JP2019197980A - 撮像装置、電子機器および駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特殊画素に起因するストリーキングを軽減することができる撮像装置、電子機器および駆動方法を提供する。【解決手段】撮像装置は、受光した光を画像用の第１の信号に変換する第１の光電変換部に接続された第１のスイッチと、受光した光を第１の信号と機能が異なる第２の信号を生成する第２の光電変換部に接続される第２のスイッチと、を備える。さらに、第１のスイッチおよび第２のスイッチに接続されたＡ／Ｄ変換部と、制御部と、を備える。制御部は、画像を生成する場合、第１のスイッチをオン状態として第１の光電変換部とＡ／Ｄ変換部とを接続し、かつ、第２のスイッチをオフ状態とする。第２の光電変換部から第２の信号を読み出す場合、第１のスイッチをオフ状態とし、かつ、第２のスイッチをオン状態として第２の光電変換部とＡ／Ｄ変換部とを接続する。【選択図】図２

Description

本開示は、撮像装置、電子機器および駆動方法に関する。詳しくは、特殊画素が所定の間隔で配置された撮像装置、電子機器および駆動方法に関する。

ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像装置では、高輝度な被写体を撮像した場合、Ａ／Ｄ変換部の一斉反転による電源ノイズの影響によって、撮像画像上で左右方向に延びる帯状のラインノイズ、いわゆるストリーキングが発生する。このストリーキングを補正する方法として、水平遮光部の出力信号を用いて検出した各ラインの信号レベルと黒レベルとを用いて、各ラインのストリーキング補正信号を求める技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００８−２３６２７１号公報

ところで、ＣＭＯＳでは、赤外光を受光するための画素や像面位相差を検出するための画素等の特殊画素を水平ライン上に所定の間隔で配置することがある。このように特殊画素が配置されたＣＭＯＳを用いて高輝度な被写体を撮像した場合、被写体像の位置に関わらず、特殊画素が配置された撮像画像の水平ライン上にストリーキングが発生する。しかしながら、上記の技術では、特殊画素に起因するストリーキングについて何ら考慮されていなかった。

本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、特殊画素に起因するストリーキングを軽減することができる撮像装置、電子機器および駆動方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示の撮像装置は、受光した光を画像用の第１の信号に変換する第１の光電変換部に接続された第１のスイッチと、受光した光を前記第１の信号と機能が異なる第２の信号に変換する第２の光電変換部に接続された第２のスイッチと、を備える。さらに、第１のスイッチおよび第２のスイッチそれぞれに接続されたＡ／Ｄ変換部と、第１のスイッチおよび第２のスイッチを制御する制御部と、を備える。そして、制御部は、画像を生成する場合、第１のスイッチをオン状態として第１の光電変換部とＡ／Ｄ変換部とを接続し、かつ、第２のスイッチをオフ状態とする。これに対して、第２の光電変換部から第２の信号を読み出す場合、第１のスイッチをオフ状態とし、かつ、第２のスイッチをオン状態として第２の光電変換部と前記Ａ／Ｄ変換部とを接続する。

（作用）
本開示の撮像装置は、画像を生成する場合、制御部が第１の光電変換部に接続された第１のスイッチをオン状態として第１の光電変換部とＡ／Ｄ変換部とを接続し、かつ、第２の光電変換部に接続された第２のスイッチをオフ状態とする。これにより、画像を生成する場合、第２の光電変換部からの第２の信号に代えて、第１の光電変換部の第１の信号をＡ／Ｄ変換部へ出力することができるので、特殊画素に起因するストリーキングを軽減することができる。

本開示によれば、特殊画素に起因するストリーキングを軽減することができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

本開示の各実施形態に適用される撮像装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 本開示の第１の実施形態に係る画素アレイ部の回路構成の一部を示す図である。 撮像装置の画素信号の読み出しを模式的に示すタイミングチャートである。 特殊画素が配置された特殊画素行の画素信号の読み出しを模式的に示す図である。 通常画素が配置された通常画素行の画素信号の読み出しを模式的に示す図である。 特殊画素が配置された特殊画素行の画素信号の読み出しを模式的に示す図である。 選択行が通常画素行である場合の動作を示すタイミングチャートである。 通常画素行の動作を模式的に示す図である。 選択行が特殊画素行である場合の動作を示すタイミングチャートである。 特殊画素行の動作を模式的に示す図である。 画素アレイ部における所定の行において所定の間隔で特殊画素が配置されただけの撮像装置の概略構成を示す模式図である。 図１１の撮像装置を用いて高輝度な被写体を撮像した際の画像データに対応する撮像画像の一例を示す図である。 図１１に示す撮像装置のストリーキング発生時の特殊画素行における駆動信号のタイミングチャートである。 図１１に示す撮像装置の特殊画素が配置された特殊画素行の回路構成を模式的に示す図である。 第２の実施形態に係る画素アレイ部の回路構成を示す図である。 選択行が特殊画素行の場合の動作を示すタイミングチャートである。 特殊画素行の動作を模式的に示す図である。 第３の実施形態に係る画素アレイ部の回路構成を示す図である。 撮像装置の動作を示すタイミングチャートである。 Ｎ−２行目の動作を模式的に示す図である。 Ｎ行目におけるＰ相期間の動作を模式的に示す図である。 Ｎ行目におけるＤ相期間の動作を模式的に示す図である。 撮像装置の動作を示すタイミングチャートである。 画素アレイ部の動作を模式的に示す図である。 第５の実施形態に係る画素アレイ部の回路構成を示す図である。 撮像装置の動作を示すタイミングチャートである。 Ｎ−１行目のＢ行の動作を模式的に示す図である。 Ｎ行目のＲ行における動作を模式的に示す図である。 Ｎ行目のＳ行におけるＤ相期間の動作を模式的に示す図である。 本開示の撮像装置の実施形態の構成を示すブロック図である。 本開示に係る撮像装置の使用例を示す図である。

以下、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。また、説明は、以下の順序によって行う。
１.撮像装置の概略構成例
２.第１の実施形態
２−１．画素アレイ部の回路構成
２−２．画素信号の読み出し方法
２−３．撮像装置の動作
２―４．効果
３．第２の実施形態
３−１．画素アレイ部の回路構成
３−２．撮像装置の動作
４．第３の実施形態
４−１．画素アレイ部の回路構成
４−２．撮像装置得の動作
５．第４の実施形態
５−１．撮像装置の動作
６．第５の実施形態
６−１．画素アレイ部の回路構成
６−２．撮像装置の動作
７．第６の実施形態
７−１．電子機器の構成例
８．第７の実施形態
８−１．撮像装置の使用例

＜１．撮像装置の概略構成例＞
図１は、本開示の各実施形態に適用される撮像装置の概略構成の一例を示すブロック図である。図１に示す撮像装置１は、画素アレイ部１１と、垂直走査部１２と、Ａ／Ｄ変換部１３と、参照信号生成部１４と、水平走査部１５と、画素信号線１６と、垂直信号線１７と、出力部１８と、制御部１９と、を備える。

画素アレイ部１１は、受光した光に対して光電変換を行う光電変換部を有する画素が水平方向（行方向）および垂直方向（列方向）に２次元マトリクス状に配置されてなる。光電変換部は、フォトダイオード等を用いて構成される。

また、画素アレイ部１１には、行毎に画素信号線１６が接続され、列毎に垂直信号線１７が接続される。画素信号線１６の画素アレイ部１１と接続されない端部は、垂直走査部１２に接続される。画素信号線１６は、画素から画素信号を読み出す際の駆動パルス等を垂直走査部１２から画素アレイ部１１へ伝送する。垂直信号線１７の画素アレイ部１１と接続されない端部は、Ａ／Ｄ変換部１３に接続される。垂直信号線１７は、画素から読み出された画素信号をＡ／Ｄ変換部１３へ伝送する。

垂直走査部１２は、制御部１９の制御のもと、画素アレイ部１１の選択された画素行の画素信号線１６に駆動パルスを含む各種信号を供給することによって、画素信号等を垂直信号線１７へ出力させる。垂直走査部１２は、例えばシフトレジスタやアドレスデコーダ等を用いて構成される。

Ａ／Ｄ変換部１３は、垂直信号線１７毎に設けられたカラムＡ／Ｄ変換部１３１と、信号処理部１３２と、を有する。

カラムＡ／Ｄ変換部１３１は、垂直信号線１７を介して画素から出力された画素信号に対して、ノイズ低減を行う相関二重サンプリング（ＣＤＳ：Correlated Double Sampling）処理のためのカウント処理を実行する。カラムＡ／Ｄ変換部１３１は、コンパレータ１３１ａと、カウンタ部１３１ｂと、を有する。

コンパレータ１３１ａは、Ｐ相（Preset Phase）期間において、垂直信号線１７を介して画素から入力された画素信号と、参照信号生成部１４から供給されたランプ信号ＲＡＭＰとを比較し、この比較結果をカウンタ部１３１ｂへ出力する。ここで、Ｐ相期間とは、ＣＤＳ処理において画素信号のリセットレベルを検出する期間である。また、ランプ信号ＲＡＭＰとは、レベル（電圧値）が一定の傾きで低下する信号である。コンパレータ１３１ａは、ランプ信号ＲＡＭＰのレベルが画素信号のレベルより大である場合、Ｈｉｇｈの差信号をカウンタ部１３１ｂへ出力する。また、コンパレータ１３１ａは、ランプ信号ＲＡＭＰのレベルが画素信号のレベルと同一となった場合、出力を反転させ、Ｌｏｗの差信号をカウンタ部１３１ｂへ出力する。なお、ランプ信号ＲＡＭＰのレベルは、コンパレータ１３１ａの出力が反転した後、所定値にリセットされる。

カウンタ部１３１ｂは、Ｐ相期間において、コンパレータ１３１ａから入力された差信号に応じて、ランプ信号ＲＡＭＰが電圧降下を開始してから画素信号と同一のレベルとなるまでの時間をダウンカウントし、このカウント結果を信号処理部１３２へ出力する。また、カウンタ部１３１ｂは、Ｄ相（Data Phase）期間において、コンパレータ１３１ａから入力された差信号に応じて、ランプ信号ＲＡＭＰが電圧降下を開始してから画素信号と同一のレベルとなるまでの時間をアップカウントし、このカウント結果を信号処理部１３２へ出力する。ここで、Ｄ相期間とは、ＣＤＳ処理において画素信号の信号レベルを検出する検出期間である。

信号処理部１３２は、カウンタ部１３１ｂから入力されるＰ相期間のカウント結果と、Ｄ相期間のカウント結果とに基づいて、アナログの画素信号をＣＤＳ処理およびＡ／Ｄ変換処理を行ってデジタルの画像データを生成し、出力部１８へ出力する。

参照信号生成部１４は、制御部１９から入力される制御信号に基づいて、ランプ信号ＲＡＭＰを生成し、この生成したランプ信号ＲＡＭＰをＡ／Ｄ変換部１３のコンパレータ１３１ａへ出力する。参照信号生成部１４は、例えばＤ／Ａ変換回路等を用いて構成される。

水平走査部１５は、制御部１９の制御のもと、各カラムＡ／Ｄ変換部１３１を所定の順番で選択する選択走査を行うことによって、各カラムＡ／Ｄ変換部１３１が一時的に保持しているカウント結果を信号処理部１３２へ順次出力させる。水平走査部１５は、例えばシフトレジスタやアドレスデコーダ等を用いて構成される。

出力部１８は、信号処理部１３２から入力された画像データに対して所定の信号処理を行って撮像装置１の外部へ出力する。

制御部１９は、垂直走査部１２、Ａ／Ｄ変換部１３、参照信号生成部１４および水平走査部１５等の駆動制御を行う。制御部１９は、例えばタイミングジェネレータ等を用いて構成される。制御部１９は、垂直走査部１２、Ａ／Ｄ変換部１３、参照信号生成部１４および水平走査部１５の動作の基準となる各種の駆動信号を生成する。

このように構成された撮像装置１は、カラムＡ／Ｄ変換部１３１が列毎に配置されたカラムＡＤ方式のＣＭＯＳイメージセンサである。なお、図１においては、Ａ／Ｄ変換部１３が１つであるが、例えば画素アレイ部１１の上下方向に２つのＡ／Ｄ変換部１３を設け、画素アレイ部１１の奇数列と偶数列とを上下方向に分割して画素信号を出力させてもよい。

＜２．第１の実施形態＞
〔２−１．画素アレイ部の回路構成〕
次に、第１の実施形態に係る撮像装置１の画素アレイ部１１の回路構成について説明する。図２は、画素アレイ部１１の回路構成の一部を示す図である。

図２に示すように、画素アレイ部１１は、定電流源２と、画素３（以下、「通常画素３」という）と、画素４（以下、「特殊画素４」という）と、第１のスイッチ５と、第２のスイッチ６と、ダミースイッチ７と、を有する。画素アレイ部１１は、複数の通常画素３および複数の特殊画素４が所定の配置パターンをなして２次元マトリクス状に並んでおり、特殊画素４が所定の画素行に所定の間隔で配置されている。各通常画素３には、画素信号線１６として、第１の転送信号線１６１、リセット信号線１６２および行選択信号線１６３が接続される。また、各特殊画素４には、画素信号線１６として、リセット信号線１６２、行選択信号線１６３および第２の転送信号線１６４が接続される。第１のスイッチ５には、画素信号線１６として、信号線１６５が接続される。第２のスイッチ６には、画素信号線１６として、信号線１６６が接続される。

定電流源２は、各垂直信号線１７に設けられる。また、定電流源２は、Ｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタ（以下、単に「ＮＭＯＳ」という）等を用いて構成される。定電流源２は、一端側が接地され、他端側が垂直信号線１７に接続される。

通常画素３は、画素アレイ部１１上において２次元マトリクス状に配置される。通常画素３は、光電変換部３１と、転送スイッチ３２と、フローティングディフュージョン３３（以下、単に「ＦＤ３３」という）と、リセットスイッチ３４と、増幅トランジスタ３５と、行選択スイッチ３６と、を有する。

光電変換部３１は、受光した光に対して光電変換を行って画像用の信号電荷を生成する。光電変換部３１は、例えばＰＮ接合のフォトダイオードを用いて構成される。光電変換部３１は、アノード端子が接地されるとともに、カソード端子が転送スイッチ３２を介してＦＤ３３と接続される。なお、第１の実施形態では、光電変換部３１が第１の光電変換部として機能する。

転送スイッチ３２は、一端が光電変換部３１に接続され、他端がＦＤ３３に接続される。さらに、転送スイッチ３２は、第１の転送信号線１６１が接続される。転送スイッチ３２は、第１の転送信号線１６１を介して転送パルスＴＲが供給された場合、オン状態となり、光電変換部３１で光電変換された信号電荷をＦＤ３３へ転送する。

ＦＤ３３は、光電変換部３１から転送された信号電荷を一時的に保持する。

リセットスイッチ３４は、一端がＦＤ３３に接続され、他端が電源電圧に接続される。さらに、リセットスイッチ３４は、リセット信号線１６２に接続される。リセットスイッチ３４は、リセット信号線１６２を介してリセットパルスＲＳＴが供給された場合、オン状態となり、ＦＤ３３の電荷を電源電圧へ排出することによって、ＦＤ３３の電位を所定電位にリセットする。

増幅トランジスタ３５は、一端が電源電圧に接続され、他端が行選択スイッチ３６に接続される。さらに、増幅トランジスタ３５のゲート端には、ＦＤ３３が接続される。増幅トランジスタ３５は、垂直信号線１７を介して接続されている定電流源２とともにソースフォロアとして機能する。増幅トランジスタ３５は、リセットスイッチ３４によってリセットされた後のＦＤ３３の電位に応じたレベルを示すリセット信号（リセットレベル）を垂直信号線１７へ出力する。また、増幅トランジスタ３５は、転送スイッチ３２によって光電変換部３１から信号電荷が転送された後のＦＤ３３に保持された信号電荷の電荷量に応じたレベルを示す画像用の画素信号（第１の信号）を垂直信号線１７へ出力する。

行選択スイッチ３６は、一端が増幅トランジスタ３５に接続され、他端が垂直信号線１７に接続される。さらに、行選択スイッチ３６は、行選択信号線１６３に接続される。行選択スイッチ３６は、行選択信号線１６３から行選択信号ＳＥＬが供給された場合、オン状態となり、増幅トランジスタ３５から出力されるリセット信号または画素信号（第１の信号）を垂直信号線１７へ出力する。

このように構成された通常画素３の転送スイッチ３２、リセットスイッチ３４、増幅トランジスタ３５および行選択スイッチ３６は、例えばＮＭＯＳまたはＰチャンネル型のＭＯＳトランジスタを用いて構成される。また、通常画素３は、光電変換部３１の受光面に積層されるＲフィルタ、ＧフィルタおよびＢフィルタのいずれか１つのカラーフィルタを備える。通常画素３は、画素アレイ部１１上において、ベイヤー配列を構成する。以下においては、Ｇフィルタが受光面に積層された光電変換部３１を画素Ｇ、Ｒフィルタが受光面に積層された光電変換部３１を画素Ｒ、Ｂフィルタが受光面に積層された光電変換部３１を画素Ｂとして説明する。

特殊画素４は、所定の画素行に所定の間隔で配置される。例えば特殊画素４は、所定の画素行において画素Ｇと交互に配置される。具体的には、図２に示すように、特殊画素４は、所定の画素行における通常画素３のベイヤー配列の画素Ｂに相当する位置であって、同じ行の画素Ｇと隣接する位置に順次配置される。

特殊画素４は、通常画素３と同様の構成を有し、光電変換部４１と、転送スイッチ４２と、フローティングディフュージョン４３（以下、単に「ＦＤ４３」という）と、リセットスイッチ４４と、増幅トランジスタ４５と、行選択スイッチ４６と、を有する。特殊画素４は、光電変換部４１の受光面に積層される特殊フィルタを備える。また、特殊画素４は、転送スイッチ４２が第２の転送信号線１６４に接続され、第２の転送信号線１６４から転送パルスＴＲ_Ｓが供給される。これら以外の特殊画素４の構成は、通常画素３と同様である。なお、第１の実施形態では、光電変換部４１が第２の光電変換部として機能する。

特殊画素４は、例えば赤外光画素、像面位相差画素、白画素、モノクロ画素および黒画素のいずれかである。赤外光画素は、光電変換部４１の受光面に赤外光を受光可能な赤外フィルタが積層されている。像面位相差画素は、光電変換部４１の受光面に所定の領域のみ開口された開口フィルタが積層されている。白画素は、光電変換部４１の受光面に赤色、緑色および青色の全ての可視光を受光可能なホワイトフィルタが積層されている。モノクロ画素は、光電変換部４１の受光面に透明なフィルタが積層されている。黒画素は、光電変換部４１の受光面に遮光フィルタが積層されている。以下、図面においては、特殊画素４または特殊画素４の光電変換部４１を「Ｓ」として表現する。

第１のスイッチ５は、特殊画素４が接続された垂直信号線１７と特殊画素４に隣接する通常画素３が接続された垂直信号線１７との間に設けられる。第１のスイッチ５は、信号線１６５から駆動信号ＳＷ_Ｓが供給された場合、オン状態となり、通常画素３の光電変換部３１と、特殊画素４に対応するＡ／Ｄ変換部１３のコンパレータ１３１ａとを電気的に接続する。第１のスイッチ５は、例えばＮＭＯＳを用いて構成される。なお、以下においては、「特殊画素４に対応するＡ／Ｄ変換部１３のコンパレータ１３１ａ」を単に「コンパレータ１３１ａ_Ｓ」と記載する。

第２のスイッチ６は、特殊画素４が接続された垂直信号線１７毎に設けられ、特殊画素４と、Ａ／Ｄ変換部１３のコンパレータ１３１ａとを電気的に接続する。第２のスイッチ６は、信号線１６６から駆動信号ＳＷが供給された場合、オン状態となり、光電変換部４１とＡ／Ｄ変換部１３のコンパレータ１３１ａとを電気的に接続する。第２のスイッチ６は、例えばＮＭＯＳを用いて構成される。

ダミースイッチ７は、通常画素３が接続された垂直信号線１７毎に設けられ、通常画素３とＡ／Ｄ変換部１３のコンパレータ１３１ａとを電気的に常時接続する。ダミースイッチ７は、第２のスイッチ６が設けられた垂直信号線１７と同様の抵抗値をなすために設けられる。ダミースイッチ７は、例えばＮＭＯＳを用いて構成される。

〔２−２．画素信号の読み出し方法〕
次に、上述した撮像装置１の画素信号の読み出し方法について説明する。図３は、撮像装置１の画素信号の読み出しを模式的に示すタイミングチャートである。図３において、横軸が時間を示す。また、図３において、（ａ）が垂直同期パルスの出力タイミングを示し、（ｂ）が垂直走査部１２における水平同期パルスの出力タイミングを示す。図３においては、撮像装置１が１フレームの画素信号を読み出す場合を示している。

図３に示すように、制御部１９は、まず、撮像装置１の外部から入力される垂直同期パルスおよび水平同期パルスに従って、画素アレイ部１１の特殊画素４が配置された特殊画素行から特殊画素４の画素信号（第２の信号）を順次読み出す。例えば、図４に示すように、制御部１９は、垂直走査部１２に特殊画素行における第２の転送信号線１６４を介してＨｉｇｈ状態の転送パルスＴＲ_Ｓを特殊画素４に供給させ、通常画素３をオフした状態で、特殊画素４から画素信号を読み出す。この場合、通常画素３は、光を受光して信号電荷を蓄積する蓄積状態（露光状態）となる。

全ての特殊画素行の特殊画素４から画素信号（第２の信号）を読み出した後、制御部１９は、画素アレイ部１１の行毎に各通常画素３から画素信号（第１の信号）を順次読み出す。具体的には、制御部１９は、通常画素行および特殊画素行から各通常画素３の画素信号を順次読み出す。制御部１９は、通常画素３のみ配置された通常画素行から画素信号を読み出す場合、例えば、図５に示すように、垂直走査部１２が第１の転送信号線１６１を介してＨｉｇｈ状態の転送パルスＴＲを通常画素３に供給する。

また、制御部１９は、特殊画素４が配置された特殊画素行の通常画素３から画素信号を読み出す場合、図６に示すように、垂直走査部１２が第１の転送信号線１６１を介してＨｉｇｈ状態の転送パルスＴＲのみを通常画素３に供給する。即ち、制御部１９は、特殊画素行における特殊画素４の転送スイッチ４２をオフした状態で、通常画素３のみから画素信号を順次読み出す。このとき、特殊画素４は、転送スイッチ４２がオフした状態のため、黒レベル相当（電源電圧相当）の出力となる。なお、特殊画素４の画素信号は、撮像装置１の外部に設けられた画像処理装置等によって周辺画素の画素信号を用いたデモザイキング処理等を行うことによって補間される。

このように撮像装置１は、まず、全ての特殊画素行から特殊画素４の画素信号（第２の信号）を読み出した後に、画素アレイ部１１の行毎に各通常画素３から画素信号（第１の信号）を順次読み出す読み出し方法を行う。以下、この読み出し方法を分割読み出しという。

〔２−３．撮像装置の動作〕
次に、撮像装置１の動作について説明する。なお、以下においては、上述した２−２の分割読み出しによって画素アレイ部１１における全ての特殊画素行の特殊画素４から画素信号が読み出された後に、通常画素３から画素信号を読み出す画像生成の動作について説明する。

まず、選択行が通常画素行である場合の動作について説明する。図７は、選択行が通常画素行である場合の動作を示すタイミングチャートである。

図７に示すように、制御部１９は、選択行の画素信号（第１の信号）の読み出しが終了するまで、選択行の行選択信号ＳＥＬおよび駆動信号ＳＷの各々をＨｉｇｈ状態で継続する。この期間、選択行の各行選択スイッチ３６は、オン状態となる。さらに、第２のスイッチ６は、オン状態となり、通常画素３とＡ／Ｄ変換部１３のコンパレータ１３１ａとを電気的に接続する。

続いて、制御部１９は、選択行のリセットパルスＲＳＴをＨｉｇｈ状態とする。この結果、選択行の増幅トランジスタ３５は、リセットスイッチ３４によってリセットされた後のＦＤ３３からリセット信号を垂直信号線１７へ出力する。

その後、制御部１９は、選択行の転送パルスＴＲおよび転送パルスＴＲ_Ｓの各々をＨｉｇｈ状態とする。この期間、図８に示すように、選択行の各転送スイッチ３２は、オン状態となる。この結果、増幅トランジスタ３５は、光電変換部３１が受光して光電変換した信号電荷の電荷量に応じた画素信号ＶＳＬ（第１の信号）を垂直信号線１７へ出力する。この場合、画素信号ＶＳＬのレベルは、所定の電位（黒レベル）から信号電荷の電荷量に応じて低下する。

次に、選択行が特殊画素行である場合の動作について説明する。図９は、選択行が特殊画素行の動作を示すタイミングチャートである。

図９に示すように、制御部１９は、選択行の画素信号の読み出しが終了するまで、選択行の行選択信号ＳＥＬをＨｉｇｈ状態で継続する。この期間、選択行の各通常画素３の行選択スイッチ３６および各特殊画素４の行選択スイッチ４６がオン状態となる。

続いて、制御部１９は、選択行のリセットパルスＲＳＴをＨｉｇｈ状態とするとともに、リセットパルスＲＳＴのＨｉｇｈ状態の期間だけ駆動信号ＳＷをＨｉｇｈ状態とする。この期間、第１のスイッチ５は、オン状態となる。増幅トランジスタ３５は、リセットスイッチ３４によってリセットされた後のＦＤ３３からリセット信号を垂直信号線１７へ出力する。また、増幅トランジスタ４５は、リセットスイッチ４４によってリセットされた後のＦＤ４３からリセット信号を垂直信号線１７へ出力する。

その後、制御部１９は、選択行の転送パルスＴＲをＨｉｇｈ状態とするとともに、転送パルスＴＲのＨｉｇｈ状態の期間だけ駆動信号ＳＷ_ＳをＨｉｇｈ状態とし、かつ、駆動信号ＳＷをＬｏｗ状態とする。この期間、図１０に示すように、第１のスイッチ５は、オン状態となり、選択行の特殊画素４に隣接する通常画素３（画素Ｇ）と、コンパレータ１３１ａ_Ｓとを電気的に接続する。この結果、特殊画素４の行選択スイッチ４６がオン状態のときに出力する画素信号（第２の信号）に代えて、特殊画素４に隣接する通常画素３（画素Ｇ）から画素信号ＶＳＬ（第１の信号）が出力される。従って、特殊画素４の出力値が特殊画素４周辺の通常画素３相当の出力値となることで、通常画素行の画素信号の出力値と特殊画素行の画素信号の出力値とのレベルを揃えることができるので、ストリーキングを軽減することができる。

〔２−４．効果〕
まず、画素アレイ部１１における所定の行において所定の間隔で特殊画素４が配置されただけの場合について説明する。図１１は、画素アレイ部１１における所定の行において所定の間隔で特殊画素４が配置されただけの撮像装置の概略構成を示す模式図である。図１２は、図１１の撮像装置を用いて高輝度な被写体を撮像した際の画像データに対応する撮像画像の一例を示す図である。なお、図１１においては、垂直方向における左側の２列の各通常画素３を遮光して遮光画素ＶＯＰＢとするとともに、最下位の水平方向の各通常画素を遮光して遮光画素ＶＯＰＢとする。

図１１に示す撮像装置は、画角の一部の領域において高輝度な被写体を撮像した場合、Ａ／Ｄ変換部１３の一斉反転による電源ノイズの影響を受ける。このため、図１２に示すように、画像Ｐ１には、被写体領域ＯＢ１近傍にストリーキングＳＴ１が発生するうえ、暗領域ＢＰ２（背景領域）の特殊画素行にストリーキングＳＴ２も発生する。このストリーキングＳＴ２が発生する理由を説明する。特殊画素行では、画素信号の振幅の大きい通常画素３の数（出力画素の数）が通常画素行より少ない。このため、特殊画素行では、電源ノイズ量が異なることでストリーキングＳＴ２が発生する。なお、図１１および図１２では、説明を簡略化するため、特殊画素行が画素アレイ部１１上に１行のみ設けられた例について説明したが、特殊画素行が画素アレイ部１１上に複数行設けられている場合、複数のストリーキングＳＴ２が発生する。

図１３は、図１１に示す撮像装置のストリーキング発生時の特殊画素行における駆動信号のタイミングチャートである。なお、図１３においては、撮像装置は、分割読み出しによって全ての特殊画素４の信号を読み出した後に、各行から通常画素３の画素信号を読み出す場合について説明する。

図１３に示すように、撮像装置は、特殊画素行のＦＤ３３の電位をリセットした後、常に転送パルスＴＲ_ＳをＬｏｗ状態で、転送パルスＴＲをＨｉｇｈ状態とする。これにより、撮像装置は、図１４に示すように、特殊画素４の転送スイッチ４２をオフ状態で特殊画素行の各通常画素３の転送スイッチ３２をオン状態とし、各通常画素３から画素信号ＶＳＬ_Ｎを読み出し、かつ、特殊画素４から画素信号ＶＳＬ_Ｓを読み出す。この画素信号ＶＳＬ_Ｓのレベルは、電源ノイズの影響によって低下することなく、一定値（黒レベル）を維持する（図１３を参照）。このため、画素アレイ部１１の所定の行において所定の間隔で特殊画素４が配置されただけの場合、特殊画素４の画素信号ＶＳＬ_Ｓ（第２の信号）のレベルの影響により、ストリーキングが発生する。

これに対して、第１の実施形態によれば、画像を生成する場合、特殊画素４の画素信号（第２の信号）の代わりに、特殊画素４に隣接する通常画素３の画素信号ＶＳＬ（第１の信号）を出力させる。これにより、特殊画素行におけるストリーキングの発生を軽減する。

以上説明した第１の実施形態によれば、画像を生成する場合、制御部１９が第１のスイッチ５をオン状態として光電変換部３１とコンパレータ１３１ａ_Ｓとを接続し、かつ、第２のスイッチ６をオフ状態とする。これにより、光電変換部４１から画素信号（第２の信号）を読み出す代わりに光電変換部３１からの画素信号（第１の信号）をコンパレータ１３１ａ_Ｓへ出力させる。即ち、特殊画素４の出力値に代えて、周辺の通常画素３相当の出力値とすることで、通常画素行の画素信号の出力値と特殊画素行の画素信号の出力値とのレベルを揃えることができるので、ストリーキングを軽減することができる。

また、第１の実施形態によれば、ストリーキングの補正量を行毎に算出するための遮光画素の数を画素アレイ部１１上に増加させることなく、ストリーキングを軽減することができるので、撮像装置１の受光面の面積の増加を防止することができる。

＜３．第２の実施形態＞
〔３−１．画素アレイ部の回路構成〕
次に、第２の実施形態について説明する。図１５は、第２の実施形態に係る撮像装置の画素アレイ部の回路構成を示す図である。

図１５に示す画素アレイ部１１Ａは、各々がベイヤー配列で構成された４つの通常画素３からなる複数のフィルタユニットＵ１と各々がベイヤー配列を構成する４つの通常画素３のうちの１つが特殊画素４に置き換わってなる複数のフィルタユニットＵ２とを備える。フィルタユニットＵ２が有する特殊画素４は、ベイヤー配列の画素Ｂの位置であって画素Ｇに隣接するに配置されている。

また、第１のスイッチ５Ａは、フィルタユニットＵ１の特殊画素４に相当する位置であって、同じ行の画素Ｇと隣接する位置に配置される同色の通常画素３（例えば画素Ｂ）と、コンパレータ１３１ａ_Ｓとを電気的に接続する。ここで、同色の通常画素３とは、特殊画素４が配置されたフィルタユニットＵ２と水平方向に隣接する一方のフィルタユニットＵ１内で特殊画素４に相当する位置の通常画素３のカラーフィルタと同色の通常画素３（例えば画素Ｂ）である。以下においては、「特殊画素４が配置されたフィルタユニットＵ２と水平方向のどちらか一方に隣接するフィルタユニットＵ１内で特殊画素４に相当する位置の通常画素３のカラーフィルタと同色の通常画素３」を「隣接画素Ｂ_H」と表現して記載する。

〔３−２．撮像装置の動作〕
次に、撮像装置１の動作について説明する。なお、以下においては、上述した２−２の分割読み出しによって画素アレイ部１１における全ての特殊画素行の特殊画素４から画素信号が読み出された後に、通常画素３から画素信号を読み出す画像生成の動作について説明する。また、撮像装置１は、通常画素行において上述した第１の実施形態と同様の動作を行うため、選択行が特殊画素行の場合の動作についてのみ説明する。

図１６は、選択行が特殊画素行の場合の動作を示すタイミングチャートである。なお、図１６においては、特殊画素行の動作が上述した第１の実施形態と同様の動作であり、リセットパルスＲＳＴ以降の動作が第１の実施形態と異なる。このため、以下においては、リセットパルスＲＳＴを供給した後の動作について説明する。

図１６に示すように、制御部１９は、選択行の転送パルスＴＲをＨｉｇｈ状態とするとともに、転送パルスＴＲのＨｉｇｈ状態の期間だけ駆動信号ＳＷ_ＳをＨｉｇｈ状態とし、駆動信号ＳＷをＬｏｗ状態とする。これにより、図１７に示すように、第１のスイッチ５Ａは、オン状態となり、選択行の特殊画素４に隣接する隣接画素Ｂ_Hと、コンパレータ１３１ａ_Ｓとを電気的に接続する。これにより、特殊画素４の行選択スイッチ４６がオン状態のときに出力する画素信号（第２の信号）に代えて、隣接画素Ｂ_Hから画素信号ＶＳＬ（第１の信号）をコンパレータ１３１ａ_Ｓへ出力することができる。

以上説明した第２の実施形態によれば、画像を生成する場合、制御部１９が第１のスイッチ５Ａをオン状態として隣接画素Ｂ_Hとコンパレータ１３１ａ_Ｓとを接続し、かつ、第２のスイッチ６をオフ状態とする。これにより、光電変換部４１から画素信号（第２の信号）を読み出す代わりに、隣接画素Ｂ_Hの光電変換部３１からの画素信号（第１の信号）をコンパレータ１３１ａ_Ｓへ出力させる。即ち、特殊画素４の出力値に代えて、周辺の通常画素３相当の出力値とすることで、通常画素行の画素信号の出力値と特殊画素行の画素信号の出力値とのレベルを揃えることができるので、ストリーキングを軽減することができる。

また、第２の実施形態によれば、特殊画素４から画素信号（第２の信号）を読み出す代わりに、特殊画素４に隣接する同色画素である通常画素３の画素信号（第１の信号）から出力させるので、カラーフィルタの感度差を軽減することができる。

なお、第２の実施形態では、画像を生成する場合、特殊画素４に隣接する隣接画素Ｂ_Hから画素信号ＶＳＬ（第１の信号）を読み出していたが、画素信号（第１の信号）を読み出す通常画素３を適宜変更することができる。例えば選択行の特殊画素行に位置する通常画素３のいずれかから画素信号ＶＳＬ（第１の信号）を読み出せればよい。

＜４．第３の実施形態＞
〔４−１．画素アレイ部の回路構成〕
次に、第３の実施形態について説明する。図１８は、第３の実施形態に係る撮像装置１の画素アレイ部の回路構成を示す図である。

図１８に示す画素アレイ部１１Ｂは、上述した第１の実施形態の画素アレイ部１１と比較して第１のスイッチ５、第２のスイッチ６およびダミースイッチ７を有しない。さらに、画素アレイ部１１Ｂは、上述した第１の実施形態の画素アレイ部１１の画素信号線１６に代えて、画素信号線１６Ｂを備える。画素信号線１６Ｂは、上述した画素信号線１６から信号線１６５，１６６に代えて、行選択信号ＳＥＬ_Ｓを供給する行選択信号線１６７を備える。行選択信号線１６７は、特殊画素４の行選択スイッチ４６または特殊画素４が配置された列に位置する通常画素３の行選択スイッチ３６に接続される。

このように構成された画素アレイ部１１Ｂでは、特殊画素４が配置された列に位置する通常画素３の行選択スイッチ３６が第１のスイッチとして機能する。さらに、第３の実施形態では、特殊画素４の行選択スイッチ４６が第２のスイッチとして機能する。即ち、制御部１９は、特殊画素４の信号に代えて、特殊画素４が配置されたフィルタユニットＵ２と垂直方向に隣接する一方のフィルタユニットＵ１内で特殊画素４に相当する位置に配置された通常画素３（例えば図１８では画素Ｂ）の画素信号を出力する。以下においては、「特殊画素４が配置されたフィルタユニットＵ２と垂直方向に隣接する一方のフィルタユニットＵ１内で特殊画素４に相当する位置に配置された通常画素３」を「隣接画素Ｂ_V」と表現して記載する。

〔４−２．撮像装置の動作〕
次に、撮像装置１の動作について説明する。図１９は、撮像装置１の動作を示すタイミングチャートである。図１９においては、上述した第１の実施形態の２−２で説明した分割読み出しによって、画素アレイ部１１Ｂにおける全ての特殊画素行の特殊画素４から画素信号が読み出された後に、通常画素３から画素信号を読み出す画像生成の動作について説明する。さらに、図１９においては、特殊画素４が配置された列のＮ−２行目、Ｎ−１行目およびＮ行目（Ｎ＝３以上）の順に画素信号を読み出す場合について説明する。

まず、選択行がＮ−２行目である場合の動作について説明する。
図１９に示すように、制御部１９は、Ｎ−２行目の画素信号の読み出しが終了するまでＮ−２行目の行選択信号ＳＥＬ_N-2，ＳＥＬ_Ｓ_N-2をＨｉｇｈ状態で継続する。この期間、Ｎ−２行目の各通常画素３の行選択スイッチ３６は、オン状態となる。

続いて、制御部１９は、Ｎ−２行目のリセットパルスＲＳＴ_N-2をＨｉｇｈ状態とする。この期間、Ｎ−２行目における各通常画素３の増幅トランジスタ３５は、リセットスイッチ３４によってリセットされた後のＦＤ３３からリセット信号を垂直信号線１７へ出力する。

その後、制御部１９は、Ｎ−２行目の転送パルスＴＲ_N-2，ＴＲ_Ｓ_N-2を同時にＨｉｇｈ状態とする。この期間、図２０に示すように、Ｎ−２行目の各々の通常画素３の転送スイッチ３２は、オン状態となる。この結果、Ｎ−２行目の各増幅トランジスタ３５は、光電変換部３１が受光して光電変換した信号電荷の電荷量に応じた画素信号ＶＳＬを垂直信号線１７へ出力する。この場合において、画素信号ＶＳＬのレベルは、所定の電位（黒レベル）から信号電荷の電荷に応じて低下する。

Ｎ−２行目の画素信号の読み出し後、制御部１９は、Ｎ−２行目の各通常画素３の行選択スイッチ３６の行選択信号ＳＥＬ_N-2，ＳＥＬ_Ｓ_N-2をＬｏｗ状態とする。そして、制御部１９は、上述したＮ−２行と同様の制御によって、Ｎ−１行目における各通常画素行から画素信号を読み出す。このため、Ｎ−１行目の動作の詳細な説明は、省略する。

次に、選択行がＮ行目である場合の動作について説明する。
図１９に示すように、制御部１９は、Ｎ行目の画素信号の読み出しが終了するまで行選択信号ＳＥＬ_NをＨｉｇｈ状態で継続するとともに、Ｐ相期間のみ行選択信号ＳＥＬ_Ｓ_NをＨｉｇｈ状態とする。この期間、図２１に示すように、Ｎ行目の各通常画素３の行選択スイッチ３６は、オン状態となる。さらに、Ｎ行目の特殊画素４の行選択スイッチ４６がオン状態となる。

続いて、制御部１９は、Ｎ行目のリセットパルスＲＳＴ_NをＰ相期間においてＨｉｇｈ状態とする。この期間、Ｎ行目における特殊画素４の増幅トランジスタ４５は、リセットスイッチ４４によってリセットされた後のＦＤ４３からリセット信号を垂直信号線１７へ出力する。

その後、Ｐ相期間が終了した時点からＤ相期間において、制御部１９は、Ｎ行目の行選択信号ＳＥＬ_NをＨｉｇｈ状態で継続したまま、行選択信号ＳＥＬ_Ｓ_NをＬｏｗ状態とし、Ｎ−２行目の行選択信号ＳＥＬ_Ｓ_N-2をＨｉｇｈ状態とする。このＤ相期間において、制御部１９は、転送パルスＴＲ_NをＨｉｇｈ状態とする。この場合、図２２に示すように、特殊画素４の行選択スイッチ４６（第２のスイッチ）は、オフ状態であり、図２２に示すように、Ｎ−２行目の隣接画素Ｂ_Vの転送スイッチ３２（第１のスイッチ）は、オン状態となる。これにより、特殊画素４のＦＤ４３（ＦＤ_N）が保持する電荷量に応じた画素信号ＶＳＬ_Ｓに代えて、Ｎ−２行の隣接画素Ｂ_VのＦＤ３３（ＦＤ_N-2）が保持する電荷量に応じた画素信号ＶＳＬ_Ｎをコンパレータ１３１ａ_Ｓへ出力することができる。

以上説明した第３の実施形態によれば、制御部１９が特殊画素４の行選択スイッチ４６（第２のスイッチ）をオフ状態とし、特殊画素４と同じ列でＮ―２行に位置する隣接画素Ｂ_Vの転送スイッチ３２（第１のスイッチ）がオン状態とする。これにより、特殊画素４が出力する画素信号ＶＳＬ_Ｓ（第２の信号）に代えて、隣接画素Ｂ_Vの画素信号ＶＳＬ_Ｎ（第１の信号）をコンパレータ１３１ａ_Ｓへ出力することができる。この結果、特殊画素４の出力値に代えて、周辺の通常画素３相当の出力値とすることで、通常画素行の画素信号の出力値と特殊画素行の画素信号の出力値とのレベルを揃えることができるので、ストリーキングを軽減することができる。

また、第３の実施形態によれば、特殊画素４の画素信号ＶＳＬ_Ｓ（第２の信号）に代えて、隣接画素Ｂ_Vの画素信号ＶＳＬ_Ｎ（第１の信号）を出力させるので、カラーフィルタの感度差を軽減することができる。

なお、第３の実施形態では、隣接画素Ｂ_Vの画素信号を特殊画素４の画素信号として出力していたが、これに限定されることなく、特殊画素４と同じ列に位置する別の行の通常画素３（例えば図１８では画素Ｇ）の画素信号を出力してもよい。

＜５．第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態に係る撮像装置の構成は、上述した第３の実施形態に係る撮像装置１と同様であり（図１８を参照）、動作および画素信号を読み出す駆動方法が異なる。以下においては、第４の実施形態に係る撮像装置の動作および画素信号を読み出す駆動方法について説明する。

〔５−１．撮像装置の動作〕
図２３は、撮像装置１の動作を示すタイミングチャートである。図２３においては、動画撮影やライブビュー画像表示等の動画読み出しにおいて用いられる垂直行を間引く駆動方法について説明する。図２３においては、特殊画素４が配置されたＮ行目、かつ、特殊画素４が配置された列の動作について説明する。さらに、図２３においては、行方向に隣接する３行のうち１行分のみを読み出す垂直１／３間引きの例について説明する。

図２３に示すように、まず、選択行がＮ−３行目の場合について説明する。この場合、制御部１９は、Ｎ−３行目の通常画素３から画素信号の読み出しを行う。なお、Ｎ−３行目の画素信号の読み出しは、上述した第３の実施形態のＮ−３行と同様のため、詳細な説明は、省略する。

Ｎ−３行目における画素信号の読み出しが完了した後、制御部１９は、Ｎ行目の画素信号の読み出しが終了するまで、Ｎ行目の行選択信号ＳＥＬ_NをＨｉｇｈ状態で継続するとともに、Ｐ相期間のみ行選択信号ＳＥＬ_Ｓ_NをＨｉｇｈ状態とする。この期間、Ｎ行の各通常画素３の行選択スイッチ３６および特殊画素４の行選択スイッチ４６がオン状態となる。

続いて、制御部１９は、Ｎ行目のリセットパルスＲＳＴ_Nをオン状態とする。この期間、Ｎ行目における各通常画素３の増幅トランジスタ３５は、リセットスイッチ３４によってリセットされた後のＦＤ３３からリセット信号を垂直信号線１７へ出力する。さらに、Ｎ行目における各特殊画素４の増幅トランジスタ４５は、リセットスイッチ４４によってリセットされた後のＦＤ４３からリセット信号を垂直信号線１７へ出力する。

その後、Ｐ相期間が終了した時点において、制御部１９は、Ｎ行目の行選択信号ＳＥＬ_Ｓ_NをＬｏｗ状態とし、間引き対象行となるＮ−２行目の行選択信号ＳＥＬ_Ｓ_N−２および転送パルスＴＲ_NをＨｉｇｈ状態とする。この期間、図２４に示すように、間引き対象行のＮ−２行目における隣接画素Ｂ_Vの行選択スイッチ３６（第１のスイッチ）がオン状態となる。さらに、図２４に示すように、特殊画素４の行選択スイッチ４６（第２のスイッチ）がオフ状態となる。これにより、特殊画素４のＦＤ４３（ＦＤ_N）が保持する電荷量に応じた画素信号ＶＳＬ_Ｓに代えて、間引き対象行となる隣接画素Ｂ_VのＦＤ３３（ＦＤ_N-2）が保持する電荷量に応じた画素信号ＶＳＬ_Ｎをコンパレータ１３１ａ_Ｓへ出力することができる。

以上説明した第４の実施形態によれば、制御部１９が間引き対象行となるＮ−２行目の転送スイッチ３２（第１のスイッチ）をオン状態として光電変換部３１とコンパレータ１３１ａ_Ｓとを接続し、行選択スイッチ４６（第２スイッチ）をオフ状態とする。これにより、特殊画素４が出力する画素信号ＶＳＬ_Ｓ（第２の信号）に代えて、間引き対象行の隣接画素Ｂ_Vの画素信号ＶＳＬ_Ｎ（第１の信号）をコンパレータ１３１ａ_Ｓへ出力することができる。この結果、特殊画素４の出力値に代えて、周辺の通常画素３相当の出力値とすることで、通常画素行の画素信号の出力値と特殊画素行の画素信号の出力値とのレベルを揃えることができるので、ストリーキングを軽減することができる。

なお、第４の実施形態では、垂直行の間引き方は、適宜変更することができ、例えば垂直行を１／５に間引いてもよいし、１／７に間引いてもよい。

＜６．第５の実施形態＞
〔６−１．画素アレイ部の回路構成〕
次に、第５の実施形態について説明する。図２５は、第５の実施形態に係る撮像装置の画素アレイ部の回路構成を示す図である。

図２５に示す画素アレイ部１１Ｄは、上述した第１の実施形態に係る通常画素３、特殊画素４、ダミースイッチ７および画素信号線１６に代えて、通常画素３Ｄ、特殊画素４Ｄ、ダミースイッチ９および画素信号線１６Ｄを備える。さらに、画素アレイ部１１Ｄは、ＦＤショート線１７Ｄおよび第３のスイッチ８をさらに備える。また、画素アレイ部１１Ｄは、上述した第１の実施形態の画素アレイ部１１から第１のスイッチ５および第２のスイッチ６を有しない。

通常画素３Ｄは、２つの光電変換部を単位画素とする２画素共有構造をなす。具体的には、通常画素３Ｄは、２つの光電変換部３１と、２つの転送スイッチ４２と、１つのＦＤ３３と、１つのリセットスイッチ３４と、１つの増幅トランジスタ３５と、１つの行選択スイッチ３６と、を有する。各通常画素３Ｄには、画素信号線１６Ｄとして、第１の転送信号線１６１、リセット信号線１６２、行選択信号線１６３および第３の転送信号線１６８が接続される。

特殊画素４Ｄは、２つの光電変換部を単位画素とする２画素共有構造をなす。具体的には、特殊画素４Ｄは、光電変換部３１，４１と、転送スイッチ３２，４２と、１つのＦＤ４３と、１つのリセットスイッチ４４と、１つの増幅トランジスタ４５と、１つの行選択スイッチ４６と、を有する。各特殊画素には、画素信号線１６Ｄとして、リセット信号線１６２、行選択信号線１６３、第２の転送信号線１６４および第３の転送信号線１６８が接続される。

ＦＤショート線１７Ｄは、列毎に設けられ、垂直方向に隣接する画素のＦＤ同士を接続する。具体的には、ＦＤショート線１７Ｄは、特殊画素４ＤのＦＤ４３と、特殊画素４Ｄの垂直方向に隣接する通常画素３ＤのＦＤ３３とを接続する。

第３のスイッチ８は、ＦＤショート線１７Ｄに設けられ、ＦＤショート線１７Ｄを介して互いに異なる行で同じ列に位置する光電変換部３１および光電変換部４１それぞれの２つのＦＤ同士を電気的に接続する。具体的には、第３のスイッチ８は、特殊画素４の転送スイッチ４２の出力側と行選択スイッチ４６の入力側とを電気的に接続することによって、光電変換部３１および光電変換部４１それぞれの２つのＦＤ同士を電気的に接続する。第３のスイッチ８は、画素信号線１６Ｄとして、信号線１７０が接続される。第３のスイッチ８は、制御部１９から垂直走査部１２を介して駆動信号ＦＤＬＩＮＫ_Ｓが供給された場合、ＦＤショート線１７Ｄを介して通常画素３ＤのＦＤ３３と特殊画素４ＤのＦＤ４３とを電気的に接続する。

ダミースイッチ９は、通常画素３Ｄが配置された列のＦＤショート線１７Ｄに設けられる。ダミースイッチ９は、画素信号線１６Ｄとして、信号線１６９が接続され、特殊画素４Ｄが配置された列のＦＤショート線１７Ｄと同様の抵抗値をなすために設けられ、常にオフ状態である。ダミースイッチ９は、例えばＮＭＯＳを用いて構成される。

〔６―２．撮像装置の動作〕
次に、撮像装置１の動作について説明する。図２６は、撮像装置１の動作を示すタイミングチャートである。なお、図２６においては、特殊画素４Ｄが配置された列の動作について説明する。また、以下においては、画素アレイ部１１Ｄにおいて、画素Ｇおよび画素Ｒが配置された行をＲ行、画素Ｇおよび画素Ｂが配置された行をＢ行、画素Ｇおよび特殊画素Ｓが配置された行をＳ行として説明する。

図２６に示すように、まず、制御部１９は、Ｎ−１行目のＢ行の各通常画素３Ｄから画素信号の読み出しが終了するまで、Ｎ−１行目の行選択信号ＳＥＬ_N-１をＨｉｇｈ状態で継続する。この期間、Ｎ−１行目のＢ行の行選択スイッチ３６は、オン状態となる。

続いて、制御部１９は、Ｎ−１行目のＢ行のリセットパルスＲＳＴ_N-１をＨｉｇｈ状態とする。これにより、Ｎ−１行目における各通常画素３Ｄ（例えば画素Ｂ）の増幅トランジスタ３５は、リセットスイッチ３４によってリセットされた後のＦＤ３３からリセット信号を垂直信号線１７へ出力する。

その後、制御部１９は、Ｎ−１行目のＢ行の転送パルスＴＲ_Ｂ_N-1および転送パルスＴＲ_Ｓ_N-1をＨｉｇｈ状態とする。この期間、Ｎ−１行目のＢ行における転送スイッチ３２は、オン状態となる。これにより、図２７に示すように、Ｎ−１行目のＢ行における通常画素３Ｄ（例えば画素Ｂ）の増幅トランジスタ３５は、ＦＤ３３の電荷量に応じた画素信号ＶＳＬを垂直信号線１７へ出力する。

Ｎ−１行目のＢ行の画素信号の読み出し後、制御部１９は、Ｎ−１行目の行選択信号ＳＥＬ_N-１をＬｏｗ状態とし、Ｎ行目のＲ行の各通常画素３Ｄから画素信号の読み出しが終了するまで、Ｎ行目のＲ行の行選択信号ＳＥＬ_NをＨｉｇｈ状態で継続する。この期間、Ｎ−１行目の行選択スイッチ３６は、オフ状態となる。さらに、Ｎ行目の行選択スイッチ４６は、オン状態となる。

続いて、制御部１９は、Ｎ行目のＲ行のリセットパルスＲＳＴ_NをＨｉｇｈ状態とする。これにより、Ｎ行目のＲ行における特殊画素４Ｄの増幅トランジスタ４５は、リセットスイッチ４４によってリセットされた後のＦＤ４３からリセット信号を垂直信号線１７へ出力する。

その後、制御部１９は、Ｎ行目のＲ行の転送パルスＴＲ_Ｒ_NをＨｉｇｈ状態とする。この場合、Ｎ行目のＲ行の転送スイッチ３２は、オン状態となる。これにより、図２８に示すように、Ｎ行目のＲ行における特殊画素４Ｄの増幅トランジスタ４５は、ＦＤ４３の電荷量に応じた画素信号ＶＳＬを垂直信号線１７へ出力する。

Ｎ行目のＲ行の画素信号の読み出し後、制御部１９は、Ｎ行目のＲ行の行選択信号ＳＥＬ_NをＬｏｗ状態とし、再度、Ｎ行目のＳ行の各通常画素３Ｄから画素信号が読み出されるまで行選択信号ＳＥＬ_NをＨｉｇｈ状態で継続する。この場合、Ｎ行目の行選択スイッチ４６（第１のスイッチ）は、一旦、オフ状態となった後に、再度、オン状態となる。

続いて、制御部１９は、Ｎ行目のＳ行のリセットパルスＲＳＴ_NをＨｉｇｈ状態とする。これにより、Ｎ行目のＳ行における特殊画素４の増幅トランジスタ４５は、Ｐ相期間においてリセットスイッチ４４によってリセットされた後のＦＤ４３からリセット信号を垂直信号線１７へ出力する。

その後、制御部１９は、Ｎ行目のＳ行の転送パルスＴＲ_Ｂ_ＮをＨｉｇｈ状態とし、Ｄ相期間だけＮ行目のＳ行の駆動信号ＦＤＬＩＮＫ_Ｓ_N-1をＨｉｇｈ状態で継続する。図２９は、この状態を示す図である。Ｎ行目のＳ行の転送パルスＴＲ_Ｂ_ＮがＨｉｇｈ状態となることによって、転送スイッチ４２（第２のスイッチ）は、オフ状態となる。さらに、駆動信号ＦＤＬＩＮＫ_Ｓ_N-1がＨｉｇｈ状態となることにより、第３のスイッチ８は、オン状態となる。これにより、Ｎ行目のＳ行における特殊画素４ＤのＦＤ４３とＮ−１行目のＢ行における特殊画素４Ｄと同じ列の隣接画素Ｂ_HのＦＤ３３とが電気的に短絡する。この結果、増幅トランジスタ４５は、特殊画素４Ｄが出力する画素信号に代えて、Ｎ行目のＳ行の特殊画素４ＤのＦＤ４３の電荷量（ＦＤ_N）と隣接画素Ｂ_HのＦＤ３３の電荷量（ＦＤ_N-1）とを平均化した値の画素信号ＶＳＬ_Ｓを出力する（図２６を参照）。

これに対して、特殊画素４の左側に位置する通常画素３Ｄは、Ｎ行目のＳ行の通常画素３ＤのＦＤ３３の電荷量（ＦＤ_N（Ｌ））と垂直方向のＮ−１行目の通常画素３ＤのＦＤ３３（ＦＤ_N−1（Ｌ））とが短絡されていない。このため、特殊画素４と同じ画素行の左側に位置する通常画素３Ｄは、ＦＤ３３（ＦＤ_N（Ｌ））の電荷量（図２６の点線）に応じた画素信号ＶＳＬ_Ｎを出力する（図２６を参照）。

さらに、特殊画素４の左側のＮ−１行目の通常画素３ＤのＦＤ３３（ＦＤ_N−1（Ｌ））は、電荷量が変化しない（図２６の点線）。画素信号ＶＳＬ_Ｓのレベルは、画素信号ＶＳＬ_Ｎと比べて、Ｎ行目のＳ行の特殊画素４ＤのＦＤ４３の電荷量（ＦＤ_N）と隣接画素Ｂ_HのＦＤ３３の電荷量（ＦＤ_N-1）とを平均化した信号電荷の電荷量のため、所定の電位（黒レベル）から減少した値となる。

以上説明した第５の実施形態によれば、制御部１９が行選択スイッチ４６（第１のスイッチ）および第３のスイッチ８をオン状態とし、転送スイッチ４２（第２のスイッチ）をオフ状態とする。これにより、Ｎ行目のＳ行における特殊画素４のＦＤ４３とＮ−１行目のＢ行のＦＤ３３とを電気的に短絡させる。この結果、特殊画素４Ｄが出力する画素信号（第２の信号）に代えて、ＦＤ４３の電荷量とＦＤ３３の電荷量とを平均化した値に応じた画素信号ＶＳＬ_Ｓ（第１の信号）を出力することができるので、ストリーキングを軽減することができる。

なお、第５の実施形態では、通常画素３Ｄおよび特殊画素４Ｄが２つの光電変換部を単位画素とする２画素共有構造であったが、上述した構成と同様に１つの光電変換部を単位画素とする構造であってもよい。もちろん、３つの通常画素３Ｄおよび１つの特殊画素４Ｄを単位画素とする４画素共有構造であってもよい。

＜７．第６の実施形態＞
〔７−１．電子機器の構成例〕
次に、図３０を参照して、本開示に係る技術を適用した電子機器の構成例について説明する。図３０は、本開示の撮像装置の実施形態の構成を示すブロック図である。

図３０に示す電子機器１００は、光学系１０００と、撮像装置１００１と、信号処理回路１００２と、メモリ１００３と、モニタ１００４と、を備えている。図３０においては、撮像装置１００１として、上述した本開示の撮像装置１を、電子機器１００に設けた場合の実施形態を示す。ここで、電子機器１００としては、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、撮像機能付きの携帯電話やスマートフォン等である。

光学系１０００は、被写体からの像光（入射光）を撮像装置１００１の撮像面上に結像させる。これにより、信号電荷が一定期間、撮像装置１００１内に蓄積される。信号処理回路１００２は、撮像装置１００１から出力された信号に対して各種の信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリ１００３などの記憶媒体に記憶されたり、モニタ１００４に出力されたりする。

＜８．第７の実施形態＞
〔８−１．撮像装置の使用例〕
次に、本開示に係る技術を適用した撮像装置の使用例について説明する。図３１は、上述した本開示に係る撮像装置の使用例を示す図である。

上述した撮像装置は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、Ｘ線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。

・デジタルカメラや、撮影機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置

なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
受光した光を画像用の第１の信号に変換する第１の光電変換部に接続された第１のスイッチと、
受光した光を前記第１の信号と機能が異なる第２の信号に変換する第２の光電変換部に接続された第２のスイッチと、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチにそれぞれ接続されたＡ／Ｄ変換部と、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
画像を生成する場合、前記第１のスイッチをオン状態として前記第１の光電変換部と前記Ａ／Ｄ変換部とを接続し、かつ、前記第２のスイッチをオフ状態とする一方、
前記第２の光電変換部から前記第２の信号を読み出す場合、前記第１のスイッチをオフ状態とし、かつ、前記第２のスイッチをオン状態として前記第２の光電変換部と前記Ａ／Ｄ変換部とを接続する
撮像装置。
（２）
複数の前記第１の光電変換部および複数の前記第２の光電変換部は、所定の配置パターンをなして２次元マトリクス状に並んでいる
（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記制御部は、
前記画像を生成する場合において、前記第２の光電変換部が配置された行に位置する前記第２の光電変換部から前記第２の信号を読み出すとき、前記第２の光電変換部と同じ行で異なる列に位置する前記第１の光電変換部に接続された前記第１のスイッチをオン状態とし、前記第２のスイッチをオフ状態とする
（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記制御部は、
前記画像を生成する場合において、前記第２の光電変換部が配置された行に位置する前記第２の光電変換部から前記第２の信号を読み出すとき、前記第２の光電変換部と同じ列で異なる行に位置する前記第１の光電変換部に接続された前記第１のスイッチをオン状態として、前記第２のスイッチをオフ状態とする
（２）に記載の撮像装置。
（５）
前記制御部は、
前記画像を生成する場合、所定の行を間引きながら前記第１の信号を読み出し、
前記第２の光電変換部が配置された行に位置する前記第２の光電変換部から前記第２の信号を読み出すとき、前記第２の光電変換部と同じ列で異なる行に位置する前記第１の光電変換部であって、間引かれた行に位置する前記第１の光電変換部に接続された前記第１のスイッチをオン状態として、前記第２のスイッチをオフ状態とする
（２）に記載の撮像装置。
（６）
前記第１のスイッチは、前記第１の光電変換部に接続され、前記第１の光電変換部からの前記第１の信号を垂直信号線へ出力する第１の行選択スイッチであり、
前記第２のスイッチは、前記第２の光電変換部に接続され、前記第２の光電変換部からの前記第２の信号を垂直信号線へ出力する第２の行選択スイッチである
（４）または（５）に記載の撮像装置。
（７）
互いに異なる行で同じ列に配置された前記第１の光電変換部と前記第２の光電変換部とを接続可能な第３のスイッチをさらに備え、
前記制御部は、
前記画像を生成する場合において、前記第２の光電変換部が配置された行に位置する前記第２の光電変換部から前記第２の信号を読み出すとき、前記第２の光電変換部と同じ列で異なる行に位置する前記第１の光電変換部に接続された前記第１のスイッチおよび前記第３のスイッチをそれぞれオン状態として、前記第２のスイッチをオフ状態とする
（２）に記載の撮像装置。
（８）
前記第１のスイッチは、前記第１の光電変換部に接続され、前記第１の光電変換部からの前記第１の信号を垂直信号線へ出力する第１の行選択スイッチであり、
前記第２のスイッチは、前記第２の光電変換部に接続され、前記第２の光電変換部から前記第２の信号を転送する転送スイッチであり、
前記第３のスイッチは、互いに異なる行で同じ列に位置する前記第１の行選択スイッチの入力側と前記転送スイッチの出力側とを接続可能であり、
前記制御部は、
前記画像を生成する場合において、前記第２の光電変換部が配置された行に位置する前記第２の光電変換部から前記第２の信号を読み出すとき、前記第２の光電変換部と同じ列で異なる行に位置する前記第１の光電変換部に接続された前記第１の行選択スイッチおよび前記第３のスイッチをそれぞれオン状態として、前記転送スイッチをオフ状態とする
（７）に記載の撮像装置。
（９）
前記第１の光電変換部は、受光面に前記画像を生成するためのカラーフィルタが積層されてなり、
前記第２の光電変換部は、受光面に赤外光フィルタ、像面位相差フィルタ、白フィルタ、モノクロフィルタおよび黒フィルタのいずれかが積層されてなる
請求項１に記載の撮像装置。
（１０）
撮像装置と、
前記撮像装置の撮像面上に被写体像を結像する光学系と、
前記撮像装置から出力される画像用の第１の信号に対して、信号処理を行う信号処理部と、
を備え、
前記撮像装置は、
受光した光を前記第１の信号に変換する第１の光電変換部に接続された第１のスイッチと、
受光した光を前記第１の信号と機能が異なる第２の信号に変換する第２の光電変換部に接続された第２のスイッチと、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチにそれぞれ接続されたＡ／Ｄ変換部と、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
画像を生成する場合、前記第１のスイッチをオン状態として前記第１の光電変換部と前記Ａ／Ｄ変換部とを接続し、かつ、前記第２のスイッチをオフ状態とする一方、
前記第２の光電変換部から前記第２の信号を読み出す場合、前記第１のスイッチをオフ状態とし、かつ、前記第２のスイッチをオン状態として前記第２の光電変換部と前記Ａ／Ｄ変換部とを接続する
電子機器。
（１１）
受光した光を画像用の第１の信号に変換する第１の光電変換部に接続された第１のスイッチと、
受光した光を前記第１の信号と機能が異なる第２の信号に変換する第２の光電変換部に接続された第２のスイッチと、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチに接続されたＡ／Ｄ変換部と、
を備える撮像装置が
画像を生成する場合、前記第１のスイッチをオン状態として前記第１の光電変換部と前記Ａ／Ｄ変換部とを接続し、かつ、前記第２のスイッチをオフ状態とし、
前記第２の光電変換部から前記第２の信号を読み出す場合、前記第１のスイッチをオフ状態とし、かつ、前記第２のスイッチをオン状態として前記第２の光電変換部と前記Ａ／Ｄ変換部とを接続する
駆動方法。

１ 撮像装置
３，３Ｄ 通常画素
４，４Ｄ 特殊画素
５，５Ａ 第１のスイッチ
６ 第２のスイッチ
８ 第３のスイッチ
１３ Ａ／Ｄ変換部
１９ 制御部
３１，４１ 光電変換部
３２，４２ 転送スイッチ
３３，４３ フローティングディフュージョン
３５，４５ 増幅トランジスタ
３６，４６ 行選択スイッチ
１００ 電子機器
１０００ 光学系
１００１ 撮像装置
１００２ 信号処理回路

Claims (11)

1. 受光した光を画像用の第１の信号に変換する第１の光電変換部に接続された第１のスイッチと、
   受光した光を前記第１の信号と機能が異なる第２の信号に変換する第２の光電変換部に接続された第２のスイッチと、
   前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチにそれぞれ接続されたＡ／Ｄ変換部と、
   前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチを制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   画像を生成する場合、前記第１のスイッチをオン状態として前記第１の光電変換部と前記Ａ／Ｄ変換部とを接続し、かつ、前記第２のスイッチをオフ状態とする一方、
   前記第２の光電変換部から前記第２の信号を読み出す場合、前記第１のスイッチをオフ状態とし、かつ、前記第２のスイッチをオン状態として前記第２の光電変換部と前記Ａ／Ｄ変換部とを接続する
   撮像装置。
2. 複数の前記第１の光電変換部および複数の前記第２の光電変換部は、所定の配置パターンをなして２次元マトリクス状に並んでいる
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御部は、
   前記画像を生成する場合において、前記第２の光電変換部が配置された行に位置する前記第２の光電変換部から前記第２の信号を読み出すとき、前記第２の光電変換部と同じ行で異なる列に位置する前記第１の光電変換部に接続された前記第１のスイッチをオン状態とし、前記第２のスイッチをオフ状態とする
   請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記制御部は、
   前記画像を生成する場合において、前記第２の光電変換部が配置された行に位置する前記第２の光電変換部から前記第２の信号を読み出すとき、前記第２の光電変換部と同じ列で異なる行に位置する前記第１の光電変換部に接続された前記第１のスイッチをオン状態として、前記第２のスイッチをオフ状態とする
   請求項２に記載の撮像装置。
5. 前記制御部は、
   前記画像を生成する場合、所定の行を間引きながら前記第１の信号を読み出し、
   前記第２の光電変換部が配置された行に位置する前記第２の光電変換部から前記第２の信号を読み出すとき、前記第２の光電変換部と同じ列で異なる行に位置する前記第１の光電変換部であって、間引かれた行に位置する前記第１の光電変換部に接続された前記第１のスイッチをオン状態として、前記第２のスイッチをオフ状態とする
   請求項２に記載の撮像装置。
6. 前記第１のスイッチは、前記第１の光電変換部に接続され、前記第１の光電変換部からの前記第１の信号を垂直信号線へ出力する第１の行選択スイッチであり、
   前記第２のスイッチは、前記第２の光電変換部に接続され、前記第２の光電変換部からの前記第２の信号を垂直信号線へ出力する第２の行選択スイッチである
   請求項４に記載の撮像装置。
7. 互いに異なる行で同じ列に配置された前記第１の光電変換部と前記第２の光電変換部とを接続可能な第３のスイッチをさらに備え、
   前記制御部は、
   前記画像を生成する場合において、前記第２の光電変換部が配置された行に位置する前記第２の光電変換部から前記第２の信号を読み出すとき、前記第２の光電変換部と同じ列で異なる行に位置する前記第１の光電変換部に接続された前記第１のスイッチおよび前記第３のスイッチをそれぞれオン状態として、前記第２のスイッチをオフ状態とする
   請求項２に記載の撮像装置。
8. 前記第１のスイッチは、前記第１の光電変換部に接続され、前記第１の光電変換部からの前記第１の信号を垂直信号線へ出力する第１の行選択スイッチであり、
   前記第２のスイッチは、前記第２の光電変換部に接続され、前記第２の光電変換部から前記第２の信号を転送する転送スイッチであり、
   前記第３のスイッチは、互いに異なる行で同じ列に位置する前記第１の行選択スイッチの入力側と前記転送スイッチの出力側とを接続可能であり、
   前記制御部は、
   前記画像を生成する場合において、前記第２の光電変換部が配置された行に位置する前記第２の光電変換部から前記第２の信号を読み出すとき、前記第２の光電変換部と同じ列で異なる行に位置する前記第１の光電変換部に接続された前記第１の行選択スイッチおよび前記第３のスイッチをそれぞれオン状態として、前記転送スイッチをオフ状態とする
   請求項７に記載の撮像装置。
9. 前記第１の光電変換部は、受光面に前記画像を生成するためのカラーフィルタが積層されてなり、
   前記第２の光電変換部は、受光面に赤外光フィルタ、像面位相差フィルタ、白フィルタ、モノクロフィルタおよび黒フィルタのいずれかが積層されてなる
   請求項１に記載の撮像装置。
10. 撮像装置と、
    前記撮像装置の撮像面上に被写体像を結像する光学系と、
    前記撮像装置から出力される画像用の第１の信号に対して、信号処理を行う信号処理部と、
    を備え、
    前記撮像装置は、
    受光した光を前記第１の信号に変換する第１の光電変換部に接続された第１のスイッチと、
    受光した光を前記第１の信号と機能が異なる第２の信号に変換する第２の光電変換部に接続された第２のスイッチと、
    前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチにそれぞれ接続されたＡ／Ｄ変換部と、
    前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチを制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    画像を生成する場合、前記第１のスイッチをオン状態として前記第１の光電変換部と前記Ａ／Ｄ変換部とを接続し、かつ、前記第２のスイッチをオフ状態とする一方、
    前記第２の光電変換部から前記第２の信号を読み出す場合、前記第１のスイッチをオフ状態とし、かつ、前記第２のスイッチをオン状態として前記第２の光電変換部と前記Ａ／Ｄ変換部とを接続する
    電子機器。
11. 受光した光を画像用の第１の信号に変換する第１の光電変換部に接続された第１のスイッチと、
    受光した光を前記第１の信号と機能が異なる第２の信号に変換する第２の光電変換部に接続された第２のスイッチと、
    前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチに接続されたＡ／Ｄ変換部と、
    を備える撮像装置が
    画像を生成する場合、前記第１のスイッチをオン状態として前記第１の光電変換部と前記Ａ／Ｄ変換部とを接続し、かつ、前記第２のスイッチをオフ状態とし、
    前記第２の光電変換部から前記第２の信号を読み出す場合、前記第１のスイッチをオフ状態とし、かつ、前記第２のスイッチをオン状態として前記第２の光電変換部と前記Ａ／Ｄ変換部とを接続する
    駆動方法。

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