JP2017220896A5 - - Google Patents

Description

本発明に係る撮像装置は、照射された光を光電変換して生じた信号電荷を蓄積する光電変換部と、前記光電変換部から転送される前記信号電荷を保持する第１保持部及び第２保持部と、前記第１保持部又は前記第２保持部が保持する前記信号電荷の電荷量に基づく信号を列信号線に出力する出力部と、前記光電変換部から前記第１保持部へ前記信号電荷を転送する第１転送トランジスタと、前記光電変換部から前記第２保持部へ前記信号電荷を転送する第２転送トランジスタと、前記第１保持部から前記出力部へ前記信号電荷を転送する第３転送トランジスタと、前記第２保持部から前記出力部へ前記信号電荷を転送する第４転送トランジスタと、を有する行列状に配された複数の画素と、前記第１転送トランジスタ、前記第２転送トランジスタ、前記第３転送トランジスタ、及び前記第４転送トランジスタを制御する垂直走査回路と、を備え、前記光電変換部の蓄積容量は、前記第１保持部の蓄積容量及び前記第２保持部の蓄積容量よりも小さく、前記第１保持部は、第１フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を保持し、前記第２保持部は、前記第１フレーム期間よりも前の期間であって、前記第１フレーム期間と重ならない第２フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を保持し、前記垂直走査回路は、前記第１フレーム期間の間に、前記第１転送トランジスタを複数回、オン及びオフに制御することにより、前記第１フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を、前記複数回の転送動作によって前記第１保持部へと転送するように構成されており、前記第１フレーム期間は、前記第１転送トランジスタ及び前記第２転送トランジスタがオフの状態で前記光電変換部が前記信号電荷の蓄積を開始する第１時刻から、前記第１時刻の後に前記第１転送トランジスタが最初にオンになる第２時刻までの期間であって、前記信号電荷が前記光電変換部のみにおいて保持される第１期間と、前記第２時刻から、前記第１期間の後に前記第１転送トランジスタが最初にオンになる第３時刻までの期間であって、前記信号電荷が前記光電変換部及び前記第１保持部において保持される第２期間と、を含み、前記垂直走査回路は、前記第１フレーム期間の前記第１期間の間に前記第４転送トランジスタをオンにすることにより、前記第２フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を前記第２保持部から前記出力部へ出力するように構成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る撮像装置の制御方法は、照射された光を光電変換して生じた信号電荷を蓄積する光電変換部と、前記光電変換部から転送される前記信号電荷を保持する第１保持部及び第２保持部と、前記第１保持部又は前記第２保持部が保持する前記信号電荷の電荷量に基づく信号を列信号線に出力する出力部と、前記光電変換部から前記第１保持部へ前記信号電荷を転送する第１転送トランジスタと、前記光電変換部から前記第２保持部へ前記信号電荷を転送する第２転送トランジスタと、前記第１保持部から前記出力部へ前記信号電荷を転送する第３転送トランジスタと、前記第２保持部から前記出力部へ前記信号電荷を転送する第４転送トランジスタと、を有する行列状に配された複数の画素を備え、前記光電変換部の蓄積容量が前記第１保持部の蓄積容量及び前記第２保持部の蓄積容量よりも小さい撮像装置の制御方法であって、第１フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を前記第１保持部が保持するステップであって、前記第１フレーム期間の間に、前記第１転送トランジスタを複数回、オン及びオフに制御することにより、前記第１フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を、前記複数回の転送動作によって前記第１保持部へと転送するように構成されており、前記第１フレーム期間が、前記第１転送トランジスタ及び前記第２転送トランジスタがオフの状態で前記光電変換部が前記信号電荷の蓄積を開始する第１時刻から、前記第１時刻の後に前記第１転送トランジスタが最初にオンになる第２時刻までの期間であって、前記信号電荷が前記光電変換部のみにおいて保持される第１期間と、前記第２時刻から、前記第１期間の後に前記第１転送トランジスタが最初にオンになる第３時刻までの期間であって、前記信号電荷が前記光電変換部及び前記第１保持部において保持される第２期間と、を含む、ステップと、前記第１フレーム期間よりも前の期間であって、前記第１フレーム期間と重ならない第２フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を前記第２保持部が保持するステップと、前記第１フレーム期間の前記第１期間の間に前記第４転送トランジスタをオンに制御することにより、前記第２フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を前記第２保持部から前記出力部へ出力するステップと、を有することを特徴とする。

Claims (14)

1. 照射された光を光電変換して生じた信号電荷を蓄積する光電変換部と、前記光電変換部から転送される前記信号電荷を保持する第１保持部及び第２保持部と、前記第１保持部又は前記第２保持部が保持する前記信号電荷の電荷量に基づく信号を列信号線に出力する出力部と、前記光電変換部から前記第１保持部へ前記信号電荷を転送する第１転送トランジスタと、前記光電変換部から前記第２保持部へ前記信号電荷を転送する第２転送トランジスタと、前記第１保持部から前記出力部へ前記信号電荷を転送する第３転送トランジスタと、前記第２保持部から前記出力部へ前記信号電荷を転送する第４転送トランジスタと、を有する行列状に配された複数の画素と、
   前記第１転送トランジスタ、前記第２転送トランジスタ、前記第３転送トランジスタ、及び前記第４転送トランジスタを制御する垂直走査回路と、を備え、
   前記光電変換部の蓄積容量は、前記第１保持部の蓄積容量及び前記第２保持部の蓄積容量よりも小さく、
   前記第１保持部は、第１フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を保持し、
   前記第２保持部は、前記第１フレーム期間よりも前の期間であって、前記第１フレーム期間と重ならない第２フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を保持し、
   前記垂直走査回路は、前記第１フレーム期間の間に、前記第１転送トランジスタを複数回、オン及びオフに制御することにより、前記第１フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を、前記複数回の転送動作によって前記第１保持部へと転送するように構成されており、
   前記第１フレーム期間は、
   前記第１転送トランジスタ及び前記第２転送トランジスタがオフの状態で前記光電変換部が前記信号電荷の蓄積を開始する第１時刻から、前記第１時刻の後に前記第１転送トランジスタが最初にオンになる第２時刻までの期間であって、前記信号電荷が前記光電変換部のみにおいて保持される第１期間と、
   前記第２時刻から、前記第１期間の後に前記第１転送トランジスタが最初にオンになる第３時刻までの期間であって、前記信号電荷が前記光電変換部及び前記第１保持部において保持される第２期間と、を含み、
   前記垂直走査回路は、前記第１フレーム期間の前記第１期間の間に前記第４転送トランジスタをオンにすることにより、前記第２フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を前記第２保持部から前記出力部へ出力するように構成されている
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記第１保持部及び前記第２保持部は、前記光電変換部から転送される前記信号電荷を保持する前記フレーム期間の次のフレーム期間において、保持している前記信号電荷を前記出力部へ出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記垂直走査回路は、前記第１転送トランジスタ及び前記第２転送トランジスタを制御して、前記光電変換部が前記信号電荷を蓄積する蓄積期間を、前記複数の画素間で一致させる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記垂直走査回路は、前記第１転送トランジスタ及び前記第２転送トランジスタを制御して、１フレーム期間に前記光電変換部に発生する前記信号電荷を、複数回に分けて前記光電変換部から前記第１保持部又は前記第２保持部へ転送する
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記画素は、前記光電変換部が蓄積する前記信号電荷を排出するオーバーフロートランジスタを更に有し、
   前記垂直走査回路は、前記オーバーフロートランジスタを制御して、前記複数回の前記蓄積期間の長さを調整する
   ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記蓄積期間を、前記オーバーフロートランジスタをオフしてから前記第１転送トランジスタ又は前記第２転送トランジスタをオンするまでの期間として制御する
   ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記蓄積期間を、前記オーバーフロートランジスタをオフしてからオンするまでの期間として制御する
   ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
8. 前記蓄積期間の長さをフレーム毎に変化させる
   ことを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記蓄積期間の長さをフレーム毎に変化させて得られた複数の画像からＨＤＲ画像を合成する
   ことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 前記第１保持部又は前記第２保持部に前記信号電荷を保持している保持期間が、前記蓄積期間よりも長い
    ことを特徴とする請求項３から９のいずれか１項に記載の撮像装置。
11. 前記第１フレーム期間と前記第２フレーム期間とが交互に行われる
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
12. 前記垂直走査回路は、前記第２フレーム期間の間に、前記第２転送トランジスタを複数回、オン及びオフに制御することにより、前記第２フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を、前記複数回の転送動作によって前記第２保持部へと転送するように構成されており、
    前記第２フレーム期間は、
    前記第１転送トランジスタ及び前記第２転送トランジスタがオフの状態で前記光電変換部が前記信号電荷の蓄積を開始する第４時刻から、前記第４時刻の後に前記第２転送トランジスタが最初にオンになる第５時刻までの期間であって、前記信号電荷が前記光電変換部のみにおいて保持される第３期間と、
    前記第５時刻から、前記第３期間の後に前記第２転送トランジスタが最初にオンになる第６時刻までの期間であって、前記信号電荷が前記光電変換部及び前記第２保持部において保持される第４期間と、を含み、
    前記垂直走査回路は、前記第２フレーム期間の前記第３期間の間に前記第３転送トランジスタをオンにすることにより、前記第１フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を前記第１保持部から前記出力部へ出力するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
13. 照射された光を光電変換して生じた信号電荷を蓄積する光電変換部と、前記光電変換部から転送される前記信号電荷を保持する第１保持部及び第２保持部と、前記第１保持部又は前記第２保持部が保持する前記信号電荷の電荷量に基づく信号を列信号線に出力する出力部と、前記光電変換部から前記第１保持部へ前記信号電荷を転送する第１転送トランジスタと、前記光電変換部から前記第２保持部へ前記信号電荷を転送する第２転送トランジスタと、前記第１保持部から前記出力部へ前記信号電荷を転送する第３転送トランジスタと、前記第２保持部から前記出力部へ前記信号電荷を転送する第４転送トランジスタと、を有する行列状に配された複数の画素を備え、前記光電変換部の蓄積容量が前記第１保持部の蓄積容量及び前記第２保持部の蓄積容量よりも小さい撮像装置の制御方法であって、
    第１フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を前記第１保持部が保持するステップであって、前記第１フレーム期間の間に、前記第１転送トランジスタを複数回、オン及びオフに制御することにより、前記第１フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を、前記複数回の転送動作によって前記第１保持部へと転送するように構成されており、前記第１フレーム期間が、
    前記第１転送トランジスタ及び前記第２転送トランジスタがオフの状態で前記光電変換部が前記信号電荷の蓄積を開始する第１時刻から、前記第１時刻の後に前記第１転送トランジスタが最初にオンになる第２時刻までの期間であって、前記信号電荷が前記光電変換部のみにおいて保持される第１期間と、
    前記第２時刻から、前記第１期間の後に前記第１転送トランジスタが最初にオンになる第３時刻までの期間であって、前記信号電荷が前記光電変換部及び前記第１保持部において保持される第２期間と、を含む、ステップと、
    前記第１フレーム期間よりも前の期間であって、前記第１フレーム期間と重ならない第２フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を前記第２保持部が保持するステップと、
    前記第１フレーム期間の前記第１期間の間に前記第４転送トランジスタをオンに制御することにより、前記第２フレーム期間の間に生じた前記信号電荷を前記第２保持部から前記出力部へ出力するステップと、
    を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
14. 請求項１から１２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装置と、
    を備えることを特徴とする撮像システム。