JP5142694B2 - Imaging device, driving method of imaging device, and imaging system - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置、撮像装置の駆動方法、及び撮像システムに関する。 The present invention relates to an imaging apparatus, an imaging apparatus driving method, and an imaging system.
近年、HDTV(High Definition Television)の普及に伴い、アスペクト比16:9の動画を撮影する撮像装置が要求されている。それに対して、静止画は、写真用紙のアスペクト比がほぼ4:3であることから、アスペクト比4:3で撮影することが求められる。よって、動画と静止画との両方に対応した撮像装置を実現するためには、アスペクト比を16:9モードと4:3モードとに切替可能であることが必要である。その撮像装置では、全体としてアスペクト比4:3の撮像領域を有し、4:3モードにおいて全画素の信号を読み出す。また、その撮像装置では、16:9モードにおいて、上下(画素からの信号が読み出されない非読み出し領域)の画素の信号を読み出さずに、中央(画素からの信号が読み出される読み出し領域)の画素の信号のみを読み出すといった動作を行う。 In recent years, with the widespread use of HDTV (High Definition Television), there has been a demand for an imaging device that captures a moving image with an aspect ratio of 16: 9. On the other hand, still images are required to be photographed with an aspect ratio of 4: 3 because the aspect ratio of photographic paper is approximately 4: 3. Therefore, in order to realize an imaging device that supports both moving images and still images, it is necessary that the aspect ratio can be switched between the 16: 9 mode and the 4: 3 mode. The imaging apparatus has an imaging area with an aspect ratio of 4: 3 as a whole, and reads signals of all pixels in the 4: 3 mode. Further, in the imaging device, in the 16: 9 mode, the pixel at the center (the reading area where the signal from the pixel is read) is read without reading the signals of the upper and lower pixels (the non-reading area where the signal from the pixel is not read). The operation of reading only the signal is performed.
例えば、特許文献1では、非読み出し領域に含まれる画素の光電変換素子をリセットして、非読み出し領域に含まれる画素から読み出し領域に含まれる画素へ光電荷があふれることを抑制している。特許文献1では、全ての画素に垂直選択スイッチMOSが存在している。 For example, in Patent Document 1, a photoelectric conversion element of a pixel included in a non-readout region is reset to suppress an overflow of photocharge from a pixel included in the non-readout region to a pixel included in the read region. In Patent Document 1, a vertical selection switch MOS exists in every pixel.
一方、画素縮小化のため、1画素あたりのMOSトランジスタ数を削減することが必要であり、垂直選択スイッチMOSを削減することが求められている。特許文献2では、信号増幅部の入力端子(Floating Diffusion:FD部)の動作点を変えることにより、画素を選択している。すなわち、選択画素のFD部の電位をオン電位に設定し、非選択画素のFD部の電位をオフ電位に設定する。これにより、選択画素の出力のみを列信号線に読み出すことが可能となっている。
特許文献2に記載の画素回路を用いて、特許文献1に記載の駆動方法を用いて16:9モードの動作を行う際、単純にこの2つの技術を組み合わせただけでは、正常な動作ができない。16:9モードにおいて非読み出し領域に含まれる画素の光電変換素子をリセットする際に、その画素のFD部の電位は、光電変換素子をリセットするのに必要な電位に設定しておく必要がある。また、16:9モードにおいて非読み出し領域に含まれる画素は、非選択画素であるので、そのFD部の電位がオフ電位に設定されなければならない。 When a 16: 9 mode operation is performed using the driving method described in Patent Document 1 using the pixel circuit described in Patent Document 2, normal operation cannot be performed simply by combining these two techniques. . When resetting a photoelectric conversion element of a pixel included in the non-readout area in the 16: 9 mode, the potential of the FD portion of the pixel needs to be set to a potential necessary for resetting the photoelectric conversion element. . In addition, since the pixel included in the non-read region in the 16: 9 mode is a non-selected pixel, the potential of the FD portion must be set to an off potential.
ここで、例えば増幅トランジスタがN-MOSFETの場合、「オフ電位<光電変換素子をリセットするのに必要な電位」ならば、16:9モードにおいて非読み出し領域に含まれる画素のFD部の電位の設定に矛盾が生じている。非読み出し領域に含まれる画素のFD部の電位が光電変換素子をリセットするために必要な電位に設定されていると、必然的にオフ電位よりも高い電位となる。すると、非読み出し領域に含まれる画素の増幅トランジスタがオンしてしまい、非読み出し領域に含まれる画素の信号が列信号線に読み出されてしまう。 Here, for example, when the amplification transistor is an N-MOSFET, if “off potential <potential required to reset the photoelectric conversion element”, the potential of the FD portion of the pixel included in the non-readout region in the 16: 9 mode. There is a conflict in the settings. When the potential of the FD portion of the pixel included in the non-readout region is set to a potential necessary for resetting the photoelectric conversion element, the potential is necessarily higher than the off potential. Then, the amplification transistors of the pixels included in the non-readout region are turned on, and the signals of the pixels included in the non-readout region are read out to the column signal line.
逆に、16:9モードにおいて非読み出し領域に含まれる画素のFD電位をオフ電位に設定しておくと、そのFD部の電位は、必然的に光電変換素子をリセットするのに必要な電位よりも低い電位となる。すると、非読み出し領域に含まれる画素の光電変換素子をリセットできなくなり、非読み出し領域に含まれる画素から読み出し領域に含まれる画素へ光電荷が漏れ出す可能性がある。 Conversely, if the FD potential of the pixel included in the non-readout region is set to the off potential in the 16: 9 mode, the potential of the FD portion is inevitably higher than the potential necessary for resetting the photoelectric conversion element. Becomes a low potential. Then, it becomes impossible to reset the photoelectric conversion elements of the pixels included in the non-reading region, and there is a possibility that the photoelectric charge leaks from the pixels included in the non-reading region to the pixels included in the reading region.
本発明の目的は、増幅部の入力部の電位によりそれぞれの画素の選択及び非選択を行う撮像装置において、非読み出し領域に含まれる画素から光電荷が漏れ出すこととを低減することにある。 An object of the present invention is to reduce leakage of photoelectric charges from pixels included in a non-readout region in an imaging device that selects and deselects each pixel by the potential of an input unit of an amplification unit.
本発明の第1の側面に係る撮像装置は、光電変換部と、前記光電変換部に発生した電荷に基づく信号を増幅する増幅部と、前記増幅部の入力部と、前記光電変換部に蓄積された電荷を前記入力部に転送する転送部と、前記入力部の電位を第1の電位に設定して選択状態にし、前記入力部の電位を第2の電位に設定して非選択状態にする設定部とをそれぞれ含む複数の画素が行方向及び列方向に配列された画素配列と、前記画素配列における複数の画素を駆動する駆動部と、を備え、前記画素配列は、第1のモードにおいて、画素から信号が読み出される読み出し領域と、画素から信号が読み出されない非読み出し領域とを含み、前記駆動部は、前記第1のモードにおいて、前記非読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、第1の期間において前記転送部が電荷を転送できる状態で前記設定部が前記入力部の電位を第3の電位に設定して前記光電変換部をリセットし、前記第1の期間よりも後の第2の期間において前記設定部が前記入力部の電位を第4の電位に設定して非選択状態にするように、駆動し、前記駆動部は、前記第1のモードにおいて、前記第2の期間の後に、前記読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、前記読み出し領域に含まれる画素のうち選択された画素の前記光電変換部の電荷が前記転送部によって前記入力部に転送されるように、駆動する、ことを特徴とする。 An imaging apparatus according to a first aspect of the present invention includes a photoelectric conversion unit, an amplification unit that amplifies a signal based on charges generated in the photoelectric conversion unit, an input unit of the amplification unit, and an accumulation in the photoelectric conversion unit. A transfer unit that transfers the generated charge to the input unit, and the potential of the input unit is set to a first potential to be in a selected state, and the potential of the input unit is set to a second potential to be in a non-selected state And a drive unit that drives the plurality of pixels in the pixel array, and the pixel array includes a first mode. In the first mode, the drive unit includes each of the pixels included in the non-readout region, in which the signal is read out from the pixel and the non-readout region in which the signal is not read out from the pixel. In the first period In a second period after the first period, the setting unit resets the photoelectric conversion unit by setting the potential of the input unit to a third potential in a state where the transfer unit can transfer charges. The setting unit is driven so as to set the potential of the input unit to a fourth potential to be in a non-selected state, and the driving unit is configured to perform the operation after the second period in the first mode. Driving each of the pixels included in the readout region so that the charge of the photoelectric conversion unit of the selected pixel among the pixels included in the readout region is transferred to the input unit by the transfer unit; Features.
本発明の第2の側面に係る撮像装置は、光電変換部と、前記光電変換部に発生した電荷に基づく信号を増幅する増幅部と、前記増幅部の入力部と、前記光電変換部に蓄積された電荷を前記入力部に転送する転送部と、前記入力部の電位を第1の電位に設定して選択状態にし、前記入力部の電位を第2の電位に設定して非選択状態にする設定部とをそれぞれ含む複数の画素が行方向及び列方向に配列された画素配列と、前記画素配列における複数の画素を駆動する駆動部と、を備え、前記画素配列は、第1のモードにおいて、画素から信号が読み出される読み出し領域と、画素から信号が読み出されない非読み出し領域とを含み、前記駆動部は、前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のうち前記読み出し領域に隣接する部分の画素を、第1の期間において前記転送部が電荷を転送できる状態で前記設定部が前記入力部の電位を第3の電位に設定して前記光電変換部をリセットし、前記第1の期間よりも後の第2の期間において前記設定部が前記入力部の電位を第4の電位に設定して非選択状態にするように、駆動し、前記駆動部は、前記第1のモードにおいて、前記第2の期間の後に、前記読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、前記読み出し領域に含まれる画素のうち選択された画素の前記光電変換部の電荷が前記転送部によって前記入力部に転送されるように、駆動する、ことを特徴とする。 An imaging apparatus according to a second aspect of the present invention includes a photoelectric conversion unit, an amplification unit that amplifies a signal based on charges generated in the photoelectric conversion unit, an input unit of the amplification unit, and an accumulation in the photoelectric conversion unit. A transfer unit that transfers the generated charge to the input unit, and the potential of the input unit is set to a first potential to be in a selected state, and the potential of the input unit is set to a second potential to be in a non-selected state And a drive unit that drives the plurality of pixels in the pixel array, and the pixel array includes a first mode. In the first mode, the driving unit is configured to include the readout region in which the signal is read from the pixel and the non-readout region in which the signal is not read from the pixel. Adjacent to And the setting unit resets the photoelectric conversion unit by setting the potential of the input unit to a third potential in a state where the transfer unit can transfer charges in the first period. In the second period after the period, the setting unit is driven so as to set the potential of the input unit to the fourth potential to be in a non-selected state, and the driving unit is configured to be in the first mode. Then, after the second period, each of the pixels included in the readout region is transferred to the input unit by the transfer unit with charges of the photoelectric conversion unit of the selected pixel among the pixels included in the readout region. It is characterized by driving.
本発明の第3の側面に係る撮像装置の駆動方法は、光電変換部と、前記光電変換部に発生した電荷に基づく信号を増幅する増幅部と、前記増幅部の入力部と、前記光電変換部に蓄積された電荷を前記入力部に転送する転送部と、前記入力部の電位を第1の電位に設定して選択状態にし、前記入力部の電位を第2の電位に設定して非選択状態にする設定部とをそれぞれ含む複数の画素が行方向及び列方向に配列された画素配列を有する撮像装置の駆動方法であって、前記画素配列は、第1のモードにおいて、画素から信号が読み出される読み出し領域と、画素から信号が読み出されない非読み出し領域とを含み、前記駆動方法は、前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、第1の期間において前記転送部が電荷を転送できる状態で前記設定部が前記入力部の電位を第3の電位に設定するように、駆動する設定工程と、前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、前記第1の期間よりも後の第2の期間において前記設定部が前記入力部の電位を第4の電位に設定して非選択状態にするように、駆動する非選択工程と、前記第1のモードにおいて、前記第2の期間の後に、前記読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、前記読み出し領域に含まれる画素のうち選択された画素の前記光電変換部の電荷が前記転送部によって前記入力部に転送されるように、駆動する工程と、を含むことを特徴とする。 An imaging apparatus driving method according to a third aspect of the present invention includes a photoelectric conversion unit, an amplification unit that amplifies a signal based on charges generated in the photoelectric conversion unit, an input unit of the amplification unit, and the photoelectric conversion. A transfer unit that transfers the charge accumulated in the unit to the input unit, and sets the potential of the input unit to the first potential to be in a selected state, and sets the potential of the input unit to the second potential to A driving method of an imaging apparatus having a pixel array in which a plurality of pixels each including a setting unit to be selected are arrayed in a row direction and a column direction, wherein the pixel array is a signal from a pixel in a first mode. Is read out, and a non-readout region in which no signal is read out from the pixel, and the driving method uses each of the pixels included in the non-readout region in the first mode in the first period. The transfer unit is Each of the pixels included in the non-readout region in the first mode and the setting step of driving so that the setting unit sets the potential of the input unit to a third potential in a state where it can be transferred. A non-selection step of driving so that the setting unit sets the potential of the input unit to a fourth potential to be in a non-selection state in a second period after the first period; In the mode, after the second period, each of the pixels included in the readout region is charged with the charge of the photoelectric conversion unit of the selected pixel among the pixels included in the readout region by the transfer unit. And a step of driving so as to be transferred.
本発明の第4の側面に係る撮像装置の駆動方法は、光電変換部と、前記光電変換部に発生した電荷に基づく信号を増幅する増幅部と、前記増幅部の入力部と、前記光電変換部に蓄積された電荷を前記入力部に転送する転送部と、前記入力部の電位を第1の電位に設定して選択状態にし、前記入力部の電位を第2の電位に設定して非選択状態にする設定部とをそれぞれ含む複数の画素が行方向及び列方向に配列された画素配列を有する撮像装置の駆動方法であって、前記画素配列は、第1のモードにおいて、画素から信号が読み出される読み出し領域と、画素から信号が読み出されない非読み出し領域とを含み、前記駆動方法は、前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のうち前記読み出し領域に隣接する部分の画素を、第1の期間において前記転送部が電荷を転送できる状態で前記設定部が前記入力部の電位を第3の電位に設定するように、駆動する設定工程と、前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、前記第1の期間よりも後の第2の期間において前記設定部が前記入力部の電位を第4の電位に設定して非選択状態にするように、駆動する非選択工程と、前記第1のモードにおいて、前記第2の期間の後に、前記読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、前記読み出し領域に含まれる画素のうち選択された画素の前記光電変換部の電荷が前記転送部によって前記入力部に転送されるように、駆動する工程と、を含むことを特徴とする。 An imaging apparatus driving method according to a fourth aspect of the present invention includes a photoelectric conversion unit, an amplification unit that amplifies a signal based on charges generated in the photoelectric conversion unit, an input unit of the amplification unit, and the photoelectric conversion. A transfer unit that transfers the charge accumulated in the unit to the input unit, and sets the potential of the input unit to the first potential to be in a selected state, and sets the potential of the input unit to the second potential to A driving method of an imaging apparatus having a pixel array in which a plurality of pixels each including a setting unit to be selected are arrayed in a row direction and a column direction, wherein the pixel array is a signal from a pixel in a first mode. Is read out and a non-read-out region where no signal is read out from the pixel, and the driving method includes: a pixel adjacent to the read-out region among the pixels included in the non-read-out region in the first mode. Pixel A setting step of driving the setting unit to set the potential of the input unit to a third potential in a state where the transfer unit can transfer charges in one period; and the non-reading region in the first mode. Are driven so that the setting unit sets the potential of the input unit to a fourth potential in a second period after the first period and puts it into a non-selected state. In the non-selection step and in the first mode, after the second period, each of the pixels included in the readout region is changed to the photoelectric conversion unit of the selected pixel among the pixels included in the readout region. And a step of driving so that charges are transferred to the input unit by the transfer unit.
本発明の第5側面に係る撮像システムは、本発明の第1側面に係る撮像装置と、前記撮像装置の前記画素配列へ光を結像する光学系と、前記撮像装置からの出力信号を処理して画像データを生成する信号処理部とを備えたことを特徴とする。 An imaging system according to a fifth aspect of the present invention processes the imaging device according to the first aspect of the present invention, an optical system that focuses light onto the pixel array of the imaging device, and an output signal from the imaging device. And a signal processing unit for generating image data.
本発明によれば、増幅部の入力部の電位によりそれぞれの画素の選択及び非選択を行う撮像装置において、非読み出し領域に含まれる画素から光電荷が漏れ出すこととを低減できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the imaging device which selects and deselects each pixel with the electric potential of the input part of an amplifier, it can reduce that a photoelectric charge leaks from the pixel contained in a non-reading area | region.
本発明の第1実施形態に係る撮像装置100について、図1を用いて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る撮像装置100の構成図である。
An
撮像装置100は、図1(a)に示すように、画素配列PA及び駆動部103を備える。
The
画素配列PAは、第1のモードにおいて、読み出し領域101と非読み出し領域102a,102bとを含む。読み出し領域101は、第1のモードにおいて、画素から信号が読み出される領域である。非読み出し領域102a,102bは、第1のモードにおいて、画素から信号が読み出されない領域である。これにより、第1のモードにおいて得られる画像は、図1(c)に示すように、アスペクト比が16:9になる。なお、読み出し領域101は、読み出すように選択された行の画素である選択画素と、その選択画素以外の画素である非選択画素とを含む。
The pixel array PA includes a
一方、画素配列PAは、第2のモードにおいて、全ての画素から信号が読み出される。これにより、第2のモードにおいて得られる画像は、図1(b)に示すように、アスペクト比が4:3になる。なお、全ての画素は、読み出すように選択された行の画素である選択画素と、その選択画素以外の画素である非選択画素とを含む。 On the other hand, in the pixel array PA, signals are read from all the pixels in the second mode. Thus, the image obtained in the second mode has an aspect ratio of 4: 3 as shown in FIG. Note that all the pixels include a selected pixel that is a pixel in a row selected to be read and a non-selected pixel that is a pixel other than the selected pixel.
駆動部103は、画素配列PAの周辺に配される。駆動部103は、画素配列PAにおける複数の画素(図2参照)を駆動する。駆動部103は、例えば、画素配列PAを垂直方向に走査する垂直走査回路である。
The
なお、図1では、各列の列信号線71,72・・・(図2参照)に出力された信号を読み出すために読み出し回路や、その読み出し回路を水平方向に走査するための水平走査回路などの図示が省略されている。
In FIG. 1, a readout circuit for reading out signals output to the
次に、撮像装置100における画素配列PAについて、図2を用いて説明する。図2は、撮像装置100が有する画素配列PAの構成を示す図である。
Next, the pixel array PA in the
画素配列PAでは、図2に示すように、複数の画素(6a1,6a2,・・・,6an,・・・,6cn,・・・)が行方向及び列方向に配列されている。 In the pixel array PA, as shown in FIG. 2, a plurality of pixels (6a1, 6a2,..., 6an,..., 6cn,...) Are arrayed in the row direction and the column direction.
画素6a1は、光電変換部1、入力部5、転送部2a、設定部3a、及び増幅部4を備える。ここで、画素とは、1つの光電変換素子及びこの光電変換素子から出力線へ信号を読み出すための素子集合の最小単位を指す。隣接する光電変換素子において、素子を共有することも可能であるが、この場合にも1つの光電変換素子の信号を読み出すための素子集合の最小単位で定義づけられる。
The pixel 6a1 includes a photoelectric conversion unit 1, an
光電変換部1は、入射した光に応じた電荷を発生させて蓄積する。光電変換部1は、例えば、負電荷(電子)を蓄積するタイプのフォトダイオードである。 The photoelectric conversion unit 1 generates and accumulates charges according to incident light. The photoelectric conversion unit 1 is, for example, a type of photodiode that accumulates negative charges (electrons).
入力部5は、後述の増幅部4の入力部であり、光電変換部1が蓄積した電荷を保持する。入力部5は、例えば、フローティングディフュージョンである。
The
転送部2aは、光電変換部1に蓄積された電荷を所定のタイミングで入力部5に転送する。転送部2aは、例えば、転送用のMOSトランジスタである。
The
設定部3aは、入力部5の電位を第1の電位(図4に示すV1参照)に設定して選択状態にし、入力部5の電位を第2の電位(図4に示すV2参照)に設定して非選択状態にする。設定部3aは、例えば、リセット用のMOSトランジスタである。第1の電位は、増幅部4がオンする電位であり、光電変換部1をリセットするのに必要な電位よりも高い必要がある。第2の電位は、増幅部4がオフする電位であり、「列信号線71等の電位+増幅部4(増幅用のNMOSトランジスタ)がオンする閾値電圧」よりも低い必要がある。
The
増幅部4は、入力部5に保持された電荷による信号(電圧)を増幅する。増幅部4は、例えば、増幅用のNMOSトランジスタである。
The amplifying
なお、他の画素6a2等についても、画素6a1と同様である。 The other pixels 6a2 and the like are the same as the pixel 6a1.
次に、撮像装置100における駆動部103について、図3及び図4を用いて説明する。図3は、駆動部103の回路構成の一部を示す図である。図4は、駆動部103が画素に供給するパルスの波形図である。
Next, the
まず、第1のモードが選択された場合について説明する。 First, a case where the first mode is selected will be described.
このとき、図3に示すモード制御端子Nenには、第1のモードが選択されたことを示すHレベルの信号が入力される。これにより、トランスファーゲートG1,G3が開くとともに、トランスファーゲートG2,G4が閉じる。そして、駆動部103は、第1のモードにおいて、非読み出し領域102a,102bに含まれる画素の転送部2aにパルスP2a(図4参照)を供給し、設定部3aにパルスP3a(図4参照)を供給する。また、駆動部103は、第1のモードにおいて、選択画素の転送部2bにパルスP2b(図4参照)を供給し、設定部3bにパルスP3b(図4参照)を供給する。駆動部103は、第1のモードにおいて、非選択画素の転送部2cにパルスP2c(図4参照)を供給し、設定部3cにパルスP3c(図4参照)を供給する。
At this time, an H level signal indicating that the first mode has been selected is input to the mode control terminal Nen shown in FIG. Thereby, the transfer gates G1 and G3 are opened, and the transfer gates G2 and G4 are closed. In the first mode, the driving
すなわち、駆動部103は、第1のモードにおいて非読み出し領域102a,102bに含まれる画素のそれぞれを、第1の期間において転送部2aが電荷を転送できる状態で設定部3aが入力部5の電位を第3の電位に設定するように、駆動する。この工程を設定工程と呼ぶ。第3の電位は、増幅部4をオンする電位であり、上記の第1の電位に等しく、例えば、図4に示すリセット電源信号Vresの電位V1である。第1の期間は、例えば、図4に示す「間引き画素リセット期間」である。これにより、第1のモードにおいて非読み出し領域102a,102bに含まれる各画素では、第1の期間において、転送部2aと設定部3aとがともにオンして、光電変換部1及び入力部5がリセットされる。
That is, the driving
また、駆動部103は、第1のモードにおいて、選択画素を、第1の期間において転送部2b及び設定部3bがオフするように、駆動する。駆動部103は、第1のモードにおいて、非選択画素を、第1の期間において転送部2c及び設定部3cがオフするように、駆動する。
In the first mode, the driving
次に、駆動部103は、第1のモードにおいて非読み出し領域102a,102bに含まれる画素のそれぞれを、第1の期間よりも後の第2の期間において設定部3aが入力部5の電位を第4の電位に設定して非選択状態にするように、駆動する。この工程を非選択工程と呼ぶ。第4の電位は、増幅部4がオフする電位であり、上記の第2の電位に等しく、例えば、図4に示すリセット電源信号Vresの電位V2である。第2の期間は、例えば、図4に示す「非選択画素リセット期間」である。これにより、第1のモードにおいて非読み出し領域102a,102bに含まれる各画素では、第2の期間において、転送部2aがオフして、設定部3aがオンする。そして、入力部5の電位が第1の電位になり、増幅部4がオフされた状態が維持される非選択状態になる。
Next, in the first mode, the driving
また、駆動部103は、第1のモードにおいて、選択画素を、第2の期間において転送部2b及び設定部3bがオフするように、駆動する。駆動部103は、第1のモードにおいて、非選択画素を、第1の期間において転送部2cがオフし設定部3cがオンするように、駆動する。これにより、非選択画素は、入力部5の電位が第2の電位(例えば、図4に示すV2)に設定されて非選択状態になる。
In the first mode, the driving
次に、駆動部103は、第1のモードにおいて、選択画素を、第2の期間よりも後の第3の期間において転送部2bがオフし設定部3bがオンするように、駆動する。第3の期間は、例えば、図4に示す「選択画素信号読み出し期間」である。これにより、選択画素は、入力部5の電位が第1の電位(例えば、図4に示すV1)に設定されて選択状態になる。そして、駆動部103は、第1のモードにおいて、選択画素を、第2の期間よりも後の第3の期間において転送部2bがオンし設定部3bがオフするように、駆動する。これにより、選択画素では、光電変換部1に蓄積された電荷が入力部5へ転送されて、入力部5に保持された電荷による信号(電圧)が増幅されて出力信号線に読み出される。なお、駆動部103は、第1のモードにおいて非読み出し領域102a,102bに含まれる画素のそれぞれを、第3の期間において転送部2a及び設定部3aがオフするように、駆動する。駆動部103は、第1のモードにおいて、非選択画素を、第3の期間において転送部2c及び設定部3cがオフするように、駆動する。
Next, in the first mode, the driving
次に、第2のモードが選択された場合について、第1のモードが選択された場合と異なる部分を中心に説明する。 Next, the case where the second mode is selected will be described focusing on the differences from the case where the first mode is selected.
このとき、図3に示すモード制御端子Nenには、Lレベルの信号が入力される。これにより、トランスファーゲートG2,G4が開くとともに、トランスファーゲートG1,G3が閉じる。これにより、駆動部103は、第1のモードにおいて、選択画素の転送部2aにパルスP2b(図4参照)を供給し、設定部3aにパルスP3b(図4参照)を供給する。あるいは、駆動部103は、第1のモードにおいて、非選択画素の転送部2aにパルスP2c(図4参照)を供給し、設定部3aにパルスP3c(図4参照)を供給する。
At this time, an L level signal is input to the mode control terminal Nen shown in FIG. Thereby, the transfer gates G2 and G4 are opened and the transfer gates G1 and G3 are closed. Accordingly, in the first mode, the driving
すなわち、駆動部103は、第1のモードにおいて、選択画素を、第1の期間において転送部2a及び設定部3aがオフするように、駆動する。あるいは、駆動部103は、第1のモードにおいて、非選択画素を、第1の期間において転送部2a及び設定部3aがオフするように、駆動する。
That is, in the first mode, the driving
次に、駆動部103は、第1のモードにおいて、選択画素を、第2の期間において転送部2a及び設定部3aがオフするように、駆動する。駆動部103は、第1のモードにおいて、非選択画素を、第2の期間において転送部2cがオフし設定部3cがオンするように、駆動する。これにより、非選択画素は、入力部5の電位が第2の電位(例えば、図4に示すV2)に設定されて非選択状態になる。
Next, in the first mode, the driving
次に、駆動部103は、第1のモードにおいて、選択画素を、第2の期間よりも後の第3の期間において転送部2aがオフし設定部3aがオンするように、駆動する。これにより、選択画素は、入力部5の電位が第1の電位(例えば、図4に示すV1)に設定されて選択状態になる。そして、駆動部103は、第1のモードにおいて、選択画素を、第2の期間よりも後の第3の期間において転送部2aがオンし設定部3aがオフするように、駆動する。これにより、選択画素では、光電変換部1に蓄積された電荷が入力部5へ転送されて、入力部5に保持された電荷による信号(電圧)が増幅されて出力信号線に読み出される。あるいは、駆動部103は、第1のモードにおいて、非選択画素を、第3の期間において転送部2a及び設定部3aがオフするように、駆動する。
Next, in the first mode, the driving
なお、光電変換素子が正孔を蓄積するタイプのフォトダイオードであったり、増幅トランジスタがP-MOSFETであったりしてもよい。ただしその場合、NMOSとPMOSでは極性が反転するため、本実施形態中に記載している電位の高低関係も反転する。 The photoelectric conversion element may be a photodiode that accumulates holes, or the amplification transistor may be a P-MOSFET. However, in this case, the polarity of NMOS and PMOS is inverted, so the potential relationship described in this embodiment is also inverted.
以上のように、本発明の第1実施形態によれば、第1のモードにおいて、非読み出し領域に含まれる画素の光電変換部1を好適にリセットすることと、入力部5の電位をオフ電位(第2の電位)にすることとを両立できる。したがって、入力部の電位によりそれぞれの画素の選択及び非選択を行う撮像装置において、非読み出し領域に含まれる画素から光電荷が漏れ出すこととを低減できる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, in the first mode, the photoelectric conversion unit 1 of the pixel included in the non-readout region is preferably reset, and the potential of the
次に、本発明の撮像装置100を適用した撮像システムの一例を図5に示す。
Next, an example of an imaging system to which the
撮像システム90は、図5に示すように、主として、光学系、撮像装置100及び信号処理部を備える。光学系は、主として、シャッター91、撮影レンズ92及び絞り93を備える。信号処理部は、主として、撮像信号処理回路95、A/D変換器96、画像信号処理部97、メモリ部87、外部I/F部89、タイミング発生部98、全体制御・演算部99、記録媒体88及び記録媒体制御I/F部94を備える。なお、信号処理部は、記録媒体88を備えなくても良い。
As shown in FIG. 5, the
シャッター91は、光路上において撮影レンズ92の手前に設けられ、露出を制御する。
The
撮影レンズ92は、入射した光を屈折させて、撮像装置100へ被写体の像を結像させる。
The
絞り93は、光路上において撮影レンズ92と撮像装置100との間に設けられ、撮影レンズ92を通過後に撮像装置100へ導かれる光の量を調節する。
The
撮像装置100は、画素配列PAに結像された被写体の像を画像信号に変換する。撮像装置100は、その画像信号を画素配列PAから読み出して出力する。
The
撮像信号処理回路95は、撮像装置100に接続されており、撮像装置100から出力された画像信号を処理する。
The imaging
A/D変換器96は、撮像信号処理回路95に接続されており、撮像信号処理回路95から出力された処理後の画像信号(アナログ信号)をデジタル信号へ変換する。
The A /
画像信号処理部97は、A/D変換器96に接続されており、A/D変換器96から出力された画像信号(デジタル信号)に各種の補正等の演算処理を行い、画像データを生成する。この画像データは、メモリ部87、外部I/F部89、全体制御・演算部99及び記録媒体制御I/F部94などへ供給される。
The image
メモリ部87は、画像信号処理部97に接続されており、画像信号処理部97から出力された画像データを記憶する。
The
外部I/F部89は、画像信号処理部97に接続されている。これにより、画像信号処理部97から出力された画像データを、外部I/F部89を介して外部の機器(パソコン等)へ転送する。
The external I /
タイミング発生部98は、撮像装置100、撮像信号処理回路95、A/D変換器96及び画像信号処理部97に接続されている。これにより、撮像装置100、撮像信号処理回路95、A/D変換器96及び画像信号処理部97へタイミング信号を供給する。そして、撮像装置100、撮像信号処理回路95、A/D変換器96及び画像信号処理部97がタイミング信号に同期して動作する。
The
全体制御・演算部99は、タイミング発生部98、画像信号処理部97及び記録媒体制御I/F部94に接続されており、タイミング発生部98、画像信号処理部97及び記録媒体制御I/F部94を全体的に制御する。
The overall control /
記録媒体88は、記録媒体制御I/F部94に取り外し可能に接続されている。これにより、画像信号処理部97から出力された画像データを、記録媒体制御I/F部94を介して記録媒体88へ記録する。
The recording medium 88 is detachably connected to the recording medium control I /
以上の構成により、撮像装置100において良好な画像信号が得られれば、良好な画像(画像データ)を得ることができる。
With the above configuration, if a good image signal is obtained in the
次に、本発明の第2実施形態に係る撮像装置200について、図6〜図8を用いて説明する。図6は、本発明の第2実施形態に係る撮像装置200の構成図である。図7は、撮像装置200における画素配列PAの構成を示す図である。図8は、駆動部203が画素に供給するパルスの波形図である。以下では、第1実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分に関しては説明を省略する。
Next, an
撮像装置200は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるが、駆動部203を備える点で、第1実施形態と異なる。
The basic configuration of the
駆動部203は、図7に示すように、トランスファーゲートG201を備える点で、第1実施形態の駆動部103と異なる。これにより、第1のモードが選択された場合の駆動部203の動作が次のように異なる。
As shown in FIG. 7, the
すなわち、図7に示すモード制御端子Nenには、第1のモードが選択されたことを示すHレベルの信号が入力される。これにより、トランスファーゲートG201,G3が開くとともに、トランスファーゲートG2,G4が閉じる。そして、駆動部103は、第1のモードにおいて、非読み出し領域102a,102bに含まれる画素の転送部2aにパルスP2a1(図8参照)を供給し、設定部3aにパルスP3a(図4参照)を供給する。
That is, an H level signal indicating that the first mode has been selected is input to the mode control terminal Nen shown in FIG. Thereby, the transfer gates G201 and G3 are opened, and the transfer gates G2 and G4 are closed. In the first mode, the driving
すなわち、駆動部103は、第1のモードにおいて非読み出し領域102a,102bに含まれる画素のそれぞれを、第1の期間、第2の期間、及び第3の期間において転送部2aがオン状態に固定されるように、駆動する。言い換えれば、上記の設定工程及び非選択工程では、第1のモードにおいて非読み出し領域102a,102bに含まれる画素のそれぞれを、転送部2aがオン状態に固定されるように、駆動する。
In other words, the driving
第1実施形態では、第1のモードにおいて非読み出し領域102a,102bに含まれる画素において、転送部2a及び設定部3aの両方がパルス駆動されている。入力部5は、転送部2a及び設定部3aに接続されているため、これら2つの素子がパルス駆動されると、それによって入力部5の電位が振られる。入力部5の電位が変動すると、増幅部4を介して信号出力も変動してしまう。
In the first embodiment, both the
たとえば、仮に、画素配列PAの中央部と周辺部とで入力部5の振られ量が大きく異なると、出力信号に面内シェーディングが発生してしまう。また、それとは別に、転送部2a及び設定部3aがパルス駆動されると、半導体基板を介して、光電変換部1の基準電位が変動してしまう。そうすると、光電変換部1に蓄積されていた光電荷が周囲に漏れ出してしまう。特に、光電変換部1の飽和近くまで光電荷を蓄積している状態だと、もともと隣接する画素へ電荷が漏れ出しやすい状態であるため、わずかな基準電位の変動でも隣接する画素へ光電荷の漏れ出しが発生してしまう。
For example, if the shake amount of the
それに対して、第2実施形態では、設定部3aのみがパルス駆動されており、転送部2aはオン固定となっている。すなわち、第2実施形態の方が、第1実施形態に比較して、パルス駆動される素子(例えば、トランジスタ)の数が少なくなる。これにより、出力信号に面内シェーディングが発生することを低減でき、光電変換部1に蓄積された光電荷が隣接する画素へ漏れ出すことを低減できる。
In contrast, in the second embodiment, only the
次に、本発明の第3実施形態に係る撮像装置300について、図9〜図10を用いて説明する。図9は、本発明の第3実施形態に係る撮像装置300の構成図である。図10は、撮像装置300における画素配列PAの構成を示す図である。以下では、第1実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分に関しては説明を省略する。 撮像装置300は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるが、図10に示すように、駆動部303が、トランスファーゲートG301およびG303を備える点で、第1実施形態の駆動部103と異なる。これにより、第1のモードが選択された場合の駆動部303の動作が次のように異なる。
Next, an
図10に示すモード制御端子Nenには、第1のモードが選択されたことを示すHレベルの信号が入力される。これにより、トランスファーゲートG301,G303がオンするとともに、トランスファーゲートG2,G4がオフする。そして、図4に示すとおり、駆動部303は、第1のモードにおいて、非読み出し領域302a,302bに含まれる画素のうち読み出し領域101に隣接する部分302a1,302b1の画素にP2aおよびP3aを供給する。すなわち、駆動部303は、第1の期間において転送部2aが電荷を転送できる状態で設定部3aが入力部5の電位を第3の電位に設定するように、駆動する。
The mode control terminal Nen shown in FIG. 10 receives an H level signal indicating that the first mode has been selected. Thereby, the transfer gates G301 and G303 are turned on, and the transfer gates G2 and G4 are turned off. Then, as illustrated in FIG. 4, in the first mode, the driving
上記のように、第1実施形態では、第1のモードにおいて非読み出し領域102a,102bに含まれるすべての画素が、第1の期間において、転送部2a及び設定部3aの両方がパルス駆動されている。
As described above, in the first embodiment, in the first mode, all the pixels included in the
それに対して、第3実施形態では、第1のモードにおいて非読み出し領域302a,302bに含まれる画素のうち読み出し領域101に隣接する部分の画素が、第1の期間において、転送部2a及び設定部3aの両方がパルス駆動されている。非読み出し領域302a,302bに含まれるそれ以外の部分302a2,302b2の画素は、第1の期間において、転送部2a及び設定部3aの両方がオフ固定となっている。すなわち、第3実施形態の方が、第1実施形態に比較して、第1の期間においてパルス駆動される素子、例えばトランジスタの数が少なくなる。これにより、出力信号の面内シェーディングを低減できる。
On the other hand, in the third embodiment, among the pixels included in the
なお、駆動部303(例えば、垂直走査回路)は、非読み出し領域302a,302bに含まれる画素のうち読み出し領域101に隣接する部分302a1,302b1の画素(P2aおよびP3aが供給される画素)を順次走査してもよい。これにより、駆動部303は、非読み出し領域302a,302bに含まれる画素のうち読み出し領域101に隣接する部分302a1,302b1に含まれる全ての画素の光電荷をリセットすることが可能となる。
Note that the driving unit 303 (for example, a vertical scanning circuit) sequentially selects pixels in the portions 302a1 and 302b1 adjacent to the reading region 101 (pixels to which P2a and P3a are supplied) among the pixels included in the
または、駆動部303は、必ずしも、非読み出し領域302a,302bに含まれる画素のうち読み出し領域101に隣接する部分302a1,302b1に含まれる全ての画素の光電荷をリセットする必要はない。すなわち、駆動部303は、部分302a1,302b1のうち読み出し領域101の近傍の一部の画素のみにP2aおよびP3aが供給してもよい。この場合でも、読み出し領域に含まれる画素へ光電荷があふれることを抑制することができる。
Alternatively, the driving
1 光電変換部
2a等 転送部
3a等 設定部
5 入力部
6a1等 画素
100,200,300 撮像装置
101 読み出し領域
102a,102b 非読み出し領域
103,203,303 駆動部
PA 画素配列
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (39)
前記画素配列における複数の画素を駆動する駆動部と、
を備え、
前記画素配列は、第1のモードにおいて、画素から信号が読み出される読み出し領域と、画素から信号が読み出されない非読み出し領域とを含み、
前記駆動部は、前記第1のモードにおいて、前記非読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、第1の期間において前記転送部が電荷を転送できる状態で前記設定部が前記入力部の電位を第3の電位に設定して前記光電変換部をリセットし、前記第1の期間よりも後の第2の期間において前記設定部が前記入力部の電位を第4の電位に設定して非選択状態にするように、駆動し、
前記駆動部は、前記第1のモードにおいて、前記第2の期間の後に、前記読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、前記読み出し領域に含まれる画素のうち選択された画素の前記光電変換部の電荷が前記転送部によって前記入力部に転送されるように、駆動する、
ことを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit; an amplification unit that amplifies a signal based on the charge generated in the photoelectric conversion unit; an input unit of the amplification unit; and a transfer unit that transfers charges accumulated in the photoelectric conversion unit to the input unit. A plurality of pixels each including a setting unit that sets a potential of the input unit to a first potential to be in a selected state, and sets a potential of the input unit to a second potential to be in a non-selected state. And a pixel array arranged in the column direction;
A drive unit for driving a plurality of pixels in the pixel array;
With
In the first mode, the pixel array includes a readout region where a signal is read from the pixel and a non-read region where a signal is not read from the pixel,
In the first mode, the driving unit sets the potential of the input unit in the state in which each of the pixels included in the non-readout region is in a state where the transfer unit can transfer charges in the first period. The potential is set to 3 and the photoelectric conversion unit is reset, and in the second period after the first period, the setting unit sets the potential of the input unit to the fourth potential and is not selected. To drive and
In the first mode, after the second period, the driving unit converts each of the pixels included in the readout region of the photoelectric conversion unit of the selected pixel among the pixels included in the readout region. Driving so that charges are transferred to the input unit by the transfer unit ;
An imaging apparatus characterized by that.
前記駆動部は、前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のそれぞれの前記転送部に含まれる前記トランジスタを、前記第1の期間においてオンし、前記第2の期間においてオフするように、駆動する
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The transfer unit of each of the plurality of pixels includes a transistor,
The driving unit turns on the transistor included in the transfer unit of each pixel included in the non-readout region in the first mode in the first period and turns off the transistor in the second period. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus is driven.
前記駆動部は、前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のそれぞれの前記転送部に含まれる前記トランジスタがオン状態に固定されるように、駆動する
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The transfer unit of each of the plurality of pixels includes a transistor,
2. The drive unit according to claim 1, wherein the drive unit is driven so that the transistor included in the transfer unit of each of the pixels included in the non-readout region is fixed in an on state in the first mode. The imaging device described in 1.
前記第1の電位及び前記第3の電位は、前記増幅トランジスタがオンする電位であり、 前記第2の電位及び前記第4の電位は、前記増幅トランジスタがオフする電位である
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像装置。 The amplifying unit of each of the plurality of pixels includes an amplifying transistor,
The first potential and the third potential are potentials at which the amplification transistor is turned on, and the second potential and the fourth potential are potentials at which the amplification transistor is turned off. The imaging device according to any one of claims 1 to 3.
前記第4の電位は、前記第2の電位に等しい
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。 The third potential is equal to the first potential;
5. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the fourth potential is equal to the second potential. 6.
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像装置。 6. The imaging device according to claim 1, wherein in the second pixel mode, signals are read from all pixels in the second mode.
前記駆動部は、前記第1のモードにおいて、前記非読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、前記入力部に前記第3の電位が供給される期間と前記入力部に前記第4の電位が供給される期間との間に前記リセットトランジスタがオフする期間があるように、駆動する、 In the first mode, the driving unit supplies each of the pixels included in the non-readout region to the input unit during the period in which the third potential is supplied to the input unit and the fourth potential to the input unit. Driving so that there is a period during which the reset transistor is turned off between
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像装置。 The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image pickup apparatus is an image pickup apparatus.
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein
ことを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 8.
前記画素配列における複数の画素を駆動する駆動部と、
を備え、
前記画素配列は、第1のモードにおいて、画素から信号が読み出される読み出し領域と、画素から信号が読み出されない非読み出し領域とを含み、
前記駆動部は、前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のうち前記読み出し領域に隣接する部分の画素を、第1の期間において前記転送部が電荷を転送できる状態で前記設定部が前記入力部の電位を第3の電位に設定して前記光電変換部をリセットし、前記第1の期間よりも後の第2の期間において前記設定部が前記入力部の電位を第4の電位に設定して非選択状態にするように、駆動し、
前記駆動部は、前記第1のモードにおいて、前記第2の期間の後に、前記読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、前記読み出し領域に含まれる画素のうち選択された画素の前記光電変換部の電荷が前記転送部によって前記入力部に転送されるように、駆動する、
ことを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit; an amplification unit that amplifies a signal based on the charge generated in the photoelectric conversion unit; an input unit of the amplification unit; and a transfer unit that transfers charges accumulated in the photoelectric conversion unit to the input unit. A plurality of pixels each including a setting unit that sets a potential of the input unit to a first potential to be in a selected state, and sets a potential of the input unit to a second potential to be in a non-selected state. And a pixel array arranged in the column direction;
A drive unit for driving a plurality of pixels in the pixel array;
With
In the first mode, the pixel array includes a readout region where a signal is read from the pixel and a non-read region where a signal is not read from the pixel,
In the first mode, the driving unit is configured so that a pixel adjacent to the readout region among the pixels included in the non-readout region is in a state where the transfer unit can transfer charges in a first period. Sets the potential of the input unit to a third potential and resets the photoelectric conversion unit, and the setting unit sets the potential of the input unit to a fourth potential in a second period after the first period. Drive to set to potential and deselect,
In the first mode, after the second period, the driving unit converts each of the pixels included in the readout region of the photoelectric conversion unit of the selected pixel among the pixels included in the readout region. Driving so that charges are transferred to the input unit by the transfer unit ;
An imaging apparatus characterized by that.
前記駆動部は、前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のうち前記読み出し領域に隣接する部分の画素の前記転送部に含まれる前記トランジスタを、前記第1の期間においてオンし、前記第2の期間においてオフするように、駆動する
ことを特徴とする請求項10に記載の撮像装置。 The transfer unit of each of the plurality of pixels includes a transistor,
The driving unit turns on the transistor included in the transfer unit of a pixel adjacent to the readout region among the pixels included in the non-readout region in the first mode in the first period, The imaging apparatus according to claim 10 , wherein the imaging apparatus is driven so as to be turned off in the second period.
前記駆動部は、前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のうち前記読み出し領域に隣接する部分の画素の前記転送部に含まれる前記トランジスタがオン状態に固定されるように、駆動する
ことを特徴とする請求項10に記載の撮像装置。 The transfer unit of each of the plurality of pixels includes a transistor,
The driving unit is driven so that the transistor included in the transfer unit of a pixel adjacent to the reading region among the pixels included in the non-reading region in the first mode is fixed in an on state. The imaging apparatus according to claim 10 .
前記第1の電位及び前記第3の電位は、前記増幅トランジスタがオンする電位であり、 前記第2の電位及び前記第4の電位は、前記増幅トランジスタがオフする電位である
ことを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載の撮像装置。 The amplifying unit of each of the plurality of pixels includes an amplifying transistor,
The first potential and the third potential are potentials at which the amplification transistor is turned on, and the second potential and the fourth potential are potentials at which the amplification transistor is turned off. The imaging device according to any one of claims 10 to 12 .
前記第4の電位は、前記第2の電位に等しい
ことを特徴とする請求項10から13のいずれか1項に記載の撮像装置。 The third potential is equal to the first potential;
It said fourth potential, the imaging apparatus according to any one of claims 10 to 13, equal to said second potential.
ことを特徴とする請求項10から14いずれか1項に記載の撮像装置。 The pixel array, in the second mode, the imaging apparatus according to 14 any one of claims 10, characterized in that signals are read out from all pixels.
前記駆動部は、前記第1のモードにおいて、前記非読み出し領域に含まれる画素のうち前記読み出し領域に隣接する部分の画素のそれぞれを、前記入力部に前記第3の電位が供給される期間と前記入力部に前記第4の電位が供給される期間との間に前記リセットトランジスタがオフする期間があるように、駆動する、 In the first mode, the drive unit includes a period in which the third potential is supplied to the input unit for each of the pixels adjacent to the read region among the pixels included in the non-read region. Driving so that there is a period in which the reset transistor is turned off between a period in which the fourth potential is supplied to the input unit;
ことを特徴とする請求項10から15のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to any one of claims 10 to 15, wherein
ことを特徴とする請求項10から16のいずれか1項に記載の撮像装置。 The image pickup apparatus according to claim 10, wherein the image pickup apparatus is an image pickup apparatus.
ことを特徴とする請求項17に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 17.
ことを特徴とする請求項10から18のいずれか1項に記載の撮像装置。 The image pickup apparatus according to claim 10, wherein the image pickup apparatus is an image pickup apparatus.
前記画素配列は、第1のモードにおいて、画素から信号が読み出される読み出し領域と、画素から信号が読み出されない非読み出し領域とを含み、
前記駆動方法は、
前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、第1の期間において前記転送部が電荷を転送できる状態で前記設定部が前記入力部の電位を第3の電位に設定するように、駆動する設定工程と、
前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、前記第1の期間よりも後の第2の期間において前記設定部が前記入力部の電位を第4の電位に設定して非選択状態にするように、駆動する非選択工程と、
前記第1のモードにおいて、前記第2の期間の後に、前記読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、前記読み出し領域に含まれる画素のうち選択された画素の前記光電変換部の電荷が前記転送部によって前記入力部に転送されるように、駆動する工程と、を含むことを特徴とする撮像装置の駆動方法。 A photoelectric conversion unit; an amplification unit that amplifies a signal based on the charge generated in the photoelectric conversion unit; an input unit of the amplification unit; and a transfer unit that transfers charges accumulated in the photoelectric conversion unit to the input unit. A plurality of pixels each including a setting unit that sets a potential of the input unit to a first potential to be in a selected state, and sets a potential of the input unit to a second potential to be in a non-selected state. And a driving method of an imaging device having a pixel array arranged in a column direction,
In the first mode, the pixel array includes a readout region where a signal is read from the pixel and a non-read region where a signal is not read from the pixel,
The driving method is:
In each of the pixels included in the non-readout region in the first mode, the setting unit sets the potential of the input unit to a third potential in a state where the transfer unit can transfer charges in the first period. The setting process to drive,
In each of the pixels included in the non-readout region in the first mode, the setting unit sets the potential of the input unit to a fourth potential in a second period after the first period. A non-selection process to be driven so as to be in a non-selection state;
In the first mode, after the second period, the charge of the photoelectric conversion unit of each pixel included in the readout region is changed from the pixel included in the readout region to the transfer unit. the driving method of an image pickup apparatus characterized by comprising the steps, a driving be transferred to the input section by.
前記設定工程では、前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のそれぞれの前記転送部に含まれる前記トランジスタを、前記第1の期間においてオンするように、駆動し、
前記非選択工程では、前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のそれぞれの前記転送部に含まれる前記トランジスタを、前記第2の期間においてオフするように、駆動する
ことを特徴とする請求項20に記載の撮像装置の駆動方法。 The transfer unit of each of the plurality of pixels includes a transistor,
In the setting step, the transistor included in the transfer unit of each of the pixels included in the non-readout region in the first mode is driven so as to be turned on in the first period;
In the non-selection step, the transistor included in the transfer unit of each pixel included in the non-readout region in the first mode is driven so as to be turned off in the second period. The driving method of the imaging apparatus according to claim 20 .
前記設定工程および前記非選択工程では、前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のそれぞれの前記転送部に含まれる前記トランジスタがオン状態に固定されるように、駆動する
ことを特徴とする請求項20に記載の撮像装置の駆動方法。 The transfer unit of each of the plurality of pixels includes a transistor,
In the setting step and the non-selection step, driving is performed so that the transistor included in each transfer unit of each pixel included in the non-readout region is fixed in an on state in the first mode. The driving method of the imaging device according to claim 20 .
前記第1の電位及び前記第3の電位は、前記増幅トランジスタがオンする電位であり、 前記第2の電位及び前記第4の電位は、前記増幅トランジスタがオフする電位である
ことを特徴とする請求項20から22のいずれか1項に記載の撮像装置の駆動方法。 The amplifying unit of each of the plurality of pixels includes an amplifying transistor,
The first potential and the third potential are potentials at which the amplification transistor is turned on, and the second potential and the fourth potential are potentials at which the amplification transistor is turned off. The driving method of the imaging apparatus according to any one of claims 20 to 22 .
前記第4の電位は、前記第2の電位に等しい
ことを特徴とする請求項20から23のいずれか1項に記載の撮像装置の駆動方法。 The third potential is equal to the first potential;
It said fourth potential, the driving method of the imaging apparatus according to any one of claims 20 to 23, equal to said second potential.
ことを特徴とする請求項20から24のいずれか1項に記載の撮像装置の駆動方法。 The pixel array, in the second mode, the driving of the image pickup apparatus according to claims 20, characterized in that signal by the input section charge held in the all pixels are read out in any one of 24 Method.
前記駆動方法は、前記第1のモードにおいて、前記非読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、前記入力部に前記第3の電位が供給される期間と前記入力部に前記第4の電位が供給される期間との間に前記リセットトランジスタがオフする期間があるように、駆動する工程を更に含む、 In the driving method, in the first mode, each pixel included in the non-readout region is supplied with the fourth potential supplied to the input portion and the period during which the third potential is supplied to the input portion. And a step of driving the reset transistor so that there is a period during which the reset transistor is turned off.
ことを特徴とする請求項20から25のいずれか1項に記載の撮像装置の駆動方法。 26. The driving method of an imaging apparatus according to claim 20, wherein
ことを特徴とする請求項20から26のいずれか1項に記載の撮像装置の駆動方法。 27. The driving method of an imaging apparatus according to claim 20, wherein
ことを特徴とする請求項27に記載の撮像装置の駆動方法。 The method of driving an imaging apparatus according to claim 27.
前記画素配列は、第1のモードにおいて、画素から信号が読み出される読み出し領域と、画素から信号が読み出されない非読み出し領域とを含み、
前記駆動方法は、
前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のうち前記読み出し領域に隣接する部分の画素を、第1の期間において前記転送部が電荷を転送できる状態で前記設定部が前記入力部の電位を第3の電位に設定するように、駆動する設定工程と、
前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、前記第1の期間よりも後の第2の期間において前記設定部が前記入力部の電位を第4の電位に設定して非選択状態にするように、駆動する非選択工程と、
前記第1のモードにおいて、前記第2の期間の後に、前記読み出し領域に含まれる画素のそれぞれを、前記読み出し領域に含まれる画素のうち選択された画素の前記光電変換部の電荷が前記転送部によって前記入力部に転送されるように、駆動する工程と、を含むことを特徴とする撮像装置の駆動方法。 A photoelectric conversion unit; an amplification unit that amplifies a signal based on the charge generated in the photoelectric conversion unit; an input unit of the amplification unit; and a transfer unit that transfers charges accumulated in the photoelectric conversion unit to the input unit. A plurality of pixels each including a setting unit that sets a potential of the input unit to a first potential to be in a selected state, and sets a potential of the input unit to a second potential to be in a non-selected state. And a driving method of an imaging device having a pixel array arranged in a column direction,
In the first mode, the pixel array includes a readout region where a signal is read from the pixel and a non-read region where a signal is not read from the pixel,
The driving method is:
Among the pixels included in the non-readout area in the first mode, the setting section is connected to the input section in a state where the transfer section can transfer charges in the first period. A setting step of driving so as to set the potential to the third potential;
In each of the pixels included in the non-readout region in the first mode, the setting unit sets the potential of the input unit to a fourth potential in a second period after the first period. A non-selection process to be driven so as to be in a non-selection state;
In the first mode, after the second period, the charge of the photoelectric conversion unit of each pixel included in the readout region is changed from the pixel included in the readout region to the transfer unit. the driving method of an image pickup apparatus characterized by comprising the steps, a driving be transferred to the input section by.
前記設定工程では、前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のうち前記読み出し領域に隣接する部分の画素の前記転送部に含まれる前記トランジスタを、前記第1の期間においてオンするように、駆動し、
前記非選択工程では、前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のうち前記読み出し領域に隣接する部分の画素の前記転送部に含まれる前記トランジスタを、前記第2の期間においてオフするように、駆動する
ことを特徴とする請求項29に記載の撮像装置の駆動方法。 The transfer unit of each of the plurality of pixels includes a transistor,
In the setting step, in the first mode, the transistor included in the transfer unit of the pixel adjacent to the readout region among the pixels included in the non-readout region is turned on in the first period. To drive,
In the non-selection step, in the first mode, the transistor included in the transfer unit of the pixel adjacent to the readout region among the pixels included in the non-readout region is turned off in the second period. 30. The driving method of the imaging apparatus according to claim 29 , wherein the driving is performed as described above.
前記設定工程および前記非選択工程では、前記第1のモードにおいて前記非読み出し領域に含まれる画素のうち前記読み出し領域に隣接する部分の画素の前記転送部に含まれる前記トランジスタがオン状態に固定されるように、駆動する
ことを特徴とする請求項29に記載の撮像装置の駆動方法。 The transfer unit of each of the plurality of pixels includes a transistor,
In the setting step and the non-selection step, in the first mode, among the pixels included in the non-readout region, the transistor included in the transfer portion of the pixel adjacent to the read region is fixed in an on state. 30. The driving method of the imaging apparatus according to claim 29 , wherein the driving is performed as described above.
前記第1の電位及び前記第3の電位は、前記増幅部がオンする電位であり、
前記第2の電位及び前記第4の電位は、前記増幅部がオフする電位である
ことを特徴とする請求項29から31のいずれか1項に記載の撮像装置の駆動方法。 The amplifying unit of each of the plurality of pixels includes a transistor,
The first potential and the third potential are potentials at which the amplification unit is turned on,
It said second potential and said fourth potential, the driving method of the imaging apparatus according to any one of claims 29 31, wherein the amplifying unit is a potential for turning off.
前記第4の電位は、前記第2の電位に等しい
ことを特徴とする請求項29から32のいずれか1項に記載の撮像装置の駆動方法。 The third potential is equal to the first potential;
Said fourth potential, the driving method of the imaging apparatus according to any one of claims 29 32, characterized in that equal to said second potential.
ことを特徴とする請求項29から33のいずれか1項に記載の撮像装置の駆動方法。 34. The driving of an imaging device according to claim 29 , wherein the pixel array reads out signals based on charges held in the input units of all pixels in the second mode. Method.
前記駆動方法は、前記第1のモードにおいて、前記非読み出し領域に含まれる画素のうち前記読み出し領域に隣接する部分の画素のそれぞれを、前記入力部に前記第3の電位が供給される期間と前記入力部に前記第4の電位が供給される期間との間に前記リセットトランジスタがオフする期間があるように、駆動する工程を更に含む、 In the first mode, in the first mode, each of the pixels adjacent to the readout region among the pixels included in the non-readout region is supplied with the third potential supplied to the input unit. A step of driving so that there is a period in which the reset transistor is turned off between a period in which the fourth potential is supplied to the input unit;
ことを特徴とする請求項29から34のいずれか1項に記載の撮像装置の駆動方法。 35. The method of driving an imaging apparatus according to claim 29, wherein
ことを特徴とする請求項29から35のいずれか1項に記載の撮像装置の駆動方法。 36. The method of driving an imaging apparatus according to any one of claims 29 to 35.
ことを特徴とする請求項36に記載の撮像装置の駆動方法。 37. A method for driving an imaging apparatus according to claim 36.
ことを特徴とする請求項28乃至37のいずれか1項に記載の撮像装置の駆動方法。 38. The method of driving an imaging apparatus according to claim 28, wherein
前記撮像装置の前記画素配列へ光を結像する光学系と、
前記撮像装置からの出力信号を処理して画像データを生成する信号処理部と、
を備えたことを特徴とする撮像システム。 The imaging device according to any one of claims 1 to 19 ,
An optical system for imaging light onto the pixel array of the imaging device;
A signal processing unit that processes output signals from the imaging device to generate image data;
An imaging system comprising:
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