JP5773721B2 - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態による固体撮像装置を含む撮像システム全体の概念図である。101はカメラ本体である。レンズユニット102を通った光が結像光学系103により固体撮像装置107上で結像される。メカシャッタ104は、固体撮像装置107への光が入射する解放状態と、固体撮像装置107へ入射する光を遮る遮光状態とを切り替える。メカシャッタ104の具体的な構成としては、例えば、固体撮像装置107への光路を開放するための先幕105と、光路を遮蔽するための後幕106とを含んで構成される。このような構成をフォーカルプレーンシャッタと呼ぶこともある。先幕105で固体撮像装置107内の光電変換部の電荷蓄積期間の開始を設定する場合と、先幕105は動作させずに、固体撮像装置107の電気的なリセット動作によって電荷蓄積期間の開始を設定する場合の2通りがある。これらが切り替えられるようになっていてもよい。または先膜105を設けずに、固体撮像装置107の電気的なリセット動作の解除で電荷蓄積期間を開始させることもできる。
本発明の第2の実施形態は、複数の光電変換部で1つの画素増幅部を共有した例である。その他の部分は第1の実施形態と同様の構成とすることができる。図8は、本発明の第2の実施形態の画素303の回路図を例示する。転送部802−1〜802−4を独立に制御できるので、複数の光電変換部801−1〜801−4を独立のリセットすることができる。
図9は、本発明の第3の実施形態による固体撮像装置の各行の電荷蓄積期間を示した図である。901−1は各画素行の光電変換部401−1〜401−4をリセットするためのリセットパルスを示している。ハイレベルのリセットパルス901−1が供給されると光電変換部401−1〜401−4がリセットされ、ローレベルのリセットパルス901−1が供給されるとリセットが解除された状態となる。図4の回路図でいうと、リセットパルス901−1は、転送部402−1〜402−4及び画素リセット部406−1〜406−4の両者を導通とするハイレベルパルスを示す。リセット動作が解除されたタイミングは、各画素での電荷蓄積期間が開始されるタイミングとなる。画素行毎に順次リセット状態が解除されるように駆動パルスが供給される。901−2はメカシャッタ104が走行して、各画素の光電変換部401−1〜401−4が遮光され始める位置を示している。画素行毎に順次遮光されるように走行される。901−1は電荷蓄積期間の開始タイミングを示し、901−2は電荷蓄積期間の終了タイミングを示す。901−1及び901−2に示したように動作させることで、各行毎の電荷蓄積期間が略一定となる。901−3は、画素行の信号が垂直信号線へ読み出されるタイミングを示している。ここでは、3画素行の選択部405−1〜405−3に対して選択状態となる期間が重なるように駆動パルスが供給される。すなわち、選択部405−1〜405−3は、3つの画素303の行の選択状態の期間が重なるように選択を行う。
図10は、本発明の第4の実施形態による各行の露光時間を示した図であり、図8の固体撮像装置の各行の露光時間を示した図である。1001−1は各画素行の光電変換部801−1〜801−4をリセットするためのリセットパルスを示している。ハイレベルのリセットパルス1001−1が供給されると光電変換部801−1〜801−4がリセットされ、ローレベルのリセットパルス1001−1が供給されるとリセットが解除された状態となる。図8の回路図でいうと、リセットパルス1001−1は、転送部802−1〜802−4及び画素リセット部806−1,806−2の両者を導通とするハイレベルパルスを示す。リセット動作が解除されたタイミングは、各画素での電荷蓄積期間が開始されるタイミングとなる。画素行毎に順次リセット状態が解除されるように駆動パルスが供給される。1001−2はメカシャッタ104が走行して、各画素の光電変換部が遮光され始める位置を示している。画素行毎に順次遮光されるように走行される。1001−1は電荷蓄積期間の開始タイミングを示し、1001−2は電荷蓄積期間の終了タイミングを示す。1001−1及び1001−2に示したように動作させることで、各行毎の電荷蓄積期間が略一定となる。1001−3は、画素行の信号が垂直信号線807−1及び807−2へ読み出されるタイミングを示している。ここでは、2画素行の選択部に対して選択状態となる期間が重なるように駆動パルスが供給される。
図11は、本発明の第5の実施形態による固体撮像装置の各行の露光時間を示した図である。1101−1は各画素行の光電変換部401−1〜401−4をリセットするためのリセットパルスを示している。ハイレベルのリセットパルス1101−1が供給されると光電変換部401−1〜401−4がリセットされ、ローレベルのリセットパルス1101−1が供給されるとリセットが解除された状態となる。リセット動作が解除されたタイミングは、各画素での電荷蓄積期間が開始されるタイミングとなる。画素行毎に順次リセット状態が解除されるように駆動パルスが供給される。1101−2はメカシャッタ104が走行して、各画素の光電変換部が遮光され始める位置を示している。画素行毎に順次遮光されるように走行される。1101−1は電荷蓄積期間の開始タイミングを示し、1101−2は電荷蓄積期間の終了タイミングを示す。1101−1及び1101−2に示したように動作させることで、各行毎の電荷蓄積期間が略一定となる。1101−3は、画素行の信号が垂直信号線407−1及び407−2へ読み出されるタイミングを示している。ここでは、1画素行の選択部に対して選択状態となる期間が重ならないように駆動パルスが供給される。すなわち、選択部405−1〜405−4は、1つの画素303の行単位で順次選択を行うことにより、一水平走査期間に複数行を選択する。
Claims (6)
- 2次元行列状に配列され、光電変換により信号を生成する複数の画素と、
前記複数の画素に接続される複数の信号線と、
前記複数の画素を遮光するためのメカシャッタとを有し、
前記複数の画素は、前記複数の信号線のうちの一の信号線に接続された第1の画素と、前記第1の画素と同一列に配され、前記第1の画素とは別の行に配され、前記一の信号線とは別の信号線に接続された第2の画素とを有し、
前記第1の画素と前記第2の画素の各々は、
光電変換により信号を生成する1つのみの光電変換部と、
前記光電変換部をリセットするリセット部と、
前記1つのみの光電変換部の信号に基づく信号を出力する増幅部と、
前記増幅部が出力する信号を、各々の画素が対応する前記信号線へ出力する選択状態と、前記増幅部が出力する信号を、各々の画素が対応する前記信号線へ出力しない非選択状態とを切り替えるための選択部とを有する固体撮像装置の駆動方法であって、
前記第1の画素のリセット部による、前記第1の画素の前記光電変換部のリセットを解除することで前記第1の画素の前記光電変換部の電荷蓄積期間を開始させた後、前記第2の画素のリセット部による、前記第2の画素の前記光電変換部のリセットを解除することで前記第2の画素の前記光電変換部の電荷蓄積期間を開始させ、
前記第2の画素のリセット部の前記リセットを解除した後、前記メカシャッタが前記第1の画素の前記光電変換部と前記第2の画素の前記光電変換部のそれぞれを遮光することで、前記第1の画素の前記光電変換部と前記第2の画素の前記光電変換部のそれぞれの前記電荷蓄積期間を終了させ、
前記第1の画素の前記選択部と前記第2の画素の前記選択部の選択状態の期間を重ねるとともに、前記第1の画素の前記リセット部の前記リセットの解除から前記第1の画素の前記選択部が選択状態となるまでの期間に対し、前記第2の画素の前記リセット部の前記リセットの解除から前記第2の画素の前記選択部が選択状態となるまでの期間を短くすることを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 - 前記信号線は、各画素列に複数の信号線が設けられることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置の駆動方法。
- 前記第1の画素と前記第2の画素の各々は、
さらに、前記1つのみの光電変換部の信号を前記増幅部へ転送する転送部を有することを特徴とする請求項1又は2記載の固体撮像装置の駆動方法。 - 前記リセット部は、前記転送部が転送状態のときに前記増幅部の入力部をリセットすることにより前記光電変換部の信号をリセットし、
前記転送部は、前記リセットの解除の際に、前記画素の行毎に異なるタイミングで転送状態を解除することを特徴とする請求項3記載の固体撮像装置の駆動方法。 - 前記選択部は、2つの前記画素の行の選択状態の期間が重なるように選択を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の固体撮像装置の駆動方法。
- 前記選択部は、3つの前記画素の行の選択状態の期間が重なるように選択を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の固体撮像装置の駆動方法。
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