JPH0946597A - 固体撮像装置およびその駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置およびその駆動方法Info
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- JPH0946597A JPH0946597A JP7194420A JP19442095A JPH0946597A JP H0946597 A JPH0946597 A JP H0946597A JP 7194420 A JP7194420 A JP 7194420A JP 19442095 A JP19442095 A JP 19442095A JP H0946597 A JPH0946597 A JP H0946597A
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- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/67—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
- H04N25/671—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 デバイス周りの回路規模を大きくすることな
く固定パターンノイズを除去可能な固体撮像装置および
その駆動方法を提供する。 【解決手段】 同一の容量値を持つ第１，第２の負荷キ
ャパシタ１６ａ，１６ｂを設け、垂直信号線１３と第
１，第２の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂの各一端との
間に第１，第２の動作スイッチであるＭＯＳトランジス
タ１５ａ，１５ｂを接続し、第１，第２の負荷キャパシ
タ１６ａ，１６ｂの各他端と基準電位点（本例では、接
地）との間に共通動作スイッチであるＭＯＳトランジス
タ１８を接続するとともに、第１，第２の負荷キャパシ
タ１６ａ，１６ｂの各他端と水平信号線１９および所定
電位のバイアス線２０との間に第１，第２の水平スイッ
チであるＭＯＳトランジスタ１７ａ，１７ｂを接続した
構成とする。
く固定パターンノイズを除去可能な固体撮像装置および
その駆動方法を提供する。 【解決手段】 同一の容量値を持つ第１，第２の負荷キ
ャパシタ１６ａ，１６ｂを設け、垂直信号線１３と第
１，第２の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂの各一端との
間に第１，第２の動作スイッチであるＭＯＳトランジス
タ１５ａ，１５ｂを接続し、第１，第２の負荷キャパシ
タ１６ａ，１６ｂの各他端と基準電位点（本例では、接
地）との間に共通動作スイッチであるＭＯＳトランジス
タ１８を接続するとともに、第１，第２の負荷キャパシ
タ１６ａ，１６ｂの各他端と水平信号線１９および所定
電位のバイアス線２０との間に第１，第２の水平スイッ
チであるＭＯＳトランジスタ１７ａ，１７ｂを接続した
構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置およ
びその駆動方法に関し、特に光電変換により蓄積された
信号電荷に応じた画素情報を画素単位で読み出すことが
可能なＸ‐Ｙアドレス型固体撮像装置およびその駆動方
法に関する。
びその駆動方法に関し、特に光電変換により蓄積された
信号電荷に応じた画素情報を画素単位で読み出すことが
可能なＸ‐Ｙアドレス型固体撮像装置およびその駆動方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ‐Ｙアドレス型固体撮像装置の一種で
ある増幅型固体撮像装置では、画素それぞれに増幅機能
を持たせるために、ＭＯＳ構造等の能動素子（ＭＯＳト
ランジスタ）を用いて画素を構成していることから、能
動素子の特性のバラツキがそのまま映像信号に乗ってき
てしまう。この特性のバラツキは、画素それぞれに固定
の値を持つため撮像画での固定パターンノイズ（ＦＰ
Ｎ;Fixed Patern Noise)として現れる。この固定パター
ンノイズは、入射光に対する感度のバラツキではなく、
入射光に応じた信号量に画素のしきい値のバラツキが加
算される性質のものである。
ある増幅型固体撮像装置では、画素それぞれに増幅機能
を持たせるために、ＭＯＳ構造等の能動素子（ＭＯＳト
ランジスタ）を用いて画素を構成していることから、能
動素子の特性のバラツキがそのまま映像信号に乗ってき
てしまう。この特性のバラツキは、画素それぞれに固定
の値を持つため撮像画での固定パターンノイズ（ＦＰ
Ｎ;Fixed Patern Noise)として現れる。この固定パター
ンノイズは、入射光に対する感度のバラツキではなく、
入射光に応じた信号量に画素のしきい値のバラツキが加
算される性質のものである。
【０００３】図１０に、増幅型固体撮像装置の従来例を
示す。図１０において、画素トランジスタ１０１が行列
状に多数配列され、各画素トランジスタ１０１のゲート
電極が行単位で垂直選択線１０２に接続され、各ソース
電極が列単位で垂直信号線１０３に接続され、さらに各
ドレイン電極には電源電圧ＶＤが印加されている。各垂
直選択線１０２は、垂直走査回路１０４の出力端に接続
されている。各垂直信号線１０３は、ＮｃｈＭＯＳトラ
ンジスタ１０５ａ，１０５ｂの各ドレイン電極に共通に
接続されている。
示す。図１０において、画素トランジスタ１０１が行列
状に多数配列され、各画素トランジスタ１０１のゲート
電極が行単位で垂直選択線１０２に接続され、各ソース
電極が列単位で垂直信号線１０３に接続され、さらに各
ドレイン電極には電源電圧ＶＤが印加されている。各垂
直選択線１０２は、垂直走査回路１０４の出力端に接続
されている。各垂直信号線１０３は、ＮｃｈＭＯＳトラ
ンジスタ１０５ａ，１０５ｂの各ドレイン電極に共通に
接続されている。
【０００４】ＭＯＳトランジスタ１０５ａ，１０５ｂの
各ゲート電極には、動作パルスφＯＰＳ，φＯＰＮが印
加される。ＭＯＳトランジスタ１０５ａ，１０５ｂの各
ソース電極は、キャパシタ１０６ａ，１０６ｂの各一端
に接続されるとともに、ＮｃｈＭＯＳトランジスタ１０
７ａ，１０７ｂの各ドレイン電極に接続されている。キ
ャパシタ１０６ａ，１０６ｂの各他端は共に接地されて
いる。ＭＯＳトランジスタ１０７ａ，１０７ｂの各ソー
ス電極は水平信号線１０８ａ，１０８ｂにそれぞれ接続
され、各ゲート電極は水平走査回路１０９の出力端に共
通に接続されている。
各ゲート電極には、動作パルスφＯＰＳ，φＯＰＮが印
加される。ＭＯＳトランジスタ１０５ａ，１０５ｂの各
ソース電極は、キャパシタ１０６ａ，１０６ｂの各一端
に接続されるとともに、ＮｃｈＭＯＳトランジスタ１０
７ａ，１０７ｂの各ドレイン電極に接続されている。キ
ャパシタ１０６ａ，１０６ｂの各他端は共に接地されて
いる。ＭＯＳトランジスタ１０７ａ，１０７ｂの各ソー
ス電極は水平信号線１０８ａ，１０８ｂにそれぞれ接続
され、各ゲート電極は水平走査回路１０９の出力端に共
通に接続されている。
【０００５】水平信号線１０８ａ，１０８ｂは、差動ア
ンプ１１０、検出キャパシタ１１１およびリセット用Ｍ
ＯＳトランジスタ１１２から構成される一対の出力回路
１１３ａ，１１３ｂの入力端（差動アンプ１１０の反転
（−）入力端子）に接続されている。出力回路１１３
ａ，１１３ｂの出力端（差動アンプ１１０の出力端子）
は、一対の出力端子１１４ａ，１１４ｂに接続されてい
る。この一対の出力端子１１４ａ，１１４ｂには、差動
アンプ１１５の非反転（＋）入力端子および反転（−）
入力端子が接続されている。
ンプ１１０、検出キャパシタ１１１およびリセット用Ｍ
ＯＳトランジスタ１１２から構成される一対の出力回路
１１３ａ，１１３ｂの入力端（差動アンプ１１０の反転
（−）入力端子）に接続されている。出力回路１１３
ａ，１１３ｂの出力端（差動アンプ１１０の出力端子）
は、一対の出力端子１１４ａ，１１４ｂに接続されてい
る。この一対の出力端子１１４ａ，１１４ｂには、差動
アンプ１１５の非反転（＋）入力端子および反転（−）
入力端子が接続されている。
【０００６】次に、上記構成の従来例における固定パタ
ーンノイズの除去のための回路動作について説明する。
先ず、入射光が光電変換されかつ蓄積された信号電荷に
応じて画素トランジスタ１０１のソース電極に導出され
る画素リセット前の信号を、垂直信号線１０３からＭＯ
Ｓトランジスタ１０５ａを介してキャパシタ１０６ａに
送出し、さらに同じ画素トランジスタ１０１に蓄積され
た信号電荷をリセットした後（画素リセット後）に画素
トランジスタ１０１のソース電極に導出される信号を、
同様に垂直走査線１０３からＭＯＳトランジスタ１０５
ｂを介してキャパシタ１０６ｂに送出する。
ーンノイズの除去のための回路動作について説明する。
先ず、入射光が光電変換されかつ蓄積された信号電荷に
応じて画素トランジスタ１０１のソース電極に導出され
る画素リセット前の信号を、垂直信号線１０３からＭＯ
Ｓトランジスタ１０５ａを介してキャパシタ１０６ａに
送出し、さらに同じ画素トランジスタ１０１に蓄積され
た信号電荷をリセットした後（画素リセット後）に画素
トランジスタ１０１のソース電極に導出される信号を、
同様に垂直走査線１０３からＭＯＳトランジスタ１０５
ｂを介してキャパシタ１０６ｂに送出する。
【０００７】そして、キャパシタ１０６ａおよび１０６
ｂに保持された画素リセット前後の信号を、ＭＯＳトラ
ンジスタ１０７ａおよび１０７ｂを導通状態にすること
によって水平信号線１０８ａ，１０８ｂに読み出し、別
々の出力回路１１３ａ，１１３を通して出力端子１１４
ａ，１１４ｂから外部へ出力し、さらに外部に設けられ
た差動アンプ１１５にて減算処理を行う。その結果、固
定パターンノイズが相殺され、固定パターンノイズが除
去された信号が得られる。
ｂに保持された画素リセット前後の信号を、ＭＯＳトラ
ンジスタ１０７ａおよび１０７ｂを導通状態にすること
によって水平信号線１０８ａ，１０８ｂに読み出し、別
々の出力回路１１３ａ，１１３を通して出力端子１１４
ａ，１１４ｂから外部へ出力し、さらに外部に設けられ
た差動アンプ１１５にて減算処理を行う。その結果、固
定パターンノイズが相殺され、固定パターンノイズが除
去された信号が得られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の増幅型固体撮像装置では、固定パターンノイズ
を除去するのに、デバイスから出力される画素リセット
前と後の信号を減算するための差動アンプ１１５を外部
回路として設ける必要があるため、回路構成が複雑にな
るとともに消費電力が増大し、また画素リセット前と後
の信号を出力するデバイスの２つの出力回路１１３ａ，
１１３ｂ間に利得の差があると、外部で利得の差を補正
するための回路が必要になり、デバイス周りの回路規模
が大きくなるという問題があった。
た従来の増幅型固体撮像装置では、固定パターンノイズ
を除去するのに、デバイスから出力される画素リセット
前と後の信号を減算するための差動アンプ１１５を外部
回路として設ける必要があるため、回路構成が複雑にな
るとともに消費電力が増大し、また画素リセット前と後
の信号を出力するデバイスの２つの出力回路１１３ａ，
１１３ｂ間に利得の差があると、外部で利得の差を補正
するための回路が必要になり、デバイス周りの回路規模
が大きくなるという問題があった。
【０００９】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、デバイス周りの回路
規模を大きくすることなく固定パターンノイズを除去可
能な固体撮像装置およびその駆動方法を提供することに
ある。
であり、その目的とするところは、デバイス周りの回路
規模を大きくすることなく固定パターンノイズを除去可
能な固体撮像装置およびその駆動方法を提供することに
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像装
置は、行列状に配列された複数の画素と、垂直選択線で
共通に接続された同一行の画素の制御電極を制御する垂
直走査回路と、同一列の画素の主電極が共通に接続され
た垂直信号線を介して出力される画素の信号を行単位で
順次出力端子に出力する水平走査回路とに加え、同一の
容量値を持つ第１，第２のキャパシタと、垂直信号線と
第１，第２のキャパシタの各一端との間にそれぞれ接続
された第１，第２の動作スイッチと、第１，第２のキャ
パシタの各他端と基準電位点との間に接続された共通動
作スイッチと、第１，第２のキャパシタの各他端と水平
信号線および所定電位のバイアス線との間にそれぞれ接
続された第１，第２の水平スイッチとを備えた構成とな
っている。
置は、行列状に配列された複数の画素と、垂直選択線で
共通に接続された同一行の画素の制御電極を制御する垂
直走査回路と、同一列の画素の主電極が共通に接続され
た垂直信号線を介して出力される画素の信号を行単位で
順次出力端子に出力する水平走査回路とに加え、同一の
容量値を持つ第１，第２のキャパシタと、垂直信号線と
第１，第２のキャパシタの各一端との間にそれぞれ接続
された第１，第２の動作スイッチと、第１，第２のキャ
パシタの各他端と基準電位点との間に接続された共通動
作スイッチと、第１，第２のキャパシタの各他端と水平
信号線および所定電位のバイアス線との間にそれぞれ接
続された第１，第２の水平スイッチとを備えた構成とな
っている。
【００１１】そして、かかる構成において、各画素から
出力される信号を、共通動作スイッチを導通させた状態
で第１の動作スイッチを導通状態から遮断状態に移行さ
せる動作により第１のキャパシタに保持し、次いで画素
リセット直後に画素から出力される信号を、共通動作ス
イッチを導通させた状態で第２の動作スイッチを導通状
態から遮断状態に移行させる動作により第２のキャパシ
タに保持し、その後第１，第２のキャパシタに保持され
ている信号を、第１，第２の動作スイッチおよび共通動
作スイッチを遮断させた状態で第１，第２の水平スイッ
チを導通状態にして水平信号線から出力端子に出力する
ようにする。
出力される信号を、共通動作スイッチを導通させた状態
で第１の動作スイッチを導通状態から遮断状態に移行さ
せる動作により第１のキャパシタに保持し、次いで画素
リセット直後に画素から出力される信号を、共通動作ス
イッチを導通させた状態で第２の動作スイッチを導通状
態から遮断状態に移行させる動作により第２のキャパシ
タに保持し、その後第１，第２のキャパシタに保持され
ている信号を、第１，第２の動作スイッチおよび共通動
作スイッチを遮断させた状態で第１，第２の水平スイッ
チを導通状態にして水平信号線から出力端子に出力する
ようにする。
【００１２】本発明による他の固体撮像装置は、行列状
に配列された複数の画素と、垂直選択線で共通に接続さ
れた同一行の画素の制御電極を制御する垂直走査回路
と、同一列の画素の主電極が共通に接続された垂直信号
線を介して出力される画素の信号を行単位で順次出力端
子に出力する水平走査回路とに加え、同一の容量値を持
つ第１，第２のキャパシタと、垂直信号線と第１，第２
のキャパシタの各一端との間にそれぞれ接続された第
１，第２の動作スイッチと、第１，第２のキャパシタの
各他端と所定電位のバイアス線との間にそれぞれ接続さ
れた第１，第２のバイアススイッチと、第１，第２のキ
ャパシタの一方の他端と他方の一端との間にそれぞれ接
続された第１，第２の反転スイッチと、第１，第２のキ
ャパシタの各他端と水平信号線および所定電位のバイア
ス線との間にそれぞれ接続された第１，第２の水平スイ
ッチとを備えた構成となっている。
に配列された複数の画素と、垂直選択線で共通に接続さ
れた同一行の画素の制御電極を制御する垂直走査回路
と、同一列の画素の主電極が共通に接続された垂直信号
線を介して出力される画素の信号を行単位で順次出力端
子に出力する水平走査回路とに加え、同一の容量値を持
つ第１，第２のキャパシタと、垂直信号線と第１，第２
のキャパシタの各一端との間にそれぞれ接続された第
１，第２の動作スイッチと、第１，第２のキャパシタの
各他端と所定電位のバイアス線との間にそれぞれ接続さ
れた第１，第２のバイアススイッチと、第１，第２のキ
ャパシタの一方の他端と他方の一端との間にそれぞれ接
続された第１，第２の反転スイッチと、第１，第２のキ
ャパシタの各他端と水平信号線および所定電位のバイア
ス線との間にそれぞれ接続された第１，第２の水平スイ
ッチとを備えた構成となっている。
【００１３】そして、かかる構成において、各画素から
出力される信号を、第１のバイアススイッチを導通させ
た状態で第１の動作スイッチを導通状態から遮断状態に
移行させる動作により前記第１のキャパシタに保持し、
次いで画素リセット直後に画素から出力される信号を、
第２のバイアススイッチを導通させた状態で第２の動作
スイッチを導通状態から遮断状態に移行させる動作によ
り第２のキャパシタに保持し、その後第１，第２のキャ
パシタに保持されている信号を、第１，第２の動作スイ
ッチおよび第１，第２のバイアススイッチを遮断させた
状態で第１，第２の反転スイッチを導通状態にしてから
第１，第２の水平スイッチを導通状態にして水平信号線
から出力端子に出力するようにする。
出力される信号を、第１のバイアススイッチを導通させ
た状態で第１の動作スイッチを導通状態から遮断状態に
移行させる動作により前記第１のキャパシタに保持し、
次いで画素リセット直後に画素から出力される信号を、
第２のバイアススイッチを導通させた状態で第２の動作
スイッチを導通状態から遮断状態に移行させる動作によ
り第２のキャパシタに保持し、その後第１，第２のキャ
パシタに保持されている信号を、第１，第２の動作スイ
ッチおよび第１，第２のバイアススイッチを遮断させた
状態で第１，第２の反転スイッチを導通状態にしてから
第１，第２の水平スイッチを導通状態にして水平信号線
から出力端子に出力するようにする。
【００１４】本発明に係る固体撮像装置において、画素
からの信号（信号成分）を第１の動作スイッチと共通動
作スイッチとを導通させることで、画素の容量負荷動作
（読み出し動作）を行い、その信号を第１の負荷キャパ
シタに保持する。この容量負荷動作を行った後、画素に
蓄積している信号電荷をリセットし、信号電荷がない状
態で画素からの信号（ノイズ成分）を第２の動作スイッ
チと共通動作スイッチとを導通させることで、画素の容
量負荷動作を行い、その信号を第２の負荷キャパシタに
保持する。そして、第１，第２の負荷キャパシタに保持
された信号成分とノイズ成分を、共通動作スイッチを遮
断させた状態で第１，第２の水平スイッチを導通させる
と、信号成分とノイズ成分が逆極性で水平信号線に電荷
として流れ、電荷検出回路で信号成分からノイズ成分が
減算されることで、信号成分に含まれる固定パターンノ
イズが除去される。
からの信号（信号成分）を第１の動作スイッチと共通動
作スイッチとを導通させることで、画素の容量負荷動作
（読み出し動作）を行い、その信号を第１の負荷キャパ
シタに保持する。この容量負荷動作を行った後、画素に
蓄積している信号電荷をリセットし、信号電荷がない状
態で画素からの信号（ノイズ成分）を第２の動作スイッ
チと共通動作スイッチとを導通させることで、画素の容
量負荷動作を行い、その信号を第２の負荷キャパシタに
保持する。そして、第１，第２の負荷キャパシタに保持
された信号成分とノイズ成分を、共通動作スイッチを遮
断させた状態で第１，第２の水平スイッチを導通させる
と、信号成分とノイズ成分が逆極性で水平信号線に電荷
として流れ、電荷検出回路で信号成分からノイズ成分が
減算されることで、信号成分に含まれる固定パターンノ
イズが除去される。
【００１５】本発明に係る他の固体撮像装置において、
画素からの信号（信号成分）を第１の動作スイッチと第
１のバイアススイッチとを導通させることで、画素の容
量負荷動作を行い、その信号を第１の負荷キャパシタに
保持する。この容量負荷動作を行った後、画素に蓄積し
ている信号電荷をリセットし、信号電荷がない状態で画
素からの信号（ノイズ成分）を第２の動作スイッチと第
２のバイアススイッチとを導通させることで、画素の容
量負荷動作を行い、その信号を第２の負荷キャパシタに
保持する。そして、第１，第２のバイアススイッチを遮
断させた状態で第１，第２の反転スイッチを導通状態に
すると、第１，第２のキャパシタが互いに逆極性に並列
接続され、信号成分に含まれる固定パターンノイズとノ
イズ成分（固定パターンノイズ）とが相殺される。
画素からの信号（信号成分）を第１の動作スイッチと第
１のバイアススイッチとを導通させることで、画素の容
量負荷動作を行い、その信号を第１の負荷キャパシタに
保持する。この容量負荷動作を行った後、画素に蓄積し
ている信号電荷をリセットし、信号電荷がない状態で画
素からの信号（ノイズ成分）を第２の動作スイッチと第
２のバイアススイッチとを導通させることで、画素の容
量負荷動作を行い、その信号を第２の負荷キャパシタに
保持する。そして、第１，第２のバイアススイッチを遮
断させた状態で第１，第２の反転スイッチを導通状態に
すると、第１，第２のキャパシタが互いに逆極性に並列
接続され、信号成分に含まれる固定パターンノイズとノ
イズ成分（固定パターンノイズ）とが相殺される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の第１
実施例の構成を示す回路図である。図１において、画素
トランジスタ（本例では、ＮｃｈＭＯＳトランジスタを
示す）１１が行列状に多数配列され、各画素トランジス
タ１１のゲート電極（制御電極）が行単位で垂直選択線
１２に接続され、各ソース電極（主電極）が列単位で垂
直信号線１３に接続され、さらに各ドレイン電極には電
源電圧ＶＤが印加されている。各垂直選択線１２は、垂
直走査回路１４の出力端に接続されている。
面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の第１
実施例の構成を示す回路図である。図１において、画素
トランジスタ（本例では、ＮｃｈＭＯＳトランジスタを
示す）１１が行列状に多数配列され、各画素トランジス
タ１１のゲート電極（制御電極）が行単位で垂直選択線
１２に接続され、各ソース電極（主電極）が列単位で垂
直信号線１３に接続され、さらに各ドレイン電極には電
源電圧ＶＤが印加されている。各垂直選択線１２は、垂
直走査回路１４の出力端に接続されている。
【００１７】垂直走査回路１４はシフトレジスタ等で構
成され、垂直走査しつつ各ラインごとに画素情報を順に
読み出すために各垂直選択線１２に垂直選択パルスφＶ
（φＶ１，…，φＶｍ，φＶｍ＋１，…）を与える。各
垂直信号線１３は、第１，第２の動作スイッチであるＮ
ｃｈＭＯＳトランジスタ１５ａ，１５ｂの各ドレイン電
極に共通に接続されている。これらＭＯＳトランジスタ
１５ａ，１５ｂは同一サイズに形成されており、その各
ゲート電極には動作パルスφＯＰＳ，φＯＰＮが印加さ
れる。ＭＯＳトランジスタ１５ａ，１５ｂの各ソース電
極は、第１，第２の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂの各
一端に接続されるとともに、第１，第２の水平スイッチ
であるＮｃｈＭＯＳトランジスタ１７ａ，１７ｂの各ド
レイン電極に接続されている。
成され、垂直走査しつつ各ラインごとに画素情報を順に
読み出すために各垂直選択線１２に垂直選択パルスφＶ
（φＶ１，…，φＶｍ，φＶｍ＋１，…）を与える。各
垂直信号線１３は、第１，第２の動作スイッチであるＮ
ｃｈＭＯＳトランジスタ１５ａ，１５ｂの各ドレイン電
極に共通に接続されている。これらＭＯＳトランジスタ
１５ａ，１５ｂは同一サイズに形成されており、その各
ゲート電極には動作パルスφＯＰＳ，φＯＰＮが印加さ
れる。ＭＯＳトランジスタ１５ａ，１５ｂの各ソース電
極は、第１，第２の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂの各
一端に接続されるとともに、第１，第２の水平スイッチ
であるＮｃｈＭＯＳトランジスタ１７ａ，１７ｂの各ド
レイン電極に接続されている。
【００１８】負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂの各他端
は、共通動作スイッチであるＮｃｈＭＯＳトランジスタ
１８のドレイン電極に共通に接続されている。このＭＯ
Ｓトランジスタ１８のソース電極は接地され、そのゲー
ト電極には読み出しパルスφＯＰが印加される。ＭＯＳ
トランジスタ１７ａ，１７ｂは同一サイズに形成されて
おり、その各ソース電極は水平信号線１９とバイアス線
２０にそれぞれ接続され、各ゲート電極は水平走査回路
２１の出力端に共通に接続されている。この水平走査回
路２１はシフトレジスタ等で構成され、ＭＯＳトランジ
スタ１７ａ，１７ｂを導通状態にし、第１，第２の負荷
キャパシタ１６ａ，１６ｂの各一端を水平信号線１９と
バイアス線２０に接続するために、ＭＯＳトランジスタ
１７ａ，１７ｂの各ゲート電極に対して水平走査パルス
φＨ（φＨ１，…，φＨｎ，φＨｎ＋１，…）を与え
る。
は、共通動作スイッチであるＮｃｈＭＯＳトランジスタ
１８のドレイン電極に共通に接続されている。このＭＯ
Ｓトランジスタ１８のソース電極は接地され、そのゲー
ト電極には読み出しパルスφＯＰが印加される。ＭＯＳ
トランジスタ１７ａ，１７ｂは同一サイズに形成されて
おり、その各ソース電極は水平信号線１９とバイアス線
２０にそれぞれ接続され、各ゲート電極は水平走査回路
２１の出力端に共通に接続されている。この水平走査回
路２１はシフトレジスタ等で構成され、ＭＯＳトランジ
スタ１７ａ，１７ｂを導通状態にし、第１，第２の負荷
キャパシタ１６ａ，１６ｂの各一端を水平信号線１９と
バイアス線２０に接続するために、ＭＯＳトランジスタ
１７ａ，１７ｂの各ゲート電極に対して水平走査パルス
φＨ（φＨ１，…，φＨｎ，φＨｎ＋１，…）を与え
る。
【００１９】水平信号線１９は電荷検出回路２２を構成
する差動アンプ２４の反転（−）入力端子に、バイアス
線２０はバイアス端子ＨＢにそれぞれ接続されている。
差動アンプ２３の非反転（＋）入力端子は、水平信号線
１９の動作する電位を決める所定のバイアス電圧を与え
るバイアス端子ＶＢに接続されている。電荷検出回路２
２は、差動アンプ２３と、この差動アンプ２３の反転入
力端子と出力端子との間に接続された検出キャパシタ２
４と、この検出キャパシタ２４に対して並列に接続され
たリセットスイッチであるＮｃｈＭＯＳトランジスタ２
５とから構成され、ＮｃｈＭＯＳトランジスタ２５のゲ
ート電極にはリセットパルスφＲが印加される。
する差動アンプ２４の反転（−）入力端子に、バイアス
線２０はバイアス端子ＨＢにそれぞれ接続されている。
差動アンプ２３の非反転（＋）入力端子は、水平信号線
１９の動作する電位を決める所定のバイアス電圧を与え
るバイアス端子ＶＢに接続されている。電荷検出回路２
２は、差動アンプ２３と、この差動アンプ２３の反転入
力端子と出力端子との間に接続された検出キャパシタ２
４と、この検出キャパシタ２４に対して並列に接続され
たリセットスイッチであるＮｃｈＭＯＳトランジスタ２
５とから構成され、ＮｃｈＭＯＳトランジスタ２５のゲ
ート電極にはリセットパルスφＲが印加される。
【００２０】次に、上記構成の第１実施例に係る回路動
作について、図３のタイミングチャートに基づいて説明
する。図１に示す垂直走査回路１４から垂直選択線１２
に垂直選択パルスφＶ（φＶ１，…，φＶｍ，φＶｍ＋
１，…）が送出され、図２の例では、図中左の水平ブラ
ンキング期間にｍ行目の垂直選択パルスφＶｍが高い電
圧になる。すなわち、ｍ行目の画素列が選択状態にな
り、容量負荷動作（読み出し動作）や画素リセット動作
が行われる。
作について、図３のタイミングチャートに基づいて説明
する。図１に示す垂直走査回路１４から垂直選択線１２
に垂直選択パルスφＶ（φＶ１，…，φＶｍ，φＶｍ＋
１，…）が送出され、図２の例では、図中左の水平ブラ
ンキング期間にｍ行目の垂直選択パルスφＶｍが高い電
圧になる。すなわち、ｍ行目の画素列が選択状態にな
り、容量負荷動作（読み出し動作）や画素リセット動作
が行われる。
【００２１】まず、図中左の水平ブランキング期間の前
半で動作パルスφＯＰＳと読み出しパルスφＯＰが立ち
上がると、第１の動作スイッチであるＭＯＳトランジス
タ１５ａと共通動作スイッチであるＭＯＳトランジスタ
１８が導通状態となる。これにより、第１の負荷キャパ
シタ１６ａの他端がＭＯＳトランジスタ１８を介して接
地され、ｍ行目の画素からデバイスに入射した光量に応
じた信号がＭＯＳトランジスタ１５ａを介して第１の負
荷キャパシタ１６ａに信号成分として読み出される。こ
の信号成分は、動作パルスφＯＰＳと読み出しパルスφ
ＯＰが立ち下がることで第１の負荷キャパシタ１６ａに
保持される。そして、水平ブランキング期間の中盤で基
板電圧φＶｓｕｂ．が負方向に立ち下がることで、ｍ行
目の画素に蓄積されていた信号電荷が基板に流れ出し、
画素リセットが行われる。
半で動作パルスφＯＰＳと読み出しパルスφＯＰが立ち
上がると、第１の動作スイッチであるＭＯＳトランジス
タ１５ａと共通動作スイッチであるＭＯＳトランジスタ
１８が導通状態となる。これにより、第１の負荷キャパ
シタ１６ａの他端がＭＯＳトランジスタ１８を介して接
地され、ｍ行目の画素からデバイスに入射した光量に応
じた信号がＭＯＳトランジスタ１５ａを介して第１の負
荷キャパシタ１６ａに信号成分として読み出される。こ
の信号成分は、動作パルスφＯＰＳと読み出しパルスφ
ＯＰが立ち下がることで第１の負荷キャパシタ１６ａに
保持される。そして、水平ブランキング期間の中盤で基
板電圧φＶｓｕｂ．が負方向に立ち下がることで、ｍ行
目の画素に蓄積されていた信号電荷が基板に流れ出し、
画素リセットが行われる。
【００２２】次に、水平ブランキング期間の後半で動作
パルスφＯＰＮと読み出しパルスφＯＰが立ち上がる
と、第２の動作スイッチであるＭＯＳトランジスタ１５
ｂとＭＯＳトランジスタ１８が導通状態となる。これに
より、第２の負荷キャパシタ１６ｂの他端がＭＯＳトラ
ンジスタ１８を介して接地され、ｍ行目の画素から画素
リセット後の信号がＭＯＳトランジスタ１５ｂを介して
第２の負荷キャパシタ１６ｂにノイズ成分として読み出
される。このノイズ成分は、動作パルスφＯＰＮと読み
出しパルスφＯＰが立ち下がることで第２の負荷キャパ
シタ１６ｂに保持される。その結果、第１，第２の負荷
キャパシタ１６ａ，１６ｂにはそれぞれ、ｍ行目の画素
の信号成分とノイズ成分とが独立に保持されたことにな
る。
パルスφＯＰＮと読み出しパルスφＯＰが立ち上がる
と、第２の動作スイッチであるＭＯＳトランジスタ１５
ｂとＭＯＳトランジスタ１８が導通状態となる。これに
より、第２の負荷キャパシタ１６ｂの他端がＭＯＳトラ
ンジスタ１８を介して接地され、ｍ行目の画素から画素
リセット後の信号がＭＯＳトランジスタ１５ｂを介して
第２の負荷キャパシタ１６ｂにノイズ成分として読み出
される。このノイズ成分は、動作パルスφＯＰＮと読み
出しパルスφＯＰが立ち下がることで第２の負荷キャパ
シタ１６ｂに保持される。その結果、第１，第２の負荷
キャパシタ１６ａ，１６ｂにはそれぞれ、ｍ行目の画素
の信号成分とノイズ成分とが独立に保持されたことにな
る。
【００２３】続いて、水平映像期間では、水平走査回路
２０から水平走査パルスφＨ（φＨ１，…，φＨｎ，φ
Ｈｎ＋１，…）が出力されることで、これをゲート入力
とする第１，第２の水平スイッチであるＭＯＳトランジ
スタ１７ａ，１７ｂが導通状態となる。これにより、第
１，第２の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂが逆極性で直
列に接続された関係になり、これら負荷キャパシタ１６
ａ，１６ｂに保持されていた信号成分とノイズ成分が互
いに逆極性で水平信号線１９に送り出される。そして、
水平走査パルスφＨｎが立ち上がると、図２中の出力信
号ＯＵＴが現れ、水平走査パルスφＨｎの後半にリセッ
トパルスφＲが立ち上がって水平信号線１９をバイアス
ＶＢにリセットする。
２０から水平走査パルスφＨ（φＨ１，…，φＨｎ，φ
Ｈｎ＋１，…）が出力されることで、これをゲート入力
とする第１，第２の水平スイッチであるＭＯＳトランジ
スタ１７ａ，１７ｂが導通状態となる。これにより、第
１，第２の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂが逆極性で直
列に接続された関係になり、これら負荷キャパシタ１６
ａ，１６ｂに保持されていた信号成分とノイズ成分が互
いに逆極性で水平信号線１９に送り出される。そして、
水平走査パルスφＨｎが立ち上がると、図２中の出力信
号ＯＵＴが現れ、水平走査パルスφＨｎの後半にリセッ
トパルスφＲが立ち上がって水平信号線１９をバイアス
ＶＢにリセットする。
【００２４】ここで、画素の固定パターンノイズが除去
される様子について図３を用いて説明する。なお、図３
は、画素トランジスタ１１、第１，第２の動作スイッチ
であるＭＯＳトランジスタ１５ａ，１５ｂ、第１，第２
の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂ、共通動作スイッチで
あるＭＯＳトランジスタ１８、第１，第２の水平スイッ
チであるＭＯＳトランジスタ１７ａ，１７ｂおよび電荷
検出回路２２だけを抜き出して示した、固定パターンノ
イズのキャンセル動作を説明するための等価回路であ
る。
される様子について図３を用いて説明する。なお、図３
は、画素トランジスタ１１、第１，第２の動作スイッチ
であるＭＯＳトランジスタ１５ａ，１５ｂ、第１，第２
の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂ、共通動作スイッチで
あるＭＯＳトランジスタ１８、第１，第２の水平スイッ
チであるＭＯＳトランジスタ１７ａ，１７ｂおよび電荷
検出回路２２だけを抜き出して示した、固定パターンノ
イズのキャンセル動作を説明するための等価回路であ
る。
【００２５】まず、信号成分の読み出し時（ａ）は、垂
直選択線１２により画素トランジスタ１１が動作可能な
状態になり、ＭＯＳトランジスタ１５ａとＭＯＳトラン
ジスタ１８が導通して第１の負荷キャパシタ１６ａに信
号が読み出される。なお、図３には、その読み出し動作
に必要な配線を実線で示し、動作に必要のない配線を破
線で示している。ノイズ成分の読み出し時（ｂ）にも同
様に、垂直選択線１２により画素トランジスタ１１が動
作可能な状態になり、ＭＯＳトランジスタ１５ｂとＭＯ
Ｓトランジスタ１８が導通して第２の負荷キャパシタ１
６ｂに信号が読み出される。すなわち、この一連の動作
により、第１，第２の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂに
は独立に、信号成分とノイズ成分が保持される。
直選択線１２により画素トランジスタ１１が動作可能な
状態になり、ＭＯＳトランジスタ１５ａとＭＯＳトラン
ジスタ１８が導通して第１の負荷キャパシタ１６ａに信
号が読み出される。なお、図３には、その読み出し動作
に必要な配線を実線で示し、動作に必要のない配線を破
線で示している。ノイズ成分の読み出し時（ｂ）にも同
様に、垂直選択線１２により画素トランジスタ１１が動
作可能な状態になり、ＭＯＳトランジスタ１５ｂとＭＯ
Ｓトランジスタ１８が導通して第２の負荷キャパシタ１
６ｂに信号が読み出される。すなわち、この一連の動作
により、第１，第２の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂに
は独立に、信号成分とノイズ成分が保持される。
【００２６】信号成分とノイズ成分の読み出しが完了す
ると、第１，第２の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂの各
他端にドレインが共通に接続されたＭＯＳトランジスタ
１８が遮断状態になるため、電荷検出動作（ｃ）では、
第１，第２の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂが互いに逆
極性に接続された関係となる。これにより、固定パター
ンノイズを含む信号成分（Ｖsig.＋Ｖfpn)が図中接続点
Ｓ‐Ｃ間に、固定パターンノイズであるノイズ成分（Ｖ
fpn)が接続点Ｎ‐Ｃ間に保持されているので、接続点Ｓ
‐Ｎ間では固定パターンノイズが相殺され、信号成分
（＝Ｖsig.＋Ｖfpn −Ｖfpn ＝Ｖsig.）のみが現れる。
そして、負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂを直列に接続し
た状態でＭＯＳトランジスタ１７ａ，１７ｂを介して電
荷検出回路２２で信号を復調すれば、接続点Ｓ‐Ｎ間に
保持されている信号成分（Ｖsig.）だけが検出されて出
力される。
ると、第１，第２の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂの各
他端にドレインが共通に接続されたＭＯＳトランジスタ
１８が遮断状態になるため、電荷検出動作（ｃ）では、
第１，第２の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂが互いに逆
極性に接続された関係となる。これにより、固定パター
ンノイズを含む信号成分（Ｖsig.＋Ｖfpn)が図中接続点
Ｓ‐Ｃ間に、固定パターンノイズであるノイズ成分（Ｖ
fpn)が接続点Ｎ‐Ｃ間に保持されているので、接続点Ｓ
‐Ｎ間では固定パターンノイズが相殺され、信号成分
（＝Ｖsig.＋Ｖfpn −Ｖfpn ＝Ｖsig.）のみが現れる。
そして、負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂを直列に接続し
た状態でＭＯＳトランジスタ１７ａ，１７ｂを介して電
荷検出回路２２で信号を復調すれば、接続点Ｓ‐Ｎ間に
保持されている信号成分（Ｖsig.）だけが検出されて出
力される。
【００２７】このように、第１，第２の負荷キャパシタ
１６ａ，１６ｂの他端を共通動作スイッチであるＭＯＳ
トランジスタ１８を介して接地し、第１，第２の負荷キ
ャパシタ１６ａ，１６ｂに保持された信号成分とノイズ
成分を読み出すときに、ＭＯＳトランジスタ１８を遮断
させた状態で第１，第２の水平スイッチであるＭＯＳト
ランジスタ１７ａ，１７ｂを導通させるようにしたこと
により、信号成分とノイズ成分が逆極性で水平信号線１
９に電荷として流れ、電荷検出回路２２からはノイズ成
分が減算され、信号成分のみが出力されるため、従来技
術のように、外部回路として差動アンプを設けなくても
固定パターンノイズを除去でき、しかも電荷検出回路２
２を１個設けるだけで良いため回路構成も簡略化でき
る。
１６ａ，１６ｂの他端を共通動作スイッチであるＭＯＳ
トランジスタ１８を介して接地し、第１，第２の負荷キ
ャパシタ１６ａ，１６ｂに保持された信号成分とノイズ
成分を読み出すときに、ＭＯＳトランジスタ１８を遮断
させた状態で第１，第２の水平スイッチであるＭＯＳト
ランジスタ１７ａ，１７ｂを導通させるようにしたこと
により、信号成分とノイズ成分が逆極性で水平信号線１
９に電荷として流れ、電荷検出回路２２からはノイズ成
分が減算され、信号成分のみが出力されるため、従来技
術のように、外部回路として差動アンプを設けなくても
固定パターンノイズを除去でき、しかも電荷検出回路２
２を１個設けるだけで良いため回路構成も簡略化でき
る。
【００２８】また、第１，第２の負荷キャパシタ１６
ａ，１６ｂに保持された信号成分とノイズ成分を水平信
号線１９に読み出すときに、両成分が逆極性で水平信号
線１９に電荷として流れる構成となっているため、２つ
の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂの容量値を正確に等し
く設定することで、固定パターンノイズを確実に相殺す
ることができる。さらに、第１，第２の負荷キャパシタ
１６ａ，１６ｂの他端をＭＯＳトランジスタ１８を介し
て直流的に固定（本例では、接地）としたことにより、
画素から信号成分を読み出すときとノイズ成分を読み出
すときに、ＭＯＳトランジスタ１５ａ，１５ｂおよびＭ
ＯＳトランジスタ１７ａ，１７ｂの寄生容量の影響を受
けないため、固定パターンノイズ除去の動作をより確実
に行うことができる。
ａ，１６ｂに保持された信号成分とノイズ成分を水平信
号線１９に読み出すときに、両成分が逆極性で水平信号
線１９に電荷として流れる構成となっているため、２つ
の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂの容量値を正確に等し
く設定することで、固定パターンノイズを確実に相殺す
ることができる。さらに、第１，第２の負荷キャパシタ
１６ａ，１６ｂの他端をＭＯＳトランジスタ１８を介し
て直流的に固定（本例では、接地）としたことにより、
画素から信号成分を読み出すときとノイズ成分を読み出
すときに、ＭＯＳトランジスタ１５ａ，１５ｂおよびＭ
ＯＳトランジスタ１７ａ，１７ｂの寄生容量の影響を受
けないため、固定パターンノイズ除去の動作をより確実
に行うことができる。
【００２９】図４は、本発明の第２実施例の構成を示す
回路図であり、図中、図１と同等部分には同一符号を付
して示してある。この第２実施例では、共通動作スイッ
チの接地側、即ちＭＯＳトランジスタ１８のソース電極
をバイアス線２０に接続し、さらにこのバイアス線２０
をバイアス端子ＶＢに接続した構成となっている。すな
わち、第１実施例におけるバイアス端子ＨＢを省略し、
バイアス端子ＶＢと共通にした構成となっている。それ
以外の構成は、図１の第１実施例のそれと同じである。
バイアス端子ＶＢには、水平信号線１９の動作電位を所
定のバイアス電圧が与えられる。
回路図であり、図中、図１と同等部分には同一符号を付
して示してある。この第２実施例では、共通動作スイッ
チの接地側、即ちＭＯＳトランジスタ１８のソース電極
をバイアス線２０に接続し、さらにこのバイアス線２０
をバイアス端子ＶＢに接続した構成となっている。すな
わち、第１実施例におけるバイアス端子ＨＢを省略し、
バイアス端子ＶＢと共通にした構成となっている。それ
以外の構成は、図１の第１実施例のそれと同じである。
バイアス端子ＶＢには、水平信号線１９の動作電位を所
定のバイアス電圧が与えられる。
【００３０】いま仮に、共通動作スイッチとして、図５
の断面図に示すように、Ｐ‐Ｗｅｌｌが接地されたＮｃ
ｈＭＯＳトランジスタ１８を用いたとしたなら、読み出
しパルスφＯＰが立ち下がったとき、第１の負荷キャパ
シタ１６ａとＭＯＳトランジスタ１８のドレイン（Ｎ型
拡散領域）との接続点Ｔｃが読み出しパルスφＯＰのカ
ップリングを受けて接地（ＧＮＤ）よりも低い電圧にな
ることで、Ｐ‐ＷｅｌｌとドレインのＰＮ接合に順方向
電圧がかかることになり、Ｐ‐Ｗｅｌｌと負荷キャパシ
タ１６ａの間に電流が流れてしまう現象が発生する。こ
の電流は、負荷キャパシタ１６ａに保持した信号電荷を
破壊する作用があり、負荷容量動作にとって致命的と考
えられる。図６に、読み出しパルスφＯＰ、接続点Ｔｃ
の電圧およびＰ‐Ｗｅｌｌと負荷キャパシタ１６ａの間
に流れる電流の波形を示す。
の断面図に示すように、Ｐ‐Ｗｅｌｌが接地されたＮｃ
ｈＭＯＳトランジスタ１８を用いたとしたなら、読み出
しパルスφＯＰが立ち下がったとき、第１の負荷キャパ
シタ１６ａとＭＯＳトランジスタ１８のドレイン（Ｎ型
拡散領域）との接続点Ｔｃが読み出しパルスφＯＰのカ
ップリングを受けて接地（ＧＮＤ）よりも低い電圧にな
ることで、Ｐ‐ＷｅｌｌとドレインのＰＮ接合に順方向
電圧がかかることになり、Ｐ‐Ｗｅｌｌと負荷キャパシ
タ１６ａの間に電流が流れてしまう現象が発生する。こ
の電流は、負荷キャパシタ１６ａに保持した信号電荷を
破壊する作用があり、負荷容量動作にとって致命的と考
えられる。図６に、読み出しパルスφＯＰ、接続点Ｔｃ
の電圧およびＰ‐Ｗｅｌｌと負荷キャパシタ１６ａの間
に流れる電流の波形を示す。
【００３１】ところが、第２実施例では、共通動作スイ
ッチであるＭＯＳトランジスタ１８のソースに正の電
圧、即ちバイアス端子ＶＢに与えられる水平信号線１９
の動作電圧を決めるバイアス電圧を与えるようにしたの
で、読み出しパルスφＯＰの立ち下がったときのパルス
のカップリングを受けても、負荷キャパシタ１６ａとＭ
ＯＳトランジスタ１８のドレインの接続点Ｔｃは、接地
電位（ＧＮＤ）を下回ることがなくなる。すなわち、Ｐ
‐Ｗｅｌｌと負荷キャパシタ１６ａの間に電流が流れな
いため、負荷キャパシタ１６ａに保持された信号電荷を
破壊することがない。しかも、バイアスの種類を減らす
ことができるとともに、それに伴ってバイアス端子を削
減できる利点もある。
ッチであるＭＯＳトランジスタ１８のソースに正の電
圧、即ちバイアス端子ＶＢに与えられる水平信号線１９
の動作電圧を決めるバイアス電圧を与えるようにしたの
で、読み出しパルスφＯＰの立ち下がったときのパルス
のカップリングを受けても、負荷キャパシタ１６ａとＭ
ＯＳトランジスタ１８のドレインの接続点Ｔｃは、接地
電位（ＧＮＤ）を下回ることがなくなる。すなわち、Ｐ
‐Ｗｅｌｌと負荷キャパシタ１６ａの間に電流が流れな
いため、負荷キャパシタ１６ａに保持された信号電荷を
破壊することがない。しかも、バイアスの種類を減らす
ことができるとともに、それに伴ってバイアス端子を削
減できる利点もある。
【００３２】図７は、本発明の第３実施例の構成を示す
回路図であり、図中、図１と同等部分には同一符号を付
して示してある。この第３実施例では、第１，第２の動
作スイッチであるＮｃｈＭＯＳトランジスタ１５ａ，１
５ｂの各ソース電極が第１，第２の負荷キャパシタ１６
ａ，１６ｂの各一端に接続されるとともに、第１，第２
の水平スイッチであるＮｃｈＭＯＳトランジスタ１７
ａ，１７ｂの各ドレイン電極に接続されているところま
では第１実施例の場合と同じであり、異なるのは以下に
説明する点である。
回路図であり、図中、図１と同等部分には同一符号を付
して示してある。この第３実施例では、第１，第２の動
作スイッチであるＮｃｈＭＯＳトランジスタ１５ａ，１
５ｂの各ソース電極が第１，第２の負荷キャパシタ１６
ａ，１６ｂの各一端に接続されるとともに、第１，第２
の水平スイッチであるＮｃｈＭＯＳトランジスタ１７
ａ，１７ｂの各ドレイン電極に接続されているところま
では第１実施例の場合と同じであり、異なるのは以下に
説明する点である。
【００３３】負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂの各他端
は、第１，第２のバイアススイッチであるＮｃｈＭＯＳ
トランジスタ２６ａ，２６ｂの各ドレイン電極に接続さ
れるとともに、第１，第２の反転スイッチであるＮｃｈ
ＭＯＳトランジスタ２７ａ，２７ｂの各ソース電極に接
続されている。ＭＯＳトランジスタ２６ａ，２６ｂの各
ソース電極はバイアス線ＶＢに接続され、その各ゲート
電極には動作パルスφＯＰＳ，φＯＰＮがそれぞれ印加
される。ＮｃｈＭＯＳトランジスタ２７ａ，２７ｂの各
ドレイン電極は負荷キャパシタ１６ｂ，１６ａの各他端
に接続され、その各ゲート電極には反転パルスφＲＶＳ
が印加される。
は、第１，第２のバイアススイッチであるＮｃｈＭＯＳ
トランジスタ２６ａ，２６ｂの各ドレイン電極に接続さ
れるとともに、第１，第２の反転スイッチであるＮｃｈ
ＭＯＳトランジスタ２７ａ，２７ｂの各ソース電極に接
続されている。ＭＯＳトランジスタ２６ａ，２６ｂの各
ソース電極はバイアス線ＶＢに接続され、その各ゲート
電極には動作パルスφＯＰＳ，φＯＰＮがそれぞれ印加
される。ＮｃｈＭＯＳトランジスタ２７ａ，２７ｂの各
ドレイン電極は負荷キャパシタ１６ｂ，１６ａの各他端
に接続され、その各ゲート電極には反転パルスφＲＶＳ
が印加される。
【００３４】ＭＯＳトランジスタ１７ａ，１７ｂの各ソ
ース電極は、水平信号線１９とバイアス線２０にそれぞ
れ接続され、各ゲート電極には水平走査回路２１から水
平走査パルスφＨ（φＨ１，…，φＨｎ，φＨｎ＋１，
…）が与えられる。そして、水平信号線１９は電荷検出
回路２２を構成する差動アンプ２４の反転（−）入力端
子に、バイアス線２０はバイアス端子ＶＢに接続されて
いる。電荷検出回路２２の回路構成は、第１実施例の場
合と同じである。
ース電極は、水平信号線１９とバイアス線２０にそれぞ
れ接続され、各ゲート電極には水平走査回路２１から水
平走査パルスφＨ（φＨ１，…，φＨｎ，φＨｎ＋１，
…）が与えられる。そして、水平信号線１９は電荷検出
回路２２を構成する差動アンプ２４の反転（−）入力端
子に、バイアス線２０はバイアス端子ＶＢに接続されて
いる。電荷検出回路２２の回路構成は、第１実施例の場
合と同じである。
【００３５】なお、本実施例では、第１，第２のバイア
ススイッチであるＭＯＳトランジスタ２６ａ，２６ｂの
ソース電極を、第２の水平スイッチであるＭＯＳトラン
ジスタ１７ｂのソース電極と同じバイアス線２０に接続
し、ＭＯＳトランジスタ２６ａ，２６ｂのソース電極に
水平信号線１９の動作電位を決めるバイアス電圧を与え
るとしたが、これに限定されるものではなく、バイアス
線２０と別のバイアス線を設けて水平信号線１９の動作
電位を決めるバイアス電圧とは異なるバイアス電圧を与
えることも可能である。
ススイッチであるＭＯＳトランジスタ２６ａ，２６ｂの
ソース電極を、第２の水平スイッチであるＭＯＳトラン
ジスタ１７ｂのソース電極と同じバイアス線２０に接続
し、ＭＯＳトランジスタ２６ａ，２６ｂのソース電極に
水平信号線１９の動作電位を決めるバイアス電圧を与え
るとしたが、これに限定されるものではなく、バイアス
線２０と別のバイアス線を設けて水平信号線１９の動作
電位を決めるバイアス電圧とは異なるバイアス電圧を与
えることも可能である。
【００３６】次に、上記構成の第３実施例に係る回路動
作について、図８のタイミングチャートに基づいて説明
する。図７に示す垂直走査回路１４から垂直選択線１２
に垂直選択パルスφＶ（φＶ１，…，φＶｍ，φＶｍ＋
１，…）が送出され、図８の例では、図中左の水平ブラ
ンキング期間にｍ行目の垂直選択パルスφＶｍが高い電
圧になる。すなわち、ｍ行目の画素列が選択状態にな
り、容量負荷動作（読み出し動作）や画素リセット動作
が行われる。
作について、図８のタイミングチャートに基づいて説明
する。図７に示す垂直走査回路１４から垂直選択線１２
に垂直選択パルスφＶ（φＶ１，…，φＶｍ，φＶｍ＋
１，…）が送出され、図８の例では、図中左の水平ブラ
ンキング期間にｍ行目の垂直選択パルスφＶｍが高い電
圧になる。すなわち、ｍ行目の画素列が選択状態にな
り、容量負荷動作（読み出し動作）や画素リセット動作
が行われる。
【００３７】まず、図中左の水平ブランキング期間の前
半で動作パルスφＯＰＳが立ち上がると、第１の動作ス
イッチであるＭＯＳトランジスタ１５ａと第１のバイア
ススイッチであるＭＯＳトランジスタ２６ａが導通状態
となる。これにより、第１の負荷キャパシタ１６ａの他
端がＭＯＳトランジスタ２６ａを介してバイアスされ、
ｍ行目の画素からデバイスに入射した光量に応じた信号
がＭＯＳトランジスタ１５ａを介して第１の負荷キャパ
シタ１６ａに信号成分として読み出される。この信号成
分は、動作パルスφＯＰＳが立ち下がることによって第
１の負荷キャパシタ１６ａに保持される。そして、水平
ブランキング期間の中盤で基板電圧φＶｓｕｂ．が負方
向に立ち下がることで、ｍ行目の画素に蓄積されていた
信号電荷が基板に流れ出し、画素リセットが行われる。
半で動作パルスφＯＰＳが立ち上がると、第１の動作ス
イッチであるＭＯＳトランジスタ１５ａと第１のバイア
ススイッチであるＭＯＳトランジスタ２６ａが導通状態
となる。これにより、第１の負荷キャパシタ１６ａの他
端がＭＯＳトランジスタ２６ａを介してバイアスされ、
ｍ行目の画素からデバイスに入射した光量に応じた信号
がＭＯＳトランジスタ１５ａを介して第１の負荷キャパ
シタ１６ａに信号成分として読み出される。この信号成
分は、動作パルスφＯＰＳが立ち下がることによって第
１の負荷キャパシタ１６ａに保持される。そして、水平
ブランキング期間の中盤で基板電圧φＶｓｕｂ．が負方
向に立ち下がることで、ｍ行目の画素に蓄積されていた
信号電荷が基板に流れ出し、画素リセットが行われる。
【００３８】次に、水平ブランキング期間の後半で動作
パルスφＯＰＮが立ち上がると、第２の動作スイッチで
あるＭＯＳトランジスタ１５ｂと第２のバイアススイッ
チであるＭＯＳトランジスタ２６ｂが導通状態となる。
これにより、第２の負荷キャパシタ１６ｂの他端がＭＯ
Ｓトランジスタ２６ｂを介してバイアスされ、ｍ行目の
画素から画素リセット後の信号がＭＯＳトランジスタ１
５ｂを介して第２の負荷キャパシタ１６ｂにノイズ成分
として読み出される。このノイズ成分は、動作パルスφ
ＯＰＮが立ち下がることによって第２の負荷キャパシタ
１６ｂに保持される。その結果、第１，第２の負荷キャ
パシタ１６ａ，１６ｂにはそれぞれ、ｍ行目の画素の信
号成分とノイズ成分とが独立に保持されたことになる。
パルスφＯＰＮが立ち上がると、第２の動作スイッチで
あるＭＯＳトランジスタ１５ｂと第２のバイアススイッ
チであるＭＯＳトランジスタ２６ｂが導通状態となる。
これにより、第２の負荷キャパシタ１６ｂの他端がＭＯ
Ｓトランジスタ２６ｂを介してバイアスされ、ｍ行目の
画素から画素リセット後の信号がＭＯＳトランジスタ１
５ｂを介して第２の負荷キャパシタ１６ｂにノイズ成分
として読み出される。このノイズ成分は、動作パルスφ
ＯＰＮが立ち下がることによって第２の負荷キャパシタ
１６ｂに保持される。その結果、第１，第２の負荷キャ
パシタ１６ａ，１６ｂにはそれぞれ、ｍ行目の画素の信
号成分とノイズ成分とが独立に保持されたことになる。
【００３９】続いて、水平映像期間では、反転パルスφ
ＲＶＳが立ち上がると、第１，第２の反転スイッチであ
るＭＯＳトランジスタ２７ａ，２７ｂが導通状態とな
る。これにより、第１，第２の負荷キャパシタ１６ａ，
１６ｂは互いに逆極性に並列接続され、その結果負荷キ
ャパシタ１６ａに保持されていた信号成分中に含まれて
いるノイズ成分（固定パターンノイズ）と負荷キャパシ
タ１６ｂに保持されていたノイズ成分（固定パターンノ
イズ）とが相殺される。
ＲＶＳが立ち上がると、第１，第２の反転スイッチであ
るＭＯＳトランジスタ２７ａ，２７ｂが導通状態とな
る。これにより、第１，第２の負荷キャパシタ１６ａ，
１６ｂは互いに逆極性に並列接続され、その結果負荷キ
ャパシタ１６ａに保持されていた信号成分中に含まれて
いるノイズ成分（固定パターンノイズ）と負荷キャパシ
タ１６ｂに保持されていたノイズ成分（固定パターンノ
イズ）とが相殺される。
【００４０】その後、水平走査回路２０から水平走査パ
ルスφＨ（φＨ１，…，φＨｎ，φＨｎ＋１，…）が出
力されることで、これをゲート入力とする第１，第２の
水平スイッチであるＭＯＳトランジスタ１７ａ，１７ｂ
が導通状態となり、固定パターンノイズが相殺された後
の信号成分のみが水平信号線１９に送り出される。そし
て、水平走査パルスφＨｎが立ち上がると、図８中の出
力信号ＯＵＴが現れ、水平走査パルスφＨｎの後半にリ
セットパルスφＲが立ち上がって水平信号線１９をバイ
アスＶＢにリセットする。
ルスφＨ（φＨ１，…，φＨｎ，φＨｎ＋１，…）が出
力されることで、これをゲート入力とする第１，第２の
水平スイッチであるＭＯＳトランジスタ１７ａ，１７ｂ
が導通状態となり、固定パターンノイズが相殺された後
の信号成分のみが水平信号線１９に送り出される。そし
て、水平走査パルスφＨｎが立ち上がると、図８中の出
力信号ＯＵＴが現れ、水平走査パルスφＨｎの後半にリ
セットパルスφＲが立ち上がって水平信号線１９をバイ
アスＶＢにリセットする。
【００４１】ここで、画素の固定パターンノイズが除去
される様子について図９を用いて説明する。なお、図９
は、画素トランジスタ１１、第１，第２の動作スイッチ
であるＭＯＳトランジスタ１５ａ，１５ｂ、第１，第２
の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂ、第１，第２のバイア
ススイッチであるＭＯＳトランジスタ２６ａ，２６ｂ、
第１，第２の反転スイッチであるＭＯＳトランジスタ２
７ａ，２７ｂ、第１，第２の水平スイッチであるＭＯＳ
トランジスタ１７ａ，１７ｂおよび電荷検出回路２２だ
けを抜き出して示した、固定パターンノイズのキャンセ
ル動作を説明するための等価回路である。
される様子について図９を用いて説明する。なお、図９
は、画素トランジスタ１１、第１，第２の動作スイッチ
であるＭＯＳトランジスタ１５ａ，１５ｂ、第１，第２
の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂ、第１，第２のバイア
ススイッチであるＭＯＳトランジスタ２６ａ，２６ｂ、
第１，第２の反転スイッチであるＭＯＳトランジスタ２
７ａ，２７ｂ、第１，第２の水平スイッチであるＭＯＳ
トランジスタ１７ａ，１７ｂおよび電荷検出回路２２だ
けを抜き出して示した、固定パターンノイズのキャンセ
ル動作を説明するための等価回路である。
【００４２】まず、信号成分の読み出し時（ａ）は、垂
直選択線１２により画素トランジスタ１１が動作可能な
状態になり、ＭＯＳトランジスタ１５ａとＭＯＳトラン
ジスタ２６ａが導通して第１の負荷キャパシタ１６ａに
信号が読み出され、保持される。なお、図９には、その
読み出し動作に必要な配線を実線で示し、動作に必要の
ない配線を破線で示している。ノイズ成分の読み出し時
（ｂ）にも同様に、垂直選択線１２により画素トランジ
スタ１１が動作可能な状態になり、ＭＯＳトランジスタ
１５ｂとＭＯＳトランジスタ２６ｂが導通して第２の負
荷キャパシタ１６ｂに信号が読み出され、保持される。
直選択線１２により画素トランジスタ１１が動作可能な
状態になり、ＭＯＳトランジスタ１５ａとＭＯＳトラン
ジスタ２６ａが導通して第１の負荷キャパシタ１６ａに
信号が読み出され、保持される。なお、図９には、その
読み出し動作に必要な配線を実線で示し、動作に必要の
ない配線を破線で示している。ノイズ成分の読み出し時
（ｂ）にも同様に、垂直選択線１２により画素トランジ
スタ１１が動作可能な状態になり、ＭＯＳトランジスタ
１５ｂとＭＯＳトランジスタ２６ｂが導通して第２の負
荷キャパシタ１６ｂに信号が読み出され、保持される。
【００４３】すなわち、この一連の動作により、第１，
第２の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂには独立に、信号
成分とノイズ成分が保持される。ここで、負荷キャパシ
タ１６ａに保持されている信号成分Ｖsig.はノイズ成分
Ｖfpn をも含んでおり、負荷キャパシタ１６ａの容量値
をＣａとすると、その信号電荷は（Ｑsig.＋Ｑfpn ）＝
Ｃａ×（Ｖsig.＋Ｖfpn ）と表される。また、負荷キャ
パシタ１６ｂの容量値をＣｂとすると、負荷キャパシタ
１６ｂに保持されているノイズ成分Ｖfpn の信号電荷は
Ｑfpn ＝Ｃｂ×Ｖfpn と表される。
第２の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂには独立に、信号
成分とノイズ成分が保持される。ここで、負荷キャパシ
タ１６ａに保持されている信号成分Ｖsig.はノイズ成分
Ｖfpn をも含んでおり、負荷キャパシタ１６ａの容量値
をＣａとすると、その信号電荷は（Ｑsig.＋Ｑfpn ）＝
Ｃａ×（Ｖsig.＋Ｖfpn ）と表される。また、負荷キャ
パシタ１６ｂの容量値をＣｂとすると、負荷キャパシタ
１６ｂに保持されているノイズ成分Ｖfpn の信号電荷は
Ｑfpn ＝Ｃｂ×Ｖfpn と表される。
【００４４】このあと、電荷を検出する動作（ｃ）で
は、まず、反転パルスφＲＶＳを立ち上がらせてＭＯＳ
トランジスタ２７ａ，２７ｂを導通状態にすると、負荷
キャパシタ１６ａに保持されていた信号成分の信号電荷
（Ｑsig.＋Ｑfpn ）と負荷キャパシタ１６ｂに保持され
ていたノイズ成分の信号電荷Ｑfpn が並列に接続され、
その両端には両信号電荷の逆極性の和、即ちＱsig.＋Ｑ
fpn ＋（−Ｑfpn ）＝Ｑsig.が現れ、固定パターンノイ
ズが相殺される。そして、第１，第２の水平スイッチで
あるＭＯＳトランジスタ１７ａ，１７ｂを導通状態にす
ることで、負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂから固定パタ
ーンノイズが相殺された信号成分Ｖsig.が信号電荷Ｑsi
g.として水平信号線１９を介して電荷検出回路２２に送
られ、この電荷検出回路２２で電圧に復調され固定パタ
ーンノイズがキャンセルされた出力信号ＯＵＴとして導
出される。
は、まず、反転パルスφＲＶＳを立ち上がらせてＭＯＳ
トランジスタ２７ａ，２７ｂを導通状態にすると、負荷
キャパシタ１６ａに保持されていた信号成分の信号電荷
（Ｑsig.＋Ｑfpn ）と負荷キャパシタ１６ｂに保持され
ていたノイズ成分の信号電荷Ｑfpn が並列に接続され、
その両端には両信号電荷の逆極性の和、即ちＱsig.＋Ｑ
fpn ＋（−Ｑfpn ）＝Ｑsig.が現れ、固定パターンノイ
ズが相殺される。そして、第１，第２の水平スイッチで
あるＭＯＳトランジスタ１７ａ，１７ｂを導通状態にす
ることで、負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂから固定パタ
ーンノイズが相殺された信号成分Ｖsig.が信号電荷Ｑsi
g.として水平信号線１９を介して電荷検出回路２２に送
られ、この電荷検出回路２２で電圧に復調され固定パタ
ーンノイズがキャンセルされた出力信号ＯＵＴとして導
出される。
【００４５】このように、第１，第２の負荷キャパシタ
１６ａ，１６ｂの他端を第１，第２のバイアススイッチ
であるＭＯＳトランジスタ２６ａ，２６ｂを介してバイ
アス線２０に接続するとともに、第１，第２の負荷キャ
パシタ１６ａ，１６ｂの一方の他端と他方の一端との間
に第１，第２の反転スイッチであるＭＯＳトランジスタ
２７ａ，２７ｂを接続し、第１，第２の負荷キャパシタ
１６ａ，１６ｂに保持された信号成分とノイズ成分を読
み出すときに、ＭＯＳトランジスタ２６ａ，２６ｂを遮
断させた状態でＭＯＳトランジスタ２７ａ，２７ｂを導
通させるようにしたことにより、第１，第２の負荷キャ
パシタ１６ａ，１６ｂが互いに逆極性に並列接続され、
信号成分に含まれる固定パターンノイズとノイズ成分
（固定パターンノイズ）とが相殺されるため、第１実施
例の場合と同様に、外部回路として差動アンプを設けな
くても固定パターンノイズを除去でき、しかも電荷検出
回路２２を１個設けるだけで良いため回路構成も簡略化
できる。
１６ａ，１６ｂの他端を第１，第２のバイアススイッチ
であるＭＯＳトランジスタ２６ａ，２６ｂを介してバイ
アス線２０に接続するとともに、第１，第２の負荷キャ
パシタ１６ａ，１６ｂの一方の他端と他方の一端との間
に第１，第２の反転スイッチであるＭＯＳトランジスタ
２７ａ，２７ｂを接続し、第１，第２の負荷キャパシタ
１６ａ，１６ｂに保持された信号成分とノイズ成分を読
み出すときに、ＭＯＳトランジスタ２６ａ，２６ｂを遮
断させた状態でＭＯＳトランジスタ２７ａ，２７ｂを導
通させるようにしたことにより、第１，第２の負荷キャ
パシタ１６ａ，１６ｂが互いに逆極性に並列接続され、
信号成分に含まれる固定パターンノイズとノイズ成分
（固定パターンノイズ）とが相殺されるため、第１実施
例の場合と同様に、外部回路として差動アンプを設けな
くても固定パターンノイズを除去でき、しかも電荷検出
回路２２を１個設けるだけで良いため回路構成も簡略化
できる。
【００４６】また、第１，第２の負荷キャパシタ１６
ａ，１６ｂに保持された信号成分とノイズ成分を水平信
号線１９に読み出すときに、ＭＯＳトランジスタ２７
ａ，２７ｂの作用によって第１，第２の負荷キャパシタ
１６ａ，１６ｂが互いに逆極性に並列接続される構成と
なっているため、２つの負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂ
の容量値を正確に等しく設定することで、固定パターン
ノイズを確実に相殺することができる。さらに、第１，
第２の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂの他端をＭＯＳト
ランジスタ２６ａ，２６ｂを介して直流的に固定（本例
では、水平信号線１９の動作電位を決めるバイアス電
圧）としたことにより、画素から信号成分を読み出すと
きとノイズ成分を読み出すときに、ＭＯＳトランジスタ
１５ａ，１５ｂおよびＭＯＳトランジスタ１７ａ，１７
ｂの寄生容量の影響を受けないため、固定パターンノイ
ズ除去の動作をより確実に行うことができる。
ａ，１６ｂに保持された信号成分とノイズ成分を水平信
号線１９に読み出すときに、ＭＯＳトランジスタ２７
ａ，２７ｂの作用によって第１，第２の負荷キャパシタ
１６ａ，１６ｂが互いに逆極性に並列接続される構成と
なっているため、２つの負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂ
の容量値を正確に等しく設定することで、固定パターン
ノイズを確実に相殺することができる。さらに、第１，
第２の負荷キャパシタ１６ａ，１６ｂの他端をＭＯＳト
ランジスタ２６ａ，２６ｂを介して直流的に固定（本例
では、水平信号線１９の動作電位を決めるバイアス電
圧）としたことにより、画素から信号成分を読み出すと
きとノイズ成分を読み出すときに、ＭＯＳトランジスタ
１５ａ，１５ｂおよびＭＯＳトランジスタ１７ａ，１７
ｂの寄生容量の影響を受けないため、固定パターンノイ
ズ除去の動作をより確実に行うことができる。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
同一の容量値を持つ第１，第２のキャパシタを設け、垂
直信号線と第１，第２のキャパシタの各一端との間に第
１，第２の動作スイッチを、第１，第２のキャパシタの
各他端と基準電位点との間に共通動作スイッチをそれぞ
れ接続するとともに、第１，第２のキャパシタの各他端
と水平信号線および所定電位のバイアス線との間に第
１，第２の水平スイッチを接続したことにより、第１，
第２のキャパシタから信号成分とノイズ成分を読み出す
ときに、両成分が逆極性で水平信号線に電荷として流れ
て減算されるため、外部回路として差動アンプを設けな
くても固定パターンノイズを除去でき、よって回路構成
の簡略化およびデバイス周りの回路規模の縮小化が図れ
る。
同一の容量値を持つ第１，第２のキャパシタを設け、垂
直信号線と第１，第２のキャパシタの各一端との間に第
１，第２の動作スイッチを、第１，第２のキャパシタの
各他端と基準電位点との間に共通動作スイッチをそれぞ
れ接続するとともに、第１，第２のキャパシタの各他端
と水平信号線および所定電位のバイアス線との間に第
１，第２の水平スイッチを接続したことにより、第１，
第２のキャパシタから信号成分とノイズ成分を読み出す
ときに、両成分が逆極性で水平信号線に電荷として流れ
て減算されるため、外部回路として差動アンプを設けな
くても固定パターンノイズを除去でき、よって回路構成
の簡略化およびデバイス周りの回路規模の縮小化が図れ
る。
【００４８】また、同一の容量値を持つ第１，第２のキ
ャパシタを設け、垂直信号線と第１，第２のキャパシタ
の各一端との間に第１，第２の動作スイッチを、第１，
第２のキャパシタの各他端と所定電位の第１のバイアス
線との間に第１，第２のバイアススイッチを、第１，第
２のキャパシタの一方の他端と他方の一端との間に第
１，第２の反転スイッチをそれぞれ接続するとともに、
第１，第２のキャパシタの各他端と水平信号線および所
定電位の第２のバイアス線との間に第１，第２の水平ス
イッチを接続したことにより、第１，第２のキャパシタ
から信号成分とノイズ成分を読み出すときに、第１，第
２の反転スイッチの作用によって第１，第２のキャパシ
タが互いに逆極性に並列接続され、ノイズ成分が相殺さ
れるため、外部回路として差動アンプを設けなくても固
定パターンノイズを除去でき、よって回路構成の簡略化
およびデバイス周りの回路規模の縮小化が図れる。
ャパシタを設け、垂直信号線と第１，第２のキャパシタ
の各一端との間に第１，第２の動作スイッチを、第１，
第２のキャパシタの各他端と所定電位の第１のバイアス
線との間に第１，第２のバイアススイッチを、第１，第
２のキャパシタの一方の他端と他方の一端との間に第
１，第２の反転スイッチをそれぞれ接続するとともに、
第１，第２のキャパシタの各他端と水平信号線および所
定電位の第２のバイアス線との間に第１，第２の水平ス
イッチを接続したことにより、第１，第２のキャパシタ
から信号成分とノイズ成分を読み出すときに、第１，第
２の反転スイッチの作用によって第１，第２のキャパシ
タが互いに逆極性に並列接続され、ノイズ成分が相殺さ
れるため、外部回路として差動アンプを設けなくても固
定パターンノイズを除去でき、よって回路構成の簡略化
およびデバイス周りの回路規模の縮小化が図れる。
【図１】本発明の第１実施例の構成を示す回路図であ
る。
る。
【図２】第１実施例の動作説明のためのタイミングチャ
ートである。
ートである。
【図３】第１実施例に係る固定パターンノイズ除去の等
価回路図である。
価回路図である。
【図４】本発明の第２実施例の構成を示す回路図であ
る。
る。
【図５】共通動作スイッチの一例を示す断面構造図であ
る。
る。
【図６】共通動作スイッチの動作波形図である。
【図７】本発明の第３実施例の構成を示す回路図であ
る。
る。
【図８】第３実施例の動作説明のためのタイミングチャ
ートである。
ートである。
【図９】第３実施例に係る固定パターンノイズ除去の等
価回路図である。
価回路図である。
【図１０】従来例の構成を示す回路図である。
１１ 画素トランジスタ １２ 垂直選択線 １３ 垂直信号線 １４ 垂直走査回路 １５ａ，１５ｂ ＭＯＳトランジスタ（第１，第２の動
作スイッチ） １６ａ，１６ｂ 第１，第２の負荷キャパシタ １７ａ，１７ｂ ＭＯＳトランジスタ（第１，第２の水
平スイッチ） １８ ＭＯＳトランジスタ（共通動作スイッチ） １９ 水平信号線 ２１ 水平走査回路 ２２ 電荷検出回路 ２６ａ，２６ｂ ＭＯＳトランジスタ（第１，第２のバ
イアススイッチ） ２７ａ，２７ｂ ＭＯＳトランジスタ（第１，第２の反
転スイッチ）
作スイッチ） １６ａ，１６ｂ 第１，第２の負荷キャパシタ １７ａ，１７ｂ ＭＯＳトランジスタ（第１，第２の水
平スイッチ） １８ ＭＯＳトランジスタ（共通動作スイッチ） １９ 水平信号線 ２１ 水平走査回路 ２２ 電荷検出回路 ２６ａ，２６ｂ ＭＯＳトランジスタ（第１，第２のバ
イアススイッチ） ２７ａ，２７ｂ ＭＯＳトランジスタ（第１，第２の反
転スイッチ）
Claims (8)
- 【請求項１】 行列状に配列された複数の画素と、 垂直選択線で共通に接続された同一行の画素の制御電極
を制御する垂直走査回路と、 同一列の画素の主電極が共通に接続された垂直信号線を
介して出力される画素の信号を行単位で順次出力端子に
出力する水平走査回路と、 同一の容量値を持つ第１，第２のキャパシタと、 前記垂直信号線と前記第１，第２のキャパシタの各一端
との間にそれぞれ接続された第１，第２の動作スイッチ
と、 前記第１，第２のキャパシタの各他端と基準電位点との
間に接続された共通動作スイッチと、 前記第１，第２のキャパシタの各他端と水平信号線およ
び所定電位のバイアス線との間にそれぞれ接続された第
１，第２の水平スイッチとを備えたことを特徴とする固
体撮像装置。 - 【請求項２】 前記第１，第２の動作スイッチは同一サ
イズのトランジスタによって形成され、 前記第１，第２の水平スイッチも同一サイズのトランジ
スタによって形成されていることを特徴とする請求項１
記載の固体撮像装置。 - 【請求項３】 前記基準電位点および前記バイアス線の
各電位は、前記水平信号線の動作電位を決めるバイアス
と同じ電圧に設定されていることを特徴とする請求項１
記載の固体撮像装置。 - 【請求項４】 行列状に配列された複数の画素と、垂直
選択線で共通に接続された同一行の画素の制御電極を制
御する垂直走査回路と、同一列の画素の主電極が共通に
接続された垂直信号線を介して出力される画素の信号を
行単位で順次出力端子に出力する水平走査回路と、同一
の容量値を持つ第１，第２のキャパシタと、前記垂直信
号線と前記第１，第２のキャパシタの各一端との間にそ
れぞれ接続された第１，第２の動作スイッチと、前記第
１，第２のキャパシタの各他端と基準電位点との間に接
続された共通動作スイッチと、前記第１，第２のキャパ
シタの各他端と水平信号線および所定電位のバイアス線
との間にそれぞれ接続された第１，第２の水平スイッチ
とを備えた固体撮像装置において、 光電変換により蓄積された信号電荷に応じて各画素から
出力される信号を、前記共通動作スイッチを導通させた
状態で前記第１の動作スイッチを導通状態から遮断状態
に移行させる動作により前記第１のキャパシタに保持
し、 次いで画素リセット直後に画素から出力される信号を、
前記共通動作スイッチを導通させた状態で前記第２の動
作スイッチを導通状態から遮断状態に移行させる動作に
より前記第２のキャパシタに保持し、 その後前記第１，第２のキャパシタに保持されている信
号を、前記第１，第２の動作スイッチおよび前記共通動
作スイッチを遮断させた状態で前記第１，第２の水平ス
イッチを導通状態にして前記水平信号線から出力端子に
出力することを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 - 【請求項５】 行列状に配列された複数の画素と、 垂直選択線で共通に接続された同一行の画素の制御電極
を制御する垂直走査回路と、 同一列の画素の主電極が共通に接続された垂直信号線を
介して出力される画素の信号を行単位で順次出力端子に
出力する水平走査回路と、 同一の容量値を持つ第１，第２のキャパシタと、 前記垂直信号線と前記第１，第２のキャパシタの各一端
との間にそれぞれ接続された第１，第２の動作スイッチ
と、 前記第１，第２のキャパシタの各他端と所定電位の第１
のバイアス線との間にそれぞれ接続された第１，第２の
バイアススイッチと、 前記第１，第２のキャパシタの一方の他端と他方の一端
との間にそれぞれ接続された第１，第２の反転スイッチ
と、 前記第１，第２のキャパシタの各他端と水平信号線およ
び所定電位の第２のバイアス線との間にそれぞれ接続さ
れた第１，第２の水平スイッチとを備えたことを特徴と
する固体撮像装置。 - 【請求項６】 前記第１，第２の動作スイッチは同一サ
イズのトランジスタによって形成され、 前記第１，第２の水平スイッチも同一サイズのトランジ
スタによって形成されていることを特徴とする請求項５
記載の固体撮像装置。 - 【請求項７】 前記第１および第２のバイアス線の各電
位は、前記水平信号線の動作電位を決めるバイアスと同
じ電圧に設定されていることを特徴とする請求項６記載
の固体撮像装置。 - 【請求項８】 行列状に配列された複数の画素と、垂直
選択線で共通に接続された同一行の画素の制御電極を制
御する垂直走査回路と、同一列の画素の主電極が共通に
接続された垂直信号線を介して出力される画素の信号を
行単位で順次出力端子に出力する水平走査回路と、同一
の容量値を持つ第１，第２のキャパシタと、前記垂直信
号線と前記第１，第２のキャパシタの各一端との間にそ
れぞれ接続された第１，第２の動作スイッチと、前記第
１，第２のキャパシタの各他端と所定電位の第１のバイ
アス線との間にそれぞれ接続された第１，第２のバイア
ススイッチと、前記第１，第２のキャパシタの一方の他
端と他方の一端との間にそれぞれ接続された第１，第２
の反転スイッチと、前記第１，第２のキャパシタの各他
端と水平信号線および所定電位の第２のバイアス線との
間にそれぞれ接続された第１，第２の水平スイッチとを
備えた固体撮像装置において、 光電変換により蓄積された信号電荷に応じて各画素から
出力される信号を、前記第１のバイアススイッチを導通
させた状態で前記第１の動作スイッチを導通状態から遮
断状態に移行させる動作により前記第１のキャパシタに
保持し、 次いで画素リセット直後に画素から出力される信号を、
前記第２のバイアススイッチを導通させた状態で前記第
２の動作スイッチを導通状態から遮断状態に移行させる
動作により前記第２のキャパシタに保持し、 その後前記第１，第２のキャパシタに保持されている信
号を、前記第１，第２の動作スイッチおよび前記第１，
第２のバイアススイッチを遮断させた状態で前記第１，
第２の反転スイッチを導通状態にしてから前記第１，第
２の水平スイッチを導通状態にして前記水平信号線から
出力端子に出力することを特徴とする固体撮像装置の駆
動方法。
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| JP7194420A JPH0946597A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
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