(57)【要約】【課題】各画素に共通の画素電源が供給される電子シャッター方式の固体撮像装置における画像不良を抑制することが可能な固体撮像装置の駆動方法を提供する。【解決手段】本発明に係る固体撮像装置の駆動方法においては、排出行選択手段における垂直ブランキング期間に、画素にバイアス電流を供給しつつ、読み出し行に対して読み出し行選択手段によって、画素信号のリセット動作を行う第３のステップと、垂直ブランキング期間に、バイアス電流の供給を停止しつつ、排出行に対して、排出行選択手段によって排出行における画素信号のリセット動作と転送動作を実行させ、排出行における画素で発生した光電荷を不要電荷として排出する不要電荷リセット動作を実行する第４のステップとを含み、第３のステップにおけるリセット動作による電位状態と、第４のステップでのリセット動作による電位状態とを同一にさせる。【選択図】図２
2008017420.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と、前記画素の列毎に共通に接続され、前記画素にバイアス電流を供給するバイアス電流駆動手段と、前記画素の行毎に共通に接続された読み出し行選択手段および排出行選択手段とを備える固体撮像装置であって、
前記排出行選択手段における有効画素期間に、前記バイアス電流供給手段によって前記画素にバイアス電流を供給しつつ、前記読み出し行選択手段によって少なくとも一つの行からなる読み出し行に対して画素信号のリセット動作と転送動作を行い、
前記有効画素期間に、前記バイアス電流の供給を停止しつつ、前記読み出し行とは異なる少なくとも一つの行からなる前記排出行に対して、前記排出行選択手段によって前記排出行における前記画素信号のリセット動作と転送動作を実行させ、前記排出行における前記画素で発生した光電荷を不要電荷として排出する不要電荷リセット動作を実行し、
前記排出行選択手段における垂直ブランキング期間に、前記画素にバイアス電流を供給しつつ、前記読み出し行に対して前記読み出し行選択手段によって、前記画素信号のリセット動作を行い、
前記垂直ブランキング期間に、前記バイアス電流の供給を停止しつつ、前記排出行に対して、前記排出行選択手段によって前記排出行における前記画素信号のリセット動作と転送動作を実行させ、前記排出行における前記画素で発生した光電荷を不要電荷として排出する不要電荷リセット動作を実行し、
前記垂直ブランキング期間における前記画素信号のリセット動作による電位状態と、垂直ブランキング期間における前記不要電荷リセット動作による電位状態とを同一にさせる
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
行列状に配置された複数の画素と、前記画素の列毎に共通に接続され、前記画素にバイアス電流を供給するバイアス電流駆動手段と、前記画素の行毎に共通に接続された読み出し行選択手段および排出行選択手段とを備える固体撮像装置の駆動方法であって、
前記排出行選択手段における有効画素期間に、前記バイアス電流供給手段によって前記画素にバイアス電流を供給しつつ、前記読み出し行選択手段によって少なくとも一つの行からなる読み出し行に対して画素信号のリセット動作と転送動作を行う第１のステップと、
前記有効画素期間に、前記バイアス電流の供給を停止しつつ、前記読み出し行とは異なる少なくとも一つの行からなる前記排出行に対して、前記排出行選択手段によって前記排出行における前記画素信号のリセット動作と転送動作を実行させ、前記排出行における前記画素で発生した光電荷を不要電荷として排出する不要電荷リセット動作を実行する第２のステップと、
前記排出行選択手段における垂直ブランキング期間に、前記画素にバイアス電流を供給しつつ、前記読み出し行に対して前記読み出し行選択手段によって、前記画素信号のリセット動作を行う第３のステップと、
前記垂直ブランキング期間に、前記バイアス電流の供給を停止しつつ、前記排出行に対して、前記排出行選択手段によって前記排出行における前記画素信号のリセット動作と転送動作を実行させ、前記排出行における前記画素で発生した光電荷を不要電荷として排出する不要電荷リセット動作を実行する第４のステップとを含み、
前記第３のステップにおけるリセット動作による電位状態と、前記第４のステップでのリセット動作による電位状態とを同一にさせる
ことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
【請求項３】
前記第３のステップにおけるリセット動作タイミングと、前記第４のステップでのリセット動作タイミングとをオーバーラップさせる
ことを特徴とする請求項２記載の駆動方法。
【請求項４】
前記第１のステップにおけるリセット動作タイミングと、前記第３のステップにおけるリセットの動作タイミングと、前記第４のステップでのリセット動作タイミングとをオーバーラップさせる
ことを特徴とする請求項２記載の駆動方法。
【請求項５】
前記画素は、
光電変換を行うフォトダイオードと、
前記フォトダイオードからの電荷を保持するフローティングディフュージョン手段と、
前記フォトダイオードからの光電荷を信号増幅する信号増幅手段と、
前記フォトダイオードから前記信号増幅手段に光電荷を転送する電荷転送手段と、
前記フローティングディフュージョン手段を所望の電位に固定し、転送された電荷をリセットするリセット手段とを備える
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項６】
前記画素は、前記信号増幅手段および前記リセット手段とに接続された電源線をさらに備え、
前記画素信号の転送動作に応じて、前記電源線から前記信号増幅手段に対して電流が流れる
ことを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項７】
請求項１記載の固体撮像装置を備えることを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体撮像装置およびその駆動方法に関し、特に、各画素に共通の画素電源が供給される電子シャッター方式の固体撮像装置における画像不良を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像装置の一つとして、増幅型ＭＯＳセンサを用いた固体撮像装置が注目されている。この固体撮像装置は、画素を表すセル毎にフォトダイオード（以下、「ＰＤ部」とも記す。）で検出した信号をトランジスタで増幅するものであり、高感度という特徴を持つ。
【０００３】
このような固体撮像装置の他の特徴の一つとして、転送選択スイッチを設けなくても二次元に配列された画素の選択／非選択を行うことが可能な技術が、例えば、特許文献１で提案されている。
【０００４】
また、そのような固体撮像装置におけるリセット電源と画素電源を共通化する構成が、特許文献２で提案されている。
【０００５】
図８は、特許文献２に基づく、従来の固体撮像装置の構成例を示す回路構成図である。なお、この説明は、特許文献２に示される構成の特徴を損なわない範囲で、他の特許文献３，４に記載される駆動方法を加味して、補足を加えている。
【０００６】
この固体撮像装置は、フォトダイオード１１、転送トランジスタ１２、リセットトランジスタ１３、増幅トランジスタ１４、増幅トランジスタ１４のゲートに直結するフローティングディフュージョン部（以下、「ＦＤ部」とも記す。）１５からなる複数の画素１００−ｍ，…，１００−ｎ，…が行列状に配置されている。
【０００７】
そして、この固体撮像装置は、リセットトランジスタ１３を制御するリセット信号をリセットスイッチ線１０２−ｍ、１０２−ｎに出力すると共に、転送トランジスタ１２を制御する転送信号を転送スイッチ線１０３−ｍ、１０３−ｎに出力することによって、各画素回路を行単位に駆動する垂直駆動部１１２を備えている。なお、垂直駆動部１１２は、その内部に読み出し行選択部１１２１、排出行選択部１１２２および選択部１１２３を備えている。
【０００８】
さらには、この固体撮像装置は、増幅トランジスタ１４より出力される垂直信号線１０９、サンプリングトランジスタ１１５、サンプリングトランジスタ１１５を制御するサンプリング制御スイッチ線１１６、水平信号線１１０、水平選択トランジスタ１１１、水平駆動部１１３、画素電源１０１、バイアス電流制御線１０６、バイアス電流制御トランジスタ１０７、バイアス電流制御トランジスタ１０７に流れる電流を決定する定電流源１０８、およびタイミングジェネレータ１１４を備えている。
【０００９】
なお、図８において、固体撮像装置の画素群１０４は、説明を簡単にするために２行２列分の画素回路だけ示されており、それに対応して、リセットスイッチ線および転送スイッチ線も２列分だけ示されている。
【００１０】
一般的な固体撮像装置では、電子絞りとして電子シャッター方式が採用されている。電子シャッター動作は、フォトダイオード１１から光電荷を不要電荷としてあらかじめ排出する不要電荷排出動作を行った後、制御可能な時間の経過後にフォトダイオード１１から光電荷を各画素内のフォトダイオード１１の電荷蓄積時間を可変とするものである。不要電荷排出動作後にフォトダイオード１１に蓄積された光電荷は、信号電荷として行毎に読み出されるため、電子シャッター動作も行毎に実行される。
【００１１】
詳細には、不要電荷排出動作も、信号電荷読み出し動作も、フローティングディフュージョン部１５を画素電源１０１の電位にリセットした後、フォトダイオード１１からフローティングディフュージョン部１５へ光電荷を転送する動作を含む点で共通している。転送された光電荷は、不要電荷排出動作においては無視され、信号電荷読み出し動作においては垂直信号線１０９を通して読み出される。
【００１２】
それぞれの行において、不要電荷排出動作が行われた後、信号電荷となるべき光電荷の蓄積が新たに開始され、所定時間経過後に信号電荷読み出し動作が実行される。その結果、同じ強度の光の照射を受けたフォトダイオードは、どの行においても理論的には同じ量の信号電荷を蓄積することになる。なお、電子シャッターにおける不要電荷の排出動作は、掃き出し動作と呼ばれることもあり、何れの用語も同義である。
【００１３】
次いで、図８で示した回路の画素読み出し動作とリセット動作について説明を詳細に行う。
【００１４】
図９は、図８で示した固体撮像装置における制御の概要を示す図であり、特に図９（ａ）は垂直駆動のための詳細な構成の一例を示す図であり、図９（ｂ）は駆動タイミングを示す図である。なお、図９（ａ）には、図８に示される読み出し行選択部１１２１、排出行選択部１１２２および選択部１１２３の詳細構成が示されている。
【００１５】
読み出し行選択部１１２１は、例えばシフトレジスタであり、フォトダイオードで発生した光電荷を信号電荷として読み出すべき読み出し行を示す第１のビットを循環させる。排出行選択部１１２２は、例えばシフトレジスタであり、フォトダイオードで発生した光電荷を不要電荷として排出すべき排出行を示す第２のビットを、第１のビットよりも所定の行数（言い換えれば、所定の位相）を先行して循環させる。選択部１１２３は、リセット信号および転送信号を第１および第２のビットで示される行のリセットスイッチ線および転送スイッチ線へ選択的に出力すると共に、バイアス電流の供給および停止を制御するためのバイアス駆動信号をバイアス電流制御線１０６へ出力する。
【００１６】
タイミングジェネレータ１１４は、選択部１１２３によって出力されるべきリセット信号および転送信号を生成すると共に、読み出し行選択部１１２１および排出行選択部１１２２における第１および第２のビットの循環を位相差とを制御する。より詳細には、図９（ｂ）に示されるように、選択部１１２３は、読み出し期間において、読み出し行選択部１１２１によって示される行に対して、読み出し行リセット信号を出力してリセットトランジスタ１３をオンさせることでＦＤ部１５を画素電源１０１の電位にリセットし、読み出し行転送信号を出力して転送トランジスタ１２をオンさせることでＰＤ部１１からＦＤ部１５へ光電荷を転送させる。この間、バイアス電流駆動信号が出力され、ＦＤ部１５へ転送された光電荷は、信号電荷として、垂直信号線１０９を通して読み出される。読み出された信号は前記垂直信号線１０９から、サンプリングトランジスタ１１５がオン時に、サンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７へと伝達される。
【００１７】
選択部１１２３は、後続する排出期間において、排出行選択部１１２２によって示される行に対して、同様にして、排出行リセット信号を出力してＦＤ部１５をリセットし、排出行転送信号を出力してＰＤ部１１からＦＤ部１５へ光電荷を転送させる。この光電荷は、読み捨てられるために、ＰＤ部１１から掃き出される。
【００１８】
このような、読み出し行選択部１１２１により選択される読み出し行における信号読み出し動作と、それに引き続く、排出行選択部１１２２により選択される排出行における不要電荷排出動作とを一組とする動作が、各行を循環しながら順次実行される。
【００１９】
その結果、不要電荷排出動作が行われた行に対して、所定時間経過後に信号電荷読み出し動作が行われ、電子シャッター動作が実現される。
【００２０】
図９（ａ）において、読み出し行選択部１１２１、および排出行選択部１１２２の下部に、駆動されるべき対応行がない延伸部が示されている。読み出し行選択部１１２１を循環する第１のビットがこの延伸部にある期間、信号電荷の読み出し動作はどの行においても実行されず、また、排出行選択部１１２２を循環する第２のビットがこの延伸部にある期間、不要電荷の排出動作はどの行においても実行されない。
【００２１】
図９（ａ）に示される、読み出し行選択部１１２１を循環するビットがこの延伸部にある期間を、特に垂直ブランキング期間と呼び、それ以外の期間を有効画素期間と呼んで区別する。不要電荷排出動作は、垂直ブランキング期間には、信号電荷読み出し動作に後続することなく単独で行われる。垂直ブランキング期間は、一般的には、固体撮像装置におけるデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）の信号処理等のための期間にあてられている。
【００２２】
垂直ブランキング期間には、選択部１１２３は、読み出し行リセット信号と読み出し行転送信号をどの行へも供給せず、排出行リセット信号と排出行転送信号とを、先頭の行へ戻って供給する。これは、次のフレームの上方に位置する行に対する電子シャッターの動作である。
【００２３】
以上、説明した動作が図９（ｂ）に示すように、読み出し行選択部１１２１で読み出し行の転送動作が行われた後、排出行選択部１１２２で排出行の電子シャッターのための不要電荷排出動作が行われ、所定期間経過後に読み出し行選択部１１２１で読み出し行の転送動作が行われる。
【特許文献１】特開平１１−１１２０１８号公報
【特許文献２】特開２００３−３０９７７０号公報
【特許文献３】特開２００３−４６８６４号公報
【特許文献４】特開２００３−４６８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかしながら、従来の構成によれば電子シャッターの記述はないが、ＦＤ部１５の電位変動がサンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７にカップリングしやすいレイアウト構造になっている場合に、排出行選択部１１２２が有効画素期間中を動作中の場合と垂直ブランキング期間を動作中の場合において、カップリング状態が異なるため、画像に横方向の帯状の不具合が発生する可能性があることがわかった。
【００２５】
サンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７へのカップリングは、サンプリングトランジスタ１１５のオン・オフに関係なく、レイアウト上に存在する容量から決定され、伝達される。以下に、その内容について説明する。
【００２６】
図９（ａ）は、排出行選択部１１２２が垂直ブランキング期間以外の期間、いわゆる有効画素期間に動作している場合、図１０（ｂ）は、排出行選択部１１２２が垂直ブランキング期間を動作している場合を示しており、具体的には、以下のような動作を行っている。
【００２７】
まず、図９（ａ）において、読み出し行選択部１１２１と排出行選択部１１２２の両方がそれぞれ画素群１０４の読み出し行に対して読み出し行リセットパルスと読み出し行転送パルスを伝達し、次に、排出行選択部により、画素群１０４の排出行に対して排出行リセットパルスと排出行転送パルスを伝達している。すなわち読み出し行選択部１１２１と排出行選択部１１２２の両方が画素部に対して転送信号パルスとリセット信号パルスを伝達できている状態を示している。
【００２８】
図１０（ｂ）は、排出行選択部１１２２が垂直ブランキング期間を動作している場合に対応し、図１０（ｂ）に示すように、排出行選択部１１２２は、画素群１０４の排出行に対して排出行リセットパルスと排出行転送パルスを転送していない。
【００２９】
図９および図１０に示したこれらの状態、すなわち、排出行選択部１１２２が垂直ブランキング期間を走査しているときと、有効画素期間を走査しているときとでは、排出行選択部１１２２からリセット信号を送って、ＦＤ部１５のリセットを行う際にその電位の状態が異なり、さらに前述したカップリングしやすいレイアウト構成においては、サンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７での電位状態が異なることの具体的な理由を以下に説明する。
【００３０】
図１１は、従来の固体撮像装置の回路構成であり、図８に対応しているが、図８との違いは垂直信号線１０９およびサンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７のレイアウト構造が密なことにより、サンプリングトランジスタ１１５のオン・オフに関係なくレイアウト間に存在する容量を介してカップリングすることによって、ＦＤ部１５の電位変動がサンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７に伝達が起きやすい状態を示した点である。
【００３１】
まず、図１２（ａ）において、排出行選択部１１２２が有効画素期間を動作している場合、排出行選択部１１２２から排出部リセット信号、および排出部転送信号が排出行に転送され、ＦＤ部１５の電位が図１３に示される（ａ）のように変動し、サンプリングトランジスタ１１５の前後でカップリングが起こるので、ＦＤ部１５の電位変動がサンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７に伝達される様子を示したものである。
【００３２】
次に、図１２（ｂ）において、排出行選択部が有効画素期間以外、すなわち垂直ブランキング期間を動作している場合、排出行選択部から排出部リセット信号、および排出部転送信号が排出行に転送されないため、ＦＤ部１５の電位が図に示される（ｂ）のように変動し、サンプリングトランジスタ１１５の前後でカップリングが起こるので、ＦＤ部１５の変動がサンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７に伝達される様子を示したものである。
【００３３】
図１３の（ａ）および（ｂ）において、ＦＤ部１５の電位状態やサンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７の電位が、排出行選択部１１２２が有効画素期間と垂直ブランキング期間の動作状態によって異なり、これが状態差となって、画像に横方向の帯状の不具合が発生する可能性がある。固体撮像装置の高画素化、小型化が進んでいる今日、このような不具合発生の可能性が、ますます高まっている。
【００３４】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、排出行選択部１１２２が有効画素期間を動作しているときのＦＤ部１５の電位と排出行選択部１１２２が垂直ブランキング期間を動作しているときの排出行のＦＤ部１５の電位を同じにすることにより、画像不良を抑制する固体撮像装置の駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
上記課題を解決するため、本発明に係る固体撮像装置においては、行列状に配置された複数の画素と、前記画素の列毎に共通に接続され、前記画素にバイアス電流を供給するバイアス電流駆動手段と、前記画素の行毎に共通に接続された読み出し行選択手段および排出行選択手段とを備える固体撮像装置であって、前記排出行選択手段における有効画素期間に、前記バイアス電流供給手段によって前記画素にバイアス電流を供給しつつ、前記読み出し行選択手段によって少なくとも一つの行からなる読み出し行に対して画素信号のリセット動作と転送動作を行い、前記有効画素期間に、前記バイアス電流の供給を停止しつつ、前記読み出し行とは異なる少なくとも一つの行からなる前記排出行に対して、前記排出行選択手段によって前記排出行における前記画素信号のリセット動作と転送動作を実行させ、前記排出行における前記画素で発生した光電荷を不要電荷として排出する不要電荷リセット動作を実行し、前記排出行選択手段における垂直ブランキング期間に、前記画素にバイアス電流を供給しつつ、前記読み出し行に対して前記読み出し行選択手段によって、前記画素信号のリセット動作を行い、前記垂直ブランキング期間に、前記バイアス電流の供給を停止しつつ、前記排出行に対して、前記排出行選択手段によって前記排出行における前記画素信号のリセット動作と転送動作を実行させ、前記排出行における前記画素で発生した光電荷を不要電荷として排出する不要電荷リセット動作を実行し、前記垂直ブランキング期間における前記画素信号のリセット動作による電位状態と、垂直ブランキング期間における前記不要電荷リセット動作による電位状態とを同一にさせることを特徴とする。
【００３６】
これにより、排出行選択部１１２２が動作しているときの排出行のＦＤ部１５の電位と排出行選択部が動作していないときの排出行のＦＤ部１５の電位を同じにすることにより、サンプリングトランジスタ１１５後段部の垂直信号線１１７へのカップリング状態を同一状態にすることで、画像不良の発生を防止できる。
【００３７】
なお、本発明は、このような固体撮像装置として実現することができるだけでなく、このような固体撮像装置が備える特徴的な手段をステップとする固体撮像装置の駆動方法として実現したり、それらのステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、固体撮像装置を備えるカメラとして実現したり、固体撮像装置をＬＳＩ化することもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００３８】
以上の説明から明らかなように、排出行選択部１１２２が動作しているときの排出行のＦＤ部１５の電位と排出行選択部が動作していないときの排出行のＦＤ部１５の電位を同じにすることにより、サンプリングトランジスタ１１５後段部の垂直信号線１１７へのカップリング状態を同一状態にすることができる。
【００３９】
また、本発明では、リセット信号の駆動タイミング等によって、動作状態が異なるときのＦＤ部１５やサンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７の電位変化を同じにしているため、新たな駆動回路や電源等を必要とせず、低コストかつ高性能の固体撮像装置を実現できる。
【００４０】
よって、本発明により、固体撮像装置の高画素化および小型化が進行し、このような固体撮像装置を備えるカメラが普及してきた今日における本願発明の実用的価値は極めて高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００４２】
（実施形態１）
図１は、本実施形態１に係る固体撮像装置を利用したカメラの構成を示す図である。
【００４３】
図１に示されるようにカメラ１は、被写体の光学像を撮像素子に結像させるレンズ１０と、レンズ１０を通過した光学像の光学処理を行うミラーなどの光学系２０と、本願発明に係る固体撮像装置３０と、信号処理部６０と、デジタルシグナルプロセッサ（以下、「ＤＳＰ」とも記す。）７０等とを備える。
【００４４】
信号処理部６０は、固体撮像装置３０から出力されるフィールドスルーの信号と出力信号との差分をとるＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）回路６１と、ＣＤＳ回路６１から出力されるＯＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂｌａｃｋ）レベルの信号を検出するＯＢクランプ回路６２と、ＯＢレベルと有効画素の信号レベルとの差分をとり、その差分のゲインを調整するＧＣＡ（Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）６３と、ＧＣＡ６３から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）６４等とから構成される。
【００４５】
ＤＳＰ７０は、ＡＤＣ６４から出力されたデジタル信号に信号処理を施すと共に、固体撮像装置３０の制御を行う。
【００４６】
なお、固体撮像装置３０の基本構成は、図８、図１１に示したものと略同一であり、特に垂直駆動部１１２による駆動方法が異なるだけであるので、固体撮像装置３０の図示およびその構成要素の説明を省略する。
【００４７】
次いで、固体撮像装置３０における駆動方法を説明する。
【００４８】
図２は、本発明の実施形態１における固体撮像装置３０固体撮像装置の各駆動パルスの駆動タイミングを示す図であり、図３は垂直駆動部１１２の様子を示す図であり、図４は各タイミングでのＦＤ部１５の電位変化とサンプリングトランジスタ１１５後段での垂直信号線１１７の電位変化を示す図である。なお、図２（ａ）および図３（ａ）は、排出行選択部１１２２における有効画素期間に対応したタイミングチャートであり、図２（ｂ）および図３（ｂ）は、排出行選択部１１２２における垂直ブランキング期間に対応したタイミングチャートである。
【００４９】
図３（ａ）および図４における（ａ）の場合に示すように、排出行選択部１１２２における有効画素期間では、リセット信号をダミーでＯＮすることにより、ＦＤ部１５の電位が上がり、サンプリングトランジスタ１１５前後のカップリングによりサンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７の電位も上昇する。
【００５０】
一方、排出行選択部１１２２における垂直ブランキング期間では、排出行選択部１１２２から排出行リセット信号および排出行転送信号が伝達されないが、信号は図３（ｂ）および図４における（ｂ）の場合に示すように、読み出し行選択部１１２１のリセット信号により、リセットトランジスタ１３がＯＮするので、これによって、ＦＤ部１５の電位が上がり、サンプリングトランジスタ１１５前後のカップリングによりサンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７の電位も上昇する。
【００５１】
すなわち、このような駆動タイミングにすることにより、排出行選択部１１２２が有効期間中を動作しているときの排出行のＦＤ部１５の電位、あるいはサンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７の電位と、排出行選択部１１２２が動作していないときの排出行のＦＤ部１５の電位、あるいはサンプリングトランジスタ１１５の後段の垂直信号線１１７の電位とを同じにすることが可能となる。
【００５２】
したがって、本実施の形態１によれば、排出行選択部１１２２が動作しているときの排出行のＦＤ部１５の電位と、排出行選択部１１２２が動作していないときの排出行のＦＤ部１５の電位を同じにすることが可能となり、ＦＤ部の電位変動がサンプリングトランジスタ後段の垂直信号線へカップリングしやすいレイアウト構造であったとしても、画像不良の発生を防止できる。しかも、新たな駆動回路や電源等を必要としないため、低コストかつ高性能な電子シャッター動作を行う固体撮像装置を実現することができる。
【００５３】
（実施形態２）
次いで、固体撮像装置３０における他の駆動方法を説明する。
【００５４】
図５は、本発明の実施形態２における固体撮像装置の各駆動パルスの駆動タイミングを示す図であり、図６は垂直駆動部１１２の様子を示す図であり、図７は各タイミングでのＦＤ部１５の電位変化とサンプリングトランジスタ１１５後段での垂直信号線１１７の電位変化を示す図である。なお、図５（ａ）および図６（ａ）は、排出行選択部１１２２における有効画素期間に対応したタイミングチャートであり、図５（ｂ）および図６（ｂ）は、排出行選択部１１２２における垂直ブランキング期間に対応したタイミングチャートである。
【００５５】
図６（ａ）および図７の（ａ）の場合に示すように、排出行選択部１１２２における有効画素期間では、リセット信号をＯＮすることにより、ＦＤ部１５の電位が上がり、サンプリングトランジスタ１１５前後でのカップリングによりサンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７の電位も上昇する。
【００５６】
一方、排出行選択部１１２２における垂直ブランキング期間では、排出行選択部１１２２から排出行リセット信号および排出行転送信号が伝達されないが、信号は図６（ｂ）および図７の（ｂ）の場合に示すように、読み出し行選択部１１２１のリセット信号により、リセットトランジスタ１３がダミーでＯＮするので、これによって、ＦＤ部１５の電位が上がり、サンプリングトランジスタ１１５前後でのカップリングによりサンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７の電位も上昇する。
【００５７】
すなわち、このような駆動タイミングにすることによっても、排出行選択部１１２２が有効期間中を動作しているときの排出行のＦＤ部１５の電位、あるいはサンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７の電位と、排出行選択部１１２２が動作していないときの排出行のＦＤ部１５の電位、あるいはサンプリングトランジスタ１１５後段の垂直信号線１１７の電位とを同じにすることが可能となる。
【００５８】
したがって、このように本実施の形態２によれば、排出行選択部１１２２が動作しているときの排出行のＦＤ部１５の電位と、排出行選択部１１２２が動作していないときの排出行のＦＤ部１５の電位を同じにすることが可能となり、画像不良の発生を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明に係る固体撮像装置の駆動方法は、ＦＤ部の電位変動がサンプリングトランジスタ後段の垂直信号線へカップリングしやすいレイアウト構造であったとしても、画像不良の発生を防止できるとともに新たな駆動回路や電源等を必要としないため、低コストかつ高性能な電子シャッター動作を行う固体撮像装置を実現することができるので、デジタルカメラや、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施の形態に係る固体撮像装置を利用したカメラの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１における固体撮像装置３０固体撮像装置の各駆動パルスの駆動タイミングを示す図である。
【図３】垂直駆動部１１２の様子を示す図であり、特に図３（ａ）は、排出行選択部における有効画素期間に対応する図であり、図３（ｂ）は、排出行選択部における垂直ブランキング期間に対応する図である。
【図４】各タイミングでのＦＤ部１５の電位変化とサンプリングトランジスタ１１５後段での垂直信号線１１７の電位変化を示す図である。
【図５】本発明の実施形態２における固体撮像装置３０の各駆動パルスの駆動タイミングを示す図である。
【図６】垂直駆動部１１２の様子を示す図であり、特に図６（ａ）は、排出行選択部における有効画素期間に対応する図であり、図６（ｂ）は、排出行選択部における垂直ブランキング期間に対応する図である。
【図７】本発明の実施形態２における固体撮像装置の各駆動パルスの駆動タイミングおよび各タイミングでのＦＤ部および垂直信号線部の電位変化を示した図である。
【図８】従来の固体撮像装置の構成例を示す回路構成図。
【図９】従来の固体撮像装置における排出行選択部の有効画素期間に対応した概要を示した図であり、特に図９（ａ）は駆動回路構成図であり、図９（ｂ）は駆動タイミングチャートである。
【図１０】従来の固体撮像装置における排出行選択部の垂直ブランキング期間に対応した概要を示した図であり、特に図１０（ａ）は駆動回路構成図であり、図１０（ｂ）は駆動タイミングチャートである。
【図１１】従来の固体撮像装置の回路構成において、サンプリングトランジスタの前後でカップリングがある状態を示した図である。
【図１２】垂直駆動部１１２の様子を示す図であり、特に図１２（ａ）は、排出行選択部における有効画素期間に対応する図であり、図１２（ｂ）は、排出行選択部における垂直ブランキング期間に対応する図である。
【図１３】従来の固体撮像装置の各駆動パルスの駆動タイミングおよび各タイミングでのＦＤ部および垂直信号線部の電位変化を示した図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  カメラ
１１  フォトダイオード
１２  転送トランジスタ
１３  リセットトランジスタ
１４  増幅トランジスタ
１５  フローティングディフュージョン
３０  固体撮像装置
１００  画素
１０１  画素電源
１０２  リセットスイッチ線
１０３  転送スイッチ線
１０４  画素群
１０６  バイアス電流制御スイッチ線
１０７  バイアス電流制御トランジスタ
１０８  バイアス電流Ｉ０
１０９  垂直信号線
１１７  垂直信号線
１１０  水平信号線
１１１  水平選択トランジスタ
１１２  垂直シフトレジスタ
１１３  水平シフトレジスタ
１１４  タイミングジェネレータ
１１５  サンプリングトランジスタ
１１６  サンプリングトランジスタ駆動制御スイッチ線
１１２１  読み出し行選択部
１１２２  排出行選択部
１１２３  選択部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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