JP2017055320A5 - - Google Patents

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Claims (17)

入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、前記電荷を保持する保持部と、前記電荷に基づく信号を出力する増幅トランジスタと、前記光電変換部から前記保持部に前記電荷を転送する第1の転送トランジスタと、前記保持部から前記増幅トランジスタに前記電荷を転送する第2の転送トランジスタとを各々が有する、複数の画素を有し、
動画を構成する複数の画像を取得する複数のフレーム期間のうちの第1のフレーム期間において、第1の露光期間に生じた電荷が蓄積され、
前記第1のフレーム期間の次の第2のフレーム期間において、前記第1の露光期間とは期間の長さが異なる第2の露光期間に生じた電荷が蓄積され、
前記第1の露光期間の時間重心と前記第2の露光期間の時間重心との間隔と、前記第1のフレーム期間の時間重心と第2のフレーム期間の時間重心の間隔とは等しい
ことを特徴とする撮像装置。
A photoelectric conversion unit that generates a charge in response to incident light; a holding unit that holds the charge; an amplification transistor that outputs a signal based on the charge; and a first unit that transfers the charge from the photoelectric conversion unit to the holding unit. A plurality of pixels each having one transfer transistor and a second transfer transistor that transfers the charge from the holding unit to the amplification transistor;
In the first frame period of the plurality of frame periods for acquiring a plurality of images constituting the moving image, the charge generated in the first exposure period is accumulated,
In the second frame period subsequent to the first frame period, charges generated in a second exposure period having a different period length from the first exposure period are accumulated,
The time centroid of the first exposure period and the time centroid of the second exposure period are equal to the time centroid of the first frame period and the time centroid of the second frame period. An imaging device.
前記第1のフレーム期間において、前記複数の画素で同時に、前記第1の転送トランジスタが、前記第1の露光期間に生じた前記電荷を前記光電変換部から前記保持部に転送し、
前記第2のフレーム期間において、前記複数の画素で順に、前記第2の転送トランジスタが、前記第1の露光期間に生じた前記電荷を前記保持部から前記増幅トランジスタに転送し、
前記第2のフレーム期間において、前記複数の画素で順に、前記増幅トランジスタが、前記第1の露光期間に蓄積された前記電荷に基づく信号を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
In the first frame period, the first transfer transistor simultaneously transfers the charges generated in the first exposure period from the photoelectric conversion unit to the holding unit in the plurality of pixels.
In the second frame period, the second transfer transistor sequentially transfers the charge generated in the first exposure period from the holding unit to the amplification transistor in the plurality of pixels.
2. The imaging according to claim 1, wherein, in the second frame period, the amplification transistor outputs a signal based on the charge accumulated in the first exposure period in order in the plurality of pixels. apparatus.
前記複数の画素の各々は、前記光電変換部から前記電荷を排出するオーバーフロートランジスタをさらに有し、
前記複数の画素の前記オーバーフロートランジスタが同時にオンからオフになることにより、前記第1の露光期間又は前記第2の露光期間が開始することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
Each of the plurality of pixels further includes an overflow transistor that discharges the charge from the photoelectric conversion unit,
3. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the first exposure period or the second exposure period starts when the overflow transistors of the plurality of pixels are simultaneously turned from on to off.
前記複数の画素の前記第1の転送トランジスタが同時にオンからオフになることにより、前記第1の露光期間又は前記第2の露光期間が終了することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。   4. The first exposure period or the second exposure period ends when the first transfer transistors of the plurality of pixels are simultaneously turned on and off. The imaging apparatus according to item 1. 前記複数の画素のそれぞれで、前記第1の転送トランジスタがオフからオンになり、その後再びオフになる動作が複数回繰り返されることにより、前記第1の露光期間又は前記第2の露光期間に生じた前記電荷が、前記光電変換部から前記保持部に複数回にわたって転送され、
前記複数回の前記第1の転送トランジスタの動作のうちの最後にオフになる動作により、前記第1の露光期間又は前記第2の露光期間が終了する
ことを特徴とすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。
In each of the plurality of pixels, the operation in which the first transfer transistor is turned on from off and then turned off again is repeated a plurality of times, and thus occurs in the first exposure period or the second exposure period. The charge is transferred from the photoelectric conversion unit to the holding unit a plurality of times,
The first exposure period or the second exposure period is ended by an operation that is turned off at the end of the plurality of operations of the first transfer transistor. Item 4. The imaging device according to any one of Items 1 to 3.
前記第1の転送トランジスタがオフからオンになり、その後再びオフになる複数回の動作において、前記第1の転送トランジスタがオフになるタイミングが一定の間隔であることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。   6. The operation according to claim 5, wherein, in a plurality of operations in which the first transfer transistor is turned on from off and then turned off again, the timing at which the first transfer transistor is turned off is a constant interval. The imaging device described. 前記第1の露光期間又は前記第2の露光期間が開始した後に、前記複数の画素の前記第1の転送トランジスタが同時にオフからオンになり、
その後、前記複数の画素の前記第1の転送トランジスタがオンからオフになることにより前記第1の露光期間又は前記第2の露光期間が終了するまでの期間、前記複数の画素の前記第1の転送トランジスタがオンに維持されることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
After the first exposure period or the second exposure period starts, the first transfer transistors of the plurality of pixels are turned on simultaneously from off,
Thereafter, the first transfer transistor of the plurality of pixels is turned from on to off, so that the first exposure period or the second exposure period ends. The imaging apparatus according to claim 3, wherein the transfer transistor is kept on.
前記複数の画素の各々は、前記光電変換部から前記電荷を排出するオーバーフロートランジスタをさらに有し、
前記複数の画素の前記オーバーフロートランジスタが同時にオンからオフになり、その後再び同時にオンになる動作が複数回繰り返されることにより、1回の露光期間が複数に分割され、
前記複数回の前記オーバーフロートランジスタの動作のうちの最初にオフになる動作により、前記第1の露光期間又は前記第2の露光期間が開始する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
Each of the plurality of pixels further includes an overflow transistor that discharges the charge from the photoelectric conversion unit,
The operation in which the overflow transistors of the plurality of pixels are simultaneously turned on and off and then turned on again is repeated a plurality of times, whereby one exposure period is divided into a plurality of times,
3. The imaging according to claim 1, wherein the first exposure period or the second exposure period is started by an operation of turning off first of the plurality of operations of the overflow transistor. apparatus.
前記第1の露光期間の一部において、前記複数の画素の前記光電変換部が、入射光によって生じた前記電荷を蓄積する動作と並行して、
前記複数の画素で順に、前記第2の転送トランジスタが、前記保持部の保持する前記電荷を前記増幅トランジスタに転送し、
前記複数の画素で順に、前記増幅トランジスタが、前記電荷に基づく信号を出力する
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の撮像装置。
In a part of the first exposure period, in parallel with the operation in which the photoelectric conversion units of the plurality of pixels accumulate the charges generated by incident light,
In order in the plurality of pixels, the second transfer transistor transfers the charge held by the holding unit to the amplification transistor,
The imaging device according to any one of claims 1 to 8, wherein the amplification transistor outputs a signal based on the charge in order in the plurality of pixels.
入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、前記電荷を保持する保持部と、前記電荷に基づく信号を出力する増幅トランジスタと、前記光電変換部から前記保持部に前記電荷を転送する第1の転送トランジスタと、前記保持部から前記増幅トランジスタに前記電荷を転送する第2の転送トランジスタとを各々が有する、複数の画素を有し、
動画を構成する複数の画像を取得する複数のフレーム期間のうちの第1のフレーム期間において、第1の露光期間に生じた電荷が蓄積され、
それぞれ所定の期間に生じた電荷を蓄積する複数の蓄積動作を行い、
前記複数の蓄積動作は、互いに前記所定の期間の異なる第1の蓄積動作及び第2の蓄積動作を少なくとも含み、
前記複数の蓄積動作において、前記所定の期間の時間重心が一定の間隔である
ことを特徴とする撮像装置。
A photoelectric conversion unit that generates a charge in response to incident light; a holding unit that holds the charge; an amplification transistor that outputs a signal based on the charge; and a first unit that transfers the charge from the photoelectric conversion unit to the holding unit. A plurality of pixels each having one transfer transistor and a second transfer transistor that transfers the charge from the holding unit to the amplification transistor;
In the first frame period of the plurality of frame periods for acquiring a plurality of images constituting the moving image, the charge generated in the first exposure period is accumulated,
A plurality of accumulation operations for accumulating charges generated in a predetermined period are performed,
The plurality of accumulation operations include at least a first accumulation operation and a second accumulation operation that are different from each other in the predetermined period,
In the plurality of accumulation operations, the time center of gravity of the predetermined period is a constant interval.
前記複数の蓄積動作のそれぞれにおける前記時間重心は、前記所定の期間の開始時刻と前記所定の期間の終了時刻との中間の時刻である
ことを特徴とする請求項10に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 10, wherein the time centroid in each of the plurality of accumulation operations is an intermediate time between a start time of the predetermined period and an end time of the predetermined period.
前記開始時刻に、前記複数の画素の前記第1の転送トランジスタが同時にオンからオフになる
ことを特徴とする請求項11に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 11, wherein the first transfer transistors of the plurality of pixels are simultaneously turned from on to off at the start time.
前記複数の画素の各々は、前記光電変換部から前記電荷を排出するオーバーフロートランジスタをさらに有し、
前記開始時刻に、前記複数の画素の前記オーバーフロートランジスタが同時にオンからオフになる
ことを特徴とする請求項11に記載の撮像装置。
Each of the plurality of pixels further includes an overflow transistor that discharges the charge from the photoelectric conversion unit,
The imaging apparatus according to claim 11, wherein the overflow transistors of the plurality of pixels are simultaneously turned from on to off at the start time.
前記終了時刻に、前記複数の画素の前記第1の転送トランジスタが同時にオンからオフになる
ことを特徴とする請求項11乃至13のいずれか1項に記載の撮像装置。
The imaging device according to any one of claims 11 to 13, wherein the first transfer transistors of the plurality of pixels are simultaneously turned from on to off at the end time.
入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、前記電荷を保持する保持部と、前記電荷に基づく信号を出力する増幅トランジスタと、前記光電変換部から前記保持部に前記電荷を転送する第1の転送トランジスタと、前記保持部から前記増幅トランジスタに前記電荷を転送する第2の転送トランジスタとを各々が有する、複数の画素を有し、A photoelectric conversion unit that generates a charge in response to incident light; a holding unit that holds the charge; an amplification transistor that outputs a signal based on the charge; and a first unit that transfers the charge from the photoelectric conversion unit to the holding unit. A plurality of pixels each having one transfer transistor and a second transfer transistor that transfers the charge from the holding unit to the amplification transistor;
動画を構成する複数の画像を取得する複数のフレーム期間の各々は、電荷の蓄積が行われる露光期間を含み、Each of a plurality of frame periods for acquiring a plurality of images constituting a moving image includes an exposure period in which charge is accumulated,
前記複数のフレーム期間のうちの、長さが同一でかつ連続する2つのフレーム期間において、前記露光期間の長さが互いに異なり、かつ、前記露光期間の開始時刻と終了時刻との中間の時刻の間隔がフレーム期間の長さと同一であるIn two consecutive frame periods having the same length among the plurality of frame periods, the lengths of the exposure periods are different from each other, and an intermediate time between the start time and the end time of the exposure period. The interval is the same as the length of the frame period
ことを特徴とする撮像装置。An imaging apparatus characterized by that.
請求項1乃至15のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置から出力される信号を処理する信号処理部と
を有する撮像システム。
The imaging device according to any one of claims 1 to 15 ,
An imaging system comprising: a signal processing unit that processes a signal output from the imaging device.
入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、前記電荷を保持する保持部と、前記電荷に基づく信号を出力する増幅トランジスタと、前記光電変換部から前記保持部に前記電荷を転送する第1の転送トランジスタと、前記保持部から前記増幅トランジスタに前記電荷を転送する第2の転送トランジスタとを各々が有する、複数の画素を有する撮像装置の駆動方法であって、
動画を構成する複数の画像を取得する複数のフレーム期間のうちの第1のフレーム期間において、第1の露光期間に生じた電荷を蓄積し、
前記第1のフレーム期間の次の第2のフレーム期間において、前記第1の露光期間とは期間の長さが異なる第2の露光期間に生じた電荷を蓄積し、
前記第1の露光期間の時間重心と前記第2の露光期間の時間重心との間隔と、前記第1のフレーム期間の時間重心と第2のフレーム期間の時間重心の間隔とは等しい
ことを特徴とする撮像装置の駆動方法。
A photoelectric conversion unit that generates a charge in response to incident light; a holding unit that holds the charge; an amplification transistor that outputs a signal based on the charge; and a first unit that transfers the charge from the photoelectric conversion unit to the holding unit. 1. A method for driving an imaging device having a plurality of pixels, each having one transfer transistor and a second transfer transistor that transfers the charge from the holding unit to the amplification transistor,
In the first frame period of the plurality of frame periods for acquiring a plurality of images constituting the moving image, the charge generated in the first exposure period is accumulated,
In a second frame period subsequent to the first frame period, charges generated in a second exposure period having a different period length from the first exposure period are accumulated,
The time centroid of the first exposure period and the time centroid of the second exposure period are equal to the time centroid of the first frame period and the time centroid of the second frame period. A driving method of the imaging apparatus.
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