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固体撮像装置

【課題】RTSノイズに起因する欠陥画素検出を短い時間で検出することを課題とする。
【解決手段】入射光を電荷に変換する光電変換部(2)と、入力部の電位に基づく信号を出力する増幅部(3)と、前記光電変換部に保持された電荷を前記増幅部の入力部へ転送する転送部(4)と、前記増幅部の入力部の電位をリセットするリセット部(5)とを有する画素部(1)と、前記画素部から出力される出力信号に対してバッファ動作するバッファ部(10)と、前記出力信号を蓄積するメモリ部(12)とを有する固体撮像装置であって、前記バッファ部は、前記出力信号に対してバッファ動作する第1のモードと、前記出力信号の一定期間における最大値又は最小値を検出する第2のモードと、を切り替える切り替え手段を有することを特徴とする固体撮像装置が提供される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、固体撮像装置を搭載したデジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラの市場が拡大している。市場からの高画質化に対する要求に応えるべく、固体撮像装置としては多画素微細化と高S/N化が行なわれている。固体撮像装置の多画素微細化において、下記の非特許文献1に示すように、ランダムテレグラフシグナル(Random Telegraph Signal)ノイズと呼ばれる新たなノイズが問題となっている。以下、ランダムテレグラフシグナルノイズをRTSノイズという。RTSノイズは、画素を構成するトランジスタのうち、ゲート電極に光電変換信号を蓄積し、ソースフォロア回路で信号増幅を行うMOSトランジスタで発生することが知られている(非特許文献1参照)。非特許文献1によれば、RTSノイズは、MOSトランジスタのシリコンとシリコン酸化膜界面近傍のトラップに電荷が捕獲されているか放出されているかによって、増幅後の信号出力が変動することによって起こる。同一画素の出力を繰り返し読み出すと、出力がランダムに変動する。特に動画像では、当該画素が点滅を繰り返すように視認される。RTSノイズは、上記トラップの充放電の時定数により変動周期が決まり、長いものは秒単位の周期を有することも知られている。従って、RTSノイズによる欠陥画素を高い確率で検出するために、長い時間同一画素の出力を観測する必要がある。
【0003】
下記の特許文献1は、このRTSノイズに起因する欠陥画素を固体撮像装置の特性検査で行うものである。特許文献1によると、出力オフセット及び感度差補正が施された固体撮像装置の撮像出力を複数フレームにわたり監視し、当該複数フレーム中における出力値変動の大きさ又は頻度が判定基準を上回った画素を検出することにより欠陥画素を特定、検出している。
【0004】
【特許文献1】特開2003−298949号公報
【非特許文献1】X. Wang, P.R. Rao, A. Mierop, A.J.P. Theuwissen, “Random Telegraph Signal in CMOS Image Sensors Pixels”, IEEE Proceedings, IEDM 2006
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1の欠陥画素検出方法では、長い周期の点滅欠陥を検出するために数100フレームに渡る撮像を行っている。欠陥画素検出は複数フレームを撮像するために、フレーム数増加とともに検出時間も増大する。また、固体撮像装置の多画素微細化に伴い1フレーム撮像時間も増大する。
【0006】
本発明は、RTSノイズに起因する欠陥画素検出をより短い時間で検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の固体撮像装置は、入射光を電荷に変換する光電変換部と、入力部の電位に基づく信号を出力する増幅部と、前記光電変換部に保持された電荷を前記増幅部の入力部へ転送する転送部と、前記増幅部の入力部の電位をリセットするリセット部とを有する画素部と、前記画素部から出力される出力信号に対してバッファ動作するバッファ部と、前記出力信号を蓄積するメモリ部とを有する固体撮像装置であって、前記バッファ部は、前記出力信号に対してバッファ動作する第1のモードと、前記出力信号の一定期間における最大値又は最小値を検出する第2のモードと、を切り替える切り替え手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
第2のモードでは最大値又は最小値を検出することにより、少ないフレーム数又は短い検査時間でRTSノイズに起因する欠陥画素を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置の構成図である。説明の便宜上、2次元アレイ状に配置された複数の画素のうち1画素分の回路と、列毎の信号線及び読み出し回路を取り出して図示している。
【0010】
1は画素部である。2は入射光を電荷に変換するフォトダイオード(光電変換部)である。以下、フォトダイオードをPDという。3は入力部(ゲート)の電荷に基づく信号を出力する画素ソースフォロア(SF)トランジスタ(増幅部)である。4はPD2の電荷を画素SFトランジスタ3の入力部へ転送する転送MOSトランジスタ(転送部)である。5は画素SFトランジスタ3の入力部を所定の電位にリセットするリセットMOSトランジスタ(リセット部)である。6はPD2を選択する選択MOSトランジスタ(画素選択部)である。
【0011】
画素部1は、PD2、画素SFトランジスタ3、転送MOSトランジスタ4、リセットMOSトランジスタ5、及び選択MOSトランジスタ6で構成される。但し、本実施形態は、選択MOSトランジスタ6のない構成でも成り立つため選択MOSトランジスタ6の有無にはかかわらない。7は画素SFトランジスタ3の出力信号を伝達する信号線である。ここでは説明を簡略にするために、信号線7には画素部1が1個接続された状態を示しているが、複数の画素部1が設けられている場合には、複数の画素部1が信号線7に接続される。8はクランプ動作をするクランプ部(差動演算部)である。9はクランプ動作をするためのMOSスイッチ(PC0R)である。10は信号線7の出力信号を処理する信号処理回路部(バッファ部)である。11はバッファ動作と最大値保持動作の切り替えを行う動作切り替え制御端子である。12は信号処理回路部10の出力信号を蓄積するラインメモリ部である。ラインメモリ部12は、容量14とMOSスイッチ13とMOSスイッチ15で構成される。
【0012】
図2は、図1の固体撮像装置の第1のモードの駆動パルスタイミングを示す図である。第1のモードは、通常撮像動作モードである。図2中のパルス名称の括弧内に付された符号は図1の構成の符号と同じである。図3のMOSスイッチ11は、時刻t1〜t13において、ゲート電圧がハイレベルであり、オンである。
【0013】
時刻t1以降、選択MOSトランジスタ6のゲート電圧がハイレベルとなることで、選択MOSトランジスタ6はオンとなる。選択MOSトランジスタ6は当該画素部1を選択する。これにより、選択された画素部1に含まれる画素SFMOSトランジスタ3のゲート電位に応じて信号線7の電位が変化する。時刻t2〜t3において、リセットMOSトランジスタ5のゲート電圧がハイレベルとなることで、リセットMOSトランジスタ5がオンとなる。リセットMOSトランジスタ5は、画素SFトランジスタ3の入力部を所定の電位(例えば電源電位)にリセットする。時刻t4〜t5までの期間、MOSスイッチ9のゲート電圧がハイレベルとなることで、MOSスイッチ9がオンし、クランプ部8はノイズ信号のクランプ動作を行う。クランプ動作では、画素部1の画素SFMOSトランジスタ3のゲートがリセットされたことに対応するノイズ信号Nがクランプされる。次に、転送MOSトランジスタ4のゲート電圧が時刻t6にハイレベルになることで、転送MOSトランジスタ4がオンになる。転送MOSトランジスタ4は信号PTXがハイレベルである期間に、PD2に蓄積された光信号電荷を画素SFトランジスタ3の入力部に転送する。これにより、画素SFトランジスタ3のゲート電位は、リセットMOSトランジスタ5によってリセットした直後の電位に対して、PD2に蓄積された光信号電荷の電荷量に応じた分だけ変動する。画素SFトランジスタ3は、入力部の光信号電荷に基づく信号Sを出力し、信号Sは信号線7へ送られる。なお、信号Sには、ノイズ信号Nに相当する成分が重畳されている。この結果、クランプ部8では、信号Sからクランプされたノイズ信号Nが減算される。すなわち、クランプ部(差分演算部)8は、リセットMOSトランジスタ5によりリセットされた時の画素SFトランジスタ3が出力するノイズ信号Nと、転送MOSトランジスタ4により転送された時の画素SFトランジスタ3が出力する光信号との差分演算を行う。減算された信号(S−N)は信号処理回路部10を通り、ラインメモリ部12へ出力される。この時、信号処理回路部(バッファ部)10は、クランプ部8の出力信号に対してバッファ動作する。MOSスイッチ13のゲート電圧が時刻t9にハイレベルとなることで、MOSスイッチ13がオンし、信号線7の出力が容量14に蓄積される。MOSスイッチ15のゲート電圧が時刻t12にハイレベルとなることで、MOSスイッチ15がオンし、容量14に蓄積された信号が外部へ出力される。
【0014】
図3は、図1の信号処理回路部10の回路図である。信号処理回路部10は、差動増幅回路11aと、差動増幅回路11aの出力信号を入力とするソースフォロア回路11bと、バッファ動作と最大値保持動作の切り替えを行うMOSスイッチ(切り替え手段)11で構成される。MOSスイッチ11はNMOSトランジスタであり、その制御端子(ゲート)が図1の制御端子11に接続される。ノードaは差動増幅回路11aの出力、in及びノードbは差動増幅回路11aの入力端子である。inは非反転入力端子であり、bは反転入力端子である。入力inにはクランプ部8の出力端子が接続される。ソースフォロア回路11bの出力端子outは、差動増幅回路11aの反転入力端子(ノード)bとMOSスイッチ11のドレイン端子とに接続されている。また、MOSスイッチ11のゲート端子に所定の電圧を印加することで、MOSスイッチ11はソースフォロア回路11bの定電流源として動作する。信号処理回路部10は出力outを入力inの電圧にフィードバックすることで、バッファ動作をする。MOSスイッチ11は、ソースフォロア回路11bの出力端子と基準電位ノード(グランド電位ノード)との導通又は遮断を切り替える。
【0015】
次に、ランダムテレグラフシグナルノイズ(RTSノイズ)を起因とする欠陥画素検出動作の説明をする。図4は、第2のモード(欠陥画素検出モード)時の駆動パルスタイミング図である。図2の通常撮像動作モード時における動作タイミングとの違いは、MOSスイッチ13のゲート電圧のハイレベル期間である時刻t8からt11の間、MOSスイッチ11をオフ(遮断)にすることである。MOSスイッチ11をオフにすることで、出力outの電圧を下げるためのソースフォロアの電流供給がなくなる。ソースフォロアの電流供給がなくなることで、出力outの電圧は低下することができず、出力outの電位は上昇しかできなくなる。そのため、信号処理回路部10は、時刻t8からt11までの期間における画素SFトランジスタ3の最大値を保持することが可能となる。時刻t8〜t10の期間を充分長く設定することで、その間にRTSノイズによって生じた出力変動を、出力の最大値として検出することができる。
【0016】
RTSノイズは、電荷の捕獲状態と放出状態を交互に繰り返す。捕獲状態と放出状態によって信号出力にRTSノイズ信号ΔNが重畳するかしないかが決まる。ノイズ信号NにRTSノイズΔNが加算されると、クランプ部8にはノイズ信号(N+ΔN)がクランプされる。RTSノイズΔNが加算されないと、クランプ部8にはノイズ信号Nがそのままクランプされる。光出力信号Sを読み出す際にも、同様に、RTSノイズ信号ΔNが重畳する場合としない場合がある。光出力信号SにRTSノイズΔN信号が重畳されると、信号出力はS+ΔNとなり、重畳されないと信号出力はSのままである。ノイズ信号Nの読み出し時と光信号Sの読み出し時にRTSノイズΔNはランダムに発生するので、クランプ部8を介して読み出される信号(S−N)は以下の3通りの出力値をとる。第一は、ノイズ信号がNのままで光信号が(S+ΔN)の場合であり、クランプ動作後の出力は、(S+ΔN)−N=(S−N)+ΔNとなる。第二は、ノイズ信号が(N+ΔN)で光信号がSのままの場合であり、この場合、クランプ動作後の出力は、S−(N+ΔN)=(S−N)−ΔNとなる。第三は、ノイズ信号及び光信号がそれぞれN及びSのままの場合と、ノイズ信号及び光信号がそれぞれ(N+ΔN)及び(S+ΔN)の場合であり、この場合、クランプ動作後の出力は、(S−N)となる。
【0017】
本実施形態では、上記の3値のうち、ΔN>0とし、(S−N)+ΔNの場合を検知するものである。その特徴は信号処理回路部10のMOSスイッチ11をオン、オフ切り替えることで、RTSノイズΔNに起因する欠陥画素検出回路として用いることである。欠陥画素検出時には、信号処理回路部10により時刻t8からt11までの期間における画素SFトランジスタ3の最大値をラインメモリ部12の容量14に蓄積することができる。出力の最大値が大きい画素は点滅欠陥画素として判断できる。時刻t8〜t10を充分に長く設定することにより、1回の検出動作でも欠陥画素を検出することができる。
【0018】
図5は、図1の信号処理回路部10の別の構成例である。この構成は差動増幅回路11aのみであり、MOSスイッチ11は差動増幅回路11a内のMOSトランジスタとなる。MOSスイッチ11のゲート端子に所定の電圧を印加することで、MOSスイッチ11は差動増幅回路11aの定電流源として動作する。差動増幅回路11aの反転入力端子(ノード)bは差動増幅回路11aの出力端子out(ノードa)と短絡されている。信号処理回路部10は出力outを入力(非反転入力端子)inの電圧にフィードバックすることで、バッファ動作をする。点滅欠陥画素検出には、図4のMOSスイッチ13のゲート電圧のハイレベル期間である時刻t8からt11の間、MOSスイッチ11をオフにする。これにより信号処理回路部10は時刻t8からt10までの期間における画素SFトランジスタ3の最大値を保持し続けることになるため、1回の撮像でも欠陥画素を検出することが可能となる。
【0019】
以上のように、信号処理回路10は、クランプ部8の出力信号に対してバッファ動作する第1のモード(図2)と、クランプ部8の出力信号の一定期間中の最大値を検出する第2のモード(図4)とを切り替えるMOSスイッチ(切り替え手段)11を有する。第1のモードは、通常の撮像動作として使用する。第2のモードは、RTSノイズに起因する欠陥画素の検出に使用する。
【0020】
特許文献1に記載の技術によれば、点滅欠陥画素を検出するために複数フレームにわたって撮像動作を繰り返す。そのため、繰り返すフレーム数に応じて検出に要する時間が増大する。特に、固体撮像装置から信号を取り出すのに要する時間は無視できない。これに対して、本発明は、信号処理回路部で最大値を検出する期間を十分に長くすることで欠陥画素を検出することができるので、固体撮像装置から信号を読み出すのに要する時間を削減することが可能になる。
【0021】
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態の固体撮像装置の等価回路図は図1と同じである。図6は、本発明の第2の実施形態の信号処理回路部10の回路図である。信号処理回路部10は、バッファ動作と最小値保持動作の切り替えを行う。信号処理回路部10は、差動増幅回路11aとソースフォロア回路11bと、バッファ動作と最小値保持動作の切り替えを行うMOSスイッチ11で構成される。第1の実施形態と異なり、MOSスイッチ11はPMOSトランジスタである。ノードaは差動増幅回路11aの出力、in及びノードbは差動増幅回路11aの入力端子である。inは非反転入力、bは反転入力端子である。入力inにはクランプ部8の出力端子が接続される。ソースフォロア回路11bの出力端子outは、差動増幅回路11aの反転入力端子(ノード)bとMOSスイッチ11のドレイン端子とに接続されている。MOSスイッチ11は、ソースフォロア回路11bの出力端子と電源電位ノードとの導通又は遮断を切り替える。
【0022】
本実施形態での通常時の駆動パルスタイミング図は、第1の実施形態の駆動タイミングの図2と、MOSスイッチ11を駆動する信号の極性が逆転する以外は全く同じである。MOSスイッチ11はPMOSトランジスタであり、ゲート電圧がハイレベルの時には、オフしている。MOSスイッチ11をオンすることで、ソースフォロアの電流源として動作する。信号処理回路部10は出力outを入力inの電圧にフィードバックすることで、バッファ動作をする。
【0023】
RTSノイズに起因する画素欠陥を検出する駆動パルスタイミング図は第1の実施形態の図4と、MOSスイッチ11を駆動する信号の極性が逆転する以外は全く同じである。以下、図4を用いて動作を説明する。MOSスイッチ13のゲート電圧のハイレベル期間である時刻t8からt11の間、MOSスイッチ11をオフ(遮断)にすることで、出力outの電圧を上げるためのソースフォロアの電流供給が遮断される。ソースフォロアの電流供給がなくなることで、出力outの電圧は上昇することができなくなり、出力outの電圧は低下しかできなくなる。そのため、信号処理回路部10は時刻t8からt11までの期間における画素SFトランジスタ3の最小値を保持することが可能となる。時刻t8〜t11の期間を充分長く設定することで、その間にRTSノイズによって生じた出力変動を、出力の最小値として検出することができる。
【0024】
第1の実施形態で述べたように、クランプ動作後の出力は、(S−N)と(S―N+ΔN)と(S−N−ΔN)の3値をとる。本実施形態では、このうち(S−N−ΔN)(ただしΔN>0)を、最小値回路を用いて検出することで、RTSノイズに起因する画素欠陥を検出する。その特徴は信号処理回路部10のMOSスイッチ11をオン、オフ切り替えることで欠陥画素検出回路として用いることである。欠陥画素検出時には、信号処理回路部10により時刻t8からt10までの期間における画素SFトランジスタ3の最小値をラインメモリ部12の容量14に蓄積することができる。時刻t8〜t10までの期間を充分長く設定することにより、従来方法と比較して短時間ながら同じ検出確率で欠陥画素を検出することができる。例えば、画素数1000万個の固体撮像装置のRTSノイズに起因する欠陥画素を1.2秒で検出することができた。
【0025】
以上のように、信号処理回路10は、クランプ部8の出力信号に対してバッファ動作する第1のモードと、クランプ部8の出力信号の一定期間中の最小値を検出する第2のモードとを切り替えるMOSスイッチ(切り替え手段)11を有する。
【0026】
時間短縮の効果は、第1の実施形態の最大値検出回路を用いた場合と同様であり、回路構成の違い以外に得失はない。
【0027】
(第3の実施形態)
図7は、本発明の第3の実施形態に係る固体撮像装置の構成図である。図1と同様に、説明の便宜上、アレイ状に配置された複数画素のうち1画素分の回路と、列毎の信号線及び読み出し回路を取り出して図示している。本実施形態は、列毎の読み出し回路に列アンプ部を付加することで、回路ノイズが小さい段階で信号を増幅し、S/Nを向上させている。
【0028】
画素部1、フォトダイオード2、画素SFトランジスタ3、転送MOSトランジスタ4、リセットMOSトランジスタ5の構成と役割は、図1と全く同じである。16は画素SFトランジスタ3から出力された信号を増幅する列アンプ部である。列アンプ部16は2段構成となっており、列アンプ前段17と列アンプ後段に位置する信号処理回路部10で構成される。列アンプ前段17は、容量フィードバック型の差動アンプ及びクランプ部を有する。11はバッファ動作と最大値保持動作の切り替えを行うMOSスイッチの制御端子である。ラインメモリ部12は容量(CTN)19、MOSスイッチ18、容量(CTS)21、MOSスイッチ20で構成される。容量19は列アンプ部16のオフセット電圧のみを蓄積する。容量21は列アンプ部16のオフセット電圧を含んだ光信号を蓄積する。そして、22は列アンプ部16のオフセット電圧を除去した光信号を出力する出力段である。
【0029】
図8は、図7の固体撮像装置の第1のモード(通常撮像動作モード)駆動パルスタイミング図である。MOSスイッチ11は、ゲート電圧がハイレベルであり、オンである。リセットMOSトランジスタ5のゲート電圧が時刻t2からt3までの期間ハイレベルとなることで、リセットMOSトランジスタ5がオンとなる。リセットMOSトランジスタ5が画素SFトランジスタ3の入力部を所定の電位にリセットする。MOSスイッチ9のゲート電圧が時刻t4にハイレベルとなることで、MOSスイッチ9がオンし、列アンプ前段(クランプ部)17は信号線7のノイズ信号に対してクランプ動作を行う。クランプ動作は画素部1のノイズ信号Nがクランプされる。MOSスイッチ18のゲート電圧が時刻t6にハイレベルとなることで、MOSスイッチ18がオンし、ラインメモリ部12の容量19に列アンプ部16のオフセット電圧が蓄積させる。次に、転送MOSトランジスタ4のゲート電圧が時刻t8にハイレベルになることで、転送MOSトランジスタ4がオンになる。転送MOSトランジスタ4はPD2に蓄積された光信号電荷を画素SFトランジスタ3の入力部に転送する。画素SFトランジスタ3は、入力部の光信号電荷に基づく信号Sを出力し、信号Sは信号線7へ伝達される。列アンプ前段17は、信号Sからクランプされたノイズ信号Nを減算する。すなわち、列アンプ前段17は、差分演算部を有する。差分演算部17は、リセットMOSトランジスタ5によりリセットされた時の画素SFトランジスタ3が出力するノイズ信号Nと、転送MOSトランジスタ4により転送された時の画素SFトランジスタ3が出力する光信号Sとの差分演算を行う。減算された信号(S−N)は列アンプ部16で増幅される。増幅された信号はラインメモリ部12の容量21に蓄積される。この時、容量21に蓄積された信号は列アンプ部16のオフセット電圧が含まれた光信号である。出力段22は、容量21に蓄積された信号から容量19に蓄積された信号を減算することで、列アンプ部16のオフセット電圧を除去し、ノイズが減算された光信号(S−N)を出力する。
【0030】
信号処理回路部10は、第1の実施形態で適用した図2、図3のどちらの回路でも可能である。信号処理回路部10は出力outを入力inの電圧にフィードバックすることで、バッファ動作をする。
【0031】
図9は、第2のモード(欠陥画素検出モード)時の駆動パルスタイミング図である。MOSスイッチ20のゲート電圧がハイレベルとなる時刻t11からt12までの期間において、MOSスイッチ11をオフにすることで、欠陥画素検出動作をする。それ以外は図8と同様である。MOSスイッチ11がオフとなる時刻t10からMOSスイッチ20がオフとなる時刻t12までの期間を充分長く設定することで、RTSノイズに起因する画素欠陥を最大値により検出する。最大値検出により、RTSノイズを検出する原理は第1の実施形態と全く同じである。本実施形態の読み出し部10の代わりに、第2の実施形態の最小値回路を使用することで、最小値を検出する欠陥検査回路を構成することもできる。また、本実施形態による検査時間の短縮効果は第1の実施形態及び第2の実施形態と同じである。
【0032】
本実施形態では、2次元固体撮像装置のS/N比を向上させる手段として列アンプ回路を用いた欠陥検出回路を示した。
【0033】
以上のように、信号処理回路10は、列アンプ前段17の出力信号に対してバッファ動作する第1のモード(図8)と、列アンプ前段17の出力信号の一定期間中の最大値又は最小値を検出する第2のモード(図9)とを切り替えるMOSスイッチ11を有する。
【0034】
以上のように、第1〜第3の実施形態によれば、固体撮像装置の列読み出し回路中に最大値検出回路あるいは最小値検出回路を設けることによって、少ないフレーム数あるいは短い検査時間でRTSノイズに起因する欠陥画素を検出することが可能になる。これにより、短時間のRTSノイズに起因する欠陥画素検出が可能となる。
【0035】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置の構成図である。
【図2】第1の実施形態の固体撮像装置の駆動パルスタイミング図である。
【図3】第1の実施形態の固体撮像装置の信号処理回路図である。
【図4】第1の実施形態の固体撮像装置の欠陥画素検出動作の駆動パルスタイミング図である。
【図5】第1の実施形態の固体撮像装置の信号処理回路の別の例を示す回路図である。
【図6】本発明の第2の実施形態に係る固体撮像装置の信号処理回路図である。
【図7】本発明の第3の実施形態に係る固体撮像装置の構成図である。
【図8】第3の実施形態の固体撮像装置の駆動パルスタイミング図である。
【図9】第3の実施形態の固体撮像装置の欠陥画素検出動作の駆動パルスタイミング図である。
【符号の説明】
【0037】
1 画素部
2 フォトダイオード(PD)
3 画素ソースフォロア(SF)トランジスタ
4 転送MOSトランジスタ(PTX)
5 リセットMOSトランジスタ(PRES)
6 選択MOSトランジスタ(PSEL)
7 信号線
8 クランプ部
9 MOSスイッチ(PC0R)
10 信号処理回路部
11 MOSスイッチ(動作切り替え制御端子)
12 ラインメモリ部
13 MOSスイッチ(PTC1)
14 容量(CTC)
15 MOSスイッチ(PTC2)
16 列アンプ
17 列アンプ前段
18 MOSスイッチ(PTN)
19 容量(CTN)
20 MOSスイッチ(PTS)
21 容量(CTS)
22 出力段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
入射光を電荷に変換する光電変換部と、入力部の電位に基づく信号を出力する増幅部と、前記光電変換部に保持された電荷を前記増幅部の入力部へ転送する転送部と、前記増幅部の入力部の電位をリセットするリセット部とを有する画素部と、
前記画素部から出力される出力信号に対してバッファ動作するバッファ部と、
前記出力信号を蓄積するメモリ部と
を有する固体撮像装置であって、
前記バッファ部は、前記出力信号に対してバッファ動作する第1のモードと、前記出力信号の一定期間における最大値又は最小値を検出する第2のモードと、を切り替える切り替え手段を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項2】
前記リセット部により前記入力部がリセットされたことに基づいて前記増幅部が出力するノイズ信号と、前記転送部により電荷が前記光電変換部から前記入力部に転送されたことに基づいて前記増幅部が出力する光信号との差分演算を行う差分演算部を有し、
前記差分演算部は、前記ノイズ信号をクランプするクランプ部を有することを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
【請求項3】
前記差分演算部は、容量フィードバック型の差動アンプを有することを特徴とする請求項2記載の固体撮像装置。
【請求項4】
前記バッファ部は、非反転入力端子に前記出力信号を受ける差動増幅回路と、前記差動増幅回路の出力信号を入力とするソースフォロア回路とを有し、前記ソースフォロア回路の出力端子が前記差動増幅回路の反転入力端子に接続されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
【請求項5】
前記切り替え手段は、前記第1のモードにおいて前記ソースフォロア回路の出力端子と基準電位ノードとを導通させ、前記第2のモードにおいて前記ソースフォロア回路の出力端子と基準電位ノードとを遮断することを特徴とする請求項4記載の固体撮像装置。
【請求項6】
前記切り替え手段は、前記第1のモードにおいて前記ソースフォロア回路の出力端子と電源電位ノードとを導通させ、前記第2のモードにおいて前記ソースフォロア回路の出力端子と電源電位ノードとを遮断することを特徴とする請求項4記載の固体撮像装置。
【請求項7】
前記バッファ部は、非反転入力端子に前記出力信号を受ける差動増幅回路を有し、
前記差動増幅回路は定電流源を含むとともに、
前記差動増幅回路の反転入力端子は前記差動増幅回路の出力端子と短絡されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
【請求項8】
前記切り替え手段は、前記第1のモードにおいて前記定電流源を動作させ、前記第2のモードにおいて前記定電流源を遮断することを特徴とする請求項7記載の固体撮像装置。
【請求項9】
前記第1のモードは通常の撮像動作として使用し、
前記第2のモードはランダムテレグラフシグナルノイズに起因する欠陥画素の検出に使用することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の固体撮像装置。

【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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