresponds to the correlation 2 provided for each vertical signal line 140.
The signal is guided to a double sampling (CDS) circuit, and a difference between a signal at the time of reading and a signal at the time of reset is output. Therefore, the variation of the threshold value for each pixel is canceled, and the fixed pattern noise (FPN) for each pixel is suppressed. The CDS circuit includes a clamp circuit and a sample-and-hold circuit described later. A configuration in which a CDS circuit is provided for each vertical signal line is described in J. Pat. Hynecek, ”A New Device Architectu
re Suitable for High Resolutionand High Performanc
e Image sensors ”, IEEE Trans.Electron Devices, Vo
l. 35, No. 5, p. 646-652, May 1988. The vertical signal line 140 is connected to the sample / hold transistor 151 via the clamp capacitance 149. In parallel with this, it is connected to the clamp potential V VCP via the clamp transistor 150. The clamp operation to the clamp potential is performed at the time of reading a signal at the pixel, and the sample-hold operation is performed at the time of a reset operation at the pixel.

【0007】サンプルホールドトランジスタ151から
の信号は、インピーダンス変換(電流増幅)を行うソー
スフォロワ回路のドライバトランジスタ152のゲート
に導かれ、ゲートがサンプルホールド容量となって信号
が保持される。ドライバトランジスタ152で電流増幅
された信号は、水平走査回路145からの信号146に
より制御される、水平選択トランジスタ153を介し
て、水平信号線154へ導かれる。水平信号線154に
は、ドライバトランジスタ152のロードとなるトラン
ジスタ155が接続されると共に、トランジスタ156
のゲートに接続される。トランジスタ156はトランジ
スタ157とソースフォロワ回路を構成し、信号OSを
出力する。なお、垂直信号線140から水平信号線15
4への信号転送のため、垂直信号線毎にソースフォロワ
回路を設ける構成例は、前記文献1に開示されている。
A signal from the sample-and-hold transistor 151 is guided to the gate of a driver transistor 152 of a source follower circuit that performs impedance conversion (current amplification), and the gate serves as a sample-and-hold capacitor to hold the signal. The signal amplified by the driver transistor 152 is guided to a horizontal signal line 154 via a horizontal selection transistor 153 controlled by a signal 146 from a horizontal scanning circuit 145. The horizontal signal line 154 is connected to a transistor 155 serving as a load of the driver transistor 152, and a transistor 156.
Connected to the gate. The transistor 156 forms a source follower circuit with the transistor 157, and outputs the signal OS. Note that the vertical signal lines 140 to the horizontal signal lines 15
An example of a configuration in which a source follower circuit is provided for each vertical signal line to transfer a signal to the X.4 signal is disclosed in the above-mentioned document 1.

【0008】次に、図11に示した2次元イメージセン
サの駆動タイミングを図12に示す。第1垂直走査回路
141からは、各画素からの信号読み出しのタイミング
を制御する読み出し電圧パルスφX(i),φX(i+1)等
が、1水平走査期間(1H)毎に順次印加される。また
第2垂直走査回路142からは、各画素の信号電荷を排
出するタイミングを制御する電圧パルスφR(i),φR(i+
1)等が、1H毎に順次印加される。なおφX,φRの各パ
ルスは、例えば、各々ハイレベルで読み出しおよびリセ
ット動作を行うように設定される。従って、垂直信号線
140には1H期間毎に期間T1で読み出しレベルが、
2でリセットレベルが現れる。これより、クランプパ
ルスφVCPは期間T1で、サンプルホールドパルスφVSH
は期間T2で、各々動作することにより、サンプルホー
ルド容量には読み出しレベルとリセットレベルとの差に
対応する信号、即ち正味の信号のみが保持され、画素毎
の閾値ばらつきによるFPNは抑圧される。
Next, FIG. 12 shows the drive timing of the two-dimensional image sensor shown in FIG. From the first vertical scanning circuit 141, read voltage pulses φ X (i), φ X (i + 1) for controlling the timing of reading signals from each pixel are sequentially applied for each horizontal scanning period (1H). Is done. From the second vertical scanning circuit 142, voltage pulses φ R (i), φ R (i +
1) and the like are sequentially applied every 1H. The pulses φ X and φ R are set, for example, to perform read and reset operations at a high level, respectively. Therefore, the vertical signal line 140 is the read level in a period T 1 for each 1H period,
Reset level appears at T 2. Thus, the clamp pulse φ VCP is in the period T 1 and the sample hold pulse φ VSH
The period T 2, to operate each of the signal corresponding to the difference between the sample-and-hold capacitor and read and reset levels, i.e. only the net signal is retained, the FPN due to variation in the threshold value of each pixel is suppressed .

【0009】ゲートがサンプルホールド容量を兼ねるソ
ースフォロワ回路ドライバトランジスタ152ではイン
ピーダンス変換(電流増幅)を行う。水平走査回路14
5からは、水平方向に順次選択するパルスφH(j),φ
H(j+1)等が1画素周期で印加され、水平信号線15
4に各画素信号が順次出力される。しかしながら、垂直
の列ごとに設けられたドライバトランジスタ152の閾
値にばらつきがあると、信号OSに画素毎のばらつきが
現れる。このばらつきを図12ではΔVTで示す。この
ばらつきΔVTは水平方向にはランダムで、垂直方向に
は共通であるから、映像としては縦縞模様状の顕著なF
PNとなり、画質を著しく損なう原因となる。さらに、
水平選択トランジスタ153のコンダクタンスのばらつ
きも、縦縞模様状FPNの原因となる。
The source follower circuit driver transistor 152 whose gate also serves as a sample-and-hold capacitor performs impedance conversion (current amplification). Horizontal scanning circuit 14
5, the pulses φ H (j), φ sequentially selected in the horizontal direction
H (j + 1) and the like are applied in one pixel cycle, and the horizontal signal line 15 is applied.
4 sequentially outputs each pixel signal. However, if there is a variation in the threshold value of the driver transistor 152 provided for each vertical column, the signal OS has a variation for each pixel. In Figure 12 the variation shown by [Delta] V T. This variation ΔV T is random in the horizontal direction and common in the vertical direction.
PN becomes a cause of significantly deteriorating the image quality. further,
Variations in the conductance of the horizontal selection transistor 153 also cause vertical stripe pattern FPN.

【0010】上述した縦縞模様状FPNを解決する手法
として、本願の出願人により図13に示す技術が提案さ
れている(特願平8−330014号)。即ち、図11
におけるソースフォロワ回路ドライバトランジスタ15
2に、そのゲート電位を基準電源VVCPへリセットする
リセットトランジス13を設け、ドライバトランジスタ
152からの信号を水平選択トランジスタ153により
信号線154へ読み出す期間の後半に、リセットトラン
ジスタ13のゲートをオンし、前半で画素信号を、後半
で基準信号(VVCP)を、それぞれペアで読み出すよう
にしている。ここで画素信号と基準信号は共に、同じ特
性ズレ(ドライバトランジスタ152のΔVTや水平選
択トランジスタ153のコンダクタンスのばらつき)を
含む。このため、出力信号OSにおいて、ペアとなった
画素信号と基準信号の差を取れば、これらの特性ズレは
キャンセルされ、正味の画素信号のみが得られる。即
ち、画素毎のトランジスタの特性のばらつきに起因する
縦縞模様状FPNは防止される。なお、出力信号OSに
おいて画素信号と基準信号の差を取ることは、前述のC
DS回路により容易に実現される。
As a method for solving the above-mentioned vertical stripe pattern FPN, the present applicant has proposed a technique shown in FIG. 13 (Japanese Patent Application No. 8-330014). That is, FIG.
Follower Circuit Driver Transistor 15
2 is provided with a reset transistor 13 for resetting its gate potential to the reference power supply V VCP, and the gate of the reset transistor 13 is turned on in the latter half of the period in which the signal from the driver transistor 152 is read out to the signal line 154 by the horizontal selection transistor 153. , The pixel signal is read out in the first half, and the reference signal (V VCP ) is read out in the second half. Here the pixel signal and the reference signal both contain the same characteristic deviation (variation in the conductance of the [Delta] V T and the horizontal selection transistor 153 of the driver transistor 152). Therefore, if the difference between the paired pixel signal and the reference signal is obtained in the output signal OS, these characteristic deviations are cancelled, and only a net pixel signal is obtained. That is, the vertical stripe pattern FPN due to the variation in the characteristics of the transistor for each pixel is prevented. Note that taking the difference between the pixel signal and the reference signal in the output signal OS is based on the aforementioned C
It is easily realized by a DS circuit.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図13
に示した上述の従来の技術には、以下のような問題があ
った。即ち、1水平列の画素信号を読み出す期間の間、
画素信号電圧はドライバトランジスタ152のゲートお
よびそれに接続する領域(トランジスタ151やトラン
ジスタ13のソース領域など)に形成された容量に保持
される。この保持される期間は、水平走査回路が走査す
る期間にわたって分布し、先頭画素では保持時間は短
く、最終画素では保持時間は長くなる。このため、もし
ドライバトランジスタ152のゲート領域にリーク電流
が存在すると、その影響は先頭画素から最終画素にわた
って不均一になる。即ち出力信号では、画面上の左側か
ら右側に向かって分布するシェーディング状の不均一性
が生じる。これも一種のFPNとなる。この原因は、上
記の保持容量が小さいために、周囲の容量の影響を受け
ることにある。
However, FIG.
Has the following problems. That is, during a period in which pixel signals of one horizontal column are read out,
The pixel signal voltage is held in a capacitor formed in the gate of the driver transistor 152 and a region connected thereto (eg, a source region of the transistor 151 or the transistor 13). The holding period is distributed over the period during which the horizontal scanning circuit scans, and the holding time is short at the first pixel and long at the last pixel. Therefore, if a leak current exists in the gate region of the driver transistor 152, the effect becomes non-uniform from the first pixel to the last pixel. That is, in the output signal, shading-like non-uniformity distributed from the left side to the right side on the screen occurs. This is also a kind of FPN. The reason for this is that the above-mentioned storage capacitance is small, so that it is affected by the surrounding capacitance.

【0012】縦縞模様状FPNを解決する別の手法とし
て、図14に示す技術が開示されている(特開平8−2
42330号公報)。ここで、各垂直信号線には一対の
容量3a、3bが接続されており、各々明信号、暗信号
を保持する。これらの容量に保持された信号は、別々の
インピーダンス変換回路4a、4bと、別々の選択スイ
ッチング素子5a、5bを介して、別々の水平信号線
9、10へ読み出される。また、インピーダンス変換回
路4a、4bのゲートは、それぞれリセット手段6a、
6bを介して電源11に接続されている。従って、2本
の水平信号線9、10間で差動動作することにより、明
信号と暗信号との差、即ち正味の信号が得られる。しか
しながら、この方法の場合、明信号と暗信号とが別々の
インピーダンス変換回路、選択スイッチング素子および
水平信号線を介して読み出されるため、これらの回路要
素の特性に差がある場合には、除去不可能な偽信号を生
じる。この偽信号は各垂直信号線毎でばらつくため、縦
縞模様のFPNが発生するという、重大な問題があっ
た。
As another technique for solving the vertical stripe pattern FPN, a technique shown in FIG.
No. 42330). Here, a pair of capacitors 3a and 3b are connected to each vertical signal line, and hold a bright signal and a dark signal, respectively. The signals held in these capacitors are read out to separate horizontal signal lines 9 and 10 via separate impedance conversion circuits 4a and 4b and separate selection switching elements 5a and 5b. The gates of the impedance conversion circuits 4a and 4b are respectively connected to reset means 6a,
It is connected to the power supply 11 via 6b. Accordingly, by performing a differential operation between the two horizontal signal lines 9 and 10, a difference between a bright signal and a dark signal, that is, a net signal is obtained. However, in the case of this method, since the bright signal and the dark signal are read out through separate impedance conversion circuits, selective switching elements, and horizontal signal lines, if there is a difference in the characteristics of these circuit elements, they cannot be removed. Produces possible spurious signals. Since this false signal varies from one vertical signal line to another, there is a serious problem that a vertically striped FPN is generated.

【0013】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、水平画素選択に伴うFPNを大幅に低
減するとともに、シェーディング状の不均一性をも低減
し、高品位の画像が得られる増幅型固体撮像装置を提供
することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and greatly reduces the FPN associated with horizontal pixel selection, reduces shading-like non-uniformity, and obtains a high-quality image. An object of the present invention is to provide an amplification type solid-state imaging device that can be used.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の増幅型固体撮像
装置は、複数の増幅型光電変換素子と、該複数の増幅型
光電変換素子がそれぞれに接続された複数の垂直信号線
と、該複数の垂直信号線のそれぞれの信号をインピーダ
ンス変換回路および読み出しスイッチ回路を介して読み
出す共通信号線と、該垂直信号線の電圧を保持するため
の第1および第2ホールド容量と、を有し、該読み出し
スイッチ回路が導通状態にある期間に、該第1ホールド
容量および該第2ホールド容量の電圧がそれぞれ独立し
た1組の電圧として該インピーダンス変換回路を介して
該共通信号線に出力され、そのことによって上記目的が
達成される。
An amplifying solid-state imaging device according to the present invention comprises a plurality of amplifying photoelectric conversion elements, a plurality of vertical signal lines each connected to the plurality of amplifying photoelectric conversion elements, and A common signal line for reading signals of the plurality of vertical signal lines via the impedance conversion circuit and the read switch circuit, and first and second hold capacitors for holding a voltage of the vertical signal line; While the read switch circuit is in the conductive state, the voltages of the first hold capacitor and the second hold capacitor are output to the common signal line via the impedance conversion circuit as independent sets of voltages, respectively. This achieves the above object.

【0015】前記第1および第2ホールド容量は、それ
ぞれ第1および第2スイッチング素子を介して前記垂直
信号線に接続されており、該第1ホールド容量と該イン
ピーダンス変換回路の入力端子とに接続された第3スイ
ッチング素子と、該第2ホールド容量と該インピーダン
ス変換回路の該入力端子とに接続された第4スイッチン
グ素子と、を更に有し、前記読み出しスイッチ回路が導
通状態にある期間に、該第3および第4スイッチング素
子が互いに独立した期間に導通状態となり、該第1ホー
ルド容量および該第2ホールド容量の電圧がそれぞれ独
立した1組の電圧として該インピーダンス変換回路を介
して該共通信号線に出力される構成としてもよい。
The first and second hold capacitors are connected to the vertical signal line via first and second switching elements, respectively, and are connected to the first hold capacitor and an input terminal of the impedance conversion circuit. A third switching element, and a fourth switching element connected to the second hold capacitor and the input terminal of the impedance conversion circuit, wherein the read switch circuit is in a conductive state, The third and fourth switching elements become conductive during a period independent of each other, and the voltage of the first hold capacitor and the voltage of the second hold capacitor are set as independent sets of voltages via the impedance conversion circuit via the common communication circuit. It may be configured to output to the line.

【0016】前記増幅型光電変換素子の信号電荷に対応
する電圧を該増幅型光電変換素子から読み出す信号読み
出し期間と、該増幅型光電変換素子の該信号電荷を排出
する排出期間と、該排出期間の後の無信号に対応する電
圧を読み出す無信号読み出し期間とが存在し、前記第2
スイッチング素子は、該信号読み出し期間に導通状態と
なり、該増幅型光電変換素子からの該電圧は前記第2ホ
ールド容量に信号電圧として保持され、前記第1スイッ
チング素子は、該無信号読み出し期間に導通状態とな
り、該増幅型光電変換素子からの該電圧を前記第1ホー
ルド容量に無信号電圧として保持される構成としてもよ
い。
A signal reading period for reading a voltage corresponding to a signal charge of the amplification type photoelectric conversion element from the amplification type photoelectric conversion element, a discharge period for discharging the signal charge of the amplification type photoelectric conversion element, and a discharge period And a non-signal reading period for reading a voltage corresponding to the no signal after
The switching element becomes conductive during the signal readout period, the voltage from the amplification type photoelectric conversion element is held as a signal voltage in the second hold capacitor, and the first switching element becomes conductive during the non-signal readout period. In this case, the voltage from the amplification type photoelectric conversion element may be held in the first hold capacitor as a non-signal voltage.

【0017】前記増幅型光電変換素子からの前記電圧を
前記第1ホールド容量および前記第2ホールド容量に保
持する順序と、該第1ホールド容量および該第2ホール
ド容量に保持された電圧をそれぞれ独立した1組の電圧
として前記インピーダンス変換回路を介して前記共通信
号線に出力する順序が互いに異なる構成としてもよい。
The order in which the voltage from the amplifying photoelectric conversion element is held in the first hold capacitor and the second hold capacitor, and the order in which the voltage held in the first hold capacitor and the second hold capacitor are independent of each other. The order of outputting the set of voltages to the common signal line via the impedance conversion circuit may be different from each other.

【0018】前記第3スイッチング素子が導通する期間
と、前記第4スイッチング素子が導通する期間とは、互
いに重ならないで連続し、該第3スイッチング素子が導
通する期間は、該第4スイッチング素子が導通する期間
よりも前であってもよい。
The period in which the third switching element is conducting and the period in which the fourth switching element is conducting are continuous without overlapping each other, and the period in which the third switching element is conducting is such that the fourth switching element is not conducting. It may be before the conduction period.

【0019】前記インピーダンス変換回路の前記入力端
子に、第5スイッチング素子を介して接続されたリセッ
ト電源をさらに有し、前記第3スイッチング素子および
前記第4スイッチング素子が導通する前に、該第5スイ
ッチング素子が導通状態となり、該インピーダンス変換
回路の該入力端子に基準電位が印加される構成としても
よい。
A reset power supply is further connected to the input terminal of the impedance conversion circuit via a fifth switching element, and the fifth switching element is turned on before the third switching element and the fourth switching element become conductive. The switching element may be in a conductive state, and a reference potential may be applied to the input terminal of the impedance conversion circuit.

【0020】前記インピーダンス変換回路の前記入力端
子と前記リセット電源との間に、前記第5スイッチング
素子と並列接続された第6スイッチング素子をさらに有
し、前記第3スイッチング素子が導通状態にある期間
と、前記第4スイッチング素子が導通状態にある期間の
間に、該第6スイッチング素子が導通する構成としても
よい。
A period in which the sixth switching element is connected in parallel with the fifth switching element between the input terminal of the impedance conversion circuit and the reset power supply, and the third switching element is in a conductive state; And the sixth switching element may be turned on during a period in which the fourth switching element is turned on.

【0021】前記共通信号線に接続された第1クランプ
手段および第1サンプルホールド回路とを更に有し、該
第1クランプ手段は該共通信号線からの前記1組の電圧
のうちの前記第1ホールド容量の電圧をクランプし、該
第1サンプルホールド回路は、前記第2ホールド容量の
電圧をサンプルホールドし、これにより該第1ホールド
容量の電圧と該第2ホールド容量の電圧との差に相当す
る電圧を出力する構成としてもよい。
The semiconductor device further includes first clamp means and a first sample hold circuit connected to the common signal line, wherein the first clamp means is connected to the first signal of the set of voltages from the common signal line. The first sample and hold circuit samples and holds the voltage of the second hold capacitor, thereby corresponding to the difference between the voltage of the first hold capacitor and the voltage of the second hold capacitor. May be output.

【0022】前記共通信号線に接続された第1および第
2サンプルホールド回路、および演算回路とをさらに有
し、該第1サンプルホールド回路は前記共通信号線から
の前記1組の電圧のうちの前記第1ホールド容量の電圧
をサンプルホールドし、該第2サンプルホールド回路は
前記第2ホールド容量の電圧をサンプルホールドし、該
演算回路は、該第1および第2サンプルホールド回路に
よって保持されている電圧の差を出力する構成としても
よい。
The semiconductor device further includes first and second sample-and-hold circuits connected to the common signal line, and an arithmetic circuit, wherein the first sample-and-hold circuit includes one of the set of voltages from the common signal line. The voltage of the first hold capacitor is sampled and held, the second sample and hold circuit samples and holds the voltage of the second hold capacitor, and the arithmetic circuit is held by the first and second sample and hold circuits. It may be configured to output a voltage difference.

【0023】前記複数の増幅型光電変換素子は行列状に
配列されており、前記第1ホールド容量および前記第2
ホールド容量の電圧をそれぞれ独立した1組の電圧とし
て前記共通信号線に出力する動作は、行方向に配列され
た該複数の増幅型光電変換素子毎に行われ、各行毎に繰
り返される構成としてもよい。
The plurality of amplifying photoelectric conversion elements are arranged in a matrix, and the first hold capacitor and the second
The operation of outputting the voltage of the hold capacitor as an independent set of voltages to the common signal line is performed for each of the plurality of amplifying photoelectric conversion elements arranged in the row direction, and may be repeated for each row. Good.

【0024】前記第1ホールド容量および前記第2ホー
ルド容量の電圧をそれぞれ独立した1組の電圧として前
記共通信号線に出力する動作は、各行について複数回繰
り返し行われる構成としてもよい。
The operation of outputting the voltage of the first hold capacitor and the voltage of the second hold capacitor as an independent set of voltages to the common signal line may be repeated a plurality of times for each row.

【0025】以下作用について説明する。The operation will be described below.

【0026】本発明による固体撮像装置においては、増
幅型光電変換素子からの無信号電圧および信号電圧が、
第1ホールド容量および第2ホールド容量に各々蓄積さ
れ、それらが独立した1組の信号として、インピーダン
ス変換回路を介して同一の共通信号線に伝送される。こ
れら1組の信号間の差分を取ることにより、各垂直信号
線毎に設けられた水平読み出し手段の不均一性に伴うF
PNがキャンセルされるのみならず、各水平読み出し手
段のホールド時間の不均一性によるシェーディングも抑
圧され、極めて高画質の映像信号が得られる。
In the solid-state imaging device according to the present invention, the non-signal voltage and the signal voltage from the amplification type photoelectric conversion element are:
The signals are stored in the first hold capacitor and the second hold capacitor, respectively, and transmitted as an independent set of signals to the same common signal line via an impedance conversion circuit. By taking the difference between these one set of signals, the F caused by the non-uniformity of the horizontal reading means provided for each vertical signal line is obtained.
Not only PN is canceled, but also shading due to non-uniformity of the hold time of each horizontal readout unit is suppressed, and a video signal of extremely high image quality can be obtained.

【0027】また、信号および無信号の読み出し順序
を、各増幅型光電変換素子から垂直信号線へ読み出す場
合と、垂直信号線から共通信号線へ読み出す場合とで、
入れ替えることが可能となり、後述のクランプ/サンプ
ルホールド動作時において正確なクランプ動作を容易に
する。
The order of reading out signals and non-signals is determined in each of the case where each amplification type photoelectric conversion element is read out to a vertical signal line and the case where reading out is performed from a vertical signal line to a common signal line.
It is possible to exchange the data, facilitating an accurate clamping operation at the time of a clamping / sample-hold operation described later.

【0028】さらに、インピーダンス変換回路に保持さ
れた直前の信号をリセット動作によりクリアすることに
よって、1組の信号が直前の1組の信号から影響するこ
とが防止される。また、1組の信号内の信号電圧が無信
号電圧から影響されることを防止するともできる。
Further, by clearing the immediately preceding signal held in the impedance conversion circuit by a reset operation, one set of signals is prevented from being affected by the immediately preceding set of signals. Also, it is possible to prevent the signal voltage in one set of signals from being affected by the no-signal voltage.

【0029】クランプ回路とサンプルホールド回路との
構成、ないし2つのサンプルホールド回路の出力間の差
分を取る構成により、水平信号線へ1組の対で読み出さ
れる、増幅型光電変換素子からの無信号電圧および信号
電圧の差分が得られ、水平読み出し手段の特性の不均一
性に伴うFPNがキャンセルされるのみならず、各水平
読み出し手段のホールド時間の不均一性によるシェーデ
ィングも抑圧される。
By the configuration of the clamp circuit and the sample-and-hold circuit, or the configuration for obtaining the difference between the outputs of the two sample-and-hold circuits, the non-signal from the amplifying photoelectric conversion element is read out to the horizontal signal line in a pair. The difference between the voltage and the signal voltage is obtained, so that not only the FPN caused by the non-uniformity of the characteristics of the horizontal readout means is canceled, but also the shading due to the non-uniformity of the hold time of each horizontal readout means is suppressed.

【0030】さらに、画素の読み出しとリセット動作、
垂直信号線に現れる信号電圧および無信号電圧の保持
を、水平走査のブランキング期間に行い、次いで水平方
向にこれら電圧の読み出しを行うことにより、1水平走
査期間毎の各水平方向画素列の読み出し動作におけるF
PNおよびシェーディングを抑圧することができる。
Further, pixel read and reset operations,
The signal voltage appearing on the vertical signal line and the non-signal voltage are held during the horizontal scanning blanking period, and then these voltages are read out in the horizontal direction, thereby reading out each horizontal pixel column for each horizontal scanning period. F in operation
PN and shading can be suppressed.

【0031】第1水平走査期間の初めのブランキング期
間に、画素の読み出しとリセット動作、垂直信号線に現
れる信号電圧および無信号電圧の保持を行い、次いで水
平方向信号読み出しを行った後、第2水平走査期間以降
複数の水平走査期間にわたりブランキング期間には何も
せず、水平方向の2回目の信号読み出しを行い、さらに
必要なら3回目以降の水平方向の信号読み出しの動作を
繰り返し行うことにより、各水平方向画素列の読み出し
動作を複数回の水平走査期間にわたって繰り返して、F
PNおよびシェーディングを抑圧した状態で行うことが
できる。
In the blanking period at the beginning of the first horizontal scanning period, pixel readout and reset operation, signal voltage and non-signal voltage appearing on the vertical signal line are held, and then horizontal signal readout is performed. By performing nothing in the blanking period over a plurality of horizontal scanning periods after the second horizontal scanning period, the second signal reading in the horizontal direction is performed, and if necessary, the signal reading operation in the third and subsequent horizontal directions is repeated. By repeating the read operation of each horizontal pixel column over a plurality of horizontal scanning periods,
This can be performed with PN and shading suppressed.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0033】図1は本発明による増幅型固体撮像装置の
1実施形態を示す。本実施形態の装置は、図13に示し
た従来の増幅型固体撮像装置において垂直信号線毎に設
けられたクランプ回路およびサンプルホールド回路の代
わりに、それぞれスイッチ201および202により制
御される2つのホールド容量211および212が設け
られている。ホールド容量211および212は、信号
を電圧として保持するので、容量値は互いに異なってい
てもよい。また、2つのホールド容量211および21
2からの信号(電圧)の読み出しは、水平走査回路から
の信号により制御される2つのスイッチ203と20
4、およびオア回路により行われる。なお、図1におい
て図13と同様の作用を果たす構成要素には同じ参照符
号を付する。
FIG. 1 shows an embodiment of an amplification type solid-state imaging device according to the present invention. The device according to the present embodiment includes two hold circuits controlled by switches 201 and 202, respectively, instead of the clamp circuit and the sample hold circuit provided for each vertical signal line in the conventional amplification type solid-state imaging device shown in FIG. Capacitors 211 and 212 are provided. Since the hold capacitors 211 and 212 hold a signal as a voltage, the capacitance values may be different from each other. Also, two hold capacitors 211 and 21
The reading of the signal (voltage) from the two switches 203 and 20 controlled by the signal from the horizontal scanning circuit
4, and an OR circuit. In FIG. 1, components that perform the same operations as those in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals.

【0034】水平方向の1行の各画素の光電変換部13
1は、読み出し期間に、第1垂直走査回路141からの
読み出し電圧パルスφXを同時に入力し、それぞれの信
号電圧Vsigを増幅部132を介して各垂直信号線14
0に出力する(信号読み出し動作)。また、同じ行の各
画素の光電変換部131は、排出期間に、第2垂直走査
回路142からの電圧パルスφYを同時に入力し、それ
ぞれの信号電荷を排出する(リセット動作)。
The photoelectric conversion unit 13 of each pixel in one row in the horizontal direction
1 simultaneously inputs the read voltage pulse φ X from the first vertical scanning circuit 141 during the read period, and applies the respective signal voltages V sig via the amplifier 132 to each vertical signal line 14.
0 (signal read operation). The photoelectric conversion unit 131 of each pixel in the same row, the discharge period, apply voltage pulses phi Y from the second vertical scanning circuit 142 simultaneously, to discharge the respective signal charges (reset operation).

【0035】信号読み出し期間には、クロックφS1によ
り駆動されるスイッチ202が導通し、画素で光電変換
蓄積した信号電荷に対応する信号電圧がホールド容量2
12に保持される。次いで排出期間(リセット期間)後
には、クロックφS2により駆動されるスイッチ201が
導通し、信号電荷が排出される。この後の無信号電圧
が、無信号読み出し期間にホールド容量211に保持さ
れる。信号読み出し、信号電荷排出および無信号読み出
しの動作は、行方向の各画素共通に行われ、画素単位
で、信号電圧および無信号電圧がホールド容量211お
よび212に、それぞれ保持される。
During the signal reading period, the switch 202 driven by the clock φ S1 is turned on, and the signal voltage corresponding to the signal charge photoelectrically accumulated in the pixel is applied to the hold capacitor 2.
12 is held. Next, after the discharge period (reset period), the switch 201 driven by the clock φ S2 is turned on, and the signal charge is discharged. The subsequent no-signal voltage is held in the hold capacitor 211 during the no-signal reading period. The operations of signal reading, signal charge discharging, and non-signal reading are performed commonly for each pixel in the row direction, and the signal voltage and the no-signal voltage are held in the hold capacitors 211 and 212 in pixel units, respectively.

【0036】ホールド容量211および212に保持さ
れた、画素の無信号電圧および信号電圧は、スイッチ2
03と204により共通のドライバトランジスタ152
のゲートに印加される。スイッチ203と204は、水
平走査回路145から出力されるクロックφHにより、
順次別々に駆動される、この時、スイッチ203の駆動
パルスとスイッチ204の駆動パルスはオア回路213
により合成され、無信号電圧および信号電圧が読み出さ
れる期間にわたり、水平選択トランジスタ153は導通
状態(オン)となる。以上の動作により、水平信号線1
54には、画素の無信号電圧および信号電圧が対となっ
て読み出される。
The no-signal voltage and signal voltage of the pixel held by the hold capacitors 211 and 212 are applied to the switch 2
03 and 204, the common driver transistor 152
Is applied to the gates. Switches 203 and 204 are controlled by clock φH output from horizontal scanning circuit 145.
The driving pulses of the switch 203 and the driving pulse of the switch 204 are sequentially and separately driven.
And the horizontal selection transistor 153 is in a conductive state (ON) over a period during which the no-signal voltage and the signal voltage are read. With the above operation, the horizontal signal line 1
The non-signal voltage and the signal voltage of the pixel are read out as a pair at 54.

【0037】また、スイッチ203がスイッチ204よ
りも先にオンすることにより、無信号読み出し期間が信
号読み出し期間より先行することになり、両信号が画素
から垂直信号線へ読み出される際の順序を入れ替えるこ
とが可能となる。これは、後述するクランプ/サンプル
ホールド動作時において、無信号をクランプすることを
可能にする。
When the switch 203 is turned on before the switch 204, the non-signal readout period precedes the signal readout period, and the order in which both signals are read out from the pixels to the vertical signal lines is switched. It becomes possible. This makes it possible to clamp a non-signal at the time of a clamp / sample hold operation described later.

【0038】水平信号線154からの信号は、ドライバ
トランジスタ156、および負荷トランジスタ155お
よび157を介して、出力信号OSとなる。この出力信
号OSを、後述する相関2重サンプリング(CDS)回
路を通すことにより、対となって読み出される画素毎の
無信号電圧と信号電圧との差信号を得ることができる。
図1には、固体撮像素子本体のみを示している。従っ
て、OSからの信号出力と無信号出力との差分をとるた
めには、外部に信号処理回路を設ける必要がある。この
信号処理回路は公知の技術で構成することができる。以
上の動作において、それぞれの画素に固有のオフセット
電圧が存在しても、それらは共通にホールド容量211
と212に現れる。また、各ドライバトランジスタ15
2に固有のオフセット電圧が存在しても、更に各水平選
択トランジスタ153に固有のコンダクタンスのばらつ
きが存在しても、それらは、対となって読み出される画
素毎の無信号電圧および信号電圧に共通に現れる。この
ため、前記CDS動作により、無信号および信号の差信
号を取れば、これらのばらつきはキャンセルされ、画素
毎のばらつきに起因するザラ状の固定パターンノイズ
(FPN)や、読み出し回路のばらつきに起因する縦線
状のFPNがキャンセルされる。
A signal from the horizontal signal line 154 becomes an output signal OS via a driver transistor 156 and load transistors 155 and 157. By passing the output signal OS through a correlated double sampling (CDS) circuit, which will be described later, a difference signal between the no-signal voltage and the signal voltage of each pixel which is read as a pair can be obtained.
FIG. 1 shows only the solid-state imaging device main body. Therefore, in order to obtain the difference between the signal output from the OS and the no-signal output, it is necessary to provide an external signal processing circuit. This signal processing circuit can be configured by a known technique. In the above operation, even if there is a unique offset voltage in each pixel, they are shared by the hold capacitor 211.
And appear in 212. In addition, each driver transistor 15
2 and the horizontal select transistor 153 have an inherent variation in conductance, they are common to the non-signal voltage and signal voltage of each pixel read out in pairs. Appears in Therefore, if the difference signal between the no signal and the signal is obtained by the CDS operation, these variations are canceled, and the fixed pattern noise (FPN) having a zigzag shape caused by the variation of each pixel and the variation of the readout circuit are caused. Vertical FPN is canceled.

【0039】なお、図1において、ホールド容量211
および212に保持された無信号および信号を電圧とし
てドライバトランジスタ152のゲートに読み出した
後、次回再びホールド容量からゲートに無信号および信
号を電圧として読み出す前に、ゲート電位をリセットす
る必要がある。この例では、トランジスタ205で電圧
CPにリセットする。VCPは接地電圧でも良い。
Note that, in FIG.
It is necessary to reset the gate potential before reading the no-signal and signal from the hold capacitor to the gate again as a voltage after reading the no-signal and signal held in the and 212 as a voltage to the gate of the driver transistor 152 again. In this example, the voltage is reset to the voltage V CP by the transistor 205. V CP may be a ground voltage.

【0040】図2は、図1に示した実施形態の装置にお
ける各信号のタイミングを示している。垂直走査回路1
41からは、各画素から信号読み出しのタイミングを制
御するパルスφX(i),φX(i+1)等が、1水平走査期間
(1H)毎に順次印加される。また垂直走査回路142
からは、各画素の信号電荷を排出するタイミングを制御
するパルスφY(i),φY(i+1)等が、1H毎に順次印加さ
れる。なおφX,φY各パルスは、各々ハイレベルで読み
出しおよびリセット動作を行う。従って、信号線140
には1H期間毎に期間T1で読み出しレベルが、T2でリ
セットレベルが現れる。これより、クロックφS1は期間
1で、クロックφS2は期間T2で、各々動作することに
より、ホールド容量212には画素の信号電圧が、また
ホールド容量211には画素の無信号電圧が、それぞれ
保持される。なお、読み出しパルスφ X(i)等の終了直
後に、ドライバトランジスタ152のゲート電位をリセ
ットする、リセットパルスφR1が印加される。
FIG. 2 shows the apparatus of the embodiment shown in FIG.
4 shows the timing of each signal in the embodiment. Vertical scanning circuit 1
From 41, the timing of signal reading from each pixel is controlled.
Pulse φ to controlX(i), φX(i + 1) etc. is one horizontal scanning period
It is applied sequentially every (1H). The vertical scanning circuit 142
Controls the timing to discharge the signal charge of each pixel
Pulse φY(i), φY(i + 1) etc. are sequentially applied every 1H.
It is. Note that φX,φYEach pulse is read at a high level.
Output and reset operations. Therefore, the signal line 140
Has a period T every 1H period1And the read level is TTwoIn
Set level appears. From this, the clock φS1Is the period
T1And the clock φS2Is the period TTwoSo, each work
Thus, the hold capacitor 212 receives the pixel signal voltage,
The non-signal voltage of the pixel is applied to the hold capacitor 211, respectively.
Will be retained. Note that the read pulse φ X(I) Immediately after termination
Later, the gate potential of driver transistor 152 is reset.
Reset pulse φR1Is applied.

【0041】ドライバトランジスタ152は、インピー
ダンス変換(電流増幅)を行う。水平走査回路145か
らは、水平方向に順次選択するパルスφH(2j),φH(2
j+1)等が2パルス/画素周期で選択スイッチ203およ
び204に印加され、更にオア回路213で、φH(2
j),φH(2j+1)等の2パルス分の和信号φK(j)等が水
平選択トランジスタ153に印加される。このため水平
信号線154には、ホールド容量211に保持された無
信号電圧と、ホールド容量212に保持された信号電圧
とが、対で順次出力される。信号線154は次段のソー
スフォロワ回路を介して信号OSを出力する。信号OS
には画素毎の閾値のばらつきと、ドライバトランジスタ
152の閾値のばらつきとの和であるΔVTを伴って
も、画素単位で無信号電圧と対になって信号電圧が出力
されるため、この無信号電圧と信号電圧との差を取るこ
とにより、上記ばらつき△VTはキャンセルされ、正味
の信号VOが得られる。
The driver transistor 152 performs impedance conversion (current amplification). From the horizontal scanning circuit 145, pulses φ H (2j) and φ H (2
j + 1) and the like are applied to the selection switches 203 and 204 at a cycle of 2 pulses / pixel, and the OR circuit 213 outputs φ H (2
j), φ H (2j + 1) and other two-pulse sum signals φ K (j) are applied to the horizontal selection transistor 153. Therefore, the non-signal voltage held by the hold capacitor 211 and the signal voltage held by the hold capacitor 212 are sequentially output to the horizontal signal line 154 in pairs. The signal line 154 outputs the signal OS via the next-stage source follower circuit. Signal OS
Since a signal voltage is output in pair with a no-signal voltage in pixel units even when ΔV T which is the sum of the variation in the threshold value of each pixel and the variation in the threshold value of the driver transistor 152 is output, By taking the difference between the signal voltages, the variation ΔV T is canceled, and a net signal V O is obtained.

【0042】各画素信号について、無信号電圧と信号電
圧との差を取る回路手段を図3および図4に示す。図3
では、信号OSを第2クランプ回路21とその後段の第
1サンプルホールド回路22へ導き、増幅回路23を介
して出力VOを得る。ここでクランプ回路の動作タイミ
ングを制御する信号φHCPおよび第1サンプルホールド
回路の動作タイミングを制御する信号φHSHのタイミン
グを図2に示す。これより、無信号でクランプし、信号
でサンプルホールドするから、出力VOは無信号電圧と
信号電圧との差すなわち正味の信号となる。
FIGS. 3 and 4 show circuit means for taking the difference between the no-signal voltage and the signal voltage for each pixel signal. FIG.
Then, the signal OS is guided to the second clamp circuit 21 and the subsequent first sample hold circuit 22, and the output V O is obtained via the amplifier circuit 23. FIG. 2 shows the timing of the signal φ HCP for controlling the operation timing of the clamp circuit and the timing of the signal φ HSH for controlling the operation timing of the first sample and hold circuit. Thus, since the signal is clamped with no signal and sampled and held with the signal, the output V O becomes a difference between the no-signal voltage and the signal voltage, that is, a net signal.

【0043】ここで、クランプ動作は、無信号読み出し
期間で行うから、クランプすべき各画素の電位レベルの
変化は、受光部への入射光量には関係せず小さいため、
正確なクランプ動作を可能にする。
Here, since the clamp operation is performed during the non-signal readout period, the change in the potential level of each pixel to be clamped is small irrespective of the amount of light incident on the light receiving section.
Enables accurate clamping operation.

【0044】図4では、信号OSを第2サンプルホール
ド回路31と第3サンプルホールド回路32へ並列に導
き、それらの出力信号間で差動増幅回路33によって差
を取ることにより、出力VOを得る。ここで第2サンプ
ルホールド回路の動作タイミングを制御する信号φHCP
および第3サンプルホールド回路の動作タイミングを制
御する信号φHSHのタイミングを図2に示す。これより
Oは、無信号レベルでのサンプルホールドと信号レベ
ルでのサンプルホールドとの差となり、正味の信号VO
となる。
In FIG. 4, the signal OS is guided in parallel to the second sample-hold circuit 31 and the third sample-hold circuit 32, and the output V O is obtained by taking the difference between the output signals by the differential amplifier circuit 33. obtain. Here, the signal φ HCP for controlling the operation timing of the second sample and hold circuit
FIG. 2 shows the timing of the signal φ HSH for controlling the operation timing of the third sample and hold circuit. From this, V O is the difference between the sample and hold at the no signal level and the sample and hold at the signal level, and the net signal V O
Becomes

【0045】以上の動作において、ホールド容量211
および212(簡単のため両者共通の値:C1とする)
は、ドライバトランジスタ152のゲート容量(同一結
線上のストレイ容量を含めその値をC2とする)に比
べ、十分大きな値とする必要がある。その理由を以下に
説明する。まず、ドライバトランジスタ152のゲート
容量は最初0V電位にリセットされているとする。次
に、ホールド容量211から無信号の電位V1がスイッ
チ203を介して印加されると、ドライバトランジスタ
152のゲート電位VGは次式のようになる。
In the above operation, the hold capacitance 211
And 212 (both common values for simplicity: a C 1)
Is compared with the gate capacitance of the driver transistor 152 (the value including the stray capacitance on the same connection and C 2), is required to be sufficiently large value. The reason will be described below. First, it is assumed that the gate capacitance of the driver transistor 152 is initially reset to 0 V potential. Then, when the potential V 1 of the no-signal is applied through the switch 203 from hold capacitor 211, the gate potential V G of the driver transistor 152 is expressed as follows.

【0046】VG(1)=V1/(1+α), α=C2/C1. スイッチ203が非導通状態(オフ)になった後、スイ
ッチ204が導通状態(オン)となり、ホールド容量2
12から信号の電位V2がスイッチ204を介して印加
されると、ドライバトランジスタ152のゲート電位V
Gは次式のようになる。
V G (1) = V 1 / (1 + α), α = C 2 / C 1. After the switch 203 is turned off (OFF), the switch 204 is turned on (ON) and the hold capacitance is set. 2
12, when the signal potential V 2 is applied via the switch 204, the gate potential V
G is as follows:

【0047】 VG(2)=(αV1+(1+α)V2)/(1+α)2. これより、無信号電圧と信号電圧との差は、次のように
なる。
V G (2) = (αV 1 + (1 + α) V 2 ) / (1 + α) 2. Thus, the difference between the no-signal voltage and the signal voltage is as follows.

【0048】VG(2)−VG(1)=((1+α)V2−V
l)/(1+α)2. 従って、V1およびV2に共通に現れる△VTがキャンセ
ルされるためには、 (1+α)≒1 即ち、α≒0 とする必要がある。つまり、C2《C1でなければならな
い。
V G (2) −V G (1) = ((1 + α) V 2 −V
l ) / (1 + α) 2. Therefore, (1 + α) ≒ 1, that is, α ≒ 0, must be satisfied in order to cancel the △ V T that appears commonly in V 1 and V 2 . That is, C 2 << C 1 must be satisfied.

【0049】垂直信号線140毎に設けられたホールド
容量211および212で保持された信号は、スイッチ
203および204が順次オンすることにより、ドライ
バトランジスタ152のゲートに順次読み出され、次回
読み出し前に該ゲートはリセットされるが、1回の水平
読み出し動作でホールド容量の信号量は、 1/(1+α) に減少する。α≒0、即ちC2《C1の場合、この値は無
視できる。即ち、画素部がメモリ機能を有しているの
で、同じ画素情報を多数回読み出すことが可能となる。
例えば、α=0.01とし、4回連続で読み出した場合のホ
ールド容量の信号量の減少は4%であり、通常の撮像で
は許容できる範囲である。例えば、補間処理等の画像処
理を行うためには、同じ画素の信号を複数回読み取る必
要があるので、このメモリ機能を有効に利用することが
できる。
The signals held by the hold capacitors 211 and 212 provided for each of the vertical signal lines 140 are sequentially read out to the gate of the driver transistor 152 by sequentially turning on the switches 203 and 204. The gate is reset, but the signal amount of the hold capacitor is reduced to 1 / (1 + α) in one horizontal read operation. If α ≒ 0, ie, C 2 << C 1 , this value can be ignored. That is, since the pixel portion has a memory function, the same pixel information can be read many times.
For example, when α is set to 0.01 and the signal amount of the hold capacitance is read out four times in succession, the decrease in the signal amount is 4%, which is an acceptable range in normal imaging. For example, in order to perform image processing such as interpolation processing, it is necessary to read the signal of the same pixel a plurality of times, so that this memory function can be effectively used.

【0050】次に、C2《C1が満たされない場合でも、
1およびV2に共通に現れるばらつき△VTをキャンセ
ルする方法を、以下に説明する。
Next, even if C 2 << C 1 is not satisfied,
A method of canceling the variation ΔV T that appears commonly in V 1 and V 2 will be described below.

【0051】図5は本発明による増幅型固体撮像装置の
他の実施形態を示す。本実施形態の装置は、図1の装置
に対して、ドライバトランジスタ152のゲート電位を
リセットするために、更にトランジスタ206を有する
ことにある。これにより、ホールド容量211および2
12からゲートに無信号および信号を電圧として読み出
す前に、トランジスタ205を用いて該ゲートを電圧V
CPにリセットする動作に加え、次の動作を行う。即ち、
ホールド容量211から無信号をゲートに読み出した
後、ホールド容量212からゲートに信号を電圧として
読み出す前にも、トランジスタ206を用いて、ゲート
を電圧VCPにリセットする。この動作は、各ドライバト
ランジスタ152単位で行う必要があり、トランジスタ
206のゲートは、水平走査回路145からの信号によ
り駆動制御される。
FIG. 5 shows another embodiment of the amplification type solid-state imaging device according to the present invention. The device of this embodiment is different from the device of FIG. 1 in that the device further includes a transistor 206 to reset the gate potential of the driver transistor 152. Thereby, the hold capacitors 211 and 2
Before reading no signal and signal as a voltage from 12 to the gate, the gate is set to the voltage V
The following operation is performed in addition to the operation of resetting to CP . That is,
After reading a no-signal from the hold capacitor 211 to the gate and before reading a signal from the hold capacitor 212 to the gate as a voltage, the gate is reset to the voltage V CP by using the transistor 206. This operation needs to be performed for each driver transistor 152, and the gate of the transistor 206 is driven and controlled by a signal from the horizontal scanning circuit 145.

【0052】その動作を図6のタイミング図により説明
する。なお、同図において、図2に示すものと同様の作
用を果たす各信号には、同じ符号を付する。
The operation will be described with reference to the timing chart of FIG. Note that, in the figure, the same reference numerals are given to the signals that perform the same operations as those shown in FIG.

【0053】まず、ホールド容量211に保持された画
素の無信号電圧は、水平走査回路145から出力される
クロックφH(3j)によりスイッチ203が導通状態(オ
ン)となり、ドライブトランジスタ152のゲートに印
加される。次に、水平走査回路145から出力されるク
ロックφH(3j+1)によりスイッチ206が導通状態(オ
ン)となり、ドライバトランジスタ152のゲートはV
CPにリセットされる。その後、水平走査回路145から
出力されるクロックφH(3j+2)によりスイッチ204が
導通状態(オン)となり、ホールド容量212に保持さ
れた画素の信号電圧がドライバトランジスタ152のゲ
ートに印加される。この時、スイッチ203と206お
よび204の駆動パルスはオア回路215により合成さ
れてφK(j)となり、無信号読み出し期間,リセット期間
および信号読み出し期間にわたり、水平選択トランジス
タ153は導通状態(オン)となる。以上の動作によ
り、水平信号線154には、画素の無信号電圧,リセッ
トおよび信号電圧が対となって読み出される。
First, the switch 203 is turned on by the clock φH (3j) output from the horizontal scanning circuit 145, and the no-signal voltage of the pixel held in the hold capacitor 211 is applied to the gate of the drive transistor 152. Is done. Next, the switch 206 is turned on by the clock φH (3j + 1) output from the horizontal scanning circuit 145, and the gate of the driver transistor 152
Reset to CP . Thereafter, the switch 204 is turned on (on) by the clock φH (3j + 2) output from the horizontal scanning circuit 145, and the signal voltage of the pixel held in the hold capacitor 212 is applied to the gate of the driver transistor 152. At this time, the drive pulses of the switches 203, 206 and 204 are combined by the OR circuit 215 to become φ K (j), and the horizontal selection transistor 153 is conductive (on) during the non-signal readout period, the reset period, and the signal readout period. Becomes By the above operation, the non-signal voltage, reset, and signal voltage of the pixel are read out to the horizontal signal line 154 as a pair.

【0054】以上の動作では、ホールド容量211から
無信号の電位V1がスイッチ203を介して印加される
前にも、またホールド容量212から信号の電位V2
スイッチ204を介して印加される前にも、ドライバト
ランジスタ152のゲート容量はVCP(以下では簡単の
ためVCP=0Vとする)にリセットされている。このた
め、ドライバトランジスタ152のゲート電位VGは、
ホールド容量211から電位V1が印加される時のV
G(1)、およびホールド容量212から電位V2が印加さ
れる時のVG(2)は、次のようになる。
In the above operation, the signal potential V 2 is applied from the hold capacitor 212 via the switch 204 even before the no-signal potential V 1 is applied from the hold capacitor 211 via the switch 203. Prior to this, the gate capacitance of the driver transistor 152 has been reset to V CP (hereinafter, V CP = 0 V for simplicity). Therefore, the gate potential V G of the driver transistor 152,
V when the potential V 1 is applied from the hold capacitor 211
G (1) and V G (2) when the potential V 2 is applied from the hold capacitor 212 are as follows.

【0055】VG(1)=V1/(1+α)、 VG(2)=V2/(1+α). これにより、無信号電圧と信号電圧との差は、次のよう
になる。
V G (1) = V 1 / (1 + α), V G (2) = V 2 / (1 + α). Thus, the difference between the no-signal voltage and the signal voltage is as follows.

【0056】VG(2)−VG(1)=(V2−V1)/(1+α). 従って、αの値にかかわらず、V1およびV2に共通に現
れるΔVTがキャンセルされることになる。
V G (2) −V G (1) = (V 2 −V 1 ) / (1 + α). Therefore, irrespective of the value of α, ΔV T commonly appearing in V 1 and V 2 is canceled. Will be.

【0057】このように、無信号電圧の読み出し動作と
信号読み出し動作の間に、ドライバトランジスタ152
のゲート電位をリセットするので、より正確な信号処理
を行うことができる。
As described above, between the read operation of the no-signal voltage and the signal read operation, the driver transistor 152
Is reset, so that more accurate signal processing can be performed.

【0058】なお、前記増幅型光電変換素子からの信号
電圧を第1ホールド容量に保持した後、無信号電圧を第
2ホールド容量に保持し、第1ホールド容量および該第
2ホールド容量に保持された信号電圧と無信号電圧をそ
れぞれ独立した1組の電圧として、無信号電圧、信号電
圧の順序でインピーダンス変換回路を介して共通信号線
に出力することが、信号処理の正確さの点で好ましい
が、本発明はこれに限られない。
After the signal voltage from the amplification type photoelectric conversion element is held in the first hold capacitor, the non-signal voltage is held in the second hold capacitor, and the signal voltage is held in the first hold capacitor and the second hold capacitor. It is preferable from the viewpoint of signal processing accuracy that the signal voltage and the non-signal voltage are output as a set of independent voltages to the common signal line via the impedance conversion circuit in the order of the non-signal voltage and the signal voltage. However, the present invention is not limited to this.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
垂直信号線から水平信号線へ信号を読み出すのにインピ
ーダンス変換(電流増幅)トランジスタを採用した増幅
型固体撮像装置において、増幅型光電変換素子からの無
信号電圧および信号電圧が、第1ホールド容量および第
2ホールド容量に各々保持され、それらが独立した1組
の信号として、インピーダンス変換回路を介して同一の
共通信号線に伝送されるため、これら1組の信号間で差
分を取ることにより、画素間での閾値のばらつきに起因
するザラ状のFPN、および各垂直信号線毎に設けられ
た水平読み出し手段の不均一性に伴う縦線状のFPNが
キャンセルされるのみならず、各水平読み出し手段のホ
ールド時間の不均一性によるシェーディングも抑圧さ
れ、極めて高画質の映像信号が得られる。
As described in detail above, according to the present invention,
In an amplification type solid-state imaging device employing an impedance conversion (current amplification) transistor for reading a signal from a vertical signal line to a horizontal signal line, the no-signal voltage and the signal voltage from the amplification-type photoelectric conversion element correspond to the first hold capacitance and the signal voltage. Each of the signals is held in the second hold capacitor, and is transmitted as an independent set of signals to the same common signal line via an impedance conversion circuit. In addition to canceling the coarse FPN caused by the variation of the threshold value between the horizontal read means and the vertical FPN caused by the non-uniformity of the horizontal read means provided for each vertical signal line, the horizontal read means is not only canceled. The shading due to the non-uniformity of the hold time is also suppressed, and a video signal of extremely high image quality can be obtained.

【0060】また、従来の垂直信号線毎に、クランプ、
サンプルホールドを行う方式の撮像装置に比べ、垂直信
号線レベルをリセットするためのトランジスタが不要と
なる。更に、記無信号電圧と信号電圧とを各画素信号毎
に対として出力し、FPNおよびシェーディングを抑圧
しながら、同じ水平列画素信号を複数回読み出すことが
可能となり、画像処理等に有用な固体撮像装置を提供す
ることができる。
In addition, a clamp,
A transistor for resetting the level of the vertical signal line is not required as compared with an image pickup apparatus of a sample-and-hold type. In addition, a blank signal voltage and a signal voltage are output as a pair for each pixel signal, and the same horizontal column pixel signal can be read multiple times while suppressing FPN and shading. An imaging device can be provided.

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

【図1】本発明の増幅型固体撮像装置の1実施形態を示
す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of an amplification type solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】図1の装置における各信号のタイミングを示す
タイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing the timing of each signal in the device of FIG.

【図3】図1の装置の出力を処理する回路の1例を示す
ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a circuit for processing an output of the apparatus of FIG. 1;

【図4】図1の装置の出力を処理する回路の他の例を示
すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing another example of a circuit for processing the output of the device of FIG. 1;

【図5】本発明の増幅型固体撮像装置の他の実施形態を
示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of the amplification type solid-state imaging device of the present invention.

【図6】図5の装置における各信号のタイミングを示す
タイミングチャートである。
6 is a timing chart showing the timing of each signal in the device of FIG.

【図7】従来の横型の画素を例示する回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a conventional horizontal pixel.

【図8】従来の縦型の画素を例示する回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a conventional vertical pixel.

【図9】従来の画素の他の例を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing another example of a conventional pixel.

【図10】図7ないし図9の回路を模式的に示すブロッ
ク図である。
FIG. 10 is a block diagram schematically showing the circuits of FIGS. 7 to 9;

【図11】従来の増幅型固体撮像装置の1例を示す回路
図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing an example of a conventional amplification type solid-state imaging device.

【図12】図11の装置における各信号のタイミングを
示すタイミングチャートである。
12 is a timing chart showing the timing of each signal in the device of FIG.

【図13】従来の増幅型固体撮像装置の他の例を示す回
路図である。
FIG. 13 is a circuit diagram showing another example of a conventional amplification type solid-state imaging device.

【図14】従来の増幅型固体撮像装置の更に他の例を示
す回路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram showing still another example of the conventional amplification type solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 信号検出部 1a フォトダイオード 1b ドライブ用MOS−FET 1c 負荷用MOS−FET 2a、2b 一対のサンプル用MOS−FET 4a、4b 一対のV/I変換用MOS−FET 5a、5b 一対のアクセス用MOS−FET 6a、6b 一対のセット用MOS−FET 8 シフトレジスタ 9 明信号用共通信号ライン 10 暗信号用共通信号ライン 11 セット用電源 12 クロックパルスの入力端子 13 スタートパルスの入力端子 14 チップ間の伝達パルスの出力端子 131 光電変換部 132 増幅部 140 垂直信号線 141 第1垂直走査回路 142 第2垂直走査回路 145 水平走査回路 152 ドライバトランジスタ 153 水平選択トランジスタ 154 共通信号線 155、156、157 トランジスタ 201、202、203、204 選択スイッチ 205、206 リセットスイッチ 211、212 ホールド容量 213 オア回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 signal detection unit 1a photodiode 1b driving MOS-FET 1c load MOS-FET 2a, 2b pair of sample MOS-FETs 4a, 4b pair of V / I conversion MOS-FETs 5a, 5b pair of access MOS -FETs 6a, 6b A pair of setting MOS-FETs 8 Shift register 9 Bright signal common signal line 10 Dark signal common signal line 11 Setting power supply 12 Clock pulse input terminal 13 Start pulse input terminal 14 Transmission between chips Pulse output terminal 131 photoelectric conversion unit 132 amplification unit 140 vertical signal line 141 first vertical scanning circuit 142 second vertical scanning circuit 145 horizontal scanning circuit 152 driver transistor 153 horizontal selection transistor 154 common signal line 155, 156, 157 transistor 201, 02,203,204 selection switch 205, 206, reset switch 211 and 212 hold capacity 213 OR circuit

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の増幅型光電変換素子と、 該複数の増幅型光電変換素子がそれぞれに接続された複
数の垂直信号線と、 該複数の垂直信号線のそれぞれの信号をインピーダンス
変換回路および読み出しスイッチ回路を介して読み出す
共通信号線と、 該垂直信号線の電圧を保持するための第1および第2ホ
ールド容量と、を有し、 該読み出しスイッチ回路が導通状態にある期間に、該第
1ホールド容量および該第2ホールド容量の電圧がそれ
ぞれ独立した1組の電圧として該インピーダンス変換回
路を介して該共通信号線に出力される、増幅型固体撮像
装置。
1. A plurality of amplifying photoelectric conversion elements, a plurality of vertical signal lines to which the plurality of amplifying photoelectric conversion elements are respectively connected, an impedance conversion circuit, A common signal line to be read through the read switch circuit; and first and second hold capacitors for holding a voltage of the vertical signal line. An amplification type solid-state imaging device, wherein voltages of one hold capacitor and the second hold capacitor are output to the common signal line via the impedance conversion circuit as a set of independent voltages.
【請求項2】 前記第1および第2ホールド容量は、そ
れぞれ第1および第2スイッチング素子を介して前記垂
直信号線に接続されており、 該第1ホールド容量と該インピーダンス変換回路の入力
端子とに接続された第3スイッチング素子と、 該第2ホールド容量と該インピーダンス変換回路の該入
力端子とに接続された第4スイッチング素子と、を更に
有し、 前記読み出しスイッチ回路が導通状態にある期間に、該
第3および第4スイッチング素子が互いに独立した期間
に導通状態となり、該第1ホールド容量および該第2ホ
ールド容量の電圧がそれぞれ独立した1組の電圧として
該インピーダンス変換回路を介して該共通信号線に出力
される、請求項1に記載の増幅型固体撮像装置。
2. The first and second hold capacitors are connected to the vertical signal line via first and second switching elements, respectively, and the first hold capacitor and an input terminal of the impedance conversion circuit are connected to the vertical signal line. And a fourth switching element connected to the second hold capacitor and the input terminal of the impedance conversion circuit, wherein the read switch circuit is in a conductive state. The third and fourth switching elements are turned on in a period independent of each other, and the voltages of the first hold capacitor and the second hold capacitor are set as independent sets of voltages via the impedance conversion circuit. 2. The amplification type solid-state imaging device according to claim 1, wherein the signal is output to a common signal line.
【請求項3】 前記増幅型光電変換素子の信号電荷に対
応する電圧を該増幅型光電変換素子から読み出す信号読
み出し期間と、該増幅型光電変換素子の該信号電荷を排
出する排出期間と、該排出期間の後の無信号に対応する
電圧を読み出す無信号読み出し期間とが存在し、 前記第2スイッチング素子は、該信号読み出し期間に導
通状態となり、該増幅型光電変換素子からの該電圧は前
記第2ホールド容量に信号電圧として保持され、 前記第1スイッチング素子は、該無信号読み出し期間に
導通状態となり、該増幅型光電変換素子からの該電圧を
前記第1ホールド容量に無信号電圧として保持される、
請求項2に記載の増幅型固体撮像装置。
3. A signal reading period for reading a voltage corresponding to a signal charge of the amplification type photoelectric conversion element from the amplification type photoelectric conversion element, a discharge period for discharging the signal charge of the amplification type photoelectric conversion element, and There is a non-signal readout period for reading out a voltage corresponding to a no-signal after the discharge period, and the second switching element is in a conductive state during the signal readout period, and the voltage from the amplification type photoelectric conversion element is The second switching capacitor is held as a signal voltage, the first switching element is in a conductive state during the no-signal reading period, and the voltage from the amplifying photoelectric conversion element is held as a no-signal voltage in the first holding capacitor. Done,
The amplification type solid-state imaging device according to claim 2.
【請求項4】 前記増幅型光電変換素子からの前記電圧
を前記第1ホールド容量および前記第2ホールド容量に
保持する順序と、該第1ホールド容量および該第2ホー
ルド容量に保持された電圧をそれぞれ独立した1組の電
圧として前記インピーダンス変換回路を介して前記共通
信号線に出力する順序が互いに異なる請求項1から3の
いずれかに記載の増幅型固体撮像装置。
4. An order in which the voltage from the amplification type photoelectric conversion element is held in the first hold capacitor and the second hold capacitor, and the order in which the voltage held in the first hold capacitor and the second hold capacitor is changed. The amplification type solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 3, wherein the order of outputting the independent voltage to the common signal line via the impedance conversion circuit is different from each other.
【請求項5】 前記第3スイッチング素子が導通する期
間と、前記第4スイッチング素子が導通する期間とは、
互いに重ならないで連続し、該第3スイッチング素子が
導通する期間は、該第4スイッチング素子が導通する期
間よりも前である、請求項2から3のいずれかに記載の
増幅型固体撮像装置。
5. A period in which the third switching element conducts and a period in which the fourth switching element conducts,
4. The amplifying solid-state imaging device according to claim 2, wherein a period in which the third switching element is continuous without overlapping each other is earlier than a period in which the fourth switching element is conductive.
【請求項6】 前記インピーダンス変換回路の前記入力
端子に、第5スイッチング素子を介して接続されたリセ
ット電源をさらに有し、 前記第3スイッチング素子および前記第4スイッチング
素子が導通する前に、該第5スイッチング素子が導通状
態となり、該インピーダンス変換回路の該入力端子に基
準電位が印加される、請求項2から5のいずれかに記載
の増幅型固体撮像装置。
6. A reset power supply connected to the input terminal of the impedance conversion circuit via a fifth switching element, the reset power supply being connected before the third switching element and the fourth switching element are turned on. The amplifying solid-state imaging device according to claim 2, wherein the fifth switching element is turned on, and a reference potential is applied to the input terminal of the impedance conversion circuit.
【請求項7】 前記インピーダンス変換回路の前記入力
端子と前記リセット電源との間に、前記第5スイッチン
グ素子と並列接続された第6スイッチング素子をさらに
有し、 前記第3スイッチング素子が導通状態にある期間と、前
記第4スイッチング素子が導通状態にある期間の間に、
該第6スイッチング素子が導通する、請求項6に記載の
増幅型固体撮像装置。
7. A sixth switching element connected in parallel with the fifth switching element between the input terminal of the impedance conversion circuit and the reset power supply, wherein the third switching element is in a conductive state. Between a certain period and a period when the fourth switching element is in a conductive state,
7. The amplifying solid-state imaging device according to claim 6, wherein the sixth switching element conducts.
【請求項8】 前記共通信号線に接続された第1クラン
プ手段および第1サンプルホールド回路とを更に有し、 該第1クランプ手段は該共通信号線からの前記1組の電
圧のうちの前記第1ホールド容量の電圧をクランプし、 該第1サンプルホールド回路は、前記第2ホールド容量
の電圧をサンプルホールドし、 これにより該第1ホールド容量の電圧と該第2ホールド
容量の電圧との差に相当する電圧を出力する、請求項2
から7のいずれかに記載の増幅型固体撮像装置。
8. The semiconductor device further comprising first clamp means and a first sample hold circuit connected to the common signal line, wherein the first clamp means is configured to control the voltage of the set of voltages from the common signal line. Clamping the voltage of the first hold capacitor; the first sample and hold circuit samples and holds the voltage of the second hold capacitor, whereby the difference between the voltage of the first hold capacitor and the voltage of the second hold capacitor is determined. And outputting a voltage corresponding to
8. The amplification type solid-state imaging device according to any one of items 1 to 7.
【請求項9】 前記共通信号線に接続された第1および
第2サンプルホールド回路、および演算回路とをさらに
有し、 該第1サンプルホールド回路は前記共通信号線からの前
記1組の電圧のうちの前記第1ホールド容量の電圧をサ
ンプルホールドし、 該第2サンプルホールド回路は前記第2ホールド容量の
電圧をサンプルホールドし、 該演算回路は、該第1および第2サンプルホールド回路
によって保持されている電圧の差を出力する、請求項2
から7のいずれかに記載の増幅型固体撮像装置。
9. The semiconductor device further comprises first and second sample-and-hold circuits connected to the common signal line, and an arithmetic circuit, wherein the first sample-and-hold circuit detects the voltage of the set of voltages from the common signal line. The second sample-and-hold circuit samples and holds the voltage of the first hold capacitor, the second sample-hold circuit samples and holds the voltage of the second hold capacitor, and the arithmetic circuit is held by the first and second sample-hold circuits And outputting the difference between the applied voltages.
8. The amplification type solid-state imaging device according to any one of items 1 to 7.
【請求項10】 前記複数の増幅型光電変換素子は行列
状に配列されており、 前記第1ホールド容量および前記第2ホールド容量の電
圧をそれぞれ独立した1組の電圧として前記共通信号線
に出力する動作は、行方向に配列された該複数の増幅型
光電変換素子毎に行われ、各行毎に繰り返される、請求
項1から9のいずれかに記載の増幅型固体撮像装置。
10. The plurality of amplifying photoelectric conversion elements are arranged in a matrix, and output voltages of the first hold capacitor and the second hold capacitor as independent sets of voltages to the common signal line. The amplifying solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 9, wherein the operation of performing is performed for each of the plurality of amplifying photoelectric conversion elements arranged in a row direction and is repeated for each row.
【請求項11】 前記第1ホールド容量および前記第2
ホールド容量の電圧をそれぞれ独立した1組の電圧とし
て前記共通信号線に出力する動作は、各行について複数
回繰り返し行われる、請求項10に記載の増幅型固体撮
像装置。
11. The first hold capacitor and the second hold capacitor.
The amplification type solid-state imaging device according to claim 10, wherein the operation of outputting the voltage of the hold capacitance as a set of independent voltages to the common signal line is repeated a plurality of times for each row.
JP10119732A 1998-04-28 1998-04-28 Amplifier type solid-state image pickup device Withdrawn JPH11313256A (en)

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