(57)【要約】【課題】  所定の行の読出しの際に、光電変換部をリセットするためのリセットパルスのノイズが乗らないようにする。【解決手段】  露光時間を調整可能な撮像装置において、入射した光を光電変換して電荷を生成するための行および列状に配置された複数の光電変換部と、前記複数の光電変換部で生成された電荷を行単位で順次読み出すために、行毎に位相が異なる読出しパルスを順次供給する読出し手段と、垂直期間中に前記光電変換部をリセットするためのリセットパルスを前記光電変換部に対して供給するリセットパルス供給手段と、前記リセットパルスのノイズが前記読出しパルスの読出し期間と重ならないように、前記リセットパルスの位相または前記読出しパルスの位相を、所定の行の読出しの際に所定時間ずらす制御手段と、を有することによって画像信号にノイズが乗らないようにする。【選択図】  図４
2020088536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光を光電変換して電荷を生成するための行および列状に配置された複数の光電変換部と、
前記複数の光電変換部で生成された電荷を行単位で順次読み出すために、
行毎に位相が異なる読出しパルスを順次供給する読出し手段と、
垂直期間中に前記光電変換部をリセットするためのリセットパルスを前記光電変換部に対して供給するリセットパルス供給手段と、
前記リセットパルスのノイズが前記読出しパルスの読出し期間と重ならないように、前記リセットパルスの位相または前記読出しパルスの位相を、所定の行の読出しの際に所定時間ずらす制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、所定の行の読出しの際に、前記リセットパルスの位相を所定時間遅延させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、所定の行の読出しの際に、前記読出しパルスの位相を所定時間遅延させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光電変換部で生成された電荷を蓄積するための信号保持部を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光電変換部で生成された電荷を蓄積するために、各光電変換部に対して第１の信号保持部と第２の信号保持部とを有することを特徴とする請求項１または４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記読出し手段は、第１の信号保持部に前記光電変換部で生成された電荷を蓄積している間に、前記第２の信号保持部に蓄積された電荷を読み出すことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記垂直期間中の、前記光電変換部が前記リセットパルスによってリセットされていない期間に前記光電変換部から前記信号保持部に電荷を転送して蓄積することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記垂直期間中に、前記リセットパルス供給手段は前記複数の光電変換部をリセットするためのリセットパルスを複数回供給することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記光電変換部がリセットされていない期間に前記光電変換部から前記信号保持部に電荷を転送するための転送手段を有することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記リセットパルスにより光電変換部をリセットするリセット期間と、リセットしない非リセット期間を有し、前記所定時間は、前記非リセット期間よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記所定時間は１／２０万秒以上で１／１０万秒以下であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１２】
被写体の動きベクトルの大きさが所定値より大きい場合に前記所定時間を短くするように制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記リセットパルスとして複数種類のパターンを選択可能であり、前記パターン毎の前記所定の行の番号情報を記憶するメモリを有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記読み出しパルスによって駆動されるトランジスタと、前記リセットパルスに基づいて駆動されるリセットトランジスタを各光電変換部に対して備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記光電変換部と前記第１の信号保持部の間に設けた第１の転送トランジスタと、前記光電変換部と前記第１の信号保持部の間に設けた第２の転送トランジスタと、を有することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は露光時間を調整可能な撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラなどの撮像装置において、非常に明るい環境下での撮影のために、撮影光量の透過率を低下させて撮影する技法が知られている。これは、明るい環境下であっても、絞りを開いて被写界深度の浅い被写体表現を実現するため、又は長秒露光を行っても飽和を発生させずに（例えば滝等の）被写体の動いた軌跡を表現するためであり、従来はＮＤフィルタ等の光学フィルタを用いて行われていた。
【０００３】
これに対し、特許文献１の撮像装置には、光電変換部により変換された電荷を蓄積部に複数回転送し、複数回転送された電荷をまとめて蓄積することで、露光時間、露光量などの条件を高速かつ自在に変化させることができる構成が記載されている。このような技術を用いて撮像素子の動作を制御することで光学的なＮＤフィルタを用いずに光量調整を可能としつつ、かつ、自然な動画を得ることができる。
更にまた、１画素中に蓄積部を２つ設けることで、片方の蓄積部に蓄積された信号を読み出している最中に、もう片方の蓄積部では光電変換部で生じた電荷を蓄積することもできる。これにより、画素から信号を読み出している間においても、同時に露光・蓄積動作が可能となる。そのため、動画撮影時における１コマ内での撮影時間設定の自由度を増すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５７８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の装置において、例えば動画撮影の際に片方の蓄積部に対して前述のように複数回蓄積を行おうとした場合、その光電変換部をリセットするためのパルスが読出し中の信号にノイズとして混入してしまう問題がある。
【０００６】
また信号の読出しは行単位で順次行われるが、光電変換部をリセットするタイミングと同じタイミングで信号読出しを行っている行において、上記ノイズの影響により、輝度データに誤差が生じてしまう問題があった。
【０００７】
本発明は、露光時間を調整するために垂直期間中に供給されるパルスのノイズが画像信号に乗らないようにすることが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像装置は、
入射した光を光電変換して電荷を生成するための行および列状に配置された複数の光電変換部と、
前記複数の光電変換部で生成された電荷を行単位で順次読み出すために、行毎に位相が異なる読出しパルスを順次供給する読出し手段と、
垂直期間中に前記光電変換部をリセットするためのリセットパルスを前記光電変換部に対して供給するリセットパルス供給手段と、
前記リセットパルスのノイズが前記読出しパルスの読出し期間と重ならないように、前記リセットパルスの位相または前記読出しパルスの位相を、所定の行の読出しの際に所定時間ずらす制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、露光時間を調整するために垂直期間中に供給されるパルスのノイズが画像信号に乗らないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】デジタルカメラの外観図。
【図２】実施例の撮像装置のブロック図。
【図３】実施例における撮像素子の一部回路図。
【図４】実施例における撮像素子の駆動シーケンスを示すタイミングチャート。
【図５】実施例における撮像素子の駆動シーケンスを示すタイミングチャート。
【図６】撮像素子の駆動シーケンスの他の例を示すタイミングチャート。
【図７】輝度誤差が生じた場合の撮像結果例を説明する図。
【図８】実施例における遅れ時間量Δｔが大きい場合の撮像結果の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施例の撮像装置を以下に説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）は実施例における撮像装置としての例えばデジタルカメラの外観図であり、図１（Ａ）は撮像装置の正面図、図１（Ｂ）は撮像装置の背面図である。同図において、１５１は内部に撮像素子やシャッター装置を収納した撮像装置本体、１５２は、後述のように、内部に絞りを有した撮影光学系である。また、１５３は撮影情報や映像を表示するため可動式の表示部、１５４は主に静止画の撮影を行うために使用するスイッチＳＴ、１５５は動画撮影を開始および停止するための釦であるスイッチＭＶである。表示部１５３はダイナミックレンジの広い映像もその輝度範囲を抑制することなく表示できるだけの表示輝度範囲を有している。
【００１２】
１５６は撮影モードを選択するための撮影モード選択レバー、１５７は撮像装置の機能設定を行う機能設定モードへ移行するためのメニュー釦である。また、１５８および１５９は各種の設定値を変更するためのアップダウンスイッチ、１６０は各種の設定値を変更するためのダイアル、１６１は再生モードへ移行するための再生ボタンである。再生ボタン１６１を押すと撮像装置本体内の記録媒体に記録された画像ファイルを再生し表示部１５３上に表示させる。
【００１３】
図２は本実施例の撮像装置の概略構成を示すブロック図である。同図において、１８４は撮影光学系１５２を介して結像された被写体の光学像を電気的な映像信号に変換する撮像素子、１５２は被写体の光学像を撮像素子１８４に結像させる撮影光学系である。また、１８０は撮影光学系１５２の光軸、１８１は撮影光学系１５２を通る光の量を調節するための絞りであり、絞り制御部１８２により制御される。１８３は撮像素子１８４に入射する光の波長や撮像素子１８４に伝達する空間周波数を制限する光学フィルタである。撮像素子１８４はＵｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎの規格を満たすに十分な画素数、信号読み出し速度、色域、ダイナミックレンジを有している。
【００１４】
１８７は、撮像素子１８４より出力されたデジタル映像データに各種の補正を行った後に圧縮するデジタル信号処理部である。１８９はデジタル信号処理部１８７等に各種タイミング信号を出力するタイミング発生部、１７８は各種演算とデジタルスチルモーションカメラ全体を制御する、コンピュータとしてのシステム制御ＣＰＵである。前記タイミング発生部１８９からのタイミング信号は撮像素子１８４内の後述の垂直走査回路５３０、水平走査回路５３１等にも供給され後述の図４〜６のタイミングチャートに示されるような駆動が行われる。
【００１５】
１９０はシステム制御ＣＰＵを動作させて図４のタイミングチャートのような動作制御をさせるためのコンピュータプログラムを記憶したメモリ部である。また、メモリ部１９０はデジタル信号処理部１８７からシステム制御ＣＰＵ１７８を介して出力されたデジタル映像データ等を一時的に記憶する機能も有する。メモリ部１９０は複数チップから構成されていてもよい。１９１は撮影された映像を表示部１５３に表示させるための表示インターフェース部である。１９３は映像データや付加データ等を記録するための半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体、１９２は記録媒体１９３に記録または読み出しを行うための記録インターフェース部である。また、１９６は外部コンピュータ１９７等と通信するための外部インターフェース部である。１９５は小型インクジェットプリンタ等のプリンタ、１９４は撮影された映像をプリンタ１９５に出力し印刷するためのプリントインターフェース部である。１９９はインターネットなどのコンピュータネットワーク、１９８はコンピュータネットワーク１９９と通信するための無線インターフェース部である。１７９はスイッチＳＴ１５４やスイッチＭＶ１５５や各種モードの切り替えを行う複数のスイッチを含むスイッチ入力手段である。
【００１６】
図３は撮像素子１８４の一部回路図である。同図において、撮像素子１８４の受光面に二次元状に配置された多数の画素のうち、１行１列目（１，１）の画素部３００と任意のｍ行１列目（ｍ、１）の画素部３０１を示している。画素部３００と画素部３０１の構成は同じなので、構成要素は同じ番号をつけている。
【００１７】
本実施例の撮像素子１８４の各画素部３００、３０１等においては、１つのフォトダイオード５００に対して２つの信号保持部（キャパシター）を有しているが、２つに限らず３つ以上の信号保持部を有していてもよい。フォトダイオード５００は光電変換部として機能し、それぞれ入射した光を光電変換して電荷を生成するためものであって、撮像素子１８４の受光面上に行および列状に配置されている。
【００１８】
図３の回路図において、各画素部３００、３０１等は、フォトダイオード５００と、第１の信号保持部５０７Ａと、第１の転送トランジスタ５０１Ａと、第２の転送トランジスタ５０２Ａと、第２の信号保持部５０７Ｂと、第３の転送トランジスタ５０１Ｂと、第４の転送トランジスタ５０２Ｂとを有する。また各画素部３００、３０１等は、第５の転送トランジスタ５０３と、フローティングディフュージョン領域５０８と、リセットトランジスタ５０４と、増幅トランジスタ５０５と、選択トランジスタ５０６と電荷排出領域５１０を有している。
【００１９】
前記第１〜第５の転送トランジスタは、それぞれ第１の転送部〜第５の転送部として機能しており、前記増幅トランジスタ５０５は増幅部として機能している。
【００２０】
また、第１の転送トランジスタ５０１Ａ、第２の転送トランジスタ５０２Ａはそれぞれ転送パルスφＴＸ１Ａ（１）、転送パルスφＴＸ２Ａ（１）がハイレベルの時にオンする。第３の転送トランジスタ５０１Ｂ、第４の転送トランジスタ５０２Ｂはそれぞれ転送パルスφＴＸ１Ｂ（１）、転送パルスφＴＸ２Ｂ（１）がハイレベルの時にオンする。リセットトランジスタ５０４、選択トランジスタ５０６、第５の転送トランジスタ５０３はそれぞれリセットパルスφＲＥＳ（１）、選択パルスφＳＥＬ（１）、転送パルスφＴＸ３（１）がハイレベルの時にオンする。なお、転送パルスφＴＸ３はフォトダイオード（光電変換部）をリセットするためのリセットパルスとして機能している。ここで各制御パルスは、垂直走査回路５３０から供給され、前記垂直走査回路５３０は前記タイミング発生部１８９等とともにリセットパルス供給手段としても機能している。
さらに５２０、５２１は電源線で、５２３は信号出力線、５３１は信号出力線５２３の信号を順次水平方向に読出して撮像素子１８４の外部に出力するための水平走査回路である。
以下図４、図５を用いて本実施例における撮像素子１８４の動作の詳細を説明する。
【００２１】
図４、図５は、本実施例における撮像素子１８４の駆動シーケンスを示すタイミングチャートである。３０ｆｐｓ（ｆｒａｍｅ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ）の条件で動画撮影を行うことを想定し、１垂直期間である１／３０秒の間に１／４８０秒の電荷蓄積を４回行い、それぞれの電荷を加算することにより、画像信号を得るようにしている。図４、図５のタイミングチャートに示される光電変換・蓄積・排出等のタイミング情報は、図２のメモリ部１９０に記憶されている。システム制御ＣＰＵ１７８は、撮影を行う際にメモリ部１９０から読み出しタイミング情報に基づき、撮像素子１８４の動作を制御する。
【００２２】
なお、本実施例の撮像素子１８４は、垂直方向に多数行の画素配列を有し、図４、図５ではそのうち第１行、第２行、第ｎ行及び第ｍ行の駆動パルスのタイミングを示している。そして、これらの制御が水平同期信号に同期して垂直走査回路５３０によって順次垂直方向（図の下の方向）に繰り返して実行されることで垂直走査が行われる。前記垂直走査回路５３０と水平走査回路５３１とによって撮像素子１８４の全画素の蓄積、読出し動作が行われる。上記垂直走査回路５３０と水平走査回路５３１等によって、複数の光電変換部（フォトダイオード）で生成された電荷を行単位で順次読み出すための読出し手段が構成されている。この読出し手段は行毎に位相が異なる読出しパルスを順次供給する。
【００２３】
図４、図５において、垂直同期信号φＶの時刻ｔ１、ｔ６、ｔ１１、ｔ１３、ｔ１４は、垂直期間が始まる垂直同期信号で、ｔ１からｔ６までの時間である１／３０秒が１垂直期間（１フレーム期間）に対応している。
また、撮影条件としては、動画は１／３０秒の１垂直期間内に１／４８０秒の電荷蓄積を４回、等ピッチで間欠的に行い、それらの電荷を加算することにより合計１／１２０秒の露光時間を得る例を示している。
最初に、第一行の動作について説明を行う。
まず、時刻ｔ１において、タイミング発生部１８９にて垂直同期信号φＶがハイレベルになり、同時に水平同期信号φＨがハイレベルになる。
【００２４】
垂直同期信号φＶおよび水平同期信号φＨがハイレベルになる時刻ｔ１に同期して、第１行のリセットパルスφＲＥＳ（１）がローレベルとなる。これによって第１行のリセットトランジスタ５０４がオフとなって、フローティングディフュージョン領域５０８のリセット状態が解除される。また、このときφＴＸ２Ｂ（１）がハイレベルとなり、第１行の第４の転送トランジスタ５０２Ｂがオンとなり、第２の信号保持部５０７Ｂに蓄積されていた信号がフローティングディフュージョン領域５０８に転送される。更に、第１行の選択パルスφＳＥＬ（１）がハイレベルとなり、第１行の選択トランジスタ５０６がオンとなって、第１行の第２の信号保持部５０７Ｂに蓄積されていた画像信号の読み出しが可能となる。
【００２５】
すなわち、フローティングディフュージョン領域５０８の電位の変化に応じた出力が増幅トランジスタ５０５及び選択トランジスタ５０６を介して信号出力線５２３に読み出される。そして水平走査回路５３１によって、水平期間に第１行の画像信号が順次読み出され、動画の１行分の信号として外部に出力される。
【００２６】
次に時刻ｔ２において、第１行の転送パルスφＴＸ２Ａ（１）が短時間ハイレベルとなり、第１行の第２の転送トランジスタ５０２Ａがオンとなる。
その状態で時刻ｔ２でリセットパルスφＲＥＳ（１）がハイレベルになりリセットトランジスタ５０４がオンになるため、第１行のフローティングディフュージョン領域５０８及び第１の信号保持部５０７Ａがリセットされる。なお、時刻ｔ２において、第１行の選択パルスφＳＥＬ（１）はローレベルになる。
【００２７】
一方、時刻ｔ３まで第１行の転送パルスφＴＸ３（１）がハイレベルになっているので、第５の転送トランジスタ５０３がオン状態となり、第１行のフォトダイオード５００はリセットされている。しかし時刻ｔ３において、第１行の転送パルスφＴＸ３（１）がローレベルとなると、第５の転送トランジスタ５０３がオフとなり、第１行のフォトダイオード５００のリセットが解除されてフォトダイオード５００で信号電荷の蓄積が開始される。
【００２８】
次に時刻ｔ４にて、第１行の転送パルスφＴＸ１Ａ（１）がハイレベルとなると、第１の転送トランジスタ５０１Ａがオンとなり、フォトダイオード５００にｔ３以降に蓄積された信号電荷が第１の信号保持部５０７Ａに転送される。ここで第１の信号保持部５０７Ａは第１行で光電変換された電荷を垂直期間毎に交互に保持する２つの信号保持部の内の一つとして機能している。
【００２９】
時刻ｔ５において、第１行の転送パルスφＴＸ１Ａ（１）がローレベルとなると、第１の転送トランジスタ５０１Ａがオフとなり、フォトダイオード５００に蓄積された信号電荷の第１の信号保持部５０７Ａへの転送が終了する。また、同時に第一行の転送パルスφＴＸ３（１）もハイレベルに戻り、第一行のフォトダイオード５００が再びリセット状態になる。これによって、時刻ｔ３から時刻ｔ５の期間に第一行のフォトダイオード５００で蓄積された電荷が第１の信号保持部５０７Ａに蓄積されることになる。
【００３０】
ここで、上記時刻ｔ３から時刻ｔ５が、１垂直期間における１回の蓄積時間（露光時間）１／４８０秒に相当し、右上がり斜線部領域の蓄積期間６０２−１として図示されている。このような蓄積動作が１垂直期間内に間欠的かつ周期的に４回行われ、それぞれ右上がり斜線部領域の蓄積期間６０２−１、６０２−２、６０２−３、６０２−４として図示されている。そして、これら４回の蓄積期間に蓄積された電荷を加算することで一回分の１／１２０秒の蓄積期間の電荷と同等の蓄積時間（１／４８０秒×４回＝１／１２０秒）の電荷を得ることができる。なお、蓄積期間６０２−２、６０２−３、６０２−４における制御動作は蓄積期間６０２−１における時刻ｔ３からｔ５の動作と同様であるため説明を省略する。
【００３１】
上記時刻ｔ１からｔ６の１垂直期間に光電変換部をリセットするためのリセットパルスとして機能する第１行の転送パルスφＴＸ３を複数回供給している。また転送パルスφＴＸ３がローレベルとなる蓄積期間６０２−１、６０２−２、６０２−３、６０２−４で蓄積され加算された画素信号（電荷）は信号保持部５０７Ａに保持される。信号保持部５０７Ａに保持された電荷はＮ番目の垂直期間（ｔ１からｔ６）においては画素信号として出力されず、次のＮ＋１番目の垂直期間中の所定の水平期間内（ｔ６からｔ７の期間内）に出力されることになる。
【００３２】
次に時刻ｔ６において、タイミング発生部１８９から供給される垂直同期信号φＶがハイレベルになり、同時に水平同期信号φＨがハイレベルになり、次の垂直期間（Ｎ＋１番目の周期）が開始される。この時、垂直同期信号φＶおよび水平同期信号φＨがハイレベルになる時刻ｔ６に同期して、第１行のリセットパルスφＲＥＳ（１）がローレベルとなると第１行のリセットトランジスタ５０４がオフとなって、フローティングディフュージョン領域５０８のリセット状態が解除される。同時に、第１行の選択パルスφＳＥＬ（１）がハイレベルとなると第１行の選択トランジスタ５０６がオンとなって、第１行の画像信号の読み出しが可能な状態となる。
このときφＴＸ２Ａ（１）もハイレベルとなり、第１行の第２の転送トランジスタ５０２Ａがオンとなる。これによって第１の信号保持部５０７Ａに蓄積されていた電荷がフローティングディフュージョン領域５０８に転送される。そしてフローティングディフュージョン領域５０８の電位の変化に応じた出力が増幅トランジスタ５０５及び選択トランジスタ５０６を介して信号出力線５２３に読み出される。そして水平走査回路５３１によって第１の信号保持部５０７Ａに蓄積されていた１行分の画素信号が水平期間において順次読み出される。
【００３３】
時刻ｔ７において、第１行の転送パルスφＴＸ２Ｂ（１）が短時間ハイレベルとなり、
第１行の第４の転送トランジスタ５０２Ｂがオンになる。また時刻ｔ７でリセットパルスφＲＥＳ（１）がハイレベルになりリセットトランジスタ５０４がオン状態になると、第１行のフローティングディフュージョン領域５０８、第２の信号保持部５０７Ｂがリセットされる。なお、時刻ｔ７において、第１行の選択パルスφＳＥＬ（１）はローレベルになる。
このように第１の信号保持部５０７Ａに、前記時刻ｔ１からｔ６の間に動画の蓄積期間６０２−１、６０２−２、６０２−３、６０２−４として画素信号が蓄積され加算される。そしてこの画素信号は、時刻ｔ６からｔ７の間に、水平走査回路５３１によって読出され第１行の画像信号として外部に出力される。
【００３４】
次に時刻ｔ８において、第１行の転送パルスφＴＸ３（１）がローレベルとなると、第５の転送トランジスタ５０３がオフ状態となり、第１行のフォトダイオード５００のリセットが解除されてフォトダイオード５００で信号電荷の蓄積が開始される。
【００３５】
時刻ｔ９で、第１行の転送パルスφＴＸ２Ｂ（１）がハイレベルとなると、第３の転送トランジスタ５０１Ｂがオンとなる。そしてフォトダイオード５００に蓄積された信号電荷は第１行の光電変換された電荷を保持する２つの信号保持部の内の一つである、第２の信号保持部５０７Ｂに転送される。Ｎ番目の垂直期間では第１の信号保持部５０７Ａに電荷を転送・蓄積していたのに対し、Ｎ＋１番目の垂直期間では他方の信号保持部である第２の信号保持部５０７Ｂに転送・蓄積している。
【００３６】
時刻ｔ１０において、第１行の転送パルスφＴＸ１Ａ（１）がローレベルとなると、第３の転送トランジスタ５０１Ｂがオフとなり、フォトダイオード５００に蓄積された信号電荷の第２の信号保持部５０７Ｂへの転送が終了する。また、同時に第一行の転送パルスφＴＸ３（１）もハイレベルに戻るため、第５の転送トランジスタ５０３がオン状態に戻り、第一行のフォトダイオード５００が再びリセット状態になる。
【００３７】
ここで、上記時刻ｔ８から時刻ｔ１０が、Ｎ＋１番目の垂直期間における動画の１回の蓄積時間（露光時間）１／４８０秒に相当し、右下がり斜線部領域の蓄積期間７０２−１として図示される。このような蓄積動作が間欠的かつ周期的に４回行われ、それらは右下がり斜線部領域の蓄積期間７０２−１、７０２−２、７０２−３、７０２−４として図示される。そして、これら４回の蓄積を加算することで合計の蓄積時間（１／４８０秒×４回＝１／１２０秒）を得る。なお、蓄積期間７０２−２、７０２−３、７０２−４における制御動作は蓄積期間７０２−１における時刻ｔ８からｔ１０の動作と同様であるため説明を省略する。
【００３８】
上記時刻ｔ６からｔ１１の垂直期間に蓄積期間７０２−１、７０２−２、７０２−３、７０２−４として４回蓄積・加算された画像信号は、前垂直期間と異なり、第２の信号保持部５０７Ｂに保持されている。該電荷はこのＮ＋１番目の垂直期間においては画像信号として出力されず、次のＮ＋２番目の垂直期間の所定の水平期間内（ｔ１１〜ｔ１２の期間内）に読み出される。
【００３９】
次に時刻ｔ１１において、タイミング発生部１８９にて垂直同期信号φＶがハイレベルになり、同時に水平同期信号φＨがハイレベルになり、Ｎ＋２番目の垂直期間が開始される。
時刻ｔ１１以降は前述の２つ前の第Ｎ番目の垂直期間と同じ動作を行う。
【００４０】
即ち、垂直同期信号φＶおよび水平同期信号φＨがハイレベルになる時刻ｔ１１に同期して、第１行のリセットパルスφＲＥＳ（１）がローレベルとなると第１行のリセットトランジスタ５０４がオフとなって、フローティングディフュージョン領域５０８のリセット状態が解除される。同時に、第１行の選択パルスφＳＥＬ（１）がハイレベルとなると第１行の選択トランジスタ５０６がオンとなって、第１行の画像信号の読み出しが可能となる。
また、このとき第Ｎ番目の垂直期間と同様に、第１行の転送パルスφＴＸ２Ｂ（１）がハイレベルとなり、第１行の第４の転送トランジスタ５０２Ｂがオンとなる。これによって第２の信号保持部５０７Ｂに蓄積されていた電荷がフローティングディフュージョン領域５０８に読み出される。そしてフローティングディフュージョン領域５０８の電位の変化に応じた出力が増幅トランジスタ５０５及び選択トランジスタ５０６を介して信号出力線５２３に読み出される。そして水平走査回路５３１によって水平期間に画素信号が順次読み出される。
【００４１】
更に時刻ｔ１２において、第１行の転送パルスφＴＸ２Ａ（１）が短時間ハイレベルとなり、第１行の第２の転送トランジスタ５０２Ａがオンとなる。そして時刻ｔ１２でリセットパルスφＲＥＳ（１）がハイレベルになりリセットトランジスタ５０４がオン状態になると、第１行のフローティングディフュージョン領域５０８、第１の信号保持部５０７Ａがリセットされる。
【００４２】
この後は前記Ｎ番目の垂直期間と同様に時刻ｔ１１〜ｔ１３の間に１回当たり１／４８０秒の蓄積動作が間欠的に４回行われる。これらは、右上がり斜線部領域の蓄積期間６０２−１’、６０２−２’、６０２−３’、６０２−４’として示される。また、この時のフォトダイオードの信号電荷も同様に第１の信号保持部５０７Ａに蓄積・保持される。
【００４３】
そして、時刻ｔ１３からこれまでと同様にタイミング発生部１８９にて垂直同期信号φＶがハイレベルになり、同時に水平同期信号φＨがハイレベルになり、Ｎ＋３番目の垂直期間が開始される。
【００４４】
Ｎ＋３番目の垂直期間では、第Ｎ＋１番目の周期と同じ動作を行い、まずＮ＋２番目の垂直期間に第１の信号保持部５０７Ａに蓄積され加算された画素信号が第１行の画像信号として外部に出力される。更に、時刻ｔ１３〜ｔ１４の間に１回当たり１／４８０秒の蓄積動作を間欠的かつ周期的に４回行う。そして右下がり斜線部領域の蓄積期間７０２−１’、７０２−２’、７０２−３’、７０２−４’に蓄積されたフォトダイオードの信号は第２の信号保持部５０７Ｂに蓄積・保持される。
【００４５】
上記のように、フォトダイオード５００で生じた信号電荷を第Ｎ番目と第Ｎ＋２番目の垂直期間に第１の信号保持部５０７Ａに蓄積・保持するとともに、それぞれ第Ｎ＋１番目と第Ｎ＋３番目の垂直期間中の所定の水平期間中に読出す。一方第２の信号保持部５０７Ｂに第Ｎ＋１番目と第Ｎ＋３番目の垂直期間に保持された信号電荷をそれぞれ第Ｎ番目と第Ｎ＋２番目の垂直期間中の所定の水平期間中に外部へと出力する。
本実施例においては各画素中に２つの信号保持部を含み、フォトダイオード５００の電荷を一方の信号保持部において蓄積加算している間に、他方の信号保持部から読出しを行うことができるため、露光時間を設定する際の自由度が高くなる。
【００４６】
次に第２行目以降の動作について説明する。
図４、図５において、全ての行の動作は垂直同期信号、水平同期信号に同期して実行される。
第ｍ行についての駆動パルスはφＴＸ３（ｍ）、φＴＸ１Ａ（ｍ）、φＴＸ１Ｂ（ｍ）、φＳＥＬ（ｍ）、φＲＥＳ（ｍ）、φＴＸ２Ａ（ｍ）、φＴＸ２Ｂ（ｍ）と表すことができる。
また、本実施例ではφＴＸ３（ｍ）、φＴＸ１Ａ（ｍ）、φＴＸ１Ｂ（ｍ）については基本的にはほぼ全ての行に対して同一タイミングの信号パターンを用いている。
【００４７】
これにより、ほぼ全ての行の光電変換部は基本的に共通のタイミング（露光パターン１）で露光され、いわゆるグローバルシャッター方式を実現している。しかも一部の行（例えばｎ行目等）に対しては、前記露光パターン１のφＴＸ３（ｍ）、φＴＸ１Ａ（ｍ）、φＴＸ１Ｂ（ｍ）とは異なるタイミングの露光パターン２のパルスを用いている。そしてこれによってリセットノイズの影響による画質低下を防止できるようにしている。
【００４８】
次にｍ＝２である２行目の駆動パルスφＴＸ３（２）、φＴＸ１Ａ（２）、φＴＸ１Ｂ（２）、φＳＥＬ（２）、φＲＥＳ（２）、φＴＸ２Ａ（２）、φＴＸ２Ｂ（２）について説明する。
図４に示すように、２行目の駆動パルスの内、φＳＥＬ（２）、φＲＥＳ（２）、φＴＸ２Ａ（２）、φＴＸ２Ｂ（２）は、１行目のφＳＥＬ（１）、φＲＥＳ（１）、φＴＸ２Ａ（１）、φＴＸ２Ｂ（１）のタイミングからΔＴｈだけ遅延している。
ΔＴｈは一行の信号電荷を水平走査回路で読み出すためにかかる時間（水平同期信号ΦＨにおけるパルス一つ分の時間）以上の値が設定されている。
【００４９】
同様に、ｍ行目におけるφＳＥＬ（ｍ）、φＲＥＳ（ｍ）、φＴＸ２Ａ（ｍ）、φＴＸ２Ｂ（ｍ）は、時間量  （ｍ−１）×ΔＴｈだけ一行目の信号から遅延している。
また、撮像素子１８４の画素の全行数をＭａ行としたとき、上記より全部の行を読み出すためには約Ｍａ×ΔＴｈ弱の時間がかかることになる。１垂直期間中に全ての行のデータを読み出すために、Ｍａ×ΔＴｈ＜垂直期間Ｔ（図４、図５では１垂直期間＝１／３０秒）となるようにΔＴｈを設定している。
【００５０】
そして、１垂直期間中に各行の読出しが順次連続的に行われることになる。即ち、Ｎ番目の垂直期間では、第２の信号保持部５０７ＢにＮ−１番目の垂直期間中に蓄積・保持された信号電荷を、時刻ｔ１〜ｔ６の間に、１行ずつタイミングをシフトしながら全行を順番に信号出力線５２３を通じて外部へ出力する。また、Ｎ＋１番目の垂直期間においては、第１の信号保持部５０７ＡにてＮ番目の垂直期間中に蓄積・保持された信号電荷を、時刻ｔ６〜ｔ１１の間に、１行ずつタイミングをシフトしながら全行を順番に信号出力線５２３を通じて外部へ出力する。Ｎ＋２番目の垂直期間（ｔ１１〜ｔ１３）ではＮ番目の垂直期間と同じ動作を行い、Ｎ＋３番目の垂直期間（ｔ１３〜ｔ１４）ではＮ＋１番目の垂直期間と同じ動作を行い外部に信号を読み出す。以降の垂直期間でも交互に同様な動作が行われる。
【００５１】
そして図４、図５においては、１垂直期間中の総計の露光量は合計１／１２０秒となり、１垂直期間である１／３０秒間全期間で露光した場合に比して、１／４の露光時間となっているのでＮＤ２段分の減光効果が得られる。
なお、一回あたりの露光（光電変換）・蓄積時間１／４８０秒を適宜設定することによって、総露光量を制御し、減光効果を任意に調整することができる。
例えば、１／３０秒の垂直期間中に４回前記のような露光・蓄積・転送動作を繰り返す場合、１回あたりの最大露光時間は、１垂直期間（１／３０秒）の１／４の１／１２０秒となる。
【００５２】
また１／３０秒の垂直期間中に４回に渡り前記露光・蓄積・転送動作を繰り返し、１回あたりの露光時間が１／２４０秒である場合、露光時間の合計は１／６０秒となる。この場合は光量を１／２にするＮＤ１段分の効果となる。
また、同様に１回あたりの露光時間が１／４８０秒の場合、露光時間の合計は１／１２０秒となり、光量を１／４にするＮＤ２段分の効果となる。
同様に１回あたりの露光時間が１／９６０秒である時、光量が１／８となるＮＤ３段分の効果、さらには一回当たりの露光時間が１／１９２０秒である時、光量が１／１６となるＮＤ４段分の効果が得られる。
【００５３】
また、本実施例においては図４、図５に示したように、垂直期間毎に交互に複数回の露光動作を行っているが、このとき各垂直期間における複数回の露光動作のタイミングや回数や一回当たりの露光時間などを異ならせてもよい。
このように、垂直期間中に例えば略等間隔で設定された短い蓄積時間を加算することによって１つの画像信号を得るように構成しているので、コマ送り的なパラパラ感のない高品位な動画を得ることができる。
なお、上記実施例は動画の蓄積加算回数を４回前提で説明したが、例えば８回、１６回、３２回、６４回の場合でも適用可能である。
【００５４】
なお、前述のように、第５の転送トランジスタ５０３をＯＮ／ＯＦＦするスイッチング動作ノイズが、外部への動画信号出力中に重畳すると、動画の輝度に変動が生じ、画質低下を起こしてしまう問題がある。これについて図６のタイミングチャートを用いて説明する。
【００５５】
図６に上記ノイズの重畳する場合のタイミングチャートを示す。図４、図５と対応する箇所の番号は同じ番号を用いる。
図６においては、φＴＸ３、φＴＸ１Ａ、φＴＸ１Ｂの露光・蓄積を制御する信号パターンは全ての行において同一としている点が図５とは異なる。
図６において、Ｎ番目の垂直期間で、第一行の転送パルスφＴＸ３（ｎ）は垂直期間が時刻ｔ１に開始されてからハイレベル状態が続き第５の転送トランジスタ５０３はＯＮ状態にある。そこから、時刻ｔ３にφＴＸ３（ｎ）がローレベルになりこの第５の転送トランジスタ５０３がＯＦＦ状態になり、時刻ｔ５にφＴＸ３（ｎ）がハイレベルに戻り、第５の転送トランジスタ５０３がＯＮに戻るスイッチングを行っている。
【００５６】
この時、時刻ｔ３にφＴＸ３（ｎ）がハイレベルからローレベルに変わり、第５の転送トランジスタ５０３がＯＦＦ状態になる際にスイッチングノイズが大きく発生する。第Ｎ番目の垂直期間においては、上記の様にφＴＸ３（ｎ）がハイレベルからローレベルに落ちる、つまり前記第５の転送トランジスタ５０３がＯＮ状態からＯＦＦ状態に変わる瞬間は、蓄積回数と同じ回数だけ存在しており、図６においては４回存在している。これはＮ＋１番目以降の周期でも同様に、１垂直期間中に蓄積回数と同じ４回ずつ存在している。この４回の瞬間のタイミングは図６のｎ行目において、ノイズ発生タイミング１として白抜きの下向き矢印で示されている。Ｎ番目、Ｎ＋１番目、Ｎ＋２番目、Ｎ＋３番目の垂直期間それぞれ一つの垂直期間につき、蓄積回数と等しい４か所ずつの個数で存在している。
【００５７】
また、フォトダイオード５００の電荷を例えば第１の信号保持部５０７Ａに蓄積加算している間に、前の垂直期間で第２の信号保持部５０７Ｂに保持された電荷を信号出力線５２３を通して一行ずつ順番に外部に出力する。外部出力動作は一行目から最終行まで微小時間であるΔＴｈずつずらしながら順次行われていき、一つの垂直期間内に全ての行の出力が終了する。この時、ｍ行目において信号電荷を外部に出力するタイミング（φＴＸ２Ａ（ｍ）又はφＴＸ２Ｂ（ｍ）がハイレベルになる期間）は、一行目における同信号が外部出力されてから（ｍ−１）×ΔＴｈが経過した（遅れた）時刻となる。
【００５８】
そして行が異なると該信号電荷を外部に出力するφＴＸ２Ａ（ｍ）又はφＴＸ２Ｂ（ｍ）がハイレベルになる瞬間も異なってくる。それらの外部出力タイミングが異なる行の中で、スイッチングノイズが大きく発生するφＴＸ３（ｍ）がハイレベルからローレベルに落ちる瞬間と、該外部出力のタイミングが一致する行が出てくる。図６においてはｎ行目として示している。
【００５９】
この行においては外部へ出力される信号電荷に該スイッチングノイズが影響し、１行全ての画素において輝度値に誤差が生じてしまう。図７は図６のタイミングチャートのような駆動をし、スイッチングノイズが影響を及ぼした場合の出力画像例を示す。画面全体が一様な灰色の画像を撮影したとする。この時、前述のφＴＸ３（ｎ）がハイレベルからローレベルに落ちるエッジと、信号電荷を外部に出力するφＴＸ２Ａ（ｎ）又はφＴＸ２Ｂ（ｎ）がハイレベルになる期間が一致する行が４行（ｎ１〜ｎ４行）ある。そのｎ１〜ｎ４行の画素信号では、図示のようにそれぞれの１行全てに渡り輝度誤差が生じやすく、その行だけ輝度が低下して、画像に４本の横方向の線が入り、画質が悪化していることが分かる。なお、それ以外の場合であってもφＴＸ３（ｎ）のエッジとφＴＸ２Ａ（ｎ）又はφＴＸ２Ｂ（ｎ）のハイレベル期間などのタイミング（位相）が一致した場合にノイズが重畳しやすい。
【００６０】
一つの垂直期間には蓄積回数分（図では４回）スイッチングノイズが大きく発生するφＴＸ３（ｍ）がローレベルに落ちてからハイレベルに戻る瞬間がある。従って、このノイズ発生と外部出力タイミングが一致して誤差が発生する行は、最大で蓄積回数と同数だけ出現しうる。
図５の実施例では上記ノイズに起因した輝度誤差による画質悪化を解消することができる。
【００６１】
即ち、図６の例で誤差が生じていたｎ行目において、図５ではφＴＸ３（ｎ）、φＴＸ１Ａ（ｎ）、φＴＸ１Ｂ（ｎ）として、他の行のパターン（露光パターン１）とはΔｔだけ遅延した露光パターン２を用いている点が異なる。つまり他の行と比較した場合に少なくとも前記第５の転送部による動作切り替え時刻を所定時間だけ遅延させた異なる動作パターンを用いている。
【００６２】
一方、上記ｎ行目以外の１行目、２行目、ｍ行目は図６の例と同一のタイミングのφＴＸ３（ｍ）、φＴＸ１Ａ（ｍ）、φＴＸ１Ｂ（ｍ）の露光パターン１を用いる。
また、この時、図５におけるφＳＥＬ（ｎ）、φＲＥＳ（ｎ）、φＴＸ２Ａ（ｎ）、φＴＸ２Ｂ（ｎ）の外部への動画信号出力を制御する信号パターンは、ｎ行目を含むすべての行において、図６と同一のタイミングの信号を用いるものとする。
【００６３】
露光パターン２を適用する必要がある行（図５の例ではｎ行目）は、露光パターン１における分割蓄積タイミングと、各行の外部出力タイミングから決定することができる。露光パターン２を適用する行番号情報がメモリ部１９０に記憶されており、撮像の際にシステム制御ＣＰＵ１７８がその情報を読み込み、撮像素子動作を制御するものとする。
この構成により、動画出力信号にスイッチングノイズの影響が出ないようにすることが可能となる。
【００６４】
即ち、図５のｎ行目のタイミングチャートにおいては、スイッチングノイズが大きく発生するφＴＸ３（ｎ）がハイレベルからローレベルに落ちる瞬間を、ノイズ発生タイミング２として黒色の矢印で表示している。図６のノイズ発生タイミング１の白い矢印の場合と同じく、１垂直期間中に蓄積回数である４回と同数の４個ずつ存在している。図５のｎ行目のタイミングチャートはφＴＸ３（ｎ）の信号パターンを図６の例よりΔｔだけ遅らせている。そのため、φＴＸ３（ｎ）がハイレベルからローレベルに落ちるノイズ発生タイミング２である黒い矢印も、図６の例のノイズ発生タイミング１の白い矢印に比べ、Δｔだけ遅れている。図５において、ｎ行目以外の所定の複数行の光電変換部に対しては、図６の例と同一のタイミングのφＴＸ３（ｍ）の信号パターンを供給している。従って図５で例としてｍ行目に示したように、白い矢印で示すノイズ発生タイミング１のタイミングでノイズが発生している。
【００６５】
一例として図５のＮ＋１番目の周期に注目すると、ｎ行目のタイミングチャートにおけるφＴＸ３（ｎ）がハイレベルからローレベルに落ちる、黒い矢印で示されたタイミングの内の最初の一つが、時刻ｔ８からΔｔだけ遅れた時刻に位置している。図６の例と同じタイミングであるｍ行目では、Ｎ＋１番目の周期において白い矢印で示した、φＴＸ３（ｍ）がハイレベルからローレベルに落ちる最初のタイミングは時刻ｔ８であり、それよりΔｔだけタイミングが遅れている。
【００６６】
図６ではｎ行目において外部への動画信号出力を行うタイミング（Ｎ＋１番目の周期ではφＴＸ２Ａ（ｎ）のタイミング）が上記時刻ｔ８に重なる。従って、白い矢印で示されたノイズ発生タイミング１と同時になるため、出力される動画信号にノイズの影響が出て、画質が悪化する。
これに対し、図５のｎ行目においては、外部への動画信号出力を行うタイミング（Ｎ＋１番目の周期ではφＴＸ２Ａ（ｎ）のハイレベルになるタイミング）は上記と同じ時刻ｔ８である。しかし、ノイズが発生するタイミングを黒い矢印で示したノイズ発生タイミング２にΔｔずらして構成している。その結果、図示するように、読出しパルスの読出し期間とリセットノイズの発生タイミングが一致しなくなるため、ｎ行目の動画信号にノイズの影響がのらず、画質の劣化を防止できる。
【００６７】
即ち、図４、図５のｎ行目以外の所定の複数行の光電変換部に対しては、図６の例と同様の共通タイミングの露光パターン１のφＴＸ３（ｍ）、φＴＸ１Ａ（ｍ）、φＴＸ１Ｂ（ｍ）の露光・蓄積を制御する信号パターンを垂直期間に供給している。しかし、図５のｍ行目において白い矢印で示されたノイズ発生タイミング１でノイズが発生しても、図６の例と同じくｎ行目以外ではノイズ発生タイミングと外部出力タイミングは重ならない。そのため、動画信号にノイズの影響がのらず、画質は劣化しない。また前記所定の複数行とは異なる所定の行（例えばｎ行）の光電変換部に対しては前記露光パターン１とは異なるタイミングのリセットパルスであるφＴＸ３（ｎ）（露光パターン２）を供給している。従ってｎ行目等の動画信号にはノイズの影響がのらず、画質の劣化を防止できる。
以上のように、２つの露光パターンを切り替えているので、図６の例においてノイズによりｎ行目等の行において発生していた誤差が図５の実施例では解消され動画画質の劣化を防止することができる。なお、本実施例では２つの露光パターンは同じであって位相のみがずれるようにしているが、上記２つの露光パターンは位相だけでなくパルス幅を異ならせるようにしてもよい。つまり１垂直期間内において露光パターン２のφＴＸ３（ｎ）の一部のパルス幅を広げ、φＴＸ３（ｎ）の他のパルス幅を狭くするようにしてもよい。その場合、例えば露光パターン１のφＴＸ３（ｍ）の１垂直期間における合計の露光時間と、露光パターン２のφＴＸ３（ｎ）の１垂直期間における合計の露光時間が同じになるようにする。また位相をずらす他の方法として、例えばφＴＸ３（ｎ）の１垂直期間における回数を変更したり、１垂直期間内の例えば４回のパルス間隔を変更してもよい。その場合パルス間隔を１垂直期間内で徐々に短くしたり長くしてもよい。なお上記のようにφＴＸ３（ｎ）のパターンを複数種類の中から選択可能にした場合には、それぞれのパターンに応じてｎ番目の行の番号が変化するので、前記パターン毎の前記行番号の情報をメモリ部１９０に記憶しておく。そしてメモリ部１９０に記憶されたφＴＸ３（ｎ）のパターン毎の行番号情報を、撮像の際にシステム制御ＣＰＵ１７８が読み込み、撮像素子の動作を制御すればよい。
【００６８】
なお本実施例では、ｎ行目において、φＴＸ３（ｎ）、φＴＸ１Ａ（ｎ）、φＴＸ１Ｂ（ｎ）を他の行の同信号パターン（露光パターン１）に対してΔｔだけ遅延させたため、露光パターン２は露光パターン１に比して露光・蓄積時間がΔｔだけ遅れる。従って、動く被写体を撮影する場合、露光パターン１を適用する行に対して、露光パターン２を適用する行においてのみ、被写体が被写体移動速度Ｖ×遅れ時間Δｔだけずれた画像が外部に出力される。
【００６９】
図８は、図５示の本実施例の駆動を行う撮像装置を用いて、紙面右方向に速度Ｖで移動する新幹線（被写体Ｓ）を撮影した場合の撮像結果例を表す模式図である。前述のように、ｎ行目以外のすべての行において露光パターン１が適用され、ｎ行目においてのみ時間Δｔだけ遅らせた露光パターン２を適用するとする。
図示するように、ｎ行目の画像のみ、露光タイミングがΔｔだけ遅れるので、新幹線の輪郭が進行方向に速度Ｖ×遅れ時間Δｔだけずれてしまっている。
この時、Δｔの値が大きく、被写体画像の輪郭のずれ量が大きいと、出力される動画の品位を下げてしまう。極端な場合、露光タイミングを遅らせた行における被写体画像と、その他の行における被写体画像において、両者の被写体が画面上で進行方向に位置がずれすぎて重なる部分が無くなり、２か所に存在する様に見えてしまう。
【００７０】
そこで、図５の実施例においては異なる行における被写体画像同士が、少なくとも一部が重なるように下記の様に露光・蓄積の信号パターンを構成している。即ち、露光パターン１におけるフォトダイオード５００の露光・蓄積タイミング（第５の転送トランジスタ５０３がＯＦＦ状態にある期間）と時間Δｔだけずれた露光パターン２における同露光・蓄積タイミングの少なくとも一部が重なるようにしている。図５では、ｍ行目のφＴＸ３（ｍ）がローレベルの期間と、それよりΔｔだけ遅延させたｎ行目のφＴＸ３（ｎ）がローレベルの期間が一部重なっている。即ち、前記Δｔは、前記リセットパルスがリセットをしていない非リセット期間（第５のトランジスタがＯＦＦ状態にある期間）よりも短くしている。
【００７１】
Ｎ＋１番目の垂直期間に注目すると、ｍ行目はφＴＸ３（ｍ）がローレベルにある非リセット期間は、時刻ｔ８〜時刻ｔ１０の期間である。ｎ行目はφＴＸ３（ｎ）がローレベルにある非リセット期間は、時刻（ｔ８＋Δｔ）〜時刻（ｔ１０＋Δｔ）の期間である。この時、ΔｔがΔｔ＜（ｔ１０−ｔ８）の関係にあれば少なくとも両者の時間域の一部が共通することになる。本実施例では、Δｔは上記関係を満たし、時間Δｔずらした行と、その他の行において第５の転送部がＯＦＦの期間（非リセット期間）にある両者の期間の一部が共通となっている。上記の様に被写体画像を露光するタイミングが重なるよう構成することで、行毎に画像が分離する事を防止し、画質の悪化を軽減している。即ち所定時間だけ遅らせた行における第５の転送部が非リセット状態にある期間と、その他の行における第５の転送部が非リセット状態にある期間とは、少なくとも一部が共通の重なった期間にしている。
また、画像の輪郭がずれる行の数が多いと同様に動画の品位が下がってしまう。
【００７２】
そのため、図５の実施例においては、露光・蓄積タイミングをΔｔだけ遅らせる露光パターン２を適用する行は、前記ノイズの影響により輝度値に誤差が生じる行のみとして、輪郭のずれが生じる行の数を最小限としている。これにより、動画の品位を可能な限り維持している。即ち、動画信号を外部に出力するタイミングと前記第５の転送部がオンからオフになるタイミングが略一致する行においてのみ、前記第５の転送部のオンからオフへのタイミングを時間Δｔだけ遅らせているので画像劣化は最小限にとどめられる。
【００７３】
また、時間Δｔについは、ノイズの影響は前述のパルス制御における水平同期信号ΦＨのパルス１個分程度の時間までしか及ぼされないため、その影響が現れない中で最も短い２パルス分の時間とすることが望ましい。パルス信号は前述のタイミング発生部１８９が発生している。パルス発生周波数が２００ｋＨｚでパルス信号を発している場合、一パルスは１／２０万秒であり、２パルス分の時間でも１／２０万秒の２倍で１／１０万秒となる。一般的なデジタルカメラの最速シャッター速度が１／８０００秒程度であることを考えると、上記時間Δｔの１／１０万秒はごくわずかな時間であるといえる。この程度の遅れ時間では車や新幹線、スポーツシーン等の一般的なほぼ全ての被写体において露光パターン１と露光パターン２における行ごとの被写体の輪郭のずれは問題にならないレベルとなる。以上より、本実施例においては遅れ時間量Δｔについて、ノイズ影響が出ない中で最も短い時間である、パルス制御における２パルス分の時間を設定することで、行ごとの被写体の輪郭ずれを最小にでき、動画の品位を可能な限り維持している。
【００７４】
即ち、前記動作切り替え時刻を遅らせる所定時間は、パルス信号１つ分の時間以上（１／２０万秒以上）、２つ分の時間以下（１／１０万秒以下）であることが望ましい。
なお、画像から被写体の動きベクトルの大きさを検出し、動きベクトルの大きさが所定値より大きい場合、即ち被写体の動きが大きい場合を判別し、その場合には前記遅れ時間量Δｔを小さくするように制御してもよい。
【００７５】
更に、上記実施例においては複数回の露光・蓄積を繰り返しているが、１垂直期間に１回だけ露光・蓄積するものにも本発明は適用できる。
また、上記の実施例ではリセットパルスとしてのｎ行目の転送パルスφＴＸ３（ｎ）、φＴＸ１Ａ（ｎ）、φＴＸ１Ｂ（ｎ）の位相を例えば１つ前の行のφＴＸ３（ｎ−１）、φＴＸ１Ａ（ｎ−１）、φＴＸ１Ｂ（ｎ−１）から所定時間遅延させた。そしてそのために制御手段としてのシステム制御ＣＰＵ１７８が上記リセットパルスの位相変更の制御をしている。
しかし、転送パルスφＴＸ３（ｎ）の位相を遅延させる代わりに読み出しのためのパルスの位相を遅延させてもよい。即ちφＳＥＬ（ｎ）、φＲＥＳ（ｎ）、φＴＸ２Ａ（ｎ）またはφＴＸ２Ｂ（ｎ）の位相を直前のφＳＥＬ（ｎ−１）、φＲＥＳ（ｎ−１）、φＴＸ２Ａ（ｎ−１）またはφＴＸ２Ｂ（ｎ−１）から所定時間遅延させても良い。その場合、読み出された信号をＡＤ変換してからデジタルメモリに記憶させ、上記の遅延分をメモリから読出す際に元に戻してもよい。そうすれば画面に悪影響を与えることはない。その場合にはシステム制御ＣＰＵ１７８は読み出しのためのパルスの位相変更の制御をすることになる。
上記のような実施例の構成により、複数回の露光・蓄積を繰り返すことで露光量を調整しつつ動画撮影を行う装置において、前記繰り返し時の信号切り替え動作によるノイズに起因する輝度誤差の発生を抑制可能な撮像装置を提供することが可能となる。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００７６】
また、本実施例における制御の一部または全部を上述した実施例の機能を実現するコンピュータプログラムをネットワーク又は各種記憶媒体を介して撮像装置や情報処理装置に供給するようにしてもよい。そしてその撮像装置や情報処理装置におけるコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。
【符号の説明】
【００７７】
５００  光電変換部としてのフォトダイオード
５０７Ａ  第１の信号保持部
５０７Ｂ  第２の信号保持部
３００、３０１  画素部
１８４  撮像素子
１７８  制御手段としてのシステム制御ＣＰＵ
１５１  撮像装置本体
【図１】
2020088536.tif 000003
【図２】
2020088536.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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