JPH0433482A

JPH0433482A - 固体撮像素子

Info

Publication number: JPH0433482A
Application number: JP2140689A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Hamazaki; 浜崎　正治
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-05-30
Filing date: 1990-05-30
Publication date: 1992-02-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、複数の画素がマトリクス状に配列されてなる
固体撮像素子に関し、特に各画素内において、光信号電
荷が増幅される内部増幅型の固体撮像素子に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、複数の画素がマトリクス状に配列されてなる
固体撮像素子において、上記画素を、受光素子と、その
受光素子からの信号電荷を増幅する増幅手段と、行選択
リセットスイッチ及び列選択リセットスイッチが直列に
接続されて各リセットスイッチに対する行選択及び列選
択により、上記信号電荷をリセットするリセット手段と
、列選択により上記増幅手段からの増幅された信号電荷
を信号線に供給する列選択スイッチとを有するように構
成し、更にｎ水平走査期間内に、２ｎ行に関する画素の
データを２ｎ本のビデオラインを介して１対のラインメ
モリに選択的に書込むと共に、各１水平走査期間毎に上
記１対のラインメモリから選択的に２行分のデータを読
出すように構成することにより、水平走査周波数の低減
化並びに感度の向上及びＳ／Ｎ比の向上を同時に図れる
ようしたものである。

（従来の技術〕一般に、固体撮像素子の最大の課題はスミアである。ス
ミアは信号線の感光により生ずるものであるが、特に従
来においては、信号線が垂直方向に配線されていること
から、１本の信号線につき、１水平走査期間に１度しか
選択されず、その結果、６３．５μｓｅｃという長い期
間に、スミア信号を蓄えてしまうという問題がある。

そこで、従来では、第６図に示すように、信号線（２，
）を水平方向に配線し、更に４本のビデオライン（ＶＬ
Ｉ）〜（Ｖ　Ｌ４）を備えて１度に４画素同時に読出す
ことにより、水平走査周波数を半分に低減化させるよう
にしている。このようにすれば、信号線（ＺＳ）がスミ
ア信号を蓄積する時間は、隣りの画素を選択するまでの
短い時間となり、スミアは実質的に存在しなくなる。こ
のとき、選択されない信号線（！、）は、逆に１フイ一
ルド期間スミア信号を蓄えることになるため、リセット
トランジスタ（Ｔ、）を設け、水平ブランキング期間毎
にリセットパルスＲ７を発生させて信号線（２，）をリ
セット電圧■８にリセットするようにしている。尚、第
６図において、（Ｄ）はフォトダイオード、（Ｔ、）は
行選択スイッチングトランジスタ、（ＴＸ）は列選択ス
イッチングトランジスタを示し、（１１）は水平走査回
路、（１２）は垂直走査回路、（１３）はインクレース
回路を示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、第６図で示す従来の固体撮像素子においては
、図示の如く、１行当り２本の信号線ｇ、ｓ＞、　（ｚ
ｓ）を使用している。最近の微細化設計、特に微細化に
よるＭＯＳプロセス下では、通常、配線として使用され
る多結晶シリコン層は、微細化設計に追従して細く形成
することが可能であるが、一般に信号線（ｌ、）に使用
されるＡｔ層（特に２ｎｄＡｆ層）は、細く形成するこ
とが困難である。そのため、上記微細化設計に伴なって
、セル面積が小さくなると、Ａｔ層（信号線ＺＳ）の占
める面積の割合が増大化し、固体撮像素子の開口率、即
ち感度を大きく低下させるという不都合がある。

本発明は、このような点に鑑み成されたもので、その目
的とするところは、水平走査周波数の低減化並びに感度
の向上及び読出し信号に関するＳ／Ｎ比の向上を図るこ
とができる固体撮像素子を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、複数の画素（１）がマトリクス状に配列され
てなる固体撮像素子（Ａ）において、画素（１）を受光
素子（Ｄ）と、その受光素子（Ｄ）からの信号電荷を増
幅する増幅手段（Ｔ、）と、行選択リセットスイッチ（
ＴＲ，）及び列選択リセットスイッチ（’ｒ　ＲＸ）が
直列に接続されて各リセットスイッチ（ＴＲ，）及び（
Ｔ１．）に対する行選択及び列選択により、上記信号電
荷をリセットするリセット手段（２）と、列選択により
増幅手段（Ｔ、）からの増幅された信号電荷を信号線（
ｌ、）に供給する列選択スイッチ（Ｔｙ）とを有するよ
うに構成し、更にｎ水平走査期間内に、２ｎ行に関する
画素（１）のデータを２ｎ本のビデオライン（ＶＬＩ）
。

（■Ｌ２）・・・・（ＶＺ、、）を介して１対のライン
メモリ（Ｌ　Ｍ　＋　）及び（ＬＭＩ）に選択的に書込
むと共に、各１水平走査期間毎に１対のラインメモリ（
ＬＭＩ）及び（ＬＭＩ）から選択的に２行分のデータを
読出すように構成する。

〔作用〕

上述の本発明の構成によれば、画素（１）内に受光素子
（Ｄ）の信号電荷を増幅する増幅手段（Ｔ、）を設ける
ようにしたので、１行当たり１本の信号線！、で済み、
固体撮像素子（Ａ）の開口率を劣化させることなく、高
感度、高Ｓ／Ｎ比で画素（１）のデータを読出すことが
できる。

また、ｎ水平走査期間内において、２ｎ行に関する画素
（１）のデータを１度に２ｎ本のビデオライン（ＶＬＩ
）、（ＶＬｚ）・・・・（ＶＬｚ、、）を介して読出し
、その読出したデータを一旦、一対のラインメモリ（Ｌ
Ｍ、）及び（ＬＭ、）に選択的に書込んだのち、各１水
平走査期間毎に１対のラインメモリ（Ｌ　Ｍ　＋　）及
び（Ｌ　Ｍ２）から選択的に２行分のデータを読出すよ
うにしたので、水平走査周波数の低減化を図ることがで
き、固定パターン雑音、特にしきい値電圧■い等のばら
つきに起因するオフセットを除去する相関二重サンプリ
ング（ＣＤＳ）が容易に行なうことができると共に、Ｈ
ＤＴＶや高速度カメラ等への適用も容易になる。

〔実施例〕

以下、第１図〜第５図を参照しながら本発明の詳細な説
明する。

第１図は、本実施例に係る固体撮像素子（Ａ）、特に画
素の構造がフォトダイオードで発生した光信号電荷に応
じた電位をＭＯＳ　ＦＥＴ（Ｍ　ＯＳ型電界効果トラン
ジスタ）のゲートに印加して電流増幅を行なうタイプの
増幅型固体撮像素子（Ａ）を示す回路図である。

この固体撮像素子（Ａ）の各画素（１）は、フォトダイ
オード（Ｄ）と、夫々ＭＯＳ　ＦＥＴで構成された増幅
用トランジスタ（Ｔ、）　、水平スイッチングトランジ
スタ（Ｔ、）及びリセット手段（２）である水平リセッ
ト用トランジスタ（ＴＲｘ）、垂直リセット用トランジ
スタ（ＴＲｙ）とを有して成り、これら画素（１）がマ
トリクス状に配列されて固体撮像素子（Ａ）のイメージ
部（３）を構成する。また、このイメージ部（３）の周
辺には、垂直走査のための第１垂直走査回路（４ａ）と
、リセット用の第２垂直走査回路（４ｂ）と、リセット
と水平走査を兼ねる水平走査回路（５）が設けられてい
る。第１垂直走査回路（４ａ）は、ＭＯＳ　ＦＥＴで構
成された垂直スイッチングトランジスタ（’ｒ　ｙ　）
のオン、オフを制御する回路であり、この垂直スイッチ
ングトランジスタ（Ｔ、）は、垂直方向に延びる４本の
ビデオライン（ＶＬＩ）〜（ＶＬ４）と夫々水平方向に
延びる各水平信号線（１，）の接続を制御するように設
けられている。第２垂直走査回路（４ｂ）は、各行の垂
直リセット用トランジスタ（’ｒ＊、）を制御し、水平
走査回路（５）は、互いに水平方向に隣接する画素（１
）における一方の画素（１）の水平リセット用トランジ
スタ（ＴＲ，）と他方の画素（１）の水平スイッチング
トランジスタ（Ｔ　ｘ　）を同時に制御する。そして、
第１垂直走査回路（４ａ）からの行選択信号φ■、〜φ
■□３によって例えばｍ行〜ｍ＋３行が選択（ｍ行〜ｍ
＋３行に関する垂直スイッチングトランジスタ（Ｔ、）
がオン）されているものとすると、水平走査回路（５）
からの各列選択信号φＨｎ−１，φＨ，１，φＨ１ｌ＋
１・・・に応じて順次例えばｎ−１列、ｎ列、ｎ＋１列
・・・・が選択され、それに準じて、図示の例では例え
ばｍ行ｎ−１列〜ｍ＋３行ｎ−１列９ｍ行ｎ列〜ｍ＋３
行ｎ列９ｍ行ｎ＋１列〜ｍ＋３行ｎ＋１列・・・・にお
ける画素（１）の出力電流がｍ行〜ｍ＋３行の垂直スイ
ッチングトランジスタ（Ｔｙ）を介して並列に４本のビ
デオライン（ＶＬＩ）〜（ＶＬ４）に現れるようになさ
れる。

次に、各画素（１）の構成を説明すると、各画素（１）
におけるフォトダイオード（Ｄ）の一端子は、増幅用ト
ランジスタ（Ｔ、）のゲートに接続され、フォトダイオ
ード（Ｄ）で発生した光信号電荷に基づく電位が増幅用
トランジスタ（Ｔ、）のゲートに印加されるようになさ
れている。また、増幅用トランジスタ（Ｔ１）には、水
平スイッチングトランジスタ（Ｔ、）が直列に接続され
ると共に、水平スイッチングトランジスタ（Ｔ、）のゲ
ートには水平走査回路（５）からの列選択線（Ｌ）が接
続され、更にこの水平スイッチングトランジスタ（Ｔ、
）のドレインは第１垂直走査回路（４ａ）からの水平信
号線（！、）が接続される。また、フォトダイオード（
Ｄ）の一端子は、上記増幅用トランジスタ（Ｔ、）のほ
か、水平リセット用トランジスタ（Ｔ、、）にも接続さ
れる。この水平リセット用トランジスタ（ＴＲ，）は、
直列に接続される垂直リセット用トランジスタ（Ｔｌｌ
、）と共にリセット手段（２）を構成する。そして、水
平リセット用トランジスタ（Ｔ１．）のゲートには、水
平走査回路（５）からの列選択線（２８）が接続される
。この場合の列選択線（！Ｘ）は、上記水平スイッチン
グトランジスタ（Ｔつ）のゲートに接続される列選択線
（２Ｘ）が例えばｎ列目の列選択線（！Ｘ）であれば、
ｎ＋１列目の列選択線（Ｌ）が接続される。即ち、各列
選択線０−）には、互いに隣接する画素（１）における
一方の画素（例えばｎ列目の画素）（１）の水平リセッ
ト用トランジスタ（ＴＲ，）のゲートと、他方の画素（
例えばｎ＋１列目の画素）（１）の水平スイッチングト
ランジスタ（Ｔ８）のゲートが接続されて、一方の画素
（１）に対する水平方向のリセット選択と、他方の画素
（１）に対する水平（列）選択とが共用となるように構
成されている。一方、垂直リセット用トランジスタ（Ｔ
Ｒｙ）のゲートには、第２垂直走査回路（４ｂ）からの
リセット線（２ｇ）が接続される。尚、増幅用トランジ
スタ（Ｔ８）及び垂直リセット用トランジスタ（ＴＲ−
）の各ドレインには、夫々電源電圧Ｖａａが印加される
。また、ａ、”−’ａ４は出力部を構成する増幅器であ
る。

次に、本例に係る固体撮像素子（Ａ）の動作、特にしき
い値電圧ｖｔｈ等のばらつきに起因するオフセット電荷
ΔＱを除去して固定パターン雑音を低減化させる読出し
方法所謂相関二重サンプリング（ＣＤＳ）について、第
２図も参照しながら説明する。

まず、この固体撮像素子（Ａ）の初期状態において、各
画素（１）のフォトダイオード（Ｄ）にはリセット手段
（２）を介して初期値ｖｄｄがセ・ントされている。続
く受光期間において、入射光によって励起された電子が
フォトダイオードＣＤ）に吸収されるため、フォトダイ
オード（Ｄ）の電位が入射光に応じて減少する。この電
位を増幅用トランジスタ（Ｔ、）のゲートに印加する。

尚、この固体撮像素子（Ａ）においては、暗状態で最も
出力電流が大きく、入射光が増すに従って出力電流が減
少する所謂ネガ型の特性を有する。次に、第１垂直走査
回路（４ａ）からの行選択により、例えばｍ行〜ｍ＋３
行の垂直スイッチングトランジスタ（Ｔ、）がオンされ
ている状態で（第２図Ｃ参照）、水平走査回路（５）か
らの列選択により、例えばｎ−１列を選択する（第２図
Ｃ参照）。この列選択は、１次選沢φＨ，＋［１］　と
２次選択φＨｎ−，［２］　と番こ分けられ、１次選択
φＨアー、［１１は、その選択期間Ｔｈｌが短かく、２
次選択φＨ，−，［２］　はその選択期間Ｔｈｚが上記
１次選択の選択期間Ｔｈｌよりも長く設定される。そし
て、最初の１次選択φＨ０−１１１１でｎ−１列目の画
素（１）の読出しと共に、ｎ−２列目の画素（１）に対
しリセ・ントを行なう。尚、このｍ行〜ｍ＋３行の選択
時、例えば上記第１垂直走査回路（４ａ）からのｍ行〜
ｍ＋３行の画素（１）に対する選択信号φ■、〜φ■６
゜、と同時に、第２垂直走査回路（４ｂ）からもｍ行〜
ｍ＋３行に関する垂直リセット用トランジスタ（ＴＲＹ
）に対し、リセット線（ＥＲ）を介して垂直リセ・ント
信号φＶＲｍ〜φＶｌｌｊ。３を出力している（第２図
Ｃ参照）ため、この１水選択φＨ，，［１］　によって
、ｎ−２列目の水平リセット用トランジスタ（Ｔ、、）
が選択され、ｍ行ｎ−２列〜ｍ＋３行ｎ−２列目の画素
（１）におけるフォトダイオード（Ｄ）が初期値Ｖ４４
にリセットされる。

そして、次の２次選択φＨ，＋［２］　で実質的なｍ行
ｎ−１列〜ｍ＋３行ｎ−１列目の画素（１）の読出しを
行なう。また、この２次選択φＨ，Ｉ［２］の期間Ｔ’
ｈｚ内において、次のｍ行ｎ列〜ｍ＋３行ｎ列目の画素
（１）に関する１次選択φＨ，［１］が行なわれる（第
２図り参照）。このｍ行ｎ列〜ｍ＋３行ｎ列目の画素（
１）に対する１次選択φＨ，［１］は、ｍ行ｎ−１列〜
ｍ＋３行ｎ−１列目の画素（１）に対するリセットをも
兼ねる。即ち、第２図Ｆに示すように、上記ｍ行ｎ−１
列〜ｍ＋３行ｎ−１列目の画素（１）に対する２次選択
φＨ，Ｉ［２］　は、このｍ行ｎ列〜ｍ＋３行ｎ列目の
画素（１）に対する１次選択φＨ，［１１により、その
期間Ｔｈ□が３分割されたかたちとなる。従って、最初
の期間Ｔ。

で光信号電荷Ｑ７−６にしきい値電圧ｖｔｈ等のばらつ
きに起因するオフセット電荷ΔＱｎ−＋が加えられた電
荷Ｑ。−１＋ΔＱ７−１に応じた信号ＳＯ□−１が垂直
スイッチングトランジスタ（Ｔ、）を介して夫々４本の
ビデオライン（ＶＬ＋）〜（Ｖ　Ｌ４）に信号φＶＬ、
〜φＶＬ、として現われる。次の期間Ｔ！では、ｍ行ｎ
列〜ｍ＋３行ｎ列目の画素（１）に対する読出しとｍ行
ｎ−１列〜ｍ＋３行ｎ−１列目の画素（１）に対するリ
セットが行なわれ、ｍ行ｎ列〜ｎ＋３行ｎ列目の画素（
１）に関する光信号電荷Ｑ７にそのオフセット電荷ΔＱ
７とｎ　−１列の画素（１）に関するオフセット電荷Δ
Ｑ７−１が加えられた電荷Ｑ、ｌ＋ΔＱ７＋ΔＱｎ−Ｉ
に応じた信号ＳＯゎ＋０．−１が夫々ビデオライン（Ｖ
ＬＩ）〜（ＶＬＩ）に現われる。そして、次の期間Ｔ、
でｍ行ｎ−１列〜ｍ＋３行ｎ−１列目の画素（１）のオ
フセット電荷Δ（Ｌ−＋　に応じた信号０ＦＩ−１が夫
々ビデオライン（ＶＬＩ）　〜（ＶＬＩ）に現われる。

即ち、ｍ行ｎ−１列〜ｍ＋３行ｎ−１列目の画素（１）
に関しては、その前の期間Ｔ２でフォトダイオード（Ｄ
）がリセットされていることから、フォトダイオード（
Ｄ）に光信号電荷の蓄積の無い状態で再び信号が読出さ
れることとなり、各ビデオライン（Ｖ　Ｌ＋）〜（ＶＬ
Ｉ）にオフセット電荷ΔＱｎ−１のみの信号０７−８が
現われる。そして、後段の信号処理回路において、上記
信号ｓｏ、−一〇、−＋の差（Ｓｏ−＋　　Ｏ−＋）を
とり、オフセット分の無い信号５ｎ−１を得る。そして
、次のｍ行ｎ列〜ｍ＋３行ｎ列目に関する画素（１）の
読出しは、ｎ列目の２次選択φＨ，［２］とｎ＋１列目
の１次選択φＨｎ。、［１１により行なわれる（第２図
Ｅ参照）。

この一連の動作を各列毎に行なって、ｍ行に関する各画
素（１）について、オフセット分が除去された出力信号
を得たのち、次の行、即ちｍ＋４行〜ｍ＋７行を選択し
て上記と同様に順次ｍ＋４行〜ｍ＋７行の各画素（１）
に関し、オフセット分が除去された出力信号を得る。こ
のように、全ての行を順次選択して、イメージ部（３）
で撮像した映像情報を順次、後段の信号処理系に供給す
る。

しかして、本例では、２水平走査期間分の時間をかけて
、４行分の画素（１）に関するデータを読出す。通常は
、第３図に示すように、１水平走査期間Ｔ内において、
４行分の画素のデータを読出すが、本例では、第４図に
示すように、２水平走査期間２Ｔ内において、４行分の
画素（１）のデータを読出す。尚、第３図及び第４図に
おいて、ＴＨ及びＴ、、、Ｔ、、は有効画素の読出し期
間、ＴＯＦＢは光学的黒の読出し期間を示す。即ち、本
例では、２水平走査期間２Ｔ中、最初の１水平走査期間
Ｔ１（第１の有効画素の読出し期間ＴＨＩ）内において
、１列〜ｊ列目までの４行に関する有効画素（１）を読
出し、次の１水平走査期間Ｔ２内において、ｊ十１列〜
最終列目までの４行に関する有効画素（１）と数列にわ
たる光学的黒を読出す。

一方、本例は、第５図に示すように、各増幅器（ａＩ）
〜（ａ４）の後段に、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤυ〜（ＡＤ４
）とラインメモリ　（Ｌ　Ｍ　Ｉｔ　）〜（ＬＭ、、）
及び（ＬＭ、、）　〜（ＬＭＺ４）を具備して成り、Ａ
／Ｄ変換器（ＡＤＤ）　〜（ＡＤ、）は、増幅器（ａ、
）〜（ａ４）の個数に合わせて４個配置され、ラインメ
モリ　（Ｌ　Ｍ　＋　＋　）〜（ＬＭＩ４）及び（ＬＭ
□）〜（ＬＭ、４）は、１つの増幅器に対して２個設け
られて、全体として８個設けられる。これら１対のライ
ンメモリ　（（ＬＭｌｌ）　、　　（ｔ、Ｍ、ｔ＋）　
）−・・（（ＬＭ＋４）　、　　（ＬＭＺ４）　）は、
スイッチＳ。１〜ｓｗ４及び５ＲＩ−３１１４を介して
データの書込み及び読出しが選択される。

そして、２水平走査期間２Ｔ中、最初の１水平走査期間
Ｔｔ内に読出された１列〜ｊ列目の４行に関する有効画
素（１）のデータが夫々Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＤ）〜（Ａ
Ｄ４）を介してデジタル信号に変換された後、各スイッ
チＳ、１．−Ｓ□を介して各第１のラインメモリ　（Ｌ
　Ｍ　Ｉ　１）、＜　Ｌ　Ｍ　Ｉ□）、（ＬＭＩ３）。

（Ｌ　Ｍ　＋　ａ　）に書込まれる。この場合、各第１
のラインメモリ（Ｌ　Ｍ＋　＋　）〜（ＬＭＩ４）には
、夫々前半のメモリ領域まで上記データが書込まれる。

また、このとき、前回の２水平走査期間２Ｔ内において
、各第２のラインメモリ（ＬＭｚ＋）、（ＬＭｚ□）。

（ＬＭ、、）、（ＬＭ、４）に書込まれたデータのうち
、（ＬＭｚ＋）及び（ＬＭ、□）に書込まれた２行分の
全データが２つのスイッチＳＲＩ及びＳ、１２を介して
読出され、後段の信号処理系に供給される。次に、次の
１水平走査期間Ｔ２内に読出されたｊ＋１列〜最終列目
の４行に関する有効画素（１）のデータ及び光学的黒の
データが夫々Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＤ）〜（ＡＤ４）を介
してデジタル信号に変換された後、各スイッチＳｗ＋−
３ｗ４を介して各第１のラインメモリ　（Ｌ　Ｍ　Ｉ　
１　）〜（ＬＭＩ４）に書込まれる。

この場合、各第１のラインメモリ（ＬＭ、、）〜（ＬＭ
Ｉ４）における後半のメモリ領域に上記データが書込ま
れる。また、このとき、前回の２水平走査期間２Ｔ内に
おいて、各第２のラインメモリ（ＬＭ２＋）〜（ＬＭ２
４）に書込まれたデータのうち、（ＬＭ２３）及び（Ｌ
ＭＺ４）に書込まれた２行分の全データが２つのスイッ
チＳＲ３及び５ｌ１４を介して読出され、後段の信号処
理系に供給される。

そして、次の２水平走査期間２Ｔ内において、各スイッ
チＳＷＩ””ＳＷ４及びＳＲ，〜５ｌ１４が切換ゎり、
空になった第２のラインメモリ（ＬＭｚ＋）〜（ＬＭＺ
４）に対し、次の４行に関する画素（１）のデータが書
込まれ、第１のラインメモリ　（Ｌ　Ｍ　＋　＋　）〜
（ＬＭ＋、）から２行分のデータが１水平走査期間毎に
続出される。この一連の動作を繰返すことによって、２
行分の画素のデータが順次、後段の信号処理系に供給さ
れることになる。

上述の如く、本例によれば、各画素（１）内に、フォト
ダイオード（Ｄ）の信号電荷を増幅する増幅用トランジ
スタ（Ｔ、）を設けるようにしたので、１行当たり１本
の水平信号線（１３）で済み、微細化設計による固体撮
像素子（Ａ）の開口率を劣化させることなく、高感度、
高Ｓ／Ｎ比で画素（１）のデータを読出すことができる
。

また、２水平走査期間２Ｔ内において、４行に関する画
素（１）のデータを一度に４本のビデオライン（ＶＬ＋
）〜（ＶＬ４）を介して読出し、その読出したデータを
一旦、一対のラインメモリ（ＬＭ、）。

（ＬＭｚ）に選択的に書込んだのち、各１水平走査期間
毎に１対のラインメモリ（Ｌ　Ｍ　Ｉ）及び（ＬＭ、）
から選択的に２行分のデータを読出すようにしたので、
従来から行なわれている４行同時読出しと比してその水
平走査周波数を１７２に低減化させることができる。ま
た、１対のラインメモリ（Ｌ　Ｍ　ｌ）及び（ＬＭｚ）
を用いて時間補正する（即ち、１水平走査期間中に２行
の画素データを出力させる）ようにしているため、後段
での信号処理系で特別な回路構成を組む必要がない。と
ころで、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）による読出し
を行なう場合、１つの列選択信号φＨ１特に二次選択信
号φＨ［２］を３つの期間Ｔ、、Ｔ。

及びＴ３に分割する必要があることから、安定したＣＤ
Ｓを行なうためには、各列選択信号φＨの出力信号を長
くとる必要があるが、本例の場合、上述の如く、水平走
査周波数を大幅に低減化できるため、各列選択信号φＨ
の出力期間を長くとることが可能になり、安定したＣＤ
Ｓを容易に行なうことができると共に、ＨＤＴＶや高速
度カメラ等への適用も有利になる。

尚、上記実施例は、２水平走査期間２Ｔ内に４行に関す
る画素を読出すようにしたが、−船釣に示すと、ｎ水平
走査期間内に２ｎ行に関する画素を読出すことに帰着し
、この場合、２ｎ本のビデオライン及び４ｎ個のライン
メモリを具備させるようにする。

〔発明の効果〕

本発明による固体撮像素子によれば、水平周波数の低減
化並びに感度の向上及びＳ／Ｎ比の向上を同時に図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に係る固体撮像素子の構成を示す回路
図、第２図はその動作を示す波形図、第３図は通常の読
出しタイミングを示すタイムチャート、第４図は本例の
読出しタイミングを示すタイムチャート、第５図は本例
の信号処理を示すブロック線図、第６図は従来例を示す
回路図である。（Ａ）は固体撮像素子、（１）は画素、（２）はリセッ
ト手段、（３）はイメージ部、（４ａ）は第１垂直走査
回路、（４ｂ）は第２垂直走査回路、（５）は水平走査
回路、（Ｄ）はフォトダイオード、（Ｔ３）は増幅用ト
ランジスタ、（Ｔ、）は水平スイッチングトランジスタ
、（Ｔ、）は垂直スイッチングトランジスタ、（’ｒ＊
ｘ）は水平リセット用トランジスタ、（Ｔ、ｌ、）は垂
直リセット用トランジスタ、（２ｘ）は列選択線、（２
３）は水平信号線、（２＋１）はリセット線、（ＶＩ、
＋）〜（ＶＬ４）はビデオライン、（ａ＋）〜（ａ４）
は増幅器、（ＡＤ＋）　〜（ＡＤ、）はＡ／Ｄ変換器、
（Ｌ　Ｍ　＋　＋　）〜（ＬＭｌ、）は第１のラインメ
モリ、（Ｌ　Ｍ　ｔ　＋　）〜（ＬＭｚａ）は第２のラ
インメモリである。代理人松隈秀盛木実鵬９ツの動作ｆ示す波形図第２図 ■ 木伊ｊの施肥しタイミンク°を示すタ了ムチセード第４
図

Claims

【特許請求の範囲】　複数の画素がマトリクス状に配列されてなる固体撮像
素子において、上記画素は、受光素子と、その受光素子からの信号電荷
を増幅する増幅手段と、行選択リセットスイッチ及び列
選択リセットスイッチが直列に接続されて各リセットス
イッチに対する行選択及び列選択により、上記信号電荷
をリセットするリセット手段と、列選択により上記増幅
手段からの増幅された信号電荷を信号線に供給する列選
択スイッチとを有して成り、ｎ水平走査期間内に、２ｎ
行に関する画素のデータを２ｎ本のビデオラインを介し
て１対のラインメモリに選択的に書込むと共に、各１水
平走査期間毎に上記１対のラインメモリから選択的に２
行分のデータを読出すようにして成る固体撮像素子。