JP2001285720A - Ｍｏｓ型固体撮像装置および電子カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＯＳ型固体撮像装置を利用した従来の電子
カメラでは、逆光補正を行うことができず、また、高速
で移動する被写体の静止画を撮像すると、ブレが生じ
る。 【解決手段】 画素行単位で画像信号読み出し動作およ
び電子シャッタ動作を行うことができるＭＯＳ型固体撮
像装置を備えた電子カメラに、静止画の撮像を指示する
静止画指示信号が発せられたときに所定の電子シャッタ
動作を中止させ、電子シャッタ動作を中止している間に
設定される垂直ブランキング期間内に全ての光電変換素
子を対象に一斉にリセット動作を行うと共に、このリセ
ット動作に続けて閃光装置を動作させ、その後に行われ
画像信号読み出し動作に基づいてＭＯＳ型固体撮像装置
が出力する画像信号を基に静止画データを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子カメラに係り、
特に、ＭＯＳ型固体撮像装置を用いて動画データと静止
画データとを得ることができる電子カメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ（電荷結合素子）の量産技術が確
立されて以来、ＣＣＤ型固体撮像装置をライン・センサ
あるいはエリア・イメージセンサとして利用した機器が
急速に普及している。

【０００３】その一方で、ＣＣＤ型固体撮像装置よりも
消費電力が小さいＭＯＳ型固体撮像装置の開発が、携帯
型端末等の普及に伴って進められている。ＭＯＳ型固体
撮像装置は、その消費電力をＣＣＤ型固体撮像装置の例
えば１／５〜１／１０程度にまで低下させることができ
る。

【０００４】ＭＯＳ型固体撮像装置は、半導体基板、こ
の半導体基板の一表面側に複数行、複数列に亘って行列
状に形成された多数個の画素、画素列毎にこの画素列に
近接して配置された出力信号線、出力用信号線の各々と
電気的に接続された画像信号出力部等を備えている。個
々の画素は、光電変換素子と、この光電変換素子に電気
的に接続された少なくとも１個のトランジスタとを含
む。出力用信号線は低抵抗であることが望まれ、通常、
金属材料によって形成される。

【０００５】なお、本明細書では、複数行、複数列に亘
って行列状に亘って形成された多数個の画素の配列のう
ちで、出力用信号線の延在方向と同じ方向に並んでいる
配列を「画素列」といい、この方向を「画素列方向」と
いう。画素列方向に交差する方向を「画素行方向」とい
い、この方向の画素の配列を「画素行」という。出力用
信号線が蛇行している場合は、個々の出力用信号線全体
の延在方向をこの出力用信号線の延在方向とする。

【０００６】構成の異なる幾つかのＭＯＳ型固体撮像装
置が知られている。その１つに、画素の各々が出力用ト
ランジスタとリセット用トランジスタとを含んで構成さ
れたＭＯＳ型固体撮像装置がある。本明細書では、この
タイプのＭＯＳ型固体撮像装置を「ＭＯＳ型固体撮像装
置Ｉ」ということがある。

【０００７】ＭＯＳ型固体撮像装置Ｉの各画素において
は、１個の出力用トランジスタの制御端子（ゲート電
極）と１個の光電変換素子とが電気的に接続され、出力
用信号線の各々に負荷抵抗が付設される。光電変換素子
に蓄積されている電荷量に応じた電圧が出力用トランジ
スタの制御端子に印加されると、対応する出力用信号線
に出力信号（アナログ電圧信号）が発生する。画像信号
出力部は、このアナログ電圧信号をそのまま、またはデ
ィジタル信号に変換して、出力する。

【０００８】このとき、光電変換素子に蓄積されている
電荷は消滅しない。そのため、次の出力信号を出力用信
号線に発生させる前に、出力信号を発生させ終わった光
電変換素子に蓄積されたままとなっている電荷を所定の
配線等に排出することが必要となる。光電変換素子から
の電荷の排出は、リセット用トランジスタを用いて制御
される。１個の光電変換素子に１個ずつ、リセット用ト
ランジスタが付設される。

【０００９】ところで、動画データを出力する動画モー
ドと静止画データを出力する静止画モードとを有する電
子カメラにおいては、通常、動画モードによる撮像が定
常的に行われ、必要時においてのみ、静止画モードによ
る撮像が行われる。撮像時においては、画像信号読み出
し期間と垂直ブランキング期間とが交互に繰り返し設定
される。

【００１０】ＭＯＳ型固体撮像装置を備えた電子カメラ
では、画像信号読み出し期間のそれぞれにおいて、１フ
レーム分の画像データを得るうえで必要な出力信号がＭ
ＯＳ型固体撮像装置に発生する。

【００１１】ＭＯＳ型固体撮像装置がＭＯＳ型固体撮像
装置Ｉである場合、１フレーム分の画像データを得るう
えで必要な出力信号は、例えば画素行単位で出力用信号
線の各々に順次発生する。各出力用トランジスタの動作
が、画素行単位で制御される。画素行毎に１本の行選択
用信号配線が配設され、これらの行選択用信号配線を介
して、対応する画素の各々に出力信号の生成を制御する
ための行選択信号が供給される。

【００１２】本明細書では、１フレーム分の画像データ
を得るうえで必要な出力信号を画素行単位で出力用信号
線の各々に順次発生させる動作を、「画像信号読み出し
動作」という。１回の画像信号読み出し期間中に１回の
画像信号読み出し動作が行われる。通常、画像信号読み
出し期間の開始と共に画像信号読み出し動作が始まり、
画像信号読み出し動作の終了と共に画像信号読み出し期
間が終わる。１画像信号読み出し期間は、例えば１／６
０秒〜１／３０秒程度である。

【００１３】ＭＯＳ型固体撮像装置がＭＯＳ型固体撮像
装置Ｉである場合、リセット用トランジスタの各々を画
素行単位で順次動作させることにより、各光電変換素子
に蓄積されている電荷を画素行単位で排出する行リセッ
ト動作を行うことができる。

【００１４】個々の光電変換素子の露光時間を規定する
ために、所定の時期に行リセット動作が行われる。この
行リセット動作は、電子シャッタ動作に相当する。光電
変換素子に光が入射し続けていれば、電子シャッタ動作
が済んだ画素行の光電変換素子から順次、新たな電荷蓄
積が開始される。電子シャッタ動作が行われてから次の
画像信号読み出し動作が行われるまでの期間が、露光時
間に相当する。

【００１５】全ての画素行を対象にして電子シャッタ動
作を行うのに要する期間は、１回の画像信号読み出し期
間の長さにほぼ等しい。１回の電子シャッタ動作は、例
えば、１つの画像信号読み出し期間の所定時期に開始さ
れて次の画像信号読み出し期間の所定時期に終わる。

【００１６】各リセット用トランジスタの制御のため
に、画素行毎に１本のリセット信号供給配線が配設され
る。リセット信号供給配線を介して、対応する各リセッ
ト用トランジスタにリセット信号が供給される。

【００１７】必要に応じて、画像信号読み出し動作とこ
れに続く電子シャッタ動作との間の所望の時期、例えば
画素行単位で出力信号線の各々に出力信号を発生させ終
わるたび毎に、出力信号を発生させ終わった光電変換素
子に蓄積されている電荷が所定の配線等に排出される。
出力用信号線の各々に画素行単位で出力信号を発生させ
る動作と、光電変換素子の各々に蓄積されている電荷を
画素行単位で排出する動作とが、画素行毎にこの順番で
順次行われる。その後の所定時期に、電子シャッタ動作
があらためて行われる。

【００１８】行選択信号を行選択用信号配線の各々に所
定のタイミングで供給する行読み出し走査部が、多くの
場合、同一の半導体基板上に形成される。リセット信号
をリセット信号供給配線の各々に所定のタイミングで供
給する行リセット走査部が、多くの場合、同一の半導体
基板上に形成される。

【００１９】アナログ／ディジタル変換器（以下、「Ａ
／Ｄ変換器」と略記する。）を用いて画像信号出力部を
構成することによって、ディジタル出力を得ることがで
きる。Ａ／Ｄ変換器は、入力されたアナログ電圧信号に
応じたディジタル信号を、例えばバッファメモリに出力
する。Ａ／Ｄ変換器を備えたＭＯＳ型固体撮像装置にお
いては、Ａ／Ｄ変換器からのディジタル出力が画像信号
となる。

【００２０】各走査部、画像信号出力部等の動作は、制
御部によって制御される。この制御部は、多くの場合、
同一の半導体基板上に形成される。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】逆光時に被写体の静止
画を明るく撮影するためには、被写体が露出不足になら
ないように、ストロボやフラッシュをたくことが望まれ
る。すなわち、逆光補正を行うことが望まれる。

【００２２】しかしながら、行順次の画像信号読み出し
動作を前提とするＭＯＳ型固体撮像装置を利用した電子
カメラであって逆光補正機能を有する電子カメラは、未
だ開発されていない。

【００２３】また、電子シャッタ動作時に、光電変換素
子に蓄積されている電荷が画素行単位で順次排出される
ことから、各画素行毎にシャッタ時刻が異なることにな
る。高速で移動する被写体を撮像すると、画像の上部と
下部とでシャッタ時刻が異なり、ブレが生じる。

【００２４】本発明の目的は、逆光補正機能を付加する
ことが容易なＭＯＳ型固体撮像装置を提供することであ
る。

【００２５】本発明の他の目的は、高速で移動する被写
体の静止画を撮像した場合でもブレが生じにくいＭＯＳ
型固体撮像装置を提供することである。

【００２６】本発明の更に他の目的は、高速で移動する
被写体を撮像した場合でもブレが生じにくく、逆光補正
機能を付加することが容易な電子カメラを提供すること
である。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、半導体基板と、該半導体基板の一表面側に複数行、
複数列に亘って行列状に形成された多数個の画素であっ
て、各々が光電変換素子と、該光電変換素子に蓄積され
た電荷にしたがって出力信号を生成することができる出
力用トランジスタと、前記光電変換素子に蓄積された電
荷を排出するためのリセット用トランジスタとを含む多
数個の画素と、画素列方向に延在する複数本の出力用信
号線であって、各々がそれぞれ別個に、画素行毎に１個
の画素の出力用トランジスタと電気的に接続される複数
本の出力用信号線と、前記複数の画素行の１行毎に該画
素行に沿って１本ずつ配設された行選択用信号配線であ
って、各々が、対応する画素に該画素での出力信号の生
成を制御する行選択信号を供給するために使用される行
選択用信号配線と、前記複数の画素行の１行毎に該画素
行に沿って１本ずつ配設されたリセット信号供給配線で
あって、各々が、対応するリセット用トランジスタそれ
ぞれに前記電荷の排出を制御するリセット信号を供給す
るために使用されるリセット信号供給配線と、前記半導
体基板に形成された列方向走査部であって、前記行選択
用信号配線の各々と電気的に接続され、これら行選択用
信号配線の各々に前記行選択信号を逐次供給するための
行読み出し走査部と、前記リセット信号供給配線の各々
と電気的に接続され、これらリセット信号供給配線の各
々に前記リセット信号を逐次供給するための行リセット
走査部と、前記リセット信号供給配線の各々と電気的に
接続され、これらリセット信号供給配線の各々に前記リ
セット信号を一斉に供給するための全リセット制御部と
を含む列方向走査部と、前記複数本の出力用信号線の各
々と電気的に接続され、前記出力信号に応じた画像信号
を順次出力する画像信号出力部とを備えたＭＯＳ型固体
撮像装置が提供される。

【００２８】本発明の他の観点によれば、半導体基板お
よび該半導体基板の一表面側に複数行、複数列に亘って
行列状に形成された多数個の画素であって、各々が光電
変換素子を含む多数個の画素を有し、所定行の光電変換
素子の各々に蓄積されている電荷量に応じた出力信号を
画素行単位で順次発生させる画像信号読み出し動作、光
電変換素子の各々に蓄積されている電荷を画素行単位で
順次排出してこれらの光電変換素子の露光時間を規定す
る電子シャッタ動作、および、全ての光電変換素子の各
々に蓄積されている電荷を一斉に排出する全リセット動
作を行うことができ、垂直ブランキング期間を介して連
続的に設定される画像信号読み出し期間それぞれの期間
内に前記画像信号読み出し動作を行うとともに前記電子
シャッタ動作を開始して、画像信号を前記画素行単位で
順次出力することができるＭＯＳ型固体撮像装置と、前
記ＭＯＳ型固体撮像装置が出力した画像信号を基に、動
画データまたは静止画データを出力する映像信号処理部
と、操作されたときに前記ＭＯＳ型固体撮像装置への光
の入射を遮断する光遮断手段と、操作されたときに静止
画の撮像を指示する静止画指示信号を発する静止画指示
信号発生部と、前記光遮断手段を動作させることなく、
前記ＭＯＳ型固体撮像装置に前記画像信号読み出し動作
と前記電子シャッタ動作とを交互に繰り返し行わせて、
前記映像信号処理部から動画データを出力させる動画モ
ード制御を定常的に行う動画モード制御部と、前記静止
画指示信号が発せられたときに、該静止画指示信号が発
せられた後に行われる筈であった電子シャッタ動作を少
なくとも１回中止させ、電子シャッタ動作を再開するま
での間に設定される任意の１回の垂直ブランキング期間
内に、前記全リセット動作を行わせるとともに該全リセ
ット動作の終了後に前記光遮断手段を動作させ、その後
に設定される静止画像信号読み出し期間内に行われた画
像信号読み出し動作に基づいて前記ＭＯＳ型固体撮像装
置が出力する画像信号を基に、前記映像信号処理部から
静止画データを出力させ、前記光遮断手段の動作を解除
して前記ＭＯＳ型固体撮像装置への光の入射を可能にす
る第１の静止画モード制御部とを備えた電子カメラが提
供される。

【００２９】ＭＯＳ型固体撮像装置が全リセット動作を
行うことができれば、このＭＯＳ型固体撮像装置と光遮
断手段、たとえばメカニカルシャッタとを組み合わせる
ことにより、全ての光電変換素子のシャッタ時刻を一致
させることができる。被写体が高速で移動していても、
ブレを生じることなくその静止画を撮像することが可能
になる。

【００３０】また、例えば全リセット動作、閃光装置の
動作および光遮断手段による光の遮断を１つの垂直ブラ
ンキング期間内にこの順番で行い、次の画像信号読み出
し期間が終了するまで光遮断手段による光の遮断を続け
ることにより、所望の逆光補正がなされた被写体の静止
画データを得ることが可能になる。全リセット動作を行
ってから光遮断手段による光の遮断が行われるまでの期
間が、露光時間に相当する。

【００３１】なお、本明細書でいう「閃光装置」とは、
ストロボおよびフラッシュの総称である。ストロボは、
電子カメラに内蔵されるか、電子カメラに設けられた閃
光装置着装部に着脱自在に着装される。フラッシュは、
閃光装置着装部に着脱自在に着装される。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１（Ａ）は、実施例によるＭＯ
Ｓ型固体撮像装置を模式的に示す平面図であり、図１
（Ｂ）は、ＭＯＳ型固体撮像装置における画素の一例を
示す等価回路図である。

【００３３】図１（Ａ）に示すＭＯＳ型固体撮像装置１
００においては、半導体基板１の一表面側に、多数個の
画素１０が正方行列状（行数と列数が異なる場合を含
む。）に配置されている。

【００３４】図示の簡略化された構成においては、計６
４個の画素１０が８つの画素行１１と８つの画素列１２
とに亘って行列状に配置されている。実際のＭＯＳ型固
体撮像装置では、画素の総数が例えば数１０万〜数１０
０万に達する。

【００３５】半導体基板１の１つの縁部に沿って、列方
向走査部４０が配設されている。この列方向走査部４０
は、行読み出し走査部４３、行リセット走査部４５およ
び全リセット制御部４７を含む。１行の画素行１１に１
個ずつ、行制御信号生成部４９が設けられている。各行
制御信号生成部４９は、行読み出し走査部４３、行リセ
ット走査部４５および全リセット制御部４７に電気的に
接続されている。

【００３６】半導体基板１の他の１つの縁部に沿って、
画像信号出力部５０が配設されている。この画像信号出
力部５０は、アナログ信号出力部５３と行方向走査部５
５とを含む。半導体基板１の１つの隅部に、制御部６０
が配設されている。

【００３７】図１（Ｂ）に示すように、個々の画素１０
は、光電変換素子２０と、この光電変換素子２０に付設
された出力用トランジスタ２１、行選択用トランジスタ
２２およびリセット用トランジスタ２３を含む。各光電
変換素子２０上にカラーフィルタ、マイクロレンズを備
えてもよい。

【００３８】半導体基板１がｐ型ウェルを備えたｎ型シ
リコン基板からなる場合、個々の光電変換素子２０は、
例えば、前記のｐ型ウェルの所定箇所にｎ型領域を形成
することによって得ることができる。また、このｎ型領
域の表面に例えばｐ⁺ 型領域を形成することにより、埋
め込み型のフォトダイオードからなる光電変換素子２０
を得ることができる。

【００３９】光電変換素子２０の各々は、読出しゲート
として利用される部分を除き、半導体基板１に形成され
たチャンネルストップ領域によって、または、半導体基
板１に形成されたフィールド酸化膜によって、平面視上
取り囲まれる。チャンネルストップ領域は、例えばｐ⁺
型領域によって形成される。ｐ⁺ 型領域でのｐ型不純物
濃度は、ｐ型ウェルでのｐ型不純物濃度より高い。

【００４０】各光電変換素子２０も８行８列に亘って行
列状に配設され、画素行方向ないし画素列方向の光電変
換素子のピッチは、例えば数μｍ〜１０μｍ程度であ
る。

【００４１】画素１０を構成する出力用トランジスタ２
１、行選択用トランジスタ２２およびリセット用トラン
ジスタ２３は、例えばＭＯＳ型トランジスタである。

【００４２】出力用トランジスタ２１と行選択用トラン
ジスタ２２とは、電源電圧供給配線２５と出力用信号線
３０との間に直列に接続される。出力用トランジスタ２
１の制御端子（ゲート）と光電変換素子２０とが、配線
２６を介して電気的に接続される。行選択用トランジス
タ２２の制御端子（ゲート）と行選択用信号配線２７と
が、電気的に接続される。構造的には、行選択用信号配
線２７の一部が行選択用トランジスタ２２のゲート電極
を兼ねていてもよい。

【００４３】リセット用トランジスタ２３は、出力用ト
ランジスタ２１のゲート電極と電源電圧供給配線２５と
の間に接続される。リセット用トランジスタ２３の制御
端子（ゲート）とリセット信号供給配線２８とが、電気
的に接続される。構造的には、リセット信号供給配線２
８の一部がリセット用トランジスタ２３のゲート電極を
兼ねていてもよい。

【００４４】電源電圧供給配線２５は、例えば１行の画
素行１１に１本ずつ、この画素行１１に沿って延在す
る。１列の画素列１２に１本ずつ、この画素列１２に沿
って電源電圧供給配線２５を延在させることもできる。

【００４５】電源電圧供給配線２５は、例えばアルミニ
ウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、タングステン、
タングステン合金、モリブデン、モリブデン合金等の金
属材料によって形成される。

【００４６】行選択用信号配線２７は、例えば１行の画
素行１１に１本ずつ、この画素行１１に沿って延在す
る。各行選択用信号配線２７の一端は対応する行制御信
号生成部４９に達し、この行制御信号生成部４９から行
選択信号の供給を受ける。

【００４７】リセット信号供給配線２８も、例えば１行
の画素行１１に１本ずつ、この画素行１１に沿って延在
する。各リセット信号供給配線２８の一端は対応する行
制御信号生成部４９に達し、この行制御信号生成部４９
からリセット信号の供給を受ける。

【００４８】行選択用信号配線２７およびリセット信号
供給配線２８は、例えば、ゲート電極と同一のポリシリ
コン層やポリサイド層（ポリシリコンとシリサイドとの
積層）、または、ゲート電極に接続されたタングステ
ン、タングステン合金、モリブデン、モリブデン合金等
の導電性金属材料層によって形成される。

【００４９】出力用信号線３０は、１列の画素列１２に
１本ずつ、この画素列１２に沿って延在する。各出力用
信号線３０は、画素行１１の１行毎に、行選択用トラン
ジスタ２２および出力用トランジスタ２１を介して１個
の光電変換素子２０に電気的に接続されている。各出力
用信号配線３０の一端は、アナログ信号出力部５３に達
する。

【００５０】出力用信号線３０は、低抵抗であることが
望ましい。特に電流を流して出力を得る場合には、安定
な出力を得るために、出力用信号線３０を低抵抗にする
ことが望ましい。低抵抗の出力用信号線３０は、例えば
アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、タング
ステン、タングステン合金、モリブデン、モリブデン合
金等の金属材料によって形成することができる。

【００５１】電源電圧供給配線２５、行選択用信号配線
２７、リセット信号供給配線２８および出力用信号線３
０は、例えば、電気的絶縁層を介して半導体基板１上に
設けられる。電源電圧供給配線２５、行選択用信号配線
２７およびリセット信号供給配線２８は並列に配置さ
れ、出力用信号線３０に対して交差する方向に延在す
る。半導体基板１内に導電層を形成し、基板上の導電層
と併せて出力用信号線３０を形成することもできる。こ
れらの配線は、トランジスタを介して電気的に接続され
る他は、互いに電気的に絶縁される。

【００５２】行読み出し走査部４３は、各行制御信号生
成部４９に所定の順番で行選択信号を発生させるための
信号を生成する。行選択信号は、行選択用信号配線２７
を介して行選択用トランジスタ２２に供給される。

【００５３】行リセット走査部４５は、各行制御信号生
成部４９に所定の順番でリセット信号を発生させるため
の信号を生成する。リセット信号は、リセット信号供給
配線２８を介してリセット用トランジスタ２３に供給さ
れる。

【００５４】全リセット制御部４７は、各行制御信号生
成部４９に一斉にリセット信号を発生させるための全リ
セット信号を生成する。

【００５５】アナログ信号出力部５３は、光電変換素子
２０の各々に蓄積されている電荷量に応じて出力用信号
線３０の各々に画素行単位で発生する電圧変化を基に、
アナログ電圧信号を画素行単位で順次生成する。

【００５６】このアナログ信号出力部５３は、例えば、
負荷トランジスタと、キャパシタ（コンデンサ）と、サ
ンプリング用トランジスタと、このサンプリング用トラ
ンジスタの制御端子（ゲート）に接続されたサンプリン
グ信号供給配線とを含んで構成される。１本の出力用信
号線３０に負荷トランジスタ、キャパシタ（コンデン
サ）およびサンプリング用トランジスタがそれぞれ１個
ずつ配設される。１本のサンプリング信号供給配線が、
全てのサンプリング用トランジスタに電気的に接続され
る。

【００５７】負荷トランジスタは、出力用トランジスタ
２１の抵抗の変化に応じて、対応する出力用信号線３０
との接続点に電気信号（アナログ電圧信号）を発生させ
る。キャパシタ（コンデンサ）は、出力用信号線３０に
発生したアナログ電圧信号をサンプル／ホールドする。
サンプリング用トランジスタは、サンプリング信号供給
配線を介して制御部６０から供給されるサンプリング制
御信号に基づいて、負荷トランジスタからキャパシタ
（コンデンサ）へのアナログ電圧信号の供給を制御す
る。

【００５８】行方向走査部５５は、アナログ信号出力部
５３の動作を制御して、アナログ電圧信号を順次出力さ
せる。

【００５９】この行方向走査部５５は、例えば、アナロ
グ信号出力部５３で生成されたアナログ電圧信号を順次
選択するようにクロックパルスに基づいてシフト動作を
行うことができるシフトレジスタ、選択したアナログ電
圧信号を出力として合成するために必要なタイミングパ
ルスを生成する回路等を含んで構成される。

【００６０】制御部６０は、行読み出し走査部４３、行
リセット走査部４５、全リセット制御部４７、アナログ
信号出力部５３および行方向走査部５５それぞれの動作
を制御する。

【００６１】図示したＭＯＳ型固体撮像装置１００は、
行読み出し走査部４３の動作を制御することにより、各
光電変換素子２０からの映像信号を画素行単位で読み出
すことができる。行リセット走査部４５の動作を制御す
ることにより、各光電変換素子２０を画素行単位でリセ
ットすることができる。

【００６２】さらに、全リセット制御部４７の動作を制
御することにより、全ての光電変換素子２０を一斉にリ
セットする全リセット動作を行うことができる。全リセ
ット動作では、全ての光電変換素子２０それぞれに蓄積
されている電荷が、対応する電源電圧供給配線２５に一
斉に排出される。

【００６３】ＭＯＳ型固体撮像装置１００への光の入射
とその遮断とを適宜制御することができる光遮断手段、
例えばメカニカルシャッタと、ＭＯＳ型固体撮像装置１
００とを組み合わせて電子カメラを構成することによ
り、全ての画素１０のシャッタ時刻を一致させることが
できる。被写体が高速で移動していても、ブレを生じる
ことなくその静止画を撮像することが可能になる。

【００６４】閃光装置を併用し、例えば全リセット動
作、閃光装置の動作および光遮断手段による光の遮断を
１つの垂直ブランキング期間内にこの順番で行うことに
より、所望の逆光補正がなされた被写体の静止画データ
を得ることが可能になる。このとき、全リセット動作を
行ってから光遮断手段による光の遮断が行われるまでの
期間が、露光時間に相当する。光遮断手段による光の遮
断は、垂直ブランキング期間に続く画像信号読み出し期
間が終了するまで続けられる。

【００６５】図２は、実施例による電子カメラの概略を
示すブロック図である。同図に示すように、本実施例の
電子カメラ２００は、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示
した固体撮像装置１００、撮像光学系１１０、光遮断手
段１１５、動画モード制御部１２０、第１の静止画モー
ド制御部１３０、第２の静止画モード制御部１３５、閃
光装置１４０、主制御部１５０、第１切換手段１６０、
第２切換手段１６５、静止画モード指定手段１７０、静
止画指示信号発生部１７５、画像信号処理部１８０、測
光部１８５、表示部１９０等を備えている。必要に応じ
て、記憶媒体１９５が具備される。

【００６６】撮像光学系１１０は、ＭＯＳ型固体撮像素
子１００上に光学像を結像させる。ＭＯＳ型固体撮像素
子１００は、撮像光学系１１０が結像した光学像を画像
信号に変換する。撮像光学系１１０は、例えば光学レン
ズ、絞り、オプティカルローパスフィルタ等を含んで構
成される。なお、図２中の矢印Ｌは光束を示す。

【００６７】光遮断手段１１５は、操作されたときにＭ
ＯＳ型固体撮像装置１００への光の入射を遮断する。こ
の光遮断手段１１５は、例えばメカニカルシャッタを含
んで構成される。

【００６８】動画モード制御部１２０は、ＭＯＳ型固体
撮像装置１００を動画モードで駆動させ、映像信号処理
部１８０から動画データを出力させる。ＭＯＳ型固体撮
像装置１００は、動画モード制御部１２０による制御を
定常的に受け、画像信号読み出し動作と電子シャッタ動
作とを交互に繰り返し行う。

【００６９】第１の静止画モード制御部１３０は、スト
ロボ等の閃光装置１４０を動作させることなく、１フレ
ーム分の静止画用画像信号をＭＯＳ型固体撮像装置１０
０に出力させる。また、この静止画用画像信号を基に、
映像信号処理部１８０から静止画データを出力させる。

【００７０】第２の静止画モード制御部１３５は、スト
ロボ等の閃光装置１４０に閃光装置動作信号を供給する
とともに、１フレーム分の静止画用画像信号をＭＯＳ型
固体撮像装置１００に出力させる。閃光装置１４０を動
作させ、逆光補正が行われた１フレーム分の静止画用画
像信号をＭＯＳ型固体撮像装置１００に出力させること
ができる。また、この静止画用画像信号を基に、映像信
号処理部１８０から静止画データを出力させる。

【００７１】図３は、電子カメラ２００を動画モード制
御部１２０による動画モード制御の下に動作させたとき
の垂直ブランキングパルス、静止画指示信号、ＭＯＳ型
固体撮像装置１００の動作、全リセット信号、光遮断手
段の動作、閃光装置動作信号、および、画像信号処理部
１８０からの出力それぞれの関係を説明するためのタイ
ミングチャートである。

【００７２】垂直ブランキングパルスの電位は例えば３
Ｖ程度である。１つの垂直ブランキングパルスの継続期
間が１つの垂直ブランキング期間に相当する。動画モー
ド制御時での垂直ブランキング期間の長さは、例えば１
ｍ秒程度である。

【００７３】１つの垂直ブランキングパルスが立ち下が
ってから次の垂直ブランキングパルスが立ち上がるまで
の期間が、１つの画像信号読み出し期間に相当する。１
つの画像信号読み出し期間内に、画素行の数に応じた数
の水平走査期間が、水平ブランキング期間を挟んで連続
的に設定される。画素行の数が例えば５００程度の場合
の水平走査期間の長さは概ね６０数μ秒、水平ブランキ
ング期間の長さは概ね１０数μ秒、１つの画像信号読み
出し期間の長さは概ね３０ｍ秒である。

【００７４】図３中にそれぞれ１本の実線で示すよう
に、静止画指示信号、全リセット信号および閃光装置動
作信号は発せられていない。全リセット動作ＡＲは行わ
れない。光遮断手段１１５も動作せず、開放されたまま
になっている。図３においては、光遮断手段１１５が動
作していない状態を「開」で表している。「開」の意味
は、後掲の図４、図５においても同じである。

【００７５】ＭＯＳ型固体撮像装置１００における画像
信号読み出し動作のタイミングが太い実線Ｇ１〜Ｇ４に
よって示され、電子シャッタ動作のタイミングが細い実
線ＥＳ１〜ＥＳ４によって示されている。図中の「第１
行」は第１画素行を意味し、「最終行」は最終行の画素
行（第８画素行）を意味する。中間の位置は、対応する
中間の画素行を示す。第１画素行は、例えば画像信号出
力部５０に最も近い画素行であり、最終行は例えば画像
信号出力部５０に最も遠い画素行である。これらのこと
は、後掲の図４および図５においても同じである。

【００７６】ＭＯＳ型固体撮像装置１００が画像信号読
み出し動作Ｇと電子シャッタ動作ＥＳとを交互に繰り返
して、動画用画像信号を逐次出力する。電子シャッタ動
作ＥＳから次の画像信号読み出し動作Ｇまでの横方向距
離が露光時間を示す。

【００７７】画像信号処理部１８０は、ＭＯＳ型固体撮
像装置１００が画像信号読み出し動作Ｇ１に基づいて出
力した画像信号を基に動画データＡＤ１を出力し、画像
信号読み出し動作Ｇ２に基づいて出力した画像信号を基
に動画データＡＤ２を出力する。同様に、画像信号読み
出し動作Ｇ３に基づいて出力した画像信号を基に動画デ
ータＡＤ３を出力し、画像信号読み出し動作Ｇ４に基づ
いて出力した画像信号を基に動画データＡＤ４を出力す
る。静止画データは出力されない。

【００７８】映像信号処理回路１８０から出力された動
画データは、例えば表示部１９０へ送られ、この表示部
１９０において動画が再生される。あるいは、記憶媒体
１９５へ送られ、ここに記録される。

【００７９】電子カメラ２００を用いての静止画の撮像
は、第１の静止画モード制御手段１３０または第２の静
止画モード制御手段１３５による制御の下に行われる。
電子カメラ２００を第１の静止画モード制御手段１３０
の下に動作させることにより、ストロボ等の閃光装置１
４０を動作させることなく静止画データを得ることがで
きる。

【００８０】図４は、電子カメラ２００を第１の静止画
モード制御部１３０による制御の下に動作させたときの
垂直ブランキングパルス、静止画指示信号、ＭＯＳ型固
体撮像装置１００の動作、全リセット信号、光遮断手段
の動作、閃光装置動作信号、および、画像信号処理部１
８０からの出力それぞれの関係を説明するためのタイミ
ングチャートである。

【００８１】図４に示した事項のうち図３に示した事項
と共通するものについては、図３で用いた用語または記
号と同じ用語または記号を用いて表して、その説明を省
略する。

【００８２】静止画モード指定手段１７０によって第１
の静止画モード制御部１３０が指定されているときに、
静止画指示信号発生部１７５が操作されて静止画指示信
号ＳＰが発せられると、第１の静止画モード制御部１３
０による制御が開始される。

【００８３】この制御は、静止画指示信号ＳＰが発せら
れた後最初に行われる電子シャッタ動作、すなわち、画
像信号読み出し期間Ｈ１に開始される電子シャッタ動作
ＥＳ２、画像信号読み出し期間Ｈ１の次に設定される静
止画像信号読み出し期間Ｈ２に行われる画像信号読み出
し動作Ｇ３および電子シャッタ動作ＥＳ３に対して行わ
れる。第１の静止画モード制御部１３０による制御は、
画像信号読み出し動作Ｇ２、全リセット動作、光遮断手
段１１５および映像信号処理部１８０に対しても行われ
る。

【００８４】画像信号読み出し動作Ｇ１、Ｇ４および電
子シャッタ動作ＥＳ１、ＥＳ４は、動画モード制御部１
２０によって制御される。画像信号読み出し動作Ｇ２
は、動画モード制御部１２０によって制御することもで
きる。

【００８５】第１の静止画モード制御部１３０は、画像
信号読み出し動作Ｇ２を動画モード制御時と同様にして
実施する一方で、電子シャッタ動作ＥＳ２およびＥＳ３
を中止させる。画像信号読み出し期間Ｈ１と静止画像信
号読み出し期間Ｈ２との間に設定される垂直ブランキン
グ期間Ｖ１内の時刻Ｔ₁ に全リセット信号Ｒを発生させ
る。時刻Ｔ₁ に全リセット動作ＡＲが行われる。また、
垂直ブランキング期間Ｖ１内の時刻Ｔ₂ に光遮断手段１
１５を動作させ、ＭＯＳ型固体撮像１００への光の入射
を遮断する。

【００８６】図４においては、光遮断手段１１５が光の
入射を遮断する動作を「閉」で表している。「閉」の意
味は、後掲の図５においても同じである。

【００８７】静止画像信号読み出し期間Ｈ２に行われる
画像信号読み出し動作Ｇ３は、インターレース走査や高
速間引き走査等に対応した画像信号読み出し動作であっ
てもよいが、プログレッシブ走査に対応した画像信号読
み出し動作であることが好ましい。画像信号読み出し動
作Ｇ３以前の画像信号読み出し動作Ｇ１、Ｇ２がインタ
ーレース走査または高速間引き走査等に対応した画像信
号読み出し動作である場合においても、同様である。

【００８８】画像信号処理部１８０は、ＭＯＳ型固体撮
像装置１００が画像信号読み出し動作Ｇ３に基づいて出
力した画像信号を基に静止画データＳＤ１を出力する。
他の画像信号読み出し動作Ｇ１、Ｇ２、Ｇ４に基づいて
出力した画像信号を基に、動画データＡＤ１、ＡＤ２、
ＡＤ３を出力する。画像信号読み出し動作Ｇ３に基づい
て出力した画像信号を基にした動画データＡＤ３は出力
されない。ただし、動画データＡＤ３が作り出されるよ
うに電子カメラ２００を構成することも可能であろう。

【００８９】第１の静止画モード制御部１３０は、その
後、静止画像信号読み出し期間Ｈ２に続けて設定される
垂直ブランキング期間内Ｖ２内の所定時刻Ｔ₃ におい
て、光遮断手段１１５を「開」に戻す。

【００９０】全リセット動作ＡＲが行われてから光遮断
手段１１５が「閉」になるまでの期間が、各光電変換素
子２０の露光時間になる。したがって、全ての画素１０
のシャッタ時刻が一致する。被写体が高速で移動してい
ても、ブレを生じることなくその静止画を撮像すること
が可能になる。

【００９１】この露光時間の長さは、固定されていても
よいし、可変であってもよい。例えば、１ｍ秒〜数１０
０ｍ秒程度の時間長とする。垂直ブランキング期間Ｖ１
の長さは、露光時間の長さに応じて変化する。動画モー
ド制御時の露光時間は概ね１ｍ秒〜３０ｍ秒程度である
ので、露光時間は長時間側に選択幅が広がる。

【００９２】静止画撮像時の露光時間を可変にする場合
には、例えば電子カメラ２００に露光時間設定手段１３
７（図２参照）を設ける。露光時間設定手段１３７によ
って露光時間が設定されると、この情報が第１の静止画
モード制御部１３０および第２の静止画モード制御部１
３５に供給され、設定された露光時間になるように光遮
断手段１１５の動作時期が変更される。

【００９３】あるいは、測光部１８５からの情報に基づ
いて主制御部１５０が最適の露光時間を算出し、この算
出結果に基づいて第１の静止画モード制御部１３０また
は第２の静止画モード制御部１３５が光遮断手段１１５
の動作時期を変更するように構成することもできる。

【００９４】なお、画像信号読み出し動作Ｇ２が開始さ
れた後電子シャッタ動作ＥＳ２が開始される筈の時刻の
前に静止画指示信号ＳＰが発せられた場合も、第１の静
止画モード制御部１３０に上記と同じ制御を行わせるこ
とが可能である。

【００９５】電子カメラ２００を第２の静止画モード制
御手段１３５の下に動作させることにより、ストロボ等
の閃光装置１４０を動作させて、逆光補正された被写体
像の静止画データを得ることができる。

【００９６】図５は、電子カメラ２００を第２の静止画
モード制御部１３５による制御の下に動作させたときの
垂直ブランキングパルス、静止画指示信号、ＭＯＳ型固
体撮像装置１００の動作、全リセット信号、光遮断手段
の動作、閃光装置動作信号、および、画像信号処理部１
８０からの出力それぞれの関係を説明するためのタイミ
ングチャートである。

【００９７】図５に示した事項のうち図４に示した事項
と共通するものについては、図４で用いた用語または記
号と同じ用語または記号を用いて表して、その説明を省
略する。

【００９８】静止画モード指定手段１７０によって第２
の静止画モード制御部１３５が指定されているときに、
静止画指示信号発生部１７５が操作されて静止画指示信
号ＳＰが発せられると、第２の静止画モード制御部１３
５による制御が開始される。

【００９９】この制御は、静止画指示信号ＳＰが発せら
れた後最初に行われる電子シャッタ動作、すなわち、画
像信号読み出し期間Ｈ１に開始される電子シャッタ動作
ＥＳ２、画像信号読み出し期間Ｈ１の次に設定される静
止画像信号読み出し期間Ｈ２に行われる画像信号読み出
し動作Ｇ３および電子シャッタ動作ＥＳ３に対して行わ
れる。第２の静止画モード制御部１３５による制御は、
画像信号読み出し動作Ｇ２、全リセット動作、光遮断手
段１１５、閃光装置１４０および映像信号処理部１８０
に対しても行われる。

【０１００】画像信号読み出し動作Ｇ１、Ｇ４および電
子シャッタ動作ＥＳ１、ＥＳ４は、動画モード制御部１
２０によって制御される。画像信号読み出し動作Ｇ２
は、動画モード制御部１２０によって制御することもで
きる。

【０１０１】第２の静止画モード制御部１３５は、画像
信号読み出し動作Ｇ２を動画モード制御時と同様にして
実施する一方で、電子シャッタ動作ＥＳ２およびＥＳ３
を中止させ、垂直ブランキング期間Ｖ１内の時刻ｔ₁ に
閃光装置動作信号ＦＰを発する。時刻Ｔ₁ と時刻ｔ₁ と
の時差は、例えば数１０μ秒である。これらの制御を除
けば、第１の静止画モード制御部１３０と同様の制御を
行う。

【０１０２】閃光装置動作信号ＦＰが発せられることか
ら、垂直ブランキング期間Ｖ１内の例えば時刻ｔ₁ 〜ｔ
₂ にかけて、ストロボ等の閃光装置１４０を動作させる
ことができる。閃光装置１４０の発光時間は、閃光装置
１４０の性能等に応じて異なるが、例えば数１０μ秒〜
数ｍ秒である。露光時間（Ｔ₂ −Ｔ₁ ）は、例えば１ｍ
秒〜数１００ｍ秒程度、垂直ブランキング期間Ｖ１の長
さは、例えば数ｍ秒〜数１００ｍ秒程度である。

【０１０３】逆光補正された被写体像の静止画データを
得ることができる。被写体が高速で移動していたとして
も、ブレを生じることなくその静止画を撮像することが
可能になる。

【０１０４】なお、画像信号読み出し動作Ｇ２が開始さ
れた後電子シャッタ動作ＥＳ２が開始される筈の時刻の
前に静止画指示信号ＳＰが発せられた場合も、第２の静
止画モード制御部１３５に上記と同じ制御を行わせるこ
とが可能である。

【０１０５】固体撮像装置１００は、画像信号読み出し
動作時、電子シャッタ動作時、全リセット動作時に、例
えば下記のように動作する。

【０１０６】以下の説明は、図１（Ａ）および図１
（Ｂ）を参照しつつ行う。また、便宜上、画素行１１の
各々を、画像信号出力部５０に近い順に、第１画素行１
１、第２画素行１１、……第７画素行１１、第８画素行
１１と呼ぶものとする。また、第ｎ（ｎは１〜８の整数
を表す。）画素行１１に対応する出力用トランジスタ２
１、リセット用トランジスタ２３、行選択用トランジス
タ２２、リセット信号供給配線２８および行選択用信号
配線２７は、その名称の先頭に「第ｎ」を付けて表記す
るものとする。第ｎ画素行１１に対応する光電変換素子
は、その名称の先頭に「第ｎ行」を付けて表記するもの
とする。

【０１０７】まず、画像信号読み出し期間に入ると、制
御部６０が所定の制御信号を行読み出し走査部４３に供
給する。行読み出し走査部４３は、この制御信号に応じ
て、各行制御信号生成部４９に所定のタイミングで所定
の信号を供給する。行制御信号生成部４９の各々から第
１〜第８行選択用信号配線２７の各々に、所定の順番で
行選択信号が供給される。画像信号読み出し動作が開始
される。

【０１０８】第ｎ行選択用信号配線２７に行選択信号が
供給されると、第ｎ行選択用トランジスタ２２の各々が
オンされる。第ｎ出力用トランジスタ２１の各々が、対
応する電源電圧供給配線２５と出力用信号線３０との間
に電気的に接続される。

【０１０９】第ｎ行光電変換素子２０の各々に蓄積され
ている電荷量に応じたアナログ電圧信号が出力用信号線
３０の各々に発生する。

【０１１０】制御部６０は、所定の制御信号をアナログ
信号出力部５３に供給してサンプリング用トランジスタ
を制御し、出力用信号線３０の各々に発生したアナログ
電圧信号をキャパシタに保持させる。引き続き、制御部
６０は行リセット走査部４５を制御し、行制御信号生成
部４９から第ｎリセット信号供給配線２８にリセット信
号を供給させる。第ｎリセット信号供給配線２８へのリ
セット信号の供給により、第ｎリセット用トランジスタ
２３の各々がオンされる。第ｎ行光電変換素子２０の各
々に蓄積されている電荷が、対応する電源電圧供給配線
２５に排出される。すなわち、第ｎ行光電変換素子２０
の各々がリセットされる。リセットされた第ｎ行光電変
換素子２０の各々は、リセット信号がローに戻った後、
次の電荷の蓄積を開始することができる。

【０１１１】制御部６０が行方向走査部５５を制御し、
この制御を受けた行方向走査部５５がアナログ信号出力
部５５を制御して、アナログ電圧信号の各々をアナログ
信号出力部５３から出力させる。すなわち、第ｎ行光電
変換素子２０それぞれに蓄積されている電荷量に応じた
画像信号が、画素行単位で出力される。

【０１１２】動画モード制御時にＭＯＳ型固体撮像装置
１００が行うべき画像信号読み出し動作の種別は、固定
されていてもよいし、任意に選択できるようにしてもよ
い。任意に選択できるようにする場合には、動作選択の
ための手段が電子カメラ２００に付設される。静止画モ
ード制御時にＭＯＳ型固体撮像装置１００が行うべき静
止画像信号読み出し動作の種別についても同様である。

【０１１３】画像信号読み出し動作および静止画像信号
読み出し動作は、それぞれ独立に、例えばプログレッシ
ブ走査、インターレース走査および間引き走査のいずれ
かの走査に対応した動作となる。

【０１１４】対応する出力用信号線３０に出力信号を発
生させる動作と蓄積している電荷を排出するリセット動
作とを、第１画素行１１から第８画素行１１まで画素行
単位で順次行うことにより、プログレッシブ走査に対応
した１回の画像信号読み出し動作が完了する。

【０１１５】対応する出力用信号線３０に出力信号を発
生させる動作と蓄積している電荷を排出するリセット動
作とを、第１画素行１１から第８画素行１１までの１行
おきの画素行単位で順次行うことにより、インターレー
ス走査に対応した１回の画像信号読み出し動作が完了す
る。

【０１１６】対応する出力用信号線３０に出力信号を発
生させる動作と蓄積している電荷を排出するリセット動
作とを、例えば第１画素行１１から第８画素行１１まで
の２行以上おきの画素行単位で順次行うことにより、間
引き走査に対応した１回の画像信号読み出し動作が完了
する。

【０１１７】なお、画像信号読み出し動作は、リセット
動作を含めずに実施することもできる。画像信号読み出
し動作時にリセット動作を行うか否かは、適宜選択可能
である。ただし、リセット動作を行わない場合、少なく
とも動画モード制御時には電子シャッタ動作を必ず行う
必要がある。

【０１１８】電子シャッタ動作は、各光電変換素子２０
の露光時間が所定の時間となるように、画像信号読み出
し動作を終えた画素行１１から順次、所定のタイミング
で開始される。露光時間が１回の画像信号読み出し期間
の長さと同じ場合には、上述した画像信号読み出し動作
内でのリセット動作が電子シャッタ動作となる。

【０１１９】露光時間が１回の画像信号読み出し期間の
長さより短い場合には、画像信号読み出し動作内でのリ
セット動作とは別のタイミングで、電子シャッタ動作が
行われる。この電子シャッタ動作は、画像信号読み出し
動作内でのリセット動作と同じ動作である。１回の電子
シャッタ動作は、１つの画像信号読み出し期間の途中か
ら開始され、この画像信号読み出し期間に続く垂直ブラ
ンキング期間内または次の画像信号読み出し期間内に終
了する。

【０１２０】全リセット動作は、所望の垂直ブランキン
グ期間に行われる。制御部６０から所定の信号が全リセ
ット制御部４７に供給され、この信号に応じて、全リセ
ット制御部４７が各行制御信号生成部４９に全リセット
信号を供給する。各行制御信号生成部４９が、リセット
信号供給配線２８の各々に一斉にリセット信号を供給す
る。光電変換素子２０の各々に蓄積されていた電荷が、
対応する電源電圧供給配線２５に一斉に排出される。

【０１２１】動画モード制御部１２０、第１の静止画モ
ード制御部１３０および第２の静止画モード制御部１３
５の全てまたは一部を、ＭＯＳ型固体撮像装置１００と
同一の半導体チップに集積化することができる。さら
に、主制御部１５０もＭＯＳ型固体撮像装置１００と同
一の半導体チップに集積化することができる。

【０１２２】ＭＯＳ型固体撮像装置１００中の制御部６
０や主制御部１５０とは別に、動画モード制御および／
または静止画モード制御を行う１〜３個の所望数の制御
部を設けることもできる。

【０１２３】主制御部１５０は、例えば中央演算処理装
置（ＣＰＵ）によって構成される。

【０１２４】定常的に行われている動画モード制御部１
２０による動画モード制御から第１または第２の静止画
モード制御部１３０、１３５による制御への切り換え
は、例えばシャッタボタン等を含んで構成される静止画
指示信号発生部１７５が静止画指示信号を発したとき
に、第１切換手段１６０を用いて行われる。

【０１２５】第１切換手段１６０は、例えば、フリップ
フロップと論理回路等を用いて構成される。

【０１２６】静止画指示信号が発せられたときに第１の
静止画モード制御部１３０と第２の静止画モード制御部
１３５とのどちらに切り換えるかは、電子カメラ２００
の使用者が静止画モード指定手段１７０によって予め指
定しておくことができる。初期設定で第１の静止画モー
ド制御部１３０を選択するようにしてもよい。

【０１２７】静止画指示信号発生部１７５が操作されて
静止画指示信号が発せられると、静止画モード指定手段
１７０によって予め指定された静止画モード制御部によ
る制御に切り替わる。

【０１２８】静止画モード指定手段１７０は、例えば、
電子カメラ２００の使用者によって操作されるモードセ
レクタのスイッチボタン、または、メニュー表示を見な
がらモードを選択することができるメニュー選択スイッ
チ等を用いて構成される。

【０１２９】第２切換手段１６５は、例えば、カメラボ
ディに設けられたモードセレクタや、フリップフロップ
と論理回路等を用いて構成される。

【０１３０】動画モード制御部１２０による制御から第
１または第２の静止画モード制御部１３０、１３５によ
る制御への切り換えは、静止画の撮像に必要なごく短時
間の間だけ行われる。第１切換手段１６０は、その後、
動画モード制御部１２０による制御に切り換える。

【０１３１】映像信号処理回路１８０は、ＭＯＳ型固体
撮像装置１００から出力された画像信号を受け取り、こ
れに補間、データ圧縮等の種々の処理を施して、所定の
種類の画像データ（動画データまたは静止画データ）を
出力する。映像信号処理回路１８０は、得られた画像デ
ータのデータ量、映像信号処理での各ステップの終了信
号、映像信号処理におけるエラー信号等の情報を主制御
部１５０に送る。

【０１３２】測光部１８５は、映像信号処理回路１８０
から所定の信号、例えば輝度信号を受け取り、撮像時の
露光条件を数値化する。例えば、中央重点測光、分割測
光等の測光方式が知られている。測光部１８５は、数値
化した露光条件を主制御部１５０に供給する。

【０１３３】主制御部１５０は、この値から露光条件を
選択し、その結果を動画モード制御部１２０に伝える。
動画モード制御部１２０は、露光条件が最適範囲に入る
かまたは最適範囲に近づくように電子シャッタ動作の開
始タイミングを変更するＡＥ動作を行う。動画モード制
御時においては、ＡＥ動作を連続的に行うことが好まし
い。

【０１３４】主制御部１５０が選択した露光条件が第１
の静止画モード制御部１３０および第２の静止画モード
制御部１３５にも伝えられるように構成することもでき
る。第１の静止画モード制御部１３０および第２の静止
画モード制御部１３５によって、露光条件が最適範囲に
入るかまたは最適範囲に近づくように光遮断手段１１５
の動作タイミングを変更するＡＥ動作を行うことが可能
になる。

【０１３５】映像信号処理回路１８０から出力された動
画データは、例えば表示部１９０へ送られ、この表示部
１９０において動画が再生される。あるいは、圧縮され
た画像データが記憶媒体１９５へ送られ、ここに記録さ
れる。映像信号処理回路１８０で生成された静止画デー
タについても同様である。

【０１３６】表示部１９０は、例えば液晶表示装置、エ
レクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置、プラズマ表示
装置、電子管等によって構成される。

【０１３７】記録媒体１９５は、例えばメモリカード、
メモリスティック、コンパクトフラッシュメモリ等の不
揮発性メモリや、メモリテープ、メモリディスク、フロ
ッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気
記録媒体、光記録媒体（ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−Ｒ、Ｃ
Ｄ−ＲＷ等）等によって構成される。

【０１３８】図２において図示を省略したパルス信号発
生部が、所望箇所に配設される。このパルス信号発生部
は、電子カメラ２００内の各装置の動作の統一をとるた
めのパルス信号を生成し、ＭＯＳ型固体撮像装置１０
０、映像信号処理部１８０等に供給する。

【０１３９】図６および図７は、電子カメラ２００にお
ける上述の動作制御を概略的に示すフローチャートであ
る。

【０１４０】ステップＳ１は、動画モード制御部１２０
による動画モード制御を示す。電子カメラ２００におい
ては、動画モード制御が定常的に行われる。

【０１４１】ステップＳ２では、静止画指示信号が発生
されたか否かを判断する。静止画指示信号が発生されて
いなければ、ステップＳ１に戻る。静止画指示信号が発
生すると、ステップＳ３に移行する。

【０１４２】ステップＳ３では第１切換手段１６０が動
作し、動画モード制御から静止画モード制御に移行す
る。

【０１４３】ステップＳ４では、静止画モード指定手段
１７０によって指定されているモードが特定される。第
１の静止画モードが指定されていればステップＳ５に移
行し、第２の静止画モードが指定されていればステップ
Ｓ２０に移行する。

【０１４４】ステップＳ５では、第２切換手段１６５が
第１の静止画モード制御部１３０を選択する。第１の静
止画モード制御部１３０による制御が開始され、まず、
ステップＳ６に移行する。

【０１４５】ステップＳ６では、垂直ブランキングパル
スが発生されたか否かが判断される。この判断は、垂直
ブランキングパルスが発せられるまで繰り返し行われ
る。垂直ブランキングパルスが発せられると、ステップ
Ｓ７に移行する。

【０１４６】ステップＳ７では、電子シャッタ動作を中
止させるべき期間が設定される。電子シャッタ動作は、
ステップＳ７で設定された期間中、中止される。

【０１４７】ステップＳ８では、ステップＳ６からステ
ップＳ７に移行するタイミングの基準となった垂直ブラ
ンキングパルスによって規定される垂直ブランキング期
間に続く画像信号読み出し期間に、画像信号読み出し動
作が実行される。この画像信号読み出し動作に基づいて
ＭＯＳ型固体撮像装置１００が出力する画像信号は、動
画データの生成に使用される。

【０１４８】ステップＳ９では、ステップＳ６からステ
ップＳ７に移行するタイミングの基準となった垂直ブラ
ンキングパルスに続く次の垂直ブランキングパルスが立
ち上がったか否かを判断する。この判断は、垂直ブラン
キングパルスが立ち上がるまで繰り返し行われる。垂直
ブランキングパルスが立ち上がると、ステップＳ１０に
移行する。

【０１４９】ステップＳ１０では、全リセット動作が実
行される。また、シャッタ時間、すなわち、光遮断手段
１１５の動作時刻を特定するために、クロックパルスの
カウント動作が開始される。

【０１５０】ステップＳ１１では、光遮断手段１１５の
動作時刻に達したか否かが判断される。この判断は、光
遮断手段１１５の動作時刻に達するまで繰り返し行われ
る。光遮断手段１１５の動作時刻に達すると、ステップ
Ｓ１２に移行する。

【０１５１】ステップＳ１２では、光遮断手段１１５を
動作させる。ＭＯＳ型固体撮像１００への光の入射が遮
断される。

【０１５２】ステップＳ１３では、ステップＳ９からス
テップＳ１０に移行するタイミングの基準となった垂直
ブランキングパルスが立ち下がったか否かが判断され
る。この判断は、垂直ブランキングパルスが立ち下がる
まで繰り返し行われる。垂直ブランキングパルスが立ち
下がると、ステップＳ１４に移行する。

【０１５３】ステップＳ１４では、画像信号読み出し動
作が実行される。この画像信号読み出し動作に基づいて
ＭＯＳ型固体撮像装置１００が出力する画像信号は、静
止画データの生成に使用される。

【０１５４】ステップＳ１５では、ステップＳ１３から
ステップＳ１４に移行するタイミングの基準となった垂
直ブランキングパルスに続く次の垂直ブランキングパル
スが立ち上がったか否かを判断する。この判断は、垂直
ブランキングパルスが立ち上がるまで繰り返し行われ
る。垂直ブランキングパルスが立ち上がると、ステップ
Ｓ１６に移行する。

【０１５５】ステップＳ１６では、ステップＳ１２で動
作させた光遮断手段１１５の動作を解除する。ＭＯＳ型
固体撮像装置１００への光の入射が可能になる。このス
テップＳ１６は、ステップＳ１５からステップＳ１６に
移行するタイミングの基準となった垂直ブランキングパ
ルスによって規定される垂直ブランキング期間内に行わ
れる。

【０１５６】ステップＳ１７では、電子シャッタ動作の
再開時期が設定される。動画モード制御部１２０は、こ
の再開時期に合わせて電子シャッタ動作を開始する。

【０１５７】ステップＳ１７が終了すると、ステップＳ
１に戻る。すなわち、第１の静止画モード制御部１３０
による制御から動画モード制御に戻る。

【０１５８】一方、ステップＳ４で特定された静止画モ
ードが第２の静止画モードである場合には、ステップＳ
２０に移行する。

【０１５９】ステップＳ２０では、第２切換手段１６５
が第２の静止画モード制御部１３５を選択する。第２の
静止画モード制御部１３０による制御が開始され、先に
説明したステップＳ６〜ステップＳ９と同様のステップ
Ｓ２１〜ステップＳ２４が行われ、その後、ステップＳ
２５に移行する。

【０１６０】ステップＳ２５では、全リセット動作が実
行され、シャッタ時間のカウント動作が開始される。ま
た、閃光発生時間、すなわち、閃光装置１４０の動作時
刻を特定するためのクロックパルスのカウント動作が開
始される。

【０１６１】ステップＳ２６では、閃光装置１４０の動
作時刻に達したか否かが判断される。この判断は、閃光
装置１４０の動作時刻に達するまで繰り返し行われる。
閃光装置１４０の動作時刻に達すると、ステップＳ２７
に移行する。

【０１６２】ステップＳ２７では、閃光装置動作信号が
発せられる。閃光装置１４０が動作する。

【０１６３】この後、先に説明したステップＳ１１〜ス
テップＳ１７と同様のステップＳ２８〜ステップＳ３４
が行われる。

【０１６４】ステップＳ３４が終了すると、ステップＳ
１に戻る。すなわち、第２の静止画モード制御部１３５
による制御から動画モード制御に戻る。

【０１６５】以上説明した電子カメラ２００において
は、静止画モード指定手段１７０によって第１の静止画
モード制御部１３０を指定することにより、被写体が高
速で移動していても、ブレを生じることなくその静止画
を撮像することが可能になる。静止画モード指定手段１
７０によって第２の静止画モード制御部１３５を指定す
ることにより、逆光補正された被写体像の静止画データ
を得ることができるとともに、被写体が高速で移動して
いても、ブレを生じることなくその静止画を撮像するこ
とが可能になる。

【０１６６】電子カメラ２００を構成する光遮断手段１
１５は、比較的長い期間中に１回の遮断動作と１回の開
放動作を行えばよい。このため、例えばメカニカルシャ
ッタによって光遮断手段１１５を構成する場合、このメ
カニカルシャッタの性能はそれ程高くなくてよい。安価
なメカニカルシャッタを用いることができるので、電子
カメラ２００自体も安価に提供することが容易になる。

【０１６７】図８は、他の実施例によるＭＯＳ型固体撮
像装置を模式的に示す平面図である。同図に示すＭＯＳ
型固体撮像装置１１０においては、計３２個の画素１０
が８行８列に亘って画素ずらし配置されている。この点
を除けば、ＭＯＳ型固体撮像装置１１０の構成は図１に
示したＭＯＳ型固体撮像装置１００の構成と同様であ
る。その動作についても同様である。

【０１６８】このため、図８に示した構成要素のうちで
図１に示した構成要素と共通するものについては、図１
で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省
略する。

【０１６９】なお、本明細書でいう「画素ずらし配置」
とは、奇数番目に当たる画素列を構成する各光電変換素
子に対し、偶数番目に当たる画素列を構成する光電変換
素子の各々が、各画素列内での光電変換素子同士のピッ
チＰ₁ の約１／２、列方向にずれ、奇数番目に当たる画
素行を構成する各光電変換素子に対し、偶数番目に当た
る画素行を構成する光電変換素子の各々が、各画素行内
での光電変換素子同士のピッチＰ₂ の約１／２、行方向
にずれ、画素行の各々が奇数列または偶数列の光電変換
素子のみを含む、多数個の画素の配置を意味する。上記
のピッチＰ₁ と上記のピッチＰ₂ とは同じ値であっても
よいし、異なる値であってもよい。

【０１７０】また、「光電変換素子同士のピッチＰ₁ の
約１／２」とは、Ｐ₁ ／２を含む他に、製造誤差、設計
上もしくはマスク製作上起こる画素位置の丸め誤差等の
要因によってＰ₁ ／２からはずれてはいるものの、得ら
れる固体撮像装置の性能およびその画像の画質からみて
実質的にＰ₁ ／２と同等とみなすことができる値をも含
むものとする。本明細書でいう「光電変換素子同士のピ
ッチＰ₂ の約１／２」についても同様である。

【０１７１】図示のＭＯＳ型固体撮像装置１１０におい
ては、１行の画素行１１が奇数列の光電変換素子２０の
み、または偶数列の光電変換素子２０のみを含む。この
ため、出力用信号線３０を画素列１２の１列おきに配設
することもできる。

【０１７２】出力用信号線３０を画素列１２毎に配設し
た場合および画素列１２の１列おきに配設した場合のい
ずれにおいても、各出力用信号線３０は、画素行１１の
１行毎に１個の画素１０中の出力用トランジスタと電気
的に接続される。

【０１７３】図９は、更に他の実施例によるＭＯＳ型固
体撮像装置を模式的に示す平面図である。同図に示すＭ
ＯＳ型固体撮像装置１２０は、映像信号出力部がアナロ
グ信号出力部５３ａ、Ａ／Ｄ変換部５７およびバッファ
メモリ５９を含んで構成されている点で、図１に示した
ＭＯＳ型固体撮像装置１００と大きく異なる。これに伴
って、制御部の機能も若干異なる。これらの点を除け
ば、ＭＯＳ型固体撮像装置１２０の構成はＭＯＳ型固体
撮像装置１００の構成と同様である。

【０１７４】このため、図９に示した構成要素のうちで
図１に示した構成要素と共通するものについては、図１
で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省
略する。ただし、映像信号出力部には新たな参照符号
「５０ａ」を付し、制御部には新たな参照符号「６０
ａ」を付してある。

【０１７５】アナログ信号出力部５３ａは、図１に示し
たアナログ信号出力部５３と同様に、例えば負荷トラン
ジスタ、キャパシタ（コンデンサ）、サンプリング用ト
ランジスタ、および、このサンプリング用トランジスタ
の制御端子（ゲート）に接続されたサンプリング信号供
給配線を含んで構成される。

【０１７６】ただし、キャパシタ（コンデンサ）にホー
ルドされたアナログ電圧信号は、Ａ／Ｄ変換部５７に出
力される。

【０１７７】Ａ／Ｄ変換部５７は、アナログ信号出力部
５３ａ中のキャパシタ（コンデンサ）１個につき１個ず
つ配設された多数個（本実施例では計８個）のＡ／Ｄ変
換器によって構成される。Ａ／Ｄ変換器の各々は、対応
するキャパシタ（コンデンサ）から供給されるアナログ
電圧信号をディジタル信号に変換し、バッファメモリ５
９に出力する。これらのディジタル信号が画像信号とな
る。

【０１７８】バッファメモリ５９は、各Ａ／Ｄ変換器か
ら出力されるディジタル信号を一時的に保持し、保持し
たディジタル信号の各々を外部に出力する。バッファメ
モリ５９は、例えばＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の半導体記憶
素子を用いて構成することができる。

【０１７９】制御部６０ａは、行読み出し走査部４３、
行リセット走査部４５および全リセット制御部４７の動
作を制御する他、アナログ信号出力部５３ａ、Ａ／Ｄ変
換部５７およびバッファメモリ５９の動作を制御する。

【０１８０】Ａ／Ｄ変換器を用いて画像信号出力部を構
成することによって、ＭＯＳ型固体撮像装置からディジ
タル出力を得ることができる。

【０１８１】なお、画素１０の各々を画素ずらし配置
し、かつ、画素列１２の１列毎に１本の出力用信号線３
０を配設した場合、２本の出力用信号線３０に１個ず
つ、Ａ／Ｄ変換器を接続することもできる。また、アナ
ログ信号出力部の出力に１個のみＡ／Ｄ変換器を接続す
ることもできる。

【０１８２】図１０は、更に他の実施例によるＭＯＳ型
固体撮像装置を示す模式図である。同図に示すＭＯＳ型
固体撮像装置１３０では、画素の各々が、光電変換素子
２０、出力用トランジスタ２１、リセット用トランジス
タ２３および行選択用トランジスタ２２に更に電荷転送
用トランジスタ２４を増設した構成を有する。これに伴
って、画素行毎に１本の転送信号供給配線２９が増設さ
れ、列方向走査部に行転送制御走査部４６が増設されて
いる。行転送制御走査部４６の増設に伴って、行制御信
号生成部および制御部の機能も若干異なる。

【０１８３】これらの点を除けば、ＭＯＳ型固体撮像装
置１３０の構成は図１に示したＭＯＳ型固体撮像装置１
００の構成と同様である。このため、図１０に示した構
成要素のうちで図１（Ａ）または図１（Ｂ）に示した構
成要素と共通するものについては、図１（Ａ）または図
１（Ｂ）で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその
説明を省略する。

【０１８４】ただし、画素には新たな参照符号「１０
ａ」を付し、列方向走査部には新たな参照符号「４０
ａ」を付し、行制御信号生成部には新たな参照符号「４
９ａ」を付し、制御部には新たな参照符号「６０ｂ」を
付してある。

【０１８５】電荷転送用トランジスタ２４は、配線２６
とリセット用トランジスタ２３との節点Ｎよりも光電変
換素子２０側において、対応する光電変換素子２０と出
力用トランジスタ２１とに配線２６を介して接続され
る。この電荷転送用トランジスタ２４は、例えばＭＯＳ
トランジスタからなる。

【０１８６】転送用トランジスタ２４の制御端子（ゲー
ト）は、対応する転送信号供給配線２９に電気的に接続
される。構造的には、転送信号供給配線２９の一部が転
送用トランジスタ２４のゲート電極を兼ねていてもよ
い。

【０１８７】１行の画素行に１本ずつ、転送信号供給配
線２９が配設される。個々の転送信号供給配線２９は、
対応する画素行に沿って延在する。

【０１８８】転送信号供給配線２９は、例えばポリシリ
コン、ポリサイド、アルミニウム、タングステン、タン
グステン合金、モリブデン、モリブデン合金等の導電性
材料によって形成される。転送信号供給配線２９は、図
示を省略した電気的絶縁層によって、他の配線および半
導体基板と電気的に絶縁されている。

【０１８９】各転送信号供給配線２９の一端は、対応す
る行制御信号生成部４９に接続されている。行制御信号
生成部４９は、行転送制御走査部４６から所定の信号を
受けると転送制御信号を生成し、対応する転送信号供給
配線２９にこの転送制御信号を供給する。

【０１９０】行転送制御走査部４６は、各行制御信号生
成部４９に所定の順番で行選択信号を発生させるための
信号を生成する。

【０１９１】制御部６０ｂは、行読み出し走査部４３、
行リセット走査部４５、全リセット制御部４７および映
像信号出力部５０の動作を制御する他、行転送制御走査
部４６の動作も制御する。

【０１９２】行転送制御走査部４６は、例えば、(1) 制
御部６０ｂから供給される制御信号を入力信号として受
けて水平同期パルスによってシフト動作するシフトレジ
スタ、(2) 画像信号読み出し動作をプログレッシブ走
査、インターレース走査および間引き走査のうちのどの
走査に対応した動作にするかを指定する動作選択信号に
応じてシフト動作の仕様を変える論理回路、等を含んで
構成される。

【０１９３】画像信号読み出し動作は、例えば次のよう
にして行うことができる。

【０１９４】まず、第１画素行に対応する行選択用信号
配線２７に、所定の行制御信号生成部４９ａから行選択
信号を供給する。対応する行選択用トランジスタ２２の
各々がオンする。出力用トランジスタ２１が、行選択用
トランジスタ２２を介して出力用信号線３０に接続され
る。

【０１９５】次いで、第１画素行に対応するリセット信
号供給配線２８に、所定の行制御信号生成部４９ａから
リセット信号を供給する。対応するリセット用トランジ
スタ２３の各々がオンし、このリセット用トランジスタ
２３に対応する出力用トランジスタ２１それぞれのゲー
ト部にある不要電荷が、対応する電源電圧供給配線２５
に排出される。

【０１９６】リセット信号を供給し終えた後、第１画素
行に対応する転送信号供給配線２９に、所定の行制御信
号生成部４９ａから転送制御信号を供給する。対応する
電荷転送用トランジスタ２４の各々がオンし、光電変換
素子２０に蓄積されている電荷量に応じた電圧が出力用
トランジスタ２１のゲートに印加されて、出力用トラン
ジスタ２１の抵抗値が変化する。出力用トランジスタ２
１とアナログ信号出力部５３内の負荷抵抗、例えば負荷
トランジスタとが、電源電圧供給配線２５と接地との間
に接続され、電源電圧を分割する。第１行光電変換素子
２０の各々に蓄積されている電荷量に応じた出力信号
が、対応する出力用信号線３０の各々に発生する。

【０１９７】この後、第２画素行から最終行の画素行ま
で、上記の操作を順次行う。画像信号読み出し動作が完
了する。

【０１９８】なお、必要に応じて、１行の画素行につい
て出力信号線３０の各々に出力信号を発生させ終わった
直後に、この行の光電変換素子２０に蓄積されている電
荷を電源電圧供給配線２５に排出する。

【０１９９】電子シャッタ動作は、例えば次のようにし
て行うことができる。まず、電荷を排出しようとする画
素行（以下、「第ｎ画素行」という。）に対応するリセ
ット信号供給配線２８に、所定の行制御信号生成部４９
ａからリセット信号を供給する。対応するリセット用ト
ランジスタ２３の各々がオンする。

【０２００】次に、第ｎ画素行に対応する転送信号供給
配線２９に、所定の行制御信号生成部４９ａから転送制
御信号を供給する。対応する電荷転送用トランジスタ２
４の各々がオンし、第ｎ行光電変換素子２０の各々に蓄
積されている電荷が、対応する電源電圧供給配線２５に
排出される。第ｎ行光電変換素子２０の各々がリセット
される。

【０２０１】このとき、対応する出力用トランジスタ２
１のゲート部に電荷の一部が留まることもあり得る。し
かしながら、この電荷は、第ｎ画素行に対する次の画像
信号読み出し動作の初期段階で電源電圧供給配線２５に
排出される。したがって、第ｎ画素行に対する次の画像
信号読み出し動作時に、この電荷が混入した状態で出力
信号が発生することはない。

【０２０２】なお、第ｎ行光電変換素子２０に蓄積され
ている電荷を排出するために使用されるリセット信号と
転送制御信号とは、リセット信号を先に供給しさえすれ
ば、時間的に離れていてもよい。また、リセット信号と
転送制御信号とは、オーバーラップさせて供給してもよ
い。

【０２０３】この後、電荷を排出しようとする他の画素
行に対して上述したリセット動作を順次行う。電子シャ
ッタ動作が完了する。

【０２０４】全リセット動作時には、上述したリセット
動作が全ての画素行に対して一斉に行われる。

【０２０５】図２に示した電子カメラ２００は、図１に
示したＭＯＳ型固体撮像１００を用いて構成する他、図
８、図９または図１０に示したＭＯＳ型固体撮像１１
０、１２０、１３０を用いて構成することもできる。Ｍ
ＯＳ型固体撮像１１０、１２０、１３０のいずれを用い
る場合でも、他の構成要素は変更しなくもよい。

【０２０６】ＭＯＳ型固体撮像１００、１１０、１２０
および１３０のいずれを用いる場合でも、第２の静止画
モード制御部１３５を設けるか否かは適宜選択可能であ
る。第２の静止画モード制御部１３５を設けない場合、
閃光装置１４０および静止画モード指定手段１７０を省
略することができる。

【０２０７】以上実施例によるＭＯＳ型固体撮像および
電子カメラについて説明したが、本発明は上述した実施
例に限定されるものではない。

【０２０８】例えば、個々の画素は、１個の光電変換素
子と１個のトランジスタを用いて構成することもでき
る。

【０２０９】図１１は、１個の光電変換素子と１個のト
ランジスタとを用いて構成された画素の一例を示す等価
回路図である。図１０に示した構成要素のうち図１
（Ｂ）に示した構成要素と共通するものについては、図
１（Ｂ）で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその
説明を省略する。

【０２１０】同図に示す画素１０ｂは、光電変換素子２
０と出力用信号線３０との間に接続された１個のトラン
ジスタ２１ａを有する。行選択用信号配線２７が、トラ
ンジスタ２１ａの制御端子（ゲート）に電気的に接続さ
れる。構造的には、行選択用信号配線２７の一部がトラ
ンジスタ２１ａのゲート電極を兼ねていてもよい。

【０２１１】行選択用信号配線２７に所定の電圧を印加
すると、光電変換素子２０に蓄積されている電荷が、対
応する出力用信号線３０に読み出される。出力用信号線
３０に出力信号が発生する。この電流信号が、そのま
ま、またはディジタル信号に変換されて、画像信号とな
る。画素行単位で画像信号読み出し動作を行うことがで
きる。

【０２１２】電子シャッタ動作時には、各出力用信号線
３０が電源電圧に接続され、この状態で、行選択用信号
配線２７の各々に所定の電圧が順次印加される。画素行
単位で電荷の排出を行うことができる。図１（Ａ）に示
した行リセット走査部４５を省略することができる。

【０２１３】全リセット動作時には、各出力用信号線３
０が電源電圧に接続され、この状態で、行選択用信号配
線２７の各々に所定の電圧が一斉に印加される。各光電
変換素子に蓄積されていた電荷が一斉に排出される。

【０２１４】全リセット動作を行うことができるＭＯＳ
型固体撮像装置は、光遮蔽手段を備えていない電子カメ
ラに搭載することもできる。

【０２１５】列方向走査部を構成する各走査部ないし制
御部は、各々を半導体基板の１つの縁に沿わせて並列に
配置する他、半導体基板の複数の箇所に分散配置するこ
ともできる。

【０２１６】第１の静止画モード制御部および第２の静
止画モード制御が中止させる電子シャッタ動作の回数は
２回に限定されるものではない。同様に、第１の静止画
モード制御部および第２の静止画モード制御が中止させ
る電子シャッタ動作は、静止画指示信号が発せられた後
最初に設定される垂直ブランキング期間に開始される筈
の電子シャッタ動作と、その次の垂直ブランキング期間
に開始される筈の電子シャッタ動作とに限定されるもの
ではない。電子カメラに求められる性能やその用途、あ
るいは、静止画指示信号が発せられたタイミング等に応
じて、静止画指示信号が発せられた後の所望の時期の電
子シャッタ動作を少なくとも１回中止させるように構成
することができる。

【０２１７】長時間露光の静止画データを得るための第
３の静止画モード制御部を増設することもできる。第３
の静止画モード制御部は、例えば、電子シャッタ動作を
続けて２回以上中止させ、これら中止させた電子シャッ
タ動作同士の間の期間に行われる筈であった映像信号読
み出し動作も中止させることにより、長時間露光を行
う。この間、全リセット動作は行われない。

【０２１８】全リセット動作を行うことができるＭＯＳ
型固体撮像装置は、白黒撮像用のものであってよいし、
カラー撮像用のものであってもよい。

【０２１９】白黒撮像用およびカラー撮像用のいずれの
ＭＯＳ型固体撮像装置においても、一般に、光電変換素
子以外の領域において無用の光電変換が行われないよう
に、光遮蔽膜が設けられる。また、光電変換素子での光
利用効率を高めるために、光電変換素子それぞれの上方
にマイクロレンズおよび／またはインナーレンズが１個
ずつ配設されることがある。カラー撮像用のＭＯＳ型固
体撮像装置においては、光電変換素子とこれに対応する
マイクロレンズとの間に色フィルタが配設されることが
ある。

【０２２０】図１２は、カラー撮像用のＭＯＳ型固体撮
像装置の一例を概略的に示す断面図である。

【０２２１】同図に示すＭＯＳ型固体撮像装置１００ｂ
では、光電変換素子２０、光電変換素子２０に附随する
各種のトランジスタおよび配線、行読み出し走査部等の
走査部、アナログ信号出力部等の出力部および制御部を
形成し終えた半導体基板１上に、これらの部材を覆う光
遮蔽膜１２が形成されている。

【０２２２】半導体基板１は、例えば、ｎ型半導体基板
１ａと、このｎ型半導体基板１ａの一表面側に形成され
たｐ型ウェル１ｂとを備える。

【０２２３】個々の光電変換素子２０は、例えば、ｐ型
ウェル１ｂの所定箇所に形成されたｎ型領域２０ａと、
このｎ型領域２０ａ上に形成されたｐ⁺ 型領域２０ｂと
を備えた埋め込み型のフォトダイオードによって構成さ
れる。

【０２２４】例えば、各光電変換素子２０を平面視上取
り囲むチャネルストップ領域２が、ｐ型ウェル１ｂに形
成される。このチャネルストップ領域２は、例えばｐ⁺
型領域からなる。

【０２２５】ｐ⁺ 型領域２０ｂ、チャネルストップ領域
２およびｐ型ウェル１ｂそれぞれの表面上に、電気的絶
縁層３が形成される。

【０２２６】半導体基板１の他の場所では、電気的絶縁
層３の上にゲート電極が形成され、ゲート電極の両側に
ｎ型領域が形成されて、トランジスタが形成される。

【０２２７】画素部に附随する各種の配線は、電気的絶
縁層３上に形成される。これらの配線同士は、その表面
に形成された電気的絶縁膜によって、互いに絶縁され
る。図１２においては、出力用信号線３０とその表面に
形成された電気的絶縁膜３０ａが示されている。

【０２２８】光遮蔽膜１２は、光電変換素子２０それぞ
れの上に１個ずつ、所定形状の開口部１２ａを有する。
個々の開口部１２ａは、平面視上、対応する光電変換素
子２０におけるｎ型不純物領域２０ａの縁より内側にお
いて開口している。

【０２２９】この光遮蔽膜１２は、例えばアルミニウ
ム、クロム、タングステン、チタン、モリブデン等の金
属からなる金属薄膜や、これらの金属の２種以上からな
る合金薄膜、あるいは、前記の金属同士または前記の金
属と前記の合金とを含む群から選択された２種以上を組
み合わせた多層金属薄膜等によって形成される。

【０２３０】電気絶縁材料からなる保護膜１５が、光遮
蔽膜１２上および開口部１２ａから露出している電気的
絶縁層３上に配設される。保護膜１５は、例えば、シリ
コン窒化膜、リンやホウ素を高濃度に含むシリコン酸化
膜等によって形成される。

【０２３１】第１の平坦化膜１６が、保護膜１５上に形
成される。第１の平坦化膜１６はマイクロレンズ用の焦
点調節層としても利用される。必要に応じて、第１の平
坦化膜１６中にインナーレンズが形成される。

【０２３２】第１の平坦化膜１６は、例えばフォトレジ
スト等の透明樹脂を例えばスピンコート法によって所望
の厚さに塗布することによって形成される。

【０２３３】所定個の色フィルタが、第１の平坦化膜１
６上に形成される。カラー撮像を可能にする複数種の色
フィルタが所定のパターンで形成され、色フィルタアレ
イを構成する。３原色（赤、緑、青）系の色フィルタア
レイ、および、いわゆる補色タイプの色フィルタアレイ
がある。

【０２３４】３原色系の色フィルタアレイおよび補色タ
イプの色フィルタアレイのいずれにおいても、個々の光
電変換素子２０の上方に色フィルタが１個ずつ配設され
る。図１１においては２色の色フィルタ１７Ｒ、１７Ｂ
が計３個示されている。

【０２３５】色フィルタアレイは、例えば、所望色の顔
料もしくは染料を含有させた樹脂（カラーレジン）の層
を、フォトリソグラフィ法等の方法によって所定箇所に
形成することによって作製することができる。

【０２３６】第２の平坦化膜１８が、色フィルタアレイ
上に形成される。第２の平坦化膜１８は、例えばフォト
レジスト等の透明樹脂を例えばスピンコート法によって
所望の厚さに塗布することによって形成される。

【０２３７】所定個のマイクロレンズ１９が、第２の平
坦化膜１８上に形成される。これらのマイクロレンズ１
９は、個々の光電変換素子２０の上方に１個ずつ配設さ
れ、マイクロレンズアレイを構成する。

【０２３８】マイクロレンズ１９は、例えば、屈折率が
概ね１．３〜２．０の透明樹脂（フォトレジストを含
む。）からなる層をフォトリソグラフィ法等によって所
定形状に区画した後、熱処理によって各区画の透明樹脂
層を溶融させ、表面張力によって角部を丸め込ませた後
に冷却することによって得られる。

【０２３９】電子カメラは、閃光装置を内蔵したもので
あってもよいし、閃光装置が外装されるものであっても
よい。閃光装置が外装される場合、この電子カメラは、
閃光装置を着装するための閃光装置着装部を有する。こ
の閃光装置着装部は、静止画モード指定手段として利用
することができる。すなわち、閃光装置が着装される
と、閃光装置着装部が第２切換手段１６５（図２参照）
を制御して、第２の静止画モード制御部１３５（図２参
照）を指定するように構成することができる。

【０２４０】その他、種々の変更、改良、組み合わせ等
が可能であることは、当業者に自明であろう。

【０２４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
逆光補正機能を付加することが容易なＭＯＳ型固体撮像
装置および高速で移動する被写体を撮像した場合でもブ
レが生じにくいＭＯＳ型固体撮像装置を提供することが
容易になる。また、高速で移動する被写体を撮像した場
合でもブレが生じにくく、逆光補正機能を付加すること
が容易な電子カメラを提供することが容易になる。ＭＯ
Ｓ型固体撮像装置を利用した電子カメラの用途を拡大す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）は、実施例によるＭＯＳ型固体撮像
装置を模式的に示す平面図であり、図１（Ｂ）は、ＭＯ
Ｓ型固体撮像装置におけるスイッチング回路部の一例を
示す等価回路図である。

【図２】図２は、実施例による電子カメラの概略を示す
ブロック図である。

【図３】図２に示した電子カメラを動画モード制御部に
よる動画モード制御の下に動作させたときの垂直ブラン
キングパルス、静止画指示信号、ＭＯＳ型固体撮像装置
の動作、全リセット信号、光遮断手段の動作、閃光装置
動作信号、および、画像信号処理部からの出力それぞれ
の関係を説明するためのタイミングチャートである。

【図４】図２に示した電子カメラを第１の静止画モード
制御部による制御の下に動作させたときの垂直ブランキ
ングパルス、静止画指示信号、ＭＯＳ型固体撮像装置の
動作、全リセット信号、光遮断手段の動作、閃光装置動
作信号、および、画像信号処理部からの出力それぞれの
関係を説明するためのタイミングチャートである。

【図５】図２に示した電子カメラを第２の静止画モード
制御部による制御の下に動作させたときの垂直ブランキ
ングパルス、静止画指示信号、ＭＯＳ型固体撮像装置の
動作、全リセット信号、光遮断手段の動作、閃光装置動
作信号、および、画像信号処理部からの出力それぞれの
関係を説明するためのタイミングチャートである。

【図６】図２に示した電子カメラにおける動作制御の一
部を概略的に示すフローチャートである。

【図７】図２に示した電子カメラにおける動作制御の他
の一部を概略的に示すフローチャートである。

【図８】他の実施例によるＭＯＳ型固体撮像装置を模式
的に示す平面図である。

【図９】更に他の実施例によるＭＯＳ型固体撮像装置を
模式的に示す平面図である。

【図１０】更に他の実施例によるＭＯＳ型固体撮像装置
を示す模式図である。

【図１１】１個のトランジスタを用いて構成されたスイ
ッチング回路部の一例を示す等価回路図である。

【図１２】カラー撮像用のＭＯＳ型固体撮像装置の一例
を概略的に示す断面図である。

【符号の説明】

１…半導体基板、 １０、１０ａ、１０ｂ…画素、 ２
０…光電変換素子、２１…出力用トランジスタ、 ２２
…行選択用トランジスタ、 ２３…リセット用トランジ
スタ、２４…転送用トランジスタ、 ２５…電源電圧供
給配線、 ２７…行選択用信号配線、 ２８…リセット
信号供給配線、 ３０…出力用信号線、 ４０…列方向
走査部、 ４３…行読み出し走査部、 ４５…行リセッ
ト走査部、 ４７…全リセット制御部、 ４９…行制御
信号生成部、 ５０…映像信号出力部、 ５３、５３ａ
…アナログ信号出力部、 ５５…行方向走査部、 ５７
…Ａ／Ｄ変換部、 ５９…バッファメモリ、 ６０、６
０ａ、６０ｂ…制御部、１００、１００ａ、１１０、１
２０、１３０…ＭＯＳ型固体撮像装置、 １１０…撮像
光学系、 １２０…動画モード制御部、 １３０…第１
の静止画モード制御部、 １３５…第２の静止画モード
制御部、 １４０…閃光装置、 １５０…主制御部、
１７０…静止画モード指定手段、 １７５…静止画指示
信号発生部、 １８０…画像信号処理部、 ２００…電
子カメラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 27/146 Ｈ０４Ｎ 5/228 Ｚ Ｈ０４Ｎ 5/228 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ａ Ｆターム(参考） 2H002 CC01 CD00 2H054 AA01 BB11 4M118 AA10 AB01 BA06 CA02 DD08 DD12 DD20 FA06 FA33 GD03 GD07 5C022 AA00 AA13 AB15 AB41 AB55 AC01 AC42 AC52 AC69 5C024 AX04 BX01 CY11 DX04 GY38

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板と、 該半導体基板の一表面側に複数行、複数列に亘って行列
   状に形成された多数個の画素であって、各々が光電変換
   素子と、該光電変換素子に蓄積された電荷にしたがって
   出力信号を生成することができる出力用トランジスタ
   と、前記光電変換素子に蓄積された電荷を排出するため
   のリセット用トランジスタとを含む多数個の画素と、 画素列方向に延在する複数本の出力用信号線であって、
   各々がそれぞれ別個に、画素行毎に１個の画素の出力用
   トランジスタと電気的に接続される複数本の出力用信号
   線と、 前記複数の画素行の１行毎に該画素行に沿って１本ずつ
   配設された行選択用信号配線であって、各々が、対応す
   る画素に該画素での出力信号の生成を制御する行選択信
   号を供給するために使用される行選択用信号配線と、 前記複数の画素行の１行毎に該画素行に沿って１本ずつ
   配設されたリセット信号供給配線であって、各々が、対
   応するリセット用トランジスタそれぞれに前記電荷の排
   出を制御するリセット信号を供給するために使用される
   リセット信号供給配線と、 前記半導体基板に形成された列方向走査部であって、前
   記行選択用信号配線の各々と電気的に接続され、これら
   行選択用信号配線の各々に前記行選択信号を逐次供給す
   るための行読み出し走査部と、前記リセット信号供給配
   線の各々と電気的に接続され、これらリセット信号供給
   配線の各々に前記リセット信号を逐次供給するための行
   リセット走査部と、前記リセット信号供給配線の各々と
   電気的に接続され、これらリセット信号供給配線の各々
   に前記リセット信号を一斉に供給するための全リセット
   制御部とを含む列方向走査部と、 前記複数本の出力用信号線の各々と電気的に接続され、
   前記出力信号に応じた画像信号を順次出力する画像信号
   出力部とを備えたＭＯＳ型固体撮像装置。
2. 【請求項２】 前記画素の各々が、さらに、前記出力用
   トランジスタと直列に接続された行選択用トランジスタ
   を有する請求項１に記載のＭＯＳ型固体撮像装置。
3. 【請求項３】 前記画素の各々が、さらに、前記光電変
   換素子と前記リセット用トランジスタとの間に接続され
   た電荷転送用トランジスタを有する請求項１または請求
   項２に記載のＭＯＳ型固体撮像装置。
4. 【請求項４】 前記画像信号出力部が、前記出力用信号
   線の各々に発生する前記出力信号をそれぞれアナログ電
   圧信号に変換し、これらのアナログ電圧信号を順次出力
   する請求項１〜請求項３のいずれかに記載のＭＯＳ型固
   体撮像装置。
5. 【請求項５】 前記画像信号出力部が、前記出力用信号
   線の各々に発生する前記出力信号をそれぞれアナログ電
   圧信号に変換し、これらのアナログ電圧信号を更にディ
   ジタル画像信号にそれぞれ変換して順次出力する請求項
   １〜請求項３のいずれかに記載のＭＯＳ型固体撮像装
   置。
6. 【請求項６】 さらに、前記半導体基板に形成され、前
   記行読み出し走査部、前記行リセット走査部、前記全リ
   セット制御部および前記画像信号出力部それぞれの動作
   を制御する制御部を有する請求項１〜請求項５のいずれ
   かに記載のＭＯＳ型固体撮像装置。
7. 【請求項７】 前記多数個の画素が画素ずらし配置され
   ている請求項１〜請求項６のいずれかに記載のＭＯＳ型
   固体撮像装置。
8. 【請求項８】 半導体基板および該半導体基板の一表面
   側に複数行、複数列に亘って行列状に形成された多数個
   の画素であって、各々が光電変換素子を含む多数個の画
   素を有し、所定行の光電変換素子の各々に蓄積されてい
   る電荷量に応じた出力信号を画素行単位で順次発生させ
   る画像信号読み出し動作、光電変換素子の各々に蓄積さ
   れている電荷を画素行単位で順次排出してこれらの光電
   変換素子の露光時間を規定する電子シャッタ動作、およ
   び、全ての光電変換素子の各々に蓄積されている電荷を
   一斉に排出する全リセット動作を行うことができ、垂直
   ブランキング期間を介して連続的に設定される画像信号
   読み出し期間それぞれの期間内に前記画像信号読み出し
   動作を行うとともに前記電子シャッタ動作を開始して、
   画像信号を前記画素行単位で順次出力することができる
   ＭＯＳ型固体撮像装置と、 前記ＭＯＳ型固体撮像装置が出力した画像信号を基に、
   動画データまたは静止画データを出力する映像信号処理
   部と、 操作されたときに前記ＭＯＳ型固体撮像装置への光の入
   射を遮断する光遮断手段と、 操作されたときに静止画の撮像を指示する静止画指示信
   号を発する静止画指示信号発生部と、 前記光遮断手段を動作させることなく、前記ＭＯＳ型固
   体撮像装置に前記画像信号読み出し動作と前記電子シャ
   ッタ動作とを交互に繰り返し行わせて、前記映像信号処
   理部から動画データを出力させる動画モード制御を定常
   的に行う動画モード制御部と、 前記静止画指示信号が発せられたときに、該静止画指示
   信号が発せられた後に行われる筈であった電子シャッタ
   動作を少なくとも１回中止させ、電子シャッタ動作を再
   開するまでの間に設定される任意の１回の垂直ブランキ
   ング期間内に、前記全リセット動作を行わせるとともに
   該全リセット動作の終了後に前記光遮断手段を動作さ
   せ、その後に設定される静止画像信号読み出し期間内に
   行われた画像信号読み出し動作に基づいて前記ＭＯＳ型
   固体撮像装置が出力する画像信号を基に、前記映像信号
   処理部から静止画データを出力させ、前記光遮断手段の
   動作を解除して前記ＭＯＳ型固体撮像装置への光の入射
   を可能にする第１の静止画モード制御部とを備えた電子
   カメラ。
9. 【請求項９】 前記第１の静止画モード制御部が、前記
   静止画指示信号が発せられた後最初に行われる筈であっ
   た電子シャッタ動作を中止させる請求項８に記載の電子
   カメラ。
10. 【請求項１０】 さらに、所定の信号を受けたときに閃
    光を発する閃光装置、または該閃光装置を着装するため
    の閃光装置着装部と、 前記静止画指示信号が発せられたときに、該静止画指示
    信号が発せられた後に行われる筈であった電子シャッタ
    動作を少なくとも１回中止させ、電子シャッタ動作を再
    開するまでの間に設定される任意の１回の垂直ブランキ
    ング期間内に、前記全リセット動作を行わせるとともに
    該全リセット動作の終了後に前記閃光装置を動作させる
    ための閃光装置動作信号を発生させ、さらに、該閃光装
    置動作信号を発生させた後に前記光遮断手段を動作さ
    せ、その後に設定される静止画像信号読み出し期間内に
    行われた画像信号読み出し動作に基づいて前記ＭＯＳ型
    固体撮像装置が出力する画像信号を基に、前記映像信号
    処理部から静止画データを出力させ、前記光遮断手段の
    動作を解除して前記ＭＯＳ型固体撮像装置への光の入射
    を可能にする第２の静止画モード制御部と、 前記静止画指示信号が発せられたときに動作すべき静止
    画モード制御部を、複数の静止画モード制御部のうちか
    ら予め指定する静止画モード指定手段とを有する請求項
    ８または請求項９に記載の電子カメラ。
11. 【請求項１１】 前記第２の静止画モード制御部が、前
    記静止画指示信号が発せられた後最初に行われる筈であ
    った電子シャッタ動作を中止させる請求項１０に記載の
    電子カメラ。