TWI520605B - Solid-state imaging device - Google Patents

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Description

固體攝像裝置
本發明，係為有關於固體攝像裝置者。
在MOS型等之XY位址型等的固體攝像裝置中，一般而言，係進行有CDS(相關2重取樣)，其係從像素而讀出資料準位(包含有原本之訊號準位與雜訊準位之準位)和雜訊準位，並得到兩者間之差分。
在此種固體攝像裝置中，若是在將雜訊準位讀出時而入射有高亮度之光，則從像素所輸出之雜訊準位，係會成為在原本之雜訊準位上而加上了依據高亮度光所得之準位。其結果，在資料準位與雜訊準位之間，會變得沒有多少差異，在如同太陽一般之高亮度部分處，係會變黑。此現象，係被稱作黑太陽等。
為了防止此種現象，在下述專利文獻1所揭示之固體攝像裝置中，係在被供給有像素之輸出訊號的垂直訊號線處，設置有對於該垂直訊號線之電位而根據閘極電位來作限制之夾鉗電晶體(Clip transistor，亦有被稱作Clamp transistor的情況)。而，在夾鉗電晶體之閘極處，在雜訊準位之讀出時與資料準位之讀出時，係被供給相異之電位。藉由此，而將雜訊準位(重置訊號)限制在特定之電位。故而，由於係能夠在資料準位與雜訊準位之間，得到與入射光相對應之充分的差，因此，前述之現象係被防止。
然而，在固體攝像裝置中，除了將入射光作光電變換並產生對應於入射光之訊號的有效像素之外，亦被設置有產生黑基準準位之訊號的光學黑像素。光學黑像素，係為了對於畫面內之黑準位作修正而被使用。光學黑像素，例如，基本上係為與有效像素相同之構造，但是，係具備有將光二極體等之光電變換部作了遮光一般之構造、或者是從有效像素而將光電變換部作了除去一般之構造。光學黑像素區域，例如，係被配置在有效像素區域之上端或是下端與左端或是右端處。而，關於像素之讀出，對於光學黑像素與有效像素，均係完全相同地作處理。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2004-222273號公報
在除了有效像素以外而亦具備有光學黑像素的固體攝像裝置中，亦同樣的，為了防止黑太陽，係只要與專利文獻1之固體攝像裝置相同的而在垂直訊號線處設置夾鉗電晶體即可。此時，關於像素之讀出，只要依據於對於光學黑像素與有效像素而完全相同地進行處理一般之技術常識，則係成為不僅是在包含有有效像素之像素列的垂直訊號線處設置夾鉗電晶體，而亦在由光學黑像素所成之像素列的垂直訊號線處設置夾鉗電晶體。而後，係成為不僅是在包含有有效像素之像素行的讀出期間中，而亦在由光學黑像素所成之像素列的讀出期間中，在夾鉗電晶體之閘極處，於雜訊準位之讀出時與資料準位之讀出時而供給相異之電位。
如此這般，當在具備有光學黑像素之固體攝像裝置中而依據於技術常識來將夾鉗電晶體作了導入的情況時，只要在光學黑像素處沒有產生白缺陷(恆常輸出相當於亮訊號之準位的缺陷)，則並不會發生特別的問題。然而，經過本發明者之研究後的結果，係得知了：在如同前述一般而將夾鉗電晶體導入了的情況中，若是在光學黑像素中產生有白缺陷，則該白缺陷係會顯著化。其結果，固體攝像裝置之良率會降低，而無法避免成本之上升。關於此點，係於後而與比較例相關連地作詳述。
另外，光學黑像素若是為正常，則其之輸出係應該恆常成為黑準位。但是，在經驗上，係確認到，會有一定之機率而在光學黑像素處產生白缺陷。
本發明，係為有鑑於此種事態而進行者，其目的，係在於提供一種：不但能夠防止黑太陽，並且就算是在光學黑像素處產生有白缺陷，亦能對於其之顯著化作抑制，乃至能夠使良率提升之固體攝像裝置。
作為用以解決前述課題之手段，而提示下述之各形態。由第1形態所致之固體攝像裝置，其特徵為，具備有：(i)複數之像素，係包含有產生對應於入射光之訊號的有效像素以及產生黑基準準位之訊號的光學黑(optical black)像素，並被配置為2維；(ii)訊號線，係對應於前述像素之各列而被設置，並被供給有前述像素之輸出訊號；(iii)電晶體，係對應於各個的前述訊號線地被設置，並將前述訊號線之電位根據閘極電位來作限制；(iv)閘極電位供給部，係在與由前述光學黑像素所成之至少1個的像素列相對應之前述電晶體的閘極處，當進行從與該電晶體相對應之前述像素而來的雜訊準位之讀出時、和從與該電晶體相對應之前述像素而來的資料準位之讀出時，使電位成為一致地來作供給。
由第2形態所致之固體攝像裝置，係在前述第1形態中，具備有下述特徵：前述閘極電位供給部，係至少在特定動作模式下，而在與除了前述至少1個的像素列以外之像素列相對應的前述電晶體之閘極處，當進行從與該電晶體相對應之前述像素而來的雜訊準位之讀出時、和從與該電晶體相對應之前述像素而來的資料準位之讀出時，供給相異之電位。
由第3形態所致之固體攝像裝置，其特徵為，具備有：(i)複數之像素，係包含有產生對應於入射光之訊號的有效像素以及產生黑基準準位之訊號的光學黑(optical black)像素，並被配置為2維；(ii)訊號線，係對應於前述像素之各列而被設置，並被供給有前述像素之輸出訊號；(iii)電晶體，係對應於各個的前述訊號線地被設置，並將前述訊號線之電位根據閘極電位來作限制；(iv)閘極電位供給部，係在由前述光學黑像素所成之至少1個的像素行之讀出期間中，在前述各電晶體的閘極處，當進行從與該電晶體相對應之前述像素而來的雜訊準位之讀出時、和從與該電晶體相對應之前述像素而來的資料準位之讀出時，使電位成為一致地來作供給。
由第4形態所致之固體攝像裝置，係在前述第3形態中，具備有下述特徵：前述閘極電位供給部，係至少在特定動作模式下，而在除了前述至少1個的像素行以外之像素行的讀出期間中，於前述各電晶體之閘極處，當進行從與該電晶體相對應之前述像素而來的雜訊準位之讀出時、和從與該電晶體相對應之前述像素而來的資料準位之讀出時，供給相異之電位。
由第5形態所致之固體攝像裝置，其特徵為，具備有：(i)複數之像素，係包含有產生對應於入射光之訊號的有效像素以及產生黑基準準位之訊號的光學黑(optical black)像素，並被配置為2維；(ii)訊號線，係對應於前述複數之像素之各列而被設置，並被供給有前述像素之輸出訊號；(iii)電晶體，係對應於各個的前述訊號線地被設置，並將前述訊號線之電位根據閘極電位來作限制；(iv)閘極電位供給部，係在各個的前述電晶體之閘極處，供給閘極電位。前述閘極電位供給部，係至少在特定動作模式下，而在與由前述光學黑像素所成之至少1個的像素列相對應的前述電晶體之閘極處，當進行從與該電晶體相對應之前述像素而來的雜訊準位之讀出時、和從與該電晶體相對應之前述像素而來的資料準位之讀出時，使電位成為一致地來作供給。又，前述閘極電位供給部，係至少在前述特定動作模式下，而在由前述光學黑像素所成之至少1個的像素行之讀出期間中，在前述各電晶體的閘極處，當進行從與該電晶體相對應之前述像素而來的雜訊準位之讀出時、和從與該電晶體相對應之前述像素而來的資料準位之讀出時，使電位成為一致地來作供給。
由第6形態所致之固體攝像裝置，係在前述第5形態中，具備有下述特徵：(i)前述閘極電位供給部，係至少在前述特定動作模式下，而在與除了前述至少1個的像素列以外之像素列相對應的前述電晶體之閘極處，當進行從與該電晶體相對應之前述像素而來的雜訊準位之讀出時、和從與該電晶體相對應之前述像素而來的資料準位之讀出時，供給相異之電位，(ii)前述閘極電位供給部，係至少在前述特定動作模式下，而在除了前述至少1個的像素行以外之像素行的讀出期間中，於與除了前述至少1個的像素列以外之像素列相對應的前述電晶體之閘極處，當進行從與該電晶體相對應之前述像素而來的雜訊準位之讀出時、和資料準位之讀出時，供給相異之電位。
由第7形態所致之固體攝像裝置，其特徵為，具備有：(i)複數之像素，係包含有產生對應於入射光之訊號的有效像素以及產生黑基準準位之訊號的光學黑(optical black)像素，並被配置為2維；(ii)訊號線，係對應於前述像素之各列而被設置，並被供給有前述像素之輸出訊號；(iii)電晶體，係對應於各個的前述訊號線地被設置，並將前述訊號線之電位根據閘極電位來作限制；(iv)閘極電位供給部，係在從前述光學黑像素而讀出雜訊準位時、和讀出資料準位時，在與前述光學黑像素相對應地而被設置之前述電晶體的閘極處，使電位成為一致地來作供給。
由第8形態所致之固體攝像裝置，係在前述第1乃至第7之任一形態中，具備有下述特徵：係具備有：差分取得部，其係得到從各個的前述像素所讀出了的前述雜訊準位與前述資料準位之間的差分。
以下，針對由本發明所致之固體攝像裝置，參考圖面而作說明。
[第1實施形態]
圖1，係為對於本發明之第1實施形態所致的固體攝像裝置作展示之電路圖。本實施形態所致之固體攝像裝置，係作為CMOS型固體攝像裝置而被構成。
如圖1中所示一般，本實施形態所致之固體攝像裝置，係具備有：像素部1、和垂直掃描電路2、和水平掃描電路3、和垂直訊號線VL、和被與各垂直訊號線VL作了連接之定電流源4、和夾鉗電路5、和取樣保持部6、以及成為輸出放大器之差動放大器7。於此，像素部1，係由被配置為2維狀之複數的像素PX(於圖1中，係展示有4×4個的像素PX)所成。又，各垂直訊號線VL，係與像素PX之各列相對應地而被設置。在垂直訊號線VL處，係被供給有相對應之列的像素PX之輸出訊號。於圖1中，Vdd係為電源電位。當對於各垂直訊號線VL作區別的情況時，係將第n列之垂直訊號線以符號VLn來表示。
在以下之說明中，係將像素PX之數量設為4×4個來作說明，但是，不用說，係並非被限定於該數量。當對於各像素PX作區別的情況時，係將第m行第n列之像素以符號PXmn來表示。在本實施形態中，第1行之像素PX與第1列之像素PX(亦即是，PX11、PX12、PX13、PX14、PX21、PX31、PX41)，係成為產生黑基準準位之訊號的光學黑像素(以下，稱為「OB像素」)。又，在本實施形態中，剩餘之像素(PX22、PX23、PX24、PX32、PX33、PX34、PX42、PX43、PX44)，係成為對入射光進行光電變換並產生與入射光相對應之訊號的有效像素。另外，在圖1中，係將各像素PX中之OB像素以虛線10來作包圍。
在本實施形態中，各像素PX中的有效像素，係與一般性之CMOS型固體攝像裝置的像素相同地，而具備有光二極體PD、和浮動擴散(Floating Diffusion)FD、和放大電晶體AMP、和傳輸電晶體TX、和重置電晶體RST、以及選擇電晶體SBL。光二極體PD，係作為產生對應於入射光之訊號電荷並作積蓄的光電變換部而起作用。浮動擴散FD，係作為接收前述訊號電荷並將前述訊號電荷變換為電壓之電荷電壓變換部而起作用。放大電晶體AMP，係作為將對應於浮動擴散FD之電位的訊號作輸出之放大部而起作用。傳輸電晶體TX，係作為將電荷從光二極體PD而傳輸至浮動擴散FD處之電荷傳輸部而起作用。重置電晶體RST，係作為將浮動擴散FD之電位作重置的重置部而起作用。選擇電晶體SEL，係作為用以對該像素PX進行選擇之選擇部而起作用。又，在各像素中，光二極體PD、浮動擴散FD、放大電晶體AMP、傳輸電晶體TX、重置電晶體RST、選擇電晶體SEL，係如同圖1中所示一般地而被作連接。另外，在本實施形態中，像素PX之電晶體AMP、TX、RST、SEL，係全部為nMOS電晶體。各像素PX中之OB像素，除了光二極體PD係被作遮光一點之外，係與各像素PX中之有效像素具備有相同之構造。基本上，在OB像素中，例如，係亦可將光二極體PD除去。
各像素PX之傳輸電晶體TX的閘極，係在每一行處，被連接有將從垂直掃描電路2而來之對傳輸電晶體TX進行控制的控制訊號ΦTX供給至傳輸電晶體TX處之控制線。重置電晶體RST的閘極，係在每一行處，被連接有將從垂直掃描電路2而來之對重置電晶體RST進行控制的控制訊號ΦRST供給至重置電晶體RST處之控制線。選擇電晶體SEL的閘極，係在每一行處，被連接有將從垂直掃描電路2而來之對選擇電晶體SEL進行控制的控制訊號ΦSEL供給至選擇電晶體SEL處之控制線。當對於各控制訊號ΦTX而於每一行中作區別的情況時，第m行之控制訊號ΦTX，係以符號ΦTXm來作表示。在此點上，針對控制訊號ΦRST、ΦSEL，亦為相同。
各像素PX中之有效像素的光二極體PD，係產生對應於入射光之光量(被攝體光)的訊號電荷。各像素PX中之OB像素的光二極體PD，由於係並不會接收到入射光，因此，係並不產生對應於入射光之光量(被攝體光)的訊號電荷。各像素PX之傳輸電晶體TX，係在傳輸脈衝(控制訊號)ΦTX之高準位期間而成為ON，並將光二極體PD之電荷傳輸至浮動擴散FD處。重置電晶體RST，係在重置脈衝(控制訊號)ΦRST之高準位期間而成為ON，並將浮動擴散FD作重置。
各像素PX之放大電晶體AMP，其汲極係被連接於電源電位Vdd處，其閘極係被連接於浮動擴散FD處，其源極則係被連接於選擇電晶體SEL之汲極處。又，各像素PX之放大電晶體AMP，係構成以電晶體TD作為負載之源極隨耦電路。各電晶體TD，係構成定電流源4，並與各垂直訊號線VL相對應地而被設置。各電晶體TD之汲極，係與各垂直訊號線VL相連接，各電晶體TD之源極，係被作接地。各電晶體TD之閘極，係被作共通連接。在各電晶體TD之閘極處，係從偏壓電路BS而被賦予有一定之電壓。藉由此，定電流源4，係當對應於垂直訊號線VL之像素PX的選擇電晶體SEL被設為ON時，而在該垂直訊號線VL處流動電流。此電流，係為該像素PX之放大電晶體AMP的源極隨耦偏壓電流。
各像素PX之放大電晶體AMP，係因應於浮動擴散FD之電壓值，而經介於選擇電晶體SEL來將電壓輸出至垂直訊號線VL處。選擇電晶體SEL，係在選擇脈衝(控制訊號)ΦSEL之高準位期間時成為ON，並將放大電晶體AMP之源極連接於垂直訊號線VL處。
垂直掃描電路2，係接收從元件外而來之驅動脈衝(未圖示)，並對於像素PX之每一行，而分別輸出選擇脈衝ΦSEL、重置脈衝ΦRST以及傳輸脈衝ΦTX。又，水平掃描電路3，係接收從元件外而來之驅動脈衝(未圖示)，並對於每一列而輸出水平掃描訊號ΦH。當對於各水平掃描訊號ΦH而於每一列中作區別的情況時，第n列之水平掃描訊號，係以符號ΦHn來作表示。
取樣保持部6，係將與各垂直訊號線VL之訊號相對應了的訊號(在本實施形態中，係為各垂直訊號線VL之訊號，但是，例如，係亦可為將垂直訊號線VL之訊號藉由列放大器而作了放大後之訊號)，依據取樣控制訊號ΦMN、ΦMS來作取樣並作保持。又，取樣保持部6，係將該被保持了的訊號，根據水平掃描訊號ΦH而供給至水平訊號線HLN、HLS處。
取樣保持部6，係具備有：資料準位用積蓄電容CS以及雜訊準位用積蓄電容CN、和資料準位用取樣開關MS、和雜訊準位用取樣開關MN、和資料準位用水平傳輸開關HS、和雜訊準位用水平傳輸開關HN。資料準位用積蓄電容CS以及雜訊準位用積蓄電容CN，係與各垂直訊號線VL相對應地被設置。資料準位用取樣開關MS，係將從像素PX而來之資料準位(包含有原本之訊號準位與雜訊準位的準位)依據資料準位用取樣控制訊號ΦMS來積蓄在資料準位用積蓄電容CS中。雜訊準位用取樣開關MN，係將雜訊準位依據雜訊準位用取樣控制訊號ΦMN來積蓄在雜訊準位用積蓄電容CN中。資料準位用水平傳輸開關HS，係將被積蓄在資料準位用積蓄電容CS中之資料準位根據水平掃描訊號ΦH來供給至資料準位用水平訊號線HLS處。雜訊準位用水平傳輸開關HN，係將被積蓄在雜訊準位用積蓄電容CN中之雜訊準位根據水平掃描訊號ΦH來供給至雜訊準位用水平訊號線HLN處。在本實施形態中，係設置有用以將水平訊號線HLN、HLS分別以特定之時序來重置為特定電位之各電晶體(未圖示)。在本實施形態中，開關MS、MN、HS、HN，係全部為nMOS電晶體。
各資料準位用取樣開關MS之閘極，係被作共通連接。在各資料準位用取樣開關MS之閘極處，係被供給有資料準位用取樣控制訊號ΦMS。若是因應於資料準位用取樣控制訊號ΦMS而使資料準位用取樣開關MS成為ON，則垂直訊號線VL之資料準位，係被積蓄在相對應之資料準位用積蓄電容CS中。各雜訊準位用取樣開關MN之閘極，係被作共通運接。在各雜訊準位用取樣開關MN之閘極處，係被供給有雜訊準位用取樣控制訊號ΦMN。若是因應於雜訊準位用取樣控制訊號ΦMN而使雜訊準位用取樣開關MN成為ON，則垂直訊號線VL之雜訊準位，係被積蓄在相對應之雜訊準位用積蓄電容CN中。
於各列之每一者處，資料準位用水平傳輸開關HS以及雜訊準位用水平傳輸開關HN之閘極係被作共通運接。在資料準位用水平傳輸開關HS以及雜訊準位用水平傳輸開關HN之各閘極處，係從水平掃描電路3而被供給有相對應之列的水平掃描訊號ΦH。若是因應於各列之水平掃描訊號ΦH而使各列之水平傳輸開關HS、HN成為ON，則在相對應之列的資料準位用積蓄電容CS以及雜訊準位用積蓄電容CN處所分別被積蓄了的資料準位以及雜訊準位，係分別被輸出至資料準位用水平訊號線HLS以及雜訊準位用水平訊號線HLN處。而後，藉由差動放大器7來取得資料準位與雜訊準位之間的差分，並將該差分訊號從輸出端子8而輸出。藉由此，而實現相關2重取樣。從此差動放大器7來作為畫像訊號而得到將固定圖案雜訊等作了除去後之原本的訊號。另外，代替差動放大器7，亦可設為：設置將水平訊號線HLS、HLN之訊號分別作放大之2個的輸出放大器，並經由設置在元件外之差動放大器等，來取得2個的輸出放大器之輸出訊號的差分。
在本實施形態中，夾鉗電路5，係具備有：夾鉗電晶體CL、和切換電路SW、和配線11、12。夾鉗電晶體CL，係對應於各垂直訊號線VL地被設置，並將相對應之垂直訊號線VL的電位根據閘極電位來作限制。當對於各夾鉗電晶體CL而於每一列中作區別的情況時，第n列之夾鉗電晶體，係以符號CLn來作表示。各夾鉗電晶體CL之汲極，係被連接於電源電位Vdd處。各夾鉗電晶體CL之源極，係被連接於相對應之垂直訊號線VL處。在本實施形態中，各夾鉗電晶體CL，係為nMOS電晶體。
切換電路SW，係具備有：被連接於相對性而較高之特定電位Vclip_dark處的第1輸入部a，和被連接於相對性而較低之特定電位Vclip_light處的第2輸入部b、和接收對於切換電路SW之切換狀態作控制的切換控制訊號ΦCLIP之控制輸入部c、和輸出部d。當切換控制訊號ΦCLIP係為高準位的情況時，第1輸入部a與輸出部d之間係被作連接，另一方面，第2輸入部b與輸出部d之間，係被開放。藉由此，在輸出部d處係成為出現有特定電位clip_dark。相反的，當切換控制訊號ΦCLIP係為低準位的情況時，第1輸入部a與輸出部d之間，係被開放，另一方面，第2輸入部b與輸出部d之間係被作連接。藉由此，在輸出部d處係成為出現有特定電位clip_light。切換控制訊號ΦCLIP，係成為從元件外之控制部(未圖示)而被作供給。
在本實施形態中，與由OB像素所成之像素列(第1列之像素列)相對應的第1列之夾鉗電晶體CL1的閘極，係經由配線11，而恆常被與特定電位Vclip_dark相連接。另一方面，與其他之像素列(第2列～第4列之像素列)相對應的第2列～第4列之夾鉗電晶體CL2～CL4的閘極，係經由配線12，而被與切換電路SW之輸出部d相連接。在本實施形態中，係經由配線11、12以及切換電路SW，而構成將閘極電位供給至夾鉗電晶體CL1～CL4處之閘極電位供給部。
在本實施形態中，經由使放大電晶體AMP以及選擇電晶體SEL身為nMOS電晶體一事等等，從有效像素而被讀出至垂直訊號線VL處的資料準位，當對於該有效像素處之入射光越強時，則變得越低。若是在夾鉗電晶體CL之閘極處被施加有特定電位clip_dark，則相對應之垂直訊號線VL的電位，係被限制於與特定電位clip_dark相對應之電位。若是在夾鉗電晶體CL之閘極處被施加有特定電位clip_light，則相對應之垂直訊號線VL的電位，係被限制於與特定電位clip_light相對應之電位。特定電位clip_dark，係被設定為與適合於防止黑太陽之產生的垂直訊號線電位(為了便於說明，稱作「黑太陽防止用電位」)相對應之電位。
另一方面，特定電位clip_light，係以使垂直訊號線VL之準位不會降低到會使定電流源4之電晶體TD被OFF一般的低電位的方式而被作限制，並且以能夠盡可能地變化至更低之電位的方式，而被作設定。藉由以使垂直訊號線VL之電位不會降低到會使定電流源4之電晶體TD被OFF一般的低電位的方式而作限制，就算是在對於有效像素之入射光為強的情況時，亦不會有使定電流源4之電晶體TD成為OFF的情況。故而，由於定電流源4所導致之各垂直訊號線VL的電流值之變動，係被抑制在最小限度。因此，由於就算是在對於高亮度被攝體進行攝像的情況時，像素電流源之電流值的變動亦被作抑制，故而，能夠得到對於伴隨著元件之消耗電流值的不穩定所導致的畫像之不穩定作抑制之效果(稱作「不穩定抑制效果」)。基本上，在本發明中，係並非一定需要得到不穩定抑制效果。當並不需要得到不穩定抑制效果的情況時，例如，在切換電路SW之第2輸入部b處，代替於連接特定電位clip_light，亦可連接接地電位。在此點上，針對後述之實施形態，亦為相同。另外，在說明的便利上，係將與特定電位clip_light相對應的垂直訊號線電位，稱作「電流值變動抑制用電位」。如同由前述之說明而可理解一般，在本實施形態中，電流值變動抑制用電位，係較黑太陽防止用電位更低。
圖2，係為對於本實施形態所致之固體攝像裝置的連續攝像模式時之讀出動作的其中一例作展示之時序圖。於此，連續攝像動作模式，係指在所謂的即時預覽(liveview)模式或者是動畫攝像模式等之在固體攝像裝置處連續性地入射有入射光之狀態(例如，當具備有機械性快門的情況時，係為將機械性快門維持在開啟的狀態)下，而藉由電子快門動作來反覆進行攝像之模式。連續攝像模式，係為與在每一次之攝像中而將機械性快門作開閉之所謂的單次攝像模式作對比者。
在本實施形態中，在連續攝像模式時，於機械性快門被開啟了的狀態下，而反覆進行從第1行起直到第4行為止而一次1行的依序作選擇之動作，針對各1行，係依序進行相同之動作。藉由此，1畫像之攝像係依序被反覆進行。圖2，係展示有當第3行之像素PX被作了選擇時之情況，以及其之前後的狀態。在以下之說明中，當參考圖2時，請視作m=3。
在第m行之像素PX並未被選擇的期間中，第m行之選擇脈衝ΦSELm係成為低準位，而第m行之重置脈衝ΦRSTm係成為高準位。
當第m行之像素PX被選擇的期間(第m行選擇期間，亦即是，第m行之像素PX的讀出期間)中，藉由垂直掃描電路2，第m行之像素PX係被作選擇，第m行之重置脈衝ΦRSTm係變化為低準位，而第m行之重置電晶體RST係成為OFF。又，在第m行選擇期間中，第m行之選擇脈衝ΦSELm係變化為高準位，第m行之選擇電晶體SELm係成為OFF。藉由第m行之選擇電晶體SEL的成為ON，第m行之放大電晶體AMP的源極係被連接於垂直訊號線VL處。而後，第m行之放大電晶體AMP，係經由定電流源4而作為源極隨耦電路而動作。
第m行選擇期間，係被區分為垂直傳輸期間與其後之水平傳輸期間(水平掃描期間)。垂直傳輸期間，係被區分為雜訊準位傳輸期間與其後之資料準位傳輸期間。
在第m行選擇期間中之雜訊準位傳輸期間中，第m行之選擇電晶體SEL係成為ON，同時，第m行之重置電晶體RST係成為OFF，藉由此，第m行之像素PX的放大電晶體AMP之閘極電壓，係成為浮動狀態。藉由此，第m行之像素PX的重置準位係作為雜訊準位而出現在垂直訊號線VL處。此時，在雜訊準位傳輸期間之大部分的期間中，雜訊準位用取樣脈衝(控制訊號)ΦMN係變化為高準位，而雜訊準位用取樣開關MN係成為ON。藉由此，第m行之像素PX的雜訊準位，係被積蓄在雜訊準位用積蓄電容CN中。此動作，係對於第m行之各列的像素PX而同時平行地實行。
接下來，在第m行選擇期間中之資料準位傳輸期間之大部分的期間中，資料準位用取樣脈衝(控制訊號)ΦMS係變化為高準位，而資料準位用取樣開關MS係成為ON。又，在第m行選擇期間中之資料準位傳輸期間中的前側期間中，第m行之傳輸脈衝ΦTXm係變化為高準位，第m行之傳輸電晶體TX係成為ON。藉由第m行之傳輸電晶體TX的成為ON，第m行之像素PX的光二極體PD之電荷，係被傳輸至相對應的浮動擴散FD處。此時，當該像素PX係為有效像素的情況時，藉由光二極體PD而被作光電變換並被積蓄了的訊號電荷，係被傳輸至相對應之浮動擴散FD處。另一方面，當該像素PX係為OB像素的情況時，在光二極體PD中所存在之電荷(暗電流成分)，係被傳輸至相對應之浮動擴散FD處。經由此，浮動擴散FD之電壓，係成為與被傳輸而來之電荷量相對應的電壓，此電壓，係被施加於放大電晶體AMP之閘極電極處。其結果，包含有第m行之像素PX的光資訊(有效像素的情況)或者是黑準位基準資訊(OB像素的情況)之資料準位，係出現在垂直訊號線VL處。此時，由於資料準位用取樣開關MS係為ON，因此，第m行之像素PX的資料準位，係被積蓄在資料準位用積蓄電容CS中。此動作，係對於第m行之各列的像素PX而同時平行地實行。
如此這般，在垂直傳輸期間中，係進行有第m行之像素PX的輸出訊號之取樣。此時，在各列之每一者中，在雜訊準位用積蓄電容CN處，係被積蓄有第m行之像素PX的雜訊準位，在資料準位用積蓄電容CS處，係被積蓄有第m行之像素PX的資料準位。
在第m行選擇期間中之水平傳輸期間中，經由以從水平掃描電路3而來之水平掃描訊號ΦH所進行的水平掃描，雜訊準位用水平傳輸開關HN以及資料準位用水平傳輸開關HS，係在與各垂直訊號線VL相對應者的每一者處而依序被設為ON。藉由此，在積蓄電容CN、CS中所分別被積蓄了的雜訊準位以及資料準位，係在與各垂直訊號線VL相對應者之每一者處，而依序分別被讀出至雜訊準位用水平訊號線HLN以及資料準位用水平訊號線HLS處。而後，藉由差動放大器7來取得該些之間的差分，並將該差分訊號從輸出端子8而輸出。前述差分訊號，係為將固定圖案雜訊等作了除去之原本的像素訊號或是黑準位基準訊號。
接著，開始第m+1行選擇期間，並針對第m+1行而進行與對於第m行所進行者相同之動作，其後，亦反覆進行同樣之動作。
但是，在本實施形態中，在任意之行的選擇期間中，均係僅在雜訊準位傳輸期間中而使切換控制訊號ΦCLIP成為高準位，並藉由切換電路SW而對於第2列～第4列之夾鉗電晶體CL2～CL4的閘極供給特定電位clip_dark。又，在資料準位傳輸期間以及水平傳輸期間中，切換控制訊號ΦCLIP被設為低準位，並藉由切換電路SW而對於第2列～第4列之夾鉗電晶體CL2～CL4的閘極供給特定電位clip_light。另一方面，在第1列之夾鉗電晶體CL1的閘極處，係經由配線11，而無關於切換控制訊號ΦCLIP地在全期間中均恆常供給特定電位clip_light。
故而，對於所有的有效像素PX22、PX23、PX24、PX32、PX33、PX34、PX42、PX43、PX44，在該有效像素PX之雜訊準位傳輸期間中(乃至從該有效像素PX而來之雜訊準位讀出時)，在與該有效像素PX相對應之夾鉗電晶體CL的閘極處，係被供給有特定電位clip-dark。又，在該有效像素PX之資料準位傳輸期間中(乃至從該有效像素PX而來之資料準位讀出時)，在與該有效像素PX相對應之夾鉗電晶體CL的閘極處，係被供給有特定電位clip-light。因此，對於所有的有效像素PX22、PX23、PX24、PX32、PX33、PX34、PX42、PX43、PX44，藉由將雜訊準位限制在黑太陽防止用電位，而能夠防止黑太陽，並且，藉由將資料準位限制在電流值變動抑制用電位，能夠得到不穩定抑制效果。
又，對於第1列之OB像素PX11、PX21、PX31、PX41，在該OB像素PX之雜訊準位傳輸期間中(乃至從該OB像素PX而來之雜訊準位讀出時)，以及在該OB像素PX之資料準位傳輸期間中(乃至從該OB像素PX而來之資料準位讀出時)，在與該OB像素PX相對應之夾鉗電晶體CL1的閘極處，均係被供給有特定電位clip-dark。故而，對於第1列之OB像素PX11、PX21、PX31、PX41，雜訊準位與資料準位均係成為被限制在黑太陽防止用電位。
對於第1列之OB像素PX11、PX21、PX31、PX41，若是該OB像素PX係為正常，則該OB像素PX所輸出之雜訊準位與資料準位均係成為相當於暗訊號之準位。此相當於暗訊號之準位，由於係並未到達黑太陽防止用電位，因此，並不會受到由夾鉗電晶體CL1所致的電位限制，雜訊準位與資料準位均係成為同一準位。另一方面，對於第1列之OB像素PX11、PX21、PX31、PX41，若是該OB像素PX係為故障而產生有白缺陷(恆常輸出有相當於明訊號之準位的缺陷)，則會受到由夾鉗電晶體CL1所致之電位限制。藉由此，雜訊準位與資料準位均係成為黑太陽防止用電位，雜訊準位與資料準位均係成為同一準位。如此這般，對於第1列之OB像素PX11、PX21、PX31、PX41，不論該OB像素PX係為正常或是為故障並產生有白缺陷，雜訊準位與資料準位均係成為同一準位，因此，取得了兩者之差分的差分訊號，係成為0。
故而，對於第1列之OB像素PX11、PX21、PX31、PX41，就算是在該OB像素PX處產生有白缺陷，其亦不會顯著化，對於所得到之畫像，係並不會造成任何之影響。
又，針對第1行之OB像素PX12、PX13、PX14，在該OB像素PX之雜訊準位傳輸期間中，在與該OB像素PX相對應之夾鉗電晶體CL的閘極處，係被供給有特定電位clip_dark。又，在該OB像素PX之資料準位傳輸期間中，在與該OB像素PX相對應之夾鉗電晶體CL的閘極處，係被供給有特定電位clip-light。故而，對於第1行之OB像素PX12、PX13、PX14，雜訊準位係被限制為黑太陽防止用電位，另一方面，資料準位係成為被限制在電流值變動抑制用電位。
對於第1行之OB像素PX12、PX13、PX14，若是該OB像素PX係為正常，則該OB像素PX所輸出之雜訊準位與均係成為相當於暗訊號之準位。此相當於暗訊號之準位，由於係並未到達黑太陽防止用電位，且亦未到達電流值變動抑制用電位，因此，並不會受到由所對應之夾鉗電晶體CL所致的電位限制，雜訊準位與資料準位均係成為同一準位。但是，對於第1行之OB像素PX12、PX13、PX14，若是該OB像素PX係為故障而產生有白缺陷，則雜訊準位以及資料準位係會分別受到夾鉗電晶體CL之由相異的閘極電位所致之電位限制。藉由此，雜訊準位係成為黑太陽防止用電位，另一方面，資料準位係成為電流值變動抑制用電位，而相互成為相異之準位。故而，對於第1行之OB像素PX12、PX13、PX14，若是該OB像素PX係為正常，則取得了雜訊準位與資料準位之間的差分之差分訊號，係成為0，但是，若是在該OB像素PX處產生有白缺陷，則取得了雜訊準位與資料準位之間的差分之差分訊號，係並不會成為0。
故而，對於第1行之OB像素PX12、PX13、PX14，若是在該OB像素PX處產生有白缺陷，則其係會顯著化，而所得到之畫像的畫質係會降低。
另外，在由本實施形態所致之固體攝像裝置的單次攝影模式時，在每一次的攝像中，機械性快門係被作開閉，在機械性快門暫時作開啟並作了關閉後，從第1行起至第4行為止，係被進行有與前述之連續攝像模式時相同的讀出動作。但是，在單次攝影模式時，切換控制訊號ΦCLIP係恆常被設為高準位，對於第2列～第4列之夾鉗電晶體CL2～CL3的閘極，係恆常供給特定電位clip_light。
於此，針對被與由本實施形態所致之固體攝像裝置作比較的由比較例所致之固體攝像裝置進行說明。圖3，係為對於此由比較例所致之固體攝像裝置作展示的作展示的電路圖，並為與圖1相對應。於圖3中，對於與圖1中之要素相同或者是相對應之要素，係附加相同之符號，並省略其之重複說明。
此由比較例所致之固體攝像裝置，與前述之由第1實施形態所致的固體攝像裝置之相異處，係僅在於：將配線11作了除去之點、以及在與由OB像素所成之像素列(第1列之像素列)相對應的第1列之夾鉗電晶體CL1的閘極處，係與其他之列的夾鉗電晶體CL2～CL4相同地而經由配線12來與切換電路SW之輸出部d相連接之點。此由比較例所致之固體攝像裝置的連續攝像模式時之讀出動作的時序圖，係與前述第1固體攝像裝置之連續攝像模式時的讀出動作之時序圖(圖2)相同。
此比較例，關於像素PX之讀出，係成為依據於對OB像素與有效像素均完全相同地作處理一般之技術常識者。
在此比較例中，與前述第1實施形態相異，在連續攝像模式時，針對第1列之OB像素PX11、PX21、PX31、PX41，係亦與第1行之OB像素PX12、PX13、PX14相同的，在該OB像素PX之雜訊準位傳輸期間中，在與該OB像素PX相對應之夾鉗電晶體CL的閘極處，係被供給有特定電位clip_dark。又，在比較例之連續攝像模式中，於該OB像素PX之資料準位傳輸期間中，在與該OB像素PX相對應之夾鉗電晶體CL的閘極處，係被供給有特定電位clip-light。
故而，在此比較例中，與前述第1實施形態相異，針對第1列之OB像素PX11、PX21、PX31、PX41，係亦與第1行之OB像素PX12、PX13、PX14相同的，若是在該OB像素PX處產生有白缺陷，則其係會顯著化，而所得到之畫像的畫質會降低。
因此，若藉由此比較例，則若是在第1列之OB像素PX11、PX21、PX31、PX41的任一者處產生有白缺陷，則該固體攝像裝置會成為不良品，而良率會降低。
相對於此，在前述第1實施形態中，係如同前述一般，針對第1列之OB像素PX11、PX21、PX31、PX41，不論是在該OB像素PX之雜訊準位傳輸期間中或是該OB像素PX之資料準位傳輸期間中，在與該OB像素PX相對應之夾鉗電晶體CL1的閘極處，均係同樣地被供給有特定電位clip-dark。故而，就算是在該OB像素PX處產生有白缺陷，其亦並不會顯著化，對於所得到之畫像，係並不會造成任何之影響。
因此，若藉由前述第1實施形態，則就算是在第1列之OB像素PX11、PX21、PX31、PX41的任一者處產生有白缺陷，該固體攝像裝置亦並不會成為不良品，而良率係提升。
如此這般，若藉由本實施形態，則相較於前述比較例，由於係能夠將白缺陷會成為顯著化的OB像素PX之數量降低，因此，相較於前述比較例，係能夠將良率提升。
又，本實施形態與前述比較例間之電路上的差異，由於係僅在於相對於第1列之夾鉗電晶體CL1的閘極之配線的變更，因此，係並不需要特別的追加電路。故而，本實施形態，相較於前述比較例，係並不會有成本上升的情況。
另外，本實施形態，雖係為OB像素列為1列之例子，但是，當OB像素列為2列以上的情況時，係亦可將與全部的OB像素列相對應之夾鉗電晶體CL的閘極，經由配線來恆常與特定電位Vclip_dark相連接。或者是，亦可將與一部份之OB像素列相對應的夾鉗電晶體CL之閘極經由配線來恆常與特定電位Vclip_dark相連接，並將與剩餘之OB像素列相對應的夾鉗電晶體CL之閘極與切換電路SW之輸出部d相連接。
[第2實施形態]
圖4，係為對於本發明之第2實施形態所致的固體攝像裝置之連續攝像模式時之讀出動作作展示之時序圖。圖4，係展示有當第1行之像素PX被作了選擇時之情況，以及其之前後的狀態。於圖4中，對於與圖2中之要素相同或者是相對應之要素，係附加相同之符號，並省略其之重複說明。
本發明之第2實施形態所致的固體攝像裝置之電路圖，由於係與前述由比較例所致之固體攝像裝置的電路圖(圖3)相同，故係省略該圖示。
由本實施形態所致之固體攝像裝置，與前述由比較例所致之固體攝像裝置，其相異之處，係僅在於下述之點。在前述比較例中，於連續攝像模式時，並不僅是在第2行～第4行之選擇期間中，就算是在第1行之選擇期間中，亦係僅在雜訊準位傳輸期間中而使切換控制訊號ΦCLIP成為高準位，並藉由切換電路SW而對於第1列～第4列之夾鉗電晶體CL1～CL4的閘極供給特定電位clip_dark。又，在前述比較例中，在資料準位傳輸期間以及水平傳輸期間中，切換控制訊號ΦCLIP係被設為低準位，並藉由切換電路SW而對於第1列～第4列之夾鉗電晶體CL1～CL4的閘極供給特定電位clip_light。
相對於此，在本實施形態中，於連續攝像模式時，與第2行～第4行之選擇期間相異地，在第1行之選擇期間中，係在雜訊準位傳輸期間以及資料準位傳輸期間之兩期間中，而使切換控制訊號ΦCLIP成為高準位，並藉由切換電路SW而對於第1列～第4列之夾鉗電晶體CLI～CL4的閘極供給特定電位clip_dark。又，在本實施形態中，在水平傳輸期間中，切換控制訊號ΦCLIP係被設為低準位，並藉由切換電路SW而對於第1列～第4列之夾鉗電晶體CL1～CL4的閘極供給特定電位clip_light。
故而，在前述比較例中，於連續攝像模式時，對於第1行之OB像素PX11、PX12、PX13、PX14，雜訊準位係被限制為黑太陽防止用電位，另一方面，資料準位係被限制為電流值變動抑制用電位。因此，在前述比較例中，若是該OB像素故障並產生有白缺陷，則雜訊準位與資料準位係成為相異，藉由此，該白缺陷係會顯著化，所得到之畫像的畫質係會降低。
相對於此，在本實施形態中，對於第1行之OB像素PX11、PX12、PX13、PX14，雜訊準位與資料準位均係成為被限制在黑太陽防止用電位。因此，在本實施形態中，若是該OB像素故障並產生有白缺陷，則雜訊準位與資料準位均係成為黑太陽防止用電位，雜訊準位與資料準位均係成為同一準位。藉由此，該白缺陷係並不會顯著化，對於所得到之畫像，係並不會造成任何之影響。
故而，在前述比較例中，若是在第1行之OB像素PX11、PX12、PX13、PX14的任一者處產生有白缺陷，則該固體攝像裝置會成為不良品，而良率會降低。相對於此，在本實施形態中，就算是在第1行之OB像素PX11、PX12、PX13、PX14的任一者處產生有白缺陷，該固體攝像裝置亦並不會成為不良品，而良率係提升。
如此這般，就算是藉由本實施形態，相較於前述比較例，由於係能夠將白缺陷會成為顯著化的OB像素PX之數量降低，因此，相較於前述比較例，係能夠將良率提升。
另外，本實施形態，雖係為OB像素行為1行之例子，但是，當OB像素列為2行以上的情況時，在連續攝像模式時，係亦可於全部的OB像素行之選擇期間中，在雜訊準位傳輸期間與資料準位傳輸期間之兩期間中而將切換控制訊號ΦCLIP設為高準位。或者是，在一部份的OB像素行之選擇期間中，於雜訊準位傳輸期間以及資料準位傳輸期間之兩期間中而將切換控制訊號ΦCLIP設為高準位，並在剩餘的OB像素行之選擇期間中，於雜訊準位傳輸期間中而將切換控制訊號ΦCLIP設為高準位，並且在資料準位傳輸期間中而將切換控制訊號ΦCLIP設為低準位。
[第3實施形態]
本發明之第3實施形態所致的固體攝像裝置之電路圖，由於係與前述由第1實施形態所致之固體攝像裝置的電路圖(圖1)相同，故係省略該圖示。又，由本實施形態所致之固體攝像裝置的連續攝像模式時之讀出動作的時序圖，由於係與前述第2固體攝像裝置之連續攝像模式時的讀出動作之時序圖(圖4)相同，故係省略其圖示。
由本實施形態所致之固體攝像裝置，與前述由第1實施形態所致之固體攝像裝置，其相異之處，係僅在於下述之點。在前述第1實施形態中，於連續攝像模式時，並不僅是在第2行～第4行之選擇期間中，就算是在第1行之選擇期間中，亦係僅在雜訊準位傳輸期間中而使切換控制訊號ΦCLIP成為高準位，並藉由切換電路SW而對於第2列～第4列之夾鉗電晶體CL2～CL4的閘極供給特定電位clip_dark。又，在前述第1實施形態中，在資料準位傳輸期間以及水平傳輸期間中，切換控制訊號ΦCLIP被設為低準位，並藉由切換電路SW而對於第2列～第4列之夾鉗電晶體CL2～CL4的閘極供給特定電位clip_light。相對於此，在本實施形態中，於連續攝像模式時，與第2行～第4行之選擇期間相異地，在第1行之選擇期間中，係在雜訊準位傳輸期間以及資料準位傳輸期間之兩期間中，而使切換控制訊號ΦCLIP成為高準位，並藉由切換電路SW而對於第2列～第4列之夾鉗電晶體CL2～CL4的閘極供給特定電位clip_dark。又，在本實施形態中，在水平傳輸期間中，切換控制訊號ΦCLIP係被設為低準位，並藉由切換電路SW而對於第2列～第4列之夾鉗電晶體CL2～CL4的閘極供給特定電位clip_light。
故而，在前述第1實施形態中，於連續攝像模式時，對於第1行之OB像素PX12、PX13、PX14，雜訊準位係被限制為黑太陽防止用電位，另一方面，資料準位係被限制為電流值變動抑制用電位。因此，若是該OB像素故障並產生有白缺陷，則雜訊準位與資料準位係成為相異，藉由此，該白缺陷係會顯著化，所得到之畫像的畫質係會降低。相對於此，在本實施形態中，對於第1行之OB像素PX12、PX13、PX14，雜訊準位與資料準位均係成為被限制在黑太陽防止用電位。因此，若是該OB像素故障並產生有白缺陷，則雜訊準位與資料準位均係成為黑太陽防止用電位，雜訊準位與資料準位均係成為同一準位。藉由此，該白缺陷係並不會顯著化，對於所得到之畫像，係並不會造成任何之影響。
故而，在前述第1實施形態中，若是在第1行之OB像素PX12、PX13、PX14的任一者處產生有白缺陷，則該固體攝像裝置會成為不良品。相對於此，在本實施形態中，就算是在第1行之OB像素PX12、PX13、PX14的任一者處產生有白缺陷，該固體攝像裝置亦並不會成為不良品。當然，就算是藉由本實施形態，亦係與前述第1實施形態相同的，就算是在第1列之OB像素PX11、PX21、PX31、PX41的任一者處產生有白缺陷，該固體攝像裝置亦並不會成為不良品。
故而，若藉由本實施形態，則不僅是相較於比較例，就算是相較於前述第1實施形態，亦能夠將白缺陷會成為顯著化的OB像素PX之數量降低，而能夠將良率更進一步地提升。
另外，本實施形態，係舉出OB像素列為1列並且OB像素行為1行的例子，但是，係並不被限定於此。當OB像素列為2列以上的情況時，係亦可將與全部的OB像素列相對應之夾鉗電晶體CL的閘極，經由配線來恆常與特定電位Vclip_dark相連接。或者是，亦可將與一部份之OB像素列相對應的夾鉗電晶體CL之閘極經由配線來恆常與特定電位Vclip_dark相連接，並將與剩餘之OB像素列相對應的夾鉗電晶體CL之閘極與切換電路SW之輸出部d相連接。又，當OB像素列為2行以上的情況時，在連續攝像模式時，係亦可於全部的OB像素行之選擇期間中，在雜訊準位傳輸期間與資料準位傳輸期間之兩期間中而將切換控制訊號ΦCLIP設為高準位。或者是，在一部份的OB像素行之選擇期間中，於雜訊準位傳輸期間以及資料準位傳輸期間之兩期間中而將切換控制訊號ΦCLIP設為高準位，並在剩餘的OB像素行之選擇期間中，於雜訊準位傳輸期間中而將切換控制訊號ΦCLIP設為高準位，並且在資料準位傳輸期間中而將切換控制訊號ΦCLIP設為低準位。
[實施形態之補充事項]
以上，雖係針對本發明之各實施形態而作了說明，但是，本發明係並不被限定為此些之實施形態。例如，搭載有由本發明所致之固體攝像裝置的攝像機，係並不被限定於可進行即時預覽模式或是動畫攝像模式之兩者的數位相機，而亦可為專門用來進行動畫攝像之視訊攝像機等。
又，在上述之各實施形態中，閘極電位供給部，係在由光學黑像素所成之像素行/像素列的讀出期間中，在夾鉗電晶體的閘極處，當進行從與該夾鉗電晶體相對應之光學黑像素而來的雜訊準位之讀出時、和資料準位之讀出時，供給相同之電位(clip_dark)。但是，於本發明中，在由光學黑像素而來的雜訊準位之讀出時所供給的電位、和在由光學黑像素而來的資料準位之讀出時所供給的電位，係並不需要為完全相同。亦即是，將在由光學黑像素而來的雜訊準位之讀出時所供給的電位、和由光學黑像素而來的資料準位之讀出時所供給的電位，於容許誤差之範圍內而設為相異之值的構成，當然亦包含在本發明之中。
另外，在上述之各實施形態中，例如，係亦可在切換電路SW處，設置將相較於Vclip_dark而在容許誤差的範圍內有些許相異之電位作供給之接點。而後，經由切換電路SW之切換，而將在由光學黑像素而來的雜訊準位之讀出時所供給的電位、和在由光學黑像素而來的資料準位之讀出時所供給的電位，於容許誤差之範圍內而設為相異之值(對於此情況之圖示係省略)。
藉由以上之詳細說明，本發明之實施形態的特徵點以及優點應係成為明瞭。此係代表，申請專利範圍，在不脫離其之精神以及權利範圍的範圍內，係及於前述一般之實施形態的特徵點以及優點。又，若是在該技術領域中而具備有通常知識者，則應可容易地思及各種的改良以及變更，具備有發明性之實施形態的範圍，係並非被限定於前述之實施形態，而亦可為由被包含在實施形態所揭示之範圍中的適當之改良物以及均等物所致者。
PX．．．像素
VL．．．垂直訊號線
CL．．．夾鉗電晶體
SW．．．切換電路
5．．．夾鉗電路
11、12．．．配線
[圖1]對於本發明之第1實施形態所致的固體攝像裝置作展示之電路圖。
[圖2]對於本發明之第1實施形態所致的固體攝像裝置之連續攝像模式時之讀出動作作展示之時序圖。
[圖3]對於由比較例所致之固體攝像裝置作展示的電路圖。
[圖4]對於本發明之第2實施形態所致的固體攝像裝置之連續攝像模式時之讀出動作作展示之時序圖。
1．．．像素部
2．．．垂直掃描電路
3．．．水平掃描電路
4．．．定電流源
5．．．夾鉗電路
6．．．取樣保持部
7．．．差動放大器
8．．．輸出端子
10．．．虛線
PX．．．像素
PD．．．光二極體
TX．．．傳輸電晶體
FD．．．浮動擴散
VL．．．垂直訊號線
Vdd．．．電源電位
SEL．．．選擇電晶體
ΦRST、ΦSEL、ΦTX．．．控制訊號
ΦH．．．水平掃描訊號
HLN、HLS．．．水平訊號線
ΦMN．．．雜訊準位用取樣控制訊號
ΦMS．．．資料準位用取樣控制訊號
RST．．．重置電晶體
AMP．．．放大電晶體
TD．．．電晶體
BS．．．偏壓電路
CL．．．夾鉗電晶體
CS．．．資料準位用積蓄電容
CN．．．雜訊準位用積蓄電容
MS．．．資料準位用取樣開關
MN．．．雜訊準位用取樣開關
HS．．．資料準位用水平傳輸開關
HN．．．雜訊準位用水平傳輸開關
SW．．．切換電路
Vclip_dark、Vclip_light．．．電位
ΦCLIP．．．切換控制訊號
a．．．第1輸入部
b．．．第2輸入部
d．．．輸出部

Claims (10)

  1. 一種固體攝像裝置，其特徵為，具備有：複數之像素，係包含有產生對應於入射光之訊號的有效像素以及產生黑基準準位之訊號的光學黑(optical black)像素，並被配置為2維；和訊號線，係對應於前述像素之各列而被設置，並從前述像素而被供給有雜訊準位之輸出訊號和資料準位之輸出訊號；和電晶體，係被設置於前述訊號線，並將前述訊號線之電位根據閘極電位來作限制；和閘極電位供給部，係在被設置於由前述光學黑像素所成之至少1個的像素列之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位和讀出前述資料準位時，供給第1電位，並在被設置於除了前述至少1個的像素列以外之像素列之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位時，供給前述第1電位，並當從前述像素而讀出前述資料準位時，供給與前述第1電位相異之第2電位。
  2. 一種固體攝像裝置，其特徵為，具備有：複數之像素，係包含有產生對應於入射光之訊號的有效像素以及產生黑基準準位之訊號的光學黑(optical black)像素，並被配置為2維；和訊號線，係對應於前述像素之各列而被設置，並從前 述像素而被供給有雜訊準位之輸出訊號和資料準位之輸出訊號；和電晶體，係被設置於前述訊號線，並將前述訊號線之電位根據閘極電位來作限制；和閘極電位供給部，係在被設置於與由前述光學黑像素所成之至少1個的像素行相對應之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位和讀出前述資料準位時，供給第1電位，並在被設置於與除了前述至少1個的像素行以外之像素行相對應之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位時，供給前述第1電位，並當從前述像素而讀出前述資料準位時，供給與前述第1電位相異之第2電位。
  3. 一種固體攝像裝置，其特徵為，具備有：複數之像素，係包含有產生對應於入射光之訊號的有效像素以及產生黑基準準位之訊號的光學黑(optical black)像素，並被配置為2維；和訊號線，係對應於前述像素之各列而被設置，並從前述像素而被供給有雜訊準位之輸出訊號和資料準位之輸出訊號；和電晶體，係被設置於前述訊號線，並將前述訊號線之電位根據閘極電位來作限制；和閘極電位供給部，係對於各個的前述電晶體之閘極而供給閘極電位， 前述閘極電位供給部，在被設置於由前述光學黑像素所成之至少1個的像素列之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位和讀出前述資料準位時，供給第1電位，並在被設置於除了前述至少1個的像素列以外之像素列之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位時，供給前述第1電位，並當從前述像素而讀出前述資料準位時，供給與前述第1電位相異之第2電位，前述閘極電位供給部，係在被設置於與由前述光學黑像素所成之至少1個的像素行相對應之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位和讀出前述資料準位時，供給前述第1電位，並在被設置於與除了前述至少1個的像素行以外之像素行相對應之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位時，供給前述第1電位，並當從前述像素而讀出前述資料準位時，供給前述第2電位。
  4. 一種固體攝像裝置，其特徵為，具備有：複數之像素，係包含有產生對應於入射光之訊號的有效像素以及產生黑基準準位之訊號的光學黑(optical black)像素，並被配置為2維；和訊號線，係對應於前述像素之各列而被設置，並從前述像素而被供給有雜訊準位之輸出訊號和資料準位之輸出 訊號；和電晶體，係被設置於前述訊號線，並將前述訊號線之電位根據閘極電位來作限制；和閘極電位供給部，係在被設置於前述光學黑像素之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位和讀出前述資料準位時，供給第1電位，並在被設置於除了前述光學黑像素以外之像素之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位時，供給前述第1電位，並當從前述像素而讀出前述資料準位時，供給與前述第1電位相異之第2電位。
  5. 一種固體攝像裝置，其特徵為，具備有：複數之像素，係包含有產生對應於入射光之訊號的有效像素以及產生黑基準準位之訊號的光學黑(optical black)像素，並被配置為2維；和訊號線，係對應於前述像素之各列而被設置，並從前述像素而被供給有雜訊準位之輸出訊號和資料準位之輸出訊號；和電晶體，係被設置於前述訊號線，並將前述訊號線之電位根據閘極電位來作限制；和閘極電位供給部，係在被設置於由前述光學黑像素所成之至少1個的像素列之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位時和讀出前述資料準位時，將電位相互一致地來 作供給，並在被設置於除了前述至少1個的像素列以外之像素列之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位時和從前述像素而讀出前述資料準位時，供給相異之電位。
  6. 一種固體攝像裝置，其特徵為，具備有：複數之像素，係包含有產生對應於入射光之訊號的有效像素以及產生黑基準準位之訊號的光學黑(optical black)像素，並被配置為2維；和訊號線，係對應於前述像素之各列而被設置，並從前述像素而被供給有雜訊準位之輸出訊號和資料準位之輸出訊號；和電晶體，係被設置於前述訊號線，並將前述訊號線之電位根據閘極電位來作限制；和閘極電位供給部，係在被設置於與由前述光學黑像素所成之至少1個的像素行相對應之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位時和讀出前述資料準位時，將電位相互一致地來作供給，並在被設置於與除了前述至少1個的像素行以外之像素行相對應之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位時和從前述像素而讀出前述資料準位時，供給相異之電位。
  7. 一種固體攝像裝置，其特徵為，具備有：複數之像素，係包含有產生對應於入射光之訊號的有 效像素以及產生黑基準準位之訊號的光學黑(optical black)像素，並被配置為2維；和訊號線，係對應於前述像素之各列而被設置，並從前述像素而被供給有雜訊準位之輸出訊號和資料準位之輸出訊號；和電晶體，係被設置於前述訊號線，並將前述訊號線之電位根據閘極電位來作限制；和閘極電位供給部，係對於各個的前述電晶體之閘極而供給閘極電位，前述閘極電位供給部，在被設置於由前述光學黑像素所成之至少1個的像素列之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位時和讀出前述資料準位時，係將電位相互一致地來作供給，並在被設置於除了前述至少1個的像素列以外之像素列之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位時和從前述像素而讀出前述資料準位時，供給相異之電位，前述閘極電位供給部，係在被設置於與由前述光學黑像素所成之至少1個的像素行相對應之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位時和讀出前述資料準位時，將電位相互一致地來作供給，並在被設置於與除了前述至少1個的像素行以外之像素行相對應之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前 述雜訊準位時和從前述像素而讀出前述資料準位時，供給相異之電位。
  8. 一種固體攝像裝置，其特徵為，具備有：複數之像素，係包含有產生對應於入射光之訊號的有效像素以及產生黑基準準位之訊號的光學黑(optical black)像素，並被配置為2維；和訊號線，係對應於前述像素之各列而被設置，並從前述像素而被供給有雜訊準位之輸出訊號和資料準位之輸出訊號；和電晶體，係被設置於前述訊號線，並將前述訊號線之電位根據閘極電位來作限制；和閘極電位供給部，係在被設置於前述光學黑像素之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位時和讀出前述資料準位時，將電位相互一致地來作供給，並在被設置於除了前述光學黑像素以外之像素之訊號線處的前述電晶體之閘極處，當從對於該訊號線供給輸出訊號之前述像素而讀出前述雜訊準位時和從前述像素而讀出前述資料準位時，供給相異之電位。
  9. 如申請專利範圍第1項乃至第8項中之任一項所記載之固體攝像裝置，其中，係具備有：差分取得部，其係得到從各個的前述像素所讀出了的前述雜訊準位與前述資料準位之間的差分。
  10. 如申請專利範圍第1~4項中之任一項所記載之固 體攝像裝置，其中，前述第1電位係較前述第2電位更高。
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