JP5531417B2 - 固体撮像装置 - Google Patents

Description

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、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を持ったり、有効画素から光電変換部を除去したような構造を持ったりしている。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、また、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垂直信号線と、（iii）前記各垂直信号線に対応して設けられ対応する前記垂直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同じ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。

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列の前記画素の出力信号が供給される垂直信号線と、（iii）前記各垂直信号線に対応して設けられ前記垂直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同じ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。

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垂直信号線と、（iii）前記各垂直信号線に対応して設けられ前記垂直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）前記各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同じ電位を供給する。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同じ電位を供給する。

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、前記第１乃至第６のいずれかの態様において、前記各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手段を備えたものである。

本発明によれば、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ができる。

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、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。）からなる画素部１と、垂直走査回路２と、水平走査回路３と、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。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。）、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、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のフォトダイオードＰＤと、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のフローティングディフュージョンＦＤと、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の増幅トランジスタＡＭＰと、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の転送トランジスタＴＸと、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のリセットトランジスタＲＳＴと、当該画素ＰＸを選択するための選択部としての選択トランジスタＳＥＬとを有し、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、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たトランジスタ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、そこには、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とともに、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、各垂直信号線ＶＬに対応して設けられた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、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に供給するデータレベル用水平転送スイッチＨＳと、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に供給するノイズレベル用水平転送スイッチＨＮとを有している。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、そこ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、そこ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、そこには水平走査回路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、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、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、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。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、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、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ため、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り、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、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、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、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、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が供給されるとともに、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_dark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、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り、その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て、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、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り、その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の電位制限を受けて、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_dark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、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、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が供給されるので、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し、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が供給されるとともに、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が供給されるとともに、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ので、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ので、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り、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し、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が供給されるとともに、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が供給されるとともに、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ので、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ので、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り、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し、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し、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。

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。

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。

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 (4)

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垂直信号線と、
   前記各垂直信号線に対応して設けられ前記垂直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同じ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、ことを特徴とする固体撮像装置。
2. 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垂直信号線と、
   前記各垂直信号線に対応して設けられ前記垂直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同じ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垂直信号線と、
   前記各垂直信号線に対応して設けられ前記垂直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、
   前記各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同じ電位を供給し、
   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同じ電位を供給し、
   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、ことを特徴とする固体撮像装置。
4. 前記各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手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の固体撮像装置。

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