JP2018019353A5

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Publication number: JP2018019353A5
Application number: JP2016150328A
Authority: JP
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2019-08-15
Anticipated expiration: 2036-07-29

Description

本発明の撮像装置は、光電変換部と、前記光電変換部で生じた電荷を保持する第１の電荷保持部と、前記光電変換部で生じた電荷を保持する第２の電荷保持部と、を有する画素が行列状に複数配された撮像装置であって、前記第１の電荷保持部は、第１期間に前記光電変換部で生じた電荷を保持した状態で、前記第１期間と連続しない期間であって前記第１期間とは長さが異なる第２期間に前記光電変換部で生じた電荷を保持し、前記第２の電荷保持部は、前記第１期間および前記第２期間とは重複しない期間である第３期間に前記光電変換部で生じた電荷を保持し、前記第１期間に前記光電変換部で生じた電荷と前記第２期間に前記光電変換部で生じた電荷とを前記第１の電荷保持部で保持する第１の電荷保持期間と、前記第３期間に前記光電変換部で生じた電荷を前記第２の電荷保持部で保持する第２の電荷保持期間とが重複することを特徴とする。

Claims

光電変換部と、
前記光電変換部で生じた電荷を保持する第１の電荷保持部と、
前記光電変換部で生じた電荷を保持する第２の電荷保持部と、を有する画素が行列状に複数配された撮像装置であって、
前記第１の電荷保持部は、第１期間に前記光電変換部で生じた電荷を保持した状態で、前記第１期間と連続しない期間であって前記第１期間とは長さが異なる第２期間に前記光電変換部で生じた電荷を保持し、
前記第２の電荷保持部は、前記第１期間および前記第２期間とは重複しない期間である第３期間に前記光電変換部で生じた電荷を保持し、
前記第１期間に前記光電変換部で生じた電荷と前記第２期間に前記光電変換部で生じた電荷とを前記第１の電荷保持部で保持する第１の電荷保持期間と、前記第３期間に前記光電変換部で生じた電荷を前記第２の電荷保持部で保持する第２の電荷保持期間とが重複することを特徴とする撮像装置。
光電変換部と、
第１の電荷保持部と、
第２の電荷保持部と、
前記光電変換部と前記第１の電荷保持部とに接続された第１転送部と、
前記光電変換部と前記第２の電荷保持部とに接続された第２転送部と、を有する画素が行列状に複数配された撮像装置であって、
第１期間に前記光電変換部で生じた第１電荷が、前記第１転送部によって前記光電変換部から前記第１の電荷保持部に転送され、前記第１期間と連続しない期間であって前記第１期間とは長さが異なる第２期間に前記光電変換部で生じた第２電荷が、前記第１電荷を保持した前記第１の電荷保持部に、前記第１転送部によって、前記光電変換部から転送され、
前記第１期間および前記第２期間とは重複しない期間である第３期間に前記光電変換部で生じた第３電荷が、前記第２転送部によって、前記光電変換部から前記第２の電荷保持部に転送され、
前記第１の電荷保持部が前記第１電荷と前記第２電荷とを保持している期間と、前記第２の電荷保持部が前記第３電荷を保持している期間とが重複することを特徴とする撮像装置。
前記第１の電荷保持期間は、前記第１期間および前記第２期間と連続しない期間であって、前記第３期間と重複しない第４期間に前記光電変換部で生じた電荷を保持し、
前記第１期間の終了から前記第２期間の開始までの長さは、前記第２期間の終了から前記第４期間の開始までの長さと異なることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
前記第４期間は、前記第１期間および前記第２期間と異なる長さであることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
光電変換部と、前記光電変換部で生じた電荷を保持する第１の電荷保持部と、前記光電変換部で生じた電荷を保持する第２の電荷保持部と、前記光電変換部で生じた電荷を前記光電変換部から前記第１の電荷保持部へ転送する第１転送部と、前記光電変換部で生じた電荷を前記光電変換部から前記第２の電荷保持部へ転送する第２転送部と、を有する画素が行列状に複数配された撮像装置であって、
前記第１の電荷保持部は、第１期間に前記光電変換部で生じた電荷を保持した状態で、前記第１期間と連続しない期間である第２期間に前記光電変換部で生じた電荷を保持し、かつ、前記第１期間および前記第２期間に前記光電変換部で生じた電荷を保持した状態で、前記第１期間および前記第２期間とは連続しない期間である第４期間に前記光電変換部で生じた電荷を保持し、
前記第２の電荷保持部は、前記第１期間、前記第２期間および前記第４期間とは重複しない期間である第３期間に前記光電変換部で生じた電荷を保持し、
前記第１期間の終了から前記第２期間の開始までの長さは、前記第２期間の終了から前記第４期間の開始までの長さと異なり、
前記第１期間に前記光電変換部で生じた電荷、前記第２期間に前記光電変換部で生じた電荷および前記第４期間に前記光電変換部で生じた電荷を保持する第１の電荷保持期間と、前記第３期間に前記光電変換部で生じた電荷を保持する第２の電荷保持期間とが重複することを特徴とする撮像装置。
前記第１期間、前記第２期間、前記第４期間の少なくとも二つの期間の長さが同じであることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
前記第２の電荷保持期間は、前記第３期間に連続しない期間であって、且つ前記第１期間、前記第２期間および前記第４期間に重複しない第５期間に前記光電変換部で生じた電荷を保持し、
前記第５期間は、前記第２期間の終了から前記第４期間の終了までの少なくとも一部の期間であることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記第３期間は、前記第１期間の終了から前記第２期間の開始までの少なくとも一部の期間であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記第２の電荷保持期間において前記第２の電荷保持部が保持する電荷の露光関数は、非周期的であることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
前記第１の電荷保持期間において前記第１の電荷保持部が保持する電荷の露光関数は、非周期的であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記画素は、前記第１の電荷保持部と前記第２の電荷保持部の少なくとも一方で保持された電荷が転送される入力ノードを有し、前記入力ノードに転送された電荷に基づく信号を出力する増幅部を有し、
前記増幅部から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、を有し、前記アナログデジタル変換部は、前記第１の電荷保持部に保持された電荷に対応する第１信号と、前記アナログデジタル変換部において変換された前記第２の電荷保持部に保持された電荷に対応する第２信号と、を出力することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記アナログデジタル変換部から出力された信号のブレ補正を行う補正部と、
前記補正部から出力された信号を合成する合成部と、を有し、
前記補正部は、前記第１信号のブレを抑えた第１画像信号と、前記第２信号のブレを抑えた第２画像信号とを出力し、
前記第１画像信号と前記第２画像信号とを合成することで１枚の画像となる画像信号を形成することを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
前記アナログデジタル変換部から出力された信号のブレ補正を行う補正部と、
前記補正部から出力された信号を合成する合成部と、を有し、
前記補正部は、前記第１信号のブレを抑えた第１画像信号を出力し、
前記第１画像信号と前記第２信号とを合成することで１枚の画像となる画像信号を形成することを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
各画素行の画素の前記光電変換部の電荷の蓄積の開始と、前記光電変換部から各電荷保持部への電荷の転送とを揃えるグローバル電子シャッタ動作を行うことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記増幅部の入力ノードは、フローティングディフュージョンを有し、
前記第１の電荷保持部と前記第２の電荷保持部に保持された電荷が、一つのフローティングディフュージョンに転送されることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記画素は、前記光電変換部で生成した電荷の一部を排出する電荷排出部と、前記光電変換部で生じた電荷を前記電荷排出部へ排出する第５転送部と、を有し、
前記第５転送部をオン状態からオフ状態とすることで、前記第１期間、前記第２期間および前記第３期間の少なくとも一つの期間を開始することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記第１の電荷保持部で保持された電荷の前記光電変換部において電荷が生じる期間の合計を第１の実効的な電荷蓄積期間とし、
前記第２の電荷保持部で保持された電荷の前記光電変換部において電荷が生じる期間の合計を第２の実効的な電荷蓄積期間とし、
前記第１の実効的な電荷蓄積期間の開始時刻と前記第２の実効的な電荷蓄積期間の開始時刻とは異なっており、
前記第２の実効的な電荷蓄積期間の終了時刻と前記第２の実効的な電荷蓄積期間の終了時刻とは異なっており、
前記第１の実効的な電荷蓄積期間の開始時刻と終了時刻との間の中心時刻と、前記第２の実効的な電荷蓄積期間の開始時刻と終了時刻との間の中心時刻とが等しいことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記画素は、
二つの前記光電変換部と、
各々の前記光電変換部が、前記光電変換部で生じた電荷を保持する前記第１の電荷保持部および前記第２の電荷保持部を含む少なくとも二つの電荷保持部を有し、
前記画素が有するすべての電荷保持部が、共通の入力ノードに接続されることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記画素は、
二つの前記光電変換部と、
各々の前記光電変換部が、前記光電変換部で生じた電荷を保持する前記第１の電荷保持部および前記第２の電荷保持部を含む少なくとも二つの電荷保持部を有し、
一方の光電変換部に生じた電荷を保持する一方の電荷保持部と、他方の光電変換部に生じた電荷を保持する一方の電荷保持部とが、第１入力ノードに電気的に接続され、
前記一方の光電変換部に生じた電荷を保持する他方の電荷保持部と、前記他方の光電変換部に生じた電荷を保持する他方の電荷保持部とが、前記第１入力ノードと異なる第２入力ノードに電気的に接続されることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の撮像装置。
請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の撮像装置と、前記撮像装置が出力する信号を処理する信号処理部とを有する撮像システム。