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JP2007324873A - Solid-state imaging apparatus, and its driving method - Google Patents

Solid-state imaging apparatus, and its driving method Download PDF

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JP2007324873A
JP2007324873A JP2006152171A JP2006152171A JP2007324873A JP 2007324873 A JP2007324873 A JP 2007324873A JP 2006152171 A JP2006152171 A JP 2006152171A JP 2006152171 A JP2006152171 A JP 2006152171A JP 2007324873 A JP2007324873 A JP 2007324873A
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Application number
JP2006152171A
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Masanori Kyogoku
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state imaging apparatus which is capable of reducing the minimum charge storage time of a photodiode to less than 1 H (a horizontal period) and obtaining a good image, and to provide its driving method. <P>SOLUTION: The solid-state imaging apparatus enables reset pulses which are supplied to a reset transistor, and readout pulses which are used for operating a readout transistor, to rise up in a horizontal blanking period. The solid-state imaging apparatus enables the reset pulses to fall down in a horizontal effective period, following a horizontal blanking period, and furthermore enables the reset pulses to rise up in a following horizontal blanking period following the horizontal effective period. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体撮像装置及びその駆動方法に関し、より特定的には、光電変換によって得られた信号電荷を増幅して出力する増幅型の固体撮像装置及びその駆動方法に関するものである。   The present invention relates to a solid-state imaging device and a driving method thereof, and more particularly to an amplification type solid-state imaging device that amplifies and outputs a signal charge obtained by photoelectric conversion and a driving method thereof.

近年、ビデオカメラや電子スティルカメラ等への応用に適した固体撮像装置として、MOS型固体撮像装置の開発が各所で活発に進められている。MOS型固体撮像装置とは、各セル毎において光電変換によって得られた信号電荷を、MOSトランジスタによって増幅して取り出す構造を有する固体撮像装置である。   In recent years, MOS solid-state imaging devices have been actively developed at various places as solid-state imaging devices suitable for application to video cameras, electronic still cameras, and the like. The MOS type solid-state imaging device is a solid-state imaging device having a structure in which a signal charge obtained by photoelectric conversion in each cell is amplified and extracted by a MOS transistor.

図8は、従来の撮像装置の概略構成を示す機能ブロック図である。   FIG. 8 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a conventional imaging apparatus.

撮像装置900は、撮像素子901と、タイミング信号発生回路(TG)902と、前置処理回路903と、A/D変換器904と、撮像信号処理ユニット905と、バッファメモリ906と、映像出力部907と、昇圧回路908とを備える。   The imaging device 900 includes an imaging device 901, a timing signal generation circuit (TG) 902, a preprocessing circuit 903, an A / D converter 904, an imaging signal processing unit 905, a buffer memory 906, and a video output unit. 907 and a booster circuit 908.

撮像素子901は、フォトダイオード等の光電変換素子を含む複数の画素が行列状に配列された画素アレイを備える。光電変換素子は、カメラレンズによって画素アレイ上に集光された光をアナログ信号である電気信号に光電変換し、これにより、カメラレンズによって結ばれた像を表す画像データが生成される。撮像素子901は、得られたアナログ信号を前置処理回路903に出力する。尚、撮像素子901の更なる詳細については後述する。   The imaging element 901 includes a pixel array in which a plurality of pixels including photoelectric conversion elements such as photodiodes are arranged in a matrix. The photoelectric conversion element photoelectrically converts the light collected on the pixel array by the camera lens into an electrical signal that is an analog signal, thereby generating image data representing an image connected by the camera lens. The image sensor 901 outputs the obtained analog signal to the preprocessing circuit 903. Further details of the image sensor 901 will be described later.

前置処理回路903は、CDS(Correlated Double Sampling)回路及び非線形増幅回路等を備える。前置処理回路903は、撮像素子901から出力されたアナログ信号を受け取り、受け取ったアナログ信号に含まれる出力ノイズの低減処理と、A/D変換前の増幅処理とを行った後、処理済みアナログ信号をA/D変換器904に出力する。   The pre-processing circuit 903 includes a CDS (Correlated Double Sampling) circuit, a non-linear amplification circuit, and the like. The pre-processing circuit 903 receives the analog signal output from the image sensor 901, performs output noise reduction processing included in the received analog signal, and amplification processing before A / D conversion, and then performs processed analog processing. The signal is output to the A / D converter 904.

A/D変換器904は、前置処理回路903から出力される処理済みアナログ信号を受け取り、受け取ったアナログ信号をディジタル信号に変換した後、変換されたディジタル信号を撮像信号処理ユニット905に出力する。   The A / D converter 904 receives the processed analog signal output from the pre-processing circuit 903, converts the received analog signal into a digital signal, and then outputs the converted digital signal to the imaging signal processing unit 905. .

撮像信号処理ユニット905は、A/D変換器904から出力されるディジタル信号を受け取り、受け取ったディジタル信号に種々の処理を施して撮像信号を生成した後、生成された映像信号をバッファメモリ906に格納する。また、撮像信号処理ユニット905は、撮像素子901を駆動するための駆動情報をタイミング信号発生回路902に出力する。   The imaging signal processing unit 905 receives the digital signal output from the A / D converter 904, performs various processing on the received digital signal to generate an imaging signal, and then stores the generated video signal in the buffer memory 906. Store. Further, the imaging signal processing unit 905 outputs drive information for driving the imaging element 901 to the timing signal generation circuit 902.

バッファメモリ906は、映像信号処理ユニット905から出力された映像信号を受け取り、受け取った映像信号を一時的に記憶する。また、映像出力部907は、バッファメモリ906に一時的に記憶される撮像信号を読み出し、読み出した撮像信号から作成した映像を表示装置等(図示せず)に出力する。   The buffer memory 906 receives the video signal output from the video signal processing unit 905 and temporarily stores the received video signal. The video output unit 907 reads an imaging signal temporarily stored in the buffer memory 906, and outputs a video created from the read imaging signal to a display device or the like (not shown).

タイミング信号発生回路902は、撮像信号処理ユニット905から出力される駆動情報を受け取り、受け取った駆動情報に基づいて、撮像素子901を駆動するために必要なタイミング信号を生成する。タイミング信号発生回路902は、生成したタイミング信号を、昇圧回路908に出力する。また、昇圧回路908は、タイミング信号発生回路902から出力されたタイミング信号の振幅を増幅し、増幅されたタイミング信号を撮像素子901に出力する。   The timing signal generation circuit 902 receives the driving information output from the imaging signal processing unit 905, and generates a timing signal necessary for driving the imaging element 901 based on the received driving information. The timing signal generation circuit 902 outputs the generated timing signal to the booster circuit 908. Further, the booster circuit 908 amplifies the amplitude of the timing signal output from the timing signal generation circuit 902 and outputs the amplified timing signal to the image sensor 901.

図9は、従来のMOS型固体撮像装置の概略構成を示す図である。図9においては、図8に示される構成の一部が示されている。   FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional MOS type solid-state imaging device. FIG. 9 shows a part of the configuration shown in FIG.

図9に示される固体撮像装置は、複数の画素が行方向及び列方向の二次元状に配列された画素アレイ8と、列方向に整列する画素の各々に接続される複数の垂直信号線5と、行方向に整列する画素の各々に接続される複数の読み出し信号線Φt及び複数のリセット信号線Φrとを備える。   The solid-state imaging device shown in FIG. 9 includes a pixel array 8 in which a plurality of pixels are arranged two-dimensionally in the row direction and the column direction, and a plurality of vertical signal lines 5 connected to each of the pixels aligned in the column direction. And a plurality of readout signal lines Φt and a plurality of reset signal lines Φr connected to each of the pixels aligned in the row direction.

画素アレイ8を構成する画素の各々は、光電変換素子であるフォトダイオード(以下、「PD」という)1と、PD1に蓄積される信号電荷を転送する読み出しトランジスタ2と、読み出しトランジスタ2を介してPD1から読み出された信号電荷を一時的に蓄積するフローティングディフュージョン部(以下、「FD部」という)7と、FD部7の電位をリセットするためのリセットトランジスタ3と、FD部7の電位に応じた信号を出力する検出トランジスタ4とを含む。   Each of the pixels constituting the pixel array 8 includes a photodiode (hereinafter referred to as “PD”) 1 that is a photoelectric conversion element, a read transistor 2 that transfers signal charges accumulated in the PD 1, and a read transistor 2. A floating diffusion part (hereinafter referred to as “FD part”) 7 that temporarily accumulates signal charges read from the PD 1, a reset transistor 3 for resetting the potential of the FD part 7, and the potential of the FD part 7 And a detection transistor 4 that outputs a corresponding signal.

行方向に整列する各画素(例えば、N行の各画素)において、読み出しトランジスタ2の各々のゲートは、読み出し信号線Φt(N)に接続され、リセットトランジスタ3の各々のゲートは、リセット信号線Φr(N)に接続されている。また、列方向に整列する画素に含まれる検出トランジスタの各々のドレインは、垂直信号線5に接続されている。   In each pixel aligned in the row direction (for example, each pixel in the N row), each gate of the read transistor 2 is connected to the read signal line Φt (N), and each gate of the reset transistor 3 is connected to the reset signal line. It is connected to Φr (N). The drains of the detection transistors included in the pixels aligned in the column direction are connected to the vertical signal line 5.

更に、図9に示される固体撮像装置は、読み出し信号線及びリセット信号線の各々に接続されるマルチプレクサ回路15と、マルチプレクサ回路15に接続される垂直シフトレジスタ90及び電子シャッタ用垂直シフトレジスタ16と、垂直信号線5の各々に接続されるCDS回路13と、水平シフトレジスタ9と、水平信号線14と、出力アンプ12とを備える。   Further, the solid-state imaging device shown in FIG. 9 includes a multiplexer circuit 15 connected to each of the readout signal line and the reset signal line, a vertical shift register 90 and an electronic shutter vertical shift register 16 connected to the multiplexer circuit 15. A CDS circuit 13 connected to each of the vertical signal lines 5, a horizontal shift register 9, a horizontal signal line 14, and an output amplifier 12.

垂直シフトレジスタ90及び電子シャッタ用垂直シフトレジスタ16は、図8に示されるタイミング信号発生回路902から昇圧回路908を経由して供給されるタイミング信号に基づいて、読み出しパルス及びリセットパルスを供給する。マルチプレクサ回路15は、垂直シフトレジスタ90の出力と、電子シャッタ用垂直シフトレジスタ16の出力との一方を選択することによって、読み出し信号線Φtに読み出しパルスを供給すると共に、リセット信号線Φrにリセットパルスを供給する。   The vertical shift register 90 and the electronic shutter vertical shift register 16 supply a read pulse and a reset pulse based on a timing signal supplied from the timing signal generation circuit 902 shown in FIG. The multiplexer circuit 15 selects one of the output of the vertical shift register 90 and the output of the electronic shutter vertical shift register 16 to supply a read pulse to the read signal line Φt and to reset the reset signal line Φr. Supply.

垂直シフトレジスタ90及び電子シャッタ用垂直シフトレジスタ16によって実現される電子シャッタ動作によって、PD1には、所定時間だけ信号電荷が蓄積される。蓄積された信号電荷に応じたアナログ信号は、画素行毎に垂直信号線5を介してCDS回路13に出力される。その後、水平シフトレジスタ9は、タイミング信号発生回路902(図8)から出力されるタイミング信号に基づいて、垂直信号線5を順に水平走査し、CDS回路13に保持されている信号を、水平信号線14及び出力アンプ12を介して、後段の回路へと順に出力する。   By the electronic shutter operation realized by the vertical shift register 90 and the electronic shutter vertical shift register 16, signal charges are accumulated in the PD 1 for a predetermined time. An analog signal corresponding to the accumulated signal charge is output to the CDS circuit 13 via the vertical signal line 5 for each pixel row. Thereafter, the horizontal shift register 9 sequentially scans the vertical signal lines 5 sequentially based on the timing signal output from the timing signal generation circuit 902 (FIG. 8), and the signal held in the CDS circuit 13 is converted into the horizontal signal. The signals are sequentially output to the subsequent circuit via the line 14 and the output amplifier 12.

ここで、従来のMOS型固体撮像装置の駆動方法の詳細について説明する。   Here, the details of the driving method of the conventional MOS type solid-state imaging device will be described.

図10は、光電変換素子による電荷の蓄積時間が1H(1水平周期)未満となるように電子シャッタ動作をした場合における水平駆動期間のタイミングチャートである。尚、水平駆動期間は、水平ブランキング期間と水平有効期間とから構成される。図9においては、垂直ブランキング期間外の水平駆動期間の一部のみが示されている。   FIG. 10 is a timing chart of the horizontal drive period when the electronic shutter operation is performed such that the charge accumulation time by the photoelectric conversion element is less than 1H (one horizontal cycle). The horizontal drive period is composed of a horizontal blanking period and a horizontal effective period. In FIG. 9, only a part of the horizontal drive period outside the vertical blanking period is shown.

以下の説明においては、説明の便宜上、添字を付すことによって、垂直ブランキング期間外における水平ブランキング期間及び水平有効期間を特定する。   In the following description, for convenience of description, a horizontal blanking period and a horizontal effective period outside the vertical blanking period are specified by adding a subscript.

<水平ブランキング期間(m):時刻T1〜T3>
時刻T1において、水平ブランキング期間(m)が開始し、時刻T2において、VDD電源6のレベルがLowからHighに遷移するように制御される。
<Horizontal blanking period (m): times T1 to T3>
At time T1, the horizontal blanking period (m) starts, and at time T2, the level of the VDD power supply 6 is controlled to transition from low to high.

<水平有効期間(m):時刻T3〜T8>
次に、時刻T4において、電子シャッタ用垂直シフトレジスタ16の出力と、タイミング信号発生回路902のリセット信号とに基づいて、マルチプレクサ回路15から、N行目のリセット信号線Φr(N)に供給されるリセットパルスのレベルがLowからHighに立ち上がるように制御される。リセットパルスのレベルがHighに遷移すると、N行目に整列するリセットトランジスタ3の各々がON状態となる。この結果、N行目の画素の各々に含まれるFD部7の電位がリセットされる。
<Horizontal effective period (m): Time T3 to T8>
Next, at time T4, based on the output of the electronic shutter vertical shift register 16 and the reset signal of the timing signal generation circuit 902, the multiplexer circuit 15 supplies the reset signal line Φr (N) of the Nth row. The level of the reset pulse is controlled so as to rise from Low to High. When the level of the reset pulse transitions to High, each of the reset transistors 3 aligned in the Nth row is turned on. As a result, the potential of the FD unit 7 included in each pixel in the Nth row is reset.

次に、時刻T5において、電子シャッタ用垂直シフトレジスタ16の出力と、タイミング発生信号から出力される読み出し信号とに基づいて、読み出しパルスは、LowからHighに立ち上がるように制御される。読み出しパルスの立ち上がりに従って、読み出し信号線Φr(N)の電位がHighに遷移すると、N行目の画素に含まれる読み出しトランジスタ2の各々がON状態となる。したがって、N行目のPD1に蓄積されていた電荷は、読み出しトランジスタ2を通じて、FD部7に転送される。   Next, at time T5, the read pulse is controlled to rise from Low to High based on the output of the electronic shutter vertical shift register 16 and the read signal output from the timing generation signal. When the potential of the readout signal line Φr (N) transitions to High in accordance with the rise of the readout pulse, each of the readout transistors 2 included in the pixels in the Nth row is turned on. Therefore, the charge accumulated in the PD1 in the Nth row is transferred to the FD unit 7 through the read transistor 2.

次に、時刻T6において、読み出しパルスは、HighからLowに立ち下がるように制御される。読み出しパルスの立ち下がりに従って、N行目の読み出しトランジスタ2の各々がOFF状態となり、PD1からFD部7への電荷の転送が遮断される。   Next, at time T6, the read pulse is controlled to fall from High to Low. In accordance with the fall of the read pulse, each of the read transistors 2 in the Nth row is turned off, and the transfer of charge from PD1 to the FD portion 7 is blocked.

次に、時刻T7において、リセットパルスは、HighからLowに立ち下がるように制御される。リセットパルスの立ち下げによって、PD1からFD部7に転送された電荷が全て排出され、FD部7のリセットが完了する。   Next, at time T7, the reset pulse is controlled to fall from High to Low. When the reset pulse falls, all the charges transferred from the PD 1 to the FD unit 7 are discharged, and the reset of the FD unit 7 is completed.

<水平ブランキング期間(m+1):時刻T8〜T15>
時刻T8において、水平有効期間(m)に続く水平ブランキング期間(m+1)が開始する。
<Horizontal blanking period (m + 1): times T8 to T15>
At time T8, a horizontal blanking period (m + 1) following the horizontal effective period (m) starts.

次に、時刻T9において、N行目のリセット信号線Φ(N)に供給されるリセットパルスは、LowからHighへと立ち上がるように制御される。VDD電源6のレベルがHighの状態で、リセット信号線Φ(N)の電位がHighに遷移すると、N行目のリセットトランジスタ3の各々がON状態となる。リセットトランジスタ3がON状態に遷移すると、FD部7の電位がVDD電源6によってリセットされると共に、N行目の検出トランジスタがON状態となる。   Next, at time T9, the reset pulse supplied to the reset signal line Φ (N) in the Nth row is controlled so as to rise from Low to High. When the level of the VDD power source 6 is High and the potential of the reset signal line Φ (N) transitions to High, each of the N-th row reset transistors 3 is turned ON. When the reset transistor 3 transitions to the ON state, the potential of the FD unit 7 is reset by the VDD power source 6 and the N-th row detection transistor is turned on.

次に、時刻T10において、リセットパルスは、HighからLowへと立ち下がるように制御される。   Next, at time T10, the reset pulse is controlled to fall from High to Low.

次に、時刻T11において、読み出しパルスは、LowからHighへと立ち上がるように制御される。読み出しパルスの立ち上がりによって、N行目の読み出しトランジスタ2の各々がON状態となるので、時刻T6以降にPD1に蓄積されている信号電荷のFD部7への転送が開始する。   Next, at time T11, the read pulse is controlled to rise from Low to High. Since each of the read transistors 2 in the N-th row is turned on by the rise of the read pulse, transfer of signal charges accumulated in the PD 1 to the FD unit 7 after time T6 is started.

次に、時刻T12において、読み出しパルスは、HighからLowへと立ち下がるように制御される。読み出しパルスの立ち下がりによって、N行目の読み出しトランジスタ2の各々がOFF状態となるので、PD1からFD部7への信号電荷の転送が遮断される。   Next, at time T12, the read pulse is controlled to fall from High to Low. Since the readout transistors 2 in the Nth row are turned off by the fall of the readout pulse, the transfer of signal charges from the PD 1 to the FD unit 7 is blocked.

以上のように電子シャッタ用読み出しパルスを駆動することによって、N行目のPD1による電荷の蓄積時間(期間T6〜T12)は、1H(1水平周期)未満に制御される。N行目の検出トランジスタ4の各々は、FD部7に一時的に蓄積される信号電荷に応じたアナログ信号を、垂直信号線5を介してCDS回路13に出力する。   By driving the electronic shutter readout pulse as described above, the charge accumulation time (period T6 to T12) by the PD1 in the Nth row is controlled to be less than 1H (one horizontal cycle). Each of the detection transistors 4 in the Nth row outputs an analog signal corresponding to the signal charge temporarily stored in the FD unit 7 to the CDS circuit 13 through the vertical signal line 5.

次に、時刻T13において、リセットパルスが立ち上がるように制御され、時刻T14において、VDD電源6のレベルがLowに遷移するように制御される。VDD電源6のレベルがLowの状態で、N行目のリセットトランジスタ3がON状態になると、FD部7の電位は、Lowレベルに遷移するので、N行目の検出トランジスタ4がOFF状態となる。その後、時刻T15において、水平ブランキング期間(m+1)が終了する。   Next, at time T13, the reset pulse is controlled to rise, and at time T14, the level of the VDD power supply 6 is controlled to transition to low. When the level of the VDD power supply 6 is low and the reset transistor 3 in the Nth row is turned on, the potential of the FD section 7 is shifted to the low level, so that the detection transistor 4 in the Nth row is turned off. . Thereafter, at time T15, the horizontal blanking period (m + 1) ends.

尚、CDS回路13に蓄積されたN行目の各画素から出力されたアナログ信号は、水平有効期間(m+1)、すなわち、時刻T15〜T16において、水平シフトレジスタ9による水平走査に従って、順に固体撮像装置から出力される。   The analog signals output from the pixels in the Nth row accumulated in the CDS circuit 13 are sequentially solid-state imaged according to the horizontal scanning by the horizontal shift register 9 in the horizontal effective period (m + 1), that is, from time T15 to T16. Output from the device.

従来、以上のような固体撮像装置の駆動方法によって、PD1における電荷蓄積時間が1水平周期未満となる電子シャッタ動作が実現されていた。   Conventionally, an electronic shutter operation in which the charge accumulation time in the PD 1 is less than one horizontal cycle has been realized by the above-described driving method of the solid-state imaging device.

しかしながら、上記の電子シャッタ動作によって、電荷蓄積時間が1水平周期未満に制御される場合、水平有効期間(m)において、リセットパルスの立ち上がり及び立ち下がりと、読み出しパルスの立ち上がり及び立ち下がりが発生する。リセットパルス及び読み出しパルスの立ち上がり・立ち下がりは、飛び込みノイズの発生に繋がり、発生した飛び込みノイズは、画質の劣化を招く。   However, when the charge accumulation time is controlled to be less than one horizontal cycle by the electronic shutter operation, the rising and falling edges of the reset pulse and the rising and falling edges of the readout pulse occur in the horizontal effective period (m). . The rise and fall of the reset pulse and the readout pulse lead to the occurrence of jump noise, and the generated jump noise causes deterioration in image quality.

飛び込みノイズに起因する画質の劣化を防止する方法として、特許文献1には、水平有効期間に水平シフトレジスタの駆動パルスを停止することによって、電子シャッタパルスによる飛込みノイズの影響を受けたアナログ信号を読み出さないように固体撮像装置を駆動することが記載されている。
特開2001−111900号公報
As a method for preventing image quality deterioration due to jump noise, Patent Document 1 discloses an analog signal affected by jump noise caused by an electronic shutter pulse by stopping a drive pulse of a horizontal shift register during a horizontal effective period. It describes that the solid-state imaging device is driven so as not to read.
JP 2001-111900 A

しかしながら、特許文献1に記載される従来の固体撮像装置の駆動方法では、水平有効期間に水平シフトレジスタの駆動パルスを止めることによって、画素信号の連続性が失われるという問題が生じる。画素信号の連続性を確保するためには、画素信号をつなげる回路を別途設けることが必要であるため、回路規模の増大に繋がる。   However, the conventional solid-state imaging device driving method described in Patent Document 1 has a problem that the continuity of pixel signals is lost by stopping the driving pulse of the horizontal shift register during the horizontal effective period. In order to ensure the continuity of the pixel signals, it is necessary to separately provide a circuit for connecting the pixel signals, which leads to an increase in circuit scale.

また、画素信号の連続性が失われること自体によって画質が劣化するという問題や、水平シフトレジスタを停止することによって新たに生じる飛び込みノイズが画像信号に影響を与え、画質が大幅に劣化するという問題もある。   In addition, there is a problem that the image quality deteriorates due to the loss of continuity of the pixel signal itself, and a problem that a new jump noise generated by stopping the horizontal shift register affects the image signal and the image quality is greatly deteriorated. There is also.

それ故に、本発明は、光電変換素子における電荷の蓄積時間を1水平周期未満の非常に高速な電子シャッタ動作を行うことができ、かつ、撮像信号のノイズを抑制し、常に良好な画像を得ることができる固体撮像装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention can perform a very high-speed electronic shutter operation in which the charge accumulation time in the photoelectric conversion element is less than one horizontal cycle, and suppresses noise in the image pickup signal and always obtains a good image. It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device that can be used and a driving method thereof.

第1の発明は、複数の光電変換部と、複数のフローティングディフュージョン部と、複数の読み出しトランジスタと、複数のリセットトランジスタと、複数の検出トランジスタとを有する固体撮像装置の駆動方法に関するものである。当該固体撮像装置の駆動方法は、垂直ブランキング期間外の水平ブランキング期間において、ある行に整列するリセットトランジスタの各々に供給するリセットパルスの振幅を立ち上げるステップと、水平ブランキング期間内において、ある行に整列する読み出しトランジスタに供給する読み出しパルスの振幅を立ち上げるステップと、水平ブランキング期間に続く水平有効期間において、読み出しパルスの振幅を立ち下げるステップと、水平有効期間に続く水平ブランキング期間において、第リセットパルスの振幅を立ち下げるステップとを備える。   The first invention relates to a driving method of a solid-state imaging device having a plurality of photoelectric conversion units, a plurality of floating diffusion units, a plurality of readout transistors, a plurality of reset transistors, and a plurality of detection transistors. In the horizontal blanking period outside the vertical blanking period, the solid-state imaging device driving method includes a step of raising the amplitude of a reset pulse supplied to each reset transistor aligned in a certain row, and in the horizontal blanking period, A step of increasing the amplitude of a read pulse supplied to a read transistor aligned in a row, a step of decreasing the amplitude of the read pulse in a horizontal effective period following the horizontal blanking period, and a horizontal blanking period following the horizontal effective period And a step of lowering the amplitude of the first reset pulse.

水平有効期間にパルスが遷移すると、電源電圧や接地電圧の揺れに起因してノイズが発生するが、上記のような駆動方法によれば、パルスが遷移する際に生じるノイズ等の影響を、水平有効期間における読み出しパルスの立ち下りによるものだけに抑制されるので、良好な画像を得ることができる。   When a pulse transitions during the horizontal effective period, noise is generated due to fluctuations in the power supply voltage and ground voltage. However, according to the driving method described above, the effects of noise and the like generated when the pulse transitions are Since it is suppressed only by the fall of the readout pulse in the effective period, a good image can be obtained.

また、読み出しパルスの振幅を立ち下げるステップにおいて、読み出しパルスの立ち下げタイミングを、所望の電荷蓄積時間に応じて制御しても良い。   Further, in the step of lowering the amplitude of the read pulse, the fall timing of the read pulse may be controlled according to a desired charge accumulation time.

このような駆動方法によれば、読み出しパルスの立ち下げタイミングによって、光電変換部における電荷の蓄積時間が規定されるので、電子シャッタを1水平周期より短い所望の期間に容易に制御することができる。   According to such a driving method, since the charge accumulation time in the photoelectric conversion unit is defined by the fall timing of the readout pulse, the electronic shutter can be easily controlled in a desired period shorter than one horizontal cycle. .

また、固体撮像装置は、検出トランジスタの各々から出力される信号を受け取る水平信号線を更に含み、読み出しパルスの振幅を立ち下げるステップは、水平信号線に供給する水平信号線リセットパルスのレベルがハイレベルである期間に行われても良い。   The solid-state imaging device further includes a horizontal signal line that receives a signal output from each of the detection transistors, and the step of lowering the amplitude of the readout pulse has a high level of the horizontal signal line reset pulse supplied to the horizontal signal line. It may be performed during a period that is a level.

このような駆動方法によれば、水平信号線のリセット動作によって、水平信号線の電位がある電位にクランプされるため、読み出しパルスの立ち下りに起因する飛び込みノイズが、水平信号線上の画像信号に影響することを抑制することができ、良好な画像を得ることができる。   According to such a driving method, since the horizontal signal line potential is clamped to a certain potential by the reset operation of the horizontal signal line, the jumping noise caused by the falling edge of the readout pulse is generated in the image signal on the horizontal signal line. The influence can be suppressed, and a good image can be obtained.

また、固体撮像装置は、検出トランジスタから出力される信号を出力する水平信号線を更に含み、読み出しパルスの振幅を立ち下げるステップにおいて、水平信号線に供給する水平信号線リセットパルスの立ち上がり、または、立ち下がりと同時に、読み出しパルスの振幅を立ち下げても良い。   The solid-state imaging device further includes a horizontal signal line that outputs a signal output from the detection transistor, and in the step of lowering the amplitude of the readout pulse, the rising edge of the horizontal signal line reset pulse supplied to the horizontal signal line, or Simultaneously with the fall, the amplitude of the read pulse may be lowered.

このような駆動方法によれば、水平有効期間内に入力される読み出しパルスの立ち下りによる飛び込みノイズは、水平信号線に供給するリセットパルスの立ち上がりまたは立ち下がりによるノイズと相殺されるので、ノイズの影響を抑制することができ、良好な画像を得ることができる。   According to such a driving method, the jumping noise due to the falling edge of the readout pulse input within the horizontal effective period is offset with the noise due to the rising edge or falling edge of the reset pulse supplied to the horizontal signal line. The influence can be suppressed and a good image can be obtained.

また、固体撮像装置は、水平シフトレジスタを更に含み、読み出しパルスの振幅を立ち下げるステップは、水平シフトレジスタに供給される水平シフトレジスタパルスがローレベルである期間に行われても良い。   The solid-state imaging device may further include a horizontal shift register, and the step of decreasing the amplitude of the readout pulse may be performed during a period in which the horizontal shift register pulse supplied to the horizontal shift register is at a low level.

このような駆動方法によれば、水平有効期間に入力される読み出しパルスの立ち下りによる飛び込みノイズは、画素信号を出力している期間(水平シフトレジスタパルスのHigh期間)に影響することがなく、良好な画像を得ることができる。   According to such a driving method, the jumping noise caused by the fall of the readout pulse input during the horizontal effective period does not affect the period during which the pixel signal is output (the high period of the horizontal shift register pulse). A good image can be obtained.

また、固体撮像装置は、水平シフトレジスタを更に含み、読み出しパルスの振幅を立ち下げるステップにおいて、水平シフトレジスタに供給される水平シフトレジスタパルスの立ち上がり、または、立ち下がりと同時に、読み出しパルスの振幅を立ち下げても良い。   The solid-state imaging device further includes a horizontal shift register, and in the step of lowering the amplitude of the readout pulse, the amplitude of the readout pulse is increased simultaneously with the rise or fall of the horizontal shift register pulse supplied to the horizontal shift register. It may be lowered.

このような駆動方法によれば、水平有効期間に入力される読み出しパルスの立ち下りによる飛び込みノイズは、水平シフトレジスタの立ち上がりまたは立ち下がりに伴うノイズと相殺されるので、ノイズの影響を抑制することができ、良好な画像を得ることができる。   According to such a driving method, the jumping noise caused by the falling edge of the readout pulse input during the horizontal effective period is offset with the noise accompanying the rising edge or falling edge of the horizontal shift register, thereby suppressing the influence of the noise. And a good image can be obtained.

また、読み出しパルスの振幅を立ち下げるステップにおいて、読み出しパルスの立ち下がり遷移期間が5ns以上となるように、読み出しパルスの振幅の立ち下げを制御しても良い。   Further, in the step of lowering the amplitude of the readout pulse, the fall of the amplitude of the readout pulse may be controlled so that the falling transition period of the readout pulse is 5 ns or more.

このような駆動方法によれば、水平有効期間に入力される読み出しパルスの立ち下り遷移期間が長くなることによって、読み出しパルスの立ち下がりに起因する飛び込みノイズが抑制され、良好な画像を得ることができる。   According to such a driving method, since the falling transition period of the readout pulse input in the horizontal effective period becomes long, the jumping noise caused by the fall of the readout pulse is suppressed, and a good image can be obtained. it can.

第2の発明は、固体撮像装置に関するものである。当該固体撮像装置は、入射光を光電変換して得られる電荷を蓄積する光電変換部と、光電変換部に蓄積された電荷を読み出す読み出しトランジスタと、読み出された電荷を一時的に蓄積するフローティングディフュージョン部と、フローティングディフュージョン部の電位をリセットするリセットトランジスタと、フローティングディユージョン部に読み出された電荷を検出する検出トランジスタとを含む複数の単位セルが二次元状に配列された画素アレイと、同一行に整列する読み出しトランジスタの各々のゲートに接続される複数の読み出し信号線と、同一行に整列するリセットトランジスタの各々のゲートに接続される複数のリセット信号線と、読み出し信号線の各々に読み出しパルスを供給すると共に、リセット信号線の各々にリセットパルスを供給する垂直走査部とを備える。   The second invention relates to a solid-state imaging device. The solid-state imaging device includes a photoelectric conversion unit that accumulates charges obtained by photoelectric conversion of incident light, a read transistor that reads charges accumulated in the photoelectric conversion unit, and a floating that temporarily accumulates read charges. A pixel array in which a plurality of unit cells are arranged two-dimensionally, including a diffusion section, a reset transistor that resets the potential of the floating diffusion section, and a detection transistor that detects the electric charge read to the floating diffusion section A plurality of read signal lines connected to gates of read transistors aligned in the same row, a plurality of reset signal lines connected to gates of reset transistors aligned in the same row, and each of the read signal lines A read pulse is supplied to the reset signal line and a reset pulse is supplied to each reset signal line. And a vertical scanning unit supplies Toparusu.

そして、垂直走査部は、垂直ブランキング期間外の水平ブランキング期間において、ある行のリセット信号線に供給するリセットパルスと、ある行の読み出し信号線に供給する読み出しパルスとを立ち上げ、水平ブランキング期間に続く水平有効期間において、ある行の読み出し信号線に供給する読み出しパルスの振幅を立ち下げ、水平有効期間に続く水平ブランキング期間において、ある行のリセット信号線に供給するリセットパルスの振幅を立ち下げる。   Then, the vertical scanning unit raises a reset pulse supplied to a reset signal line in a certain row and a read pulse supplied to a read signal line in a certain row in a horizontal blanking period outside the vertical blanking period, thereby generating a horizontal blanking. In the horizontal effective period following the ranking period, the amplitude of the read pulse supplied to the read signal line in a row is lowered, and in the horizontal blanking period following the horizontal effective period, the amplitude of the reset pulse supplied to the reset signal line in a row Fall down.

このような構成によれば、水平有効期間にパルスが遷移する際に生じるノイズ等の影響を、読み出しパルスの立ち下りによるものだけに抑制されるので、良好な画像が得られる固体撮像装置を実現することができる。   According to such a configuration, the influence of noise and the like generated when the pulse transitions in the horizontal effective period is suppressed only by the fall of the readout pulse, so a solid-state imaging device capable of obtaining a good image is realized. can do.

本発明に係る固体撮像装置及びその駆動方法によれば、光電変換部における電荷蓄積時間が1水平周期未満の非常に高速の電子シャッタ動作を可能としつつ、入射光量が極めて多い環境下でも良好な画像を得ることができる。   According to the solid-state imaging device and the driving method thereof according to the present invention, it is possible to perform a very high-speed electronic shutter operation in which the charge accumulation time in the photoelectric conversion unit is less than one horizontal period, and is favorable even in an environment where the amount of incident light is extremely large. An image can be obtained.

(第1の実施形態)
図1Aは、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の一例を示す機能ブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1A is a functional block diagram illustrating an example of an imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention.

撮像装置100は、撮像素子101と、タイミング信号発生回路(TG)102と、前置処理回路103と、A/D変換器104と、撮像信号処理ユニット105と、バッファメモリ106と、映像出力部107とを備える。   The imaging device 100 includes an imaging device 101, a timing signal generation circuit (TG) 102, a preprocessing circuit 103, an A / D converter 104, an imaging signal processing unit 105, a buffer memory 106, and a video output unit. 107.

撮像素子101は、フォトダイオード等の光電変換素子を含む複数の画素が行列上に配列された画素アレイを備える。カメラレンズによって集光された入射光は、画素アレイに照射され、光電変換素子においてアナログ信号である電気信号に光電変換される。撮像素子101は、得られた電気信号を画素アレイ上に結ばれた像を示す画像情報として、前置処理回路103に出力する。   The image sensor 101 includes a pixel array in which a plurality of pixels including photoelectric conversion elements such as photodiodes are arranged in a matrix. Incident light collected by the camera lens is applied to the pixel array, and photoelectrically converted into an electrical signal, which is an analog signal, in the photoelectric conversion element. The image sensor 101 outputs the obtained electrical signal to the pre-processing circuit 103 as image information indicating an image formed on the pixel array.

前置処理回路103は、アナログ信号に含まれる出力ノイズを軽減するためのCDS(Correlated Double Sampling)回路や、A/D変換前に増幅処理を行うための非線形増幅回路等を含む。前置処理回路103は、撮像素子101から出力されたアナログ信号を受け取り、受け取ったアナログ信号に含まれるノイズ低減処理や、増幅処理等を施した後、処理済みアナログ信号をA/D変換器104に出力する。   The pre-processing circuit 103 includes a CDS (Correlated Double Sampling) circuit for reducing output noise included in an analog signal, a non-linear amplification circuit for performing amplification processing before A / D conversion, and the like. The pre-processing circuit 103 receives the analog signal output from the image sensor 101, performs noise reduction processing and amplification processing included in the received analog signal, and then converts the processed analog signal to the A / D converter 104. Output to.

A/D変換器104は、前置処理回路103から出力された処理済みアナログ信号を受け取り、受け取ったアナログ信号をディジタル信号に変換した後、変換されたディジタル信号を撮像信号処理ユニット105に出力する。   The A / D converter 104 receives the processed analog signal output from the pre-processing circuit 103, converts the received analog signal into a digital signal, and then outputs the converted digital signal to the imaging signal processing unit 105. .

撮像信号処理ユニット105は、A/D変換器104から出力されたディジタル信号を受け取り、受け取ったディジタル信号に種々の映像処理を施した後、処理済みの画像信号をバッファメモリ106に格納する。また、撮像信号処理ユニット105は、撮像素子101を駆動するためのタイミングを示すタイミング信号を生成し、タイミング信号発生回路102に出力する。   The imaging signal processing unit 105 receives the digital signal output from the A / D converter 104, performs various video processes on the received digital signal, and stores the processed image signal in the buffer memory 106. Further, the imaging signal processing unit 105 generates a timing signal indicating timing for driving the imaging element 101 and outputs the timing signal to the timing signal generation circuit 102.

バッファメモリ106は、撮像信号処理ユニット105から出力される映像信号を受け取り、受け取った映像信号を一時的に記憶する。また、映像出力部107は、バッファメモリ106に一時的に記憶される映像信号を読み出し、読み出した映像信号を表示装置等(図示せず)に出力する。   The buffer memory 106 receives the video signal output from the imaging signal processing unit 105, and temporarily stores the received video signal. The video output unit 107 reads a video signal temporarily stored in the buffer memory 106, and outputs the read video signal to a display device (not shown).

タイミング信号発生回路(TG)102は、撮像信号処理ユニット105から出力された駆動情報を受け取り、受け取った駆動情報に基づいて、撮像素子101を駆動するために必要なタイミング信号を生成する。タイミング信号発生回路102は、生成したタイミング信号を撮像素子101に出力する。   The timing signal generation circuit (TG) 102 receives the driving information output from the imaging signal processing unit 105 and generates a timing signal necessary for driving the imaging device 101 based on the received driving information. The timing signal generation circuit 102 outputs the generated timing signal to the image sensor 101.

尚、図1Aに示される撮像装置は、タイミング信号発生回路102と撮像素子101との間に昇圧回路が設けられず、電源から供給される所定の電圧を撮像素子に供給する点で、図8に示される従来の撮像素子とは相違する。この相違点によって、本実施形態に係る撮像装置100は、長時間安定した電圧を出力することができる。   Note that the image pickup apparatus shown in FIG. 1A does not include a booster circuit between the timing signal generation circuit 102 and the image pickup device 101, and supplies a predetermined voltage supplied from a power source to the image pickup device. This is different from the conventional image sensor shown in FIG. Due to this difference, the imaging apparatus 100 according to the present embodiment can output a stable voltage for a long time.

ただし、以下に説明する固体撮像装置の駆動方法は、図1Bに示されるように、タイミング信号発生回路102と撮像素子101との間に昇圧回路108を備える撮像装置にも同様に適用することが可能である。撮像装置が昇圧回路108を備える場合、更に長時間安定して所定の電圧を撮像装置に供給することができる。   However, the solid-state imaging device driving method described below can be similarly applied to an imaging device including a booster circuit 108 between the timing signal generation circuit 102 and the imaging element 101 as shown in FIG. 1B. Is possible. When the imaging device includes the booster circuit 108, a predetermined voltage can be supplied to the imaging device more stably for a longer time.

図2は、本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置の装置構成図である。尚、図2においては、図1に示される構成の一部が示されている。また、紙面の都合上、図2には、N行目及び(N+1)行目に整列する一部の画素のみが記載され、残り記載は省略されている。   FIG. 2 is a device configuration diagram of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, a part of the configuration shown in FIG. 1 is shown. Further, for the sake of space, FIG. 2 shows only some pixels aligned in the Nth and (N + 1) th rows, and the remaining descriptions are omitted.

固体撮像装置50は、半導体基板上に、複数の画素が二次元状に配列された画素アレイ8と、複数の垂直信号線5と、複数の読み出し信号線Φtと、複数のリセット信号線rとを備える。   The solid-state imaging device 50 includes a pixel array 8 in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged on a semiconductor substrate, a plurality of vertical signal lines 5, a plurality of readout signal lines Φt, and a plurality of reset signal lines r. Is provided.

画素アレイ8を構成する画素の各々は、増幅型単位画素として構成されている。画素の各々は、光電変換素子であるフォトダイオード(以下、「PD」という)1と、PD1に蓄積された電荷を読み出す読み出しトランジスタ(転送トランジスタ)2と、読み出しトランジスタ2を介して読み出された電荷を一時的に蓄積するフローティングディフュージョン部(以下、「FD部」という)7と、FD部7の電位をリセットするためのリセットトランジスタ3と、FD部7の電位に応じた電気信号を出力する検出トランジスタ(増幅トランジスタ)4とを含んでいる。   Each of the pixels constituting the pixel array 8 is configured as an amplification type unit pixel. Each of the pixels is read through a photodiode (hereinafter referred to as “PD”) 1 that is a photoelectric conversion element, a read transistor (transfer transistor) 2 that reads charges accumulated in PD 1, and a read transistor 2. A floating diffusion section (hereinafter referred to as “FD section”) 7 that temporarily accumulates charges, a reset transistor 3 for resetting the potential of the FD section 7, and an electric signal corresponding to the potential of the FD section 7 are output. And a detection transistor (amplification transistor) 4.

また、リセットトランジスタ3及び検出トランジスタ4の各々のソースには、VDD電源6が接続されている。同一行に整列する読み出しトランジスタ2の各々のゲートには、転送信号線Φtが接続されている。更に、同一行に整列するリセットトランジスタ3の各々のゲートには、リセット信号線Φrが接続されている。更に、同一列に整列する検出トランジスタ4のドレインには、垂直信号線5が接続されている。   A VDD power source 6 is connected to the sources of the reset transistor 3 and the detection transistor 4. A transfer signal line Φt is connected to each gate of the read transistors 2 aligned in the same row. Further, a reset signal line Φr is connected to each gate of the reset transistors 3 aligned in the same row. Further, a vertical signal line 5 is connected to the drains of the detection transistors 4 aligned in the same column.

更に、固体撮像装置50は、マルチプレクサ回路15と、垂直シフトレジスタ10と、電子シャッタ用垂直シフトレジスタ16と、CDS回路13と、水平シフトレジスタ9と、水平信号線14と、出力アンプ12とを備える。尚、本実施形態において、マルチプレクサ回路15と、垂直シフトレジスタ10と、電子シャッタ用垂直シフトレジスタ16とは、読み出し信号線Φtに読み出しパルスを供給すると共に、リセット信号線Φrにリセットパルスを供給する垂直走査部に相当する。   Further, the solid-state imaging device 50 includes a multiplexer circuit 15, a vertical shift register 10, an electronic shutter vertical shift register 16, a CDS circuit 13, a horizontal shift register 9, a horizontal signal line 14, and an output amplifier 12. Prepare. In the present embodiment, the multiplexer circuit 15, the vertical shift register 10, and the electronic shutter vertical shift register 16 supply a read pulse to the read signal line Φt and a reset pulse to the reset signal line Φr. This corresponds to the vertical scanning unit.

電子シャッタ用垂直シフトレジスタ16は、タイミング信号発生回路102から出力されるタイミング信号を受け取り、受け取ったタイミング信号と、読み出しトランジスタ2に供給するための読み出しパルスとをマルチプレクサ回路15に出力する。この結果、転送信号線Φt(N)が順に選択され、各行のPD1に蓄積されていた電荷がFD部7に転送される。   The electronic shutter vertical shift register 16 receives the timing signal output from the timing signal generation circuit 102 and outputs the received timing signal and a read pulse to be supplied to the read transistor 2 to the multiplexer circuit 15. As a result, the transfer signal line Φt (N) is sequentially selected, and the charge accumulated in the PD1 of each row is transferred to the FD unit 7.

垂直シフトレジスタ10は、タイミング信号発生回路102から出力されるタイミング信号を受け取り、受け取ったタイミング信号と読み出しトランジスタ2に供給するための読み出しパルスとをマルチプレクサ回路15に出力する。この結果、各行のPD1に蓄積された電荷がFD部7に転送され、FD部7に応じた信号が、検出トランジスタ4から垂直信号線5に出力される。垂直信号線5に出力された信号は、CDS回路13に一時的に蓄積される。   The vertical shift register 10 receives the timing signal output from the timing signal generation circuit 102 and outputs the received timing signal and a read pulse to be supplied to the read transistor 2 to the multiplexer circuit 15. As a result, the electric charge accumulated in the PD 1 of each row is transferred to the FD unit 7, and a signal corresponding to the FD unit 7 is output from the detection transistor 4 to the vertical signal line 5. The signal output to the vertical signal line 5 is temporarily stored in the CDS circuit 13.

その後、水平シフトレジスタ9は、タイミング信号発生回路102から出力されるタイミング信号に基づいて、垂直信号線5を順に選択する。水平シフトレジスタ9による垂直信号線5の選択に従って、CDS回路13に一時的に蓄積されている1行分の画素毎の信号が、順に水平信号線14を経由して、出力アンプ12から出力される。   Thereafter, the horizontal shift register 9 sequentially selects the vertical signal lines 5 based on the timing signal output from the timing signal generation circuit 102. According to the selection of the vertical signal line 5 by the horizontal shift register 9, the signal for each pixel of one row temporarily stored in the CDS circuit 13 is sequentially output from the output amplifier 12 via the horizontal signal line 14. The

次に、本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置50の駆動方法について説明する。   Next, a method for driving the solid-state imaging device 50 according to the first embodiment of the present invention will be described.

図3は、本発明の実施形態に係る固体撮像装置の駆動方法を示すタイミング図である。図3においては、垂直ブランキング期間外の水平駆動期間におけるパルスのタイミングが示されている。   FIG. 3 is a timing chart showing a method for driving the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 shows the pulse timing in the horizontal drive period outside the vertical blanking period.

尚、以下の説明においては、N行目の画素の各々から画素信号を読み出す際の駆動方法について説明するために、ある水平駆動期間と、これに続く水平駆動期間についてのみ説明する。また、以下の説明においては、説明の便宜上、添字を付すことによって、垂直ブランキング期間外における水平ブランキング期間及び水平有効期間を特定する。   In the following description, only a certain horizontal driving period and a subsequent horizontal driving period will be described in order to explain a driving method when reading out a pixel signal from each of the pixels in the Nth row. In the following description, for convenience of description, a horizontal blanking period and a horizontal effective period outside the vertical blanking period are specified by adding a subscript.

<水平ブランキング期間(m):時刻T1〜時刻T5>
まず、垂直ブランキング期間外の時刻T1において、水平ブランキング期間が開始する
<Horizontal blanking period (m): Time T1 to Time T5>
First, at time T1 outside the vertical blanking period, the horizontal blanking period starts.

次に、時刻T2において、VDD電源6のレベルがLowからHighに遷移するように制御される。   Next, at time T2, control is performed so that the level of the VDD power supply 6 changes from Low to High.

次に、時刻T3において、電子シャッタ用のリセットパルスがLowからHighへと立ち上がるように制御される。リセットパルスのレベルがLowに遷移すると、N行目のリセットトランジスタ3の各々がON状態となるので、N行目のFD部7の各々の電位がVDD電源6によってリセットされる。   Next, at time T3, the electronic shutter reset pulse is controlled to rise from Low to High. When the level of the reset pulse transitions to Low, each reset transistor 3 in the N-th row is turned on, so that each potential of the FD section 7 in the N-th row is reset by the VDD power source 6.

次に、時刻T4において、電子シャッタ用の読み出しパルスがLowからHighへと立ち上がるように制御される。読み出しパルスのレベルがHighに遷移すると、N行目の読み出しトランジスタ2の各々がON状態となるので、PD1に蓄積されている電荷がFD部7に排出される。   Next, at time T4, the electronic shutter read pulse is controlled to rise from Low to High. When the level of the read pulse transitions to High, each of the read transistors 2 in the Nth row is turned on, so that the charge accumulated in PD1 is discharged to the FD unit 7.

<水平有効期間(m):時刻T5〜T7>
時刻T5において、水平ブランキング期間(m)に続く次の水平有効期間(m)が開始する。
<Horizontal effective period (m): times T5 to T7>
At time T5, the next horizontal effective period (m) following the horizontal blanking period (m) starts.

次に、時刻T6において、電子シャッタ用の読み出しパルスがHighからLowへと立ち下がるように制御される。読み出しパルスがLowに遷移すると、N行目の読み出しトランジスタ2の各々がOFF状態となるので、PD1からFD部7への電荷の転送が遮断される。   Next, at time T6, control is performed so that the readout pulse for the electronic shutter falls from High to Low. When the read pulse transitions to Low, each of the read transistors 2 in the Nth row is turned off, so that charge transfer from PD1 to FD unit 7 is blocked.

以上のように、本実施形態に係る固体撮像装置の駆動方法においては、電子シャッタ用の読み出しパルスは、そのレベルがHighである期間(時刻T4〜T6)が、ある水平ブランキング期間(m)と、これに続く水平有効期間(m)の一部とに渡るように制御される。また、図1Aに示される固体撮像装置は、昇圧回路を用いることなく、所定の電源電圧を利用してパルスを生成するため、パルスのHigh期間を安定させることが可能である。   As described above, in the method for driving the solid-state imaging device according to this embodiment, the readout pulse for the electronic shutter has a period during which the level is High (time T4 to T6) and a certain horizontal blanking period (m). And a part of the subsequent horizontal effective period (m). In addition, since the solid-state imaging device illustrated in FIG. 1A generates a pulse using a predetermined power supply voltage without using a booster circuit, the high period of the pulse can be stabilized.

<水平ブランキング期間(m+1)>
時刻T7において、水平有効期間(m)に続く水平ブランキング期間(m+1)が開始する。
<Horizontal blanking period (m + 1)>
At time T7, a horizontal blanking period (m + 1) following the horizontal effective period (m) starts.

次に、時刻T8において、リセットパルスがHighからLowへと立ち下がるように制御される。VDD電源6のレベルがHighの状態で、リセットパルスがLowに遷移すると、N行目のリセットトランジスタ3の各々がOFF状態となる。   Next, at time T8, the reset pulse is controlled to fall from High to Low. When the level of the VDD power supply 6 is High and the reset pulse transitions to Low, each of the N-th row reset transistors 3 is turned off.

次に、時刻T9において、読み出しパルスがLowからHighへと立ち上がるように制御される。読み出しパルスのレベルがHighに遷移すると、N行目の読み出しトランジスタ2の各々がON状態となるので、時刻T4以降にPD1に蓄積されている信号電荷のFD部7への転送が開始する。   Next, at time T9, the read pulse is controlled to rise from Low to High. When the level of the read pulse transitions to High, each of the read transistors 2 in the Nth row is turned on, so that transfer of signal charges accumulated in PD1 to the FD unit 7 after time T4 starts.

そして、時刻T10において、読み出しパルスがHighからLowへと立ち下がるように制御される。読み出しパルスのレベルがLowに遷移すると、N行目の読み出しトランジスタ2の各々がOFF状態となり、PD1からFD部7への電荷の転送が停止する。   Then, at time T10, the read pulse is controlled to fall from High to Low. When the level of the read pulse transitions to Low, each of the read transistors 2 in the Nth row is turned off, and charge transfer from PD1 to the FD unit 7 is stopped.

上記のようにリセットパルス及び読み出しパルスを供給することによって、期間T6〜T10は1水平周期未満に制御される。すなわち、期間T6〜T10においてPD1からFD部7へと転送された電荷の量は、1水平周期未満の蓄積電荷量になる。その後、FD部7に一時的に蓄積される電荷量に応じた信号が、垂直信号線5を介して、N行目の検出トランジスタ4の各々からCDS回路13へと出力される。   By supplying the reset pulse and the readout pulse as described above, the periods T6 to T10 are controlled to be less than one horizontal cycle. That is, the amount of charge transferred from the PD 1 to the FD unit 7 in the periods T 6 to T 10 becomes an accumulated charge amount less than one horizontal cycle. Thereafter, a signal corresponding to the amount of charge temporarily accumulated in the FD unit 7 is output from each of the detection transistors 4 in the Nth row to the CDS circuit 13 via the vertical signal line 5.

その後、時刻T11において、リセットパルスがLowからHighへと遷移するように制御される。また、時刻T12において、VDD電源6のレベルがLowに遷移するように制御される。VDD電源6のレベルがLowの状態で、リセットパルスのレベルがLowに遷移すると、N行目のリセットトランジスタ3の各々がON状態となる。したがって、FD部7の電位は、Lowレベルに遷移する。FD部7の電位がLowになると、N行目の検出トランジスタ4の各々がOFF状態(非選択状態)となる。   After that, at time T11, the reset pulse is controlled to transition from Low to High. At time T12, the level of the VDD power supply 6 is controlled to transition to Low. When the level of the VDD power source 6 is Low and the level of the reset pulse transitions to Low, each of the N-th row reset transistors 3 is turned on. Therefore, the potential of the FD unit 7 transitions to the Low level. When the potential of the FD unit 7 becomes low, each of the detection transistors 4 in the Nth row is turned off (non-selected state).

<水平有効期間(m+1):時刻T13〜T14>
CDS回路13によって保持されているN行目の画素信号の各々は、水平有効期間(m+1)において、水平シフトレジスタ9による水平走査に従い、順次、水平信号線14を経由して、出力アンプ12から出力される。
<Horizontal effective period (m + 1): times T13 to T14>
Each of the pixel signals of the Nth row held by the CDS circuit 13 is sequentially output from the output amplifier 12 via the horizontal signal line 14 according to the horizontal scanning by the horizontal shift register 9 in the horizontal effective period (m + 1). Is output.

上記のように、本実施形態に係る固体撮像装置の駆動方法は、水平有効期間に、セットパルスの立ち上げ及び立ち下げと、読み出しパルスの立ち上げを行わず、読み出しパルスの立ち下げのみを行うという点に特徴を有する。   As described above, in the solid-state imaging device driving method according to the present embodiment, the set pulse rises and falls, and the readout pulse is not raised during the horizontal effective period, and only the readout pulse is lowered. It has a feature in that.

これに対して、従来の固体撮像装置の駆動方法は、水平有効期間に、電子シャッタ用の読み出しパルスの立ち上げ及び立ち下げと、リセットパルスの立ち上げ及び立ち下げとを行っていたため、両パルスの遷移に伴って飛び込みノイズが発生し、当該飛び込みノイズによって撮像信号の劣化を招いていた。   On the other hand, since the conventional solid-state imaging device driving method performs the rise and fall of the readout pulse for the electronic shutter and the rise and fall of the reset pulse during the horizontal effective period. As a result of this transition, a jumping noise is generated, and the image pickup signal is deteriorated by the jumping noise.

一方、本実施形態に係る固体撮像装置の駆動方法によれば、水平有効期間におけるパルスの遷移を読み出しパルスの立ち下がりのみが生じるので、撮像信号に影響を及ぼす飛び込みノイズは、読み出しパルスの立ち下がりに起因するものにのみ低減される。よって、本実施形態に係る固体撮像装置の駆動方法によれば、リセットパルス及び読み出しパルスに起因する飛び込みノイズを大幅に低減し、良好な画像信号を得ることができる。   On the other hand, according to the driving method of the solid-state imaging device according to the present embodiment, the transition of the pulse in the horizontal effective period is caused only by the falling edge of the readout pulse. It is reduced only to those caused by. Therefore, according to the driving method of the solid-state imaging device according to the present embodiment, it is possible to significantly reduce the jumping noise caused by the reset pulse and the readout pulse and obtain a good image signal.

更に、図1Aに示される撮像装置においては、タイミング信号発生回路102より出力された信号の振幅を増幅するための昇圧回路を設けることなく、リセットパルス及び読み出しパルスを生成することが可能となる。   Further, in the imaging apparatus shown in FIG. 1A, it is possible to generate the reset pulse and the readout pulse without providing a booster circuit for amplifying the amplitude of the signal output from the timing signal generation circuit 102.

ここで、水平有効期間内の読み出しパルスの立ち下がりによって生じる飛び込みノイズの詳細と、当該飛び込みノイズを更に低減する駆動方法について説明する。   Here, the details of the jump noise generated by the fall of the readout pulse within the horizontal effective period and a driving method for further reducing the jump noise will be described.

図4〜図7は、図3に示される時刻T6近傍(P部分)における各パルスの拡大図である。   4 to 7 are enlarged views of each pulse in the vicinity of time T6 (P portion) shown in FIG.

図2に示されるようなMOS型固体撮像装置においては、水平有効期間における水平シフトレジスタ9の走査に従って、1画素行分のアナログ信号が順に水平信号線14に読み出される。水平シフトレジスタ9による水平走査中に、固体撮像装置の外部から別のパルス信号が供給されると、電源電圧及び接地電圧の揺れに起因して、アナログ信号にノイズが飛び込む可能性がある。この飛び込みノイズの影響を抑制するためには、有効期間内の読み出しパルスの立ち下りタイミングを更に制御することが必要となる。   In the MOS type solid-state imaging device as shown in FIG. 2, analog signals for one pixel row are sequentially read out to the horizontal signal line 14 in accordance with the scanning of the horizontal shift register 9 in the horizontal effective period. If another pulse signal is supplied from the outside of the solid-state imaging device during horizontal scanning by the horizontal shift register 9, noise may jump into the analog signal due to fluctuations in the power supply voltage and the ground voltage. In order to suppress the influence of this jumping noise, it is necessary to further control the falling timing of the readout pulse within the effective period.

図4を参照して、本実施形態に係る固体撮像装置の駆動方法では、水平有効期間内における読み出しパルスは、水平信号線14のリセットを行う水平信号線リセットパルスの駆動期間(Highレベル期間)に立ち下がるように駆動される。この場合、水平信号線リセットパルスの駆動期間には、水平信号線14の電位は、あるリセットレベルにクランプされる。したがって、読み出しパルスの立ち下りに起因する飛び込みノイズが発生しても、発生した飛び込みノイズが、水平信号線14から出力される画像信号に影響することを抑制することが可能となる。よって、図4に示される駆動方法によれば、更に良好な画像が得られる。   With reference to FIG. 4, in the driving method of the solid-state imaging device according to the present embodiment, the readout pulse within the horizontal effective period is the driving period (High level period) of the horizontal signal line reset pulse for resetting the horizontal signal line 14. It is driven to fall. In this case, the potential of the horizontal signal line 14 is clamped to a certain reset level during the driving period of the horizontal signal line reset pulse. Therefore, even if the jump noise due to the falling edge of the readout pulse occurs, it is possible to suppress the generated jump noise from affecting the image signal output from the horizontal signal line 14. Therefore, according to the driving method shown in FIG. 4, a better image can be obtained.

また、図4に示される駆動方法に代えて、読み出しパルスの立ち下がりタイミングを次のように制御しても良い。以下では、図5〜図7に示される駆動方法をそれぞれ第1〜第3の変形例という。   Further, instead of the driving method shown in FIG. 4, the falling timing of the read pulse may be controlled as follows. Hereinafter, the driving methods shown in FIGS. 5 to 7 are referred to as first to third modifications, respectively.

<第1の変形例>
図5を参照して、第1の変形例においては、読み出しパルスは、水平シフトレジスタパルスのLow期間に立ち下がるように制御される。第1の変形例に係る駆動方法によれば、読み出しパルスの立ち下げは、画素信号の出力期間(水平シフトレジスタパルスのHigh期間)に行われるため、読み出しパルスの立ち下がりに伴って飛び込みノイズ発生しても、発生した飛び込みノイズは、出力画像信号に影響しない。したがって、図5に示される駆動方法によれば、更に良好な画像が得られる。
<First Modification>
Referring to FIG. 5, in the first modification, the read pulse is controlled to fall during the Low period of the horizontal shift register pulse. According to the driving method according to the first modification, since the fall of the readout pulse is performed during the output period of the pixel signal (the high period of the horizontal shift register pulse), jump noise is generated along with the fall of the readout pulse. However, the generated jump noise does not affect the output image signal. Therefore, according to the driving method shown in FIG. 5, a better image can be obtained.

<第2の変形例>
図6を参照して、第2の変形例においては、読み出しパルスは、水平シフトレジスタパルスの立ち上がり及び水平信号線リセットパルスの立ち下がりに同期して立ち下がるように制御される。第2の変形例に係る駆動方法によれば、読み出しパルスの立ち下がりに伴って生じる飛び込みノイズは、水平シフトレジスタパルスの立ち上がり及び水平信号線リセットパルスの立ち下がりと相殺されるため、飛び込みノイズの影響が抑制された更に良好な画像を得ることができる。
<Second Modification>
Referring to FIG. 6, in the second modification, the read pulse is controlled to fall in synchronization with the rise of the horizontal shift register pulse and the fall of the horizontal signal line reset pulse. According to the driving method according to the second modification, the jumping noise generated with the falling edge of the read pulse is offset with the rising edge of the horizontal shift register pulse and the falling edge of the horizontal signal line reset pulse. It is possible to obtain a better image in which the influence is suppressed.

<第3の変形例>
図7を参照して、第3の変形例においては、読み出しパルスは、水平シフトレジスタパルスの立ち下がり及び水平信号線リセットパルスの立ち上がりに同期して立ち下がるように制御される。第3の変形例に係る駆動方法によれば、第2の変形例に係る駆動方法と同様に、読み出しパルスの立ち下がりに伴って生じる飛び込みノイズは、水平シフトレジスタパルスの立ち下がり及び水平信号線リセットパルスの立ち上がりと相殺されるため、飛び込みノイズの影響が抑制された更に良好な画像を得ることができる。
<Third Modification>
Referring to FIG. 7, in the third modification, the read pulse is controlled to fall in synchronization with the fall of the horizontal shift register pulse and the rise of the horizontal signal line reset pulse. According to the driving method according to the third modified example, as in the driving method according to the second modified example, the jumping noise generated with the falling edge of the read pulse is caused by the falling edge of the horizontal shift register pulse and the horizontal signal line. Since this cancels out the rising edge of the reset pulse, it is possible to obtain a better image in which the influence of the jumping noise is suppressed.

更に、上記の図4〜図7に示される読み出しパルスの制御タイミングに加えて、読み出しパルスの立ち下がり遷移期間を5ns以上に設定することが好ましい。この場合、電源電圧及び設置電圧の揺れ等を抑制することができるので、読み出しパルスの立ち下がりに伴うノイズそのもののレベルを低減することが可能となる。   Further, in addition to the control timing of the readout pulse shown in FIGS. 4 to 7, it is preferable to set the falling transition period of the readout pulse to 5 ns or more. In this case, since fluctuations in the power supply voltage and the installation voltage can be suppressed, it is possible to reduce the level of noise itself accompanying the fall of the readout pulse.

以上説明したように、本実施形態に係る固体撮像装置は、電子シャッタ用の垂直シフトレジスタを備え、電子シャッタ速度を1H(1水平周期)未満に制御することができる。更に、本実施形態に係る固体撮像装置は、水平有効期間に、リセットパルスの立ち上がり及び立ち下がりと、読み出しパルスの立ち上がりが発生しない点で、駆動上の特徴を有する。したがって、本実施形態に係る固体撮像装置によれば、昼間の屋外等の撮像装置への入射光量が極めて多い環境においても、1水平周期未満の高速の電子シャッタ動作を実現し、飛び込みノイズの影響が低減された良好な画像を撮影することができる。   As described above, the solid-state imaging device according to the present embodiment includes the vertical shift register for the electronic shutter, and can control the electronic shutter speed to be less than 1H (one horizontal cycle). Furthermore, the solid-state imaging device according to the present embodiment has a driving feature in that the rising and falling edges of the reset pulse and the rising edge of the readout pulse do not occur during the horizontal effective period. Therefore, according to the solid-state imaging device according to the present embodiment, even in an environment where the amount of incident light on the imaging device such as outdoors in the daytime is extremely large, a high-speed electronic shutter operation of less than one horizontal cycle is realized, and the influence of jump noise It is possible to take a good image with reduced image quality.

より詳細には、水平有効期間内におけるパルスの遷移に伴って、電源電圧や接地電圧の揺れに起因してノイズが発生するが、本実施形態に係る固体撮像装置の駆動方法によれば、パルスの遷移に伴うノイズ等の影響を、読み出しパルスの立ち下がりによるもののみに低減することができるので、良好な画像を得ることが可能となる。   More specifically, noise is generated due to fluctuations in the power supply voltage and the ground voltage with the transition of the pulse within the horizontal effective period. According to the driving method of the solid-state imaging device according to the present embodiment, the pulse Since the influence of noise and the like associated with the transition of the signal can be reduced only to the fall of the readout pulse, a good image can be obtained.

更に、本発明によれば、水平有効期間における読み出しパルスの立ち下がり遷移が、水平信号線リセットパルスのHigh期間に行われるよう制御することが可能となる。この場合、水平信号線のリセット動作により、水平信号線の電位がある電位にクランプされるので、水平有効期間内に入力される読み出しパルスの立ち下がりに起因する飛び込みノイズの影響を抑制することができ、良好な画像が得られる。   Furthermore, according to the present invention, it is possible to control so that the falling transition of the read pulse in the horizontal effective period is performed in the High period of the horizontal signal line reset pulse. In this case, since the horizontal signal line is clamped to a certain potential by the reset operation of the horizontal signal line, it is possible to suppress the influence of jump noise caused by the fall of the readout pulse input within the horizontal effective period. And a good image can be obtained.

また、本発明によれば、水平有効期間における読み出しパルスの立ち下がり遷移が、水平シフトレジスタパルスのLow期間に行われるよう制御することが可能となる。この場合、読み出しパルスの立ち下りによる飛び込みノイズが、画素信号の出力期間(すなわち、水平シフトレジスタパルスのHigh期間)に影響することが抑制されるので、良好な画像が得られる。   Further, according to the present invention, it is possible to control so that the falling transition of the read pulse in the horizontal effective period is performed in the low period of the horizontal shift register pulse. In this case, a jumping noise due to the falling edge of the readout pulse is suppressed from affecting the output period of the pixel signal (that is, the high period of the horizontal shift register pulse), so that a good image can be obtained.

あるいは、本発明によれば、水平有効期間において、読み出しパルスの立ち下がりを、水平信号線のリセットパルスの立ち上がり若しくは立ち下がりと同時に、または、水平シフトレジスタパルスの立ち上がり若しくは立ち下がりと同時になるように制御することができる。このような駆動方法の特徴によって、撮像信号に飛び込みノイズが影響することを防止することが可能となる。この場合、水平有効期間内に入力される読み出しパルスの立ち下りに起因する飛び込みノイズは、水平信号線のリセットパルスの立ち上がり若しくは立ち下がりに起因するノイズと相殺される。したがって、このような読み出しパルスの制御方法によって、ノイズの影響を抑制することができ、良好な画像を得ることができる。   Alternatively, according to the present invention, in the horizontal effective period, the falling edge of the read pulse is simultaneously with the rising edge or falling edge of the reset pulse of the horizontal signal line, or simultaneously with the rising edge or falling edge of the horizontal shift register pulse. Can be controlled. Due to the feature of such a driving method, it is possible to prevent the jumping noise from affecting the imaging signal. In this case, the jumping noise caused by the falling edge of the readout pulse input within the horizontal effective period is canceled with the noise caused by the rising edge or falling edge of the reset pulse of the horizontal signal line. Therefore, the influence of noise can be suppressed by such a readout pulse control method, and a good image can be obtained.

また、水平有効期間内における読み出しパルスの立ち下がり遷移期間を長く(例えば、5ns)設定することによって、読み出しパルスの立ち下がりに起因する飛び込みノイズが抑制され、良好な画像が得られる。   In addition, by setting the falling transition period of the readout pulse within the horizontal effective period to be long (for example, 5 ns), jumping noise caused by the fall of the readout pulse is suppressed, and a good image can be obtained.

本発明に係る固体撮像装置及びその駆動方法は、フォトダイオードにおける電荷蓄積時間が1水平周期未満の非常に高速の電子シャッタ動作を可能とするので、例えば、入射光量が極めて多い環境下で用いられるビデオカメラや電子スティルカメラ等に組み込まれる固体撮像装置として特に有用である。   Since the solid-state imaging device and the driving method thereof according to the present invention enable a very high-speed electronic shutter operation in which the charge accumulation time in the photodiode is less than one horizontal period, the solid-state imaging device is used, for example, in an environment where the amount of incident light is extremely large. It is particularly useful as a solid-state imaging device incorporated in a video camera, an electronic still camera, or the like.

本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の一例を示す機能ブロック図1 is a functional block diagram illustrating an example of an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の他の一例を示す機能ブロック図Functional block diagram showing another example of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention 本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置の装置構成図1 is a block diagram of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置の駆動方法を示すタイミング図1 is a timing chart showing a method for driving a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention. 図3に示される時刻T6近傍における各パルスの拡大図Enlarged view of each pulse in the vicinity of time T6 shown in FIG. 第1の実施形態の変形例1に係る固体撮像装置の駆動方法を示す図FIG. 6 is a diagram illustrating a method for driving a solid-state imaging device according to Modification 1 of the first embodiment. 第1の実施形態の変形例2に係る固体撮像装置の駆動方法を示す図FIG. 10 is a diagram illustrating a driving method of the solid-state imaging device according to the second modification of the first embodiment. 第1の実施形態の変形例3に係る固体撮像装置の駆動方法を示す図FIG. 6 is a diagram illustrating a method for driving a solid-state imaging device according to Modification 3 of the first embodiment. 従来の撮像装置の概略構成を示す機能ブロック図Functional block diagram showing a schematic configuration of a conventional imaging device 従来の固体撮像装置の装置構成図Device configuration diagram of a conventional solid-state imaging device 従来の固体撮像装置の駆動方法を示すタイミング図Timing diagram showing a driving method of a conventional solid-state imaging device

符号の説明Explanation of symbols

1 フォトダイオード(PD)
2 読み出しトランジスタ
3 リセットトランジスタ
4 検出トランジスタ
5 垂直信号線
6 VDD電源
7 フローティングディフュージョン(FD)部
8 画素アレイ
9 水平シフトレジスタ
10 垂直シフトレジスタ
12 出力アンプ
13 CDS回路
14 水平信号線
15 マルチプレクサ回路
16 電子シャッタ用垂直シフトレジスタ
50 固体撮像装置
101 撮像素子
102 タイミング信号発生回路(TG)
103 前置処理回路
104 A/D変換器
105 撮像信号処理ユニット
106 バッファメモリ
107 映像出力部
108 昇圧回路
1 Photodiode (PD)
2 Reading transistor 3 Reset transistor 4 Detection transistor 5 Vertical signal line 6 VDD power supply 7 Floating diffusion (FD) section 8 Pixel array 9 Horizontal shift register 10 Vertical shift register 12 Output amplifier 13 CDS circuit 14 Horizontal signal line 15 Multiplexer circuit 16 Electronic shutter Vertical shift register 50 Solid-state imaging device 101 Image sensor 102 Timing signal generation circuit (TG)
103 Pre-processing circuit 104 A / D converter 105 Imaging signal processing unit 106 Buffer memory 107 Video output unit 108 Booster circuit

Claims (8)

複数の光電変換部と、複数のフローティングディフュージョン部と、複数の読み出しトランジスタと、複数のリセットトランジスタと、複数の検出トランジスタとを有する固体撮像装置の駆動方法であって、
垂直ブランキング期間外の水平ブランキング期間において、ある行に整列する前記リセットトランジスタの各々に供給するリセットパルスの振幅を立ち上げるステップと、
前記水平ブランキング期間内において、前記ある行に整列する前記読み出しトランジスタに供給する読み出しパルスの振幅を立ち上げるステップと、
前記水平ブランキング期間に続く水平有効期間において、前記読み出しパルスの振幅を立ち下げるステップと、
前記水平有効期間に続く水平ブランキング期間において、前記第リセットパルスの振幅を立ち下げるステップとを備える、固体撮像装置の駆動方法。
A method for driving a solid-state imaging device having a plurality of photoelectric conversion units, a plurality of floating diffusion units, a plurality of readout transistors, a plurality of reset transistors, and a plurality of detection transistors,
Raising the amplitude of a reset pulse supplied to each of the reset transistors aligned in a row in a horizontal blanking period outside the vertical blanking period;
Within the horizontal blanking period, raising the amplitude of a read pulse supplied to the read transistors aligned in the row;
Lowering the amplitude of the readout pulse in a horizontal effective period following the horizontal blanking period;
And a step of lowering the amplitude of the first reset pulse in a horizontal blanking period subsequent to the horizontal effective period.
前記読み出しパルスの振幅を立ち下げるステップにおいて、前記読み出しパルスの立ち下げタイミングを、所望の電荷蓄積時間に応じて制御することを特徴とする、請求項1に記載の固体撮像装置の駆動方法。   2. The method for driving a solid-state imaging device according to claim 1, wherein, in the step of lowering the amplitude of the readout pulse, the fall timing of the readout pulse is controlled according to a desired charge accumulation time. 前記固体撮像装置は、前記検出トランジスタの各々から出力される信号を受け取る水平信号線を更に含み、
前記読み出しパルスの振幅を立ち下げるステップは、前記水平信号線に供給する水平信号線リセットパルスのレベルがハイレベルである期間に行われることを特徴とする、請求項1に記載の固体撮像装置の駆動方法。
The solid-state imaging device further includes a horizontal signal line that receives a signal output from each of the detection transistors,
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the step of decreasing the amplitude of the readout pulse is performed during a period in which a level of a horizontal signal line reset pulse supplied to the horizontal signal line is high. Driving method.
前記固体撮像装置は、前記検出トランジスタから出力される信号を出力する水平信号線を更に含み、
前記読み出しパルスの振幅を立ち下げるステップにおいて、前記水平信号線に供給する水平信号線リセットパルスの立ち上がり、または、立ち下がりと同時に、前記読み出しパルスの振幅を立ち下げることを特徴とする、請求項1に記載の固体撮像装置の駆動方法。
The solid-state imaging device further includes a horizontal signal line that outputs a signal output from the detection transistor,
2. The step of lowering the amplitude of the read pulse lowers the amplitude of the read pulse simultaneously with the rise or fall of a horizontal signal line reset pulse supplied to the horizontal signal line. A driving method of the solid-state imaging device according to claim 1.
前記固体撮像装置は、前記水平シフトレジスタを更に含み、
前記読み出しパルスの振幅を立ち下げるステップは、前記水平シフトレジスタに供給される水平シフトレジスタパルスがローレベルである期間に行われることを特徴とする、請求項1に記載の固体撮像装置の駆動方法。
The solid-state imaging device further includes the horizontal shift register,
2. The method of driving a solid-state imaging device according to claim 1, wherein the step of decreasing the amplitude of the readout pulse is performed in a period in which a horizontal shift register pulse supplied to the horizontal shift register is at a low level. .
前記固体撮像装置は、水平シフトレジスタを更に含み、
前記読み出しパルスの振幅を立ち下げるステップにおいて、前記水平シフトレジスタに供給される水平シフトレジスタパルスの立ち上がり、または、立ち下がりと同時に、前記読み出しパルスの振幅を立ち下げることを特徴とする、請求項1に記載の固体撮像装置の駆動方法。
The solid-state imaging device further includes a horizontal shift register,
2. The step of lowering the amplitude of the read pulse lowers the amplitude of the read pulse simultaneously with the rise or fall of a horizontal shift register pulse supplied to the horizontal shift register. A driving method of the solid-state imaging device according to claim 1.
前記読み出しパルスの振幅を立ち下げるステップにおいて、前記読み出しパルスの立ち下がり遷移期間が5ns以上となるように、前記読み出しパルスの振幅の立ち下げを制御することを特徴とする、請求項1から請求項6のいずれかに記載の固体撮像装置の駆動方法。   2. The fall of the amplitude of the read pulse is controlled so that the fall transition period of the read pulse is 5 ns or more in the step of lowering the amplitude of the read pulse. 7. A method for driving a solid-state imaging device according to any one of 6 above. 固体撮像装置であって、
入射光を光電変換して得られる電荷を蓄積する光電変換部と、前記光電変換部に蓄積された電荷を読み出す読み出しトランジスタと、前記読み出された電荷を一時的に蓄積するフローティングディフュージョン部と、前記フローティングディフュージョン部の電位をリセットするリセットトランジスタと、前記フローティングディユージョン部に読み出された電荷を検出する検出トランジスタとを含む複数の単位セルが二次元状に配列された画素アレイと、
同一行に整列する読み出しトランジスタの各々のゲートに接続される複数の読み出し信号線と、
同一行に整列するリセットトランジスタの各々のゲートに接続される複数のリセット信号線と、
前記読み出し信号線の各々に読み出しパルスを供給すると共に、前記リセット信号線の各々にリセットパルスを供給する垂直走査部とを備え、
前記垂直走査部は、
垂直ブランキング期間外の水平ブランキング期間において、ある行の前記リセット信号線に供給する前記リセットパルスと、前記ある行の前記読み出し信号線に供給する読み出しパルスとを立ち上げ、
前記水平ブランキング期間に続く水平有効期間において、前記ある行の読み出し信号線に供給する前記読み出しパルスの振幅を立ち下げ、
前記水平有効期間に続く水平ブランキング期間において、前記ある行のリセット信号線に供給する前記リセットパルスの振幅を立ち下げることを特徴とする、固体撮像装置。
A solid-state imaging device,
A photoelectric conversion unit that accumulates charges obtained by photoelectrically converting incident light, a read transistor that reads charges accumulated in the photoelectric conversion unit, a floating diffusion unit that temporarily accumulates the read charges, A pixel array in which a plurality of unit cells including a reset transistor for resetting the potential of the floating diffusion portion and a detection transistor for detecting a charge read to the floating diffusion portion are arranged two-dimensionally;
A plurality of read signal lines connected to the gates of the read transistors aligned in the same row;
A plurality of reset signal lines connected to the gates of the reset transistors aligned in the same row;
A vertical scanning unit that supplies a read pulse to each of the read signal lines and supplies a reset pulse to each of the reset signal lines,
The vertical scanning unit includes:
In the horizontal blanking period outside the vertical blanking period, the reset pulse supplied to the reset signal line in a certain row and the read pulse supplied to the read signal line in the certain row are raised,
In the horizontal effective period following the horizontal blanking period, the amplitude of the read pulse supplied to the read signal line of the certain row is lowered,
In the horizontal blanking period following the horizontal effective period, the amplitude of the reset pulse supplied to the reset signal line in the certain row is lowered.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010200012A (en) * 2009-02-25 2010-09-09 Canon Inc Solid-state imaging device and method of driving the same
KR101732301B1 (en) 2013-04-30 2017-05-02 후지필름 가부시키가이샤 Solid-state image capture element and image capture device
JP2018148359A (en) * 2017-03-03 2018-09-20 株式会社リコー Solid state image sensor and imaging apparatus

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6257362A (en) * 1985-09-05 1987-03-13 Seiko Epson Corp Method for driving solid-state image pickup device
JPH04154283A (en) * 1990-10-17 1992-05-27 Sony Corp Solid image pickup apparatus
JPH1093066A (en) * 1996-09-17 1998-04-10 Toshiba Corp Solid-state imaging device and driving method thereof
JP2001045384A (en) * 1999-07-30 2001-02-16 Hitachi Denshi Ltd Tv camera
JP2001111900A (en) * 1999-10-07 2001-04-20 Toshiba Corp Solid-state image pickup device
JP2002165135A (en) * 2000-11-29 2002-06-07 Sony Corp Solid-state imaging device and its drive method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6257362A (en) * 1985-09-05 1987-03-13 Seiko Epson Corp Method for driving solid-state image pickup device
JPH04154283A (en) * 1990-10-17 1992-05-27 Sony Corp Solid image pickup apparatus
JPH1093066A (en) * 1996-09-17 1998-04-10 Toshiba Corp Solid-state imaging device and driving method thereof
JP2001045384A (en) * 1999-07-30 2001-02-16 Hitachi Denshi Ltd Tv camera
JP2001111900A (en) * 1999-10-07 2001-04-20 Toshiba Corp Solid-state image pickup device
JP2002165135A (en) * 2000-11-29 2002-06-07 Sony Corp Solid-state imaging device and its drive method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010200012A (en) * 2009-02-25 2010-09-09 Canon Inc Solid-state imaging device and method of driving the same
KR101732301B1 (en) 2013-04-30 2017-05-02 후지필름 가부시키가이샤 Solid-state image capture element and image capture device
JP2018148359A (en) * 2017-03-03 2018-09-20 株式会社リコー Solid state image sensor and imaging apparatus

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