JP2018061192A - 固体撮像装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1実施形態による固体撮像装置及びその駆動方法について、図1乃至図6を用いて説明する。
本実施形態による固体撮像装置100は、図1に示すように、画素アレイ10と、画素駆動部20と、信号処理部30と、水平走査部50と、信号出力部60と、駆動信号生成部70とを有している。
T2=(T4+T5)×N …(1)
本発明の第2実施形態による固体撮像装置及びその駆動方法について、図7乃至図10を用いて説明する。第1実施形態による固体撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
本発明の第3実施形態による固体撮像装置及びその駆動方法について、図11を用いて説明する。第1及び第2実施形態による固体撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
本実施形態では、図1乃至図3に示す第1実施形態による固体撮像装置の他の駆動方法を説明する。本実施形態では、蓄積時間の分散化を行う際の蓄積時間の制御を、転送トランジスタM4を用いて行う方法を示す。
T2′=T4×3+T11+T12+T5×5 …(2)
本発明の第4実施形態による固体撮像装置及びその駆動方法について、図12及び図13を用いて説明する。第1乃至第3実施形態による固体撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
本発明の第5実施形態による撮像システムについて、図14を用いて説明する。図1乃至図13に示す第1乃至第4実施形態による固体撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
上記第1乃至第4実施形態で述べた固体撮像装置は、種々の撮像システムに適用可能である。適用可能な撮像システムとしては、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダー、監視カメラなどが挙げられる。図14に、上述の実施形態に記載の固体撮像装置を適用したデジタルスチルカメラの例を示す。
本発明の第6実施形態による撮像システム及び移動体について、図15を用いて説明する。図15は、本実施形態による撮像システム及び移動体の構成を示す図である。
本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
12…画素
14…画素駆動信号線
16…画素出力線
20…画素駆動部
30…信号処理部
32…列信号処理部
50…水平走査部
52…共通出力線
60…信号出力部
70…駆動信号生成部
Claims (19)
- 光電変換により電荷を生成する光電変換部と、前記光電変換部で生成された電荷を保持する保持部と、前記光電変換部から前記保持部へ電荷を転送する転送手段と、を有し、前記保持部が保持する電荷に基づく信号を出力する複数の画素と、
前記複数の画素に接続され、前記複数の画素から前記信号が出力される出力線と、
1回の露光期間の間に前記光電変換部で生成された電荷を、1以上の範囲で可変の回数の転送動作により前記保持部へ転送するように前記転送手段を制御する転送制御部と、
前記信号を増幅する増幅手段と、
前記回数に応じて前記増幅手段の増幅率を制御する制御部と
を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 前記制御部は、前記回数に応じた前記画素の飽和電荷量に対応する信号レベルが、前記増幅手段の入力レンジ又は出力レンジに含まれるように、前記増幅率を制御する
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記回数は、前記保持部の飽和電荷量に対する前記光電変換部の飽和電荷量の比率に対応している
ことを特徴とする請求項2記載の固体撮像装置。 - 前記制御部は、前記回数が少ないほど、前記増幅率を大きくする
ことを特徴とする請求項2記載の固体撮像装置。 - 前記制御部は、前記回数が前記保持部の飽和電荷量に対する前記光電変換部の飽和電荷量の比率に対応する回数又はそれ以上であり、前記信号が前記画素の最大飽和電荷量に対応する信号レベルよりも小さい場合に、前記回数が多いほど、前記増幅率を大きくする
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記露光期間における前記転送動作の間の電荷の蓄積期間が不均一である
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記制御部は、前記転送動作のタイミングにより、前記蓄積期間が不均一になるように制御する
ことを特徴とする請求項6記載の固体撮像装置。 - 前記画素は、前記光電変換部の電荷をリセットするリセット手段を更に有し、
前記制御部は、連続する2つの前記転送動作の間に、前記リセット手段により前記光電変換部をリセットすることにより、蓄積期間が不均一になるように制御する
ことを特徴とする請求項6記載の固体撮像装置。 - 前記複数の画素は、複数の行に渡って配されており、
行毎に、前記蓄積期間のタイミングが異なっている
ことを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記露光期間毎に、前記蓄積期間のタイミングが異なっている
ことを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記制御部は、前の露光期間における前記信号の信号レベルに基づいて前記回数及び前記増幅率を設定する
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記増幅手段は、前記出力線に出力された前記信号を増幅する
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記複数の画素のそれぞれが、前記増幅手段と、前記保持部の電荷を前記増幅手段の入力ノードに転送する第2の転送手段と、を含む
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記制御部は、前記増幅手段の前記入力ノードの容量値を切り替えることにより、前記増幅手段の前記増幅率を制御する
ことを特徴とする請求項13記載の固体撮像装置。 - 前記複数の画素のそれぞれが、前記増幅手段の前記入力ノードの前記容量値を切り替えるためのスイッチを含み、
前記回数が第1の値の場合に前記制御部は前記スイッチをオンにし、前記回数が前記第1の値より少ない第2の値の場合に前記制御部は前記スイッチをオフにする
ことを特徴とする請求項14に記載の固体撮像装置。 - 光電変換により電荷を生成する光電変換部と、前記光電変換部で生成された電荷を保持する保持部と、前記光電変換部から前記保持部へ電荷を転送する転送手段と、を有し、前記保持部が保持する電荷に基づく信号を出力する複数の画素と、前記複数の画素に接続され、前記複数の画素から前記信号が出力される出力線と、前記信号を増幅する増幅手段と、を有する固体撮像装置の駆動方法であって、
1回の露光期間の間に前記光電変換部で生成された電荷を、1以上の範囲で可変の回数の転送動作により前記保持部に転送し、
前記増幅手段の増幅率を、前記回数に応じて制御する
ことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 - 複数の前記画素において前記露光期間が同じである
ことを特徴とする請求項16記載の固体撮像装置の駆動方法。 - 請求項1乃至15のいずれか1項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の前記画素から出力される前記信号を処理する信号処理部と
を有することを特徴とする撮像システム。 - 移動体であって、
請求項1乃至15のいずれか1項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置からの信号に基づく視差画像から、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記距離情報に基づいて前記移動体を制御する制御手段と
を有することを特徴とする移動体。
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