JP3870088B2 - 固体撮像装置及びシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像装置及びシステムに関し、特に、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、イメージスキャナ用のイメージ入力装置に広範に用いられる固体撮像装置及びシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高解像化のため、微細化プロセスを用いた光電変換素子のセルサイズ縮小が精力的に行われる一方、光電変換信号出力が低下することなどから、光電変換信号を増幅して出力することが可能な増幅型の固体撮像装置が注目されている。
【０００３】
このような増幅型固体撮像装置には、ＭＯＳ型、ＡＭＩ型、ＣＭＤ型、ＢＡＳＩＳ型等がある。このうち、ＭＯＳ型はフォトダイオードで発生した光キャリアをＭＯＳトランジスタのゲート電極に蓄積し、走査回路からの駆動タイミングに従って、その電位変化を出力部へ電荷増幅して出力するものである。
【０００４】
このＭＯＳ型のうち、光電変換部や、その周辺回路部を含め全てＣＭＯＳプロセスで実現するＣＭＯＳ型固体撮像装置が特に注目されてきている。
【０００５】
図５は、従来のＣＭＯＳ型固体撮像装置の等価回路図である。図７は、図５の水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３、リセットスイッチＮ５１４、水平走査回路ブロック５、差動増幅回路５１の模式的な実装平面図である。なお、図７には、第一の配線層及び第二の配線層の二つの配線層で上記各部を接続している様子を示している。
【０００６】
図５には、以下説明する画素部１と、垂直走査回路ブロック２と、水平走査回路ブロック５と、入力ＭＯＳトランジスタＮ５１と、負荷ＭＯＳトランジスタＮ５２〜Ｎ５４と、クランプ容量Ｃ０１〜Ｃ０３と、クランプスイッチＮ５５〜Ｎ５７と、転送スイッチＮ５８〜Ｎ５１０と、信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３と、水平転送スイッチＮ５１１〜５１３と、リセットスイッチＮ５１４と、差動増幅回路５１とを備えている。
【０００７】
画素部１に備えられているフォトダイオードＤ１１〜Ｄ３３は、光信号電荷を発生する。こでではアノード側が接地されている。フォトダイオードＤ１１〜Ｄ３３のカソード側は、転送ＭＯＳトランジスタＭ１１１〜Ｍ１３３を介して増幅ＭＯＳトランジスタＭ３１１〜Ｍ３３３のゲートに接続されている。
【０００８】
また、増幅ＭＯＳトランジスタＭ３１１〜Ｍ３３３のゲートには、これをリセットするためのリセットＭＯＳトランジスタＭ２１１〜Ｍ２３３のソースが接続され、リセットＭＯＳトランジスタＭ２１１〜Ｍ２３３のドレインは、リセット電源に接続されている。
【０００９】
さらに、増幅ＭＯＳトランジスタＭ３１１〜Ｍ３３３のドレインは電源に接続され、ソースは選択ＭＯＳトランジスタＭ４１１〜Ｍ４３３のドレインに接続されている。転送ＭＯＳトランジスタＭ１１１のゲートは、横方向に延長して配置される第１の行選択線（垂直走査線）ＰＴＸ１に接続される。
【００１０】
同じ行に配置された他の画素セルの同様な転送ＭＯＳトランジスタＭ１２１，Ｍ１３１のゲートも第１の行選択線ＰＴＸ１に共通に接続される。リセットＭＯＳトランジスタＭ２１１のゲートは、横方向に延長して配置される第２の行選択線（垂直走査線）ＰＲＥＳ１に接続される。
【００１１】
同じ行に配置された他の画素セルの同様なリセットＭＯＳトランジスタＭ２２１，Ｍ２３１のゲートも第２の行選択線ＰＲＥＳ１に共通に接続される。選択ＭＯＳトランジスタＭ４１１のゲートは、横方向に延長して配置される第３の行選択線（垂直走査線）ＰＳＥＬ１に接続される。
【００１２】
同じ行に配置された他の画素セルの同様な選択ＭＯＳトランジスタＭ４２１，Ｍ４３１のゲートも第３の行選択線ＰＳＥＬ１に共通に接続される。これら第１〜第３の行選択線は、垂直走査回路ブロック２に接続され、後述する動作タイミングに基づいて信号電圧が供給される。
【００１３】
図５に示されている残りの行においても同様な構成の画素セルと、行選択線が設けられる。これらの行選択線には、垂直走査回路ブロック２により形成されたＰＴＸ２〜ＰＴＸ３、ＰＲＥＳ２〜ＰＲＥＳ３、ＰＳＥＬ２〜ＰＳＥＬ３が供給される。選択ＭＯＳトランジスタＭ４１１のソースは、縦方向に延長して配置される垂直信号線Ｖ１に接続される。
【００１４】
同じ列に配置される画素セルの同様な選択ＭＯＳトランジスタＭ４１２，Ｍ４１３のソースも垂直信号線Ｖ１に接続される。垂直信号線Ｖ１は負荷手段である負荷ＭＯＳトランジスタＮ５２に接続される。
【００１５】
図５に示されている残りの垂直信号線Ｖ２〜Ｖ３においても同様に選択ＭＯＳトランジスタ、負荷ＭＯＳトランジスタが接続される。
【００１６】
さらに、負荷ＭＯＳトランジスタＮ５２〜Ｎ５４のソースは共通のＧＮＤライン４に、ゲートは入力ＭＯＳトランジスタＮ５１のゲート及びドレインに共通に接続されるとともに電圧入力端子Ｖｂｉａｓに接続される。
【００１７】
垂直信号線Ｖ１は、クランプ容量Ｃ０１と転送スイッチＮ５８を介して信号を一時保持するための容量ＣＴ１に接続され、水平転送スイッチＮ５１１を介して差動増幅回路５１の反転入力端子（水平出力線）に接続される。
【００１８】
差動増幅回路５１の正転入力端子は水平出力線のリセット電圧Ｖｒｅｓに、反転入力端子はリセットスイッチＮ５１４を介して水平出力線のリセット電圧Ｖｒｅｓにそれぞれ接続される。信号保持容量ＣＴ１の逆側の端子は接地されている。
【００１９】
クランプ容量Ｃ０１と転送スイッチＮ５８との接続点はクランプスイッチＮ５５を介してクランプ電源に接続される。水平転送スイッチＮ５１１のゲートは信号線Ｈ１に接続され、水平走査回路ブロック５に接続される。
【００２０】
図５に示されている残りの列Ｖ２〜Ｖ３においても同様な構成の読み出し回路が設けられる。また、各列に接続されたクランプスイッチＮ５５〜Ｎ５７のゲート及び転送スイッチＮ５８〜Ｎ５１０のゲートは、クランプ信号入力端子ＰＣ０Ｒ及び転送信号入力端子ＰＴにそれぞれ共通に接続され、後述する動作タイミングに基づいてそれぞれ信号電圧が供給される。
【００２１】
図６は、図５に示すＣＭＯＳ型固体撮像装置の動作を示すタイミングチャートである。フォトダイオードＤ１１〜Ｄ３３からの光信号電荷の読み出しに先立って、リセットＭＯＳトランジスタＭ２１１〜Ｍ２３１のゲートＰＲＥＳ１がハイレベルとなる。
【００２２】
これによって、増幅ＭＯＳトランジスタＭ３１１〜Ｍ３３１のゲートがリセット電源にリセットされる。リセットＭＯＳトランジスタＭ２１１〜Ｍ２３１のゲートＰＲＥＳ１がローレベルに復帰すると同時にクランプスイッチＮ５５〜Ｎ５７のゲートＰＣ０Ｒがハイレベルになった後に、選択ＭＯＳトランジスタＭ４１１〜Ｍ４３１のゲートＰＳＥＬ１がハイレベルとなる。
【００２３】
これによって、リセットノイズが重畳されたリセット信号（ノイズ信号）が垂直信号線Ｖ１〜Ｖ３に読み出されクランプ容量Ｃ０１〜Ｃ０３にクランプされる。同時に転送スイッチＮ５８〜Ｎ５１０のゲートＰＴがハイレベルとなり、信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３がクランプ電圧にリセットされる。
【００２４】
つぎに、クランプスイッチＮ５５〜Ｎ５７のゲートＰＣ０Ｒがローレベルに復帰する。つぎに、転送ＭＯＳトランジスタＭ１１１〜Ｍ１３１のゲートＰＴＸ１がハイレベルとなり、フォトダイオードＤ１１〜Ｄ３１の光信号電荷が、増幅ＭＯＳトランジスタＭ３１１〜Ｍ３３１のゲートに転送されると同時に光信号が垂直信号線Ｖ１〜Ｖ３に読み出される。
【００２５】
つぎに、転送ＭＯＳトランジスタＭ１１１〜Ｍ１３１のゲートＰＴＸ１がローレベルに復帰した後、転送スイッチＮ５８〜Ｎ５１０のゲートＰＴがローレベルとなる。これによって、リセット信号からの変化分（光信号）が信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に読み出される。
【００２６】
ここまでの動作で、第１行目に接続された画素セルの光信号が、それぞれの列に接続された信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持される。
【００２７】
つぎに、リセットＭＯＳトランジスタＭ２１１〜Ｍ２３１のゲートＰＲＥＳ１及び転送ＭＯＳトランジスタＭ１１１〜Ｍ１３１のゲートＰＴＸ１がハイレベルとなり、フォトダイオードＤ１１〜Ｄ３１の光信号電荷がリセットされる。
【００２８】
この後、水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号によって、各列の水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートが順次ハイレベルとなり、信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持されていた電圧が、順次水平出力線に読み出され、出力端子ＯＵＴに順次出力される。
【００２９】
各列の信号読み出しの合間でリセットスイッチＮ５１４によって水平出力線がリセット電圧Ｖｒｅｓにリセットされる。以上で、第１行目に接続された画素セルの読み出しが完了する。以下同様に、垂直走査回路ブロックからの信号によって第２行目以降に接続された画素セルの信号が順次読み出され、全画素セルの読み出しが完了する。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術は、水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のソースが共通に接続された水平出力線が、水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲート・ソース間容量を介してゲート端子を駆動する信号線Ｈ１〜Ｈ３に容量結合されている。
【００３１】
また、水平出力線は、水平走査回路ブロック５からの信号線Ｈ１〜Ｈ３の配線と重なっており容量結合している。信号線Ｈ１〜Ｈ３を通る信号は水平走査回路ブロック５の電源及びＧＮＤから供給されており、結果的に水平走査回路ブロック５の電源及びＧＮＤに容量結合している。
【００３２】
さらに、水平出力線の配線は半導体基板上に設けられており、半導体基板とも容量結合している。図６を用いて説明した駆動方法のように、水平出力線に信号が読み出されるタイミングでは入力端子はハイインピーダンス（フローティング）の状態であり、容量結合による外乱ノイズの影響を受けやすい。
【００３３】
水平走査回路ブロック５の電源及びＧＮＤは一般的に、デジタル回路の貫通電流等の影響により、スパイク状のノイズが重畳していることが多く、このノイズが水平出力線に影響を与える。結果的に差動増幅回路５１の出力波形（センサ出力波形）に影響を与え、本来の被写体の像が得られないという問題があった。
【００３４】
そこで、本発明は、差動増幅回路の出力にノイズ等の影響を与えない固体撮像装置を提供することを課題とする。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、被写体からの光を複数の光電変換素子で信号電荷に変換し、各光電変換素子で変換された信号電荷を、リファレンス信号が供給される差動増幅回路で増幅することによって、前記被写体の画像信号を生成する固体撮像装置において、前記複数の光電変換素子に共通に設けられた垂直信号線と、該垂直信号線に設けられた第１の容量とを有し、前記各光電変換素子からの信号を前記第１の容量に保持した後、前記差動増幅回路へ順次出力する第１の水平出力線と、前記差動増幅回路へ前記リファレンス信号を供給する第２の水平出力線とを有し、前記第１の水平出力線と予め決められた配線との間の結合容量と、前記第２の水平出力線と前記配線との間の結合容量とを合わせている。
【００３６】
すなわち、本発明は、差動増幅回路への入力信号に同じようにノイズ等を重畳させることで、差動増幅回路でノイズ等を差分して、差動増幅回路の出力信号からノイズ等を除去するようにしている。
【００３７】
また、本発明のビデオカメラ、ビデオスチルカメラ、原稿画像読取システムなどを含む固体撮像システムは、固体撮像装置を備えている。
【００３８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の固体撮像装置の等価回路図である。図１の画素部１、入力ＭＯＳトランジスタＮ５１、負荷ＭＯＳトランジスタＮ５２〜Ｎ５４、クランプ容量Ｃ０１〜Ｃ０３、クランプスイッチＮ５５〜Ｎ５７、転送スイッチＮ５８〜Ｎ５１０、信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３は、図５と同様の構成である。なお、図１において、図５に示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【００３９】
信号を一時保持するための容量ＣＴ１〜ＣＴ３は、水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３を介して差動増幅回路５１の反転入力端子（水平出力線）に接続され、水平出力線はリセットスイッチＮ５１４を介してリセット電圧Ｖｒｅｓに接続される。
【００４０】
水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートは信号線Ｈ１〜Ｈ３に接続され、水平走査回路ブロック５に接続される。
【００４１】
差動増幅回路５１の正転入力端子には、ドレインがリセット電圧Ｖｒｅｓに接続されたスイッチＮ１１〜Ｎ１３が接続され、スイッチＮ１１〜Ｎ１３のゲートは水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３と同様、信号線Ｈ１〜Ｈ３に接続される。
【００４２】
さらに、正転入力端子はリセットスイッチＮ１４を介してリセット電圧Ｖｒｅｓに接続される。
【００４３】
特に限定はしないが、水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３とスイッチＮ１１〜Ｎ１３、リセットスイッチＮ５１４とＮ１４は同一形状のスイッチである方が望ましい。
【００４４】
また、図１では簡単のため３行３列の２次元画素アレイとしているが、このサイズに限定したものではなく、さらに、１次元のリニアセンサについても同様の構成が採れることはいうまでもない。
【００４５】
つぎに、本実施形態の固体撮像装置の動作について説明する。信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持するまでの動作は、図６に基づく説明と同様である。
【００４６】
信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持された信号は、水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号によって、各列の水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートが順次ハイレベルとなり、水平出力線に読み出される。
【００４７】
また、水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号によって、スイッチＮ１１〜Ｎ１３のゲートも順次ハイレベルとなり、差動増幅回路５１の正転入力端子には、水平出力線に信号が読み出されるタイミングに同期してリセット電圧Ｖｒｅｓが読み出される。
【００４８】
各列の信号読み出しの合間でリセットスイッチＮ５１４，Ｎ１４によって水平出力線及び差動増幅回路５１の正転入力端子が水平出力線のリセット電圧Ｖｒｅｓにリセットされる。出力端子ＯＵＴには、正転入力信号と反転入力信号との差信号が所望のゲインで増幅されて出力される。
【００４９】
このような動作において、水平出力線には例えば、水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号や水平出力線のリセット信号ＰＣＨＲＥＳのクロックリークが発生する。また、水平出力線は水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲート・ソース間容量によって信号線Ｈ１〜Ｈ３と容量結合している。
【００５０】
水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号は順次ハイレベルとなるため、ほとんどの期間、水平走査回路ブロック５のＧＮＤから供給されるローレベルを出力している。
【００５１】
ところで、本実施形態では差動増幅回路５１の正転入力端子にも水平出力線と同様、リセットスイッチＮ１４と、水平転送スイッチと同一の信号がゲートに入力されたスイッチＮ１１〜Ｎ１３が接続されているため、正転入力端子も反転入力端子と同様にクロックリークやスパイク状のノイズの影響を受ける。
【００５２】
これらのノイズ成分は反転入力端子と正転入力端子間で同相の成分であり、差動増幅回路５１で除去されるので、出力端子ＯＵＴに影響を与えることはない。
【００５３】
（第２実施形態）
図２（ａ）は、本発明の第２実施形態の固体撮像装置の一部の等価回路図である。図２（ａ）には、図１の信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３よりも図面の下側の部分を示しており、他の部分は図１と同様である。なお、図２（ａ）において、図１に示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【００５４】
信号を一時保持するための容量ＣＴ１〜ＣＴ３は、図１と同様に水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３を介して差動増幅回路５１の反転入力端子（水平出力線）に接続され、水平出力線はリセットスイッチＮ５１４を介してリセット電圧Ｖｒｅｓに接続される。
【００５５】
水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートは信号線Ｈ１〜Ｈ３に接続され、水平走査回路ブロック５に接続される。
【００５６】
差動増幅回路５１の正転入力端子には、ソースとドレインが共通に接続されたダミースイッチＮ２１〜Ｎ２３に接続され、ダミースイッチＮ２１〜Ｎ２３のゲートは水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３と同様、信号線Ｈ１〜Ｈ３に接続される。
【００５７】
さらに、正転入力端子はリセットスイッチＮ１４を介してリセット電圧Ｖｒｅｓに接続される。
【００５８】
つぎに、本実施形態の固体撮像装置の動作について説明する。信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持するまでの動作は、図６に基づく説明と同様である。
【００５９】
信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持された信号は、水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号によって、各列の水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートが順次ハイレベルとなり、水平出力線に読み出される。
【００６０】
また、同じ信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号によりダミースイッチＮ２１〜Ｎ２３のゲートも順次ハイレベルとなる。
【００６１】
各列の信号読み出しの合間でリセットスイッチＮ５１４，Ｎ１４によって差動増幅回路５１の反転入力端子及び正転入力端子が水平出力線のリセット電圧Ｖｒｅｓにリセットされる。
【００６２】
出力端子ＯＵＴには、正転入力信号と反転入力信号との差信号が所望のゲインで増幅されて出力される。
【００６３】
このような動作において、第１実施形態と同様に、水平出力線はクロックリークやスパイク状のノイズ等の外乱ノイズの影響を受けるが、差動増幅回路５１の正転入力端子にも水平出力線と同様、リセットスイッチＮ１４と、水平転送スイッチと同一の信号がゲートに入力されたダミースイッチＮ２１〜Ｎ２３が接続されているため、正転入力端子も同様にクロックリークやスパイク状のノイズの影響を受ける。
【００６４】
これらのノイズ成分は反転入力端子と正転入力端子間で同相の成分であり、差動増幅回路５１で除去されるので、出力端子ＯＵＴに影響を与えることはない。
【００６５】
図２（ｃ）は、本発明の第２実施形態の他の固体撮像装置の一部の等価回路図であり、第１実施形態とはダミースイッチＮ２１〜Ｎ２３の接続が異なる。
【００６６】
本実施形態ではダミースイッチＮ２１〜Ｎ２３のゲートが水平走査回路ブロック５と同一のＧＮＤに接続されている。
【００６７】
水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号は順次ハイレベルとなるため、ほとんどの期間、水平走査回路ブロック５のＧＮＤから供給されるローレベルを出力している。
【００６８】
従って、本実施形態のようにダミースイッチＮ２１〜Ｎ２３のゲートが水平走査回路ブロック５と同一のＧＮＤに固定されている場合においても、前記実施形態と同様の効果がある。
【００６９】
図２（ｂ）は、本発明の第２実施形態の他の固体撮像装置の一部の等価回路図である。図２（ｂ）には、図１の信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３よりも図面の下側の部分を示しており、他の部分は図１と同様である。なお、図２（ｂ）において、図１に示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【００７０】
信号を一時保持するための容量ＣＴ１〜ＣＴ３は、図１と同様に水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３を介して差動増幅回路５１の反転入力端子（水平出力線）に接続され、水平出力線はリセットスイッチＮ５１４を介してリセット電圧Ｖｒｅｓに接続される。
【００７１】
水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートは信号線Ｈ１〜Ｈ３に接続され、水平走査回路ブロック５に接続される。
【００７２】
差動増幅回路５１の正転入力端子には、ドレインがリセット電圧Ｖｒｅｓに接続されたスイッチＮ１１〜Ｎ１３に接続され、スイッチＮ１１〜Ｎ１３のゲートは水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３と同様、信号線Ｈ１〜Ｈ３に接続される。
【００７３】
また、正転入力端子にはドレインがダミーの保持容量ＣＴ４に接続されたスイッチＮ１５のソースが接続され、スイッチＮ１５のゲートは水平走査回路ブロック５からの信号線Ｈ０に接続される。
【００７４】
ダミーの保持容量ＣＴ４の容量値は信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３の容量値とできる限り等しいことが望ましい。
【００７５】
また、特に図示しないが、信号線Ｈ０には信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号のＯＲ処理されたものが供給される。
【００７６】
さらに、正転入力端子はリセットスイッチＮ１４を介してリセット電圧Ｖｒｅｓに接続される。
【００７７】
つぎに、本実施形態の固体撮像装置の動作について説明する。信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持するまでの動作は、図６に基づく説明と同様である。
【００７８】
信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持された信号は、水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号によって、各列の水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートが順次ハイレベルとなり、水平出力線に読み出される。
【００７９】
また、同じ信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送される信号によって、スイッチＮ１１〜Ｎ１３のゲートが順次ハイレベルとなる。差動増幅回路５１の正転入力端子には、水平出力線に信号が読み出されるタイミングに同期してリセット電圧Ｖｒｅｓが読み出され、さらに水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号が順次ハイレベルとなるタイミングで、スイッチＮ１５のゲートもハイレベルとなりダミーの保持容量ＣＴ４が接続される。
【００８０】
各列の信号読み出しの合間でリセットスイッチＮ５１４，Ｎ１４によって水平出力線及び差動増幅回路５１の正転入力端子が水平出力線のリセット電圧Ｖｒｅｓにリセットされる。
【００８１】
出力端子ＯＵＴには、正転入力信号と反転入力信号との差信号が所望のゲインで増幅されて出力される。
【００８２】
このような動作において、水平出力線はクロックリークやスパイク状のノイズ等の外乱ノイズの影響を受けるが、差動増幅回路５１の正転入力端子にも水平出力線と同様、リセットスイッチＮ１４と、水平転送スイッチと同一の信号がゲートに入力されたスイッチＮ１１〜Ｎ１３が接続されているため、正転入力端子も同様に上記の例で示したようなクロックリークやスパイク状のノイズの影響を受ける。
【００８３】
さらに水平出力線に信号が読み出されるタイミングにおいて、正転入力端子はスイッチＮ１５を介してダミーの保持容量ＣＴ４に接続されるため、水平出力線と正転入力端子のＧＮＤに対する容量が等しい。
【００８４】
これらのノイズ成分は反転入力端子と正転入力端子間で同相の成分であり、大きさも等しいため、差動増幅回路５１で除去され出力端子ＯＵＴに影響を与えることはない。
【００８５】
（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態の固体撮像装置の一部の等価回路図である。図３には、図１の信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３よりも図面の下側の部分を示しており、他の部分は図１と同様である。なお、図３において、図１に示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【００８６】
信号を一時保持するための容量ＣＴ１〜ＣＴ３は、水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３を介して差動増幅回路５１の反転入力端子（水平出力線）に接続され、水平出力線はリセットスイッチＮ５１４を介してリセット電圧Ｖｒｅｓに接続される。
【００８７】
水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートは信号線Ｈ１〜Ｈ３に接続され、水平走査回路ブロック５に接続される。
【００８８】
差動増幅回路５１の正転入力端子には、水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のソース領域と同等の接合容量を有するダイオードＤ３１〜Ｄ３３が接続される。
【００８９】
さらに、正転入力端子はリセットスイッチＮ１４を介してリセット電圧Ｖｒｅｓに接続される。
【００９０】
つぎに、本実施形態の固体撮像装置の動作について説明する。信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持するまでの動作は、図６に基づく説明と同様である。
【００９１】
信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持された信号は、水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号によって、各列の水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートが順次ハイレベルとなり、水平出力線に読み出される。
【００９２】
各列の信号読み出しの合間でリセットスイッチＮ５１４，Ｎ１４によって差動増幅回路５１の反転入力端子及び正転入力端子が水平出力線のリセット電圧Ｖｒｅｓにリセットされる。
【００９３】
出力端子ＯＵＴには、正転入力信号と反転入力信号との差信号が所望のゲインで増幅されて出力される。
【００９４】
このような動作において、第１実施形態と同様に、水平出力線はクロックリークやスパイク状のノイズ等の外乱ノイズの影響を受けるが、差動増幅回路５１の正転入力端子にも水平出力線と同様、リセットスイッチＮ１４が接続されているため、正転入力端子も同様にクロックリークの影響を受ける。
【００９５】
このクロックリークは反転入力端子と正転入力端子間で同相の成分であり、差動増幅回路５１で除去されるので、出力端子ＯＵＴには影響を与えることはない。
【００９６】
（第４実施形態）
図４（ａ）は、本発明の第４実施形態の固体撮像装置の一部の等価回路図である。図４（ａ）には、図１の信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３よりも図面の下側の部分を示しており、他の部分は図１と同様である。なお、図４（ａ）において、図１に示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【００９７】
図４（ｂ）は、図４（ａ）の水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３、リセットスイッチＮ５１４，Ｎ４１、水平走査回路ブロック５、差動増幅回路５１の実装平面図である。なお、図４（ｂ）には、第一の配線層、第二の配線層及び第三の配線層の三つの配線層で上記各部を接続している様子を示している。
【００９８】
差動増幅回路５１の正転入力端子の配線は反転入力端子の配線（水平出力線）と並行して延長され、水平走査回路ブロック５からの信号線Ｈ１〜Ｈ３の配線との重なり関係が水平出力線と同様になるように構成されている。
【００９９】
また、正転入力端子の配線と水平出力線の配線との間はＧＮＤ配線でシールドされており、両配線間のクロストークが抑圧される。
【０１００】
図４（ｂ）に示すように、水平出力線は、水平走査回路ブロック５からの信号線Ｈ１〜Ｈ３と重なっており容量結合している。
【０１０１】
さらに、水平出力線は半導体基板上に配置されており、半導体基板とも容量結合している。本実施形態においても第１実施形態と同様に水平出力線は外乱ノイズの影響を受ける。
【０１０２】
例えば、水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号は順次ハイレベルとなるため、ほとんどの期間、水平走査回路ブロックのＧＮＤから供給されるローレベルを出力している。
【０１０３】
また、水平出力線は、半導体基板とも容量結合しており、水平走査回路ブロックのＧＮＤや半導体基板に接続された電源又はＧＮＤにノイズがのった場合、その影響を受ける。しかし、差動増幅回路５１の正転入力端子の配線と水平走査回路ブロック５からの信号線Ｈ１〜Ｈ３の配線との重なり関係が水平出力線と同様になるように構成されている。
【０１０４】
従って、正転入力端子も同様に上記に示したような外乱ノイズの影響を受ける。これらのノイズ成分は反転入力端子と正転入力端子間で同相の成分であり、差動増幅回路５１で除去されるので、出力端子ＯＵＴに影響を与えることはない。
【０１０５】
以上の第１から第４の実施形態のように、光電変換素子からの信号を差動増幅回路へ順次出力する水平出力線と電源、ＧＮＤ、又は信号線Ｈ１〜Ｈ３等の所望の信号線との間の結合容量と、差動増幅回路へ前記リファレンス信号を供給する出力線と上記の所望の信号線との間の結合容量とを合せることにより、高画質な画像を得ることが出来る。
【０１０６】
（第５実施形態）
図８は、本発明の第５実施形態の固体撮像装置を含むビデオカメラの模式的な内部構成図である。
【０１０７】
図８において、３１は焦点調節を行うためのフォーカスレンズ１Ａ、ズーム動作を行うズームレンズ１Ｂ、結像用のレンズ１Ｃを備えている撮影レンズ、３２は絞り、３３は撮像面に結像された被写体像を光電変換して電気的な撮像信号に変換する固体撮像装置、３４は固体撮像装置３３より出力された撮像信号をサンプルホールドして更にレベルを増幅して映像信号を出力するサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）である。
【０１０８】
また、３５はサンプルホールド回路３４から出力された映像信号にガンマ補正，色分離，ブランキング処理等の所定の処理を施して輝度信号Ｙ及びクロマ信号Ｃを出力するプロセス回路、２１はプロセス回路３５から出力されたクロマ信号Ｃのホワイトバランス及び色バランスの補正を行い色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙとして出力する色信号補正回路、２４はプロセス回路５から出力された輝度信号Ｙと色信号補正回路２１から出力された色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを変調して標準テレビジョン信号として図示しないビデオレコーダ、あるいは電子ビューファインダ等のモニタＥＶＦへ出力するエンコーダ回路（ＥＮＣ回路）である。
【０１０９】
次いで、３６はサンプルホールド回路３４から供給される映像信号に基づいてアイリス駆動回路３７を制御し、映像信号のレベルが所定レベルの一定値となるように、絞り３２の開口量を制御すべくｉｇメータを自動制御するアイリス制御回路である。
【０１１０】
さらに、１３，１４はサンプルホールド回路４から出力された映像信号中より合焦検出を行うために必要な高周波成分を抽出する異なった帯域制限のバンドパスフィルタである。第一のバンドパスフィルタ１３（ＢＰＦ１）及び第二のバンドパスフィルタ１４（ＢＰＦ２）から出力された信号は、ゲート回路１５及びフォーカスゲート枠信号で各々でゲートされ、ピーク検出回路１６でピーク値が検出されてホールドされるとともに、論理制御回路１７に入力される。この信号を焦点電圧と呼び、この焦点電圧によってフォーカスを合せている。
【０１１１】
また、１８はフォーカスレンズ１Ａの移動位置を検出するフォーカスエンコーダ、１９はズームレンズ１Ｂの焦点距離を検出するズームエンコーダ、２０は絞り３２の開口量を検出するアイリスエンコーダである。
【０１１２】
さらに、１７はアイリスエンコーダ１８の検出値に基づいて被写体に対する合焦検出を行い焦点調節を行ったり、システムコントロールを行う論理制御回路１７である。論理制御回路１７は、バンドパスフィルタ１３，１４より供給された高周波成分のピーク値情報を取り込み、高周波成分のピーク値が最大となる位置へとフォーカスレンズ１Ａを駆動すべくフォーカス駆動回路３９にフォーカスモータ１０の回転方向、回転速度、回転／停止等の制御信号を供給し、これを制御する。
【０１１３】
（第６実施形態）
図９は、本発明の第６実施形態の固体撮像装置を含むスチルビデオカメラの模式的な内部構成を示すブロック図である。図９において、１０５１はレンズのプロテクトとメインスイッチを兼ねるバリア、１０５２は被写体の光学像を実施形態１等で説明したデジタルスチルカメラである撮像装置１０５４に結像させるレンズ、１０５３はレンズ１０５２を通った光量を可変するための絞り、１０５４はレンズ１０５２で結像された被写体を画像信号として取り込むための撮像装置、１０５５は撮像装置１０５４から出力される画像信号に各種の補正、クランプ等の処理を行う撮像信号処理回路、１０５６は撮像装置１０５４より出力される画像信号のアナログ−ディジタル変換を行うＡ／Ｄ変換器、１０５７はＡ／Ｄ変換器１０５６より出力された画像データに各種の補正を行ったりデータを圧縮する信号処理部、１０５８は撮像装置１０５４，撮像信号処理回路１０５５，Ａ／Ｄ変換器１０５６，信号処理部１０５７に各種タイミング信号を出力するタイミング発生部、１０５９は各種演算とスチルビデオカメラ全体を制御する全体制御・演算部、１０６０は画像データを一時的に記憶するためのメモリ部、１０６１は記録媒体に記録又は読み出しを行うための記録媒体制御インターフェース部、１０６２は画像データの記録又は読み出しを行うための半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体、１０６３は外部コンピュータ等と通信するための外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）部である。
【０１１４】
つぎに、前述の構成における撮影時のデジタルスチルカメラの動作について、説明する。バリア１０５１がオープンされるとメイン電源がオンされ、次にコントロール系の電源がオンし、さらに、Ａ／Ｄ変換器１０５６などの撮像系回路の電源がオンされる。
【０１１５】
それから、露光量を制御するために、全体制御・演算部１０５９は絞り１０５３を開放にし、固体撮像装置１０５４から出力された信号は、撮像信号処理回路１０５５をスルーしてＡ／Ｄ変換器１０５６へ出力される。Ａ／Ｄ変換器１０５６は、その信号をＡ／Ｄ変換して、信号処理部１０５７に出力する。信号処理部１０５７は、そのデータを基に露出の演算を全体制御・演算部１０５９で行う。
【０１１６】
この測光を行った結果により明るさを判断し、その結果に応じて全体制御・演算部５９は絞りを制御する。
【０１１７】
つぎに、固体撮像装置１０５４から出力された信号をもとに、高周波成分を取り出し被写体までの距離の演算を全体制御・演算部１０５９で行う。その後、レンズ１０５２を駆動して合焦か否かを判断し、合焦していないと判断したときは、再びレンズ１０５２を駆動し測距を行う。
【０１１８】
そして、合焦が確認された後に本露光が始まる。露光が終了すると、撮像装置１０５４から出力された画像信号は、撮像信号処理回路１０５５において補正等がされ、さらにＡ／Ｄ変換器１０５６でＡ／Ｄ変換され、信号処理部１０５７を通り全体制御・演算部１０５９によりメモリ部１０６０に蓄積される。
【０１１９】
その後、メモリ部１０６０に蓄積されたデータは、全体制御・演算部１０５９の制御により記録媒体制御Ｉ／Ｆ部１０６１を通り半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体１０６２に記録される。また外部Ｉ／Ｆ部１０６３を通り直接コンピュータ等に入力して画像の加工を行ってもよい。
【０１２０】
（第７実施形態）
図１０は、本発明の第７実施形態の固体撮像装置で撮像された原稿画像を読み取るシートフィード式の原稿画像読取システムの概略図である。図１０において、３０１は密着型のイメージセンサ（以下、「ＣＩＳ」と称する。）であり、第１実施形態等で説明した固体撮像装置３０２と、固体撮像装置３０２に原稿からの光を集めるセルフォックレンズ３０３と、原稿に光を照射するＬＥＤアレイ３０４と、原稿が載置されるコンタクトガラス３０５とを備えている。
【０１２１】
なお、ＬＥＤアレイ３０４はＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤが配列されている。また、ＬＥＤアレイ３０４はＬＥＤドライブ回路が内蔵されており、１ライン毎に各色ＬＥＤを切り替えて点灯させることにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ線順次のカラー画像を読み取れるようにしている。
【０１２２】
また、３０６は原稿をコンタクトガラス３０５に載置させるためにＣＩＳ３０１の前後に配置されている搬送ローラ、３０７は原稿をＣＩＳ３０１に接触させるために使用されるコンタクトシートである。
【０１２３】
さらに、３０８は原稿が差し込まれたことを検知するための原稿検知レバー、３０９は原稿が差し込まれたときに傾いた原稿検知レバー３０８に押下されたときに原稿検知信号を出力する原稿検知センサ３０９、３１０はＣＩＳ３０１からの信号にシェーディング補正などの処理を施したり原稿検知センサ３０９からの出力に基づいて原稿搬送ローラ３０６の駆動用モータ（図示せず）の駆動を制御する制御回路、３１３は制御回路３１０で処理が施された信号を例えばモニタなどに表示するパーソナルコンピュータ等の外部装置である。
【０１２４】
図１１は、図１０の制御回路３１０の模式的な内部構成を示すブロック図である。図１１において、２０５は固体撮像装置３０２からの増幅信号をアナログ信号から例えば８ビットのディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、２０６はキャリブレーション用のシートを予め読み取ることによりシェーディング補正用のデータが記憶されているシェーディングＲＡＭ、２０７はシェーディングＲＡＭ２０６のデータに基づいて読み取られた画像信号のシェーディング補正を行うシェーディング補正回路、２０８は原稿の先端を検知するために読み取られた画像データにおけるピーク値をライン毎に検知するピーク検知回路である。
【０１２５】
また、２０９はホストコンピュータより予め設定されたガンマーカーブに従って読み取られた画像データのガンマ変換を行うガンマ変換回路、２１０は実際の読み取り動作とホストコンピュータとの通信におけるタイミングを合せるために画像データが１次的に記憶されるバッファＲＡＭ、２１１はホストコンピュータより予め設定された画像出力モード（２値、４ビット多値、８ビット多値、２４ビット多値）に従ったパッキング処理を行ったデータをバッファＲＡＭ２１０に書き込んだりインターフェース回路２１２にバッファＲＡＭ２１０から画像データを読み込んで出力させるパッキング／バッファＲＡＭ制御回路である。
【０１２６】
さらに、２１２はパーソナルコンピュータなどの本実施形態に係る画像読み取り装置のホスト装置となる外部装置との間でコントロール信号の受容や画像信号の出力を行うインターフェース回路、２１５は処理手順を格納したＲＯＭ２１５Ａ及び作業用のＲＡＭ２１５Ｂを有しておりＲＯＭ２１５Ａに格納された手順に従って各部の制御を行うマイクロコンピュータ形態などのＣＰＵである。
【０１２７】
また、２１６はＣＰＵ２１５に供給するタイミング信号を生成するための例えば水晶発振器、２１４はＣＰＵ２１５の設定に応じて発振器２１６の出力を分周して動作の基準となる各種タイミング信号を発生するタイミング信号発生回路である。
【０１２８】
つぎに、本実施形態の原稿画像読取システムの動作について説明する。まず、ＣＩＳ３０１のメイン電源がオンされると、タイミング信号発生回路２１４で、水晶発振器２１６の出力を発生する分周して動作の基準となる各種タイミング信号をＣＰＵ２１５へ出力する。
【０１２９】
この状態で、原稿画像読取システムに原稿が差し込まれると、原稿検知レバー３０８が原稿に押されて傾く。すると、原稿検知レバー３０８によって原稿検知センサ３０９が押下され、原稿検知センサ３０９から原稿検知信号がＣＰＵ２１５へ出力される。
【０１３０】
ＣＰＵ２１５は、原稿検知センサ３０９からの原稿検知信号を入力すると、ＲＯＭ２１５Ａに格納されている処理手順に従って外部装置３１３との間でコントロール信号の入出力を行い、外部装置３１３からのコントロール信号に基づいて原稿搬送ローラ３０６の駆動用モータ（図示せず）を駆動することで、原稿搬送ローラ３０６を回転させ、原稿をコンタクトガラス３０５に載置させる。原稿は、コンタクトシート３０７によってＣＩＳ３０１に接触される。
【０１３１】
つぎに、ＣＰＵ２１５はＬＥＤアレイ３０４のＬＥＤドライブ回路を駆動して、１ライン毎に各色ＬＥＤを切り替えて点灯させる。ＬＥＤアレイ３０４からの光は、原稿に照射され、原稿からの反射光をセルフフォックレンズ３０３で固体撮像装置３０２に集めることで、順次、原稿のカラー画像を読み取り、増幅信号を制御回路３１０へ出力する。
【０１３２】
制御回路３１０では、Ａ／Ｄ変換器２０５において固体撮像装置３０２から出力された増幅信号をアナログ信号から例えば８ビットのディジタル信号に変換してシェーディング補正回路２０７へ出力する。
【０１３３】
シェーディング補正回路２０７は、Ａ／Ｄ変換器２０５から出力されるディジタル信号を入力すると、シェーディングＲＡＭ２０６に記憶されているシェーディング補正用のデータを読み出して、このデータに基づいてディジタル信号のシェーディング補正を行ってからピーク検知回路２０８とガンマ変換回路２０９とへ出力する。
【０１３４】
ピーク検知回路２０８は、シェーディング補正回路２０７から出力されるディジタル信号のピーク値をライン毎に検知することによって原稿の先端を検知して、検知結果をＣＰＵ２１５へ出力する。
【０１３５】
ＣＰＵ２１５は、ピーク検知回路２０８の検知結果に基づいてＬＥＤアレイ３０４のＬＥＤドライブ回路を駆動する。
【０１３６】
ガンマ変換回路２０９は、シェーディング補正回路２０７から出力されるディジタル信号を、ホストコンピュータより予め設定されたガンマーカーブに従ってガンマ変換を行ってから、パッキング／バッファＲＡＭ制御回路２１１へ出力する。
【０１３７】
パッキング／バッファＲＡＭ制御回路２１１は、ガンマ変換回路２０９でガンマ変換されたディジタル信号を、ホストコンピュータより予め設定された画像出力モード（２値、４ビット多値、８ビット多値、２４ビット多値）に従ったパッキング処理を行い、データ実際の読み取り動作とホストコンピュータとの通信におけるタイミングを合せるために、パッキング処理後のディジタル信号を１次的にバッファＲＡＭ２１０に記憶した後に、インターフェース回路２１２に出力する。
【０１３８】
インターフェース回路２１２は、パッキング／バッファＲＡＭ制御回路２１１から出力されるディジタル信号を、外部装置３１３へ出力する。
【０１３９】
外部装置３１３は、制御回路３１０で各種処理が施された信号を例えばモニタなどに表示する。
【０１４０】
（第８実施形態）
図１２は、本発明の第８実施形態の固体撮像装置を含む原稿画像読取システムの模式的な構成を示すブロック図である。図１３は、図１２のリーダ部４０１及びプリンタ部４０２の断面構成図である。
【０１４１】
図１２に示すリーダ部４０１は、図示しない原稿画像を読み取り、その原稿画像に応じた画像データをプリンタ部４０２及び画像入出力制御部４０３へ出力する。
【０１４２】
プリンタ部４０２は、リーダ部４０１及び画像入出力制御部４０３からの画像データに応じた画像を記録紙上に記録する。
【０１４３】
画像入出力制御部４０３は、リーダ部４０１に接続されており、ファクシミリ部４０４、ファイル部４０５、コンピュータインターフェース部４０７、フォーマッタ部４０８、イメージメモリ部４０９、コア部４１０等を備えている。
【０１４４】
ファクシミリ部４０４は、図示しない画像入出力制御部から送信された圧縮画像データを電話回線４１３を介して受信して伸長した画像データをコア部４１０へ転送し、またコア部４１０から転送された画像データを圧縮した圧縮画像データを電話回線４１３を介して図示しない画像入出力制御部へ送信する。ファクシミリ部４０４にはハードディスク４１２が接続されており、受信した圧縮画像データを一時的に保存することができる。
【０１４５】
ファイル部４０５には光磁気ディスクドライブユニット４０６が接続されており、ファイル部４０５は、コア部４１０から転送された画像データを圧縮し、その画像データをそれを検索するためのキーワードとともに光磁気ディスクドライブユニット６にセットされた光磁気ディスクに記憶させる。ファイル部４０５は、コア部４１０を介して転送されたキーワードに基づいて、光磁気ディスクに記憶されている圧縮画像データを検索し、検索した圧縮画像データを読み出して伸長し、伸長された画像データをコア部４１０へ転送する。
【０１４６】
コンピュータインターフェース部４０７は、パーソナルコンピュータ又はワークステーション（ＰＣ／ＷＳ）４１１とコア部４１０との間のインターフェースである。
【０１４７】
また、フォーマッタ部４０８は、ＰＣ／ＷＳ４１１から転送された画像を表わすコードデータをプリンタ部４０２で記録できる画像データに展開する。
【０１４８】
イメージメモリ部４０９は、ＰＣ／ＷＳ４１１から転送されたデータを一時的に記憶する。
【０１４９】
コア部４１０は、リーダ部４０１、ファクシミリ部４０４、ファイル部４０５、コンピュータインターフェース部４０７、フォーマッタ部４０８、イメージメモリ部４０９の相互におけるデータの流れを制御する。
【０１５０】
図１３に示す原稿給送装置１０１は、図示しない原稿を最終ページから順に１枚ずつプラテンガラス１０２上ヘ給送し、原稿の読み取り動作終了後、プラテンガラス１０２上の原稿を排出する。原稿給送装置１０１は、原稿がプラテンガラス１０２上ヘ搬送されると、ランプ１０３を点灯し、スキャナユニット１０４の移動を開始させて、原稿を露光走査する。
【０１５１】
この露光走査による原稿からの反射光は、ミラー１０５〜１０７及びレンズ１０８によって、第１実施形態等の固体撮像装置１０９へ導かれ、固体撮像装置１０９で読み取られる。固体撮像装置１０９から出力される画像データは、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正等の処理が施された後、プリンタ部４０２又はコア部４１０へ転送される。
【０１５２】
プリンタ部４０２のレーザドライバ２２１は、レーザ発光部２０１を駆動し、リーダ部４０１から出力された画像データに応じたレーザ光をレーザ発光部２０１により発光させる。このレーザ光は感光ドラム２０２の異なる位置に照射され、感光ドラム２０２にはこれらのレーザ光に応じた潜像が形成される。
【０１５３】
感光ドラム２０２の潜像の部分には、現像機２０３によって現像剤が付着される。
【０１５４】
そして、レーザ光照射開始と同期したタイミングで、カセット２０４及びカセット２０５のいずれかから記録しを給紙し、それを転写部２０６へ搬送し、感光ドラム２０２に付着現像材をこの記録紙上に転写する。
【０１５５】
現像材の乗った記録紙は定着部２０７に搬送され、定着部２０７における熱と圧力により現像材が記録紙上に定着される。
【０１５６】
定着部２０７を通過した記録紙は排出ローラ２０８によって排出され、ソータ２２０は排出された記録紙をそれぞれのピンに収納して記録紙の仕分けを行う。
【０１５７】
なお、ソータ２２０は、仕分けが設定されていない場合には、排出ローラ２０８まで記録紙を搬送した後、排出ローラ２０８の回転方向を逆転させ、フラッパ２０９によってそれを再給紙搬送路２１０へ導く。
【０１５８】
また、多重記録が設定されていない場合には、記録紙を排出ローラ２０８まで搬送しないように、フラッパ２０９によってそれを再給紙搬送路２１０へ導く。再給紙搬送路２１０へ導かれた記録紙は上述したタイミングと同じタイミングで転写部２０６へ給紙される。
【０１５９】
（第９実施形態）
図１４は、本発明の第９実施形態の固体撮像装置を含むビデオカメラを制御するカメラ制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【０１６０】
図１４において、１０は映像データ及びカメラ制御情報（ステータス情報も含む）をデジタル伝送するネットワーク、１２（１２―１〜１２―ｎ）はネットワーク１０に接続されているｎ台の映像送信端末、１６（１６―１〜１６―ｎ）は各映像送信端末１２（１２―１〜１２―ｎ）に接続されている第５実施形態等で説明したビデオカメラ、１４（１４―１〜１４―ｎ）は映像送信端末１２（１２―１〜１２―ｎ）からの制御信号に従ってビデオカメラ１６（１６―１〜１６―ｎ）のパン、チルト、ズーム、フォーカス及び絞りなどを制御するカメラ制御装置である。
【０１６１】
なお、ビデオカメラ１６（１６―１〜１６―ｎ）は、カメラ制御装置１４（１４―１〜１４―ｎ）から電源が供給されており、カメラ制御装置１４（１４―１〜１４―ｎ）は、外部からの制御信号に従い、ビデオカメラ１６（１６―１〜１６―ｎ）の電源のＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【０１６２】
また、図１４において、１８（１８―１〜１８―ｍ）は映像送信端末１２（１２―１〜１２―ｎ）からネットワーク１０に送出された映像情報を受信する映像受信端末、２０（２０―１〜２０―ｍ）は各映像受信端末１８（１８―１〜１８―ｍ）に接続されているビットマップディスプレイあるいはＣＲＴなどで構成されるモニタである。
【０１６３】
ここで、ネットワーク１０は、有線である必要はなく、無線ＬＡＮ装置などを利用した無線ネットワークでもよい。この場合、映像受信端末１８は、モニタ２００と一体化して携帯型の映像受信端末装置とすることができる。
【０１６４】
つぎに、図１４に示すカメラ制御システムの動作について説明する。映像送信端末１２（１２―１〜１２―ｎ）は、接続するカメラ１６（１６―１〜１６―ｎ）の出力映像信号をＨ．２６１などの所定の圧縮方式で圧縮し、ネットワーク１０を介して、映像要求元の映像受信端末１８又はすべての映像受信端末１８に送信する。
【０１６５】
映像受信端末１８は、ネットワーク１０、映像送信端末１２及びカメラ制御装置１４を介して任意のカメラ１６の種々のパラメータ（撮影方位、撮影倍率、フォーカス及び絞りなど）とともに、電力供給のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
【０１６６】
ここで、映像送信端末１２は、モニタ２０を直接接続して、圧縮映像を伸長する映像伸長装置を設けることで、映像受信端末１８と兼用することができる。一方、映像受信端末１８は、カメラ制御装置１４及びビデオカメラ１６を直接接続して、映像圧縮装置を設けることで、映像送信端末として兼用することができる。
【０１６７】
これらの端末１２，１８には、映像送信又は映像受信に必要なソフトウエアを記録するＲＯＭが備えられている。
【０１６８】
以上の構成によって、映像送信端末１２は、ネットワーク１０を経由して遠隔地の映像受信端末１８に映像信号を伝送するとともに、映像受信端末１８から伝送されるカメラ制御信号を受けて、カメラ１６のパン、チルトなどの制御を実行する。
【０１６９】
また、映像受信端末１８は、映像送信端末１２にカメラ制御信号を発信し、カメラ制御信号を受信した映像送信端末１２は、そのカメラ制御信号の内容に応じてカメラ１６を制御するとともに、そのカメラ１６の現在の状態を返送する。
【０１７０】
映像受信端末１８は、映像送信端末１２から送られてくる映像データを受信し、所定の処理を施してモニタ２０の表示画面上に撮影映像をリアルタイムに表示する。
【０１７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、各光電変換素子で変換された信号電荷を増幅する差動増幅回路への入力信号に、同じようにノイズ等を重畳させているので、差動増幅回路でノイズ等が差分され、出力信号からノイズ等を除去するようにしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の固体撮像装置の等価回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態の固体撮像装置の一部の等価回路図である。
【図３】本発明の第３実施形態の固体撮像装置の一部の等価回路図である。
【図４】本発明の第４実施形態の固体撮像装置の一部の等価回路図及びその一部の実装平面図である。
【図５】従来のＣＭＯＳ型固体撮像装置の等価回路図である。
【図６】図５に示すＣＭＯＳ型固体撮像装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】図５の水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３、リセットスイッチＮ５１４、水平走査回路ブロック５、差動増幅回路５１の模式的な実装平面図である。
【図８】本発明の第５実施形態の固体撮像装置を含むビデオカメラの模式的な内部構成図である。
【図９】本発明の第６実施形態の固体撮像装置を含むスチルビデオカメラの模式的な内部構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第７実施形態の固体撮像装置で撮像された原稿画像を読み取るシートフィード式の原稿画像読取システムの概略図である。
【図１１】図１０の制御回路３１０の模式的な内部構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第８実施形態の固体撮像装置を含む原稿画像読取システムの模式的な構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２のリーダ部４０１及びプリンタ部４０２の断面構成図である。
【図１４】本発明の第９実施形態の固体撮像装置を含むビデオカメラを制御するカメラ制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 画素部
２ 垂直走査回路ブロック
４ ＧＮＤライン
５ 水平走査回路ブロック
５１ 差動増幅回路
Ｃ０１〜Ｃ０３ クランプ容量
ＣＴ１〜ＣＴ３ 信号保持容量
Ｎ５１ 入力ＭＯＳトランジスタ
Ｎ５２〜Ｎ５４ 負荷ＭＯＳトランジスタ
Ｎ５５〜Ｎ５７ クランプスイッチ
Ｎ５８〜Ｎ５１０ 転送スイッチ
Ｎ５１１〜５１３ 水平転送スイッチ
Ｎ５１４ リセットスイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像装置及びシステムに関し、特に、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、イメージスキャナ用のイメージ入力装置に広範に用いられる固体撮像装置及びシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高解像化のため、微細化プロセスを用いた光電変換素子のセルサイズ縮小が精力的に行われる一方、光電変換信号出力が低下することなどから、光電変換信号を増幅して出力することが可能な増幅型の固体撮像装置が注目されている。
【０００３】
このような増幅型固体撮像装置には、ＭＯＳ型、ＡＭＩ型、ＣＭＤ型、ＢＡＳＩＳ型等がある。このうち、ＭＯＳ型はフォトダイオードで発生した光キャリアをＭＯＳトランジスタのゲート電極に蓄積し、走査回路からの駆動タイミングに従って、その電位変化を出力部へ電荷増幅して出力するものである。
【０００４】
このＭＯＳ型のうち、光電変換部や、その周辺回路部を含め全てＣＭＯＳプロセスで実現するＣＭＯＳ型固体撮像装置が特に注目されてきている。
【０００５】
図５は、従来のＣＭＯＳ型固体撮像装置の等価回路図である。図７は、図５の水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３、リセットスイッチＮ５１４、水平走査回路ブロック５、差動増幅回路５１の模式的な実装平面図である。なお、図７には、第一の配線層及び第二の配線層の二つの配線層で上記各部を接続している様子を示している。
【０００６】
図５には、以下説明する画素部１と、垂直走査回路ブロック２と、水平走査回路ブロック５と、入力ＭＯＳトランジスタＮ５１と、負荷ＭＯＳトランジスタＮ５２〜Ｎ５４と、クランプ容量Ｃ０１〜Ｃ０３と、クランプスイッチＮ５５〜Ｎ５７と、転送スイッチＮ５８〜Ｎ５１０と、信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３と、水平転送スイッチＮ５１１〜５１３と、リセットスイッチＮ５１４と、差動増幅回路５１とを備えている。
【０００７】
画素部１に備えられているフォトダイオードＤ１１〜Ｄ３３は、光信号電荷を発生する。こでではアノード側が接地されている。フォトダイオードＤ１１〜Ｄ３３のカソード側は、転送ＭＯＳトランジスタＭ１１１〜Ｍ１３３を介して増幅ＭＯＳトランジスタＭ３１１〜Ｍ３３３のゲートに接続されている。
【０００８】
また、増幅ＭＯＳトランジスタＭ３１１〜Ｍ３３３のゲートには、これをリセットするためのリセットＭＯＳトランジスタＭ２１１〜Ｍ２３３のソースが接続され、リセットＭＯＳトランジスタＭ２１１〜Ｍ２３３のドレインは、リセット電源に接続されている。
【０００９】
さらに、増幅ＭＯＳトランジスタＭ３１１〜Ｍ３３３のドレインは電源に接続され、ソースは選択ＭＯＳトランジスタＭ４１１〜Ｍ４３３のドレインに接続されている。転送ＭＯＳトランジスタＭ１１１のゲートは、横方向に延長して配置される第１の行選択線（垂直走査線）ＰＴＸ１に接続される。
【００１０】
同じ行に配置された他の画素セルの同様な転送ＭＯＳトランジスタＭ１２１，Ｍ１３１のゲートも第１の行選択線ＰＴＸ１に共通に接続される。リセットＭＯＳトランジスタＭ２１１のゲートは、横方向に延長して配置される第２の行選択線（垂直走査線）ＰＲＥＳ１に接続される。
【００１１】
同じ行に配置された他の画素セルの同様なリセットＭＯＳトランジスタＭ２２１，Ｍ２３１のゲートも第２の行選択線ＰＲＥＳ１に共通に接続される。選択ＭＯＳトランジスタＭ４１１のゲートは、横方向に延長して配置される第３の行選択線（垂直走査線）ＰＳＥＬ１に接続される。
【００１２】
同じ行に配置された他の画素セルの同様な選択ＭＯＳトランジスタＭ４２１，Ｍ４３１のゲートも第３の行選択線ＰＳＥＬ１に共通に接続される。これら第１〜第３の行選択線は、垂直走査回路ブロック２に接続され、後述する動作タイミングに基づいて信号電圧が供給される。
【００１３】
図５に示されている残りの行においても同様な構成の画素セルと、行選択線が設けられる。これらの行選択線には、垂直走査回路ブロック２により形成されたＰＴＸ２〜ＰＴＸ３、ＰＲＥＳ２〜ＰＲＥＳ３、ＰＳＥＬ２〜ＰＳＥＬ３が供給される。選択ＭＯＳトランジスタＭ４１１のソースは、縦方向に延長して配置される垂直信号線Ｖ１に接続される。
【００１４】
同じ列に配置される画素セルの同様な選択ＭＯＳトランジスタＭ４１２，Ｍ４１３のソースも垂直信号線Ｖ１に接続される。垂直信号線Ｖ１は負荷手段である負荷ＭＯＳトランジスタＮ５２に接続される。
【００１５】
図５に示されている残りの垂直信号線Ｖ２〜Ｖ３においても同様に選択ＭＯＳトランジスタ、負荷ＭＯＳトランジスタが接続される。
【００１６】
さらに、負荷ＭＯＳトランジスタＮ５２〜Ｎ５４のソースは共通のＧＮＤライン４に、ゲートは入力ＭＯＳトランジスタＮ５１のゲート及びドレインに共通に接続されるとともに電圧入力端子Ｖｂｉａｓに接続される。
【００１７】
垂直信号線Ｖ１は、クランプ容量Ｃ０１と転送スイッチＮ５８を介して信号を一時保持するための容量ＣＴ１に接続され、水平転送スイッチＮ５１１を介して差動増幅回路５１の反転入力端子（水平出力線）に接続される。
【００１８】
差動増幅回路５１の正転入力端子は水平出力線のリセット電圧Ｖｒｅｓに、反転入力端子はリセットスイッチＮ５１４を介して水平出力線のリセット電圧Ｖｒｅｓにそれぞれ接続される。信号保持容量ＣＴ１の逆側の端子は接地されている。
【００１９】
クランプ容量Ｃ０１と転送スイッチＮ５８との接続点はクランプスイッチＮ５５を介してクランプ電源に接続される。水平転送スイッチＮ５１１のゲートは信号線Ｈ１に接続され、水平走査回路ブロック５に接続される。
【００２０】
図５に示されている残りの列Ｖ２〜Ｖ３においても同様な構成の読み出し回路が設けられる。また、各列に接続されたクランプスイッチＮ５５〜Ｎ５７のゲート及び転送スイッチＮ５８〜Ｎ５１０のゲートは、クランプ信号入力端子ＰＣ０Ｒ及び転送信号入力端子ＰＴにそれぞれ共通に接続され、後述する動作タイミングに基づいてそれぞれ信号電圧が供給される。
【００２１】
図６は、図５に示すＣＭＯＳ型固体撮像装置の動作を示すタイミングチャートである。フォトダイオードＤ１１〜Ｄ３３からの光信号電荷の読み出しに先立って、リセットＭＯＳトランジスタＭ２１１〜Ｍ２３１のゲートＰＲＥＳ１がハイレベルとなる。
【００２２】
これによって、増幅ＭＯＳトランジスタＭ３１１〜Ｍ３３１のゲートがリセット電源にリセットされる。リセットＭＯＳトランジスタＭ２１１〜Ｍ２３１のゲートＰＲＥＳ１がローレベルに復帰すると同時にクランプスイッチＮ５５〜Ｎ５７のゲートＰＣ０Ｒがハイレベルになった後に、選択ＭＯＳトランジスタＭ４１１〜Ｍ４３１のゲートＰＳＥＬ１がハイレベルとなる。
【００２３】
これによって、リセットノイズが重畳されたリセット信号（ノイズ信号）が垂直信号線Ｖ１〜Ｖ３に読み出されクランプ容量Ｃ０１〜Ｃ０３にクランプされる。同時に転送スイッチＮ５８〜Ｎ５１０のゲートＰＴがハイレベルとなり、信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３がクランプ電圧にリセットされる。
【００２４】
つぎに、クランプスイッチＮ５５〜Ｎ５７のゲートＰＣ０Ｒがローレベルに復帰する。つぎに、転送ＭＯＳトランジスタＭ１１１〜Ｍ１３１のゲートＰＴＸ１がハイレベルとなり、フォトダイオードＤ１１〜Ｄ３１の光信号電荷が、増幅ＭＯＳトランジスタＭ３１１〜Ｍ３３１のゲートに転送されると同時に光信号が垂直信号線Ｖ１〜Ｖ３に読み出される。
【００２５】
つぎに、転送ＭＯＳトランジスタＭ１１１〜Ｍ１３１のゲートＰＴＸ１がローレベルに復帰した後、転送スイッチＮ５８〜Ｎ５１０のゲートＰＴがローレベルとなる。これによって、リセット信号からの変化分（光信号）が信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に読み出される。
【００２６】
ここまでの動作で、第１行目に接続された画素セルの光信号が、それぞれの列に接続された信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持される。
【００２７】
つぎに、リセットＭＯＳトランジスタＭ２１１〜Ｍ２３１のゲートＰＲＥＳ１及び転送ＭＯＳトランジスタＭ１１１〜Ｍ１３１のゲートＰＴＸ１がハイレベルとなり、フォトダイオードＤ１１〜Ｄ３１の光信号電荷がリセットされる。
【００２８】
この後、水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号によって、各列の水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートが順次ハイレベルとなり、信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持されていた電圧が、順次水平出力線に読み出され、出力端子ＯＵＴに順次出力される。
【００２９】
各列の信号読み出しの合間でリセットスイッチＮ５１４によって水平出力線がリセット電圧Ｖｒｅｓにリセットされる。以上で、第１行目に接続された画素セルの読み出しが完了する。以下同様に、垂直走査回路ブロックからの信号によって第２行目以降に接続された画素セルの信号が順次読み出され、全画素セルの読み出しが完了する。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術は、水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のソースが共通に接続された水平出力線が、水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲート・ソース間容量を介してゲート端子を駆動する信号線Ｈ１〜Ｈ３に容量結合されている。
【００３１】
また、水平出力線は、水平走査回路ブロック５からの信号線Ｈ１〜Ｈ３の配線と重なっており容量結合している。信号線Ｈ１〜Ｈ３を通る信号は水平走査回路ブロック５の電源及びＧＮＤから供給されており、結果的に水平走査回路ブロック５の電源及びＧＮＤに容量結合している。
【００３２】
さらに、水平出力線の配線は半導体基板上に設けられており、半導体基板とも容量結合している。図６を用いて説明した駆動方法のように、水平出力線に信号が読み出されるタイミングでは入力端子はハイインピーダンス（フローティング）の状態であり、容量結合による外乱ノイズの影響を受けやすい。
【００３３】
水平走査回路ブロック５の電源及びＧＮＤは一般的に、デジタル回路の貫通電流等の影響により、スパイク状のノイズが重畳していることが多く、このノイズが水平出力線に影響を与える。結果的に差動増幅回路５１の出力波形（センサ出力波形）に影響を与え、本来の被写体の像が得られないという問題があった。
【００３４】
そこで、本発明は、差動増幅回路の出力にノイズ等の影響を与えない固体撮像装置を提供することを課題とする。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、被写体からの光を複数の光電変換素子で信号電荷に変換し、各光電変換素子で変換された信号電荷を、リファレンス信号が供給される差動増幅回路で増幅することによって、前記被写体の画像信号を生成する固体撮像装置において、前記複数の光電変換素子に共通に設けられた垂直信号線と、該垂直信号線に設けられた第１の容量とを有し、前記各光電変換素子からの信号を前記第１の容量に保持した後、前記差動増幅回路へ順次出力する第１の水平出力線と、前記差動増幅回路へ前記リファレンス信号を供給する第２の水平出力線とを有し、前記第１の水平出力線と予め決められた配線との間の結合容量と、前記第２の水平出力線と前記配線との間の結合容量とを合わせている。
【００３６】
すなわち、本発明は、差動増幅回路への入力信号に同じようにノイズ等を重畳させることで、差動増幅回路でノイズ等を差分して、差動増幅回路の出力信号からノイズ等を除去するようにしている。
【００３７】
また、本発明のビデオカメラ、ビデオスチルカメラ、原稿画像読取システムなどを含む固体撮像システムは、固体撮像装置を備えている。
【００３８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の固体撮像装置の等価回路図である。図１の画素部１、入力ＭＯＳトランジスタＮ５１、負荷ＭＯＳトランジスタＮ５２〜Ｎ５４、クランプ容量Ｃ０１〜Ｃ０３、クランプスイッチＮ５５〜Ｎ５７、転送スイッチＮ５８〜Ｎ５１０、信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３は、図５と同様の構成である。なお、図１において、図５に示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【００３９】
信号を一時保持するための容量ＣＴ１〜ＣＴ３は、水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３を介して差動増幅回路５１の反転入力端子（水平出力線）に接続され、水平出力線はリセットスイッチＮ５１４を介してリセット電圧Ｖｒｅｓに接続される。
【００４０】
水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートは信号線Ｈ１〜Ｈ３に接続され、水平走査回路ブロック５に接続される。
【００４１】
差動増幅回路５１の正転入力端子には、ドレインがリセット電圧Ｖｒｅｓに接続されたスイッチＮ１１〜Ｎ１３が接続され、スイッチＮ１１〜Ｎ１３のゲートは水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３と同様、信号線Ｈ１〜Ｈ３に接続される。
【００４２】
さらに、正転入力端子はリセットスイッチＮ１４を介してリセット電圧Ｖｒｅｓに接続される。
【００４３】
特に限定はしないが、水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３とスイッチＮ１１〜Ｎ１３、リセットスイッチＮ５１４とＮ１４は同一形状のスイッチである方が望ましい。
【００４４】
また、図１では簡単のため３行３列の２次元画素アレイとしているが、このサイズに限定したものではなく、さらに、１次元のリニアセンサについても同様の構成が採れることはいうまでもない。
【００４５】
つぎに、本実施形態の固体撮像装置の動作について説明する。信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持するまでの動作は、図６に基づく説明と同様である。
【００４６】
信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持された信号は、水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号によって、各列の水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートが順次ハイレベルとなり、水平出力線に読み出される。
【００４７】
また、水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号によって、スイッチＮ１１〜Ｎ１３のゲートも順次ハイレベルとなり、差動増幅回路５１の正転入力端子には、水平出力線に信号が読み出されるタイミングに同期してリセット電圧Ｖｒｅｓが読み出される。
【００４８】
各列の信号読み出しの合間でリセットスイッチＮ５１４，Ｎ１４によって水平出力線及び差動増幅回路５１の正転入力端子が水平出力線のリセット電圧Ｖｒｅｓにリセットされる。出力端子ＯＵＴには、正転入力信号と反転入力信号との差信号が所望のゲインで増幅されて出力される。
【００４９】
このような動作において、水平出力線には例えば、水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号や水平出力線のリセット信号ＰＣＨＲＥＳのクロックリークが発生する。また、水平出力線は水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲート・ソース間容量によって信号線Ｈ１〜Ｈ３と容量結合している。
【００５０】
水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号は順次ハイレベルとなるため、ほとんどの期間、水平走査回路ブロック５のＧＮＤから供給されるローレベルを出力している。
【００５１】
ところで、本実施形態では差動増幅回路５１の正転入力端子にも水平出力線と同様、リセットスイッチＮ１４と、水平転送スイッチと同一の信号がゲートに入力されたスイッチＮ１１〜Ｎ１３が接続されているため、正転入力端子も反転入力端子と同様にクロックリークやスパイク状のノイズの影響を受ける。
【００５２】
これらのノイズ成分は反転入力端子と正転入力端子間で同相の成分であり、差動増幅回路５１で除去されるので、出力端子ＯＵＴに影響を与えることはない。
【００５３】
（第２実施形態）
図２（ａ）は、本発明の第２実施形態の固体撮像装置の一部の等価回路図である。図２（ａ）には、図１の信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３よりも図面の下側の部分を示しており、他の部分は図１と同様である。なお、図２（ａ）において、図１に示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【００５４】
信号を一時保持するための容量ＣＴ１〜ＣＴ３は、図１と同様に水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３を介して差動増幅回路５１の反転入力端子（水平出力線）に接続され、水平出力線はリセットスイッチＮ５１４を介してリセット電圧Ｖｒｅｓに接続される。
【００５５】
水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートは信号線Ｈ１〜Ｈ３に接続され、水平走査回路ブロック５に接続される。
【００５６】
差動増幅回路５１の正転入力端子には、ソースとドレインが共通に接続されたダミースイッチＮ２１〜Ｎ２３に接続され、ダミースイッチＮ２１〜Ｎ２３のゲートは水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３と同様、信号線Ｈ１〜Ｈ３に接続される。
【００５７】
さらに、正転入力端子はリセットスイッチＮ１４を介してリセット電圧Ｖｒｅｓに接続される。
【００５８】
つぎに、本実施形態の固体撮像装置の動作について説明する。信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持するまでの動作は、図６に基づく説明と同様である。
【００５９】
信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持された信号は、水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号によって、各列の水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートが順次ハイレベルとなり、水平出力線に読み出される。
【００６０】
また、同じ信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号によりダミースイッチＮ２１〜Ｎ２３のゲートも順次ハイレベルとなる。
【００６１】
各列の信号読み出しの合間でリセットスイッチＮ５１４，Ｎ１４によって差動増幅回路５１の反転入力端子及び正転入力端子が水平出力線のリセット電圧Ｖｒｅｓにリセットされる。
【００６２】
出力端子ＯＵＴには、正転入力信号と反転入力信号との差信号が所望のゲインで増幅されて出力される。
【００６３】
このような動作において、第１実施形態と同様に、水平出力線はクロックリークやスパイク状のノイズ等の外乱ノイズの影響を受けるが、差動増幅回路５１の正転入力端子にも水平出力線と同様、リセットスイッチＮ１４と、水平転送スイッチと同一の信号がゲートに入力されたダミースイッチＮ２１〜Ｎ２３が接続されているため、正転入力端子も同様にクロックリークやスパイク状のノイズの影響を受ける。
【００６４】
これらのノイズ成分は反転入力端子と正転入力端子間で同相の成分であり、差動増幅回路５１で除去されるので、出力端子ＯＵＴに影響を与えることはない。
【００６５】
図２（ｃ）は、本発明の第２実施形態の他の固体撮像装置の一部の等価回路図であり、第１実施形態とはダミースイッチＮ２１〜Ｎ２３の接続が異なる。
【００６６】
本実施形態ではダミースイッチＮ２１〜Ｎ２３のゲートが水平走査回路ブロック５と同一のＧＮＤに接続されている。
【００６７】
水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号は順次ハイレベルとなるため、ほとんどの期間、水平走査回路ブロック５のＧＮＤから供給されるローレベルを出力している。
【００６８】
従って、本実施形態のようにダミースイッチＮ２１〜Ｎ２３のゲートが水平走査回路ブロック５と同一のＧＮＤに固定されている場合においても、前記実施形態と同様の効果がある。
【００６９】
図２（ｂ）は、本発明の第２実施形態の他の固体撮像装置の一部の等価回路図である。図２（ｂ）には、図１の信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３よりも図面の下側の部分を示しており、他の部分は図１と同様である。なお、図２（ｂ）において、図１に示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【００７０】
信号を一時保持するための容量ＣＴ１〜ＣＴ３は、図１と同様に水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３を介して差動増幅回路５１の反転入力端子（水平出力線）に接続され、水平出力線はリセットスイッチＮ５１４を介してリセット電圧Ｖｒｅｓに接続される。
【００７１】
水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートは信号線Ｈ１〜Ｈ３に接続され、水平走査回路ブロック５に接続される。
【００７２】
差動増幅回路５１の正転入力端子には、ドレインがリセット電圧Ｖｒｅｓに接続されたスイッチＮ１１〜Ｎ１３に接続され、スイッチＮ１１〜Ｎ１３のゲートは水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３と同様、信号線Ｈ１〜Ｈ３に接続される。
【００７３】
また、正転入力端子にはドレインがダミーの保持容量ＣＴ４に接続されたスイッチＮ１５のソースが接続され、スイッチＮ１５のゲートは水平走査回路ブロック５からの信号線Ｈ０に接続される。
【００７４】
ダミーの保持容量ＣＴ４の容量値は信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３の容量値とできる限り等しいことが望ましい。
【００７５】
また、特に図示しないが、信号線Ｈ０には信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号のＯＲ処理されたものが供給される。
【００７６】
さらに、正転入力端子はリセットスイッチＮ１４を介してリセット電圧Ｖｒｅｓに接続される。
【００７７】
つぎに、本実施形態の固体撮像装置の動作について説明する。信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持するまでの動作は、図６に基づく説明と同様である。
【００７８】
信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持された信号は、水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号によって、各列の水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートが順次ハイレベルとなり、水平出力線に読み出される。
【００７９】
また、同じ信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送される信号によって、スイッチＮ１１〜Ｎ１３のゲートが順次ハイレベルとなる。差動増幅回路５１の正転入力端子には、水平出力線に信号が読み出されるタイミングに同期してリセット電圧Ｖｒｅｓが読み出され、さらに水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号が順次ハイレベルとなるタイミングで、スイッチＮ１５のゲートもハイレベルとなりダミーの保持容量ＣＴ４が接続される。
【００８０】
各列の信号読み出しの合間でリセットスイッチＮ５１４，Ｎ１４によって水平出力線及び差動増幅回路５１の正転入力端子が水平出力線のリセット電圧Ｖｒｅｓにリセットされる。
【００８１】
出力端子ＯＵＴには、正転入力信号と反転入力信号との差信号が所望のゲインで増幅されて出力される。
【００８２】
このような動作において、水平出力線はクロックリークやスパイク状のノイズ等の外乱ノイズの影響を受けるが、差動増幅回路５１の正転入力端子にも水平出力線と同様、リセットスイッチＮ１４と、水平転送スイッチと同一の信号がゲートに入力されたスイッチＮ１１〜Ｎ１３が接続されているため、正転入力端子も同様に上記の例で示したようなクロックリークやスパイク状のノイズの影響を受ける。
【００８３】
さらに水平出力線に信号が読み出されるタイミングにおいて、正転入力端子はスイッチＮ１５を介してダミーの保持容量ＣＴ４に接続されるため、水平出力線と正転入力端子のＧＮＤに対する容量が等しい。
【００８４】
これらのノイズ成分は反転入力端子と正転入力端子間で同相の成分であり、大きさも等しいため、差動増幅回路５１で除去され出力端子ＯＵＴに影響を与えることはない。
【００８５】
（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態の固体撮像装置の一部の等価回路図である。図３には、図１の信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３よりも図面の下側の部分を示しており、他の部分は図１と同様である。なお、図３において、図１に示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【００８６】
信号を一時保持するための容量ＣＴ１〜ＣＴ３は、水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３を介して差動増幅回路５１の反転入力端子（水平出力線）に接続され、水平出力線はリセットスイッチＮ５１４を介してリセット電圧Ｖｒｅｓに接続される。
【００８７】
水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートは信号線Ｈ１〜Ｈ３に接続され、水平走査回路ブロック５に接続される。
【００８８】
差動増幅回路５１の正転入力端子には、水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のソース領域と同等の接合容量を有するダイオードＤ３１〜Ｄ３３が接続される。
【００８９】
さらに、正転入力端子はリセットスイッチＮ１４を介してリセット電圧Ｖｒｅｓに接続される。
【００９０】
つぎに、本実施形態の固体撮像装置の動作について説明する。信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持するまでの動作は、図６に基づく説明と同様である。
【００９１】
信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３に保持された信号は、水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号によって、各列の水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３のゲートが順次ハイレベルとなり、水平出力線に読み出される。
【００９２】
各列の信号読み出しの合間でリセットスイッチＮ５１４，Ｎ１４によって差動増幅回路５１の反転入力端子及び正転入力端子が水平出力線のリセット電圧Ｖｒｅｓにリセットされる。
【００９３】
出力端子ＯＵＴには、正転入力信号と反転入力信号との差信号が所望のゲインで増幅されて出力される。
【００９４】
このような動作において、第１実施形態と同様に、水平出力線はクロックリークやスパイク状のノイズ等の外乱ノイズの影響を受けるが、差動増幅回路５１の正転入力端子にも水平出力線と同様、リセットスイッチＮ１４が接続されているため、正転入力端子も同様にクロックリークの影響を受ける。
【００９５】
このクロックリークは反転入力端子と正転入力端子間で同相の成分であり、差動増幅回路５１で除去されるので、出力端子ＯＵＴには影響を与えることはない。
【００９６】
（第４実施形態）
図４（ａ）は、本発明の第４実施形態の固体撮像装置の一部の等価回路図である。図４（ａ）には、図１の信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ３よりも図面の下側の部分を示しており、他の部分は図１と同様である。なお、図４（ａ）において、図１に示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【００９７】
図４（ｂ）は、図４（ａ）の水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３、リセットスイッチＮ５１４，Ｎ４１、水平走査回路ブロック５、差動増幅回路５１の実装平面図である。なお、図４（ｂ）には、第一の配線層、第二の配線層及び第三の配線層の三つの配線層で上記各部を接続している様子を示している。
【００９８】
差動増幅回路５１の正転入力端子の配線は反転入力端子の配線（水平出力線）と並行して延長され、水平走査回路ブロック５からの信号線Ｈ１〜Ｈ３の配線との重なり関係が水平出力線と同様になるように構成されている。
【００９９】
また、正転入力端子の配線と水平出力線の配線との間はＧＮＤ配線でシールドされており、両配線間のクロストークが抑圧される。
【０１００】
図４（ｂ）に示すように、水平出力線は、水平走査回路ブロック５からの信号線Ｈ１〜Ｈ３と重なっており容量結合している。
【０１０１】
さらに、水平出力線は半導体基板上に配置されており、半導体基板とも容量結合している。本実施形態においても第１実施形態と同様に水平出力線は外乱ノイズの影響を受ける。
【０１０２】
例えば、水平走査回路ブロック５から供給され信号線Ｈ１〜Ｈ３を伝送する信号は順次ハイレベルとなるため、ほとんどの期間、水平走査回路ブロックのＧＮＤから供給されるローレベルを出力している。
【０１０３】
また、水平出力線は、半導体基板とも容量結合しており、水平走査回路ブロックのＧＮＤや半導体基板に接続された電源又はＧＮＤにノイズがのった場合、その影響を受ける。しかし、差動増幅回路５１の正転入力端子の配線と水平走査回路ブロック５からの信号線Ｈ１〜Ｈ３の配線との重なり関係が水平出力線と同様になるように構成されている。
【０１０４】
従って、正転入力端子も同様に上記に示したような外乱ノイズの影響を受ける。これらのノイズ成分は反転入力端子と正転入力端子間で同相の成分であり、差動増幅回路５１で除去されるので、出力端子ＯＵＴに影響を与えることはない。
【０１０５】
以上の第１から第４の実施形態のように、光電変換素子からの信号を差動増幅回路へ順次出力する水平出力線と電源、ＧＮＤ、又は信号線Ｈ１〜Ｈ３等の所望の信号線との間の結合容量と、差動増幅回路へ前記リファレンス信号を供給する出力線と上記の所望の信号線との間の結合容量とを合せることにより、高画質な画像を得ることが出来る。
【０１０６】
（第５実施形態）
図８は、本発明の第５実施形態の固体撮像装置を含むビデオカメラの模式的な内部構成図である。
【０１０７】
図８において、３１は焦点調節を行うためのフォーカスレンズ１Ａ、ズーム動作を行うズームレンズ１Ｂ、結像用のレンズ１Ｃを備えている撮影レンズ、３２は絞り、３３は撮像面に結像された被写体像を光電変換して電気的な撮像信号に変換する固体撮像装置、３４は固体撮像装置３３より出力された撮像信号をサンプルホールドして更にレベルを増幅して映像信号を出力するサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）である。
【０１０８】
また、３５はサンプルホールド回路３４から出力された映像信号にガンマ補正，色分離，ブランキング処理等の所定の処理を施して輝度信号Ｙ及びクロマ信号Ｃを出力するプロセス回路、２１はプロセス回路３５から出力されたクロマ信号Ｃのホワイトバランス及び色バランスの補正を行い色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙとして出力する色信号補正回路、２４はプロセス回路５から出力された輝度信号Ｙと色信号補正回路２１から出力された色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを変調して標準テレビジョン信号として図示しないビデオレコーダ、あるいは電子ビューファインダ等のモニタＥＶＦへ出力するエンコーダ回路（ＥＮＣ回路）である。
【０１０９】
次いで、３６はサンプルホールド回路３４から供給される映像信号に基づいてアイリス駆動回路３７を制御し、映像信号のレベルが所定レベルの一定値となるように、絞り３２の開口量を制御すべくｉｇメータを自動制御するアイリス制御回路である。
【０１１０】
さらに、１３，１４はサンプルホールド回路４から出力された映像信号中より合焦検出を行うために必要な高周波成分を抽出する異なった帯域制限のバンドパスフィルタである。第一のバンドパスフィルタ１３（ＢＰＦ１）及び第二のバンドパスフィルタ１４（ＢＰＦ２）から出力された信号は、ゲート回路１５及びフォーカスゲート枠信号で各々でゲートされ、ピーク検出回路１６でピーク値が検出されてホールドされるとともに、論理制御回路１７に入力される。この信号を焦点電圧と呼び、この焦点電圧によってフォーカスを合せている。
【０１１１】
また、１８はフォーカスレンズ１Ａの移動位置を検出するフォーカスエンコーダ、１９はズームレンズ１Ｂの焦点距離を検出するズームエンコーダ、２０は絞り３２の開口量を検出するアイリスエンコーダである。
【０１１２】
さらに、１７はアイリスエンコーダ１８の検出値に基づいて被写体に対する合焦検出を行い焦点調節を行ったり、システムコントロールを行う論理制御回路１７である。論理制御回路１７は、バンドパスフィルタ１３，１４より供給された高周波成分のピーク値情報を取り込み、高周波成分のピーク値が最大となる位置へとフォーカスレンズ１Ａを駆動すべくフォーカス駆動回路３９にフォーカスモータ１０の回転方向、回転速度、回転／停止等の制御信号を供給し、これを制御する。
【０１１３】
（第６実施形態）
図９は、本発明の第６実施形態の固体撮像装置を含むスチルビデオカメラの模式的な内部構成を示すブロック図である。図９において、１０５１はレンズのプロテクトとメインスイッチを兼ねるバリア、１０５２は被写体の光学像を実施形態１等で説明したデジタルスチルカメラである撮像装置１０５４に結像させるレンズ、１０５３はレンズ１０５２を通った光量を可変するための絞り、１０５４はレンズ１０５２で結像された被写体を画像信号として取り込むための撮像装置、１０５５は撮像装置１０５４から出力される画像信号に各種の補正、クランプ等の処理を行う撮像信号処理回路、１０５６は撮像装置１０５４より出力される画像信号のアナログ−ディジタル変換を行うＡ／Ｄ変換器、１０５７はＡ／Ｄ変換器１０５６より出力された画像データに各種の補正を行ったりデータを圧縮する信号処理部、１０５８は撮像装置１０５４，撮像信号処理回路１０５５，Ａ／Ｄ変換器１０５６，信号処理部１０５７に各種タイミング信号を出力するタイミング発生部、１０５９は各種演算とスチルビデオカメラ全体を制御する全体制御・演算部、１０６０は画像データを一時的に記憶するためのメモリ部、１０６１は記録媒体に記録又は読み出しを行うための記録媒体制御インターフェース部、１０６２は画像データの記録又は読み出しを行うための半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体、１０６３は外部コンピュータ等と通信するための外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）部である。
【０１１４】
つぎに、前述の構成における撮影時のデジタルスチルカメラの動作について、説明する。バリア１０５１がオープンされるとメイン電源がオンされ、次にコントロール系の電源がオンし、さらに、Ａ／Ｄ変換器１０５６などの撮像系回路の電源がオンされる。
【０１１５】
それから、露光量を制御するために、全体制御・演算部１０５９は絞り１０５３を開放にし、固体撮像装置１０５４から出力された信号は、撮像信号処理回路１０５５をスルーしてＡ／Ｄ変換器１０５６へ出力される。Ａ／Ｄ変換器１０５６は、その信号をＡ／Ｄ変換して、信号処理部１０５７に出力する。信号処理部１０５７は、そのデータを基に露出の演算を全体制御・演算部１０５９で行う。
【０１１６】
この測光を行った結果により明るさを判断し、その結果に応じて全体制御・演算部５９は絞りを制御する。
【０１１７】
つぎに、固体撮像装置１０５４から出力された信号をもとに、高周波成分を取り出し被写体までの距離の演算を全体制御・演算部１０５９で行う。その後、レンズ１０５２を駆動して合焦か否かを判断し、合焦していないと判断したときは、再びレンズ１０５２を駆動し測距を行う。
【０１１８】
そして、合焦が確認された後に本露光が始まる。露光が終了すると、撮像装置１０５４から出力された画像信号は、撮像信号処理回路１０５５において補正等がされ、さらにＡ／Ｄ変換器１０５６でＡ／Ｄ変換され、信号処理部１０５７を通り全体制御・演算部１０５９によりメモリ部１０６０に蓄積される。
【０１１９】
その後、メモリ部１０６０に蓄積されたデータは、全体制御・演算部１０５９の制御により記録媒体制御Ｉ／Ｆ部１０６１を通り半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体１０６２に記録される。また外部Ｉ／Ｆ部１０６３を通り直接コンピュータ等に入力して画像の加工を行ってもよい。
【０１２０】
（第７実施形態）
図１０は、本発明の第７実施形態の固体撮像装置で撮像された原稿画像を読み取るシートフィード式の原稿画像読取システムの概略図である。図１０において、３０１は密着型のイメージセンサ（以下、「ＣＩＳ」と称する。）であり、第１実施形態等で説明した固体撮像装置３０２と、固体撮像装置３０２に原稿からの光を集めるセルフォックレンズ３０３と、原稿に光を照射するＬＥＤアレイ３０４と、原稿が載置されるコンタクトガラス３０５とを備えている。
【０１２１】
なお、ＬＥＤアレイ３０４はＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤが配列されている。また、ＬＥＤアレイ３０４はＬＥＤドライブ回路が内蔵されており、１ライン毎に各色ＬＥＤを切り替えて点灯させることにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ線順次のカラー画像を読み取れるようにしている。
【０１２２】
また、３０６は原稿をコンタクトガラス３０５に載置させるためにＣＩＳ３０１の前後に配置されている搬送ローラ、３０７は原稿をＣＩＳ３０１に接触させるために使用されるコンタクトシートである。
【０１２３】
さらに、３０８は原稿が差し込まれたことを検知するための原稿検知レバー、３０９は原稿が差し込まれたときに傾いた原稿検知レバー３０８に押下されたときに原稿検知信号を出力する原稿検知センサ３０９、３１０はＣＩＳ３０１からの信号にシェーディング補正などの処理を施したり原稿検知センサ３０９からの出力に基づいて原稿搬送ローラ３０６の駆動用モータ（図示せず）の駆動を制御する制御回路、３１３は制御回路３１０で処理が施された信号を例えばモニタなどに表示するパーソナルコンピュータ等の外部装置である。
【０１２４】
図１１は、図１０の制御回路３１０の模式的な内部構成を示すブロック図である。図１１において、２０５は固体撮像装置３０２からの増幅信号をアナログ信号から例えば８ビットのディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、２０６はキャリブレーション用のシートを予め読み取ることによりシェーディング補正用のデータが記憶されているシェーディングＲＡＭ、２０７はシェーディングＲＡＭ２０６のデータに基づいて読み取られた画像信号のシェーディング補正を行うシェーディング補正回路、２０８は原稿の先端を検知するために読み取られた画像データにおけるピーク値をライン毎に検知するピーク検知回路である。
【０１２５】
また、２０９はホストコンピュータより予め設定されたガンマーカーブに従って読み取られた画像データのガンマ変換を行うガンマ変換回路、２１０は実際の読み取り動作とホストコンピュータとの通信におけるタイミングを合せるために画像データが１次的に記憶されるバッファＲＡＭ、２１１はホストコンピュータより予め設定された画像出力モード（２値、４ビット多値、８ビット多値、２４ビット多値）に従ったパッキング処理を行ったデータをバッファＲＡＭ２１０に書き込んだりインターフェース回路２１２にバッファＲＡＭ２１０から画像データを読み込んで出力させるパッキング／バッファＲＡＭ制御回路である。
【０１２６】
さらに、２１２はパーソナルコンピュータなどの本実施形態に係る画像読み取り装置のホスト装置となる外部装置との間でコントロール信号の受容や画像信号の出力を行うインターフェース回路、２１５は処理手順を格納したＲＯＭ２１５Ａ及び作業用のＲＡＭ２１５Ｂを有しておりＲＯＭ２１５Ａに格納された手順に従って各部の制御を行うマイクロコンピュータ形態などのＣＰＵである。
【０１２７】
また、２１６はＣＰＵ２１５に供給するタイミング信号を生成するための例えば水晶発振器、２１４はＣＰＵ２１５の設定に応じて発振器２１６の出力を分周して動作の基準となる各種タイミング信号を発生するタイミング信号発生回路である。
【０１２８】
つぎに、本実施形態の原稿画像読取システムの動作について説明する。まず、ＣＩＳ３０１のメイン電源がオンされると、タイミング信号発生回路２１４で、水晶発振器２１６の出力を発生する分周して動作の基準となる各種タイミング信号をＣＰＵ２１５へ出力する。
【０１２９】
この状態で、原稿画像読取システムに原稿が差し込まれると、原稿検知レバー３０８が原稿に押されて傾く。すると、原稿検知レバー３０８によって原稿検知センサ３０９が押下され、原稿検知センサ３０９から原稿検知信号がＣＰＵ２１５へ出力される。
【０１３０】
ＣＰＵ２１５は、原稿検知センサ３０９からの原稿検知信号を入力すると、ＲＯＭ２１５Ａに格納されている処理手順に従って外部装置３１３との間でコントロール信号の入出力を行い、外部装置３１３からのコントロール信号に基づいて原稿搬送ローラ３０６の駆動用モータ（図示せず）を駆動することで、原稿搬送ローラ３０６を回転させ、原稿をコンタクトガラス３０５に載置させる。原稿は、コンタクトシート３０７によってＣＩＳ３０１に接触される。
【０１３１】
つぎに、ＣＰＵ２１５はＬＥＤアレイ３０４のＬＥＤドライブ回路を駆動して、１ライン毎に各色ＬＥＤを切り替えて点灯させる。ＬＥＤアレイ３０４からの光は、原稿に照射され、原稿からの反射光をセルフフォックレンズ３０３で固体撮像装置３０２に集めることで、順次、原稿のカラー画像を読み取り、増幅信号を制御回路３１０へ出力する。
【０１３２】
制御回路３１０では、Ａ／Ｄ変換器２０５において固体撮像装置３０２から出力された増幅信号をアナログ信号から例えば８ビットのディジタル信号に変換してシェーディング補正回路２０７へ出力する。
【０１３３】
シェーディング補正回路２０７は、Ａ／Ｄ変換器２０５から出力されるディジタル信号を入力すると、シェーディングＲＡＭ２０６に記憶されているシェーディング補正用のデータを読み出して、このデータに基づいてディジタル信号のシェーディング補正を行ってからピーク検知回路２０８とガンマ変換回路２０９とへ出力する。
【０１３４】
ピーク検知回路２０８は、シェーディング補正回路２０７から出力されるディジタル信号のピーク値をライン毎に検知することによって原稿の先端を検知して、検知結果をＣＰＵ２１５へ出力する。
【０１３５】
ＣＰＵ２１５は、ピーク検知回路２０８の検知結果に基づいてＬＥＤアレイ３０４のＬＥＤドライブ回路を駆動する。
【０１３６】
ガンマ変換回路２０９は、シェーディング補正回路２０７から出力されるディジタル信号を、ホストコンピュータより予め設定されたガンマーカーブに従ってガンマ変換を行ってから、パッキング／バッファＲＡＭ制御回路２１１へ出力する。
【０１３７】
パッキング／バッファＲＡＭ制御回路２１１は、ガンマ変換回路２０９でガンマ変換されたディジタル信号を、ホストコンピュータより予め設定された画像出力モード（２値、４ビット多値、８ビット多値、２４ビット多値）に従ったパッキング処理を行い、データ実際の読み取り動作とホストコンピュータとの通信におけるタイミングを合せるために、パッキング処理後のディジタル信号を１次的にバッファＲＡＭ２１０に記憶した後に、インターフェース回路２１２に出力する。
【０１３８】
インターフェース回路２１２は、パッキング／バッファＲＡＭ制御回路２１１から出力されるディジタル信号を、外部装置３１３へ出力する。
【０１３９】
外部装置３１３は、制御回路３１０で各種処理が施された信号を例えばモニタなどに表示する。
【０１４０】
（第８実施形態）
図１２は、本発明の第８実施形態の固体撮像装置を含む原稿画像読取システムの模式的な構成を示すブロック図である。図１３は、図１２のリーダ部４０１及びプリンタ部４０２の断面構成図である。
【０１４１】
図１２に示すリーダ部４０１は、図示しない原稿画像を読み取り、その原稿画像に応じた画像データをプリンタ部４０２及び画像入出力制御部４０３へ出力する。
【０１４２】
プリンタ部４０２は、リーダ部４０１及び画像入出力制御部４０３からの画像データに応じた画像を記録紙上に記録する。
【０１４３】
画像入出力制御部４０３は、リーダ部４０１に接続されており、ファクシミリ部４０４、ファイル部４０５、コンピュータインターフェース部４０７、フォーマッタ部４０８、イメージメモリ部４０９、コア部４１０等を備えている。
【０１４４】
ファクシミリ部４０４は、図示しない画像入出力制御部から送信された圧縮画像データを電話回線４１３を介して受信して伸長した画像データをコア部４１０へ転送し、またコア部４１０から転送された画像データを圧縮した圧縮画像データを電話回線４１３を介して図示しない画像入出力制御部へ送信する。ファクシミリ部４０４にはハードディスク４１２が接続されており、受信した圧縮画像データを一時的に保存することができる。
【０１４５】
ファイル部４０５には光磁気ディスクドライブユニット４０６が接続されており、ファイル部４０５は、コア部４１０から転送された画像データを圧縮し、その画像データをそれを検索するためのキーワードとともに光磁気ディスクドライブユニット６にセットされた光磁気ディスクに記憶させる。ファイル部４０５は、コア部４１０を介して転送されたキーワードに基づいて、光磁気ディスクに記憶されている圧縮画像データを検索し、検索した圧縮画像データを読み出して伸長し、伸長された画像データをコア部４１０へ転送する。
【０１４６】
コンピュータインターフェース部４０７は、パーソナルコンピュータ又はワークステーション（ＰＣ／ＷＳ）４１１とコア部４１０との間のインターフェースである。
【０１４７】
また、フォーマッタ部４０８は、ＰＣ／ＷＳ４１１から転送された画像を表わすコードデータをプリンタ部４０２で記録できる画像データに展開する。
【０１４８】
イメージメモリ部４０９は、ＰＣ／ＷＳ４１１から転送されたデータを一時的に記憶する。
【０１４９】
コア部４１０は、リーダ部４０１、ファクシミリ部４０４、ファイル部４０５、コンピュータインターフェース部４０７、フォーマッタ部４０８、イメージメモリ部４０９の相互におけるデータの流れを制御する。
【０１５０】
図１３に示す原稿給送装置１０１は、図示しない原稿を最終ページから順に１枚ずつプラテンガラス１０２上ヘ給送し、原稿の読み取り動作終了後、プラテンガラス１０２上の原稿を排出する。原稿給送装置１０１は、原稿がプラテンガラス１０２上ヘ搬送されると、ランプ１０３を点灯し、スキャナユニット１０４の移動を開始させて、原稿を露光走査する。
【０１５１】
この露光走査による原稿からの反射光は、ミラー１０５〜１０７及びレンズ１０８によって、第１実施形態等の固体撮像装置１０９へ導かれ、固体撮像装置１０９で読み取られる。固体撮像装置１０９から出力される画像データは、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正等の処理が施された後、プリンタ部４０２又はコア部４１０へ転送される。
【０１５２】
プリンタ部４０２のレーザドライバ２２１は、レーザ発光部２０１を駆動し、リーダ部４０１から出力された画像データに応じたレーザ光をレーザ発光部２０１により発光させる。このレーザ光は感光ドラム２０２の異なる位置に照射され、感光ドラム２０２にはこれらのレーザ光に応じた潜像が形成される。
【０１５３】
感光ドラム２０２の潜像の部分には、現像機２０３によって現像剤が付着される。
【０１５４】
そして、レーザ光照射開始と同期したタイミングで、カセット２０４及びカセット２０５のいずれかから記録しを給紙し、それを転写部２０６へ搬送し、感光ドラム２０２に付着現像材をこの記録紙上に転写する。
【０１５５】
現像材の乗った記録紙は定着部２０７に搬送され、定着部２０７における熱と圧力により現像材が記録紙上に定着される。
【０１５６】
定着部２０７を通過した記録紙は排出ローラ２０８によって排出され、ソータ２２０は排出された記録紙をそれぞれのピンに収納して記録紙の仕分けを行う。
【０１５７】
なお、ソータ２２０は、仕分けが設定されていない場合には、排出ローラ２０８まで記録紙を搬送した後、排出ローラ２０８の回転方向を逆転させ、フラッパ２０９によってそれを再給紙搬送路２１０へ導く。
【０１５８】
また、多重記録が設定されていない場合には、記録紙を排出ローラ２０８まで搬送しないように、フラッパ２０９によってそれを再給紙搬送路２１０へ導く。再給紙搬送路２１０へ導かれた記録紙は上述したタイミングと同じタイミングで転写部２０６へ給紙される。
【０１５９】
（第９実施形態）
図１４は、本発明の第９実施形態の固体撮像装置を含むビデオカメラを制御するカメラ制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【０１６０】
図１４において、１０は映像データ及びカメラ制御情報（ステータス情報も含む）をデジタル伝送するネットワーク、１２（１２―１〜１２―ｎ）はネットワーク１０に接続されているｎ台の映像送信端末、１６（１６―１〜１６―ｎ）は各映像送信端末１２（１２―１〜１２―ｎ）に接続されている第５実施形態等で説明したビデオカメラ、１４（１４―１〜１４―ｎ）は映像送信端末１２（１２―１〜１２―ｎ）からの制御信号に従ってビデオカメラ１６（１６―１〜１６―ｎ）のパン、チルト、ズーム、フォーカス及び絞りなどを制御するカメラ制御装置である。
【０１６１】
なお、ビデオカメラ１６（１６―１〜１６―ｎ）は、カメラ制御装置１４（１４―１〜１４―ｎ）から電源が供給されており、カメラ制御装置１４（１４―１〜１４―ｎ）は、外部からの制御信号に従い、ビデオカメラ１６（１６―１〜１６―ｎ）の電源のＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【０１６２】
また、図１４において、１８（１８―１〜１８―ｍ）は映像送信端末１２（１２―１〜１２―ｎ）からネットワーク１０に送出された映像情報を受信する映像受信端末、２０（２０―１〜２０―ｍ）は各映像受信端末１８（１８―１〜１８―ｍ）に接続されているビットマップディスプレイあるいはＣＲＴなどで構成されるモニタである。
【０１６３】
ここで、ネットワーク１０は、有線である必要はなく、無線ＬＡＮ装置などを利用した無線ネットワークでもよい。この場合、映像受信端末１８は、モニタ２００と一体化して携帯型の映像受信端末装置とすることができる。
【０１６４】
つぎに、図１４に示すカメラ制御システムの動作について説明する。映像送信端末１２（１２―１〜１２―ｎ）は、接続するカメラ１６（１６―１〜１６―ｎ）の出力映像信号をＨ．２６１などの所定の圧縮方式で圧縮し、ネットワーク１０を介して、映像要求元の映像受信端末１８又はすべての映像受信端末１８に送信する。
【０１６５】
映像受信端末１８は、ネットワーク１０、映像送信端末１２及びカメラ制御装置１４を介して任意のカメラ１６の種々のパラメータ（撮影方位、撮影倍率、フォーカス及び絞りなど）とともに、電力供給のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
【０１６６】
ここで、映像送信端末１２は、モニタ２０を直接接続して、圧縮映像を伸長する映像伸長装置を設けることで、映像受信端末１８と兼用することができる。一方、映像受信端末１８は、カメラ制御装置１４及びビデオカメラ１６を直接接続して、映像圧縮装置を設けることで、映像送信端末として兼用することができる。
【０１６７】
これらの端末１２，１８には、映像送信又は映像受信に必要なソフトウエアを記録するＲＯＭが備えられている。
【０１６８】
以上の構成によって、映像送信端末１２は、ネットワーク１０を経由して遠隔地の映像受信端末１８に映像信号を伝送するとともに、映像受信端末１８から伝送されるカメラ制御信号を受けて、カメラ１６のパン、チルトなどの制御を実行する。
【０１６９】
また、映像受信端末１８は、映像送信端末１２にカメラ制御信号を発信し、カメラ制御信号を受信した映像送信端末１２は、そのカメラ制御信号の内容に応じてカメラ１６を制御するとともに、そのカメラ１６の現在の状態を返送する。
【０１７０】
映像受信端末１８は、映像送信端末１２から送られてくる映像データを受信し、所定の処理を施してモニタ２０の表示画面上に撮影映像をリアルタイムに表示する。
【０１７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、各光電変換素子で変換された信号電荷を増幅する差動増幅回路への入力信号に、同じようにノイズ等を重畳させているので、差動増幅回路でノイズ等が差分され、出力信号からノイズ等を除去するようにしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の固体撮像装置の等価回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態の固体撮像装置の一部の等価回路図である。
【図３】本発明の第３実施形態の固体撮像装置の一部の等価回路図である。
【図４】本発明の第４実施形態の固体撮像装置の一部の等価回路図及びその一部の実装平面図である。
【図５】従来のＣＭＯＳ型固体撮像装置の等価回路図である。
【図６】図５に示すＣＭＯＳ型固体撮像装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】図５の水平転送スイッチＮ５１１〜Ｎ５１３、リセットスイッチＮ５１４、水平走査回路ブロック５、差動増幅回路５１の模式的な実装平面図である。
【図８】本発明の第５実施形態の固体撮像装置を含むビデオカメラの模式的な内部構成図である。
【図９】本発明の第６実施形態の固体撮像装置を含むスチルビデオカメラの模式的な内部構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第７実施形態の固体撮像装置で撮像された原稿画像を読み取るシートフィード式の原稿画像読取システムの概略図である。
【図１１】図１０の制御回路３１０の模式的な内部構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第８実施形態の固体撮像装置を含む原稿画像読取システムの模式的な構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２のリーダ部４０１及びプリンタ部４０２の断面構成図である。
【図１４】本発明の第９実施形態の固体撮像装置を含むビデオカメラを制御するカメラ制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 画素部
２ 垂直走査回路ブロック
４ ＧＮＤライン
５ 水平走査回路ブロック
５１ 差動増幅回路
Ｃ０１〜Ｃ０３ クランプ容量
ＣＴ１〜ＣＴ３ 信号保持容量
Ｎ５１ 入力ＭＯＳトランジスタ
Ｎ５２〜Ｎ５４ 負荷ＭＯＳトランジスタ
Ｎ５５〜Ｎ５７ クランプスイッチ
Ｎ５８〜Ｎ５１０ 転送スイッチ
Ｎ５１１〜５１３ 水平転送スイッチ
Ｎ５１４ リセットスイッチ
Claims (7)
- 被写体からの光を光電変換する複数の光電変換素子と、
前記複数の光電変換素子に共通に設けられた複数の垂直信号線と、
該垂直信号線に設けられた第１の容量と、
各垂直信号線を通して送られる複数の光電変換素子からの信号が、前記第１の容量に保持された後、順次出力される第１の水平出力線と、
前記複数の光電変換素子からの信号を前記第１の水平出力線へ出力するために、複数の前記垂直信号線と前記第１の水平出力線の導通を制御する複数の第１スイッチと、リファレンス信号を供給する第２の水平出力線と、
前記第２の水平出力線へリファレンス信号を供給するために前記第２の水平出力線に接続された複数の第２スイッチと、
前記複数の第１スイッチと前記複数の第２スイッチを制御するための走査手段と、
前記第１の水平出力線からの信号と前記第２の水平出力線からの信号の差分を行う差分手段と、
を有し、前記第２のスイッチはＭＯＳトランジスタであり、ソースもしくはドレイン領域の一方が前記第１の水平出力線に接続され、ソースまたはドレイン領域の他方が基準電位もしくは、前記ソースまたはドレイン領域の一方と接続されていることを特徴とする固体撮像装置。 - 被写体からの光を光電変換する複数の光電変換素子と、
前記複数の光電変換素子に共通に設けられた垂直信号線を複数有し、
該垂直信号線に設けられた第１の容量と、
各垂直信号線を通して送られる複数の光電変換素子からの信号が、前記第１の容量に保持された後、順次出力される第１の水平出力線と、
前記複数の光電変換素子からの信号を前記第１の水平出力線へ出力するために、複数の前記垂直信号線と前記第１の水平出力線の導通を制御する複数の第１スイッチと、
リファレンス信号を供給する第２の水平出力線と、
前期第２の水平出力線に接続された複数の入出力がショートされた複数のダミースイッチと、
前記複数の第１スイッチと前記複数の第２スイッチを制御するための走査手段と、
前記第１の水平出力線からの信号と前記第２の水平出力線からの信号の差分を行う差分手段と、
を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 被写体からの光を光電変換する複数の光電変換素子と、
前記複数の光電変換素子に共通に設けられた複数の垂直信号線と、
該垂直信号線に設けられた第１の容量と、
各垂直信号線を通して送られる複数の光電変換素子からの信号が、前記第１の容量に保持された後、順次出力される第１の水平出力線と、
前記複数の光電変換素子からの信号を前記第１の水平出力線へ出力するために、複数の前記垂直信号線と前記第１の水平出力線の導通を制御する複数の第１スイッチと、
リファレンス信号を供給する第２の水平出力線と、
前記第２の水平出力線に接続された制御端子がＧＮＤに固定された複数のダミースイッチと、
前記複数の第１スイッチを制御する走査手段と、前記第１の水平出力線からの信号と前記第２の水平出力線からの信号の差分を行う差分手段と、
を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 被写体からの光を光電変換する複数の光電変換素子と、
前記複数の光電変換素子に共通に設けられた複数の垂直信号線と、
該垂直信号線に設けられた第１の容量と、
各垂直信号線を通して送られる複数の光電変換素子からの信号が、前記第１の容量に保持された後、順次出力される第１の水平出力線と、
前記複数の光電変換素子からの信号を前記第１の水平出力線へ出力するために、複数の前記垂直信号線と前記第１の水平出力線の導通を制御する複数の第１スイッチと、
リファレンス信号を供給する第２の水平出力線と、
前記第２の水平出力線に接続された複数のダイオードと、前記複数の第１スイッチを制御するための走査手段と、
前記第１の水平出力線からの信号と前記第２の水平出力線からの信号の差分を行う差分手段と、
を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第２の水平出力線に第３スイッチを介してダミー容量が接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
- 前記第３スイッチは、前記各第１のスイッチが導通し前記第１の水平出力線へ信号を読み出すタイミングにおいて、導通していることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
- 請求項１から６のいずれか１項記載の固体撮像装置と、前記固体撮像装置へ光を結像するレンズと、前記固体撮像装置からの信号を処理する信号処理回路とを備えることを特徴とする固体撮像システム。
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