KR101124240B1 - 고체촬상장치의 구동방법, 고체촬상장치 및 촬상 시스템 - Google Patents

Abstract

3-트랜지스터 구성의 증폭형 MOS센서에 있어서, 프레임 레이트를 높게 하면, 구동 모드를 바꾼 직후의 프레임의 축적 시간이 짧아진다. 축적 시간의 부족을 보충하기 위해서 게인 보정을 행하면, 화질의 저하를 일으킨다. 구동 모드를 바꾸기 전의 프레임에 있어서 판독 주사와 리셋트 주사를 병행하여서, 화소를 리셋트하는 기간과, 화소신호를 유지부에 유지시키는 기간을 중첩시키지 않는다.

Description

고체촬상장치의 구동방법, 고체촬상장치 및 촬상 시스템{DRIVING METHOD OF SOLID-STATE IMAGING APPARATUS, SOLID-STATE IMAGING APPARATUS, AND IMAGING SYSTEM}

본 발명은, 전자카메라에 사용되는 고체촬상장치, 촬상 시스템, 및 고체촬상장치의 구동방법에 관한 것이다.

전자 비디오카메라나 전자 스틸 카메라에는, 증폭형MOS센서라고 불리는 촬상장치가 이용되고 있다. 최근, 이것들의 촬상장치의 고기능화에 따라, 촬상영역 중, 원하는 영역만으로부터 신호를 출력함으로써 화상을 확대, 혹은 축소하는, 소위 전자 줌 기능을 갖는 촬상장치가 나왔다.

전자 줌 기능을 갖는 촬상장치로서, 일본국 공개특허공보 특개2007-074032호에 개시된 촬상장치가 있다. 일본국 공개특허공보 특개2007-074032호의 목적은, 동화상 촬영시에 전자 줌 배율을 변경했을 때, 즉 촬상장치의 구동 모드를 바꾸었을 경우이여도, 축적 시간의 차이가 일어나는 것을 막고, 출력 화상의 품위를 유지하는데 있다.

한편, 촬상장치에 대해서는 저 코스트화의 요구가 강하고, 그 촬상장치의 소형화가 요구되고 있다. 촬상장치의 소형화를 실현하기 위한 기술로서, 1화소당 차지하는 트랜지스터의 면적을 삭감해서 포토다이오드의 면적을 확보하기 위해서, 일본국 공개특허공보 특개2003-046864호에 개시된 소위 3-트랜지스터 구성의 증폭형 MOS센서가 있다.

일본국 공개특허공보 특개2003-046864호에 개시된 선택 MOS트랜지스터를 포함하지 않는 3-트랜지스터 구성의 증폭형 MOS센서는, 포토다이오드(PD)에 축적된 전하를 리셋트할 때에, 리셋트한 전위에 대응한 전위가 수직출력선에 나타나버린다. 따라서, 리셋트 주사에 의한 선택행(이하, 리셋트 행)에 있어서 PD에 축적된 전하를 리셋트하는 타이밍과, 판독 주사에 의한 선택행(이하, 판독행)의 PD에 축적된 전하를 수직출력선의 후단에 설치된 축적 용량에 판독하는 타이밍을 동시에 행할 수 없다.

한편, 일본국 공개특허공보 특개2007-074032호에 개시된 촬상장치에서는, 판독행의 주사와 리셋트 행의 주사가 겹치지 않기 때문에, 3-트랜지스터 구성의 증폭형 MOS센서이여도 전자 줌 배율을 변경할 수 있다.

그렇지만, 피사체의 휘도등의 촬영조건에 따라서 축적 시간을 가변적으로 변경할 필요가 보이는 경우가 있다. 예를 들면, 피사체의 휘도가 낮을 경우에는 축적 시간을 길게 하는 것이 바람직하다. 그렇지만, 일본국 공개특허공보 특개2007-074032호에 개시된 촬상장치에서는, 판독 주사를 종료한 후에만 리셋트 행 주사가 시작하므로, 축적 시간을 조정할 수 있는 범위가 한정된다. 한층 더, 프레임 레이트가 상승하면, 판독 주사가 종료하고나서 다음 프레임의 판독 주사가 시작할 때까지의 시간이 짧아지고, 리셋트 행 주사로부터 판독 주사까지의 간격, 즉 축적 시간으로서 이용될 수 있는 시간이 짧아진다. 그 때문에, 필요한 축적 시간을 확보할 수 없게 되는 사태가 걱정된다. 또한, 구동 모드를 바꾼 직후의 프레임의 축적 시간이 짧아지는 것에 의한 광량의 부족을 보충하기 위해서 게인(gain) 보정을 행하면, 화질의 저하를 일으킨다.

본 발명은, 상기의 문제를 고려하여, 3-트랜지스터 구성의 증폭형 MOS센서에 있어서, 구동 모드를 바꾸어도, 축적 시간의 자유도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1의 측면인 고체촬상장치의 구동방법은, 입사광에 따라 전하를 축적하는 광전변환소자와, 전하를 유지하는 플로팅 디퓨전부와, 상기 광전변환소자에 축적된 전하를 상기 플로팅 디퓨전부에 전송하는 전송부와, 상기 플로팅 디퓨전부에 유지된 전하를 리셋트하는 리셋트부와, 상기 플로팅 디퓨전부의 전압에 따른 화소신호를 출력하는 출력부를 갖는, 화소가 2차원 모양으로 배열된 화소부; 및 상기 출력부로부터 출력된 상기 화소신호를 유지하는 유지부를 갖는 고체촬상장치의 구동방법으로서, 제1의 프레임에 있어서, 상기 플로팅 디퓨전부의 전위를, 전원부 및 상기 리셋트부에 의해 제어함으로써 상기 화소를 선택하고, 상기 화소신호를 상기 유지부에 유지시키는 판독 주사를 제1의 구동 모드에서 행하는 단계; 및 상기 제1의 프레임을 뒤따르는 제2의 프레임에 있어서, 상기 판독 주사를 상기 제1의 구동 모드와는 다른 제2의 구동 모드에서 행하는 단계를 포함하고, 상기 제1의 프레임에 있어서, 상기 광전변환소자에 축적된 전하를 리셋트하는 리셋트 주사를 상기 제2의 구동 모드에서 시작하여, 상기 광전변환소자에 축적된 전하를 리셋트하는 동작을, 상기 화소신호를 상기 유지부에 유지시키는 동작과는 중첩시키지 않는다.

또한, 본 발명의 제2의 측면인 고체촬상장치는, 입사광에 따라 전하를 축적하는 광전변환소자와, 전하를 유지하는 플로팅 디퓨전부와, 상기 광전변환소자에 축적된 전하를 상기 플로팅 디퓨전부에 전송하는 전송부와, 상기 플로팅 디퓨전부에 축적된 전하를 리셋트하는 리셋트부와, 상기 플로팅 디퓨전부의 전압에 따른 화소신호를 출력하는 출력부를 갖는, 화소가 2차원 모양으로 배열된 화소부; 상기 출력부로부터 출력된 상기 화소신호를 유지하는 유지부; 및 제1의 프레임에 있어서, 상기 플로팅 디퓨전부의 전위를, 전원부 및 상기 리셋트부에 의해 제어함으로써 상기 화소를 선택하고, 상기 화소신호를 상기 유지부에 유지시키는 판독 주사를 제1의 구동 모드에서 행함과 아울러, 상기 제1의 프레임을 뒤따르는 제2의 프레임에 있어서, 상기 판독 주사를 상기 제1의 구동 모드와는 다른 제2의 구동 모드에서 행하는 제어부를 구비하고, 상기 제1의 프레임에 있어서, 상기 광전변환소자에 축적된 전하를 리셋트하는 리셋트 주사를 상기 제2의 구동 모드에서 시작하여, 상기 광전변환소자에 축적된 전하를 리셋트하는 동작을, 상기 화소신호를 상기 유지부에 유지시키는 동작과는 중첩시키지 않는다.

본 발명에 의하면, 3-트랜지스터 구성의 증폭형 MOS센서에 있어서, 구동 모드를 바꾸어도, 축적 시간의 자유도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징들은, 첨부된 도면들을 참조하여 아래의 예시적 실시예들로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상장치의 구성 예를 나타내는 블록도다.
도 2는 본 발명의 제1의 실시예에 따른 화소의 구성 예를 나타내는 회로도다.
도 3은 본 발명의 제1의 실시예에 따른 화소부 및 라인 메모리부의 구성 예를 나타내는 회로도다.
도 4는 본 발명의 제1의 실시예에 따른 화소부 및 라인 메모리부의 구동 타이밍을 나타내는 타이밍 차트다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 제1의 실시예에 따른 고체촬상장치의 구동 타이밍을 나타내는 타이밍 차트다.
도 6은 본 발명의 제2의 실시예에 따른 고체촬상장치의 화소의 구성 예를 나타내는 회로도다.
도 7은 본 발명의 제2의 실시예에 따른 화소부 및 라인 메모리부의 구성 예를 나타내는 회로도다.
도 8은 본 발명의 제2의 실시예에 따른 화소부 및 라인 메모리부의 구동 타이밍을 나타내는 타이밍 차트다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 제2의 실시예에 따른 고체촬상장치의 구동 타이밍을 나타내는 타이밍 차트다.
도 10은 본 발명의 제3의 실시예에 따른 고체촬상장치의 화소의 구성 예를 나타내는 회로도다.
도 11은 본 발명의 제3의 실시예에 따른 화소부 및 라인 메모리부의 구성 예를 나타내는 회로도다.
도 12는 본 발명의 제3의 실시예에 따른 화소부 및 라인 메모리부의 구동 타이밍을 나타내는 타이밍 차트다.
도 13a 및 13b는 본 발명의 제3의 실시예에 따른 고체촬상장치의 구동 타이밍을 나타내는 타이밍 차트다.
도 14는 본 발명의 제4의 실시예에 따른 촬상 시스템의 구성 예를 나타내는 블록도다.

이하에서는, 도면들을 참조하여 본 발명에 관한 실시예들을 설명한다.

(제1의 실시예)

도 1은 본 발명의 제1의 실시예에 따른 고체촬상장치의 구성 예를 나타낸다. 고체촬상장치(1)는, 2차원 모양으로 배열된 복수의 화소(121)를 갖는 화소부(12)와, 상기 화소부(12)의 각 화소를 구동하기 위한 제어신호를 화소부(12)에 공급하는 수직 드라이버(14)를 가진다. 고체촬상장치(1)는, 수직출력선들(122)을 거쳐서 상기 화소들(121)과 접속된 유지부인 라인 메모리부(131)와, 수평주사부(132)와, 증폭기(133)와, 타이밍 생성기(151)와, 통신부(152)를 더 갖는다. 그리고, 수직 드라이버(14)는, 전자 셔터 주사부(141)와 판독행 주사부(142)를 포함한다. 라인 메모리부(131)는, 수직 드라이버(14)로부터 화소부(12)에 공급되는 제어신호에 의거하여 선택된 1행의 화소의 각각으로부터 출력된 신호를 유지한다. 라인 메모리부(131)에 유지된 신호는, 수평주사부(132)에 의해 순차로 증폭기(133)에 의해 증폭되어서 출력된다. 또 타이밍 생성기(151)는, 동기신호, 통신부(152)로부터 입력되는 신호 등에 의거하여 수직 드라이버(14)와, 라인 메모리부(131)와, 수평주사부(132)를 구동하기 위한 펄스를 생성한다. 여기에서는 타이밍 생성기(151)와 수직 드라이버(14)를 제어부라고 한다. 또한, 타이밍 생성기(151)는, 화소부(12)와 동일한 기판 위에 설치되어도 좋거나, 화소부(12)와는 다른 기판 위에 설치되어도 좋다.

도 2는 화소(121)의 구성 예를 나타내는 회로도다. 도 2에 있어서, 광전변환소자(포토다이오드부, PD부)(1211)는, 광전변환을 실행하고, 입사광에 따른 전하를 축적한다. 플로팅 디퓨전부(FD부)(1215)는, 전송부인 전송 MOS트랜지스터(1212)를 거쳐서 전송된 전하를 유지한다. 리셋트 MOS트랜지스터(1213)(리셋트부)는 FD부(1215)의 전압을 소정의 전압으로 리셋트한다. 증폭 MOS트랜지스터(출력부)(1214)는, FD부(1215)의 전위에 따른 신호를 Vout단자로부터 수직출력선(122)에 출력한다. 리셋트 MOS트랜지스터(1213)의 드레인 및 증폭 MOS트랜지스터(1214)의 드레인은, 펄스 모양으로 공급하는 전압을 바꿀 수 있는 전원전압Vcc에 각각 접속되어 있다. 증폭 MOS트랜지스터(1214)의 소스는, (도면에 나타내지 않은) 전류원과 소스 폴로워 회로를 형성 함에 의해, 증폭 MOS트랜지스터(1214)는 게이트 단자와 접속된 FD부(1215)의 전위에 따른 신호를 출력할 수 있다.

도 3은, 도 1에 있어서 화소(121)의 구성으로서, 도 2의 화소(121)를 적용했을 경우의, 화소부(12)와 라인 메모리부(131)의 구성 예를 나타내는 회로도다. CT전송 스위치 MOS트랜지스터(1311～1314)의 도통상태를 제어 함에 의해, 수직신호선(122)에 출력된 화소신호들을 후단에 배치된 용량CTSl, CTS2, CTNl 및 CTN2에 선택적으로 유지시킬 수 있다. 가산 스위치 MOS트랜지스터(1315 및 1316)는, 공통의 신호Pvadd에 의해 제어된다. Pvadd에 의해 가산 스위치 MOS트랜지스터(1315 및 1316)가 도통상태가 되면, 용량 CTNl, CTN2, CTSl 및 CTS2에 유지된 신호들이 가산(평균화)된다. 수평전송 스위치 MOS트랜지스터(1317, 1318)는, 수평주사부로부터의 신호들을 받아서 도통하면, 출력부(133)와 라인 메모리부(131)가 도통하고, 그 신호들이 출력부(133)에 입력된다.

도 4는, 도 3에 나타낸 회로 구성 예에 있어서의 화소부(12)와 라인 메모리부(131)를 구동하는 펄스의 타이밍 차트다. 여기에서는 간단함을 위해 2행×2열만의 화소들을 추출하여 보이고 있지만, 화소들의 수는 이것에 한정하지 않는다.

도 4의 타이밍 차트를 사용하여, 제1의 실시예에 있어서 화소부(12) 및 라인 메모리부(131)의 구동방법을 설명한다.

우선, N번째행과 (N+1)번째행으로 표시된 인접하는 2행의 화소로부터의 신호들을 가산하는 2행 가산 구동 모드에 있어서의, 판독 주사와, 전자 셔터 주사, 즉 리셋트 행 주사를 설명한다. 전자 셔터 주사에서는, 적어도 판독 주사로 판독된 행의 화소에 포함되는 PD부가 리셋트된다. PD부를 리셋트하는 동작을 본 발명에 있어서는 PD리셋트라고도 칭한다. 도 4a는 2행 가산 구동 모드에 있어서의, 판독 동작의 타이밍 차트이며, 도 4b는 전자 셔터 동작의 타이밍 차트다.

수평동기신호HD가 타이밍 생성기(151)에 입력되면, 판독행 주사부(142)에 의해 N번째행을 선택하는 동작이 시작된다. 전원전압Vcc을 High레벨로 한 후에, 신호선 Pres(N)을 High레벨로 설정함으로써, 리셋트 MOS트랜지스터(1213)를 온(on), 즉 리셋트 MOS트랜지스터(1213)를 도통상태로 하면, FD부(1215)의 전위가 전원전압Vcc의 High레벨의 전위에 따라 초기화된다. 이에 따라, N번째행의 화소들의 신호들이 수직출력선(122)에 보이는, 선택 상태를 얻는다. 그 후, 신호선 Pres(N)을 Low레벨로 설정함으로써, 리셋트 MOS트랜지스터(1213)를 오프, 즉 리셋트 MOS트랜지스터(1213)를 비도통상태로 한다. 그 후, 신호선 Ptn1을 펄스 모양으로 High레벨로 함으로써, CT전송 스위치 MOS트랜지스터(1311)를 온으로 하고, 수직출력선(122)에 출력된 화소신호인 노이즈 성분에 대응하는 화소신호가 용량CTN1에 유지된다. 이에 따라, N번째행의 화소의 노이즈 성분에 대응한 화소신호의 판독동작이 완료한다(기간Tal).

다음에, 신호선 Ptx(N)을 High레벨로 함으로써 전송 MOS트랜지스터(1212)를 온으로 하고, PD부(1211)에서 생성해서 축적된 전하를 FD부(1215)에 전송한다. 그리고 상기 Ptx(N)을 Low레벨로 함으로써 전송 MOS트랜지스터(1212)를 오프한 후, Pts1을 펄스 모양으로 High레벨로 설정한다. 이에 따라, CT전송 스위치 MOS트랜지스터(1312)가 온 하고, 수직출력선(122)에 출력된 상술한 노이즈 성분이 다중화된 화소신호가 용량CTSl에 유지된다. 이에 따라, N번째행의 화소신호의 판독동작이 완료한다(기간Tb1). 또한, 화소신호란, 화소(121)의 FD부에 유지된 전하에 따라 수직출력선(122)에 나타나는 신호를 가리키는 것으로 한다.

전원전압Vcc를 Low레벨로 한 상태에서 Pres(N)를 High레벨로 설정함으로써, 리셋트 MOS트랜지스터(1213)를 온으로 하고, N번째행의 화소들을 비선택 상태로 한다(기간Tcl). 그 비선택 상태란, 해당 화소의 FD부의 전위에 따른 신호가 수직출력선(122)에 나타나지 않는 상태를 말한다. 전원전압Vcc의 Low레벨은, 증폭 MOS트랜지스터(1214)가 (도면에 나타내지 않은) 정전류원과 함께 폴로워 동작을 행하지 않는 레벨이다.

다음의 기간에서는, 전자 셔터 주사부(141)에 의해 임의의 행인 M번째행을 선택하는 동작이 행해진다. 전원전압Vcc를 High레벨로 한 후, Pres(M)을 High레벨로 한 상태에서, 신호선 Ptx(M)을 High레벨로 하면, M번째행의 화소들의 리셋트 MOS트랜지스터(1213)와 전송 MOS트랜지스터(1212)가 온 된다. 이에 따라, PD부(1211)의 전하가 전원전압Vcc을 공급하는 단자에 없애져 PD부(1211)는 초기 상태가 된다(리셋트된다). Ptx(M) 및 Pres(M)을 각각 Low레벨로 함으로써 M번째행의 전송 MOS트랜지스터(1212) 및 리셋트 MOS트랜지스터(1213)를 오프로 한 후, 전원전압Vcc를 Low레벨로 한 상태에서 Pres(M)을 High레벨로 설정한다. 이에 따라, M번째행의 화소들은, 비선택 상태로 설정되고, M번째행의 PD리셋트가 완료된다(기간Trl). 또한, 화소를 리셋트하는 동작이 그 화소를 선택하는 동작과 거의 같으므로, 화소를 리셋트하면, 수직출력선(122)에는 PD를 리셋트했을 때의 FD의 전위에 대응하는 전위가 나타난다. 그 때문에, 기간Trl에 있어서 판독 동작은 행할 수 없다.

기간Trl에 있어서의 M번째행의 PD리셋트에 계속되고, 판독행 주사부(142)에 의해 N번째행의 다음에 선택된 (N+1)번째행을 선택하는 동작이 행해진다. 전원전압Vcc를 High레벨로 설정한 후에, 신호선 Pres(N+1)을 High레벨로 하고, 리셋트 MOS트랜지스터(1213)를 온으로 하면, FD부(1215)의 전위가 High레벨의 전원전압Vcc의 전위에 따른 전위로 초기화된다. 이에 따라, (N+1)번째행의 화소들의 신호가 수직출력선(122)에 나타나는 선택 상태를 얻는다. 그 후, Pres(N+1)을 Low레벨로 설정함으로써, 리셋트 MOS트랜지스터(1213)를 오프한다. 신호선 Ptn2를 펄스 모양으로 온 해서, 수직출력선(122)에 출력된 노이즈 성분에 대응하는 화소신호가 용량CTN2에 유지된다. 이에 따라, (N+1)번째행의 화소의 노이즈 성분에 대응하는 화소신호의 판독이 완료한다(기간Ta2).

다음에, 신호선 Ptx(N+1)을 High레벨로 설정함으로써 전송 MOS트랜지스터(1212)를 온으로 하고, PD부(1211)에서 생성해서 축적된 전하를 FD부(1215)에 전송한다. 신호선 Ptx(N+1)을 Low레벨로 함으로써 전송 MOS트랜지스터(1212)를 오프한 후, Pts2를 펄스 모양으로 High레벨로 설정하여서, CT전송 스위치 MOS트랜지스터(1312)를 온으로 한다. 이에 따라, 상술한 노이즈 성분이 다중화된 화소신호가 수직출력선(122)으로부터 용량CTS2에 유지되어, (N+1)번째행의 화소신호의 판독이 완료된다(기간Tb2).

Vcc를 Low레벨로 설정한 상태에서 Pres(N+1)을 High레벨로 설정함으로써 리셋트 MOS트랜지스터(1213)를 온으로 하면, (N+1)번째행은 비선택 상태가 된다(기간Tc2).

다음에, 기간Tr2에서는, 전자 셔터 주사부(141)에 의해 (M+1)번째행을 선택하는 동작이 행해진다. 전원전압Vcc을 High레벨로 한 후, 신호선Pres(M+1)를 High레벨로 설정한 상태에서, 한층 더 신호선 Ptx(M+1)를 High레벨로 하면, (M+1)번째행의 리셋트 MOS트랜지스터(1213)와 전송 MOS트랜지스터(1212)가 온이 된다. 이에 따라, PD부(1211)의 전하가 전원전압Vcc를 공급하는 단자에 제거되어 초기 상태가 된다(리셋트된다). 그리고, Ptx(M+1) 및 Pres(M+1)를 각각 Low레벨로 설정함으로써, (M+1)번째행의 전송MOS트랜지스터(1212) 및 리셋트 MOS트랜지스터(1213)는 오프가 된다. 이후에, 전원전압Vcc를 Low레벨로 한 상태에서 Pres(M+1)을 High레벨로 함으로써 리셋트 MOS트랜지스터(1213)를 온으로 하면, (M+1)번째행은 비선택 상태가 되고, (M+1)번째행의 PD리셋트가 완료한다(기간 Tr2).

기간Tc2에서는, 신호Pvadd를 High레벨로 함으로써, 가산 스위치 MOS트랜지스터(1315 및 1316)를 온으로 한다. 이것에 의해, 용량CTNl에 유지되고 N번째행의 노이즈 성분에 대응한 화소신호와, 용량CTN2에 유지되고 (N+1)번째행의 노이즈 성분에 대응한 화소신호가 각각 가산된다. 마찬가지로, 용량CTSl에 유지되고 N번째행의 노이즈 성분이 다중화된 화소신호와, 용량CTS2에 유지되고 (N+1)번째행의 노이즈 성분이 다중화된 화소신호가 가산된다. 이렇게 하여 수평 블랭킹(blanking) 기간의 동작이 완료한다.

그 수평 블랭킹 기간에 이어지는 수평 전송 기간에 있어서, 수평주사부(132)는 순차로 수평전송 스위치 MOS트랜지스터(1317 및 1318)를 온으로 한다. 이것에 의해, CTNl 및 CTN2에 유지된 신호들과 CTSl 및 CTS2에 유지된 신호들을 차동 앰프(133)에 입력한다. 차동 앰프(133)에 있어서, 노이즈 성분이 다중화된 화소신호로부터 노이즈 성분을 감산함으로써, 노이즈 성분이 저감된 신호를 출력한다.

이상에 의해, N번째행과 (N+1)번째행의 화소 가산 신호의 판독 동작과, M번째행과 (M+1)번째행의 PD리셋트, 즉 전자 셔터 동작이 완료한다.

다음에, 비가산 구동 모드에 있어서의 판독 동작과 전자 셔터 동작에 관하여 설명한다. 도 4c가 비가산 구동 모드에 있어서의 판독 동작의 타이밍 차트다. 도 4d가 전자 셔터 동작의 타이밍 차트다. 수평동기신호HD가 타이밍 생성기(151)에 입력되고나서, 2행 가산 구동 모드에 있어서의 기간Tal, Tbl 및 Tcl에 상당하는 기간Td는, 비가산 구동 모드에 있어서는 판독 동작을 행하지 않는다. 마찬가지로, 2행 가산 구동 모드에 있어서의 기간Trl에 상당하는 기간Te도 판독 동작을 행하지 않는다. 그리고, 기간Td 및 Te경과 후, 판독 동작을 시작한다.

우선, 판독행 주사부(142)에 의해 N번째행을 선택하는 동작을 행한다. 전원전압Vcc을 High레벨로 한 후에, Pres(N)을 High레벨로 함으로써 리셋트 MOS트랜지스터(1213)를 온으로 하면, FD부(1215)의 전위가 전원전압Vcc의 high레벨의 전위로 초기화된다. 그 후, Pres(N)을 Low레벨로 함으로써, 리셋트 MOS트랜지스터(1213)가 오프된다. 그리고 Ptnl을 펄스 모양으로 High레벨로 함으로써, CT전송 스위치 MOS트랜지스터(1311)를 온으로 하고, 수직출력선(122)에 출력된 화소신호인 노이즈 성분에 대응하는 화소신호가 용량CTNl에 유지된다. 이에 따라, N번째행의 화소의 노이즈 성분에 대응하는 화소신호의 판독동작이 완료한다(기간Ta).

다음에, Ptx(N)를 High레벨로 설정함으로써 전송 MOS트랜지스터(1212)를 온으로 하고, PD부(1211)에서 형성되어 축적된 전하를 FD부(1215)에 전송한다. 그리고, Ptx(N)을 Low레벨로 함으로써 전송 MOS트랜지스터(1212)를 오프한 후, Ptsl을 펄스 모양으로 High레벨로 함으로써, CT전송 스위치 MOS트랜지스터(1312)를 온으로 한다. 이에 따라, 수직출력선(122)에 출력되고 노이즈 성분이 다중화된 화소신호가 용량CTSl에 유지되고, N번째행의 화소신호의 판독동작이 완료한다(기간Tb). 전원전압Vcc를 Low레벨로 한 상태에서 Pres(N)을 High레벨로 설정함으로써, 리셋트 MOS트랜지스터(1213)를 온으로 하고, N번째행의 화소들을 비선택 상태로 한다(기간Tc).

2행 가산 구동 모드에 있어서의 기간Tr2에 상당하는 기간에, 전자 셔터 동작을 행한다. 우선, 전자 셔터 주사부(141)에 의해 M번째행이 선택된다. 전원전압Vcc를 High레벨로 한 후, Pres(M)을 High레벨로 한 상태에서, 한층 더 Ptx(M)을 High레벨로 하면, M번째행의 리셋트 MOS트랜지스터(1213)와 전송 MOS트랜지스터(1212)가 온 상태가 된다. 이에 따라, PD부(1211)의 전하가 전원전압Vcc를 공급하는 단자로 제거되고, PD부(1211)는 리셋트된다. Ptx(M) 및 Pres(M)를 각각 Low레벨로 함으로써, M번째행의 전송 MOS트랜지스터(1212) 및 리셋트 MOS트랜지스터(1213)가 오프로 된다. 이후에, 전원전압Vcc를 Low레벨로 한 상태에서 Pres(M)을 High레벨로 함으로써, M번째행의 화소들은 비선택 상태가 되고, M번째행의 PD리셋트가 완료한다(기간Tr).

수평 블랭킹 기간 다음의 수평전송 기간에 있어서, 수평주사부(132)는 순차로 수평전송 스위치 MOS트랜지스터(1317 및 1318)를 온 함으로써, CTNl과 CTSl의 신호들을 차동 앰프(133)에 입력한다. 차동 앰프(133)에 있어서, 노이즈 성분이 다중화된 화소신호로부터 노이즈 성분을 감산함으로써, 노이즈 성분이 저감된 신호를 출력한다.

이상에 의해, N번째행의 화소신호의 판독 동작과, M번째행의 PD리셋트, 즉 전자 셔터 동작이 완료한다. 비가산 구동 모드에 있어서의 수평 블랭킹 기간의 길이는, 전술한 2행 가산 구동 모드에 있어서의 수평 블랭킹 기간과 동일하다.

도 5a 및 5b는 본 실시예에 있어서의 고체촬상장치의 구동방법을 나타내는 타이밍 차트다.

우선, 2행 가산 구동 모드로부터 비가산 구동 모드로 바꿀 경우의 구동방법을, 도 5a를 참조하여 설명한다. 이후 설명에 있어서, "프레임"이란, 수직동기신호VD가 타이밍 생성기(151)에 입력된 타이밍으로부터 다음 수직동기신호VD가 타이밍 생성기(151)에 입력될 때까지의 기간을 가리킨다. 1개의 프레임에 있어서, 1화면분의 화상을 형성하는데 필요한 신호는, 고체촬상장치(1)로부터 출력된다.

도 5a에 있어서, 수평동기신호HD가 타이밍 생성기(151)에 입력되면, 판독행 주사 및 전자 셔터 주사가 제어되어, 화상 1행분에 상당하는 화상신호가 연속하는 수평동기신호들HD 사이에 끼워지는 1HD기간(수평동기기간)에 판독된다. 2행 가산 구동 모드의 경우, 판독행 주사에 관해서는, 1HD기간에 2행의 화소들이 주사되므로, 라인 메모리부(131)에 있어서 2행분의 화소들로부터의 신호들이 가산되고, 1행분의 화상신호가 판독된다. 판독 주사에 앞서 행해지는 전자 셔터 주사에 관해서도, 1HD기간에 2행의 화소들이 주사된다. 각 은행의 PD리셋트로부터, PD부에 축적된 전하를 FD부에 전송할 때까지의 시간의 길이, 즉 축적 시간은 1프레임을 통해서 일정하다.

비가산 구동 모드의 경우, 판독행 주사도, 판독 주사에 앞서 행해지는 전자 셔터 주사도, 1HD기간에 1행의 화소들이 주사되므로, 각 행의 축적 시간은 1프레임을 통해서 일정하다.

제1의 구동 모드인 2행 가산 구동 모드에서 판독동작을 행하고 있는 프레임F-2의 기간에, 비가산 구동모드로의 전환 요구가 발생한다고 한다. 구동 모드의 전환 요구는, 예를 들면 후술하는 스위치 유닛을 조작함으로써 생기고, 그 요구에 따라, 타이밍 생성기(151)가 고체촬상장치를 구동하는 펄스를 공급한다. 구동 모드의 전환 요구가 발생하면, 제1의 프레임인 프레임F-1에서는, 계속해서 2행 가산 구동 모드에서 판독행 주사가 행해진다.

전자 셔터 주사는, 제2의 프레임인 프레임F에 앞서, 프레임F-1로부터 제2의 구동 모드인 비가산 구동 모드로 동작한다. 그 프레임F로부터, 판독행 주사도 비가산 구동 모드로 동작한다. 구동 모드의 전환 전후에 1HD기간을 동일하게 함으로써, 구동 모드의 전환 직후의 프레임에 있어서도, 각 행의 축적 시간은, 구동 모드의 전환 전후에 동일하다.

프레임F-1에서 시작하는 전자 셔터 주사에 있어서는, PD부 리셋트 타이밍인 Tr기간은, 2행 가산 구동 모드의 판독행 주사에 있어서의 수평 블랭킹 기간의 Tr2기간과 반드시 겹친다. 이 때문에, 2행 가산 구동 모드의 판독행 주사와, 비가산 구동 모드의 전자 셔터 주사가 병행되어도, 전자 셔터 주사가 판독행 주사를 앞지르지 않는 한, 프레임F-1의 화상신호가 부정이 되지 않는다. 그 프레임F의 축적 시간이 일정하지 않게 되는 경우도 없다.

화상신호가 부정해지는 것을 보다 자세하게 설명한다. 전자 셔터 주사가 판독행 주사를 앞지르는 상태란, 도 5a에 있어서, 전자 셔터 주사를 나타내는 직선이, 판독행 주사와 교차하는 것을 뜻하고 있다. 즉, 전자 셔터 주사가 판독행 주사를 앞질러버리면, 그 프레임의 판독 주사의 일부에서, 화소신호를 라인 메모리부에 유지하기 전에 PD리셋트가 행해져버린다. 그 때문에, 하나의 프레임의 안에서 축적 시간의 타이밍 및 길이가 다른 부분을 생기게 하고, 이러한 현상을 "화상신호가 부정해진다"고 부른다. 화상신호가 부정해지는 것을 막기 위해서, 전자 셔터 주사와 판독행 주사는 교차시키지 않도록 구성된다.

제1의 실시예에 의하면, 프레임F-1에 있어서, 다른 구동 모드의 판독행 주사와 전자 셔터 주사를 동시에 행할 수 있으므로, 구동 모드 전환 직후의 프레임F의 축적 시간을 길게 하는 것이 가능해진다. 도 5a에 있어서는 구동 모드 전환 전후에서 1VD기간은 일정하지만, 구동 모드에 따라 1VD기간이 달라도, 즉 판독행의 수가 변화되어도 된다.

다음에, 비가산 구동 모드로부터 2행 가산 구동 모드로 바꿀 경우의 구동방법을 도 5b를 참조하여 설명한다.

우선, 제1의 구동 모드인 비가산 구동 모드로 판독동작을 행하고 있는 프레임F-2의 기간에, 2행 가산 구동모드로의 전환 요구가 발생한다고 한다. 그래서, 제1의 프레임인 프레임F-1에서는 계속 비가산 구동 모드에서 판독행 주사가 행해진다. 전자 셔터 주사는, 프레임F에 앞서, 프레임F-1로부터 제2의 구동 모드인 2행 가산 구동 모드로 동작한다. 그리고, 제2의 프레임인 프레임F로부터, 판독행 주사도 2행 가산 구동 모드로 동작한다. 구동 모드의 전환 전후에 있어서, 1HD기간을 동일하게 함으로써, 2행 가산 구동 모드 전환 직후의 프레임에 있어서도, 각 행의 축적 시간은 동일화된다.

프레임F-1에 시작하는 전자 셔터 주사에 있어서는, PD부를 리셋트하는 타이밍인 Trl기간은, 비가산 구동 모드의 판독행 주사에 있어서의 수평 블랭킹 기간의 Te기간과 반드시 겹치고, Tr2기간은 Tr기간과 반드시 겹친다. 이 때문에, 프레임F-1에 있어서 전자 셔터 주사가 판독행 주사를 앞지르지 않는 한, 비가산 구동 모드의 판독행 주사와, 2행 가산 구동 모드의 전자 셔터 주사가 병행되어도, 프레임F-1의 화상신호가 부정해지지 않는다. 프레임F의 축적 시간이 일정해지지 않는 상기와 같은 경우는 없다. 그리고, 다른 구동 모드의 판독행 주사와 전자 셔터 주사를 병행할 수 있기 때문에, 구동 모드 전환 직후의 프레임F-1의 축적 시간을 길게 하는 것이 가능해진다.

제1의 실시예에 의하면, 구동 모드 전환 직전 프레임에 있어서 다른 구동 모드의 판독행 주사와 전자 셔터 주사가 행해져도, 전자 셔터 주사에 있어서의 PD리셋트 기간은 판독행 주사에 있어서의 수직출력선으로부터의 신호 판독 기간과 겹치지 않는다. 이 때문에, 3-트랜지스터 구성의 증폭형 MOS센서에 있어서도, 구동 모드 전환의 직전 프레임에서, 판독행 주사중에 다음 프레임의 리셋트 행 주사를 시작하는 것이 가능해진다. 즉, 프레임 레이트를 높게 했을 경우에도, 구동 모드 전환 직후의 프레임의 축적 시간을 길게 하는 것이 가능해지고, 전자 줌시의 화상의 열화를 방지할 수 있다.

또한, 제1의 실시예의 설명에 있어서, 구동 모드를 2행 가산 구동 모드와 비가산 구동 모드를 예로 들었지만, 1수평 블랭킹 기간에 가산하는 행수를 한정하지 않는다. 라인 메모리의 용량을 사용해서 화소들의 신호들을 가산하는 예를 나타냈지만, 그 예는 본 발명의 제1의 실시예를 한정하지 않는다. 예를 들면, 수직출력선으로부터의 출력을, 노이즈 캔슬 회로를 거쳐서 라인 메모리에 접속하고, 노이즈 캔슬 회로에서 가산을 실시해도 된다. 한층 더, 1수평 블랭킹 기간내에 행을 스킵하는 주사, 즉 화소들을 추출해서 화소부의 일부의 영역으로부터 신호들을 판독하는 경우에도 본 발명은 적용할 수 있다. 즉, 다른 구동 모드에 있어서 수평 블랭킹 기간을 일정하게 하고 한층 더 수직출력선으로부터 신호들의 판독을 행하지 않는 기간에 PD리셋트를 행함으로써, 제1의 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 화상의 형성에 관련되는 유효화소와 아울러, 보정처리를 위한 차광된 화소들과, 광전변환소자를 갖지 않는 화소들이 화소부에 유지된 고체촬상장치에서는, 화소부의 일부의 영역은, 유효화소 전체도 가리킬 수 있다.

도 4에 있어서, 비가산 구동 모드에서는 기간Td 및 Te에는 화소를 구동하는 동작을 행하지 않고 있지만, 기간Ta～Tr와 기간Td 및 Te에 상당하는 기간을 교환하여도 된다. 이 경우에, 비가산 구동 모드에 있어서의 기간Tr은, 2행 가산 구동 모드에 있어서의 기간Trl과 겹친다. 이 때문에, 3-트랜지스터 구성의 증폭형 MOS센서에 있어서도, 구동 모드 전환 직전의 프레임에서, 판독행 주사중에 다음 프레임의 리셋트 행 주사를 시작하는 것이 가능해진다. 그렇지만, 기간Ta～Tr와 기간Td 및 Te에 상당하는 기간을 교환한 경우, 라인 메모리부에 화소신호를 유지시키고나서 수평전송 기간까지의 시간 간격이 길어진다. 이러한 경우에, 용량에 유지된 전하가 리크(leak)하거나, 외란 노이즈의 영향을 받거나 할 가능성이 증대하므로, 얻어진 화상의 품질이 저하하는 것이 생각된다. 따라서, 라인 메모리부에 화소신호를 유지시키고나서 수평전송 기간까지의 시간 간격이 보다 짧은, 도 4에 나타낸 것과 같은, 구동이 바람직하다.

제1의 실시예에 있어서, 구동 모드 전환 전후에 있어서의 1수평 블랭킹 기간의 길이는 동일하게 한다. 또한 수평동기신호HD가 타이밍 생성기(151)에 입력되고나서, 리셋트 주사가 이루어지기까지의 시간과, 수평동기신호HD가 타이밍 생성기(151)에 입력되고나서, 화소신호를 라인 메모리부(131)의 용량에 유지시킬 때까지의 시간은 다르다. 이 때문에, 프레임F-1에 있어서 리셋트 주사를 판독 주사와 병행할 수 있다.

(제2의 실시예)

다음에, 본 발명을 적용할 수 있는 제2의 실시예에 대해서, 제1의 실시예와 다른 점을 중심으로 설명을 행한다.

제2의 실시예에 따른 고체촬상장치(1)의 화소의 구성 예를 도 6에 나타낸다. 화소부(12) 및 라인 메모리부(131)의 구성 예를 도 7에 나타낸다. 도 3과 다른 것은, Vres(N)의 선이 있는 것이다. 그리고, 도 7에 나타낸 화소부(12)와 라인 메모리부(131)를 구동하는 펄스의 타이밍 차트를 도 8에 나타낸다. 제1의 실시예와 공통되는 구성은 같은 참조번호로 지정한다. 여기에서는 설명을 간단하게 하기 위해서 2행×2열만의 화소들을 추출하여 나타냈지만, 화소의 수를 이것에 한정하지 않는다.

도 6에 있어서, 리셋트 MOS트랜지스터(1213)의 드레인은 행마다 독립적으로 펄스 구동이 가능한 전원전압Vres에 접속되어 있다. 도 7에 있어서, Vres(N)이 N번째행에 배치된 모든 화소(121)의 전원전압Vres를 구동한다. 제2의 실시예에 있어서의 고체촬상장치의 구성 예에 있어서는, 판독 주사 에 있어서의 선택 동작과 비선택 동작, 그리고 전자 셔터행의 PD리셋트를 병행하는 것이 가능하다.

다음에, 도 8의 타이밍 차트를 참조하여, 제2의 실시예에 있어서의 화소부(12) 및 라인 메모리부(131)의 구동방법에 관하여 설명한다.

최초에, N번째행과 (N+1)번째행의 2행 가산 구동 모드에 있어서의, 판독 주사와, 전자 셔터 주사에 관하여 설명한다. 도 8a가 화소 가산 구동 모드에 있어서의 판독 동작의 타이밍 차트이며, 도 8b가 전자 셔터 동작의 타이밍 차트다.

수평동기신호HD가 타이밍 생성기(151)에 입력되면, 판독행 주사부(142)에 의한 N번째행의 선택 동작이 행해진다. 전원전압Vres(N)을 High레벨로 한 후에, Pres(N)을 High레벨로 함으로써 리셋트 MOS트랜지스터(1213)를 온으로 하면, FD부(1215)의 전위가 Vres(N)의 전위에 따른 전위로 초기화되어, N번째행이 선택된 상태가 얻어진다. 화소부(12)의 모든 화소(121)에 공통인 전원인 Vcc는 항상 High레벨로 유지되어도 된다. 같은 기간에, 전자 셔터 주사부(141)에 의해 임의의 행인 M번째행의 Vres(M) 및 Pres(M)이 High레벨인 상태에서, Ptx(M)을 High레벨로 함으로써 PD리셋트가 행해진다. Vres(M)를 Low레벨로 한 후, Pres(M)을 다시 High레벨로 함으로써 M번째행만 비선택 상태로 한다. N번째행의 행선택 동작과, M번째행의 PD리셋트가 완료한다(기간Trsl).

계속해서, 기간Txl에 있어서, N번째행의 화소들의 노이즈 성분에 대응한 화소신호를 용량CTNl에 판독한다. 기간Tyl에 있어서, 노이즈 성분이 다중화된 화소신호를 용량CTSl에 판독하고, N번째행의 화소신호의 판독이 완료한다.

다음에, Vres(N)을 Low레벨로 한 후에 Pres(N)을 다시 High레벨로 설정함으로써 N번째행을 비선택 상태로 한다. 이 기간에, Vres(N+1)을 High레벨로 한 후에 Pres(N+1)을 High레벨로 함으로써 (N+1)번째행을 선택한다. 한층 더, (M+1)번째행의 Vres(M+1) 및 Pres(M+1)을 High레벨로 한 상태에서Ptx(M+1)을 High레벨로 설정 함으로써 PD리셋트를 행한다. 그 후, Vres(M+1)을 Low레벨로 되돌리고, 다시 Pres(M+1)을 High레벨로 한다. 이것에 의해, (M+1)번째행을 비선택 상태로 하고, (M+1)번째행의 PD리셋트와, N번째행의 비선택 동작과, (N+1)번째행의 선택 동작을 완료한다(기간Trs2).

계속해서, 기간Tx2에 있어서, (N+1)번째행의 화소들의 노이즈 성분에 대응한 신호를 용량CTN2에 판독한다. 기간Ty2에 있어서, 노이즈 성분이 다중화된 화소신호를 용량CTS2에 판독한다.

그 후, 기간Tz2에 있어서, Vres(N+1)을 Low레벨로 한 상태에서Pres(N+1)을 다시 High레벨로 설정함으로써 (N+1)번째행을 비선택 상태로 한다. 이와 동시에, Pvadd를 High레벨로 하고 용량CTNl 및 CTN2에 유지된 노이즈 성분과, 용량CTSl과 CTS2의 화소신호를 각각 가산한다. 이상에 의해 N번째행과 (N+1)번째행의 가산 판독과, M번째행과 (M+1)번째행의 전자 셔터 동작에 있어서의, 수평 블랭킹 기간이 완료한다.

다음에, 비가산 구동 모드에서의, 판독 동작과, 전자 셔터 동작, 즉 포토다이오드 리셋트 동작에 관하여 설명한다. 도 8c가 비가산 구동 모드에 있어서의 판독 동작의 타이밍 차트이며, 도 8d가 전자 셔터 동작의 타이밍 차트다.

수평동기신호HD가 타이밍 생성기(151)에 입력된 후의 2행 가산 구동 모드에 있어서의 기간Trsl에 상당하는 기간Tp은 판독동작을 행하지 않는다. 마찬가지로, 기간Txl, Tyl에 상당하는 기간Tq도 판독 동작을 행하지 않는다. 기간Tp와 Tq를 경과한 후에, 판독 동작을 실행한다.

우선, 판독행 주사부(142)에 의한 N번째행이 선택 동작이 행해진다. Vres(N)을 High레벨로 한 후에, Pres(N)을 High레벨로 설정함으로써 리셋트 MOS트랜지스터(1213)를 온으로 하면, FD부(1215)의 전위가 전원전압Vres(N)의 전위에 따른 전위로 초기화되어, N번째행이 선택되게 된다. 이와 동시에, 전자 셔터 주사부(141)에 의해 M번째행의 Vres(M) 및 Pres(M)이 High레벨로 설정된 상태에서, Ptx(M)을 High레벨로 설정함으로써 PD리셋트가 행해진다. Vres(M)을 Low레벨로 한 후, Pres(M)을 다시 High레벨로 함으로써 M번째행만 비선택 상태로 설정한다. N번째행의 행선택 동작과, M번째행의 PD리셋트가 완료한다(기간Trs).

계속해서, 기간Tx에 있어서, N번째행의 화소들의 노이즈 성분에 대응한 화소신호를 용량CTNl에 판독한다. 기간Ty에 있어서, 노이즈 성분이 다중화된 화소신호를 용량CTSl에 판독한다. N번째행의 화소신호의 판독 동작이 완료한다.

다음에, 기간Tz에 있어서, Vres(N)를 Low레벨로 한 후에 Pres(N)을 다시 High레벨로 함으로써 N번째행을 비선택 상태로 한다. 이상에 의해 비가산 구동 모드에 있어서의 N번째행의 판독 동작과, M번째행의 전자 셔터 동작의 수평 블랭킹 기간이 완료한다. 비가산 구동 모드에 있어서의 수평 블랭킹 기간의 길이는, 전술한 2행 가산 구동 모드에 있어서의 수평 블랭킹 기간과 동일하다.

도 9a 및 도 9b는 제2의 실시예에 있어서의 고체촬상장치의 구동방법을 나타내는 타이밍 차트다. 도 9a는 2행 가산 구동 모드로부터 비가산 구동 모드로 바꿀 경우의 구동방법을 나타낸다. 도 9b는 비가산 구동 모드로부터 2행 가산 구동 모드로 바꿀 경우의 구동방법을 보이고 있다.

도 9a에 있어서, 구동 모드가 전환되기 직전의 프레임인 제1의 프레임인 프레임F-1에서는, 제1의 구동 모드인 2행 가산 구동 모드에 있어서의 판독행 주사가 행해진다. 한층 더, 프레임F-1에서는, 제2의 구동 모드인 비가산 구동 모드에 있어서의 전자 셔터 동작이 병행되어진다. 이 때, 비가산 구동 모드에 있어서의 PD리셋트 기간Trs는 2행 가산 구동 모드에 있어서의 기간Trs2와 겹친다.

도 9b에 있어서, 구동 모드가 전환되기 직전의 프레임인 프레임F-1에서는, 제1의 구동 모드인 비가산 구동 모드에 있어서의 판독행 주사와, 제2의 구동 모드인 2행 가산 구동 모드에 있어서의 전자 셔터 동작이 병행된다. 이 때, 2행 가산 구동 모드에 있어서의 PD리셋트 기간Trsl 및 Trs2는, 각각 비가산 구동 모드에 있어서의 기간Tp 및 Trs와 겹친다.

상기 제2의 실시예에 의하면, 구동 모드 전환 직전 프레임에 있어서 다른 구동 모드의 판독행 주사와 전자 셔터 주사가 행해져도, 전자 셔터 주사에 있어서의 PD리셋트 기간은, 판독행 주사에 있어서의 수직출력선들로부터의 신호 판독 기간과 겹치지 않는다. 이 때문에, 리셋트 MOS트랜지스터의 드레인을 행마다 독립적으로 펄스 구동하는 것이 가능한 구성을 갖는 고체촬상장치에 있어서도, 구동 모드 전환의 직전 프레임에서, 판독행 주사중에 다음 프레임의 리셋트 행 주사를 시작하는 것이 가능해진다. 즉, 프레임 레이트를 높게 했을 경우에도, 구동 모드 전환 직후의 프레임의 축적 시간을 설정할 수 있는 타이밍의 자유도를 향상시킬 수 있다. 전자 줌시의 화질을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2의 실시예에서는, 선택 동작과 PD리셋트를 같은 기간에 실행하므로, 제1의 실시예의 기간Trl과 Tr2와 같이, PD리셋트만을 위한 기간을 설치할 필요가 없다. 그래서, 수평 블랭킹 기간을 짧게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1의 실시예의 설명과 같이, 구동모드로서 2행 가산 구동 모드와 비가산 구동 모드를 사용한 예를 설명하였지만, 1수평 블랭킹 기간에 가산되는 행의 수는 한정되지 않는다. 라인 메모리의 용량을 사용해서 화소들의 신호들을 가산하는 예를 상기에 나타냈지만, 그것은 본 발명의 실시예를 한정하지 않는다. 예를 들면, 수직출력선으로부터의 출력을, 노이즈 캔슬 회로를 거쳐서 라인 메모리에 접속하고, 노이즈 캔슬 회로에서 가산을 실시해도 된다. 또한, 1수평 블랭킹 기간내에 행을 스킵하는 주사, 즉 화소부의 일부의 영역에서 화소들을 추출해서 신호들을 판독하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 즉, 다른 구동 모드에 있어서 수평 블랭킹 기간을 일정하게 하고 한층 더 수직출력선으로부터 신호의 판독을 행하지 않고 있는 기간에 PD리셋트를 행함으로써, 제2의 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 화상의 형성에 관련되는 유효화소들과 함께, 보정처리를 위한 차광된 화소들을 포함하고, 광전변환소자를 갖지 않는 화소들이 화소부에 유지되는 고체촬상장치에서는, 화소부의 일부의 영역은, 유효화소들 전체도 가리킬 수 있다.

도 8에 있어서, 비가산 구동 모드에서 기간Tp 및 Tq에는 화소들을 구동하는 동작을 행하지 않고 있지만, 기간Trs～Tz와 기간Tp 및 Tq에 상당하는 기간을 교환하여도 된다. 그 경우에는, 비가산 구동 모드에 있어서의 기간Trs는, 2행 가산 구동 모드에 있어서의 기간Trsl과 겹친다. 이 때문에, 3-트랜지스터 구성의 증폭형 MOS센서에 있어서도, 구동 모드 전환의 직전 프레임에서, 판독행 주사중에 다음 프레임의 리셋트 행 주사를 시작할 수 있다. 그렇지만, 기간Trs～Tz와 기간Tp 및 Tq에 상당하는 기간을 교환한 경우, 라인 메모리부에 화소신호를 유지시키고나서 수평전송 기간까지의 시간 간격은 길어진다. 이러한 경우에, 용량에 유지된 전하가 리크(leak)하거나, 외란 노이즈의 영향을 받거나 할 가능성이 증대하므로, 상기 얻어진 화상의 품질이 저하하는 것이 생각된다. 따라서, 라인 메모리부에 화소신호를 유지시키고나서 수평전송 기간까지의 시간 간격이 보다 짧은, 도 8에 도시된 것과 같은 구동이 바람직하다.

제2의 실시예에서는, 구동 모드를 전환하기 전후의 1수평동기 기간의 길이를 동일하게 한다. 수평동기신호HD가 타이밍 생성기(151)에 입력되고나서, 리셋트 주사가 이루어지기까지의 시간과, 수평동기신호HD가 타이밍 생성기(151)에 입력되고나서, 화소신호를 라인 메모리부(131)의 용량에 유지시킬 때까지의 시간은, 다르다. 이 때문에, 프레임F-1에 있어서 리셋트 주사를 판독주사와 병행할 수 있다.

(제3의 실시예)

다음에, 본 발명을 적용할 수 있는 제3의 실시예에 대해서, 제2의 실시예와 다른 점을 중심으로 설명을 행한다.

제3의 실시예에 따른 고체촬상장치(1)의 화소의 구성 예를 도 10에 나타낸다. 도 10에 나타낸 화소를 사용한 화소부(12) 및 라인 메모리부(131)의 구성 예를 도 11에 나타낸다. 도 11에 나타낸 화소부(12)와 라인 메모리부(131)를 구동하는 펄스의 타이밍 차트를 도 13a 및 도 13b에 나타낸다. 제1 및 제2의 실시예와 공통되는 구성에는 같은 참조번호로 지정된다. 또한, 여기에서는 간단하게 설명하기 위해서 4행×2열만의 화소들만을 추출하여 나타냈지만, 화소들의 수는 이것에 한정되지 않는다.

도 10에 있어서, 증폭 MOS트랜지스터(1214), 리셋트 MOS트랜지스터(1213) 및 FD부(1215)는, 화소 121A와 121B로 공유되어 있다. FD부(1215)는 전송 MOS트랜지스터 1212A를 통해 PD부 1211A와 접속하고, 또 전송 MOS트랜지스터 1212B를 통해 PD부 1211B와 접속하고 있다. 도 10에서는, 증폭 MOS트랜지스터, 리셋트 MOS트랜지스터 및 FD부를 2화소로 공유한 예를 게시했지만, 공유하는 화소수를 한정하지 않고, 3화소이상으로 공유하는 구성을 사용하여도 된다. 리셋트 MOS트랜지스터(1213)의 드레인은 행마다 독립적으로 펄스 구동 가능한 전원전압Vres에 접속하고 있지만, 그것은 제1의 실시예와 같이 모든 화소가 공유하는 전원전압Vcc에 접속하도록 구성하는 것도 가능하다.

도 11에 있어서, 화소부(12)는 도 10에 나타낸 화소구성, 즉 화소 121A와 121B를 1단위로 하여 2차원으로 복수의 단위를 배열하고 있다. N번째행의 전원선Vres(N)은 화소 121A의 Vres단자와 접속되고, 신호선Pres(N)은 Pres단자와 접속되고, 신호선Ptx(N)은 Ptx(A)단자와 접속된다. (N+1)번째행의 신호선Ptx(N+1)은 화소 121B의 Ptx(B)단자와 접속되어 있다. 라인 메모리부(131)는, 각각의 수직출력선(122)에 판독한 신호를 기억하는 용량CTNl, CTSl과 아울러, 용량CTNl, CTSl과 수직출력선(122)을 접속하는 CT전송 스위치 MOS트랜지스터(1311, 1312)를 갖는다. 라인 메모리부(131)는, 용량CTNl, CTSl에 기억된 신호들을 차동 앰프(133)에 판독하기 위한 수평전송 스위치 MOS트랜지스터(1317, 1318)를 더 구비한다. 도 11에서는, 라인 메모리부(131)에서의 가산을 행하지 않은 구성 예를 나타냈지만, 상기 제1의 실시 예와 제2의 실시예와 마찬가지로 라인 메모리부(131)에서 가산을 행하는 구성을 사용하여도 된다.

도 10에 나타낸 구성 예에서는, 열방향의 화소 가산에 있어서, FD부를 공유하는 화소들의 가산을 상기 FD부에서 행할 수 있다.

다음에, 도 12의 타이밍 차트를 참조하여, 제3의 실시예에 있어서의 구동방법에 관하여 설명한다.

우선, N번째행과 (N+1)번째행, (N+2)번째행과 (N+3)행의 2행 가산 구동 모드에 있어서의, 판독 주사와, 전자 셔터 주사에 관하여 설명한다. 도 12a가 화소가산 구동 모드에 있어서의, 판독 동작의 타이밍 차트이며, 도 12b가 전자 셔터 동작의 타이밍 차트다. 수평동기신호HD가 입력되면, 판독행 주사부(142)에 의한 N번째행과 (N+1)번째행의 선택 동작이 행해진다.

Vres(N)을 High레벨로 한 후에, Pres(N)을 High레벨로 설정함으로써 리셋트 MOS트랜지스터(1213)가 온되면, FD부(1215)의 전위는 전원전압Vres의 전위에 따른 전위로 초기화되고, N번째행 및 (N+1)번째행이 선택된 상태가 얻어진다. 화소부(12)의 모든 화소(121)에 공통인 전원인 Vcc는 항상 High레벨로 유지되어도 된다. 동시에, 전자 셔터 주사부(141)에 의해 임의의 M번째행과 (M+1)번째행의 Vres(M) 및 Pres(M)이 High레벨인 상태에서, Ptx(M) 및 Ptx(M+1)을 High레벨로 함으로써 PD리셋트가 행해진다. Vres(M)을 Low레벨로 한 후에, Pres(M)을 다시 High레벨로 설정함으로써 M번째행과 (M+1)번째행을 비선택 상태로 한다. N번째행과 (N+1)번째행의 행선택 동작과, M번째행과 (M+1)번째행의 PD리셋트가 완료한다(기간Trsl).

계속해서, 기간Txl에 있어서, N번째행과 (N+1)번째행의 노이즈 성분에 대응한 화소신호를 용량CTNl에 판독한다.

기간Tyl에 있어서, Ptx(N)와 Ptx(N+1)을 동시에 펄스 모양으로 High레벨로 설정함으로써, N번째행의 화소들에 축적된 전하와 (N+1)번째행의 화소들에 축적된 전하를 FD부에 전송해 가산한다. N번째행 및 (N+1)번째행의 PD부에 축적된 전하에, 노이즈 성분에 의한 전하를 다중화하여 얻어진 전하량에 대응한 화소신호를 용량CTSl에 유지하고, N번째행과 (N+1)번째행의 가산 및 화소신호의 판독을 완료한다.

이어서, Vres(N)을 Low레벨로 한 상태에서 Pres(N)을 다시 High레벨로 설정함으로써 N번째행과 (N+1)번째행을 비선택 상태로 한다(기간Tzl).

이상에 의해 N번째행과 (N+1)번째행의 가산 판독과, M번째행과 (M+1)번째행의 전자 셔터 동작을 행하는 수평 블랭킹 기간이 완료한다. 마찬가지로, 수평전송 기간을 경과한 후 다음의 수평 블랭킹 기간에 있어서, (N+2)번째행과 (N+3)번째행의 가산 판독과, (M+2)번째행과 (M+3)번째행의 전자 셔터 동작을 행한다.

다음에, 비가산 구동 모드에 있어서의, 판독 동작과, 전자 셔터(PD리셋트)동작에 관하여 설명한다. 도 12c가 비가산 구동 모드에 있어서의, 판독 동작의 타이밍 차트이며, 도 12d가 전자 셔터 동작의 타이밍 차트다.

우선, 판독행 주사부(142)에 의해서 행 선택 동작이 행해진다. N번째행의 화소 121A와, (N+1)번째행의 화소 121B에서 FD부를 공유하고 있기 때문에, N번째행과 (N+1)번째행이 동시에 선택된다. Vres(N)을 High레벨로 한 후에, Pres(N)을 High레벨로 설정함으로써 리셋트 MOS트랜지스터(1213)가 온으로 되면, FD부(1215)의 전위는 전원전압Vres의 전위에 따른 전위로 초기화되고, N번째행과 (N+1)번째행이 선택된 상태가 얻어진다. 동시에, 전자 셔터 주사부(141)에 의해 M번째행의 Vres(M), Pres(M) 및 Ptx(M)이 순차로 High레벨로 설정되고 M번째행의 PD리셋트가 행해진다. 이렇게 N번째행과 (N+1)번째행의 행 선택 동작과, M번째행의 PD리셋트가 완료한다(기간Trs).

이어서, 기간Tx에 있어서, N번째행의 화소들의 노이즈 성분에 대응한 화소신호를 용량CTNl에 판독한다.

기간Ty에 있어서, 노이즈 성분이 다중화된 N번째행의 화소신호를 용량CTSl에 판독하고, N번째행의 화소신호의 판독이 완료한다. 다음에, 기간Tz에 있어서, Vres(N)을 Low레벨로 한 상태에서 Pres(N)을 다시 High레벨로 설정함으로써 N번째행과 (N+1)번째행을 비선택 상태로 한다. 이상에 의해 비가산 구동 모드에 있어서의 N번째행의 화소신호의 판독과, M번째행의 전자 셔터 동작을 행하는 수평 블랭킹 기간이 완료한다.

마찬가지로, 수평전송 기간을 경과한 후의 수평 블랭킹 기간에 있어서, N번째행과 (N+1)번째행을 선택한다. 동시에, (M+1)번째행의 PD리셋트가 행해진다. 노이즈 신호의 판독 후, Ptx(N+1)을 High레벨로 설정함으로써, (N+1)번째행의 화소신호를 판독한다. 그 후, N번째행과 (N+1)번째행의 비선택 동작을 행해 (N+1)번째행의 판독과, (M+1)번째행의 전자 셔터 동작을 행하는 수평 블랭킹 기간이 완료한다. 비가산 구동 모드에 있어서의 수평 블랭킹 기간의 길이는, 전술한 2행 가산 구동 모드에 있어서의 수평 블랭킹 기간과 동일하다.

도 13a 및 도 13b는 제3의 실시예에 있어서의 고체촬상장치의 구동방법을 나타내는 타이밍 차트다. 도 13a는 2행 가산 구동 모드로부터 비가산 구동 모드로 바꿀 경우의 구동방법을 나타낸다. 도 13b는 제1의 구동 모드인 비가산 구동 모드로부터 제2의 구동 모드인 2행 가산 구동 모드로 바꿀 경우의 구동을 보이고 있다. 도 13a에 있어서, 구동 모드 전환 직전의 프레임인 프레임F-1에서는, 2행 가산 구동 모드에 있어서의 판독행 주사와, 비가산 구동 모드에 있어서의 전자 셔터 동작이 병행된다. 이 때, 비가산 구동 모드에 있어서의 PD리셋트 기간Trs는 2행 가산 구동 모드에 있어서의 기간Trsl과 겹친다.

도 13b에 있어서, 구동 모드 전환 직전의 프레임인 제1의 프레임인 프레임F-1에서는, 제1의 구동 모드인 비가산 구동 모드에 있어서의 판독행 주사가 행해진다. 한층 더, 프레임F-1에서는, 제2의 구동 모드인 2행 가산 구동 모드에 있어서의 전자 셔터 동작이 병행된다. 이 때, 2행 가산 구동 모드에 있어서의 PD리셋트 기간Trsl은, 각각 비가산 구동 모드에 있어서의 기간Trs와 겹친다.

제3의 실시예에 의하면, 구동 모드 전환 직전 프레임에 있어서 다른 구동 모드의 판독행 주사와 전자 셔터 주사가 행해져도, 전자 셔터 주사에 있어서의 PD리셋트 기간은 판독행 주사에 있어서의 수직출력선으로부터의 신호 판독 기간과 겹치지 않는다. 이 때문에, FD부에서 화소 가산을 행할 수 있는 구성을 갖는 고체촬상장치에 있어서도, 구동 모드 전환의 직전 프레임에서, 판독행 주사중에 다음 프레임의 리셋트 행 주사를 시작할 수 있다. 즉, 프레임 레이트를 높게 했을 경우에도, 구동 모드 전환 직후의 프레임의 축적 시간을 길게 하는 것이 가능해지고, 전자 줌시의 화질의 열화를 방지할 수 있다. 한층 더, 제3의 실시예에서는, 선택 동작과 PD리셋트를 같은 기간에 실행하므로, 제1의 실시예의 기간Trl 및 Tr2와 같이, PD리셋트에 대해서만 기간을 설치할 필요가 없다. 그래서, 수평 블랭킹 기간을 짧게 할 수 있다.

본 발명의 제1 및 제2의 실시예의 설명과 마찬가지로, 구동 모드로서 2행 가산 구동 모드와 비가산 구동 모드를 사용한 예에 대해 제3의 실시예를 설명하였지만, 1수평 블랭킹 기간에 가산되는 행들의 수는 한정되지 않는다. 상기 라인 메모리부의 용량을 사용해서 화소들의 신호들을 가산하는 예를 상술하였지만, 그것은 본 발명의 실시예를 한정하지 않는다. 예를 들면, 수직출력선들로부터의 출력들은 노이즈 캔슬 회로를 거쳐서 라인 메모리부에 접속하고, 노이즈 캔슬 회로에서 가산을 실시해도 된다. 한층 더, 1수평 블랭킹 기간내에 행을 스킵하는 주사, 즉 화소부의 일부의 영역에서 화소들을 추출해서 신호들을 판독하는 경우에도 본 발명은 적용할 수 있다. 즉, 다른 구동 모드에 있어서 수평 블랭킹 기간을 일정하게 하고, 한층 더 수직출력선들로부터 신호들의 판독을 행하지 않고 있는 기간에 PD리셋트를 행함으로써, 제3의 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 화상의 형성에 관련되는 유효화소와 아울러, 보정처리를 위한 차광된 화소들과, 광전변환소자를 갖지 않는 화소들이 화소부에 갖는 고체촬상장치에서는, 화소부의 일부의 영역이란, 유효화소 전체도 가리킬 수 있다.

제3의 실시예에서는, 구동 모드를 바꾸기 전후에 있어서의 1수평동기 기간의 길이는 동일하게 한다. 수평동기신호HD가 타이밍 생성기(151)에 입력되고나서, 리셋트 주사가 이루어지기까지의 시간과, 화소신호를 라인 메모리부(131)의 용량에 유지시킬 때까지의 시간은, 다르다. 이 때문에, 프레임F-1에 있어서 리셋트 주사를 판독 주사와 병행할 수 있다.

(제4의 실시예)

다음에, 본 발명을 적용할 수 있는 제4의 실시예에 관하여 설명을 행한다. 도 14는 제4의 실시예에 따른 고체촬상장치의 구성 예를 나타낸다. 도 14에 있어서는, 도 1에 나타낸 고체촬상장치(1); A/D변환기(ADC)(2); 신호 처리부(3); CPU(4); 스위치 유닛(5); 화소부(12)에 상을 형성하는 광학계인 렌즈 유닛(6); 영상표시부(7); 및 화상기록부(8)를 제공한다. 고체촬상장치(1)는, 제1 내지 제3의 실시예에서 설명한 것 같은 장치다.

렌즈 유닛(6)에 입사한 광빔에 따라, 고체촬상장치(1)는 광전변환을 행하고, 화상신호를 출력한다. 고체촬상장치(1)로부터 출력된 아날로그신호인 화상신호는, ADC(2)에 있어서 디지탈 신호로 변환되어, 화상 데이터로서 출력된다. 신호처리부(3)에서는, 화상 데이터에 대하여, 화상보정등의 신호 처리를 행한다. 신호처리부(3)에서 처리된 화상 데이터는, 영상표시부(7)에서 표시되거나, 혹은 화상기록부(8)로 기록된다. 스위치 유닛(5)의 조작에 의해 모드 변경, 전자 줌 등의 제어신호가 CPU(4)에 입력되면, CPU(4)는 렌즈 유닛(6), 고체촬상장치(1), ADC(2), 신호 처리부(3), 영상표시부(7) 및 화상기록부(8)의 제어가 변경된다.

본 발명의 제4의 실시예에 의하면, 프레임 레이트가 높은 동화상 촬상시의 전자 줌 전환시에, 줌 배율이 전환된 직후의 화상의 열화를 방지할 수 있다.

한층 더, 고체촬상장치(1)의 구동방법에 있어서, 전자 줌 배율, 즉 구동 모드에 상관없이 수평 블랭킹 기간이 일정하기 때문에, 수평동기신호가 입력된 후 화상신호의 출력이 개시될 때까지의 시간이 일정해진다. 이에 따라, 전자 줌 배율 변경시의, ADC(2) 및 신호처리부(3)의 제어가 간소화될 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

(기타)

전술한 각 실시예에 있어서는, 수직출력선(122)에 출력된 화소신호들이 직접 유지부인 라인 메모리부(131)에 입력되는 구성을 도 1등에 나타냈다. 그러나, 유지부의 구성은 예시한 것에 한정되지 않고, 예를 들면 각 수직출력선(122)에 대하여 화소부(12)와 증폭기(133)와의 사이의 경로에 직렬로 삽입된 클램프 용량을 사용하여도 된다. 또한, 각 클램프 용량과 증폭기(133)와의 사이에 별도의 증폭기를 설치하여도 된다.

전술한 각 실시예에서는, 행을 스킵하는 주사, 즉 화소부의 일부의 영역에서 화소들을 추출해서 화소신호들을 판독하는 구동 모드, 화소부의 일부의 영역의 모든 화소로부터 화소신호들을 판독하는 구동 모드, 화소신호들을 가산하는 구동 모드를 언급하였다.

전술한 각 실시예에서는, 제1의 프레임인 프레임F-1에서 개시되는 전자 셔터 주사에서, 제2의 프레임인 프레임F에서 판독 주사가 이루어지는 화소들에 대해서 PD리셋트를 행한다. 프레임F에서 판독 주사가 행해지지 않는 화소들에 대해서는, PD리셋트를 행할 필요가 없다.

본 발명을 예시적 실시예들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 예시적 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 변형, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 아주 넓게 해석해야 한다.

본 출원은 2008년 2월 6일에 제출된 일본특허출원 제2008-026541호의 이점을 청구하고, 여기서는 이것들이 전체적으로 참고로 포함된다.

Claims (13)

1. 입사광에 따라 전하를 축적하는 광전변환소자, 상기 전하를 유지하는 플로팅 디퓨전부, 상기 광전변환소자에 축적된 전하를 상기 플로팅 디퓨전부에 전송하는 전송부, 상기 플로팅 디퓨전부에 유지된 전하를 리셋트하는 리셋트부, 상기 플로팅 디퓨전부의 전압에 따른 화소신호를 출력하는 출력부를 갖는, 화소들이 2차원 모양으로 배열된 화소부; 및
   상기 출력부로부터 출력된 상기 화소신호를 유지하는 유지부를 구비한 고체촬상장치의 구동방법으로서,
   제1의 프레임에 있어서, 상기 플로팅 디퓨전부의 전위를, 전원부 및 상기 리셋트부에 의해 제어함으로써 상기 화소를 선택하고, 상기 화소신호를 상기 유지부에 유지시키는 판독 주사를 제1의 구동 모드에서 행하는 단계; 및
   상기 제1의 프레임을 뒤따르는 제2의 프레임에 있어서, 상기 판독 주사를 상기 제1의 구동 모드와는 다른 제2의 구동 모드에서 행하고, 상기 광전변환소자에 축적된 전하를 리셋트하기 위해 리셋트 주사를 행하는 단계를 포함하며,
   상기 제1의 구동 모드에서 상기 판독 주사가 행해지는 상기 제1의 프레임에서, 상기 제2의 구동 모드에서의 리셋트 주사가 제1의 구동 모드에서의 판독 주사와 중첩되어 시작되며,
   상기 광전변환소자에 축적된 전하의 리셋트가 상기 제1의 프레임에서의 상기 화소신호의 상기 유지부에의 유지 동작과 중첩없이 행해지는 고체촬상장치의 구동방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1의 구동 모드에 있어서의 1 수평동기 기간의 길이와 상기 제2의 구동 모드에 있어서의 1 수평동기 기간의 길이는 동일하고, 상기 수평동기 기간의 시작으로부터 상기 유지 동작까지의 기간의 길이와 상기 수평동기 기간의 시작으로부터 상기 리셋트 동작까지의 기간의 길이는 다른, 고체촬상장치의 구동방법.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제1의 구동 모드에 있어서의 1 수평 블랭킹 기간의 길이와, 상기 제2의 구동 모드에 있어서의 1 수평 블랭킹 기간의 길이는 동일한, 고체촬상장치의 구동방법.
   
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제1의 프레임에 있어서 상기 제2의 구동 모드에서 개시되는 상기 리셋트 주사에서는, 상기 화소신호를 출력하는 상기 화소의 상기 광전변환소자에 축적되고, 상기 제2의 프레임에 있어서 상기 제2의 구동 모드에서의 상기 판독 주사에 의해 상기 유지부에 유지된 전하를 리셋트하는, 고체촬상장치의 구동방법.
   
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제2의 구동 모드의 상기 리셋트 주사에 있어서의 상기 광전변환소자에 축적된 전하를 리셋트하는 상기 리셋트 동작을, 상기 제1의 구동 모드의 상기 판독 주사에 있어서의 상기 화소를 선택하는 선택동작과 같은 기간에 행하는, 고체촬상장치의 구동방법.
   
6. 입사광에 따라 전하를 축적하는 광전변환소자, 상기 전하를 유지하는 플로팅 디퓨전부, 상기 광전변환소자에 축적된 전하를 상기 플로팅 디퓨전부에 전송하는 전송부, 상기 플로팅 디퓨전부에 유지된 전하를 리셋트하는 리셋트부, 상기 플로팅 디퓨전부의 전압에 따른 화소신호를 출력하는 출력부를 갖는, 화소들이 2차원 모양으로 배열된 화소부; 및
   상기 출력부로부터 출력된 상기 화소신호를 유지하는 유지부를 구비하고,
   제1의 프레임에 있어서, 상기 플로팅 디퓨전부의 전위를, 전원부 및 상기 리셋트부에 의해 제어함으로써 상기 화소를 선택하고, 상기 화소신호를 상기 유지부에 유지시키는 판독 주사가 제1의 구동 모드에서 행해지며,
   상기 제1의 프레임을 뒤따르는 제2의 프레임에 있어서, 상기 판독 주사가 상기 제1의 구동 모드와는 다른 제2의 구동 모드에서 행해지고, 상기 광전변환소자에 축적된 전하를 리셋트하기 위해 리셋트 주사가 행해지며,
   상기 제1의 구동 모드에서 상기 판독 주사가 행해지는 상기 제1의 프레임에서, 상기 제2의 구동 모드에서의 리셋트 주사가 제1의 구동 모드에서의 판독 주사와 중첩되어 시작되며,
   상기 광전변환소자에 축적된 전하의 리셋트가 상기 제1의 프레임에서의 상기 화소신호의 상기 유지부에의 유지 동작과 중첩없이 행해지는 고체촬상장치.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1의 구동 모드에 있어서의 1 수평동기 기간의 길이와 상기 제2의 구동 모드에 있어서의 1 수평동기 기간의 길이가 동일하게 하고, 상기 수평동기 기간의 시작으로부터 상기 유지 동작까지의 기간의 길이와 상기 수평동기 기간의 시작으로부터 상기 리셋트 동작까지의 기간의 길이가 다르도록, 제어하는, 고체촬상장치.
   
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 제1의 구동 모드에 있어서의 1 수평 블랭킹 기간의 길이와, 상기 제2의 구동 모드에 있어서의 1 수평 블랭킹 기간의 길이가 동일한, 고체촬상장치.
   
9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 제1의 프레임에 있어서 상기 제2의 구동 모드에서 개시되는 상기 리셋트 주사에서는, 상기 화소신호를 출력하는 상기 화소의 상기 광전변환소자에 축적되고, 상기 제2의 프레임에 있어서 상기 제2의 구동 모드에서의 상기 판독 주사에 의해 상기 유지부에 유지된 전하를 리셋트하는, 고체촬상장치.
   
10. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2의 구동 모드의 상기 리셋트 주사에 있어서의 상기 광전변환소자에 축적된 전하를 리셋트하는 상기 리셋트 동작을, 상기 제1의 구동 모드의 상기 판독 주사에 있어서의 상기 화소를 선택하는 선택동작과 같은 기간에 행하도록 제어하는, 고체촬상장치.
    
11. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    복수의 상기 광전변환소자 각각이, 각각의 일 전송부를 거쳐서 상기 각각의 플로팅 디퓨전부에 접속된, 고체촬상장치.
    
12. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 광전변환소자는 포토다이오드이고,
    상기 전송부, 상기 리셋트부 및 상기 출력부 각각은, MOS트랜지스터이며,
    상기 플로팅 디퓨전부는 상기 출력부로서 상기 MOS트랜지스터의 게이트에 접속되는, 고체촬상장치.
    
13. 청구항 6 또는 7에 따른 고체촬상장치;
    상기 화소부에 상을 형성하는 광학계; 및
    상기 고체촬상장치로부터 출력된 신호를 처리하는 신호처리부를 구비한, 촬상 시스템.

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