(57)【要約】  固体撮像装置（１）は、行列状に配置された複数の画素回路（３）と、基準電圧をもとに第１の電源電圧から第２の電源電圧を生成し、複数の画素回路（３）内の増幅トランジスタ（Ｔ１２）に第２の電源電圧を供給する複数の単位電源回路（５０ａ）と、一定の基準電圧を生成するレギュレータ回路（５５）とを備え、単位電源回路（５０ａ）は、複数の画素回路（３）の列毎にまたは画素回路（３）毎に設けられ、対応する列に属する画素回路（３）内の増幅トランジスタ（Ｔ１２）に、または、対応する画素回路（３）内の増幅トランジスタ（Ｔ１２）に第２の電源電圧を供給する。
2016121353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状に配置された複数の画素回路と、
基準電圧をもとに第１の電源電圧から第２の電源電圧を生成し、前記複数の画素回路内の増幅トランジスタに前記第２の電源電圧を供給する複数の単位電源回路と、
一定の前記基準電圧を生成するレギュレータ回路とを備え、
前記単位電源回路は、前記複数の画素回路の列毎にまたは前記画素回路毎に設けられ、対応する列に属する前記画素回路内の前記増幅トランジスタに、または、対応する画素回路内の前記増幅トランジスタに前記第２の電源電圧を供給する
固体撮像装置。
【請求項２】
前記複数の画素回路のそれぞれは、
受光量に応じた電荷を生成するフォトダイオードと、
電荷を蓄積する浮遊拡散層と、
前記フォトダイオードから前記浮遊拡散層に電荷を読み出す読み出しトランジスタと、
前記浮遊拡散層をリセットするリセットトランジスタと、
前記浮遊拡散層の電荷を電圧に変換および増幅する前記増幅トランジスタと、
前記増幅トランジスタの出力を垂直信号線に出力するか否かを選択する選択トランジスタと
を備え、
前記リセットトランジスタのドレイン端子には前記第１の電源電圧が供給される
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記単位電源回路は、前記複数の画素回路の列毎に設けられ、
前記単位電源回路のそれぞれは、同一列に属する前記画素回路内の前記増幅トランジスタに接続されたトランジスタを有し、
前記トランジスタのゲート端子には前記基準電圧が供給され、
前記トランジスタのドレイン端子には前記第１の電源電圧が供給され、
前記トランジスタのソース端子は、前記第２の電源電圧を出力し、同一列に属する前記増幅トランジスタのドレイン端子に接続され、
前記トランジスタは飽和領域で動作する
請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記単位電源回路は、前記画素回路毎に設けられ、
前記単位電源回路のそれぞれは、前記選択トランジスタを、前記画素回路と共有し、
前記選択トランジスタのゲート端子には、ハイレベルを前記基準電圧とする選択制御信号が供給され、
前記選択トランジスタのドレイン端子には前記第１の電源電圧が供給され、
前記選択トランジスタのソース端子は、前記第２の電源電圧を生成し、前記増幅トランジスタのドレイン端子に接続され、
前記選択トランジスタは、前記選択制御信号がハイレベルであるとき、飽和領域で動作する
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記リセットトランジスタのゲート端子にはリセット制御信号が供給され、
前記読み出しトランジスタのゲート端子には読み出し制御信号が供給され、
前記リセット制御信号および前記読み出し制御信号の少なくとも一方のハイレベル電圧は、前記基準電圧よりも高い
請求項４に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記固体撮像装置は、前記複数の画素回路の行毎に前記選択制御信号を供給する垂直走査回路を備え、
前記垂直走査回路は、
選択か非選択かを示す選択制御信号を前記行毎に出力する選択回路と、
選択制御信号のハイレベルを基準電圧でドライブすることにより選択制御信号を行毎の選択制御線に出力する駆動回路と
を備える
請求項４または５に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の固体撮像装置を備えるカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、固体撮像装置およびカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、列並列型ＡＤ変換器搭載のＣＭＯＳ固体撮像装置では、列毎に設けられたＡＤ変換器内の比較器が一斉に反転したときに電源線の電圧ドロップが大きくなり、ノイズとして問題となる。この問題に対して、例えば特許文献１は、比較器内の信号線と、電源線との間に容量素子を接続し、当該容量素子の作用により、電源線の電位変動による回路ノイズを低減することを開示している。【０００３】
ところが、特許文献１の容量素子は、電源ノイズ等の外乱ノイズに対しては有効に機能しない。すなわち、ＣＭＯＳ固体撮像装置では、外部から供給される画素の電源そのものにノイズがのっていると、画素からの読み出し信号にノイズが混入するおそれがある。これに対して、特許文献２は、電源電圧のノイズが画素信号に伝達しないようにノイズを減衰させて画素の電源電圧を生成する画素電源回路を含む固体撮像装置を開示している。【０００４】
また、ＣＭＯＳイメージセンサでは、外部から供給された電源電圧を直接画素及び垂直駆動回路に入力すると、電源電圧に重畳しているノイズの影響にて横線状ノイズが生じる。これに対して、特許文献３は、外部電源電圧を降圧して、画素アレイの各画素に供給する画素電源電圧を生成する画素電源レギュレータを備える。この画素電源レギュレータは、外部電源電圧から画素電源電圧を供給するドライバトランジスタを有し、ドライバトランジスタが飽和状態で動作するようにしている。これにより、外部電源にノイズが重畳されていても、このノイズの影響がドライバトランジスタの出力側に及ぶのを回避している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８１５４０号公報
【特許文献２】特開２０１３−６２６１１号公報
【特許文献３】特開２００９−２５３５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の背景技術によれば、例えば、画素から大きなレベルの画素信号が出力される場合、または、ＡＤ変換器の動作に伴い電圧が変動する場合に、垂直信号線にノイズが生じることがある。このノイズがさらに他の列に回り込んでしまい、その結果、画質劣化（例えば横線状ノイズによる画質劣化）が生じることがあるという問題がある。【０００７】
本開示は、画素に接続された電源線に外部から電源電圧が供給され、この電源電圧に外部からのノイズが重畳されている場合に生じる画質劣化、および内部で生じたノイズが他の列に回りこむことによる画質劣化を低減する固体撮像装置およびカメラを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本開示における固体撮像装置は、行列状に配置された複数の画素回路と、基準電圧をもとに第１の電源電圧から第２の電源電圧を生成し、複数の画素回路内の増幅トランジスタに第２の電源電圧を供給する複数の単位電源回路と、一定の基準電圧を生成するレギュレータ回路とを備え、単位電源回路は、複数の画素回路の列毎にまたは画素回路毎に設けられ、対応する列に属する画素回路内の増幅トランジスタに、または、対応する画素回路内の増幅トランジスタに第２の電源電圧を供給する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示における固体撮像装置およびカメラは、画素回路に接続された電源線における外部からのノイズによる画質劣化、および列間のノイズの回りこみによる画質劣化を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る電源回路および画素回路の構成例を示す回路図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るレギュレータ回路の構成例を示す回路図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る固体撮像装置の複数フレーム期間の動作例を示すタイムチャートである。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る固体撮像装置の１水平走査期間の動作例を示すタイムチャートである。
【図６】図６は、比較例における固体撮像装置の１水平走査期間の動作例を示すタイムチャートである。
【図７】図７は、第２の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】図８は、第２の実施形態に係る単位電源回路および画素回路の構成例を示す回路図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係る垂直走査回路の構成例を示す回路図である。
【図１０】図１０は、カメラの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示を実施するための形態に係る固体撮像装置を、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。
【００１３】
例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は当業者が本開示を十分に理解するためのものであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１４】
まず、本開示における固体撮像装置の概要について説明する。
【００１５】
本開示における固体撮像装置は、第１の電源電圧から第２の電源電圧を生成する複数の単位電源回路を備える。単位電源回路は、複数の画素回路（単位セル、単位画素セル）の列毎にまたは画素回路毎に設けられ、対応する列に属する画素回路内の増幅トランジスタに、または、対応する画素回路内の増幅トランジスタに第２の電源電圧を供給する。
【００１６】
これにより、固体撮像装置は、画素回路に接続された電源線における外部からのノイズによる画質劣化、および列間のノイズの回りこみによる画質劣化を低減する。
【００１７】
（第１の実施形態）
第１の実施形態では、単位電源回路を、画素回路毎ではなく、画素回路の列毎に備える固体撮像装置について説明する。
【００１８】
［固体撮像装置の構成例］
図１は、第１の実施形態に係る固体撮像装置１の構成例を示すブロック図である。同図に示す固体撮像装置１は、画素アレイ部１０、水平走査回路１２、垂直走査回路１４、複数の垂直信号線１９、制御部２０、カラム処理部２６、参照信号生成部２７、出力回路２８、複数のロード電流源３０、電源回路５０およびレギュレータ回路５５を備える。また、固体撮像装置１は、外部からマスタークロック信号の入力を受けるＭＣＬＫ端子、外部との間でコマンドまたはデータを送受信するためのＤＡＴＡ端子、外部へ映像データを送信するためのＤ１端子等を備え、これ以外にも電源電圧、グラウンド電圧が供給される端子類を備える。
【００１９】
画素アレイ部１０は、行列状に配置された複数の画素回路３を有する。複数の画素回路３は、図１ではｎ行ｍ列に配置されている。
【００２０】
水平走査回路１２は、複数のカラムＡＤ回路内のメモリ２５６を順に走査することにより、ＡＤ変換された画素信号を、水平信号線１８を介して出力回路２８に出力する。
【００２１】
垂直走査回路１４は、画素アレイ部１０内の画素回路３の行毎に設けられた水平走査線群１５（行制御線群とも呼ぶ）を行単位に走査する。これにより、垂直走査回路１４は、画素回路３を行単位に選択し、選択した行に属する画素回路３から画素信号をｍ本の垂直信号線１９に同時に出力させる。水平走査線群１５は、画素回路３の行と同数設けられる。図１では、ｎ個の水平走査線群１５（図１ではＶ１、Ｖ２、・・・、Ｖｎ）が設けられている。水平走査線群１５のそれぞれは、リセット制御線φＲＳ、読み出し制御線φＴＲ、選択制御線φＳＥＬを含む。
【００２２】
垂直信号線１９は、画素アレイ部１０内の画素回路３の列毎に設けられ、選択された行に属する画素回路３からの画素信号をカラムＡＤ回路２５に伝播する。複数の垂直信号線１９は、図１では垂直信号線Ｈ０〜Ｈｍのｍ本からなる。垂直信号線１９のうちの下流側の部分、つまりカラムＡＤ回路２５のマイナス入力端子に接続される部分をＡＤＣ入力線４０と呼ぶ。複数のＡＤＣ入力線４０は、図１ではＡＤＣ入力線ＡＤＩＮ０〜ＡＤＩＮｍのｍ本からなる。
【００２３】
制御部２０は、種々の制御信号群を生成することにより、固体撮像装置１の全体を制御する。種々の制御信号群には、制御信号群ＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ５、ＣＮ８、ＣＮ１０、ＣＮ１０、カウントクロックＣＫ０が含まれる。例えば、制御部２０は、端子５ａを介してマスタークロックＭＣＬＫを受け取り、種々の内部クロックを生成し水平走査回路１２や垂直走査回路１４などを制御する。
【００２４】
カラム処理部２６は、列毎に設けられたカラムＡＤ回路２５を備える。各カラムＡＤ回路２５は、垂直信号線１９からの画素信号をＡＤ変換する。
【００２５】
カラムＡＤ回路２５のそれぞれは、電圧比較器２５２、カウンタ部２５４、およびメモリ２５６を備える。
【００２６】
電圧比較器２５２は、垂直信号線１９からのアナログの画素信号と、参照信号生成部２７で生成される、三角波を含む参照信号ＲＡＭＰとを比較し、例えば、前者が後者より大きくなった時に比較結果を示す出力信号を反転する。
【００２７】
カウンタ部２５４は、参照信号ＲＡＭＰ中の三角波の変化開始から電圧比較器２５２の出力信号が反転するまでの時間をカウントする。反転するまでの時間は、アナログ画素信号の値に応じて定まるので、カウント値はデジタル化された画素信号の値になる。
【００２８】
メモリ２５６は、カウンタ部２５４のカウント値つまりデジタルの画素信号を保持する。
【００２９】
参照信号生成部２７は、三角波を含む参照信号ＲＡＭＰを生成し、各カラムＡＤ回路２５内の電圧比較器２５２のプラス入力端子に参照信号ＲＡＭＰを出力する。
【００３０】
出力回路２８は、水平走査回路１２の走査によってメモリ２５６から水平信号線１８を介して読み出されたデジタルの画素信号を映像データ端子Ｄ１に出力する。
【００３１】
ロード電流源３０は、垂直信号線１９毎に設けられ、垂直信号線１９に負荷電流を供給する負荷回路である。つまり、ロード電流源３０は、選択された画素回路３内の増幅トランジスタに垂直信号線１９を介して負荷電流を供給し、当該増幅トランジスタと共にソースフォロア回路を形成する。
【００３２】
電源回路５０は、複数の単位電源回路５０ａを備える。単位電源回路５０ａは、基準電圧線５２の基準電圧をもとに第１の電源線５１の第１の電源電圧から第２の電源電圧を生成し、複数の画素回路３内の増幅トランジスタに第２の電源電圧を供給する。第１の実施形態では、単位電源回路５０ａは、複数の画素回路３の列毎に設けられ、対応する列に属する画素回路３内の増幅トランジスタに第２の電源線５３を介して第２の電源電圧を独立に供給する。
【００３３】
レギュレータ回路５５は、上記の基準電圧を生成し基準電圧線５２に供給する。
【００３４】
［電源回路の構成例］
次に、電源回路５０および画素回路３の具体例について説明する。
【００３５】
図２は、第１の実施形態に係る電源回路５０および画素回路３の構成例を示す回路図である。同図では、便宜上２行２列に対応する、電源回路５０および画素回路３を示している。
【００３６】
電源回路５０は、複数の単位電源回路５０ａを備える。単位電源回路５０ａは、画素回路の列毎に設けられている。
【００３７】
単位電源回路５０ａのそれぞれは、ＮＭＯＳ型のトランジスタＴ５０を有する。トランジスタＴ５０は、同一列に属する画素回路３内の増幅トランジスタＴ１２に第２の電源線５３を介してカスコード接続される。
【００３８】
トランジスタＴ５０のゲート端子には基準電圧線５２が接続され、レギュレータ回路５５から基準電圧線５２を介して基準電圧が供給される。基準電圧の電圧は、第１の電源電圧よりも、わずかに高い電圧であることが好ましい。
【００３９】
トランジスタＴ５０のドレイン端子には第１の電源線５１が接続され、第１の電源線５１の第１の電源電圧が供給される。
【００４０】
トランジスタＴ５０のソース端子は、第２の電源線５３に接続され、第２の電源電圧を出力し、同一列に属する画素回路３内の増幅トランジスタのドレイン端子に接続される。
【００４１】
上記の基準電圧は、単位電源回路５０ａを構成するトランジスタＴ５０と増幅トランジスタＴ１２とが飽和領域で動作するように定められる。すなわち、トランジスタＴ５０、増幅トランジスタＴ１２におけるドレイン−ソース間電圧ＶＤＳが、ゲート−ソース間電圧ＶＧＳから閾値電圧Ｖｔを減じた値以上になる領域でトランジスタＴ５０が動作するように、第１の電源電圧、第２の電源電圧および基準電圧が設定される。トランジスタＴ５０が飽和領域で動作するように設定されるのは、ドレイン端子とソース端子間のインピーダンスを高めるためである。トランジスタＴ５０が飽和領域で動作することにより、第１の電源電圧の変動の影響を受けにくいため、外部の電源ノイズの影響を低減することができる。
【００４２】
画素回路３は、画素（受光部）であるフォトダイオードＰＤ、浮遊拡散層ＦＤ、読み出しトランジスタＴ１０、リセットトランジスタＴ１１、増幅トランジスタＴ１２および選択トランジスタＴ１３を備える。
【００４３】
フォトダイオードＰＤは、光電変換する受光素子であり、受光量に応じた電荷を生成する。
【００４４】
浮遊拡散層ＦＤは、フォトダイオードＰＤから読み出しトランジスタＴ１０を介して読み出された電荷を一時的に保持する。
【００４５】
読み出しトランジスタＴ１０は、読み出し制御線φＴＲの読み出し制御信号に従って、フォトダイオードＰＤから浮遊拡散層ＦＤに電荷を読み出す（つまり転送する）。
【００４６】
リセットトランジスタＴ１１は、リセット制御線φＲＳのリセット制御信号に従って、浮遊拡散層ＦＤの電荷をリセットする。リセットトランジスタＴ１１のドレイン端子は第１の電源線５１に接続され、わずかな電圧降下もなくして、浮遊拡散層ＦＤの信号レベルを最大限に確保するようにする。
【００４７】
増幅トランジスタＴ１２は、浮遊拡散層ＦＤの電荷を電圧に変換および増幅し、増幅した信号を画素信号として選択トランジスタＴ１３を介して垂直信号線１９に出力する。増幅トランジスタＴ１２の電源は、単位電源回路５０ａの出力端子から供給される。
【００４８】
選択トランジスタＴ１３は、選択制御線φＳＥＬの選択制御信号に従って、増幅トランジスタの画素信号を垂直信号線に出力するか否かを選択する。
【００４９】
なお、図３では、いわゆる１画素１セル構造の画素回路３の例を示したが、画素回路３は、いわゆる多画素１セル構造であってもよい。多画素１セル構造の画素回路３は、例えば、複数のフォトダイオードＰＤを有し、浮遊拡散層ＦＤ、リセットトランジスタＴ１１、増幅トランジスタＴ１２および選択トランジスタＴ１３のいずれか、あるいは、すべてを単位セル内で共有する構造であってもよい。
【００５０】
［レギュレータ回路の構成例］
次に、レギュレータ回路５５の構成例について説明する。
【００５１】
図３は、レギュレータ回路５５の構成例を示す回路図である。同図のレギュレータ回路５５は、オペアンプＯＰ、出力トランジスタＴｏ、負荷抵抗Ｒ１、Ｒ２を備える。
【００５２】
出力トランジスタＴｏには、第１の電源電圧よりも高い電圧の昇圧電圧４が供給される。
【００５３】
オペアンプＯＰは、第１の電源線５１の第１の電源電圧で動作し、基準電圧Ａと、負荷抵抗Ｒ１、Ｒ２による分圧で生成されたフィードバック信号との誤差を検出し、この誤差がゼロになるように出力トランジスタＴｏのゲート端子を制御する。
【００５４】
出力トランジスタＴｏから基準電圧線５２に出力される基準電圧はＧＮＤ基準で生成されている。このため、第１の電源電圧や昇圧電圧４が変動しても、変動を抑制する効果は非常に高いという特徴を有している。ここで、基準電圧線５２の基準電圧は外部容量を接続するなどして、さらに安定化を増すことも可能である。このように、レギュレータ回路５５は一定の基準電圧を、基準電圧線５２を介して電源回路５０に出力する。
【００５５】
［固体撮像装置の動作］
以上のように構成された第１の実施形態における固体撮像装置１について、以下その動作を説明する。
【００５６】
図４は、固体撮像装置１の複数フレーム期間の動作例を示すタイムチャートである。同図のでは、第ｋフレームから第ｋ＋２フレームにおける参照信号ＲＡＭＰの波形を模式的に表している。１フレームは、画素回路３の第１行から第ｎ行に対応するｎ個の水平走査期間（同図中の１Ｈの期間）からなる。また、図５は、固体撮像装置の１水平走査期間の動作例を示すタイムチャートである。
【００５７】
１水平走査期間のそれぞれにおいて参照信号ＲＡＭＰは、図４および図５に示すようにダウンカウント期間およびアップカウント期間のそれぞれにおいて三角波となる。
【００５８】
ダウンカウント期間は、増幅トランジスタＴ１２から出力されるリセット成分Ｖｒｓｔのレベルを示す第１の画素信号をＡＤ変換するための期間である。ダウンカウント期間の開始(三角波の変化開始)から電圧比較器２５２の出力が反転するまでの時間がカウンタ部２５４によりダウンカウントされる。このカウント値はアナログのリセット成分ＶｒｓｔのＡＤ変換結果そのものである。
【００５９】
アップカウント期間は、増幅トランジスタＴ１２から出力される、データ成分（信号成分Ｖｓｉｇ＋リセット成分Ｖｒｓｔ）のレベルを示す第２の画素信号をＡＤ変換するための期間である。アップカウント期間の開始(三角波の変化開始)から電圧比較器２５２の出力が反転するまでの時間がカウンタ部２５４によりアップカウントされる。このアップカウントは、アナログのデータ成分（Ｖｓｉｇ＋Ｖｒｓｔ）をデジタル値に変換する。このアップカウントは、リセット成分Ｖｒｓｔを示すダウンカウント値を初期値とするので、アップカウント期間の終了時のカウント値は、データ成分（Ｖｓｉｇ＋Ｖｒｓｔ）からリセット成分Ｖｒｓｔを減算するＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関二重検出）の結果を表す。つまり、アップカウント期間の終了時のカウント値は、信号成分Ｖｓｉｇそのものである。このように、カラムＡＤ回路２５は、誤差となる各列のクロックスキューやカウンタディレイ等のばらつきを排除して、真の信号レベルＶｓｉｇのみを取り出す、つまり、デジタルＣＤＳを行う。
【００６０】
このような１水平走査期間の動作をｎ行に対して順次行うことにより１フレームの画像が得られる。
【００６１】
次に、電源回路５０を有しない比較参照例を用いて、図５の動作について説明する。
【００６２】
図６は、比較参照例における固体撮像装置の１水平走査期間の動例を示すタイムチャートである。同図は、図１の電源回路５０およびレギュレータ回路５５を備えず、第１の電源線５１と第２の電源線５３が直結されている固体撮像装置におけるタイムチャートを示す。
【００６３】
図６の比較参照例では、第１の電源線５１の変動ΔＶｄｄを模式的に図示してある。
【００６４】
第１の電源電圧が変動する場合、増幅トランジスタＴ１２のＣｇｄなどの寄生成分によりＦＤ部が連動することとなるこの場合、電源回路５０を有しなければ、画素出力の変動を抑制することは出来ず、全列共通のノイズ混入を回避できず、電源変動の大きい環境下では、電源変動起因の横線ノイズが発生し、著しく画質劣化することとなる。
【００６５】
以下、詳細に説明する。
【００６６】
電圧比較器２５２は、垂直信号線１９から入力された信号と、参照信号生成部２７から出力するランプ波形である参照信号ＲＡＭＰと、を比較し、電圧比較器２５２が比較反転するまでの時間を、カウンタ部２５４にて計時することで、入力された信号のＡＤ変換を行う。
【００６７】
ここで、電圧比較器２５２は、比較反転の際、大きな電流変化を伴い、その結果、比較器電源電圧の電位変化が生じるが、電圧比較器２５２の電源電圧と、電圧比較器２５２の出力との間に特許文献１の容量素子を設ければ、後段のソース接地増幅回路のゲート・ソース間電圧を維持し、電圧比較器２５２の電源電圧の電位変化による電圧比較器２５２の比較結果が変動することを防ぐことが可能である。しかし、一般的な固体撮像装置では、例えば、増幅トランジスタＴ１２の寄生容量Ｃｇｄや、浮遊拡散層ＦＤと電源電圧線間の寄生容量などにより、電源電圧線に対して、浮遊拡散層ＦＤは寄生容量Ｃｐ１を有する。
【００６８】
また、電源ノイズ等の外乱ノイズにより第１の電源電圧の電位がΔＶｄｄの変動を有する場合、浮遊拡散層ＦＤの寄生容量Ｃｐ１と寄生容量Ｃｆｄとの比によって定まる比率で、浮遊拡散層ＦＤも変動する。つまり、浮遊拡散層ＦＤの変動はフォトダイオードＰＤから転送された信号に混入し、画質劣化が発生する。
【００６９】
この外乱ノイズについて更に説明すると、画素回路３では、増幅トランジスタＴ１２のドレイン電極とゲート電極間にゲートのオーバーラップ容量や配線の寄生容量により、ドレイン−ゲート間容量として寄生容量Ｃｐ１が存在する。
【００７０】
ここで、増幅トランジスタＴ１２がリセットレベルとして垂直信号線１９へ出力し、さらに、信号電荷が転送された後の浮遊拡散層ＦＤの電位を信号レベルとして垂直信号線１９へ出力する間を画素信号読み出し期間とした場合、画素信号読み出し期間と異なる周期で第１の電源電圧が変動すると、ドレイン−ゲート間容量としての寄生容量Ｃｐ１を介して浮遊拡散層ＦＤにノイズとして伝播する。
【００７１】
このため、図６に示すように、増幅トランジスタＴ１２により垂直信号線１９にノイズが伝搬し、画質劣化が起きる。
【００７２】
第１の電源線５１の電圧変動をΔＶｄｄ、浮遊拡散層ＦＤの全容量をＣｆｄ、増幅トランジスタＴ１２のゲインをＧＳＦとした場合、垂直信号線１９に出力されるノイズΔＶｎを計算式で表すと下記になる。
【００７３】
ΔＶｎ＝Ｃｐ１／（Ｃｆｄ＋Ｃｐ１）×ΔＶｄｄ×ＧＳＦ  ・・・（式１）
【００７４】
上記した浮遊拡散層ＦＤの変動は垂直信号線１９へ出力されて、電圧比較器２５２に入力する。
【００７５】
このとき、例えば特許文献１の容量素子は、電圧比較器２５２の電源電圧の変動には有効であるが、画素回路３の第１の電源電圧の変動に起因したノイズは、同じく画素回路３から出力する信号（画像信号）と区別が出来ないため、ノイズを削除することができない。
【００７６】
つまり、比較参照例の一般的な固体撮像装置は、特許文献１の容量素子を用いても電源ノイズ等の外乱ノイズに対しての画質劣化を抑制出来ない。
【００７７】
このような図６の比較参照例に対して、本実施形態における固体撮像装置１は、単位電源回路５０ａを列毎に備える。もし、単位電源回路５０ａが列毎ではなく、特許文献３のように全列に共通に電源配線が直結されているならば、次の問題が生じる。例えば、ある列に高照度の信号が入った場合を想定すると、このとき垂直信号線１９の電圧が大きく変動し、ロード電流源３０が変動し、この結果、該当する列の電源電圧が変動する。このため、この電源ノイズが該当しない列の電源電圧に回り込むことにより影響を及ぼすことになり、寄生容量Ｃｐ１を介して浮遊拡散層ＦＤに回り込んでしまい、結果的に電源ノイズが悪化してしまう。
【００７８】
これに対して、第１の実施形態では、電源回路５０内の単位電源回路５０ａの出力端子は列ごとに独立に接続しているので、ＡＤ変換を実施している他列の電流変動の影響を排除できるという効果を有する。
【００７９】
第１の実施形態における、第２の電源電圧の変動をΔＶｄｄ、浮遊拡散層ＦＤの全容量をＣｆｄ、増幅トランジスタＴ１２のゲインをＧＳＦとした場合、図５に示すように第２の電源線５３の第２の電源電圧は影響を受けない。つまり、垂直信号線１９に出力されるノイズΔＶｎは、ΔＶｄｄ＝０であるため下記になる。
【００８０】
ΔＶｎ＝＝Ｃｐ１／（Ｃｆｄ＋Ｃｐ１）×ΔＶｄｄ×ＧＳＦ
＝０                                  ・・・（式２）
【００８１】
このように、第２の電源電圧が安定しているため、垂直信号線１９により伝播される画素信号が安定化し、第１の電源電圧のノイズの影響を低減する効果を有する。
【００８２】
本実施形態では、電源回路５０は画素回路３からなる画素アレイ部１０の外側に配置されるため画素回路３の特性への影響はない。
【００８３】
上記のように、図５における第２の電源電圧は平滑され安定している。第２の電源電圧が安定しているために、垂直信号線１９により伝播される画素信号電圧が安定化し、第１の電源電圧のノイズ除去効果を有している。
【００８４】
以下、固体撮像装置１の図５における動作を説明する。
【００８５】
まず、１回目の読み出しのため、制御部２０は、カウンタ部２５４のカウント値を設定された初期値にリセットさせるとともに、カウンタ部２５４をダウンカウントモードに設定する。ここで、カウント値の初期値は“０”であっても、任意の値であってもよいものとする。
【００８６】
次に、選択制御線ΦＳＥＬが時刻ｔ４でＨｉｇｈレベルとなり画素回路３の選択トランジスタＴ１３をオンさせると選択された行Ｖｘが選択されることになる。
【００８７】
次に、読み出し制御線ΦＴＲがＬｏｗレベルとなり読み出しトランジスタＴ１０がオフされた状態で、時刻ｔ４でリセット制御線ΦＲＳがＨｉｇｈレベルとなりリセットトランジスタＴ１１をオンさせ、各画素回路３の浮遊拡散層ＦＤの電圧を第１の電源電圧にリセットする。
【００８８】
次に、一定時間が過ぎてから浮遊拡散層ＦＤの電圧がリセットされた状態で、リセット制御線ΦＲＳがＬｏｗレベルとなりリセットトランジスタＴ１１をオフする。
【００８９】
そして、各画素回路３の浮遊拡散層ＦＤの電圧が増幅トランジスタＴ１２によって増幅され、リセット成分ＶＲＳｔが垂直信号線１９を介して読み出される。この状態で、第１の電源電圧からのノイズ成分は除去されている。
【００９０】
このダウンカウント時には、制御部２０は、参照信号生成部２７に向けて、参照信号ＲＡＭＰ生成用の制御信号ＣＮ４を供給する。これを受けて、参照信号生成部２７は、電圧比較器２５２の一方の入力端子（＋）への比較電圧として、ランプ状に時間変化させた三角波を有する参照信号ＲＡＭＰを入力する。電圧比較器２５２は、この参照信号ＲＡＭＰの電圧と、第１の電源電圧からのノイズ成分を除去された各列のＡＤＣ入力線４０（ＡＤＩＮｘ）から伝播されるリセット成分（ＶＲＳｔ）を示す電圧とを比較する。
【００９１】
また、電圧比較器２５２の入力端子（＋）への参照信号ＲＡＭＰの三角波の変化開始と同時に、電圧比較器２５２における比較時間を、列ごとに配置されたカウンタ部２５４で計測するために、参照信号生成部２７から発せられるランプ波形電圧に同期して（時刻ｔ１０）、カウンタ部２５４のクロック端子に制御部２０からカウントクロックＣＫ０を入力し、１回目のカウント動作として、設定された初期値からダウンカウントを開始する。
【００９２】
また、電圧比較器２５２は、参照信号生成部２７からの参照信号ＲＡＭＰとＡＤＣ入力線４０を介して入力される選択されたＶｘ行の画素リセット成分の電圧（ＶＲＳｔ）とを比較し、双方の電圧が同じになったときに、電圧比較器２５２の出力をＨレベルからＬレベルへ反転させる（時刻ｔ１２）。つまり、リセット成分ＶＲＳｔに応じた電圧と参照信号ＲＡＭＰを比較して、リセット成分ＶＲＳｔの大きさに対応した時間軸方向の大きさをカウントクロックＣＫ０でカウント（計数）することで、リセット成分ＶＲＳｔの大きさに対応したカウント値を得る。言い換えれば、カウンタ部２５４は、参照信号ＲＡＭＰ中の三角波形の変化の開始時点をカウンタ部２５４のダウンカウント開始時点として、電圧比較器２５２の出力が反転するまでダウンカウントすることにより、リセット成分ＶＲＳｔの大きさに対応したカウント値を得る。
【００９３】
また、制御部２０は、所定のダウンカウント期間を経過すると（ｔ１４）、電圧比較器２５２への制御データの供給と、カウンタ部２５４へのカウントクロックＣＫ０の供給とを停止する。これにより、電圧比較器２５２は、参照信号ＲＡＭＰの三角波生成を停止する。
【００９４】
この１回目の読み出し時は、選択されたＶｘ行の画素信号電圧におけるリセット成分ＶＲＳｔを電圧比較器２５２で検知してカウント動作を行っているので、画素回路３のリセット成分ＶＲＳｔを読み出していることになる。
【００９５】
このように、垂直信号線１９の出力信号をＣＤＳ手段であるカラムＡＤ回路２５で読み取る（時刻ｔ１４）ように動作するようになる。
【００９６】
そして、この画素リセット成分のＡＤ変換が終了すると、続いて２回目の画素信号読み出し動作を開始する。また、２回目の読み出し時には、リセット成分ＶＲＳｔに加えて、画素回路３ごとの入射光量に応じた信号成分Ｖｓｉｇを読み出す動作を行う。１回目の読み出しと異なる点は、カウンタ部２５４をアップカウントモードに設定する点である。
【００９７】
具体的には、時刻ｔ１６で、読み出し制御線ΦＴＲがＨｉｇｈレベルとなり読み出しトランジスタＴ１０をオンさせれば、フォトダイオードＰＤに蓄積された全ての光電荷は、浮遊拡散層ＦＤに伝達される。その後、読み出し制御線ΦＴＲがＬｏｗレベルとなり読み出しトランジスタＴ１０をオフする。
【００９８】
そして、増幅トランジスタＴ１２のデータ成分（ＶＲＳｔ＋Ｖｓｉｇ）が垂直信号線１９を介して読み出される。
【００９９】
このときも上記と同様に、この状態では、第１の電源電圧からのノイズ成分が除去される。このとき、カウンタ部２５４はアップカウントする。
【０１００】
アップカウント時には、参照信号生成部２７によりランプ状となるように階段状に時間変化させた参照信号ＲＡＭＰを入力し、各列のＡＤＣ入力線４０を介して入力され、選択された行Ｖｘの画素信号成分の電圧との比較を電圧比較器２５２にて行う。
【０１０１】
このとき、電圧比較器２５２の一方の入力端子（＋）への参照信号ＲＡＭＰの入力と同時に、電圧比較器２５２における比較時間を、カウンタ部２４を利用して計測するために、参照信号生成部２７から発せられるランプ波形電圧に同期して（時刻ｔ２０）、カウンタ部２４は、２回目のカウント動作として、ダウンカウントが停止したカウント値から、アップカウントを開始する。
【０１０２】
また、電圧比較器２５２は、参照信号生成部２７からのランプ状の参照信号ＲＡＭＰと各列のＡＤＣ入力線４０を介して入力され、選択されたＶｘ行の画素信号成分のデータ成分（ＶＲＳｔ＋Ｖｓｉｇ）とを比較し、双方の電圧が同じになったときに、コンパレータ出力をＨレベルからＬレベルへ反転させる（時刻ｔ２２）。
【０１０３】
このように、垂直信号線１９の出力信号をＣＤＳ手段であるカラムＡＤ回路２５で読み取る（時刻ｔ２４）ように動作するようになる。
【０１０４】
つまり、データ成分（ＶＲＳｔ＋Ｖｓｉｇ）に応じた電圧信号と参照信号ＲＡＭＰを比較して、信号成分Ｖｓｉｇの大きさに対応した時間軸方向の大きさをカウントクロックＣＫ０でカウント（計数）することで、信号成分Ｖｓｉｇの大きさに対応したカウント値を得ることが出来る。言い換えれば、カウンタ部２５４は、参照信号ＲＡＭＰ中の三角波の変化の開始時点をカウンタ部２５４のアップカウント開始時点として、電圧比較器２５２の出力が反転するまでアップカウントすることにより、データ成分（ＶＲＳｔ＋Ｖｓｉｇ）の大きさに対応したカウント値を得る。このように、デジタルＣＤＳは、例えば、カウンタ部２５４の設定を、リセット成分（ＶＲＳｔ）を読み出すときにはダウンカウント、データ成分（ＶＲＳｔ＋Ｖｓｉｇ）を読み出すときにはアップカウントとすることにより、カウンタ部２５４内で自動的に減算が行われ、信号成分Ｖｓｉｇは相当するカウント値を得ることによって行っている。
【０１０５】
そして、ＡＤ変換されたデータ（信号成分Ｖｓｉｇ）はメモリ２５６に保持される。つまり、カウンタ部２５４の動作前（時刻ｔ３０）に、制御部２０からメモリ転送指示パルス制御信号ＣＮ８に基づき、前行のＶｘ−１のカウント結果をメモリ２５６に転送される。
【０１０６】
以上より、カラムＡＤ回路２５は全ての行Ｖｘの画素読み出し時に対してデジタルＣＤＳを実行している。
【０１０７】
このように、本発明の第１の実施形態に示された固体撮像装置１では、図４に示すように各行Ｖｘの画素回路３の読み出しを行う１水平走査期間は、つまり、ＡＤ変換するダウンカウント期間とアップカウント期間で構成される。上記水平走査期間を各行で実行することで１フレームの映像データを映像データ端子Ｄ１に出力している。
【０１０８】
以上説明した通り、本実施形態では、単位電源回路５０ａを列ごとに設けることにより、特に画素信号の変動時における第１の電源線５１の電源ノイズの影響を低減することができ、画素回路３内の増幅トランジスタＴ１２に重畳するノイズなどを改善することが可能になる。
【０１０９】
以下、第１の実施形態における固体撮像装置について、さらにまとめて説明する。
【０１１０】
本実施形態における固体撮像装置１は、行列状に配置された複数の画素回路３と、基準電圧をもとに第１の電源電圧から第２の電源電圧を生成し、複数の画素回路３内の増幅トランジスタＴ１２に第２の電源電圧を供給する複数の単位電源回路５０ａと、一定の基準電圧を生成するレギュレータ回路５５とを備え、単位電源回路５０ａは、複数の画素回路３の列毎にまたは画素回路３毎に設けられ、対応する列に属する画素回路３内の増幅トランジスタに、または、対応する画素回路内の増幅トランジスタに第２の電源電圧を供給する。
【０１１１】
この構成によれば、第１の電源電圧が外部から供給される電源である場合に、第１の電源電圧に外部からのノイズが重畳されていたとしても、単位電源回路は第２の電源電圧を安定的に供給してノイズを低減するので、第１の電源電圧の変動によって生じる画質劣化を低減することができる。さらに、画素回路に接続された第２の電源電圧の電源線は、単位電源回路によって列毎または画素回路毎に独立しているので、内部で生じたノイズが列環で回り込むことを低減するので、列間でのノイズの回り込みによる画質劣化（例えば横線状ノイズ）を低減することができる。
【０１１２】
ここで、複数の画素回路３のそれぞれは、受光量に応じた電荷を生成するフォトダイオードＰＤと、電荷を蓄積する浮遊拡散層ＦＤと、フォトダイオードＰＤから浮遊拡散層ＦＤに電荷を読み出す読み出しトランジスタＴ１０と、浮遊拡散層ＦＤをリセットするリセットトランジスタＴ１１と、浮遊拡散層ＦＤの電荷を電圧に変換および増幅する増幅トランジスタＴ１２と、増幅トランジスタＴ１２の出力を垂直信号線１９に出力するか否かを選択する選択トランジスタＴ１３とを備え、リセットトランジスタＴ１１のドレイン端子には第１の電源電圧が供給される。
【０１１３】
この構成によれば、リセットトランジスタＴ１１は第１の電源電圧が供給されるので、第２の電源電圧は、リセットトランジスタＴ１１の動作によって生じる得るノイズ（電源変動）の影響を受けにくい。リセットトランジスタＴ１１の動作によって内部で生じたノイズが他の列に回り込むことを、さらに低減するので、列間でのノイズの回り込みによる画質劣化を低減することができる。
【０１１４】
ここで、単位電源回路５０ａは、複数の画素回路３の列毎に設けられ、単位電源回路５０ａのそれぞれは、同一列に属する画素回路３内の増幅トランジスタＴ１２に接続されたトランジスタＴ５０を有し、トランジスタＴ５０のゲート端子には基準電圧が供給され、トランジスタＴ５０のドレイン端子には第１の電源電圧が供給され、トランジスタＴ５０のソース端子は、第２の電源電圧を出力し、同一列に属する増幅トランジスタＴ１２のドレイン端子に接続され、トランジスタＴ５０は飽和領域で動作する。
【０１１５】
この構成によれば、トランジスタＴ５０のドレイン端子とソース端子間のインピーダンスを高めることにより、第１の電源電圧の変動を第２の電源電圧に及ぼさないだけでなく、内部で生じたノイズが列間で回り込むことを低減し、さらに、行間で回り込むことも低減するので画質劣化をさらに低減することができる。この単位電源回路５０ａは１つのトランジスタＴ５０からなる単純な構成とし、電源ノイズの不必要な回りこみを排除して、重要な暗視カメラなどのように特に低照度での撮像におけるノイズ特性を改善することができる。
【０１１６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、単位電源回路５０ａを列毎ではなく、画素回路３毎に配置した固体撮像装置１の例について説明する。
【０１１７】
図７は、第２の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。同図は、図１と比べて、単位電源回路５０ａが列毎に設けられる代わりに画素回路３毎に設けられる点と、レギュレータ回路５５から単位電源回路５０ａに基準電圧が直接供給される代わりに垂直走査回路１４を介して間接的に供給される点とが異なっている。以下異なる点を中心に説明する。
【０１１８】
単位電源回路５０ａは、例えば図８のように構成される。
【０１１９】
図８は、第２の実施形態に係る単位電源回路５０ａおよび画素回路３の構成例を示す図である。同図の画素回路３は、図２と比べて、第２の電源線５３（または第１の電源線５１）と垂直信号線１９との間で選択トランジスタＴ１３と増幅トランジスタＴ１２のカスコード接続の順序が逆になっている点と、選択トランジスタＴ１３が画素回路３の選択トランジスタとしての機能および単位電源回路５０ａ（つまり図２のトランジスタＴ５０）としての機能の両者を兼用する点とが異なっている。以下異なる点を中心に説明する。
【０１２０】
図８において単位電源回路５０ａは、画素回路３毎に設けられる。単位電源回路５０ａのそれぞれは、選択トランジスタＴ１３を、画素回路３と共有する。
【０１２１】
選択トランジスタＴ１３と増幅トランジスタＴ１２のカスコード接続の順序が図２と比べて逆になっているのは、選択トランジスタＴ１３から増幅トランジスタＴ１２に第２の電源電圧を供給するためである。
【０１２２】
選択トランジスタＴ１３のゲート端子には、ハイレベルを基準電圧とする選択制御信号が選択制御線φＳＥＬから供給される。
【０１２３】
選択トランジスタＴ１３のドレイン端子には第１の電源電圧が供給される。
【０１２４】
選択トランジスタＴ１３のソース端子は、第２の電源電圧を生成し、増幅トランジスタＴ１２のドレイン端子に第２の電源電圧を供給する。
【０１２５】
選択トランジスタＴ１３は、選択制御信号線φＳＥＬの選択制御信号がハイレベル（ここでは基準電圧）であるとき、飽和領域で動作する。
【０１２６】
リセットトランジスタＴ１１のドレイン端子は第１の電源線５１に接続され、わずかな電圧降下もなくして、画素の信号レベルを最大限に確保するようにする。
【０１２７】
増幅トランジスタＴ１２の電源は、カスコード接続された選択トランジスタＴ１３の出力端子から供給される。
【０１２８】
選択制御信号のハイレベル（ここでは基準電圧）は、電源回路５０を構成するトランジスタと、増幅トランジスタＴ１２とが飽和領域で動作するように設定される。これは、選択トランジスタＴ１３および増幅トランジスタＴ１２の閾値電圧Ｖｔｈの影響、さらに、浮遊拡散層ＦＤの電位が、図５で示すリセット解除後のタイミングｔ５にて、リセットトランジスタＴ１１のＣｇｓの影響によって低下による影響、を含めて調整することによって実現できる。
【０１２９】
例えば、増幅トランジスタＴ１２の閾値電圧Ｖｔｈはノイズ低減などの目的のためにデプレッション型にすることが多い。この場合には、単位電源回路５０ａ、つまり、選択トランジスタＴ１３も同様にデプレッション型にするのがよい。さらに、基準電圧は、第１の電源電圧よりも、わずかに高い電圧であることが好ましい。
【０１３０】
図９は、第２の実施形態に係る垂直走査回路１４の構成例を示す回路図である。同図のように、垂直走査回路１４は、選択回路１４ａ、駆動回路１４ｂ、選択回路１４ｄ、１４ｅを備える。
【０１３１】
選択回路１４ａ、１４ｄ、１４ｅはそれぞれ、電源電圧１（例えば第１の電源電圧）で動作し、選択制御信号、リセット制御信号、読み出し制御信号をそれぞれ生成する。このうち、選択回路１４ｄ、１４ｅはれ、電源電圧１をハイレベルとするリセット制御信号、読み出し制御信号をリセット制御線ΦＲＳ、読み出し制御線ΦＴＲにそれぞれ出力する。
【０１３２】
駆動回路１４ｂは、レギュレータ回路５５からの基準電圧で動作する、行毎のバッファ１４ｃ（またはドライバ）を有し、選択回路１４ａで生成された選択制御信号の電圧レベルを変換して、つまりハイレベルが基準電圧である選択制御信号に変換して選択制御線ΦＳＥＬに出力する。
【０１３３】
これにより、レギュレータ回路５５の基準電圧は、垂直走査回路１４内の駆動回路１４ｂを介して単位電源回路５０ａに間接的に供給される。
【０１３４】
もし、単位電源回路５０ａが列毎でもなく画素回路３毎でもなく、全列相互に接続された共通の電源として増幅トランジスタに供給していれば、第１の実施形態で説明した課題が発生する。すなわち、ある列に高照度の信号が入った場合を想定すると、このとき垂直信号線１９の電圧が大きく変動し、ロード電流源３０が変動し、この結果、該当する列の電源電圧が変動する。このため、この電源ノイズが該当しない列の電源電圧に回り込むことにより影響を及ぼすことになり、寄生容量Ｃｐ１を介して浮遊拡散層ＦＤに回り込んでしまい、結果的に電源ノイズが悪化してしまう。
【０１３５】
これに対して、第２の実施形態では、単位電源回路５０ａの出力端子、つまり、選択トランジスタＴ１３の出力端子は画素回路３ごとに独立に接続され、ＡＤ変換を実施している他列の電流変動の影響を排除できるという効果を有する。
【０１３６】
第１の実施形態と同様に、第１の電源電圧の変動をΔＶｄｄ、浮遊拡散層ＦＤの全容量をＣｆｄ、増幅トランジスタＴ１２のゲインをＧＳＦとした場合、垂直信号線１９に出力されるノイズΔＶｎは、ΔＶｄｄ＝０であるため下記になる。
【０１３７】
ΔＶｎ＝＝Ｃｐ１／（Ｃｆｄ＋Ｃｐ１）×ΔＶｄｄ×ＧＳＦ
＝０                                  ・・・（式３）
【０１３８】
画素回路３の中に新たなトランジスタを追加すれば、画素特性に影響を及ぼす可能性はあるが、本実施形態では、単位電源回路５０ａは選択トランジスタＴ１３と兼用するため、画素特性への影響はない。
【０１３９】
以上説明してきたように、本実施形態における固体撮像装置１において、単位電源回路５０ａは、画素回路３毎に設けられ、単位電源回路５０ａのそれぞれは、選択トランジスタＴ１３を、画素回路３と共有し、選択トランジスタＴ１３のゲート端子には、ハイレベルを基準電圧とする選択制御信号が供給され、選択トランジスタＴ１３のドレイン端子には第１の電源電が供給され、選択トランジスタＴ１３のソース端子は、第２の電源電圧を生成し、増幅トランジスタＴ１２のドレイン端子に接続され、選択トランジスタＴ１３は、選択制御信号がハイレベルであるとき、飽和領域で動作する。
【０１４０】
この構成によれば、単位電源回路５０ａと画素回路３とが選択トランジスタを共用するので、単位電源回路５０ａの形成のために回路を大きく追加することを要しない。
【０１４１】
ここで、リセットトランジスタＴ１１のゲート端子にはリセット制御信号（φＲＳ）が供給され、読み出しトランジスタＴ１０のゲート端子には読み出し制御信号（φＴＲ）が供給され、リセット制御信号（φＲＳ）および読み出し制御信号（φＴＲ）の少なくとも一方のハイレベル電圧は、基準電圧よりも高くしてもよい。
【０１４２】
この構成によれば、リセットトランジスタおよび読み出しトランジスタの不完全なオン状態を容易に回避することができる。
【０１４３】
ここで、固体撮像装置１は、複数の画素回路３の行毎に選択制御信号（ΦＳＥＬ）を供給する垂直走査回路１４を備え、垂直走査回路１４は、選択か非選択かを示す選択制御信号を前記行毎に生成する選択回路１４ａと、選択制御信号のハイレベルを基準電圧でドライブすることにより選択制御信号を行毎の選択制御線ΦＳＥＬに出力する駆動回路１４ｂとを備えてもよい。
【０１４４】
この構成によれば、垂直走査回路１４内に駆動回路１４ｂを設けることにより、選択制御信号のハイレベルを基準電圧とすることができる。
【０１４５】
なお、上記の各実施形態で説明した固体撮像装置１は、カメラに用いられる。図１０は、カメラの構成例を示すブロック図である。同図のカメラは、固体撮像装置１、レンズ６１、信号処理部６３、およびシステムコントローラ６４を備える。
【０１４６】
また、固体撮像装置１において、画素回路３は半導体基板の表面、すなわち、トランジスタのゲート端子及び配線が形成された面と同じ面側に形成されているが、画素回路３が半導体基板の裏面、すなわちトランジスタのゲート端子及び配線が形成された面に対して裏面側に形成される、いわゆる、裏面照射型イメージセンサ（裏面照射型固体撮像装置）の構造を用いてもよい。
【０１４７】
以上、例示的な各実施形態について説明したが、本願の請求の範囲は、これらの実施形態に限定されるものではない。添付の請求の範囲に記載された主題の新規な教示および利点から逸脱することなく、上記各実施形態においてさまざまな変形を施してもよく、上記各実施形態の構成要素を任意に組み合わせて他の実施形態を得てもよいことを、当業者であれば容易に理解するであろう。したがって、そのような変形例や他の実施形態も本開示に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本開示は、固体撮像装置およびカメラに好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１４９】
１  固体撮像装置
３  画素回路
１０  画素アレイ部
１２  水平走査回路
１４  垂直走査回路
１４ａ、１４ｄ、１４ｅ  選択回路
１４ｂ  駆動回路
１４ｃ  バッファ
１５  水平走査線群
１８  水平信号線
１９  垂直信号線
２０  制御部
２５  カラムＡＤ回路
２６  カラム処理部
２７  参照信号生成部
２８  出力回路
３０  ロード電流源
４０  ＡＤＣ入力線
５０  電源回路
５０ａ  単位電源回路
５１  第１の電源線
５２  基準電圧線
５３  第２の電源線
５５  レギュレータ回路
２５２  電圧比較器
２５４  カウンタ部
２５６  メモリ
ＦＤ  浮遊拡散層
ＰＤ  フォトダイオード
Ｔ１０  読み出しトランジスタ
Ｔ１１  リセットトランジスタ
Ｔ１２  増幅トランジスタ
Ｔ１３  選択トランジスタ
Ｔ５０  トランジスタ
ＭＣＬＫ  マスタークロック
ＲＡＭＰ  参照信号
【図１】
2016121353.tif 000003
【図２】
2016121353.tif 000004
【図３】
2016121353.tif 000005
【図４】
2016121353.tif 000006
【図５】
2016121353.tif 000007
【図６】
2016121353.tif 000008
【図７】
2016121353.tif 000009
【図８】
2016121353.tif 000010
【図９】
2016121353.tif 000011
【図１０】
2016121353.tif 000012
【国際調査報告】
2016121353.tif 000013
2016121353.tif 000014
2016121353.tif 000015
2016121353.tif 000016