JP2006074173A

JP2006074173A - Method of driving solid-state imaging device, camera, and information processor

Info

Publication number: JP2006074173A
Application number: JP2004252387A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Inui; 文洋乾; Masanori Ogura; 正徳小倉; Seiichiro Sakai; 誠一郎酒井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-03-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a potential difference after a floating diffusion part, where a plurality of photoelectric converting elements are connected, is reset, and to prevent picture quality from being deteriorated owing to the potential difference. <P>SOLUTION: A solid-state imaging device which has a pixel unit 11 where the plurality of photoelectric converting elements 12 are connected to one floating diffusion part 14 in common through a transfer switch 13 and also has a plurality of pixel units arranged in two dimensions is so driven that floating diffusion parts are reset at the same period for any photoelectric converting element, and then the floating diffusion parts have a difference in potential after the resetting operation to prevent the picture quality deterioration due to a potential difference after the resetting operation. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、固体撮像装置の駆動技術に関し、特に１つの増幅段に対して複数の光電変換素子が接続されるＭＯＳ型エリアセンサ（以下、ＭＯＳ型センサとも称す。）に用いて好適なものである。 The present invention relates to a driving technique for a solid-state imaging device, and is particularly suitable for use in a MOS area sensor (hereinafter also referred to as a MOS sensor) in which a plurality of photoelectric conversion elements are connected to one amplification stage. is there.

固体撮像装置は、ＣＣＤセンサとＭＯＳ型センサとに大別される。ＣＣＤセンサは、一般的には、ノイズが小さいという利点を有するが消費電力が大きいという欠点がある。他方、ＭＯＳ型センサは、ＣＣＤセンサと比較して消費電力が格段に小さいという利点を有するが、一般的にはノイズがやや大きいという欠点がある。ただし、ＭＯＳ型センサにおけるノイズは低減される傾向にあり、将来はＣＣＤセンサと同等以上の性能が得られることが期待されている。 Solid-state imaging devices are roughly classified into CCD sensors and MOS sensors. CCD sensors generally have the advantage of low noise but have the disadvantage of high power consumption. On the other hand, the MOS type sensor has an advantage that the power consumption is remarkably small as compared with the CCD sensor, but generally has a disadvantage that noise is slightly large. However, noise in the MOS type sensor tends to be reduced, and in the future, it is expected that performance equivalent to or higher than that of the CCD sensor can be obtained.

また、ＭＯＳ型センサは、ＭＯＳトランジスタを用いたさまざまな機能回路を内蔵することが比較的容易であるため、画素部トランジスタ数の削減により感度向上を図ることや（例えば、特許文献１の図１参照。）、複数の読出し回路を内蔵して高速化を図ることなどにより性能の向上が見られている。 Further, since it is relatively easy to incorporate various functional circuits using MOS transistors, MOS type sensors can improve sensitivity by reducing the number of pixel portion transistors (for example, FIG. 1 of Patent Document 1). )), And improved performance has been observed by increasing the speed by incorporating a plurality of readout circuits.

また、ＭＯＳ型センサにおいては、図６（Ａ）に示すように、光電変換素子は独立して設けてその他の回路部分は共通化することにより、１画素あたりのトランジスタ数を削減し画素数の増加を図ったものがある。
図６（Ａ）に示したＭＯＳ型センサの従来の駆動方法を、図６（Ｂ）を参照して説明する。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示したＭＯＳ型センサの従来の駆動方法を示すタイミングチャートである。 Further, in the MOS type sensor, as shown in FIG. 6A, the photoelectric conversion element is provided independently and the other circuit portions are shared, thereby reducing the number of transistors per pixel and reducing the number of pixels. There is something that aims to increase.
A conventional driving method of the MOS type sensor shown in FIG. 6A will be described with reference to FIG. FIG. 6B is a timing chart showing a conventional driving method of the MOS sensor shown in FIG.

図６（Ａ）、（Ｂ）において、ＳＥＬ１２は、１行目に配置された光電変換素子６０１−１と２行目に配置された光電変換素子６０１−２とを有する画素ユニット６０２−Ａを選択する制御信号である。同様に、ＳＥＬ３４は、３行目及び４行目に配置された光電変換素子６０１−３、６０１−４を有する画素ユニット６０２−Ｂを選択する制御信号であり、ＳＥＬ５６は、５行目及び６行目に配置された光電変換素子６０１−５、６０１−６を有する画素ユニット６０２−Ｃを選択する制御信号である。 6A and 6B, the SEL 12 includes a pixel unit 602-A having a photoelectric conversion element 601-1 arranged in the first row and a photoelectric conversion element 601-2 arranged in the second row. A control signal to be selected. Similarly, SEL34 is a control signal for selecting the pixel unit 602-B having the photoelectric conversion elements 601-3 and 601-4 arranged in the third and fourth rows, and SEL56 is the fifth and sixth rows. This is a control signal for selecting the pixel unit 602 -C having the photoelectric conversion elements 601-5 and 601-6 arranged in the row.

また、ＲＥＳ１２は、１行目及び２行目の光電変換素子６０１−１、６０１−２に対して共通接続されたフローティングディフュージョン部６０３−Ａのリセットを行うための制御信号である。同様に、ＲＥＳ３４は、３行目及び４行目の光電変換素子６０１−３、６０１−４に対して共通接続されたフローティングディフュージョン部６０３−Ｂのリセットを行うための制御信号であり、ＲＥＳ５６は、５行目及び６行目の光電変換素子６０１−５、６０１−６に対して共通接続されたフローティングディフュージョン部６０３−Ｃのリセットを行うための制御信号である。 RES12 is a control signal for resetting the floating diffusion portion 603-A commonly connected to the photoelectric conversion elements 601-1 and 601-2 in the first and second rows. Similarly, RES34 is a control signal for resetting the floating diffusion portion 603-B commonly connected to the photoelectric conversion elements 601-3 and 601-4 in the third row and the fourth row, and RES56 is This is a control signal for resetting the floating diffusion portion 603-C commonly connected to the photoelectric conversion elements 601-5 and 601-6 in the fifth and sixth rows.

また、ＴＸ１は、１行目に配置された光電変換素子６０１−１に発生した電荷をフローティングディフュージョン部６０３−Ａに転送する制御信号である。同様に、ＴＸ２、ＴＸ３、ＴＸ４、ＴＸ５、及びＴＸ６は、２〜６行目に配置された光電変換素子６０１−２〜６０１−６に発生した電荷を、対応するフローティングディフュージョン部６０３−Ａ〜６０３−Ｃに転送する制御信号である。 TX1 is a control signal for transferring the charge generated in the photoelectric conversion element 601-1 arranged in the first row to the floating diffusion portion 603-A. Similarly, TX2, TX3, TX4, TX5, and TX6 convert the charges generated in the photoelectric conversion elements 601-2 to 601-6 arranged in the 2nd to 6th rows into the corresponding floating diffusion portions 603-A to 603. Control signal to be transferred to -C.

図６（Ｂ）に示すように、ＭＯＳ型センサの読出し動作を開始するとき、制御信号ＲＥＳ１２、ＲＥＳ３４、及びＲＥＳ５６のみがハイレベル“Ｈ”、その他の制御信号はロウレベル“Ｌ”である（以下、説明の便宜上、ハイレベル“Ｈ”を「オン」と称し、ロウレベルを「オフ」と称す。）。したがって、各画素ユニット６０２−Ａ〜６０２−Ｃでは、リセットスイッチ６０４がオン状態であり、フローティングディフュージョン部６０３−Ａ〜６０３−Ｃはリセットされている。 As shown in FIG. 6B, when the read operation of the MOS sensor is started, only the control signals RES12, RES34, and RES56 are at the high level “H”, and the other control signals are at the low level “L” (hereinafter referred to as “L”). For convenience of explanation, the high level “H” is referred to as “on” and the low level is referred to as “off”.) Accordingly, in each of the pixel units 602-A to 602-C, the reset switch 604 is in an on state, and the floating diffusion portions 603-A to 603-C are reset.

まず、制御信号ＳＥＬ１２をオンし（時刻Ｔ６１）、画素ユニット６０２−Ａ内の選択スイッチ６０５−Ａをオン状態にした後、制御信号ＲＥＳ１２をオフし（時刻Ｔ６２）、画素ユニット６０２−Ａ内のリセットスイッチ６０４−Ａをオフ状態にする。このようにして、画素ユニット６０２−Ａのフローティングディフュージョン部６０３−Ａにフローティング状態を確保した後、制御信号ＴＸ１をオンして転送スイッチ６０６−１をオン状態にすることで、光電変換素子６０１−１に蓄えられた光電荷をフローティングディフュージョン部６０３−Ａに転送する（時刻Ｔ６３）。 First, the control signal SEL12 is turned on (time T61), the selection switch 605-A in the pixel unit 602-A is turned on, and then the control signal RES12 is turned off (time T62). The reset switch 604-A is turned off. Thus, after ensuring a floating state in the floating diffusion portion 603-A of the pixel unit 602-A, the control signal TX1 is turned on to turn on the transfer switch 606-1, whereby the photoelectric conversion element 601- 1 is transferred to the floating diffusion portion 603-A (time T63).

このとき、フローティングディフュージョン部６０３−Ａに転送された光電荷は容量Ｃｆｄにより電圧変換され、ソースフォロアＭＯＳトランジスタ６０７−Ａを用いて後段に信号が伝達される。なお、後段に伝達された信号は、信号レベル保持容量Ｃｔｓ、リセットレベル保持容量Ｃｔｎ等を備えた行メモリ回路６０８を介して出力信号線ＳＳ、ＮＳより出力される。 At this time, the photoelectric charge transferred to the floating diffusion portion 603-A is converted into a voltage by the capacitor Cfd, and a signal is transmitted to the subsequent stage using the source follower MOS transistor 607-A. The signal transmitted to the subsequent stage is output from the output signal lines SS and NS via the row memory circuit 608 having the signal level holding capacitor Cts, the reset level holding capacitor Ctn, and the like.

続いて、制御信号ＲＥＳ１２をオンし（時刻Ｔ６４）、リセットスイッチ６０４−Ａをオン状態にして前記フローティングディフュージョン部６０３−Ａを電源電位ＶＣＣにリセットする。その後、再び制御信号ＲＥＳ１２をオフし（時刻Ｔ６５）、フローティングディフュージョン部６０３−Ａにフローティング状態を確保した後、制御信号ＴＸ２をオンして転送スイッチ６０６−２をオン状態にすることで、光電変換素子６０１−２に蓄えられた光電荷をフローティングディフュージョン部６０３−Ａに転送する（時刻Ｔ６６）。このとき、同様にしてフローティングディフュージョン部６０４−Ａに転送された光電荷は容量Ｃｆｄにより電圧変換され、後段に信号が伝達される。 Subsequently, the control signal RES12 is turned on (time T64), the reset switch 604-A is turned on, and the floating diffusion portion 603-A is reset to the power supply potential VCC. Thereafter, the control signal RES12 is turned off again (time T65), and after the floating state is secured in the floating diffusion portion 603-A, the control signal TX2 is turned on to turn on the transfer switch 606-2, thereby performing photoelectric conversion. The photocharge stored in the element 601-2 is transferred to the floating diffusion portion 603-A (time T66). At this time, similarly, the photoelectric charge transferred to the floating diffusion portion 604-A is converted into a voltage by the capacitor Cfd, and a signal is transmitted to the subsequent stage.

続いて、制御信号ＲＥＳ１２をオンし（時刻Ｔ６７）、前記フローティングディフュージョン部６０３−Ａを電源電位ＶＣＣにリセットする。そして、制御信号ＳＥＬ１２をオフし（時刻Ｔ６８）、画素ユニット６０２−Ａの選択スイッチ６０５−Ａをオフ状態にすることで、１行目及び２行目の信号読出し動作が終了する。 Subsequently, the control signal RES12 is turned on (time T67), and the floating diffusion portion 603-A is reset to the power supply potential VCC. Then, the control signal SEL12 is turned off (time T68), and the selection switch 605-A of the pixel unit 602-A is turned off, so that the signal reading operation for the first row and the second row is completed.

続いて、制御信号ＳＥＬ３４をオンして（時刻Ｔ６９）、信号読出し動作は３行目及び４行目に遷移する。以下、３行目及び４行目の信号読出し動作においても、上述した時刻Ｔ６１〜時刻Ｔ６８と同様にして、光電変換素子６０１−３、６０１−４に蓄えられた光電荷が電圧変換され、その信号が後段に伝達される。その後、制御信号ＳＥＬ５６をオンして、信号読出し動作は５行目及び６行目に遷移する。 Subsequently, the control signal SEL34 is turned on (time T69), and the signal reading operation transits to the third and fourth rows. Hereinafter, also in the signal reading operation in the third row and the fourth row, the photoelectric charges stored in the photoelectric conversion elements 601-3 and 601-4 are voltage-converted in the same manner as the above-described time T61 to time T68. The signal is transmitted to the subsequent stage. Thereafter, the control signal SEL 56 is turned on, and the signal read operation transitions to the fifth and sixth rows.

このようにして、すべての行の光電変換素子６０１−１〜６０１−６の信号を読み出して完了する。 In this way, the signals of the photoelectric conversion elements 601-1 to 601-6 in all rows are read and completed.

ここで、図６（Ｂ）に一例として示したタイミングチャートでは、動画撮影やデジタルカメラの連写撮影動作にあるように連続して２回目の読出し動作も記載しており、ＴＲＤ１が１回目の読出し動作の期間、ＴＲＤ２が２回目の読出し動作の期間である。 Here, in the timing chart shown as an example in FIG. 6B, the second reading operation is continuously described as in the moving image shooting or the continuous shooting operation of the digital camera, and TRD1 is set to the first time. During the read operation period, TRD2 is the second read operation period.

また、図６（Ｂ）に示した期間ＴＡは、２回目の読出し動作にて制御信号ＴＸ１により転送スイッチ６０６−１をオン状態にするまでの、１行目及び２行目に共通接続されたフローティングディフュージョン部６０３−Ａを電源電位ＶＣＣにリセットするリセットスイッチ６０４−Ａのオン期間を示している。同様に、期間ＴＢは、２回目の読出し動作にて制御信号ＴＸ２により転送スイッチ６０６−２をオン状態にするまでのリセットスイッチ６０４−Ａのオン期間を示している。 Also, the period TA shown in FIG. 6B is commonly connected to the first and second rows until the transfer switch 606-1 is turned on by the control signal TX1 in the second read operation. An ON period of a reset switch 604-A that resets the floating diffusion portion 603-A to the power supply potential VCC is shown. Similarly, the period TB indicates the ON period of the reset switch 604-A until the transfer switch 606-2 is turned on by the control signal TX2 in the second read operation.

以上のようにして、図６（Ａ）に示したように列方向に２つの光電変換素子６０６が共通接続された画素ユニット６０２を含むセンサアレイにて信号を読み出す場合、制御信号ＲＥＳ、ＳＥＬにより、共通部分であるリセットスイッチ６０４、選択スイッチ６０５を２行にわたり同一のスイッチを駆動することで各画素に係る信号の読出し動作を実現している。 As described above, when a signal is read out by the sensor array including the pixel unit 602 in which two photoelectric conversion elements 606 are commonly connected in the column direction as illustrated in FIG. 6A, the control signals RES and SEL are used. The readout operation of the signal related to each pixel is realized by driving the same switch over two rows of the reset switch 604 and the selection switch 605 which are common portions.

特開平９−４６５９６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-46596

しかしながら、上述したＭＯＳ型センサの従来の駆動方法では、奇数行と偶数行のリセット期間が、図６（Ｂ）から明らかなように、ほぼ全読出し期間に相当する期間ＴＡとほぼ１水平走査期間に相当する期間ＴＢと大きく異なり、得られる画像における画質劣化の要因になることがある。 However, in the conventional driving method of the MOS sensor described above, the reset period of the odd-numbered and even-numbered rows has a period TA corresponding to almost the entire readout period and almost one horizontal scanning period, as is apparent from FIG. Is significantly different from the period TB corresponding to, and may cause image quality deterioration in the obtained image.

ここで、本来ＭＯＳ型センサは、例えば１０８０行×１９６０列等の２次元マトリクス状に配置された画素からなる。したがって、偶数行のリセット期間である期間ＴＢが１行（１水平走査期間）分の時間であるのに対して、奇数行のリセット期間である期間ＴＡは約１０００行分の時間であり、期間ＴＡと期間ＴＢとの差はおよそ３桁に及ぶ。 Here, the MOS type sensor is essentially composed of pixels arranged in a two-dimensional matrix of, for example, 1080 rows × 1960 columns. Therefore, the period TB which is the reset period for the even rows is a time for one row (one horizontal scanning period), whereas the period TA which is the reset period for the odd rows is a time for about 1000 rows, The difference between TA and period TB is approximately 3 digits.

このように、フローティングディフュージョン部６０３に蓄積された電荷を電源電位ＶＣＣでリセットしてはき捨てる時間（リセット期間）が奇数行と偶数行とで大きく異なることで、奇数行に配置された光電変換素子と偶数行に配置された光電変換素子との信号読出し状態が異なり、その結果、画質劣化を招くことがある。 As described above, the time (reset period) for resetting and discarding the charge accumulated in the floating diffusion portion 603 with the power supply potential VCC is greatly different between the odd-numbered row and the even-numbered row. The signal read states of the elements and the photoelectric conversion elements arranged in the even rows are different, and as a result, the image quality may be deteriorated.

例えば、図７に示すように制御信号ＲＥＳ１２、ＴＸ１、ＴＸ２及びフローティングディフュージョン部６０３−Ａの電位Ｖｆｄを考える。フローティングディフュージョン部６０３−Ａの電位Ｖｆｄが、電源電位ＶＣＣによるリセットにより最終的に達すべきリセットレベル（ＲＥＳＥＴＬＥＶＥＬ）に到達するためには、フローティングディフュージョン部６０３−Ａの容量Ｃｆｄとリセットスイッチ６０４−Ａのオン抵抗による時定数に依存した時間を必要とする。 For example, as shown in FIG. 7, consider the control signals RES12, TX1, TX2, and the potential Vfd of the floating diffusion portion 603-A. In order for the potential Vfd of the floating diffusion portion 603-A to reach the reset level (RESET LEVEL) that should finally be reached by reset by the power supply potential VCC, the capacitance Cfd of the floating diffusion portion 603-A and the reset switch 604-A The time depending on the time constant due to the on-resistance is required.

つまり、期間ＴＡと期間ＴＢとの時間差は、リセット残り（リセットしきれずにフローティングディフュージョン部６０３−Ａに残留した電荷）によるリセット電位の違いＤＲＥＳを生じさせる可能性がある。 That is, the time difference between the period TA and the period TB may cause a reset potential difference DRES due to reset remaining (charge that remains in the floating diffusion portion 603-A without being reset).

上述したリセット期間ＴＡとＴＢとの差を基に生じるリセット電位の違いによる画質劣化を防止する従来の手法として、図８に示す方法がある。図８においては、制御信号ＲＥＳ１２、ＴＸ１、ＴＮ、ＴＳ及びフローティングディフュージョン部６０３−Ａの電位Ｖｆｄを示している。ここで、制御信号ＴＮ、ＴＳは、行メモリ回路６０８内の信号レベル保持容量Ｃｔｓ、リセットレベル保持容量Ｃｔｎにフローティングディフュージョン部６０３−Ａの電位を電圧変換して得られた信号を転送するためのものである。 As a conventional technique for preventing image quality deterioration due to a difference in reset potential generated based on the difference between the reset periods TA and TB described above, there is a method shown in FIG. FIG. 8 shows the control signals RES12, TX1, TN, TS and the potential Vfd of the floating diffusion portion 603-A. Here, the control signals TN and TS are used to transfer a signal obtained by converting the potential of the floating diffusion portion 603 -A to the signal level holding capacitor Cts and the reset level holding capacitor Ctn in the row memory circuit 608. Is.

まず、制御信号ＲＥＳ１２をオフにし、リセットスイッチ６０４−Ａをオフ状態にする（時刻Ｔ８１）。その後、フローティングディフュージョン部６０３−Ａにフローティング状態を確保した状態で制御信号ＴＮをパルス状にオンにし、ソースフォロアＭＯＳトランジスタ６０７−Ａを介して、フローティングディフュージョン部６０３−Ａの電位を行メモリ回路６０８内のリセットレベル保持容量Ｃｔｎに書き込む（時刻Ｔ８２）。これにより、リセット状態を解除した後、光電変換素子６０１−１に蓄えられた光電荷をフローティングディフュージョン部６０３−Ａに転送する前のサンプリング結果が、リセットレベル保持容量Ｃｔｎに書き込まれる。 First, the control signal RES12 is turned off, and the reset switch 604-A is turned off (time T81). Thereafter, the control signal TN is turned on in a pulsed manner while the floating state is secured in the floating diffusion portion 603-A, and the potential of the floating diffusion portion 603-A is set to the row memory circuit 608 via the source follower MOS transistor 607-A. Is written in the reset level holding capacitor Ctn (time T82). Thereby, after canceling the reset state, the sampling result before transferring the photoelectric charge stored in the photoelectric conversion element 601-1 to the floating diffusion portion 603-A is written in the reset level holding capacitor Ctn.

続いて、制御信号ＴＸ１をパルス状にＯＮにし、光電変換素子６０１−１の光電荷をフローティングディフュージョン部６０３−Ａに転送する（時刻Ｔ８３）。フローティングディフュージョン部６０３−Ａに転送された光電荷は容量Ｃｆｄにより電圧変換される。その後、制御信号ＴＳをパルス状にオンにし、フローティングディフュージョン部６０３−Ａの電位を、ソースフォロアＭＯＳトランジスタ６０７−Ａを介して行メモリ回路６０８内の信号レベル保持容量Ｃｔｓに書き込む（時刻Ｔ８４）。これにより、光電変換素子６０１−１に蓄えられた光電荷のサンプリング結果が、信号レベル保持容量Ｃｔｓに書き込まれる。 Subsequently, the control signal TX1 is turned ON in a pulse shape, and the photoelectric charge of the photoelectric conversion element 601-1 is transferred to the floating diffusion portion 603-A (time T83). The photoelectric charge transferred to the floating diffusion portion 603-A is converted into a voltage by the capacitor Cfd. Thereafter, the control signal TS is turned on in a pulsed manner, and the potential of the floating diffusion portion 603-A is written to the signal level holding capacitor Cts in the row memory circuit 608 via the source follower MOS transistor 607-A (time T84). Thereby, the sampling result of the photoelectric charge stored in the photoelectric conversion element 601-1 is written in the signal level holding capacitor Cts.

上述した駆動方法では、行メモリ回路６０８より後段においてリセットレベル保持容量Ｃｔｎと信号レベル保持容量Ｃｔｓに伝達されたリセットレベルと信号レベルとの差電圧を取り出して出力するため、電位Ｖｓのみを忠実に出力することができ、リセット残りにより生じた擬似信号の混入による画質劣化を防止することが可能となる。 In the driving method described above, since the difference voltage between the reset level and the signal level transmitted to the reset level holding capacitor Ctn and the signal level holding capacitor Cts is extracted and output in the subsequent stage from the row memory circuit 608, only the potential Vs is faithfully output. Therefore, it is possible to prevent image quality deterioration due to mixing of a pseudo signal caused by a reset remaining.

しかしながら、前記図８に示した駆動方法によりリセット残り成分を取り除くだけでは、リセットレベルの違いによる画質劣化の対策としては不十分であることがわかっている。この点について、図９（Ａ）、（Ｂ）を参照し説明する。 However, it has been found that simply removing the remaining reset component by the driving method shown in FIG. 8 is not sufficient as a measure for image quality deterioration due to a difference in the reset level. This point will be described with reference to FIGS. 9A and 9B.

図９（Ａ）は、画素ユニット部６０２を構成するソースフォロアＭＯＳトランジスタ６０７の動作を説明するための簡易的な等価回路を示す図である。ソースフォロアＭＯＳトランジスタ６０７のゲート電極を入力端子ＩＮとし、ドレインは電源による等価回路的な接地電位に接続され、ソースは定電流負荷９０１が接続されるとともに出力端子ＯＵＴとして機能する。なお、図９（Ａ）において、画素ユニット部６０２内の選択スイッチ６０５は、常にオン状態であると仮定し図示していない。 FIG. 9A is a diagram showing a simple equivalent circuit for explaining the operation of the source follower MOS transistor 607 constituting the pixel unit portion 602. The source follower MOS transistor 607 has a gate electrode as an input terminal IN, a drain connected to a ground potential equivalent to an equivalent circuit by a power source, and a source connected to a constant current load 901 and functioning as an output terminal OUT. In FIG. 9A, the selection switch 605 in the pixel unit portion 602 is not shown because it is assumed to be always on.

また、９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示したソースフォロア回路の入出力特性及び利得特性を示す図であり、横軸は入力端子ＩＮに印加される電圧、縦軸の第１軸は出力端子ＯＵＴに現れる電圧、第２軸は入出力利得（ソースフォロア利得）である。図９（Ｂ）において、実線により示したＯＵＴＶは出力端子ＯＵＴに現れる電圧を示し、破線により示したＲＧはソースフォロア回路における実際の利得を示している。また、実線により示したＧはソースフォロア回路における理想的な利得を示している。 9B is a diagram showing input / output characteristics and gain characteristics of the source follower circuit shown in FIG. 9A, in which the horizontal axis represents the voltage applied to the input terminal IN, and the vertical axis represents the first axis. Is the voltage appearing at the output terminal OUT, and the second axis is the input / output gain (source follower gain). In FIG. 9B, OUTV indicated by a solid line indicates a voltage appearing at the output terminal OUT, and RG indicated by a broken line indicates an actual gain in the source follower circuit. G indicated by a solid line represents an ideal gain in the source follower circuit.

図９（Ａ）、（Ｂ）によれば、ソースフォロア回路は入力電圧に対して理想的には利得１が要求されるが、図からも明らかなようにソースフォロア利得に着目すると入力電圧に依存して一定ではなく、入力電圧が低くなるにつれてソースフォロア利得は下がっている。この図示した回路特性は、リセット電位が同じであれば、いずれの光電変換素子にもこの変化が等しく影響を及ぼすために画質劣化に関してさほど影響はないが、リセット電位が異なる場合には、同一光量下において偶数行と奇数行とで出力に差が発生することを示している。 According to FIGS. 9A and 9B, the source follower circuit is ideally required to have a gain of 1 with respect to the input voltage. The source follower gain decreases as the input voltage decreases. The circuit characteristics shown in the figure have no effect on image quality degradation because the change has the same effect on any photoelectric conversion element as long as the reset potential is the same. Below, it is shown that a difference occurs in output between even and odd lines.

例えば、図１０に示すように、電子カメラなどにおける光電変換素子にＲＧＢのカラーフィルターを市松模様状に配置したエリアセンサにおいて、奇数行ＯＬのＧ１画素と偶数行ＥＬのＧ２画素が同じ特性を有し、かつ同じ光量の光があたっていたとしても、Ｇ１画素とＧ２画素間で感度差が発生してしまう。その結果、感度に周期パターンノイズが発生し、例えば奇数行と偶数行との間で感度の縞模様ができ、実際の画像とは異なってしまい画質劣化を発生させることが懸念される。 For example, as shown in FIG. 10, in an area sensor in which RGB color filters are arranged in a checkered pattern on photoelectric conversion elements in an electronic camera or the like, the G1 pixels in the odd rows OL and the G2 pixels in the even rows EL have the same characteristics. However, even if the same amount of light is applied, a sensitivity difference occurs between the G1 pixel and the G2 pixel. As a result, periodic pattern noise occurs in the sensitivity, for example, a stripe pattern of sensitivity is formed between the odd and even rows, which is different from the actual image, and there is a concern that the image quality is deteriorated.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、複数の光電変換素子が共通接続されたフローティングディフュージョン部のリセット後の電位差を抑制し、それに起因する画質劣化を防止できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and can suppress a potential difference after resetting of a floating diffusion portion in which a plurality of photoelectric conversion elements are connected in common, thereby preventing image quality deterioration caused by the potential difference. The purpose is to.

本発明の固体撮像装置の駆動方法は、複数の光電変換素子が転送スイッチを介して１つのフローティングディフュージョン部に共通接続された画素ユニットを有し、複数の前記画素ユニットが２次元に配置された固体撮像装置の駆動方法であって、前記フローティングディフュージョン部を所定電位にリセットするリセット期間が、いずれの前記光電変換素子に対しても同一の期間であることを特徴とする。
本発明の固体撮像装置の駆動方法は、複数の光電変換素子が転送スイッチを介して１つのフローティングディフュージョン部に共通接続された画素ユニットを有し、複数の前記画素ユニットが２次元に配置された固体撮像装置の駆動方法であって、いずれの前記光電変換素子についても同一の所定期間だけ前記フローティングディフュージョン部に所定電位を供給した後、前記光電変換素子に蓄積された光電荷を前記フローティングディフュージョン部に転送することを特徴とする。
本発明の固体撮像装置の駆動方法は、２次元に配置された複数の光電変換素子を有し、少なくとも２つ以上の前記光電変換素子が転送スイッチを介して１つのフローティングディフュージョン部に共通接続され、当該フローティングディフュージョン部に転送される電荷に基づく信号を増幅し出力する増幅手段と、前記フローティングディフュージョン部に転送された電荷をリセットするリセット手段とで構成される画素ユニットを複数有する固体撮像装置の駆動方法であって、前記リセット手段のオン時間が、いずれの前記光電変換素子に対しても同一の期間であることを特徴とする。
本発明の固体撮像装置の駆動方法は、２次元に配置された複数の光電変換素子を有し、ｎ個（ｎは２以上の自然数）の前記光電変換素子が転送スイッチを介して１つのフローティングディフュージョン部に接続され、当該フローティングディフュージョン部に転送される電荷に基づく信号を増幅し出力する増幅手段と、前記フローティングディフュージョン部に転送された電荷をリセットするリセット手段とで構成される画素ユニットを複数有する固体撮像装置の駆動方法であって、前記画素ユニット毎にいずれか１つの光電変換素子を選択して当該光電変換素子の信号を全画素ユニットに渡って読出す動作を、前記画素ユニット内の光電変換素子を重複しないように順次選択してｎ回繰り返し行い、固体撮像装置の全光電変換素子の信号を読み出すことを特徴とする。
本発明の固体撮像装置の駆動方法は、２次元に配置された複数の光電変換素子を有し、２個の前記光電変換素子が転送スイッチを介して１つのフローティングディフュージョン部に接続され、当該フローティングディフュージョン部に転送される電荷に基づく信号を増幅し出力する増幅手段と、前記フローティングディフュージョン部に転送された電荷をリセットするリセット手段とで構成される画素ユニットを複数有する固体撮像装置の駆動方法であって、前記画素ユニット毎にいずれか１つの光電変換素子を選択して当該光電変換素子の信号を全画素ユニットに渡って順次読出した後、引き続き前記画素ユニット毎に２つ目の光電変換素子を選択して当該光電変換素子の信号を全画素ユニットに渡って順次読出すことを特徴とする。
本発明の固体撮像装置の駆動方法は、複数の光電変換素子が転送スイッチを介して１つのフローティングディフュージョン部に共通接続された画素ユニットを有し、複数の前記画素ユニットが２次元に配置された固体撮像装置の駆動方法であって、前記複数の光電変換素子の信号をインターレース方式で読み出すことを特徴とする。 The solid-state imaging device driving method according to the present invention includes a pixel unit in which a plurality of photoelectric conversion elements are commonly connected to one floating diffusion portion via a transfer switch, and the plurality of pixel units are two-dimensionally arranged. In the solid-state imaging device driving method, a reset period for resetting the floating diffusion portion to a predetermined potential is the same period for any of the photoelectric conversion elements.
The solid-state imaging device driving method according to the present invention includes a pixel unit in which a plurality of photoelectric conversion elements are commonly connected to one floating diffusion portion via a transfer switch, and the plurality of pixel units are two-dimensionally arranged. A method of driving a solid-state imaging device, wherein a predetermined potential is supplied to the floating diffusion unit for the same predetermined period for any of the photoelectric conversion elements, and then the photoelectric charge accumulated in the photoelectric conversion element is transferred to the floating diffusion unit It is characterized by transferring to.
The solid-state imaging device driving method of the present invention has a plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally, and at least two or more of the photoelectric conversion elements are commonly connected to one floating diffusion section via a transfer switch. A solid-state imaging device having a plurality of pixel units each including an amplification unit that amplifies and outputs a signal based on the charge transferred to the floating diffusion unit, and a reset unit that resets the charge transferred to the floating diffusion unit In the driving method, the ON time of the reset unit is the same period for any of the photoelectric conversion elements.
The driving method of the solid-state imaging device according to the present invention includes a plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally, and n (n is a natural number of 2 or more) floating one photoelectric conversion element via a transfer switch. A plurality of pixel units that are connected to the diffusion unit and amplify means for amplifying and outputting a signal based on the charge transferred to the floating diffusion part and reset means for resetting the charge transferred to the floating diffusion part. A method for driving a solid-state imaging device having an operation of selecting any one photoelectric conversion element for each pixel unit and reading a signal of the photoelectric conversion element over all the pixel units. The photoelectric conversion elements are sequentially selected so as not to overlap and repeated n times, and the signals of all photoelectric conversion elements of the solid-state imaging device are Characterized in that the out look.
The driving method of the solid-state imaging device according to the present invention includes a plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally, and the two photoelectric conversion elements are connected to one floating diffusion unit via a transfer switch, and the floating A method for driving a solid-state imaging device having a plurality of pixel units each including an amplification unit that amplifies and outputs a signal based on the charge transferred to the diffusion unit and a reset unit that resets the charge transferred to the floating diffusion unit Then, after selecting any one photoelectric conversion element for each pixel unit and sequentially reading out the signal of the photoelectric conversion element over all the pixel units, the second photoelectric conversion element is continuously provided for each pixel unit. And the signal of the photoelectric conversion element is sequentially read over all the pixel units.
The solid-state imaging device driving method according to the present invention includes a pixel unit in which a plurality of photoelectric conversion elements are commonly connected to one floating diffusion portion via a transfer switch, and the plurality of pixel units are two-dimensionally arranged. A method for driving a solid-state imaging device, wherein signals of the plurality of photoelectric conversion elements are read out by an interlace method.

本発明によれば、光電変換素子からの信号を読み出す際、いずれの光電変換素子に対しても同一の期間だけフローティングディフュージョン部をリセットした後、信号の読み出しを行うので、フローティングディフュージョン部のリセット動作後の電位に差が生じることを防止し、リセット動作後の電位差に起因する感度差の発生を防止することができる。したがって、固体撮像装置により得られる画像に感度に対する周期パターンノイズが発生することを防止でき、画質劣化の発生を防ぐことができる。 According to the present invention, when a signal from a photoelectric conversion element is read out, the signal is read out after resetting the floating diffusion part for the same period for any photoelectric conversion element, so the reset operation of the floating diffusion part It is possible to prevent a difference from occurring in the subsequent potential and to prevent a difference in sensitivity due to the potential difference after the reset operation. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of periodic pattern noise with respect to sensitivity in an image obtained by the solid-state imaging device, and it is possible to prevent the occurrence of image quality deterioration.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明の実施形態による固定撮像装置の駆動方法が適用可能なＭＯＳ型センサの構成例について説明する。
図１は、ＭＯＳ型センサの概略構成例を示す図である。 First, a configuration example of a MOS sensor to which the driving method of the fixed imaging device according to the embodiment of the present invention can be applied will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration example of a MOS sensor.

なお、図１においては、説明の便宜上、６行×４列の２次元マトリクス状に配置した光電変換素子を備えるＭＯＳ型エリアセンサを一例として示しているが、これに限定されるものではない。例えば、行方向及び列方向に更に拡大して、１０８０行×１９６０列等と配置する光電変換素子数を増やしても良く、光電変換素子数を増加させることで解像度の向上を図ることが可能である。 In FIG. 1, for convenience of explanation, a MOS area sensor including photoelectric conversion elements arranged in a 6-row × 4-column two-dimensional matrix is shown as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the number of photoelectric conversion elements arranged in 1080 rows × 1960 columns or the like may be further increased in the row direction and the column direction, and the resolution can be improved by increasing the number of photoelectric conversion elements. is there.

図１に示すＭＯＳ型エリアセンサは、センサアレイ１０と、垂直走査回路２０と、行メモリ回路３０と、水平走査回路４０と、出力アンプ５０とを有する。
センサアレイ１０は、同一半導体基板上に形成され、かつ２次元状に配列された複数の光電変換素子（例えば、フォトダイオード）を有する。センサアレイ１０においては、ｎ個（ｎは２以上の自然数）の光電変換素子を含むようにして画素ユニット１１が構成される。すなわち、センサアレイ１０は、それぞれが少なくとも２つ以上の光電変換素子を含み構成される複数の画素ユニット１１が２次元状に配置されている。 The MOS area sensor shown in FIG. 1 includes a sensor array 10, a vertical scanning circuit 20, a row memory circuit 30, a horizontal scanning circuit 40, and an output amplifier 50.
The sensor array 10 has a plurality of photoelectric conversion elements (for example, photodiodes) formed on the same semiconductor substrate and arranged in a two-dimensional manner. In the sensor array 10, the pixel unit 11 is configured to include n (n is a natural number of 2 or more) photoelectric conversion elements. That is, in the sensor array 10, a plurality of pixel units 11 each including at least two or more photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged.

図２は、画素ユニット１１の構成を示す図である。
第１の光電変換素子１２−Ａは、第１の転送スイッチ１３−Ａを介してフローティングディフュージョン部１４に接続され、第２の光電変換素子１２−Ｂは、第２の転送スイッチ１３−Ｂを介してフローティングディフュージョン部１４に接続される。すなわち、画素ユニット１１においては、２つ（第１及び第２）の光電変換素子１２−Ａ、１２−Ｂが、対応する転送スイッチ１３−Ａ、１３−Ｂを介して、１つのフローティングディフュージョン部１４に共通接続される。 FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the pixel unit 11.
The first photoelectric conversion element 12-A is connected to the floating diffusion unit 14 via the first transfer switch 13-A, and the second photoelectric conversion element 12-B includes the second transfer switch 13-B. To the floating diffusion section 14. That is, in the pixel unit 11, two (first and second) photoelectric conversion elements 12-A and 12-B are connected to one floating diffusion section via corresponding transfer switches 13-A and 13-B. 14 is commonly connected.

フローティングディフュージョン部１４は、寄生容量等により構成される容量Ｃｆｄを含む。リセットスイッチ１５は、転送される光電荷により変動するフローティングディフュージョン部１４の電位を電源電位ＶＣＣにリセットするためのものである。ソースフォロアＭＯＳトランジスタ１６は、ゲートがフローティングディフュージョン部１４に接続され、フローティングディフュージョン部１４にて電圧変換して得られた信号を後段に接続された回路に増幅し伝達する。選択スイッチ１７は、画素ユニット１１の選択／非選択の制御を行うためのものである。 The floating diffusion portion 14 includes a capacitor Cfd configured by a parasitic capacitance or the like. The reset switch 15 is for resetting the potential of the floating diffusion portion 14 that fluctuates according to the transferred photocharge to the power supply potential VCC. The source follower MOS transistor 16 has a gate connected to the floating diffusion section 14 and amplifies and transmits a signal obtained by voltage conversion in the floating diffusion section 14 to a circuit connected to the subsequent stage. The selection switch 17 is for performing selection / non-selection control of the pixel unit 11.

また、転送スイッチ１３−Ａ、１３−Ｂ、リセットスイッチ１５、及び選択スイッチ１７は、ＭＯＳトランジスタにより構成され、ゲートに供給される制御信号によりそれぞれ制御される。転送スイッチ１３−Ａのゲートには制御信号ＴＸＯが供給され、転送スイッチ１３−Ｂのゲートには制御信号ＴＸＥが供給される。リセットスイッチ１５のゲートには制御信号ＲＥＳが供給され、選択スイッチ１７のゲートには制御信号ＳＥＬが供給される。 The transfer switches 13-A, 13-B, the reset switch 15, and the selection switch 17 are composed of MOS transistors and are controlled by control signals supplied to the gates. A control signal TXO is supplied to the gate of the transfer switch 13-A, and a control signal TXE is supplied to the gate of the transfer switch 13-B. A control signal RES is supplied to the gate of the reset switch 15, and a control signal SEL is supplied to the gate of the selection switch 17.

ここで、制御信号ＴＸＯ及びＴＸＥは、奇数行目及び偶数行目に配置された、第１及び第２の光電変換素子１２−Ａ、１２−Ｂに発生した電荷をフローティングディフュージョン部１４に転送する制御信号である。また、制御信号ＲＥＳは、画素ユニット１１内のフローティングディフュージョン部１４を電源電位ＶＣＣにリセットするための制御信号であり、制御信号ＳＥＬは、画素ユニット１１を選択する制御信号である。 Here, the control signals TXO and TXE transfer the charges generated in the first and second photoelectric conversion elements 12-A and 12-B arranged in the odd and even rows to the floating diffusion portion 14. It is a control signal. The control signal RES is a control signal for resetting the floating diffusion portion 14 in the pixel unit 11 to the power supply potential VCC, and the control signal SEL is a control signal for selecting the pixel unit 11.

なお、図２においては画素ユニット１１の一般的な構成を示すため、制御信号ＴＸＯ、ＴＸＥ、ＲＥＳ、ＳＥＬは一般化して示しているが、制御信号ＴＸＯとＴＸＥは、同一行に配置された光電変換素子を１組として、すなわちセンサアレイ１０内の行毎にそれぞれ独立して設けられる。それに対して、制御信号ＲＥＳとＳＥＬは、同一行に対応する画素ユニットを１組として、各組毎に独立して設けられる。なお、図１においては、何行目に対応する制御信号であるかが明確となるように、制御信号ＴＸＯ、ＴＸＥ、ＲＥＳ、ＳＥＬの符号に番号を付加して図示している。 In FIG. 2, the control signals TXO, TXE, RES, and SEL are generalized to show the general configuration of the pixel unit 11, but the control signals TXO and TXE are photoelectric signals arranged in the same row. The conversion elements are provided as a set, that is, independently for each row in the sensor array 10. On the other hand, the control signals RES and SEL are provided independently for each set, with one set of pixel units corresponding to the same row. In FIG. 1, numbers are added to the codes of the control signals TXO, TXE, RES, and SEL so that it is clear which line the control signal corresponds to.

また、図２においては、２つの光電変換素子１２−Ａ、１２−Ｂを含むようにして構成された画素ユニット１１を一例として示しているが、これに限定されるものではなく、１つの画素ユニットに３つ以上の光電変換素子を含むようにしても良い。３つ以上の光電変換素子を有する場合には、各光電変換素子に対応させるように転送スイッチ及びその制御信号を設けるだけで良く、その他のスイッチ等１４、１５、１６、１７は、図２と同様に構成すれば良い。 In FIG. 2, the pixel unit 11 configured to include the two photoelectric conversion elements 12-A and 12-B is shown as an example. However, the present invention is not limited to this, and one pixel unit is not limited to this. Three or more photoelectric conversion elements may be included. In the case of having three or more photoelectric conversion elements, it is only necessary to provide a transfer switch and its control signal so as to correspond to each photoelectric conversion element. The other switches 14, 15, 16, and 17 are shown in FIG. What is necessary is just to comprise similarly.

図１に戻り、垂直走査回路２０は、制御信号ＴＸ１〜ＴＸ６、ＲＥＳ１２、ＲＥＳ３４、ＲＥＳ５６、ＳＥＬ１２、ＳＥＬ３４、ＳＥＬ５６を駆動制御し、センサアレイ１０から行を順次選択する。言い換えれば、垂直走査回路２０は、各制御信号を駆動制御し、センサアレイ１０内の画素ユニット１１を行単位で順次選択する。 Returning to FIG. 1, the vertical scanning circuit 20 drives and controls the control signals TX1 to TX6, RES12, RES34, RES56, SEL12, SEL34, and SEL56, and sequentially selects rows from the sensor array 10. In other words, the vertical scanning circuit 20 drives and controls each control signal, and sequentially selects the pixel units 11 in the sensor array 10 in units of rows.

行メモリ回路３０は、光電変換素子からの信号のうち、信号レベル（Ｓ）とリセットレベル（Ｎ）をそれぞれ保持しておく信号レベル保持容量Ｃｔｓとリセットレベル保持容量Ｃｔｎとを有し、垂直走査回路２０により選択された行の光電変換素子からの信号を保持する。この信号レベル（Ｓ）とリセットレベル（Ｎ）に係る保持動作は、それぞれ制御信号ＴＳ、ＴＮに基づいて行う。 The row memory circuit 30 includes a signal level holding capacitor Cts and a reset level holding capacitor Ctn for holding a signal level (S) and a reset level (N), respectively, of signals from the photoelectric conversion elements, and performs vertical scanning. A signal from the photoelectric conversion element in the row selected by the circuit 20 is held. The holding operations related to the signal level (S) and the reset level (N) are performed based on the control signals TS and TN, respectively.

水平走査回路４０は、行メモリ回路１３０の保持容量Ｃｔｓ、Ｃｔｎに保持された１行分の信号レベルとリセットレベルをそれぞれ順にＳ側共通出力線４１とＮ側共通出力線４２を介して転送する。出力アンプ５０は、前記Ｓ側共通出力線４１とＮ側共通出力線４２を介して転送される信号レベルとリセットレベルの差分信号を増幅し、出力端子ＯＵＴより出力する。 The horizontal scanning circuit 40 sequentially transfers the signal level and reset level for one row held in the holding capacitors Cts and Ctn of the row memory circuit 130 via the S-side common output line 41 and the N-side common output line 42, respectively. . The output amplifier 50 amplifies the difference signal between the signal level and the reset level transferred via the S-side common output line 41 and the N-side common output line 42 and outputs the amplified signal from the output terminal OUT.

次に、図１及び図２に一例を示したＭＯＳ型センサに適用可能な本発明の実施形態による固体撮像装置の駆動方法について説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、画素ユニット１１内の転送スイッチ１３−Ａ、１３−Ｂ、リセットスイッチ１５、及び選択スイッチ１７は、ゲートに供給される制御信号がオン（ハイレベル“Ｈ”）である場合にオン（導通）状態となり、制御信号がオフ（ロウレベル“Ｌ”）である場合にオフ状態となるものとする。 Next, a driving method of the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention that can be applied to the MOS type sensor shown as an example in FIGS. 1 and 2 will be described. In each embodiment described below, the transfer switches 13-A and 13-B, the reset switch 15, and the selection switch 17 in the pixel unit 11 are turned on (high level “H”). ")", It is turned on (conducting), and it is turned off when the control signal is off (low level "L").

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。
図３（Ａ）は、第１の実施形態による固体撮像装置の駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3A is a timing chart illustrating an example of a driving method of the solid-state imaging device according to the first embodiment.

固体撮像装置（ＭＯＳ型センサ）の読出し動作を開始するとき、すべての制御信号はオフであり、各画素ユニット１１のフローティングディフュージョン部１４はフローティング状態となっている。 When the reading operation of the solid-state imaging device (MOS type sensor) is started, all control signals are off, and the floating diffusion portion 14 of each pixel unit 11 is in a floating state.

まず、時刻Ｔ１１において、制御信号ＳＥＬ１２及びＲＥＳ１２をオンする。なお、制御信号ＳＥＬ１２とＲＥＳ１２をオンするタイミングはどちらが先でも構わない。これにより、１行目及び２行目に配置された光電変換素子１２−Ａ、１２−Ｂを有する画素ユニット１１内の選択スイッチ１７及びリセットスイッチ１５がオン状態となり、フローティングディフュージョン部１４は電源電位ＶＣＣによりリセットされる。 First, at time T11, the control signals SEL12 and RES12 are turned on. Note that the timing for turning on the control signals SEL12 and RES12 may be either. As a result, the selection switch 17 and the reset switch 15 in the pixel unit 11 having the photoelectric conversion elements 12-A and 12-B arranged in the first row and the second row are turned on, and the floating diffusion portion 14 has the power supply potential. Reset by VCC.

続いて、制御信号ＲＥＳ１２をオンしてから期間ＴＡ１が経過した時刻Ｔ１２において、制御信号ＲＥＳ１２をオフし、リセットスイッチ１５をオフ状態にする。このようにして、画素ユニット１１のフローティングディフュージョン部１４がフローティング状態を確保した後、時刻Ｔ１３において制御信号ＴＸ１をオンして転送スイッチ１３−Ａをオン状態にすることで、光電変換素子１２−Ａに蓄えられた光電荷をフローティングディフュージョン部１４に転送する。 Subsequently, at time T12 when the period TA1 has elapsed since the control signal RES12 was turned on, the control signal RES12 is turned off and the reset switch 15 is turned off. In this way, after the floating diffusion portion 14 of the pixel unit 11 has secured the floating state, the control signal TX1 is turned on and the transfer switch 13-A is turned on at time T13, whereby the photoelectric conversion element 12-A. Is transferred to the floating diffusion unit 14.

このとき、フローティングディフュージョン部１４に転送された光電荷は、容量Ｃｆｄにより電圧変換され、ソースフォロアＭＯＳトランジスタ１６を用いて後段に増幅された信号が伝達される。なお、後段に伝達された信号は、図３（Ｂ）に示すように制御信号ＴＮ、ＴＳを適宜制御することにより行メモリ回路３０内のリセットレベル保持容量Ｃｔｎ、信号レベル保持容量Ｃｔｓに保持される。さらに、水平走査回路４０によりＳ側共通出力線４１とＮ側共通出力線４２を介して出力アンプ５０に転送され、その差分信号が増幅され出力端子ＯＵＴから出力される。 At this time, the photoelectric charge transferred to the floating diffusion unit 14 is converted into a voltage by the capacitor Cfd, and a signal amplified by the source follower MOS transistor 16 is transmitted to the subsequent stage. The signal transmitted to the subsequent stage is held in the reset level holding capacitor Ctn and the signal level holding capacitor Cts in the row memory circuit 30 by appropriately controlling the control signals TN and TS as shown in FIG. The Further, the horizontal scanning circuit 40 transfers the signal to the output amplifier 50 via the S-side common output line 41 and the N-side common output line 42, and the difference signal is amplified and output from the output terminal OUT.

そして、制御信号ＴＸ１をオフして転送スイッチ１３−Ａをオフ状態にした後、時刻Ｔ１４において、制御信号ＲＥＳ１２をオンして、フローティングディフュージョン部１４を電源電位ＶＣＣによりリセットする。 Then, after turning off the control signal TX1 and turning off the transfer switch 13-A, at time T14, the control signal RES12 is turned on to reset the floating diffusion portion 14 with the power supply potential VCC.

その後、制御信号ＲＥＳ１２をオンしてから期間ＴＢ１が経過した時刻Ｔ１５において、制御信号ＲＥＳ１２をオフする。このようにして、フローティングディフュージョン部１４にフローティング状態を確保した後、時刻Ｔ１６において制御信号ＴＸ２をオンして転送スイッチ１３−Ｂをオン状態にすることで、光電変換素子１２−Ｂに蓄えられた光電荷をフローティングディフュージョン部１４に転送する。このとき、同様にしてフローティングディフュージョン部１４に転送された光電荷は容量Ｃｆｄにより電圧変換されて、この信号が後段に伝達され、最終的には出力端子ＯＵＴより出力される。 Thereafter, the control signal RES12 is turned off at time T15 when the period TB1 has elapsed since the control signal RES12 was turned on. After securing the floating state in the floating diffusion portion 14 in this way, the control signal TX2 is turned on at time T16 and the transfer switch 13-B is turned on, so that the photoelectric conversion element 12-B has been stored. The photocharge is transferred to the floating diffusion unit 14. At this time, similarly, the photoelectric charge transferred to the floating diffusion portion 14 is converted into a voltage by the capacitor Cfd, and this signal is transmitted to the subsequent stage, and finally outputted from the output terminal OUT.

そして、制御信号ＴＸ２をオフして転送スイッチ１３−Ｂをオフ状態にした後、時刻Ｔ１７において、制御信号ＳＥＬ１２をオフして、選択スイッチ１７をオフ状態にすることで１行目及び２行目の信号読出し動作が終了する。ここで、第１の実施形態においては、制御信号ＲＥＳ１２をオフとした状態で、１行目及び２行目の信号読出し動作を終了する。 Then, after turning off the control signal TX2 and turning off the transfer switch 13-B, at time T17, the control signal SEL12 is turned off and the selection switch 17 is turned off, so that the first and second rows This completes the signal reading operation. Here, in the first embodiment, the signal reading operation for the first row and the second row is completed with the control signal RES12 turned off.

続いて、時刻Ｔ１８において、制御信号ＳＥＬ３４をオンして、信号読出し動作は３行目及び４行目に遷移する。以下、３行目及び４行目の信号読出し動作においても、上述した時刻Ｔ１１〜時刻Ｔ１７と同様にして、光電変換素子１２−Ａ、１２−Ｂに蓄えられた光電荷が電圧変換され、その信号が後段に伝達される。その後、制御信号ＳＥＬ５６をオンして、信号読出し動作は５行目及び６行目に遷移する。 Subsequently, at time T18, the control signal SEL34 is turned on, and the signal reading operation transitions to the third and fourth rows. Hereinafter, also in the signal reading operations in the third row and the fourth row, the photoelectric charges stored in the photoelectric conversion elements 12-A and 12-B are subjected to voltage conversion in the same manner as the above-described time T11 to time T17. The signal is transmitted to the subsequent stage. Thereafter, the control signal SEL 56 is turned on, and the signal read operation transitions to the fifth and sixth rows.

このようにして、すべての行の光電変換素子１２−Ａ、１２−Ｂの信号を読み出して完了する。 In this way, the signals of the photoelectric conversion elements 12-A and 12-B in all rows are read and completed.

この図３（Ａ）に示したタイミングチャートの例では、動画撮影やデジタルカメラの連写撮影動作にあるように連続して２回目の読出し動作も記載しており、ＴＲＤ１が１回目の読出し動作の期間、ＴＲＤ２が２回目の読出し動作の期間である。 In the example of the timing chart shown in FIG. 3A, the second reading operation is described continuously as in the moving image shooting or the continuous shooting operation of the digital camera, and the TRD 1 performs the first reading operation. During this period, TRD2 is the period of the second read operation.

以上説明した第１の実施形態では、画素ユニット１１から信号を読出す際、制御信号ＴＸ１により１行目の光電変換素子１２−Ａに蓄積された光電荷を転送する前のフローティングディフュージョン部１４のリセット期間ＴＡ１と、制御信号ＴＸ２により２行目の光電変換素子１２−Ａに蓄積された光電荷を転送する前のフローティングディフュージョン部１４のリセット期間ＴＢ１とは共にほぼ１水平走査期間であり、期間ＴＡ１と期間ＴＢ１とを等しくしている。 In the first embodiment described above, when the signal is read from the pixel unit 11, the floating diffusion unit 14 before transferring the photoelectric charge accumulated in the photoelectric conversion element 12-A in the first row by the control signal TX1. Both the reset period TA1 and the reset period TB1 of the floating diffusion portion 14 before transferring the photoelectric charges accumulated in the photoelectric conversion elements 12-A in the second row by the control signal TX2 are substantially one horizontal scanning period. TA1 and period TB1 are made equal.

これにより、光電変換素子１２−Ａ、１２−Ｂからの信号を読み出す（光電荷をフローティングディフュージョン部１４に転送する）際のフローティングディフュージョン部１４のリセット動作後の電位が同一レベルとなるため、同じ読み出し状態で光電変換素子１２−Ａ、１２−Ｂからの信号を読み出すことができ、フローティングディフュージョン部１４におけるリセット動作後の電位差が生じることを防止し、リセット動作後の電位差に起因する感度差の発生を防止することができる。したがって、感度に対する周期パターンノイズが画像に発生することを防止でき、画質劣化の発生を防ぐことができる。 As a result, the potentials after the reset operation of the floating diffusion unit 14 when reading signals from the photoelectric conversion elements 12-A and 12-B (transferring photocharges to the floating diffusion unit 14) are the same level. Signals from the photoelectric conversion elements 12-A and 12-B can be read out in a read state, preventing a potential difference after the reset operation in the floating diffusion section 14 from occurring, and a difference in sensitivity due to the potential difference after the reset operation. Occurrence can be prevented. Therefore, periodic pattern noise with respect to sensitivity can be prevented from occurring in the image, and image quality deterioration can be prevented.

しかしながら、上述した例では１水平走査期間をリセット時間としており、当該リセット期間が非常に短くなるとリセット残りによりダイナミックレンジを圧迫するおそれがある。このリセット残りによるダイナミックレンジの圧迫を回避する方法としては、上述した例に対して１水平走査期間を十分にとることが考えられる。１水平走査期間を十分長くすることで、各光電変換素子からの読出し前のリセット期間を十分確保することができ、前記図３に示した駆動方法により得られる効果に加え、リセット残りによりダイナミックレンジを圧迫することを回避することができる。 However, in the above-described example, one horizontal scanning period is set as the reset time, and if the reset period becomes very short, there is a risk of pressing the dynamic range due to the remaining reset. As a method of avoiding the compression of the dynamic range due to the reset remaining, it is conceivable to take one horizontal scanning period sufficiently for the above-described example. By sufficiently lengthening one horizontal scanning period, a sufficient reset period before reading from each photoelectric conversion element can be ensured. In addition to the effect obtained by the driving method shown in FIG. Can be avoided.

しかしながら、１水平走査期間を延長することは読み出し期間の増大につながり、例えば動画撮影などの連続撮影動作には不向きであるので、撮影用途等に応じて１水平走査期間を適切に設定するようにすればよい。 However, extending one horizontal scanning period leads to an increase in the readout period, and is not suitable for continuous shooting operations such as moving image shooting, so that one horizontal scanning period is appropriately set according to the shooting application. do it.

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
以下に説明する第２の実施形態は、いわゆるインターレース方式で光電変換素子１２−Ａ、１２−Ｂの信号を読み出すようにしたものである。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described.
In the second embodiment described below, signals of the photoelectric conversion elements 12-A and 12-B are read out by a so-called interlace method.

図４は、第２の実施形態による固体撮像装置の駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。
第２の実施形態においては、固体撮像装置（ＭＯＳ型センサ）の読出し動作を開始するとき、制御信号ＲＥＳ１２、ＲＥＳ３４、及びＲＥＳ５６のみがオン、その他の制御信号はオフであり、各画素ユニット１１のフローティングディフュージョン部１４はリセットされている。 FIG. 4 is a timing chart illustrating an example of a driving method of the solid-state imaging device according to the second embodiment.
In the second embodiment, when the reading operation of the solid-state imaging device (MOS type sensor) is started, only the control signals RES12, RES34, and RES56 are on, and the other control signals are off. The floating diffusion unit 14 has been reset.

まず、時刻Ｔ２１において、制御信号ＳＥＬ１２をオンし、画素ユニット１１内の選択スイッチ１７をオン状態にした後、時刻Ｔ２２において制御信号ＲＥＳ１２をオフし、画素ユニット１１内のリセットスイッチ１５をオフ状態にする。このようにして、フローティングディフュージョン部１４がフローティング状態を確保した後、時刻Ｔ１３において制御信号ＴＸ１をオンして転送スイッチ１３−Ａをオン状態にし、１行目に配置された光電変換素子１２−Ａに蓄えられた光電荷をフローティングディフュージョン部１４に転送する。 First, at time T21, the control signal SEL12 is turned on, and the selection switch 17 in the pixel unit 11 is turned on. Then, at time T22, the control signal RES12 is turned off, and the reset switch 15 in the pixel unit 11 is turned off. To do. In this way, after the floating diffusion unit 14 has secured the floating state, the control signal TX1 is turned on at time T13 to turn on the transfer switch 13-A, and the photoelectric conversion element 12-A disposed in the first row. Is transferred to the floating diffusion unit 14.

このとき、フローティングディフュージョン部１４に転送された光電荷は、容量Ｃｆｄにより電圧変換され、ソースフォロアＭＯＳトランジスタ１６を用いて後段に増幅された信号が伝達される。なお、後段に伝達された信号は、制御信号ＴＮ、ＴＳを適宜制御することにより行メモリ回路３０内のリセットレベル保持容量Ｃｔｎ、信号レベル保持容量Ｃｔｓに保持される。さらに、水平走査回路４０によりＳ側共通出力線４１とＮ側共通出力線４２を介して出力アンプ５０に転送され、その差分信号が増幅され出力端子ＯＵＴから出力される。 At this time, the photoelectric charge transferred to the floating diffusion unit 14 is converted into a voltage by the capacitor Cfd, and a signal amplified by the source follower MOS transistor 16 is transmitted to the subsequent stage. The signal transmitted to the subsequent stage is held in the reset level holding capacitor Ctn and the signal level holding capacitor Cts in the row memory circuit 30 by appropriately controlling the control signals TN and TS. Further, the horizontal scanning circuit 40 transfers the signal to the output amplifier 50 via the S-side common output line 41 and the N-side common output line 42, and the difference signal is amplified and output from the output terminal OUT.

そして、制御信号ＴＸ１をオフして転送スイッチ１３−Ａをオフ状態にした後、時刻Ｔ２４において、制御信号ＲＥＳ１２をオンして、フローティングディフュージョン部１４を電源電位ＶＣＣによりリセットする。また、時刻Ｔ２５において、制御信号ＳＥＬ１２をオフして、選択スイッチ１７をオフ状態にする。 Then, after turning off the control signal TX1 and turning off the transfer switch 13-A, at time T24, the control signal RES12 is turned on and the floating diffusion portion 14 is reset by the power supply potential VCC. At time T25, the control signal SEL12 is turned off and the selection switch 17 is turned off.

その後、時刻Ｔ２６において制御信号ＳＥＬ３４をオンし、続いて時刻Ｔ２７において制御信号ＲＥＳ３４をオフして、フローティングディフュージョン部１４がフローティング状態を確保した後、時刻Ｔ２８において制御信号ＴＸ３をオンして３行目に配置されている光電変換素子１２−Ａに蓄えられた光電荷をフローティングディフュージョン部１４に転送する。このとき、同様にしてフローティングディフュージョン部１４に転送された光電荷は容量Ｃｆｄにより電圧変換されて、この信号が後段に伝達され、最終的には出力端子ＯＵＴより出力される。 Thereafter, the control signal SEL34 is turned on at time T26, and then the control signal RES34 is turned off at time T27. After the floating diffusion unit 14 has secured the floating state, the control signal TX3 is turned on at time T28 and the third row. The photoelectric charges stored in the photoelectric conversion element 12 -A disposed in the are transferred to the floating diffusion portion 14. At this time, similarly, the photoelectric charge transferred to the floating diffusion portion 14 is converted into a voltage by the capacitor Cfd, and this signal is transmitted to the subsequent stage, and finally outputted from the output terminal OUT.

続いて、制御信号ＴＸ３をオフした後、時刻Ｔ２９において、制御信号ＲＥＳ３４をオンして、フローティングディフュージョン部１４を電源電位ＶＣＣによりリセットする。また、時刻Ｔ３０において、制御信号ＳＥＬ３４をオフする。以下、５行目、７行目、…と同様の動作を繰り返し行う。 Subsequently, after turning off the control signal TX3, at time T29, the control signal RES34 is turned on, and the floating diffusion unit 14 is reset by the power supply potential VCC. At time T30, the control signal SEL34 is turned off. Thereafter, the same operation as the fifth line, the seventh line,... Is repeated.

このようにして、まず、奇数行に配置されている光電変換素子１２−Ａの信号読出し動作を行った後、同様にして偶数行に配置されている光電変換素子１２−Ｂの信号読出し動作を行い、読出し動作を完了する。 In this way, first, after performing the signal reading operation of the photoelectric conversion elements 12-A arranged in the odd-numbered rows, the signal reading operation of the photoelectric conversion elements 12-B arranged in the even-numbered rows is similarly performed. To complete the read operation.

ここで、図４から明らかなように、第２の実施形態では、画素ユニット１１単位でインターレース読み出しを行うことで、１行目（奇数行目）の光電変換素子１２−Ａに蓄積された光電荷を転送する前のフローティングディフュージョン部１４のリセット期間ＴＡ２と、２行目（偶数行目）の光電変換素子１２−Ｂに蓄積された光電荷を転送する前のフローティングディフュージョン部１４のリセット期間ＴＢ２とは、期間の長さが同一でありかつ共に全読出し期間のほぼ１／２程度の期間となる。 Here, as is apparent from FIG. 4, in the second embodiment, the light accumulated in the photoelectric conversion elements 12-A in the first row (odd row) is obtained by performing interlaced readout in units of pixel units 11. The reset period TA2 of the floating diffusion unit 14 before transferring the charge and the reset period TB2 of the floating diffusion unit 14 before transferring the photocharge accumulated in the photoelectric conversion elements 12-B of the second row (even-numbered row). And the length of the period is the same and both of them are about a half of the total reading period.

そのため、ＭＯＳ型センサのフローティングディフュージョン部におけるリセット残りを極小化し、かつ奇数行と偶数行との違いによるリセット動作後の電位の差もまた極小化することができる。したがって、リセット動作後の電位差に起因する感度差の発生を防止することができ、感度に対する周期パターンノイズが発生することを防止し画質劣化の発生を防ぐことができる。また、ダイナミックレンジの劣化や読出し時間の増大に対しても、及ぼす影響は非常に少ない。 Therefore, the reset remaining in the floating diffusion portion of the MOS sensor can be minimized, and the potential difference after the reset operation due to the difference between the odd and even rows can also be minimized. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a sensitivity difference due to the potential difference after the reset operation, to prevent the occurrence of periodic pattern noise with respect to the sensitivity, and to prevent the occurrence of image quality deterioration. In addition, the influence on the deterioration of the dynamic range and the increase of the readout time is very small.

なお、前記図４に示した例に対して、期間ＴＡ２及びＴＢ２が共にフローティングディフュージョン部１４がリセットレベルに到達するためのフローティングディフュージョン部の容量Ｃｆｄとリセットスイッチ１５のオン抵抗による時定数に依存した時間に対して十分長ければ、リセット残りによる奇数行と偶数行との電位差（リセットレベルの電位差）は非常に小さくなるので、リセット期間ＴＡ２とＴＢ２とは必ずしも同一である必要はない。 In contrast to the example shown in FIG. 4, the periods TA2 and TB2 both depend on the capacitance Cfd of the floating diffusion section for the floating diffusion section 14 to reach the reset level and the time constant due to the ON resistance of the reset switch 15. If it is sufficiently long with respect to time, the potential difference between the odd-numbered row and the even-numbered row (reset level potential difference) due to the remaining reset becomes very small, so the reset periods TA2 and TB2 are not necessarily the same.

また、上述した第２の実施形態では、画素ユニット１１が２つの光電変換素子１２−Ａ、１２−Ｂを有する場合を一例として示しているが、画素ユニット１１がｋ個（ｋは３以上の自然数）の光電変換素子を有していても、上述したような画素ユニット単位のインターレース方式で光電変換素子からの信号を読み出すことは可能である。例えば、画素ユニット１１が５つの光電変換素子を有する場合には、５つの光電変換素子の中から１つの光電変換素子を選択して全画素ユニットに渡って信号を読出し、続いて５つの光電変換素子の中から未だ選択していない１つの光電変換素子を選択して全画素ユニットに渡って信号を読出す。同様にして、５つの光電変換素子を重複しないように順次選択していき、全画素ユニットに渡る信号の読出し動作を繰り返し行うことで、固体撮像装置の全光電変換素子の信号を読み出すことが可能である。 In the second embodiment described above, the pixel unit 11 includes two photoelectric conversion elements 12-A and 12-B as an example. However, the number of pixel units 11 is k (k is 3 or more). Even if it has a (natural number) photoelectric conversion element, it is possible to read a signal from the photoelectric conversion element by the interlace method in units of pixel units as described above. For example, when the pixel unit 11 has five photoelectric conversion elements, one photoelectric conversion element is selected from the five photoelectric conversion elements and a signal is read over all the pixel units, and then five photoelectric conversions are performed. One photoelectric conversion element that has not been selected is selected from the elements, and a signal is read over all the pixel units. Similarly, it is possible to read out the signals of all the photoelectric conversion elements of the solid-state imaging device by sequentially selecting the five photoelectric conversion elements so as not to overlap and repeating the signal reading operation over all the pixel units. It is.

（本発明の他の実施形態）
次に、上述した各実施形態に示した駆動方法により駆動される固体撮像装置をカメラに適用した場合について説明する。図５は、各実施形態における駆動方法により駆動される固体撮像装置をカメラに適用した場合の構成例を示すブロック図である。なお、このカメラは、銀塩カメラに対立する概念として、一般的に電子カメラと呼ばれ、これにはスチルカメラ、ビデオカメラ、及びそれらの機能を混載したスチルビデオカメラ等が含まれる。また、このカメラは、例えばパーソナルコンピュータや携帯端末等の情報処理装置にその一部として組み込まれてもよい。 (Other embodiments of the present invention)
Next, the case where the solid-state imaging device driven by the driving method shown in each embodiment described above is applied to a camera will be described. FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example when the solid-state imaging device driven by the driving method in each embodiment is applied to a camera. This camera is generally called an electronic camera as a concept opposite to a silver salt camera, and includes a still camera, a video camera, a still video camera in which those functions are mixedly mounted, and the like. Further, this camera may be incorporated as a part of an information processing apparatus such as a personal computer or a portable terminal.

図５において、５１はレンズのプロテクトとメインスイッチを兼ねるバリア、５２は被写体の光学像を固体撮像素子５４に結像させるレンズ、５３はレンズ５２を通った光量を可変するための絞り、５４はレンズ６２で結像された被写体を画像信号として取り込むための固体撮像素子、５５は固体撮像素子５４より出力される画像信号に所定の処理を施す撮像信号処理回路、５６は固体撮像素子５４より出力される画像信号のアナログ−ディジタル変換を行うＡ／Ｄ変換部、５７はＡ／Ｄ変換部５６より出力された画像データに各種の補正を行ったりデータを圧縮したりする信号処理部、５８は固体撮像素子５４、撮像信号処理回路５５、ＡＤ／変換部５６、信号処理部５７に、各種タイミング信号を出力するタイミング発生部、５９は各種演算とスチルビデオカメラ全体を制御する全体制御・演算部、６０は画像データを一時的に記憶する為のメモリ部、６１は記録媒体に記録または読み出しを行うためのインターフェース部、６２は画像データの記録または読み出しを行う為の半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体、６３は外部コンピュータ等と通信する為のインターフェース部である。なお、前記撮像信号処理回路５５、ＡＤ変換部５６、信号処理部５７、タイミング発生部５８、全体制御・演算部５９は、これらの回路機能を実現可能なプロセッサにより構成しても良い。 In FIG. 5, 51 is a barrier that serves as a lens switch and a main switch, 52 is a lens that forms an optical image of a subject on the solid-state image sensor 54, 53 is a diaphragm for changing the amount of light that has passed through the lens 52, and 54 is A solid-state image sensor for capturing an object imaged by the lens 62 as an image signal, 55 is an image signal processing circuit for performing predetermined processing on the image signal output from the solid-state image sensor 54, and 56 is output from the solid-state image sensor An A / D conversion unit 57 that performs analog-digital conversion of the image signal to be performed, a signal processing unit 58 that performs various corrections on the image data output from the A / D conversion unit 56 and compresses the data, 58 The timing generator 59 outputs various timing signals to the solid-state imaging device 54, the imaging signal processing circuit 55, the AD / converter 56, and the signal processor 57. An overall control / arithmetic unit for controlling the entire arithmetic and still video camera, 60 is a memory unit for temporarily storing image data, 61 is an interface unit for recording or reading on a recording medium, and 62 is an image data A removable recording medium such as a semiconductor memory for performing recording or reading, and an interface unit 63 for communicating with an external computer or the like. The imaging signal processing circuit 55, the AD conversion unit 56, the signal processing unit 57, the timing generation unit 58, and the overall control / calculation unit 59 may be configured by a processor capable of realizing these circuit functions.

次に、上述の構成における撮影時のスチルビデオカメラの動作について説明する。
バリア５１がオープンされるとメイン電源がオンされ、次にコントロール系の電源がオンし、更にＡ／Ｄ変換部５６などの撮像系回路の電源がオンされる。 Next, the operation of the still video camera at the time of shooting in the above configuration will be described.
When the barrier 51 is opened, the main power supply is turned on, then the control system power supply is turned on, and the power supply of the imaging system circuit such as the A / D converter 56 is turned on.

それから、露光量を制御する為に、全体制御・演算部５９は絞り５３を開放にし、固体撮像素子５４から出力された信号はＡ／Ｄ変換部５６で変換された後、信号処理部６７に入力される。
そのデータを基に露出の演算を全体制御・演算部５９で行う。
この測光を行った結果により明るさを判断し、その結果に応じて全体制御・演算部５９は絞りを制御する。 Then, in order to control the exposure amount, the overall control / calculation unit 59 opens the diaphragm 53, and the signal output from the solid-state imaging device 54 is converted by the A / D conversion unit 56 and then sent to the signal processing unit 67. Entered.
Based on the data, the exposure calculation is performed by the overall control / calculation unit 59.
The brightness is determined based on the result of the photometry, and the overall control / calculation unit 59 controls the aperture according to the result.

次に、固体撮像素子５４から出力された信号をもとに、高周波成分を取り出し被写体までの距離の演算を全体制御・演算部５９で行う。その後、レンズ５２を駆動して合焦か否かを判断し、合焦していないと判断した時は、再びレンズ５２を駆動し測距を行う。 Next, based on the signal output from the solid-state image sensor 54, the high frequency component is extracted and the distance to the subject is calculated by the overall control / calculation unit 59. Thereafter, the lens 52 is driven to determine whether or not it is in focus. When it is determined that the lens is not in focus, the lens 52 is driven again to perform distance measurement.

そして、合焦が確認された後に本露光が始まる。
露光が終了すると、固体撮像素子５４から出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換部５６でＡ／Ｄ変換され、信号処理部５７を通り全体制御・演算部５９によりメモリ部６０に書き込まれる。 Then, after the in-focus state is confirmed, the main exposure starts.
When the exposure is completed, the image signal output from the solid-state image sensor 54 is A / D converted by the A / D conversion unit 56, passes through the signal processing unit 57, and is written in the memory unit 60 by the overall control / calculation unit 59.

その後、メモリ部６０に蓄積されたデータは、全体制御・演算部５９の制御により記録媒体制御Ｉ／Ｆ部６１を通り半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体６２に記録される。
また、外部Ｉ／Ｆ部６３を通り直接コンピュータ等に入力して画像の加工を行ってもよい。 Thereafter, the data stored in the memory unit 60 is recorded on a removable recording medium 62 such as a semiconductor memory through the recording medium control I / F unit 61 under the control of the overall control / arithmetic unit 59.
Further, the image may be processed by directly entering the computer or the like through the external I / F unit 63.

なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

本発明の実施形態による駆動方法が適用可能なＭＯＳ型センサの概略構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of schematic structure of the MOS type sensor which can apply the drive method by embodiment of this invention. 画素ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a pixel unit. 第１の実施形態による固体撮像装置の駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart illustrating an example of a driving method of the solid-state imaging device according to the first embodiment. 第２の実施形態による固体撮像装置の駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart illustrating an example of a driving method of the solid-state imaging device according to the second embodiment. 本発明の実施形態による駆動方法で駆動される固体撮像装置をカメラに適用した場合の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example at the time of applying the solid-state imaging device driven with the drive method by embodiment of this invention to a camera. 光電変換素子を除く回路部分を共通化したＭＯＳ型センサの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the MOS type sensor which shared the circuit part except a photoelectric conversion element. 図６に示したＭＯＳ型センサにおける問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem in the MOS type sensor shown in FIG. 図６に示したＭＯＳ型センサの従来の駆動方法の他の例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the other example of the conventional drive method of the MOS type sensor shown in FIG. ソースフォロア回路の入出力特性及び利得特性を示す図である。It is a figure which shows the input / output characteristic and gain characteristic of a source follower circuit. 光電変換素子にＲＧＢのカラーフィルターを市松模様状に配置したエリアセンサの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the area sensor which has arrange | positioned the RGB color filter to the photoelectric conversion element in the checkered pattern shape.

Explanation of symbols

１０センサアレイ
１１画素ユニット
１２−Ａ、１２−Ｂ光電変換素子
１３−Ａ、１３−Ｂ転送スイッチ
１４フローティングディフュージョン部
１５リセットスイッチ
１６ソースフォロアＭＯＳトランジスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sensor array 11 Pixel unit 12-A, 12-B Photoelectric conversion element 13-A, 13-B Transfer switch 14 Floating diffusion part 15 Reset switch 16 Source follower MOS transistor

Claims

A driving method of a solid-state imaging device in which a plurality of photoelectric conversion elements have a pixel unit commonly connected to one floating diffusion part via a transfer switch, and the plurality of the pixel units are two-dimensionally arranged.
The solid-state imaging device driving method, wherein a reset period for resetting the floating diffusion portion to a predetermined potential is the same period for any of the photoelectric conversion elements.

A driving method of a solid-state imaging device in which a plurality of photoelectric conversion elements have a pixel unit commonly connected to one floating diffusion part via a transfer switch, and the plurality of the pixel units are two-dimensionally arranged.
Solid-state imaging characterized by transferring a photocharge accumulated in the photoelectric conversion element to the floating diffusion section after supplying a predetermined potential to the floating diffusion section for the same predetermined period for any of the photoelectric conversion elements. Device driving method.

It has a plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally, and at least two or more of the photoelectric conversion elements are commonly connected to one floating diffusion part via a transfer switch, and charge transferred to the floating diffusion part A method of driving a solid-state imaging device having a plurality of pixel units each including an amplification unit that amplifies and outputs a signal based thereon and a reset unit that resets the charge transferred to the floating diffusion unit,
The solid-state imaging device driving method, wherein the on-time of the reset means is the same period for any of the photoelectric conversion elements.

4. The method for driving a solid-state imaging device according to claim 3, wherein the ON time of the reset means can be arbitrarily adjusted.

The solid-state imaging device driving method according to claim 3, wherein the reset unit is always in an on state except for a signal transfer period in which a signal is read from the pixel unit.

6. The method for driving a solid-state imaging device according to claim 3, wherein the reset means is a MOS transistor in which a control signal is supplied to a gate.

The method for driving a solid-state imaging device according to claim 6, wherein the control signal is inactivated during a period in which the pixel unit that can be controlled by the control signal is not selected.

The pixel unit has n (n is a natural number of 2 or more) photoelectric conversion elements,
The operation of selecting any one photoelectric conversion element for each pixel unit and reading the signal of the photoelectric conversion element over all the pixel units is sequentially selected so as not to overlap the photoelectric conversion elements in the pixel unit. The method of driving a solid-state imaging device according to claim 1, wherein the signal of all photoelectric conversion elements of the solid-state imaging device is read out repeatedly n times.

Each of the pixel units has two photoelectric conversion elements,
After selecting any one photoelectric conversion element for each pixel unit and sequentially reading the signal of the photoelectric conversion element over all the pixel units, the second photoelectric conversion element is continuously selected for each pixel unit. The method of driving a solid-state imaging device according to claim 1, wherein signals of the photoelectric conversion elements are sequentially read over all pixel units.

It has a plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally, and n (n is a natural number of 2 or more) of the photoelectric conversion elements are connected to one floating diffusion part via a transfer switch, and the floating diffusion part A method of driving a solid-state imaging device having a plurality of pixel units each including an amplification unit that amplifies and outputs a signal based on the transferred charge and a reset unit that resets the charge transferred to the floating diffusion unit,
The operation of selecting any one photoelectric conversion element for each pixel unit and reading the signal of the photoelectric conversion element over all the pixel units is sequentially selected so as not to overlap the photoelectric conversion elements in the pixel unit. A solid-state imaging device driving method, wherein the signal is read n times and the signals of all photoelectric conversion elements of the solid-state imaging device are read out.

It has a plurality of photoelectric conversion elements arranged in two dimensions, and the two photoelectric conversion elements are connected to one floating diffusion part via a transfer switch, and a signal based on the charge transferred to the floating diffusion part is received. A method of driving a solid-state imaging device having a plurality of pixel units each including an amplifying unit that amplifies and outputs and a reset unit that resets the charge transferred to the floating diffusion unit,
After selecting any one photoelectric conversion element for each pixel unit and sequentially reading the signal of the photoelectric conversion element over all the pixel units, the second photoelectric conversion element is continuously selected for each pixel unit. A method for driving a solid-state imaging device, wherein signals of the photoelectric conversion elements are sequentially read over all pixel units.

A driving method of a solid-state imaging device in which a plurality of photoelectric conversion elements have a pixel unit commonly connected to one floating diffusion part via a transfer switch, and the plurality of the pixel units are two-dimensionally arranged.
A method for driving a solid-state imaging device, wherein signals of the plurality of photoelectric conversion elements are read out by an interlace method.

A solid-state imaging device driven by the solid-state imaging device driving method according to any one of claims 1 to 3 and 10 to 12, and
A lens for forming an optical image on the solid-state imaging device;
And a diaphragm for varying the amount of light passing through the lens.

A solid-state imaging device driven by the solid-state imaging device driving method according to any one of claims 1 to 3 and 10 to 12, and
An information processing apparatus comprising: a processor that processes an image picked up by the solid-state image pickup device.