WO2010092809A1 - 固体撮像装置 - Google Patents

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Definitions

  • the noise level output from the pixel is a level obtained by adding the level based on the high-intensity light to the original noise level. turn into.
  • a high-luminance part such as the sun is projected black. This phenomenon is called the black sun.
  • a clip that limits the potential of the vertical signal line to the vertical signal line to which the output signal of the pixel is supplied based on the gate potential.
  • a transistor sometimes called a clamp transistor
  • the gates of the clip transistors are supplied with different potentials when reading the noise level and reading the data level.
  • the noise level reset signal
  • the noise level is limited to a predetermined potential. Therefore, a sufficient difference according to the incident light can be obtained between the data level and the noise level, so that the phenomenon described above is prevented.
  • the solid-state imaging device includes (i) a plurality of pixels arranged two-dimensionally including an effective pixel that generates a signal according to incident light and an optical black pixel that generates a signal of a black reference level; (Ii) a signal line provided corresponding to each column of the pixels to which an output signal of the pixel is supplied; and (iii) a signal line provided corresponding to each of the signal lines, the potential of the signal line being gated A transistor for limiting based on a potential; and (iv) in a readout period of at least one pixel row composed of the optical black pixels, at the time of readout of a noise level from the pixel corresponding to the transistor at the gate of each transistor; And a gate potential supply unit that supplies the same potential at the time of reading the data level from the pixel corresponding to the transistor.
  • a solid-state imaging device is the solid-state imaging device according to the fifth aspect, wherein: (i) the gate potential supply unit corresponds to the pixel column excluding the at least one pixel column at least in the predetermined operation mode; And (ii) the gate potential supply unit is configured to supply a different potential to the gate of the transistor when the noise level is read from the pixel corresponding to the transistor and when the data level is read from the pixel corresponding to the transistor.
  • the gate of the transistor corresponding to the pixel column excluding the at least one pixel column is connected to the transistor corresponding to the transistor. Different when reading noise level from pixel and reading data level And it supplies the position.
  • 1 is a circuit diagram showing a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention.
  • 3 is a timing chart showing a read operation in a continuous imaging mode of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. It is a circuit diagram which shows the solid-state imaging device by a comparative example.
  • 6 is a timing chart showing a read operation in a continuous imaging mode of the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention.
  • the data level horizontal transfer switch HS supplies the data level stored in the data level storage capacitor CS to the data level horizontal signal line HLS in accordance with the horizontal scanning signal ⁇ H.
  • the noise level horizontal transfer switch HN supplies the noise level stored in the noise level storage capacitor CN to the noise level horizontal signal line HLN in accordance with the horizontal scanning signal ⁇ H.
  • each transistor (not shown) for resetting the horizontal signal lines HLN and HLS to a predetermined potential at a predetermined timing is provided.
  • the switches MS, MN, HS, and HN are all nMOS transistors.
  • the fluctuation suppressing effect is not necessarily obtained.
  • a ground potential may be connected to the second input portion b of the switching circuit SW instead of the predetermined potential clip_light.
  • the vertical signal line potential corresponding to the predetermined potential clip_light is referred to as “current value fluctuation suppressing potential”.
  • the current value fluctuation suppressing potential is lower than the black sun preventing potential.
  • the selection pulse ⁇ SELm in the m-th row is at a low level and the reset pulse ⁇ RSTm in the m-th row is at a high level.
  • the m + 1st row selection period starts, the same operation as that performed for the mth row is performed for the m + 1th row, and the same operation is repeated thereafter.
  • the switching control signal ⁇ CLIP in any row selection period, is set to a high level only during the noise level transfer period, and the second to fourth clip transistors CL2 to CL are switched by the switching circuit SW.
  • a predetermined potential clip_dark is supplied to the gate of CL4.
  • the switching control signal ⁇ CLIP is set to the low level, and the switching circuit SW supplies the predetermined potential clip_light to the gates of the clip transistors CL2 to CL4 in the second to fourth columns.
  • the predetermined potential clip_light is always supplied to the gate of the clip transistor CL1 in the first column by the wiring 11 throughout the entire period regardless of the switching control signal ⁇ CLIP.
  • the noise level and data level output by the OB pixel PX are levels corresponding to the dark signal. Since the level corresponding to the dark signal does not reach the black sun prevention potential, the noise level and the data level are the same level without being restricted by the potential of the clip transistor CL1.
  • the OB pixels PX11, PX21, PX31, and PX41 in the first column if the OB pixel PX fails and a white defect (a defect that always outputs a level corresponding to a bright signal) occurs, The potential is limited by the clip transistor CL1.
  • the noise level becomes the black sun prevention potential, while the data level becomes the current value fluctuation suppressing potential, which are different from each other. Therefore, for the OB pixels PX12, PX13, and PX14 in the first row, if the OB pixel PX is normal, the difference signal obtained by taking the difference between the noise level and the data level is zero, but the OB pixel PX If a white defect has occurred, the difference signal obtained by taking the difference between the noise level and the data level does not become zero.
  • the mechanical shutter is opened and closed for each imaging operation, and after the mechanical shutter is once opened and closed, the above-described continuous operation from the first line to the fourth line is performed.
  • a readout operation similar to that in the imaging mode is performed.
  • the switching control signal ⁇ CLIP is always set to the high level, and the predetermined potential clip_light is always supplied to the gates of the clip transistors CL2 to CL3 in the second to fourth columns.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a solid-state imaging device according to this comparative example, and corresponds to FIG. 3, elements that are the same as or correspond to those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted.
  • This comparative example is based on the common technical knowledge that the OB pixel and the effective pixel are handled in the same manner with respect to the reading of the pixel PX.
  • the solid-state imaging device is not a defective product, and the yield decreases. Resulting in.
  • the number of OB pixels PX in which white defects become apparent can be reduced as compared with the comparative example, so that the yield can be improved as compared with the comparative example. it can.
  • the noise level is limited to the black sun prevention potential while the data level is suppressed from fluctuations in the current value. It is limited to the working potential. For this reason, in the comparative example, if the OB pixel fails and a white defect occurs, the noise level and the data level are different. As a result, the white defect becomes obvious, and the image quality of the obtained image decreases. Resulting in.
  • the solid-state imaging device becomes a defective product, and thus the yield decreases.
  • the solid-state imaging device does not become a defective product, and the yield is improved. To do.
  • a contact that supplies a slightly different potential within the range of Vclip_dark and an allowable error may be provided in the switching circuit SW. Then, by switching the switching circuit SW, the potential supplied when reading the noise level from the optical black pixel and the potential supplied when reading the data level from the optical black pixel differed within the allowable error range. It may be a value (illustration is omitted in this case).

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Abstract

　複数の画素ＰＸは、有効画素及びオプチカルブラック画素を含む。信号線ＶＬは、画素ＰＸの各列に対応して設けられ、対応する列の画素ＰＸの出力信号が供給される。クリップトランジスタＣＬは、各信号線ＶＬに対応して設けられ、対応する垂直信号線ＶＬの電位をゲート電位に基づいて制限する。少なくとも所定動作モードにおいて、オプチカルブラック画素からなる少なくとも１つの画素列に対応するクリップトランジスタＣＬのゲートには、当該クリップトランジスタＣＬに対応する画素ＰＸからのノイズレベルの読み出し時とクリップトランジスタＣＬに対応する画素ＰＸからのデータレベルの読み出し時とで電位Ｖclip_darkが供給される。

Description

固体撮像装置
　本発明は、固体撮像装置に関するものである。
　ＭＯＳ型等のＸＹアドレス型などの固体撮像装置では、一般的に、画素からデータレベル（本来の信号レベルとノイズレベルとを含んだレベル）とノイズレベルを読み出し、両者の差分を得るＣＤＳ（相関２重サンプリング）が行われている。
　このような固体撮像装置では、ノイズレベルを読み出す際に高輝度の光が入射していると、画素から出力されるノイズレベルが、本来のノイズレベルに高輝度光に基づくレベルを加えたレベルになってしまう。その結果、データレベルとノイズレベルとの間に差があまりなくなってしまい、太陽のような高輝度部分が黒く映しだされてしまう。この現象は、黒太陽などと呼ばれている。
　このような現象を防止するため、下記特許文献１に開示された固体撮像装置では、画素の出力信号が供給される垂直信号線に、その垂直信号線の電位をゲート電位に基づいて制限するクリップトランジスタ（クランプトランジスタと呼ばれる場合もある。）を設けている。そして、クリップトランジスタのゲートには、ノイズレベルの読み出し時とデータレベルの読み出し時とでは異なる電位を供給している。これにより、ノイズレベル（リセット信号）を所定電位に制限している。したがって、データレベルとノイズレベルとの間に入射光に応じた十分な差が得られるため、前述した現象が防止される。
　ところで、固体撮像装置では、入射光を光電変換して入射光に応じた信号を生成する有効画素の他に、黒基準レベルの信号を生成するオプチカルブラック画素が設けられている。オプチカルブラック画素は、画面内の黒レベルを補正したりするために用いられる。オプチカルブラック画素は、例えば、有効画素と基本的に同じ構造であるが、フォトダイオード等の光電変換部が遮光されたような構造や、有効画素から光電変換部を除去したような構造を持つ。オプチカルブラック画素領域は、例えば、有効画素領域の上端又は下端と左端又は右端とに配置されている。そして、画素の読み出しに関しては、オプチカルブラック画素も有効画素も全く同じように取り扱われている。
特開２００４－２２２２７３号公報
　有効画素の他にオプチカルブラック画素を有する固体撮像装置においても、黒太陽を防止するには、特許文献１の固体撮像装置と同様に、垂直信号線にクリップトランジスタを設ければよい。このとき、画素の読み出しに関してオプチカルブラック画素も有効画素も全く同じように取り扱うという技術常識に従えば、有効画素を含む画素列の垂直信号線のみならずオプチカルブラック画素からなる画素列の垂直信号線にもクリップトランジスタを設けることとなる。そして、有効画素を含む画素行の読み出し期間のみならずオプチカルブラック画素からなる画素列の読み出し期間においても、クリップトランジスタのゲートに、ノイズレベルの読み出し時とデータレベルの読み出し時とで異なる電位を供給することになる。
　このように、オプチカルブラック画素を有する固体撮像装置において技術常識に従ってクリップトランジスタを導入した場合、オプチカルブラック画素に白欠陥（常に、明信号に相当するレベルを出力してしまう欠陥）が生じなければ、特別な問題は生じない。ところが、本発明者の研究の結果、前述したようにクリップトランジスタを導入した場合において、オプチカルブラック画素に白欠陥が生ずると、その白欠陥が顕在化してしまう。その結果、固体撮像装置の歩留りが低下し、コスト上昇を免れないことが判明した。この点については、後に、比較例に関連して詳述する。
　なお、オプチカルブラック画素は、正常であれば、その出力は常に黒レベルとなるはずである。しかし、一定の確率でオプチカルブラック画素に白欠陥が生ずることは、経験的に確認されている。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、黒太陽を防止することができるにも拘わらず、オプチカルブラック画素に白欠陥が生じてもその顕在化を抑制することができ、ひいては歩留りを向上させることができる、固体撮像装置を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するための手段として、以下の各態様を提示する。第１の態様による固体撮像装置は、（i）入射光に応じた信号を生成する有効画素及び黒基準レベルの信号を生成するオプチカルブラック画素を含み、２次元に配置された複数の画素と、（ii）前記画素の各列に対応して設けられ、前記画素の出力信号が供給される信号線と、（iii）各々の前記信号線に対応して設けられ、前記信号線の電位をゲート電位に基づいて制限するトランジスタと、（iv）前記オプチカルブラック画素からなる少なくとも１つの画素列に対応する前記トランジスタのゲートに、当該トランジスタに対応する前記画素からのノイズレベルの読み出し時と当該トランジスタに対応する前記画素からのデータレベルの読み出し時とで電位を揃えて供給するゲート電位供給部と、を備えたものである。
　第２の態様による固体撮像装置は、前記第１の態様において、前記ゲート電位供給部は、少なくとも所定動作モードにおいて、前記少なくとも１つの画素列を除いた画素列に対応する前記トランジスタのゲートに、当該トランジスタに対応する前記画素からのノイズレベルの読み出し時と当該トランジスタに対応する前記画素からのデータレベルの読み出し時とで異なる電位を供給するものである。
　第３の態様による固体撮像装置は、（i）入射光に応じた信号を生成する有効画素及び黒基準レベルの信号を生成するオプチカルブラック画素を含み、２次元に配置された複数の画素と、（ii）前記画素の各列に対応して設けられ、前記画素の出力信号が供給される信号線と、（iii）各々の前記信号線に対応して設けられ、前記信号線の電位をゲート電位に基づいて制限するトランジスタと、（iv）前記オプチカルブラック画素からなる少なくとも１つの画素行の読み出し期間において、前記各トランジスタのゲートに、当該トランジスタに対応する前記画素からのノイズレベルの読み出し時と当該トランジスタに対応する前記画素からのデータレベルの読み出し時とで電位を揃えて供給するゲート電位供給部と、を備えたものである。
　第４の態様による固体撮像装置は、前記第３の態様において、前記ゲート電位供給部は、少なくとも所定動作モードにおける、前記少なくとも１つの画素行を除いた画素行の読み出し期間において、前記各トランジスタのゲートに、当該トランジスタに対応する前記画素からのノイズレベルの読み出し時と当該トランジスタに対応する前記画素からのデータレベルの読み出し時とで異なる電位を供給するものである。
　第５の態様による固体撮像装置は、（i）入射光に応じた信号を生成する有効画素及び黒基準レベルの信号を生成するオプチカルブラック画素を含み、２次元に配置された複数の画素と、（ii）前記複数の画素の各列に対応して設けられ、前記画素の出力信号が供給される信号線と、（iii）各々の前記信号線に対応して設けられ、前記信号線の電位をゲート電位に基づいて制限するトランジスタと、（iv）各々の前記トランジスタのゲートにゲート電位を供給するゲート電位供給部と、を備えたものである。前記ゲート電位供給部は、少なくとも所定動作モードにおいて、前記オプチカルブラック画素からなる少なくとも１つの画素列に対応する前記トランジスタのゲートに、当該トランジスタに対応する前記画素からのノイズレベルの読み出し時と当該トランジスタに対応する前記画素からのデータレベルの読み出し時とで電位を揃えて供給する。また、前記ゲート電位供給部は、少なくとも前記所定動作モードにおける、前記オプチカルブラック画素からなる少なくとも１つの画素行の読み出し期間において、前記各トランジスタのゲートに、当該トランジスタに対応する前記画素からのノイズレベルの読み出し時とデータレベルの読み出し時とで電位を揃えて供給する。
　第６の態様による固体撮像装置は、前記第５の態様において、（i）前記ゲート電位供給部は、少なくとも前記所定動作モードにおいて、前記少なくとも１つの画素列を除いた画素列に対応する前記トランジスタのゲートに、当該トランジスタに対応する前記画素からのノイズレベルの読み出し時と当該トランジスタに対応する前記画素からのデータレベルの読み出し時とで異なる電位を供給し、（ii）前記ゲート電位供給部は、少なくとも前記所定動作モードにおける、前記少なくとも１つの画素行を除いた画素行の読み出し期間において、前記少なくとも１つの画素列を除いた画素列に対応する前記トランジスタのゲートに、当該トランジスタに対応する前記画素からのノイズレベルの読み出し時とデータレベルの読み出し時とで異なる電位を供給するものである。
　第７の態様による固体撮像装置は、（i）入射光に応じた信号を生成する有効画素及び黒基準レベルの信号を生成するオプチカルブラック画素を含み、２次元に配置された複数の画素と、（ii）前記画素の各列に対応して設けられ、前記画素の出力信号が供給される信号線と、（iii）各々の前記信号線に対応して設けられ、前記信号線の電位をゲート電位に基づいて制限するトランジスタと、（iv）前記オプチカルブラック画素からノイズレベルを読み出す時とデータレベルを読み出す時とで、前記オプチカルブラック画素に対応して設けられた前記トランジスタのゲートに電位を揃えて供給するゲート電位供給部と、を備えたものである。
　第８の態様による固体撮像装置は、前記第１乃至第７のいずれかの態様において、各々の前記画素から読み出された前記ノイズレベルと前記データレベルとの差分を得る差分取得部を備えたものである。
本発明の第１の実施の形態による固体撮像装置を示す回路図である。 本発明の第１の実施の形態による固体撮像装置の連続撮像モード時の読み出し動作を示すタイミングチャートである。 比較例による固体撮像装置を示す回路図である。 本発明の第２の実施の形態による固体撮像装置の連続撮像モード時の読み出し動作を示すタイミングチャートである。
　以下、本発明による固体撮像装置について、図面を参照して説明する。
　［第１の実施の形態］
　図１は、本発明の第１の実施の形態による固体撮像装置を示す回路図である。本実施の形態による固体撮像装置は、ＣＭＯＳ型固体撮像装置として構成されている。
　図１に示すように、本実施の形態による固体撮像装置は、画素部１と、垂直走査回路２と、水平走査回路３と、垂直信号線ＶＬと、各垂直信号線ＶＬに接続された定電流源４と、クリップ回路５と、サンプルホールド部６と、出力アンプをなす差動アンプ７とを有している。ここで、画素部１は、２次元状に配置された複数の画素ＰＸ（図１では、４×４個の画素ＰＸを示す。）からなる。また、各垂直信号線ＶＬは、画素ＰＸの各列に対応して設けられる。垂直信号線ＶＬには、対応する列の画素ＰＸの出力信号が供給される。図１において、Ｖｄｄは電源電位である。各垂直信号線ＶＬを区別する場合、ｎ列目の垂直信号線は符号ＶＬｎで示す。
　以下の説明では、画素ＰＸの数は４×４個であるものとして説明するが、その数が限定されるものではないことは、言うまでもない。各画素ＰＸを区別する場合、ｍ行目ｎ列目の画素は符号ＰＸｍｎで示す。本実施の形態では、１行目の画素ＰＸと１列目の画素ＰＸ（すなわち、ＰＸ１１，ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４，ＰＸ２１，ＰＸ３１，ＰＸ４１）とが黒基準レベルの信号を生成するオプチカルブラック画素（以下、「ＯＢ画素」と称する。）となっている。また、本実施の形態では、残りの画素（ＰＸ２２，ＰＸ２３，ＰＸ２４，ＰＸ３２，ＰＸ３３，ＰＸ３４，ＰＸ４２，ＰＸ４３，ＰＸ４４）が入射光を光電変換して入射光に応じた信号を生成する有効画素となっている。なお、図１では、各画素ＰＸのうちのＯＢ画素を破線１０で囲んでいる。
　本実施の形態では、各画素ＰＸのうちの有効画素は、一般的なＣＭＯＳ型固体撮像装置の画素と同様に、フォトダイオードＰＤと、フローティングディフュージョンＦＤと、増幅トランジスタＡＭＰと、転送トランジスタＴＸと、リセットトランジスタＲＳＴと、選択トランジスタＳＥＬとを有している。フォトダイオードＰＤは、入射光に応じた信号電荷を生成し蓄積する光電変換部として機能する。フローティングディフュージョンＦＤは、前記信号電荷を受け取って前記信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部として機能する。増幅トランジスタＡＭＰは、フローティングディフュージョンＦＤの電位に応じた信号を出力する増幅部として機能する。転送トランジスタＴＸは、フォトダイオードＰＤからフローティングディフュージョンＦＤに電荷を転送する電荷転送部として機能する。リセットトランジスタＲＳＴは、フローティングディフュージョンＦＤの電位をリセットするリセット部として機能する。選択トランジスタＳＥＬは、当該画素ＰＸを選択するための選択部として機能する。また、各画素において、フォトダイオードＰＤ、フローティングディフュージョンＦＤ、増幅トランジスタＡＭＰ、転送トランジスタＴＸ、リセットトランジスタＲＳＴ、選択トランジスタＳＥＬは、図１に示すように接続されている。なお、本実施の形態では、画素ＰＸのトランジスタＡＭＰ，ＴＸ，ＲＳＴ，ＳＥＬは、全てｎＭＯＳトランジスタである。各画素ＰＸのうちのＯＢ画素は、フォトダイオードＰＤが遮光されている点を除いて、各画素ＰＸのうちの有効画素と同じ構造を有している。もっとも、ＯＢ画素では、例えば、フォトダイオードＰＤを取り除いてもよい。
　各画素ＰＸの転送トランジスタＴＸのゲートは、行毎に、垂直走査回路２からの転送トランジスタＴＸを制御する制御信号φＴＸを転送トランジスタＴＸに供給する制御線に、接続されている。リセットトランジスタＲＳＴのゲートは、行毎に、垂直走査回路２からのリセットトランジスタＲＳＴを制御する制御信号φＲＳＴをリセットトランジスタＲＳＴに供給する制御線に、接続されている。選択トランジスタＳＥＬのゲートは、行毎に、垂直走査回路２からの選択トランジスタＳＥＬを制御する制御信号φＳＥＬを選択トランジスタＳＥＬに供給する制御線に、接続されている。各制御信号φＴＸを行毎に区別する場合、ｍ行目の制御信号φＴＸは符号φＴＸｍで示す。この点は、制御信号φＲＳＴ，φＳＥＬについても同様である。
　各画素ＰＸのうちの有効画素のフォトダイオードＰＤは、入射光の光量（被写体光）に応じて信号電荷を生成する。各画素ＰＸのうちのＯＢ画素のフォトダイオードＰＤは、入射光を受けないので、入射光の光量（被写体光）に応じた信号電荷は生成しない。各画素ＰＸの転送トランジスタＴＸは、転送パルス（制御信号）φＴＸのハイレベル期間にオンし、フォトダイオードＰＤの電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送する。リセットトランジスタＲＳＴは、リセットパルス（制御信号）φＲＳＴのハイレベル期間にオンし、フローティングディフュージョンＦＤをリセットする。
　各画素ＰＸの増幅トランジスタＡＭＰは、そのドレインが電源電位Ｖｄｄに接続され、そのゲートがフローティングディフュージョンＦＤに接続され、そのソースが選択トランジスタＳＥＬのドレインに接続されている。また、各画素ＰＸの増幅トランジスタＡＭＰは、トランジスタＴＤを負荷とするソースフォロア回路を構成している。各トランジスタＴＤは、定電流源４を構成し各垂直信号線ＶＬに対応して設けられている。各トランジスタＴＤのドレインは各垂直信号線ＶＬに接続され、各トランジスタＴＤのソースは接地されている。各トランジスタＴＤのゲートは共通に接続される。各トランジスタＴＤのゲートには、バイアス回路ＢＳから一定電圧が与えられている。これにより、定電流源４は、垂直信号線ＶＬに対応する画素ＰＸの選択トランジスタＳＥＬがオンされたときに、当該垂直信号線ＶＬに電流を流す。この電流は、当該画素ＰＸの増幅トランジスタＡＭＰのソースフォロアバイアス電流である。
　各画素ＰＸの増幅トランジスタＡＭＰは、フローティングディフュージョンＦＤの電圧値に応じて、選択トランジスタＳＥＬを介して垂直信号線ＶＬに電圧を出力する。選択トランジスタＳＥＬは、選択パルス（制御信号）φＳＥＬのハイレベル期間にオンし、増幅トランジスタＡＭＰのソースを垂直信号線ＶＬに接続する。
　垂直走査回路２は、素子外からの駆動パルス（図示せず）を受けて、画素ＰＸの行毎に、選択パルスφＳＥＬ、リセットパルスφＲＳＴ及び転送パルスφＴＸをそれぞれ出力する。また、水平走査回路３は、素子外からの駆動パルス（図示せず）を受けて、列毎に水平走査信号φＨを出力する。各水平走査信号φＨを列毎に区別する場合、ｎ列目の水平走査信号は符号φＨｎで示す。
　サンプルホールド部６は、各垂直信号線ＶＬの信号に応じた信号（本実施の形態では各垂直信号線ＶＬの信号であるが、例えば、垂直信号線ＶＬの信号を列アンプで増幅した信号でもよい。）をサンプリング制御信号φＭＮ，φＭＳに従ってサンプリングして保持する。また、サンプルホールド部６は、当該保持された信号を水平走査信号φＨに従って水平信号線ＨＬＮ，ＨＬＳへ供給する。
　サンプルホールド部６は、データレベル用蓄積容量ＣＳ及びノイズレベル用蓄積容量ＣＮと、データレベル用サンプリングスイッチＭＳと、ノイズレベル用サンプリングスイッチＭＮと、データレベル用水平転送スイッチＨＳと、ノイズレベル用水平転送スイッチＨＮとを有している。データレベル用蓄積容量ＣＳ及びノイズレベル用蓄積容量ＣＮは、各垂直信号線ＶＬに対応して設けられる。データレベル用サンプリングスイッチＭＳは、画素ＰＸからのデータレベル（本来の信号レベルとノイズレベルとを含んだレベル）をデータレベル用サンプリング制御信号φＭＳに従ってデータレベル用蓄積容量ＣＳに蓄積させる。ノイズレベル用サンプリングスイッチＭＮは、ノイズレベルをノイズレベル用サンプリング制御信号φＭＮに従ってノイズレベル用蓄積容量ＣＮに蓄積させる。データレベル用水平転送スイッチＨＳは、データレベル用蓄積容量ＣＳに蓄積されたデータレベルを水平走査信号φＨに従ってデータレベル用水平信号線ＨＬＳに供給する。ノイズレベル用水平転送スイッチＨＮは、ノイズレベル用蓄積容量ＣＮに蓄積されたノイズレベルを水平走査信号φＨに従ってノイズレベル用水平信号線ＨＬＮに供給する。本実施の形態では、水平信号線ＨＬＮ，ＨＬＳをそれぞれ所定タイミングで所定電位にリセットするための各トランジスタ（図示せず）が設けられている。本実施の形態では、スイッチＭＳ，ＭＮ，ＨＳ，ＨＮは、全てｎＭＯＳトランジスタである。
　各データレベル用サンプリングスイッチＭＳのゲートは共通に接続される。各データレベル用サンプリングスイッチＭＳのゲートには、データレベル用サンプリング制御信号φＭＳが供給される。データレベル用サンプリング制御信号φＭＳに応じてデータレベル用サンプリングスイッチＭＳがオンすると、垂直信号線ＶＬのデータレベルが、対応するデータレベル用蓄積容量ＣＳに蓄積される。各ノイズレベル用サンプリングスイッチＭＮのゲートは共通に接続される。各ノイズレベル用サンプリングスイッチＭＮのゲートには、ノイズレベル用サンプリング制御信号φＭＮが供給される。ノイズレベル用サンプリング制御信号φＭＮに応じてノイズレベル用サンプリングスイッチＭＮがオンすると、垂直信号線ＶＬのノイズレベルが、対応するノイズレベル用蓄積容量ＣＮに蓄積される。
　各列毎に、データレベル用水平転送スイッチＨＳ及びノイズレベル用水平転送スイッチＨＮのゲートが共通に接続される。データレベル用水平転送スイッチＨＳ及びノイズレベル用水平転送スイッチＨＮの各ゲートには、水平走査回路３から対応する列の水平走査信号φＨが供給される。各列の水平走査信号φＨに応じて、各列の水平転送スイッチＨＳ，ＨＮがオンすると、対応する列のデータレベル用蓄積容量ＣＳ及びノイズレベル用蓄積容量ＣＮにそれぞれ蓄積されていたデータレベル及びノイズレベルが、データレベル用水平信号線ＨＬＳ及びノイズレベル用水平信号線ＨＬＮにそれぞれ出力される。そして、差動アンプ７によりデータレベルとノイズレベルとの間の差分が取得され、その差分信号が出力端子８から出力される。これにより相関２重サンプリングが実現される。この差動アンプ７から、画像信号として、固定パターンノイズ等が除去された本来の信号が得られる。なお、差動アンプ７の代わりに、水平信号線ＨＬＳ，ＨＬＮの信号をそれぞれ増幅する２つの出力アンプを設け、素子外に設けた差動アンプ等によって、２つの出力アンプの出力信号の差分を取得するようにしてもよい。
　本実施の形態では、クリップ回路５は、クリップトランジスタＣＬと、切替回路ＳＷと、配線１１，１２とを有している。クリップトランジスタＣＬは、各垂直信号線ＶＬに対応して設けられ対応する垂直信号線ＶＬの電位をゲート電位に基づいて制限する。各クリップトランジスタＣＬを列毎に区別する場合、ｎ列目のクリップトランジスタは符号ＣＬｎで示す。各クリップトランジスタＣＬのドレインは、電源電位Ｖｄｄに接続されている。各クリップトランジスタＣＬのソースは、対応する垂直信号線ＶＬに接続されている。本実施の形態では、各クリップトランジスタＣＬは、ｎＭＯＳトランジスタである。
　切替回路ＳＷは、相対的に高い所定電位Ｖclip_darkに接続された第１の入力部ａと、相対的に低い所定電位Ｖclip_lightに接続された第２の入力部ｂと、切替回路ＳＷの切替状態を制御する切替制御信号φＣＬＩＰを受ける制御入力部ｃと、出力部ｄとを有している。切替制御信号φＣＬＩＰがハイレベルの場合は、第１の入力部ａと出力部ｄとの間が接続される一方で第２の入力部ｂと出力部ｄとの間が開放される。これにより、出力部ｄに所定電位clip_darkが現れるようになっている。逆に、切替制御信号φＣＬＩＰがローレベルの場合は、第１の入力部ａと出力部ｄとの間が開放される一方で第２の入力部ｂと出力部ｄとの間が接続される。これにより、出力部ｄに所定電位clip_lightが現れるようになっている。切替制御信号φＣＬＩＰは、素子外の制御部（図示せず）から供給されるようになっている。
　本実施の形態では、ＯＢ画素からなる画素列（１列目の画素列）に対応する１列目のクリップトランジスタＣＬ１のゲートは、配線１１によって、所定電位Ｖclip_darkに常時接続されている。一方、他の画素列（２列目～４列目の画素列）に対応する２列目～４列目のクリップトランジスタＣＬ２～ＣＬ４のゲートは、配線１２によって、切替回路ＳＷの出力部ｄに接続されている。本実施の形態では、配線１１，１２及び切替回路ＳＷによって、クリップトランジスタＣＬ１～ＣＬ４にゲート電位を供給するゲート電位供給部が構成されている。
　本実施の形態では、増幅トランジスタＡＭＰ及び選択トランジスタＳＥＬがｎＭＯＳトランジスタであることと等によって、有効画素から対応する垂直信号線ＶＬに読み出されたデータレベルは、当該有効画素への入射光が強いほど低くなる。クリップトランジスタＣＬのゲートに所定電位clip_darkが印加されると、対応する垂直信号線ＶＬの電位は所定電位clip_darkに応じた電位に制限される。クリップトランジスタＣＬのゲートに所定電位clip_lightが印加されると、対応する垂直信号線ＶＬの電位は所定電位clip_lightに応じた電位に制限される。所定電位clip_darkは、黒太陽を防止するのに適した垂直信号線電位（説明の便宜上、「黒太陽防止用電位」と呼ぶ。）に応じた電位に設定されている。
　一方、所定電位clip_lightは、垂直信号線ＶＬのレベルが定電流源４のトランジスタＴＤをオフさせてしまうほどの電位に低下しないように制限される一方で可能な限り低い電位まで変化し得るように、設定されている。垂直信号線ＶＬの電位が定電流源４のトランジスタＴＤをオフさせてしまうほどの電位に低下しないように制限することで、有効画素への入射光が強い場合でも定電流源４のトランジスタＴＤがオフしてしまうことがなくなる。よって、定電流源４による各垂直信号線ＶＬの電流値の変動が最小限に抑えられる。このため、高輝度被写体を撮像した場合においても画素電流源の電流値の変動が抑えられるので、素子の消費電流値の揺らぎに伴う画像の揺らぎを抑止する効果（「揺らぎ抑止効果」と呼ぶ。）が得られる。もっとも、本発明では、必ずしも揺らぎ抑止効果は得られなくてもよい。揺らぎ抑止効果を得る必要がない場合には、例えば、切替回路ＳＷの第２の入力部ｂに、所定電位clip_lightに代えて、接地電位を接続しておいてもよい。この点は、後述する実施の形態についても同様である。なお、説明の便宜上、所定電位clip_lightに応じた垂直信号線電位を、「電流値変動抑制用電位」と呼ぶ。先の説明からわかるように、本実施の形態では、電流値変動抑制用電位は、黒太陽防止用電位よりも低い。
　図２は、本実施の形態による固体撮像装置の連続撮像モード時の読み出し動作の一例を示すタイミングチャートである。ここで、連続撮像動作モードは、いわゆるライブビューモードや動画撮像モードなどの、固体撮像装置に入射光が連続的に入射した状態（例えば、メカニカルシャッタを有する場合には、メカニカルシャッタを開いたままの状態）で電子シャッタ動作により繰り返して撮像するモードである。連続撮像動作モードは、１回の撮像毎にメカニカルシャッタを開閉するいわゆる単写モードと対比されるものである。
　本実施の形態では、連続撮像モード時では、メカニカルシャッタが開かれた状態において、１行目から４行目まで１行ずつ順次選択される動作が繰り返され、各１行について順次同じ動作が行われていく。これにより、１画像の撮像が順次繰り返されていく。図２は、３行目の画素ＰＸが選択された場合とその前後の状態を示している。以下の説明において、図２を参照する際には、ｍ＝３と読み替えられたい。
　ｍ行目の画素ＰＸが選択されていない期間においては、ｍ行目の選択パルスφＳＥＬｍはローレベル、ｍ行目のリセットパルスφＲＳＴｍはハイレベルとなっている。
　ｍ行目の画素ＰＸが選択されている期間（ｍ行目選択期間、すなわち、ｍ行目の画素ＰＸの読み出し期間）においては、垂直走査回路２によりｍ行目の画素ＰＸが選択され、ｍ行目のリセットパルスφＲＳＴｍがローレベルに変化し、ｍ行目のリセットトランジスタＲＳＴがオフする。また、ｍ行目選択期間において、ｍ行目の選択パルスφＳＥＬｍがハイレベルに変化し、ｍ行目の選択トランジスタＳＥＬｍがオンする。ｍ行目の選択トランジスタＳＥＬのオンにより、ｍ行目の増幅トランジスタＡＭＰのソースは垂直信号線ＶＬに接続される。そして、ｍ行目の増幅トランジスタＡＭＰは、定電流源４によってソースフォロア回路として動作する。
　ｍ行目選択期間は、垂直転送期間とその後の水平転送期間（水平走査期間）とに分けられる。垂直転送期間はノイズレベル転送期間とその後のデータレベル転送期間とに分けられる。
　ｍ行目選択期間中のノイズレベル転送期間においては、ｍ行目の選択トランジスタＳＥＬがオンし、同時にｍ行目のリセットトランジスタＲＳＴがオフすることで、ｍ行目の画素ＰＸの増幅トランジスタＡＭＰのゲート電圧が、フローティング状態となる。これにより、ｍ行目の画素ＰＸのリセットレベルがノイズレベルとして垂直信号線ＶＬに現われる。このとき、ノイズレベル転送期間の大部分の期間において、ノイズレベル用サンプリングパルス（制御信号）φＭＮがハイレベルに変化し、ノイズレベル用サンプリングスイッチＭＮがオンする。これにより、ｍ行目の画素ＰＸのノイズレベルが、ノイズレベル用蓄積容量ＣＮに蓄積される。この動作は、ｍ行目の各列の画素ＰＸに対して同時並列に実行される。
　次に、ｍ行目選択期間中のデータレベル転送期間の大部分の期間において、データレベル用サンプリングパルス（制御信号）φＭＳがハイレベルに変化し、データレベル用サンプリングスイッチＭＳがオンする。また、ｍ行目選択期間中のデータレベル転送期間における前側期間において、ｍ行目の転送パルスφＴＸｍがハイレベルに変化し、ｍ行目の転送トランジスタＴＸがオンする。ｍ行目の転送トランジスタＴＸのオンにより、ｍ行目の画素ＰＸのフォトダイオードＰＤの電荷が、対応するフローティングディフュージョンＦＤに転送される。このとき、当該画素ＰＸが有効画素である場合には、フォトダイオードＰＤで光電変換され蓄積されていた信号電荷が、対応するフローティングディフュージョンＦＤに転送される。一方、当該画素ＰＸがＯＢ画素である場合には、フォトダイオードＰＤに存していた電荷（暗電流成分）が、対応するフローティングディフュージョンＦＤに転送される。これによって、フローティングディフュージョンＦＤの電圧は転送されてきた電荷量に応じた電圧となり、この電圧が増幅トランジスタＡＭＰのゲート電極に印加される。その結果、ｍ行目の画素ＰＸの光情報（有効画素の場合）又は黒レベル基準情報（ＯＢ画素の場合）を含んだデータレベルが、垂直信号線ＶＬに現れる。このとき、データレベル用サンプリングスイッチＭＳがオンしているので、ｍ行目の画素ＰＸのデータレベルがデータレベル用蓄積容量ＣＳに蓄積される。この動作は、ｍ行目の各列の画素ＰＸに対して同時並列に実行される。
　このようにして、垂直転送期間において、ｍ行目の画素ＰＸの出力信号のサンプリングが行われる。このとき、各列毎に、ノイズレベル用蓄積容量ＣＮにはｍ行目の画素ＰＸのノイズレベルが蓄積され、データレベル用蓄積容量ＣＳにはｍ行目の画素ＰＸのデータレベルが蓄積される。
　ｍ行目選択期間中の水平転送期間において、水平走査回路３からの水平走査信号φＨによる水平走査によってノイズレベル用水平転送スイッチＨＮ及びデータレベル用水平転送スイッチＨＳが各垂直信号線ＶＬに対応するもの毎に順次オンされる。これにより、蓄積容量ＣＮ，ＣＳにそれぞれ蓄積されていたノイズレベル及びデータレベルが、各垂直信号線ＶＬに対応するもの毎に順次ノイズレベル用水平信号線ＨＬＮ及びデータレベル用水平信号線ＨＬＳにそれぞれ読み出される。そして、差動アンプ７によりそれらの間の差分が取得され、その差分信号が出力端子８から出力される。前記差分信号は、固定パターンノイズ等が除去された本来の画像信号又は黒レベル基準信号となる。
　次に、ｍ＋１行目選択期間が開始し、ｍ行目に関して行われたのと同様の動作がｍ＋１行目について行われ、それ以降においても同様の動作を繰り返す。
　ところで、本実施の形態では、いずれの行の選択期間においても、ノイズレベル転送期間中のみ切替制御信号φＣＬＩＰがハイレベルにされて、切替回路ＳＷにより２列目～４列目のクリップトランジスタＣＬ２～ＣＬ４のゲートに所定電位clip_darkが供給される。また、データレベル転送期間及び水平転送期間中は切替制御信号φＣＬＩＰがローレベルにされて、切替回路ＳＷにより２列目～４列目のクリップトランジスタＣＬ２～ＣＬ４のゲートに所定電位clip_lightが供給される。一方、１列目のクリップトランジスタＣＬ１のゲートには、配線１１によって、切替制御信号φＣＬＩＰとは無関係に、全期間において常時所定電位clip_lightが供給される。
　したがって、全ての有効画素ＰＸ２２，ＰＸ２３，ＰＸ２４，ＰＸ３２，ＰＸ３３，ＰＸ３４，ＰＸ４２，ＰＸ４３，ＰＸ４４については、当該有効画素ＰＸのノイズレベル転送期間中（ひいては、当該有効画素ＰＸからのノイズレベル読み出し時）は、当該有効画素ＰＸに対応するクリップトランジスタＣＬのゲートに所定電位clip_darkが供給される。また、当該有効画素ＰＸのデータレベル転送期間中（ひいては、当該有効画素ＰＸからのデータレベル読み出し時）は、当該有効画素ＰＸに対応するクリップトランジスタＣＬのゲートに所定電位clip_lightが供給される。このため、全ての有効画素ＰＸ２２，ＰＸ２３，ＰＸ２４，ＰＸ３２，ＰＸ３３，ＰＸ３４，ＰＸ４２，ＰＸ４３，ＰＸ４４について、ノイズレベルが黒太陽防止用電位に制限されることにより黒太陽が防止されとともに、データレベルが電流値変動抑制用電位に制限されることにより揺らぎ抑止効果が得られる。
　また、１列目のＯＢ画素ＰＸ１１，ＰＸ２１，ＰＸ３１，ＰＸ４１については、当該ＯＢ画素ＰＸのノイズレベル転送期間中（ひいては、当該ＯＢ画素ＰＸからのノイズレベル読み出し時）も当該ＯＢ画素ＰＸのデータレベル転送期間中（ひいては、当該ＯＢ画素ＰＸからのデータレベル読み出し時）も、当該ＯＢ画素ＰＸに対応するクリップトランジスタＣＬ１のゲートに所定電位clip_darkが供給される。したがって、１列目のＯＢ画素ＰＸ１１，ＰＸ２１，ＰＸ３１，ＰＸ４１については、ノイズレベルもデータレベルも黒太陽防止用電位に制限されることになる。
　１列目のＯＢ画素ＰＸ１１，ＰＸ２１，ＰＸ３１，ＰＸ４１については、当該ＯＢ画素ＰＸが正常であれば、当該ＯＢ画素ＰＸが出力するノイズレベルもデータレベルも暗信号に相当するレベルとなる。この暗信号に相当するレベルは黒太陽防止用電位に達しないため、クリップトランジスタＣＬ１による電位制限を受けることなく、ノイズレベルもデータレベルも同一レベルとなる。一方、１列目のＯＢ画素ＰＸ１１，ＰＸ２１，ＰＸ３１，ＰＸ４１については、当該ＯＢ画素ＰＸが故障して白欠陥（常に、明信号に相当するレベルを出力してしまう欠陥）が生じていれば、クリップトランジスタＣＬ１による電位制限を受ける。これにより、ノイズレベルもデータレベルも黒太陽防止用電位となり、ノイズレベルもデータレベルも同一レベルとなる。このように、１列目のＯＢ画素ＰＸ１１，ＰＸ２１，ＰＸ３１，ＰＸ４１については、当該ＯＢ画素ＰＸが正常であっても故障して白欠陥が生じていても、ノイズレベルとデータレベルとが同一レベルとなるため、両者の差分を取った差分信号はゼロとなる。
　よって、１列目のＯＢ画素ＰＸ１１，ＰＸ２１，ＰＸ３１，ＰＸ４１については、当該ＯＢ画素ＰＸに白欠陥が生じていてもそれが顕在化することなく、得られる画像に何ら影響を及ぼさない。
　また、１行目のＯＢ画素ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４については、当該ＯＢ画素ＰＸのノイズレベル転送期間中は、当該ＯＢ画素ＰＸに対応するクリップトランジスタＣＬのゲートに所定電位clip_darkが供給される。また、当該ＯＢ画素ＰＸのデータレベル転送期間中は、当該ＯＢ画素ＰＸに対応するクリップトランジスタＣＬのゲートに所定電位clip_lightが供給される。したがって、１行目のＯＢ画素ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４については、ノイズレベルは黒太陽防止用電位に制限される一方、データレベルは電流値変動抑制用電位に制限されることになる。
　１行目のＯＢ画素ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４については、当該ＯＢ画素ＰＸが正常であれば、当該ＯＢ画素ＰＸが出力するノイズレベルもデータレベルも暗信号に相当するレベルとなる。この暗信号に相当するレベルは黒太陽防止用電位にも電流値変動抑制用電位にも達しないため、対応するクリップトランジスタＣＬによる電位制限を受けることなく、ノイズレベルもデータレベルも同一レベルとなる。しかし、１行目のＯＢ画素ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４については、当該ＯＢ画素が故障して白欠陥が生じていれば、ノイズレベル及びデータレベルはそれぞれ異なるゲート電位によるクリップトランジスタＣＬの電位制限を受ける。これにより、ノイズレベルは黒太陽防止用電位となる一方、データレベルは電流値変動抑制用電位となり、互いに異なるレベルとなる。したがって、１行目のＯＢ画素ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４については、当該ＯＢ画素ＰＸが正常であれば、ノイズレベルとデータレベルとの差分を取った差分信号はゼロとなるが、当該ＯＢ画素ＰＸに白欠陥が生じていれば、ノイズレベルとデータレベルとの差分を取った差分信号はゼロにならない。
　よって、１行目のＯＢ画素ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４については、当該ＯＢ画素ＰＸに白欠陥が生じていればそれが顕在化してしまい、得られる画像の画質が低下してしまう。
　なお、本実施の形態による固体撮像装置の単写モード時には、１回の撮像毎にメカニカルシャッタが開閉され、メカニカルシャッタが一旦開いて閉じた後に、１行目から４行目まで、前述した連続撮像モード時と同様の読み出し動作が行われる。ただし、単写モード時には、切替制御信号φＣＬＩＰを常にハイレベルにして、２列目～４列目のクリップトランジスタＣＬ２～ＣＬ３のゲートに常に所定電位clip_lightを供給しておく。
　ここで、本実施の形態による固体撮像装置と比較される比較例による固体撮像装置について、説明する。図３は、この比較例による固体撮像装置を示す回路図であり、図１に対応している。図３において、図１中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
　この比較例による固体撮像装置が前記第１の実施の形態による固体撮像装置と異なる所は、配線１１が取り除かれている点と、ＯＢ画素からなる画素列（１列目の画素列）に対応する１列目のクリップトランジスタＣＬ１のゲートも、他の列のクリップトランジスタＣＬ２～ＣＬ４と同じく、配線１２によって切替回路ＳＷの出力部ｄに接続されている点のみである。この比較例による固体撮像装置の連続撮像モード時の読み出し動作のタイミングチャートは、前記第１の固体撮像装置の連続撮像モード時の読み出し動作のタイミングチャート（図２）と同一である。
　この比較例は、画素ＰＸの読み出しに関してＯＢ画素も有効画素も全く同じように取り扱うという技術常識に従ったものとなっている。
　この比較例では、前記第１の実施の形態と異なり、連続撮像モード時において、１列目のＯＢ画素ＰＸ１１，ＰＸ２１，ＰＸ３１，ＰＸ４１についても、１行目のＯＢ画素ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４と同様に、当該ＯＢ画素ＰＸのノイズレベル転送期間中は、当該ＯＢ画素ＰＸに対応するクリップトランジスタＣＬのゲートに所定電位clip_darkが供給される。また、比較例の連続撮像モード時において、当該ＯＢ画素ＰＸのデータレベル転送期間中は、当該ＯＢ画素ＰＸに対応するクリップトランジスタＣＬのゲートに所定電位clip_lightが供給される。
　したがって、この比較例では、前記第１の実施の形態と異なり、１列目のＯＢ画素ＰＸ１１，ＰＸ２１，ＰＸ３１，ＰＸ４１についても、１行目のＯＢ画素ＰＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４と同様に、当該ＯＢ画素ＰＸに白欠陥が生じていればそれが顕在化してしまい、得られる画像の画質が低下してしまう。
　このため、この比較例によれば、１列目のＯＢ画素ＰＸ１１，ＰＸ２１，ＰＸ３１，ＰＸ４１のいずれかに白欠陥が生じてしまえば、当該固体撮像装置は不良品となっていまい、歩留りが低下してしまう。
　これに対し、前記第１の実施の形態では、前述したように、１列目のＯＢ画素ＰＸ１１，ＰＸ２１，ＰＸ３１，ＰＸ４１については、当該ＯＢ画素ＰＸのノイズレベル転送期間中も当該ＯＢ画素ＰＸのデータレベル転送期間中も、当該ＯＢ画素ＰＸに対応するクリップトランジスタＣＬ１のゲートに、同じ所定電位clip_darkが供給される。よって、当該ＯＢ画素ＰＸに白欠陥が生じていてもそれが顕在化することなく、得られる画像に何ら影響を及ぼさない。
　このため、前記第１の実施の形態によれば、１列目のＯＢ画素ＰＸ１１，ＰＸ２１，ＰＸ３１，ＰＸ４１のいずれかに白欠陥が生じても、当該固体撮像装置は不良品とならずにすみ、歩留りが向上する。
　このように、本実施の形態によれば、前記比較例に比べて白欠陥が顕在化してしまうＯＢ画素ＰＸの数を低減することができるので、前記比較例に比べて歩留りを向上させることができる。
　また、本実施の形態と前記比較例との回路上の差異は、１列目のクリップトランジスタＣＬ１のゲートに対する配線の変更のみであるため、特別な追加回路を要しない。したがって、本実施の形態は前記比較例に比べてコストが上昇することもない。
　なお、本実施の形態はＯＢ画素列が１列である例であったが、ＯＢ画素列が２列以上である場合には、全てのＯＢ画素列に対応するクリップトランジスタＣＬのゲートを配線によって所定電位Ｖclip_darkに常時接続してもよい。あるいは、一部のＯＢ画素列に対応するクリップトランジスタＣＬのゲートを配線によって所定電位Ｖclip_darkに常時接続する一方で、残りのＯＢ画素列に対応するクリップトランジスタＣＬのゲートを切替回路ＳＷの出力部ｄに接続してもよい。
　［第２の実施の形態］
　図４は、本発明の第２の実施の形態による固体撮像装置の連続撮像モード時の読み出し動作を示すタイミングチャートである。図４は、１行目の画素ＰＸが選択された場合とその前後の状態を示している。図４において、図２中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
　本発明の第２の実施の形態による固体撮像装置の回路図は、前記比較例による固体撮像装置の回路図（図３）と同一であるため、その図示は省略する。
　本実施の形態による固体撮像装置が前記比較例による固体撮像装置と異なる所は、次の点のみである。前記比較例では、連続撮像モード時において、２行目～４行目の選択期間のみならず、１行目の選択期間においても、ノイズレベル転送期間中のみ切替制御信号φＣＬＩＰがハイレベルにされて切替回路ＳＷにより１列目～４列目のクリップトランジスタＣＬ１～ＣＬ４のゲートに所定電位clip_darkが供給される。また、前記比較例では、データレベル転送期間及び水平転送期間中は切替制御信号φＣＬＩＰがローレベルにされて切替回路ＳＷにより１列目～４列目のクリップトランジスタＣＬ１～ＣＬ４のゲートに所定電位clip_lightが供給される。
　これに対し、本実施の形態では、連続撮像モード時において、２行目～４行目の選択期間とは異なり、１行目の選択期間においては、ノイズレベル転送期間及びデータレベル転送期間の両期間中に切替制御信号φＣＬＩＰがハイレベルにされて切替回路ＳＷにより１列目～４列目のクリップトランジスタＣＬ１～ＣＬ４のゲートに所定電位clip_darkが供給される。また、本実施の形態では、水平転送期間中は切替制御信号φＣＬＩＰがローレベルにされて切替回路ＳＷにより１列目～４列目のクリップトランジスタＣＬ１～ＣＬ４のゲートに所定電位clip_lightが供給される。
　したがって、前記比較例では、連続撮像モード時において、１行目のＯＢ画素ＰＸ１１，ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４については、ノイズレベルが黒太陽防止用電位に制限される一方でデータレベルが電流値変動抑制用電位に制限される。そのため、前記比較例では、当該ＯＢ画素が故障して白欠陥が生じていれば、ノイズレベルとデータレベルとが異なり、これにより、その白欠陥が顕在化してしまい、得られる画像の画質が低下してしまう。
　これに対し、本実施の形態では、１行目のＯＢ画素ＰＸ１１，ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４については、ノイズレベルもデータレベルも黒太陽防止用電位に制限される。そのため、本実施の形態では、当該ＯＢ画素が故障して白欠陥が生じていれば、ノイズレベルもデータレベルも黒太陽防止用電位となり、ノイズレベルもデータレベルも同一レベルとなる。これにより、その白欠陥が顕在化することなく、得られる画像に何ら影響を及ぼさない。
　したがって、前記比較例では、１行目のＯＢ画素ＰＸ１１，ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４のいずれかに白欠陥が生じていれば、当該固体撮像装置は不良品となるため、歩留りが低下してしまう。これに対し、本実施の形態では、１行目のＯＢ画素ＰＸ１１，ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４のいずれかに白欠陥が生じても、当該固体撮像装置は不良品とならずにすみ、歩留りが向上する。
　このように、本実施の形態によっても、前記比較例に比べて白欠陥が顕在化してしまうＯＢ画素ＰＸの数を低減することができるので、前記比較例に比べて歩留りを向上させることができる。
　なお、本実施の形態はＯＢ画素行が１行である例であったが、ＯＢ画素列が２行以上である場合には、連続撮像モード時において、全てのＯＢ画素行の選択期間において、ノイズレベル転送期間及びデータレベル転送期間の両期間中に切替制御信号φＣＬＩＰをハイレベルにしてもよい。あるいは、一部のＯＢ画素行の選択期間において、ノイズレベル転送期間及びデータレベル転送期間の両期間中に切替制御信号φＣＬＩＰをハイレベルにする一方で、残りのＯＢ画素行の選択期間において、ノイズレベル転送期間中に切替制御信号φＣＬＩＰをハイレベルにするとともにデータレベル転送期間中に切替制御信号φＣＬＩＰをローレベルにしてもよい。
　［第３の実施の形態］
　本発明の第３の実施の形態による固体撮像装置の回路図は、前記第１の実施の形態による固体撮像装置の回路図（図１）と同一であるため、その図示は省略する。また、本実施の形態による固体撮像装置の連続撮像モード時の読み出し動作を示すタイミングチャーは、前記第２の固体撮像装置の連続撮像モード時の読み出し動作のタイミングチャート（図４）と同一であるため、その図示は省略する。
　本実施の形態による固体撮像装置が前記第１の実施の形態による固体撮像装置と異なる所は、次の点のみである。前記第１の実施の形態では、連続撮像モード時において、２行目～４行目の選択期間のみならず、１行目の選択期間においても、ノイズレベル転送期間中のみ切替制御信号φＣＬＩＰがハイレベルにされて切替回路ＳＷにより２列目～４列目のクリップトランジスタＣＬ２～ＣＬ４のゲートに所定電位clip_darkが供給される。また、前記第１の実施の形態では、データレベル転送期間及び水平転送期間中は切替制御信号φＣＬＩＰがローレベルにされて切替回路ＳＷにより２列目～４列目のクリップトランジスタＣＬ２～ＣＬ４のゲートに所定電位clip_lightが供給される。これに対し、本実施の形態では、連続撮像モード時において、２行目～４行目の選択期間とは異なり、１行目の選択期間においては、ノイズレベル転送期間及びデータレベル転送期間の両期間中に切替制御信号φＣＬＩＰがハイレベルにされて切替回路ＳＷにより２列目～４列目のクリップトランジスタＣＬ２～ＣＬ４のゲートに所定電位clip_darkが供給される。また、本実施の形態では、水平転送期間中は切替制御信号φＣＬＩＰがローレベルにされて切替回路ＳＷにより２列目～４列目のクリップトランジスタＣＬ２～ＣＬ４のゲートに所定電位clip_lightが供給される。
　したがって、前記第１の実施の形態では、連続撮像モード時において、１行目のＯＢ画素ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４については、ノイズレベルが黒太陽防止用電位に制限される一方でデータレベルが電流値変動抑制用電位に制限される。そのため、当該ＯＢ画素が故障して白欠陥が生じていれば、ノイズレベルとデータレベルとが異なり、これにより、その白欠陥が顕在化してしまい、得られる画像の画質が低下してしまう。これに対し、本実施の形態では、１行目のＯＢ画素ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４については、ノイズレベルもデータレベルも黒太陽防止用電位に制限される。そのため、当該ＯＢ画素が故障して白欠陥が生じていれば、ノイズレベルもデータレベルも黒太陽防止用電位となり、ノイズレベルもデータレベルも同一レベルとなる。これにより、その白欠陥が顕在化することなく、得られる画像に何ら影響を及ぼさない。
　したがって、前記第１の実施の形態では、１行目のＯＢ画素ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４のいずれかに白欠陥が生じていれば、当該固体撮像装置は不良品となる。これに対し、本実施の形態では、１行目のＯＢ画素ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４のいずれかに白欠陥が生じても、当該固体撮像装置は不良品とならずにすむ。勿論、本実施の形態によっても、前記第１の実施の形態と同じく、１列目のＯＢ画素ＰＸ１１，ＰＸ２１，ＰＸ３１，ＰＸ４１のいずれかに白欠陥が生じても、当該固体撮像装置は不良品とならずにすむ。
　よって、本実施の形態によれば、比較例に比べてのみならず前記第１の実施の形態に比べても、白欠陥が顕在化してしまうＯＢ画素ＰＸの数を低減することができ、歩留りをより一層向上させることができる。
　なお、本実施の形態はＯＢ画素列が１列であるとともにＯＢ画素行が１行である例であったが、これに限定されるものではない。ＯＢ画素列が２列以上である場合には、全てのＯＢ画素列に対応するクリップトランジスタＣＬのゲートを配線によって所定電位Ｖclip_darkに常時接続してもよい。あるいは、一部のＯＢ画素列に対応するクリップトランジスタＣＬのゲートを配線によって所定電位Ｖclip_darkに常時接続する一方で、残りのＯＢ画素列に対応するクリップトランジスタＣＬのゲートを切替回路ＳＷの出力部ｄに接続してもよい。また、ＯＢ画素列が２行以上である場合には、連続撮像モード時において、全てのＯＢ画素行の選択期間において、ノイズレベル転送期間及びデータレベル転送期間の両期間中に切替制御信号φＣＬＩＰをハイレベルにしてもよい。あるいは、一部のＯＢ画素行の選択期間において、ノイズレベル転送期間及びデータレベル転送期間の両期間中に切替制御信号φＣＬＩＰをハイレベルにする一方で、残りのＯＢ画素行の選択期間において、ノイズレベル転送期間中に切替制御信号φＣＬＩＰをハイレベルにするとともにデータレベル転送期間中に切替制御信号φＣＬＩＰをローレベルにしてもよい。
　［実施形態の補足事項］
　以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。例えば、本発明による固体撮像装置が搭載されるカメラは、ライブビューモードや動画撮像モードも可能なデジタルスチルカメラに限定されるものではなく、動画撮像専用のビデオカメラ等であってもよい。
　また、上記の各実施形態において、ゲート電位供給部は、オプチカルブラック画素からなる画素行／画素列の読み出し期間において、クリップトランジスタのゲートに、当該クリップトランジスタに対応するオプチカルブラック画素からのノイズレベルの読み出し時とデータレベルの読み出し時とで同じ電位（clip_dark）を供給している。しかし、本発明は、オプチカルブラック画素からのノイズレベルの読み出し時に供給される電位と、オプチカルブラック画素からのデータレベルの読み出し時に供給される電位とが完全に同一であることを要しない。すなわち、本発明は、オプチカルブラック画素からのノイズレベルの読み出し時に供給される電位と、オプチカルブラック画素からのデータレベルの読み出し時に供給される電位とを、許容誤差の範囲内で異なった値とする構成も当然に含む。
　なお、上記の各実施形態において、例えば、切替回路ＳＷに、Ｖclip_darkと許容誤差の範囲内でわずかに異なる電位を供給する接点を設けてもよい。そして、切替回路ＳＷの切り替えによって、オプチカルブラック画素からのノイズレベルの読み出し時に供給される電位と、オプチカルブラック画素からのデータレベルの読み出し時に供給される電位とを、許容誤差の範囲内で異なった値としてもよい（この場合の図示は省略する）。
　以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲が、その精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずであり、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物によることも可能である。
　ＰＸ　画素
　ＶＬ　垂直信号線
　ＣＬ　クリップトランジスタ
　ＳＷ　切替回路
　５　クリップ回路
　１１，１２　配線

Claims (8)

  1. 　入射光に応じた信号を生成する有効画素及び黒基準レベルの信号を生成するオプチカルブラック画素を含み、２次元に配置された複数の画素と、
    　前記画素の各列に対応して設けられ、前記画素の出力信号が供給される信号線と、
    　各々の前記信号線に対応して設けられ、前記信号線の電位をゲート電位に基づいて制限するトランジスタと、
    　前記オプチカルブラック画素からなる少なくとも１つの画素列に対応する前記トランジスタのゲートに、当該トランジスタに対応する前記画素からのノイズレベルの読み出し時と当該トランジスタに対応する前記画素からのデータレベルの読み出し時とで電位を揃えて供給するゲート電位供給部と、
    　を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
  2. 　前記ゲート電位供給部は、少なくとも所定動作モードにおいて、前記少なくとも１つの画素列を除いた画素列に対応する前記トランジスタのゲートに、当該トランジスタに対応する前記画素からのノイズレベルの読み出し時と当該トランジスタに対応する前記画素からのデータレベルの読み出し時とで異なる電位を供給する、ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
  3. 　入射光に応じた信号を生成する有効画素及び黒基準レベルの信号を生成するオプチカルブラック画素を含み、２次元に配置された複数の画素と、
    　前記画素の各列に対応して設けられ、前記画素の出力信号が供給される信号線と、
    　各々の前記信号線に対応して設けられ、前記信号線の電位をゲート電位に基づいて制限するトランジスタと、
    　前記オプチカルブラック画素からなる少なくとも１つの画素行の読み出し期間において、前記各トランジスタのゲートに、当該トランジスタに対応する前記画素からのノイズレベルの読み出し時と当該トランジスタに対応する前記画素からのデータレベルの読み出し時とで電位を揃えて供給するゲート電位供給部と、
    　を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
  4. 　前記ゲート電位供給部は、少なくとも所定動作モードにおける、前記少なくとも１つの画素行を除いた画素行の読み出し期間において、前記各トランジスタのゲートに、当該トランジスタに対応する前記画素からのノイズレベルの読み出し時と当該トランジスタに対応する前記画素からのデータレベルの読み出し時とで異なる電位を供給する、ことを特徴とする請求項３記載の固体撮像装置。
  5. 　入射光に応じた信号を生成する有効画素及び黒基準レベルの信号を生成するオプチカルブラック画素を含み、２次元に配置された複数の画素と、
    　前記複数の画素の各列に対応して設けられ、前記画素の出力信号が供給される信号線と、
    　各々の前記信号線に対応して設けられ、前記信号線の電位をゲート電位に基づいて制限するトランジスタと、
    　各々の前記トランジスタのゲートにゲート電位を供給するゲート電位供給部と、
    　を備え、
    　前記ゲート電位供給部は、少なくとも所定動作モードにおいて、前記オプチカルブラック画素からなる少なくとも１つの画素列に対応する前記トランジスタのゲートに、当該トランジスタに対応する前記画素からのノイズレベルの読み出し時と当該トランジスタに対応する前記画素からのデータレベルの読み出し時とで電位を揃えて供給し、
    　前記ゲート電位供給部は、少なくとも前記所定動作モードにおける、前記オプチカルブラック画素からなる少なくとも１つの画素行の読み出し期間において、前記各トランジスタのゲートに、当該トランジスタに対応する前記画素からのノイズレベルの読み出し時とデータレベルの読み出し時とで電位を揃えて供給する、
    　ことを特徴とする固体撮像装置。
  6. 　前記ゲート電位供給部は、少なくとも前記所定動作モードにおいて、前記少なくとも１つの画素列を除いた画素列に対応する前記トランジスタのゲートに、当該トランジスタに対応する前記画素からのノイズレベルの読み出し時とデータレベルの読み出し時とで異なる電位を供給し、
    　前記ゲート電位供給部は、少なくとも前記所定動作モードにおける、前記少なくとも１つの画素行を除いた画素行の読み出し期間において、前記少なくとも１つの画素列を除いた画素列に対応する前記トランジスタのゲートに、当該トランジスタに対応する前記画素からのノイズレベルの読み出し時とデータレベルの読み出し時とで異なる電位を供給する、ことを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。
  7. 　入射光に応じた信号を生成する有効画素及び黒基準レベルの信号を生成するオプチカルブラック画素を含み、２次元に配置された複数の画素と、
    　前記画素の各列に対応して設けられ、前記画素の出力信号が供給される信号線と、
    　各々の前記信号線に対応して設けられ、前記信号線の電位をゲート電位に基づいて制限するトランジスタと、
    　前記オプチカルブラック画素からノイズレベルを読み出す時とデータレベルを読み出す時とで、前記オプチカルブラック画素に対応して設けられた前記トランジスタのゲートに電位を揃えて供給するゲート電位供給部と、
    　を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
  8. 　各々の前記画素から読み出された前記ノイズレベルと前記データレベルとの差分を得る差分取得部を備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の固体撮像装置。
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