(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、前記光電変換部において発生した電荷を蓄える複数の電荷蓄積部ごとに設けられた転送ゲートであって前記発生した電荷を対応する電荷蓄積部に転送する転送ゲートとを有する受光素子が配列された受光部と、
対象物体を撮像するための露光期間において前記受光部それぞれが有する各転送ゲートを異なるタイミングで動作させる転送制御部と、
前記受光部それぞれが有する複数の前記電荷蓄積部からいずれか１つの電荷蓄積部を各前記受光部において順に選択し、選択した前記電荷蓄積部に蓄えられている電荷量に基づいて、前記露光期間ごとに複数の画像を生成する画像生成部と、
前記露光期間において生成された複数の前記画像のうちいずれかの前記電荷蓄積部に対応する第１の画像と、後の前記露光期間において生成された画像のうち前記第１の画像に対応する前記電荷蓄積部と異なる前記電荷蓄積部に対応する第２の画像との組み合わせから動きベクトルを算出する動きベクトル算出部と、
を具備することを特徴とする画像生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像生成装置であって、
複数の前記転送ゲートのうちいずれかの転送ゲートが動作するタイミングに同期して、前記対象物体に投光する第１の投光部を更に具備し、
前記画像生成部は、
複数の前記画像のうち前記対象物体に投光せずに得られた各画像と、前記対象物体に投光して得られた画像との差分から得られる差分画像を生成する
ことを特徴とする画像生成装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の画像生成装置であって、
前記露光期間において、前記受光素子が有するポテンシャルのくぼみ領域の容量に応じた強度の光で前記受光部を投光する第２の投光部を更に具備する
ことを特徴とする画像生成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像生成装置であって、
前記受光部は、
前記光電変換部と前記転送ゲートとの間に設けられた電荷転送部と、
前記電荷転送部に蓄えられた電荷を排出させるドレインゲートと
を更に有し、
前記転送制御部は、
前記転送ゲートを動作させる前に前記ドレインゲートを一時的に動作させる
ことを特徴とする画像生成装置。
【請求項５】
光電変換部と、前記光電変換部において発生した電荷を蓄える複数の電荷蓄積部ごとに設けられた転送ゲートであって前記発生した電荷を対応する電荷蓄積部に転送する転送ゲートとを有する受光素子が配列された受光部を具備する画像生成装置が行う画像生成方法であって、
対象物体を撮像するための露光期間において前記受光部それぞれが有する各転送ゲートを異なるタイミングで動作させる転送制御ステップと、
前記受光部それぞれが有する複数の前記電荷蓄積部からいずれか１つの電荷蓄積部を各前記受光部において順に選択し、選択した前記電荷蓄積部に蓄えられている電荷量に基づいて、前記露光期間ごとに複数の画像を生成する画像生成ステップと、
前記露光期間において生成された複数の前記画像のうちいずれかの前記電荷蓄積部に対応する第１の画像と、後の前記露光期間において生成された画像のうち前記第１の画像に対応する前記電荷蓄積部と異なる前記電荷蓄積部に対応する第２の画像との組み合わせから動きベクトルを算出する動きベクトル算出ステップと、
を有することを特徴とする画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子を利用して画像データを生成する画像生成装置、及び画像生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＭＯＳ技術を用いて製造される固体撮像素子（ＣＭＯＳイメージセンサ）を用いた撮像装置や、当該撮像装置で得られた画像データを利用する画像処理システム等が広く普及している。このような固体撮像素子で得られる画像の解像度の向上や、ノイズの低減を目的とした技術が検討されている（特許文献１）。
特許文献１に記載された技術では、画素内のトランジスタやフローティングディフュージョンの共有化を行い、開口率を確保することにより、画素サイズを小さくすることで解像度を向上させている。また、複数画素の信号を加算することで画素面積の縮小による光量の減少を抑制することが行われている。また、増幅用ＭＯＳトランジスタのゲートにフローティングディフージョンを接続することにより、高いＳ／Ｎを得ることを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９８００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＣＭＯＳイメージセンサでは、各画素内のＭＯＳＦＥＴの閾値にばらつきが生じることや、暗電流のばらつきなどにより、固定パターンノイズが出力信号に含まれてしまうことがある。そのためＳ／Ｎの改善等を行っても、同じ強度の光を受光した各画素が異なるレベルの信号を出力してしまうことがある。また、１／ｆノイズの一種といわれるランダムテレグラフシグナル（Random Telegraph Signal：ＲＴＳ）ノイズが生じることにより、同じ強度の光を受光しても各画素から異なるレベルの信号が出力されてしまうことがある。このようなノイズを含む信号から生成された画像データを物体の動き検出に用いると、当該ノイズの影響を受けて、動き検出の精度が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、ＣＭＯＳイメージセンサなどの固体撮像素子を用いて得られる画像データを利用した対象物体の動き検出において、画像データに含まれる固定パターンノイズの影響を低減することができる画像生成装置、及び画像生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、光電変換部（例えば、実施形態の光電変換領域１２１１ａ、１２１１ｂ）と、前記光電変換部において発生した電荷を蓄える複数の電荷蓄積部（例えば、実施形態の電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂ）ごとに設けられた転送ゲート（例えば、実施形態の転送ゲートＴｘａ、Ｔｘｂ）であって前記発生した電荷を対応する電荷蓄積部に転送する転送ゲートとを有する受光素子（例えば、実施形態における受光素子１２１）が配列された受光部（例えば、実施形態における受光部１２）と、対象物体を撮像するための露光期間において前記受光部それぞれが有する各転送ゲートを異なるタイミングで動作させる転送制御部（例えば、実施形態における転送制御部１３２）と、前記受光部それぞれが有する複数の前記電荷蓄積部からいずれか１つの電荷蓄積部を各前記受光部において順に選択し、選択した前記電荷蓄積部に蓄えられている電荷量に基づいて、前記露光期間ごとに複数の画像を生成する画像生成部（例えば、実施形態における画像生成部１３３）と、前記露光期間において生成された複数の前記画像のうちいずれかの前記電荷蓄積部に対応する第１の画像と、後の前記露光期間において生成された画像のうち前記第１の画像に対応する前記電荷蓄積部と異なる前記電荷蓄積部に対応する第２の画像との組み合わせから動きベクトルを算出する動きベクトル算出部（例えば、実施形態における動きベクトル算出部１４）と、を具備することを特徴とする画像生成装置（例えば、実施形態における画像生成装置１０）である。
【０００７】
また、本発明は、上記に記載の発明において、複数の前記転送ゲートのうちいずれかの転送ゲートが動作するタイミングに同期して、前記対象物体に投光する第１の投光部（例えば、実施形態における投光部１５）を更に具備し、前記画像生成部は、複数の前記画像のうち前記対象物体に投光せずに得られた各画像と、前記対象物体に投光して得られた画像との差分から得られる差分画像を生成することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記露光期間において、前記受光素子が有するポテンシャルのくぼみ領域の容量に応じた強度の光で前記受光部を投光する第２の投光部（例えば、実施形態における投光部１６）を更に具備することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記受光部は、前記光電変換部と前記転送ゲートとの間に設けられた電荷転送部（例えば、実施形態における電荷転送領域１２１３）と、前記電荷転送部に蓄えられた電荷を排出させるドレインゲート（例えば、実施形態におけるドレインゲート１２１６）とを更に有し、前記転送制御部は、前記転送ゲートを動作させる前後に前記ドレインゲートを一時的に動作させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様は、光電変換部と、前記光電変換部において発生した電荷を蓄える複数の電荷蓄積部ごとに設けられた転送ゲートであって前記発生した電荷を対応する電荷蓄積部に転送する転送ゲートとを有する受光素子が配列された受光部を具備する画像生成装置が行う画像生成方法であって、対象物体を撮像するための露光期間において前記受光部それぞれが有する各転送ゲートを異なるタイミングで動作させる転送制御ステップと、前記受光部それぞれが有する複数の前記電荷蓄積部からいずれか１つの電荷蓄積部を各前記受光部において順に選択し、選択した前記電荷蓄積部に蓄えられている電荷量に基づいて、前記露光期間ごとに複数の画像を生成する画像生成ステップと、前記露光期間において生成された複数の前記画像のうちいずれかの前記電荷蓄積部に対応する第１の画像と、後の前記露光期間において生成された画像のうち前記第１の画像に対応する前記電荷蓄積部と異なる前記電荷蓄積部に対応する第２の画像との組み合わせから動きベクトルを算出する動きベクトル算出ステップと、を有することを特徴とする画像生成方法である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、異なる電荷蓄積部に蓄えられた電荷量に応じて生成される時間差の少ない複数の画像が生成される。生成した複数の画像において固定パターンノイズの生じている画素が異なるため、当該複数の画像を組み合わせて動きパターンの検出を行うことにより、動き検出をする際において固定パターンノイズの影響を低減することができ、動き検出の精度を向上させることができる。
【００１３】
また、第１の投光部を更に具備した場合には、投光して得られた画像と、投光せずに得られた画像との差分から画像を生成することにより、固定パターンノイズの現れ方を変化させて、動き検出をする際において固定パターンノイズの影響を低減することができ、動き検出の精度を向上させることができる。
【００１４】
また、第２の投光部を更に具備した場合には、光電変換部において発生した電荷が受光素子のポテンシャルのくぼみ領域に捕らわれて電荷蓄積部に転送されなくなることを抑制することができる。これにより、画像生成部が生成する画像においてポテンシャルのくぼみ領域の影響を低減させて、画像間における対象物体の動き以外の差分を抑えることができる。その結果、ポテンシャルのくぼみ領域に基づく固定パターンノイズの影響を低減させることができ、動き検出の精度を向上させることができる。
【００１５】
また、転送制御部が転送ゲートを動作させる前後にドレインゲートを一時的に動作させる場合には、放射線などによるシングルイベントエラーの影響が複数の電荷蓄積部に及ぶことを抑えることができ、画像間における対象物体の動き以外の差分を抑えることができる。その結果、シングルイベントエラーの影響を低減させることができ、動き検出の精度を向上させることができる。
【００１６】
また、動きベクトル算出部を更に具備した場合には、異なる電荷蓄積部に対応する画像を用いて動きベクトルを算出する。異なる電荷蓄積部に対応する画像間では固定パターンノイズが生じている画素が異なるので、動き検出をする際において固定パターンノイズの影響を低減することができ、動き検出の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】動き検出の一例を示す概略図である。
【図２】固定パターンノイズが存在する場合における動き検出の一例を示す概略図である。
【図３】固定パターンノイズの現れる画素が変化する場合における動き検出の一例を示す概略図である。
【図４】本発明に係る第１の実施形態における画像生成装置１０の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】同実施形態における受光部１２の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】同実施形態における受光素子１２１の構成を示すレイアウト図である。
【図７】同実施形態における各受光素子１２１が有する各ゲートの制御の一例を示すタイミングチャートである。
【図８】第２の実施形態における画像生成装置１０Ａの構成を示す概略ブロック図である。
【図９】同実施形態における各受光素子１２１が有する各ゲートの制御の一例を示すタイミングチャートである。
【図１０】第３の実施形態における画像生成装置が有する受光部を構成する受光素子２２１の構成を示すレイアウト図である。
【図１１】同実施形態における各受光素子２２１が有する各ゲートの制御の一例を示すタイミングチャートである。
【図１２】第４の実施形態における各受光素子２２１が有する各ゲートの制御の一例を示すタイミングチャートである。
【図１３】第５の実施形態における各受光素子２２１が有する各ゲートの制御の一例を示すタイミングチャートである。
【図１４】同実施形態における補正処理のフローチャートである。
【図１５】画像生成装置１０における画像生成部１３３の補正処理を示すフローチャートである。
【図１６】第６の実施形態における画像生成装置１０Ｂの構成を示す概略ブロック図である。
【図１７】受光素子２２１にポテンシャルのくぼみ領域５が生じている例を示す図である。
【図１８】図１７におけるＡからＢへの線に沿ったポテンシャルを示す図である。
【図１９】微弱な光による微弱露光を行った場合と行わない場合とにおける受光素子２２１の出力の特性を示す図である。
【図２０】第６の実施形態における投光部１６を設ける位置の一例を示した概略図である。
【図２１】光電変換領域及び電荷転送領域から電荷蓄積領域に電荷が移動する際の光電変換領域における電荷の量と、転送速度との関係を示す図である。
【図２２】第６の実施形態における投光部１６を設ける位置の第２例を示した概略図である。
【図２３】同実施形態における投光部１６を設ける位置の第３例を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［本発明の概要］
まず、本発明により得られる画像データを利用した対象物体の動き検出について説明する。ここでは、縦方向に３画素、横方向に６画素の１８画素からなる画像データを例にして、動き検出について説明する。
図１は、動き検出の一例を示す概略図である。上述のように、画像データは３×６のマトリックス状に配列された画素（ｍ１１、ｍ１２、…、ｍ３６）から構成されている（図１（ａ））。図１（ｂ）にはあるタイミングで対象物体を撮像して得られた画像データの各画素における画素値が示されている。図１（ｃ）には、図１（ｂ）における撮像をした後に対象物体を撮像して得られた画像データの各画素における画素値が示されている。
【００１９】
動き検出を行う際には、画像データ間においてＳＡＤ（Sum of Absolute Difference：差分絶対値和）値を算出する。例えば、図１（ｂ）の画像データにおいてハッチングされている９画素（ｍ１１、ｍ１２、…、ｍ３３）の移動先を、図１（ｃ）の画像データから検出する場合には、次式（１）を用いてＳＡＤ値ｆｋ（ｋ＝０，１，２，３）を算出することにより行う。
【００２０】
【数１】
0005941728.tif 000002
【００２１】
式（１）において、ｖｎ，ｍは基準となる画像データ（図１（ｂ））における画素ｍｎｍの画素値であり、ｖ’ｎ，ｍは動き検出の対象となる画像データ（図１（ｃ））における画素ｍｎｍの画素値である。また、式（１）は、図１（ｂ）の画像データの９画素（ｍ１１、ｍ１２、…、ｍ３３）からなるパターンを図１（ｃ）の画像データにおいて探索する処理である。基準のパターンに対する類似の度合いが高いほどＳＡＤ値は小さくなるため、最小のＳＡＤ値を検出することにより、画像データ間の動きが検出されることになる。
図１（ｂ）、（ｃ）に示した画像データでは、ＳＡＤ値ｆ０、ｆ１、ｆ２、ｆ３が「６０」、「３０」、「９０」、「０」と算出される。この場合、最小値０（＝ｆ３）に対応する動き、すなわち右方向に３画素分への移動が検出される。
【００２２】
ここで、固体撮像素子における固定パターンノイズが存在する場合における一例を説明する。図２は、固定パターンノイズが存在する場合における動き検出の一例を示す概略図である。図２（ａ）には、固定パターンノイズが存在する画素とそのレベル（画素値）が示されている。ここでは、同図に示すように、画素ｍ１１、ｍ３２に固定パターンノイズ「４０」が存在する場合について説明する。
【００２３】
図２（ｂ）には、図１（ｂ）の画像データを得たときと同じ対象物体を撮像して得られる画像データが示されている。図２（ｂ）の画像データは、固定パターンノイズのために、画素ｍ１１、ｍ３２の画素値が「５０」、「４０」となっている点が図１（ｂ）の画像データと異なっている。
図２（ｃ）には、図１（ｃ）の画像データを得たときと同じ対象物体を撮像して得られる画像データが示されている。図２（ｃ）の画像データは、固定パターンノイズのために、画素ｍ１１、ｍ３２の画素値が「４０」、「４０」となっている点が図１（ｃ）の画像データと異なっている。
【００２４】
図２（ｂ）の画像データにおける９画素（ｍ１１、ｍ１２、ｍ１３、…、ｍ３３）のパターンを基準として、図２（ｂ）、（ｃ）に示した画像データにおけるＳＡＤ値ｆ０、ｆ１、ｆ２、ｆ３を算出すると「６０」、「１３０」、「１５０」、「８０」となる。この場合、最小値は「６０（＝ｆ０）」であるので、当該ＳＡＤ値に対応する動き、すなわち移動がなかったことが検出される。
図２に示した例では、固定パターンノイズの影響により、動き検出において誤った結果が得られることが分かる。
【００２５】
次に、画像データを得るタイミングによって固定パターンノイズの現れる画素が変化する場合について説明する。図３は、固定パターンノイズの現れる画素が変化する場合における動き検出の一例を示す概略図である。図３（ａ）には、動き検出において基準とする画像データを得たときの固定パターンノイズが現れる画素とそのレベルが示されている。図３（ｂ）には、動き検出において動きの検出対象となる画像データを得たときの固定パターンノイズが現れる画素とそのレベルが示されている。
【００２６】
図３（ｃ）には、図１（ｂ）の画像データを得たときと同じ対象物体を撮像して得られる画像データが示されている。図３（ｃ）の画像データは、固定パターンノイズのために、画素ｍ１１、ｍ３２の画素値が「５０」、「４０」となっている。
図３（ｄ）には、図１（ｃ）の画像データを得たときと同じ対象物体を撮像して得られる画像データが示されている。図３（ｄ）の画像データは、固定パターンノイズのために、画素ｍ１１、ｍ１３の画素値が「４０」、「４０」となっている。
【００２７】
図３（ｃ）の画像データにおける９画素（ｍ１１、ｍ１２、ｍ１３、…、ｍ３３）のパターンを基準として、図３（ｃ）、（ｄ）に示した画像データにおけるＳＡＤ値ｆ０、ｆ１、ｆ２、ｆ３を算出すると「１２０」、「１７０」、「１１０」、「８０」となる。この場合、最小値は「８０（＝ｆ３）」であるので、当該ＳＡＤ値に対応する動き、すなわち右方向に３画素分への移動が検出される。
図３に示した例では、比較する画像データ間における動き検出において、算出するＳＡＤ値は固定パターンノイズの影響を受けるが、動き検出においては正しい結果が得られることが分かる。
【００２８】
このように、比較する画像データ間において固定パターンノイズが変化する場合、当該画像データ間における動き検出は固定パターンノイズの影響を受けにくくなり、動き検出の精度が向上するということを本願の発明者は見出した。
上記の知見に基づいて本発明は、動き検出において画像データに含まれる固定パターンノイズの影響を低減させることができる画像生成装置、及び画像生成方法を提供する。
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態における画像生成装置、及び画像生成方法を説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
図４は、本発明に係る第１の実施形態における画像生成装置１０の構成を示す概略ブロック図である。画像生成装置１０は、所定の期間（露光期間）において対象物体を撮像して複数の画像データを生成する。また、画像生成装置１０は、生成した画像データから対象物体の動きを検出し、検出した動きを表す動きベクトルを出力する。
【００３１】
画像生成装置１０は、同図に示すように、レンズ１１と、受光部１２と、制御部１３と、動きベクトル算出部１４とを具備している。レンズ１１は、対象物体において反射された光束を通過させ、受光部１２に対象物体の像を結像させる。受光部１２は、複数の受光素子が二次元又は一次元に配列された構造を有し、各受光素子が受光した光の強度に応じて生成される信号を制御部１３に出力する。制御部１３は、受光部１２から入力される信号に基づいて複数の画像データを生成し、生成した画像データを動きベクトル算出部１４に出力する。動きベクトル算出部１４は、制御部１３から入力される複数の画像データに基づいて、対象物体の動き検出、及び動きベクトルの算出を行い、算出された動きベクトルを出力する。
【００３２】
制御部１３は、同期信号生成部１３１と、転送制御部１３２と、画像生成部１３３とを備えている。同期信号生成部１３１は、例えば、水晶振動子等を用いた発振回路であり、一定周期で信号レベルが変化する同期信号を生成する。転送制御部１３２は、同期信号に同期して動作し、受光部１２を制御する。画像生成部１３３は、受光部１２から入力される信号に基づいて、複数の画像データを生成して出力する。
【００３３】
図５は、本実施形態における受光部１２の構成を示す概略ブロック図である。受光部１２は、同図に示すように、マトリックス状に配列された受光素子１２１と、垂直走査回路１２２と、水平走査回路１２３と、読出回路１２４とを備えている。受光素子１２１は、レンズ１１を通過した光を受けて電荷を発生させ、発生させた電荷を蓄積する。垂直走査回路１２２及び水平走査回路１２３は、制御部１３が備える画像生成部１３３の制御を受けて、受光素子１２１を順に選択する。読出回路１２４は、垂直走査回路１２２及び水平走査回路１２３が選択した受光素子１２１に蓄積された電荷に応じた電圧の信号を読み出し、読み出した信号を画像生成部１３３に出力する。
【００３４】
図６は、本実施形態における受光素子１２１の構成を示すレイアウト図である。受光素子１２１は、光電変換領域１２１１ａ〜１２１１ｄと、電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂと、電荷転送領域１２１３と、読み出し電極１２１４ａ、１２１４ｂと、リセット電極１２１５ａ、１２１５ｂと、ドレインゲート１２１６と、ドレイン電極１２１７と、転送ゲートＴｘａ、Ｔｘｂと、リセットゲートＲａ、Ｒｂとを有している。
ドレインゲート１２１６、転送ゲートＴｘａ、Ｔｘｂ、及びリセットゲートＲａ、Ｒｂは、例えば、電界効果トランジスタを用いて構成される。
【００３５】
光電変換領域１２１１ａ〜１２１１ｄは、光電変換素子を用いて構成され、受光した光の強度に応じた電荷を発生させる。電荷転送領域１２１３は、光電変換領域１２１１ａ〜１２１１ｄに接続されるとともに、転送ゲートＴｘａを介して電荷蓄積領域１２１２ａに接続され、転送ゲートＴｘｂを介して電荷蓄積領域１２１２ｂに接続されている。転送ゲートＴｘａがオンになると、電荷転送領域１２１３及び転送ゲートＴｘａを経由して、各光電変換領域１２１１ａ〜１２１１ｄにおいて発生した電荷が電荷蓄積領域１２１２ａに転送される。転送ゲートＴｘｂがオンになると、電荷転送領域１２１３及び転送ゲートＴｘｂを経由して、各光電変換領域１２１１ａ〜１２１１ｄにおいて発生した電荷が電荷蓄積領域１２１２ｂに転送される。
【００３６】
読み出し電極１２１４ａは電荷蓄積領域１２１２ａ上に形成されており、不図示の配線を介して読出回路１２４（図５）に接続されている。読み出し電極１２１４ｂは電荷蓄積領域１２１２ｂ上に形成されており、不図示の配線を介して読出回路１２４に接続されている。読出回路１２４は、読み出し電極１２１４ａ、１２１４ｂを介して、電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂに蓄積された電荷に応じた電圧レベルを検出して、受光素子１２１が受光した光の強度を読み出す。
【００３７】
リセット電極１２１５ａはリセットゲートＲａを介して電荷蓄積領域１２１２ａに接続されている。リセット電極１２１５ｂはリセットゲートＲｂを介して電荷蓄積領域１２１２ｂに接続されている。リセット電極１２１５ａ、１２１５ｂは外部より所定の電圧Ｖが印加されており、リセットゲートＲａ、Ｒｂがオンになると、電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂの電圧が電圧Ｖになり、転送ゲートＴｘａ、Ｔｘｂを介して転送された電荷により低下した電圧が電圧Ｖにリセットされる。
【００３８】
ドレイン電極１２１７はドレインゲート１２１６を介して電荷転送領域１２１３に接続されている。ドレイン電極１２１７は、リセット電極１２１５ａ、１２１５ｂと同様に、外部より所定の電圧Ｖが印加されており、ドレインゲート１２１６がオンになると、電荷転送領域１２１３の電圧が所定の電圧Ｖになり、光電変換領域１２１１ａ〜１２１１ｄにおいて発生した電荷により低下した電圧が電圧Ｖにリセットされる。
【００３９】
図７は、本実施形態における各受光素子１２１が有する各ゲートの制御の一例を示すタイミングチャートである。転送制御部１３２は、同期信号生成部１３１が生成する同期信号に同期した制御信号を用いて、各受光素子１２１の動作を制御する。転送制御部１３２から各受光素子１２１に出力される制御信号には、同図に示すように、信号ＴＸ１、ＴＸ２と、出力ゲート信号と、ドレインゲート信号と、リセットゲート信号とが含まれる。
信号ＴＸ１、ＴＸ２は、転送ゲートＴｘａ、Ｔｘｂのオン・オフを切り替える信号である。出力ゲート信号は、電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂの電圧を読み出すタイミングを読出回路１２４に指示する信号である。ドレインゲート信号は、ドレインゲート１２１６のオン・オフを切り替える信号である。リセットゲート信号は、リセットゲートＲａ、Ｒｂのオン・オフを切り替える信号である。
【００４０】
画像生成装置１０において対象物体の撮像（露光）が開始されると、転送制御部１３２は、ドレインゲート信号及びリセットゲート信号をＨ（High）レベルに変化させて、電荷転送領域１２１３の電圧と、電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂの電圧とを電圧Ｖにリセットさせる。
転送制御部１３２は、ドレインゲート信号及びリセットゲート信号をＬ（Low）レベルに変化させた後、信号ＴＸ１と信号ＴＸ２とを交互にＨレベルに変化させて、光電変換領域１２１１ａ〜１２１１ｄにおいて発生した電荷を電荷蓄積領域１２１２ａと電荷蓄積領域１２１２ｂとに交互に転送させて蓄積させる。転送制御部１３２は、電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂそれぞれに電荷を転送させた回数が予め定められた転送回数ｎに達すると、信号ＴＸ１、ＴＸ２をＬレベルにして転送ゲートＴｘａ、Ｔｘｂをオフにする。
なお、上述の転送回数ｎは、電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂの容量と、単位時間当たりに光電変換領域１２１１ａ、１２１１ｂにおいて発生する電荷の量と、１回の転送において転送ゲートＴｘａ、Ｔｘｂをオンにする期間とに基づいて定められる。
【００４１】
次に、転送制御部１３２は、出力ゲート信号をＨレベルに変化させて、各受光素子１２１が有する電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂの電圧（電位）を順に読出回路１２４に読み出させる。画像生成部１３３は、読出回路１２４が読み出した各受光素子１２１の電荷蓄積領域１２１２ａの電圧に応じて、フレーム１（露光期間１）における第１の画像を生成する。また、画像生成部１３３は、読出回路１２４が読み出した各受光素子１２１の電荷蓄積領域１２１２ｂの電圧に応じて、フレーム１における第２の画像を生成する。
【００４２】
転送制御部１３２は、各電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂに対する読出回路１２４による読み出しが完了すると、ドレインゲート信号及びリセットゲート信号をＨレベルにする。ドレインゲート１２１６は、ドレインゲート信号に応じて、ドレイン電極１２１７と電荷転送領域１２１３とを通電状態にして、光電変換領域１２１１ａ〜１２１１ｄにおいて発生した電荷により低下した電圧を電圧Ｖにリセットさせる。リセットゲートＲａ、Ｒｂは、リセットゲート信号に応じて、リセット電極１２１５ａ、１２１５ｂを通電状態にして、転送ゲートＴｘａ、Ｔｘｂを介して転送された電荷により低下した電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂの電圧を電圧Ｖにリセットさせる。
【００４３】
転送制御部１３２は、電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂと、電荷転送領域１２１３とのリセットが完了すると、ドレインゲート信号及びリセットゲート信号をＬレベルに変化させた後に、信号ＴＸ１と信号ＴＸ２とを交互にＨレベルに変化させて、電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂに再び電荷を蓄積させる。転送制御部１３２と、画像生成部１３３とは、フレーム１において第１及び第２の画像を生成した処理を行い、フレーム２における第１の画像及び第２の画像を生成する。以降、予め定められたフレーム数Ｎの第１の画像及び第２の画像を生成するまで、転送制御部１３２及び画像生成部１３３は、上述の処理を繰り返して行う。
【００４４】
動きベクトル算出部１４は、画像生成部１３３が生成する画像（フレーム１における第１及び第２の画像、フレーム２における第１及び第２の画像、…、フレームＮにおける第１及び第２の画像）から動きベクトルを算出する。具体的には、オプティカルフロー等を用いて、フレーム１の第１の画像と、フレーム２の第２の画像とから第１の動きベクトルを算出する。同様に、フレーム１の第２の画像と、フレーム２の第１の画像とから第２の動きベクトルを算出する。第１の動きベクトルと第２の動きベクトルの平均値をフレーム１とフレーム２との画像から得られた動きベクトルとして出力する。
一般化すると、動きベクトル算出部１４は、フレームｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ−１）の第１の画像と、フレーム（ｉ＋１）の第２の画像とから第１の動きベクトルを算出する。また、フレームｉの第２の画像と、フレーム（ｉ＋１）の第１の画像とから第１の動きベクトルを算出する。第１の動きベクトルと第２の動きベクトルとの平均をフレームｉにおける動きベクトルとして出力する。
【００４５】
このように、異なる電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂに蓄えられた電荷に応じて得られた２つの画像を用いることにより、固定パターンノイズを変化させることができる。すなわち、異なる転送ゲート及び異なる電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂを介して得られた画像においては、転送ゲートＴｘａ、Ｔｘｂ及び電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂの特性が異なるので固定パターンノイズが異なる。そのため、２つの画像における固定パターンノイズが異なり、電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂそれぞれから読み出した電圧に応じて生成された画像における固定パターンノイズが異なるため、２つの画像間において固定パターンノイズが変化したように見える。これにより、動きベクトルを算出する際における固定パターンノイズの影響を低減することができ、動き検出の精度を向上させることができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態における画像生成装置１０Ａの構成を示す概略ブロック図である。画像生成装置１０Ａは、同図に示すように、レンズ１１と、受光部１２と、制御部１３Ａと、動きベクトル算出部１４と、投光部１５とを具備している。本実施形態における画像生成装置１０Ａは、投光部１５と、投光部１５を制御する投光制御部１３４とを具備している点が、第１の実施形態における画像生成装置１０（図４）と異なる。画像生成装置１０Ａにおいて、画像生成装置１０と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４７】
投光部１５は、発光部１５１と、拡散レンズ１５２とを備えている。発光部１５１は、投光制御部１３４の制御に応じて発光する。拡散レンズ１５２は、発光部１５１から発せられた光を拡散して対象物体に投光する。
投光制御部１３４は、転送制御部１３２が転送ゲートＴｘａ、Ｔｘｂのオン・オフを切り替えるタイミングに同期して、投光部１５に対象物体を投光させる。
【００４８】
図９は、本実施形態における各受光素子１２１が有する各ゲートの制御の一例を示すタイミングチャートである。転送制御部１３２は、同期信号生成部１３１が生成する同期信号に同期した制御信号（信号ＴＸ１、ＴＸ２、出力ゲート信号、ドレインゲート信号、リセットゲート信号）を用いて、各受光素子１２１の動作を制御する。投光制御部１３４は、信号ＴＸ１及び信号ＴＸ２に同期して、投光部１５のオン・オフを制御する。
【００４９】
画像生成装置１０Ａにおいて、対象物体の撮像（露光）が開始されると、転送制御部１３２は、ドレインゲート信号及びリセットゲート信号をＨレベルに変化させて、電荷転送領域１２１３の電圧と、電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂの電圧とを電圧Ｖにリセットさせる。
転送制御部１３２は、ドレインゲート信号及びリセットゲート信号をＬレベルに変化させた後、信号ＴＸ１と信号ＴＸ２とを交互にＨレベルに変化させて、光電変換領域１２１１ａ〜１２１１ｄにおいて発生した電荷を電荷蓄積領域１２１２ａと電荷蓄積領域１２１２ｂとに交互に転送させて蓄積させる。このとき、投光制御部１３４は、信号ＴＸ１がＨレベルになるタイミングに合わせて、発光部１５１をオンにして対象物体に投光させる。
【００５０】
転送制御部１３２は、電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂそれぞれに電荷を転送させた回数が予め定められた転送回数ｎに達すると、信号ＴＸ１、ＴＸ２をＬレベルにして転送ゲートＴｘａ、Ｔｘｂをオフにする。投光制御部１３４は、信号ＴＸ１がＬレベルの間、投光部１５をオフにする。
次に、転送制御部１３２は、出力ゲート信号をＨレベルに変化させて、各受光素子１２１が有する電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂの電圧（電位）を順に読出回路１２４に読み出させる。画像生成部１３３は、読出回路１２４が読み出した各受光素子１２１の電荷蓄積領域１２１２ａの電圧に応じて、フレーム１における第１の画像を生成する。また、画像生成部１３３は、読出回路１２４が読み出した各受光素子１２１の電荷蓄積領域１２１２ｂの電圧に応じて、フレーム１における第２の画像を生成する。
【００５１】
転送制御部１３２は、各電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂに対する読出回路１２４による読み出しが完了すると、ドレインゲート信号及びリセットゲート信号をＨレベルにする。ドレインゲート１２１６は、ドレインゲート信号に応じて、ドレイン電極１２１７と電荷転送領域１２１３とを通電状態にして、光電変換領域１２１１ａ〜１２１１ｄにおいて発生した電荷により低下した電圧を電圧Ｖにリセットさせる。リセットゲートＲａ、Ｒｂは、リセットゲート信号に応じて、電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂと、リセット電極１２１５ａ、１２１５ｂとを通電状態にして、転送ゲートＴｘａ、Ｔｘｂを介して転送された電荷により低下した電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂの電圧を電圧Ｖにリセットさせる。
以降、転送制御部１３２、画像生成部１３３及び投光制御部１３４は、予め定められたフレーム数Ｎの第１の画像及び第２の画像を生成するまで上述の処理を繰り返して行う。
【００５２】
動きベクトル算出部１４は、画像生成部１３３が生成する画像（フレーム１における第１及び第２の画像、フレーム２における第１及び第２の画像、…、フレームＮにおける第１及び第２の画像）から動きベクトルを算出する。具体的には、フレーム１における第１の画像からフレーム１の第２の画像を減算した第１の差分画像と、フレーム２における第２の画像からフレーム２の第１の画像を減算した第２の差分画像とに対してオプティカルフロー等を用いて動きベクトルを算出する。
一般化すると、動きベクトル算出部１４は、フレームｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ−１）の第１の画像から第２の画像を減算した第１の差分画像を算出する。また、フレーム（ｉ＋１）の第２の画像から第１の画像を減算した第２の差分画像を算出する。オプティカルフロー等を用いて、第１の差分画像と第２の差分画像とから動きベクトルを算出して出力する。
【００５３】
このように、画像生成装置１０Ａは、異なる電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂに蓄えられた電荷に応じて得られた２つの画像を生成するとともに、電荷蓄積領域１２１２ａに対応する画像を撮像する際に投光を行うことにより各画素のレベルを変化させている。更に、投光して得られた画像と投光せずに得られた画像との差分画像を生成して、固定パターンノイズ画像の現れ方を変化させている。これにより、動きベクトルを算出する際における固定パターンノイズの影響を低減することができ、また、差分画像を生成することにより、背景光ノイズの影響を低減することができるため、動き検出の精度を向上させることができる。
【００５４】
（第３の実施形態）
第３の実施形態における画像生成装置は、１つのフレームごとに４つの画像を生成する点が第１の実施形態における画像生成装置１０と異なり、受光部１２に替えて、以下に説明する受光素子がマトリックス状に配列された受光部を具備する。
図１０は、第３の実施形態における画像生成装置が有する受光部を構成する受光素子２２１の構成を示すレイアウト図である。受光素子２２１は、同図に示すように、光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄと、電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄと、電荷転送領域２２１３と、読み出し電極２２１４ａ〜２２１４ｄと、リセット電極２２１５ａ〜２２１５ｄと、ドレインゲート２２１６と、ドレイン電極２２１７と、転送ゲートＴｘａ〜Ｔｘｄと、リセットゲートＲａ〜Ｒｄとを有している。
ドレインゲート２２１６、転送ゲートＴｘａ〜Ｔｘｄ、及びリセットゲートＲａ〜Ｒｄは、受光素子１２１と同様に例えば、電界効果トランジスタを用いて構成される。
【００５５】
光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄは、光電変換素子を用いて構成され、受光した光の強度に応じた電荷を発生させる。電荷転送領域２２１３は、光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄに接続される。また、電荷転送領域２２１３は、転送ゲートＴｘａを介して電荷蓄積領域２２１２ａに接続され、転送ゲートＴｘｂを介して電荷蓄積領域２２１２ｂに接続され、転送ゲートＴｘｃを介して電荷蓄積領域２２１２ｃに接続され、転送ゲートＴｘｄを介して電荷蓄積領域２２１２ｄに接続されている。転送ゲートＴｘａがオンになると、電荷転送領域２２１３及び転送ゲートＴｘａを経由して、各光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄにおいて発生した電荷が電荷蓄積領域２２１２ａに転送される。同様に、転送ゲートＴｘｂ〜Ｔｘｄがオンになると、電荷転送領域２２１３及び転送ゲートＴｘｂ〜Ｔｘｄを経由して、各光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄにおいて発生した電荷が電荷蓄積領域２２１２ｂ〜２２１２ｄに転送される。
【００５６】
読み出し電極２２１４ａは電荷蓄積領域２２１２ａ上に形成されており、不図示の配線を介して読出回路１２４に接続されている。読み出し電極２２１４ｂ〜２２１４ｄは、それぞれが電荷蓄積領域２２１２ｂ〜２２１２ｄ上に形成されており、不図示の配線を介して読出回路１２４に接続されている。読出回路１２４は、読み出し電極２２１４ａ〜２２１４ｂを介して、電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄに蓄積された電荷に応じた電圧レベルを検出して、受光素子２２１が受光した光の強度を読み出す。
【００５７】
リセット電極２２１５ａはリセットゲートＲａを介して電荷蓄積領域２２１２ａに接続されている。同様に、リセット電極２２１５ｂ〜２２１５ｄと電荷蓄積領域２２１２ｂ〜２２１２ｄとは１対１に対応しており、リセットゲートＲｂ〜Ｒｄを介して接続されている。リセット電極２２１５ａ〜２２１５ｄは、所定の電圧Ｖが印加されており、リセットゲートＲａ〜Ｒｄがオンになると、電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄの電圧が電圧Ｖになり、転送ゲートＴｘａ〜Ｔｘｄを介して転送された電荷により低下した電圧が電圧Ｖにリセットされる。
【００５８】
ドレイン電極２２１７はドレインゲート２２１６を介して電荷転送領域２２１３に接続されている。ドレイン電極２２１７は、リセット電極２２１５ａ〜２２１５ｄと同様に、所定の電圧Ｖが印加されており、ドレインゲート２２１６がオンになると、電荷転送領域２２１３の電圧が電圧Ｖになり、光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄにおいて発生した電荷により低下した電圧が電圧Ｖにリセットされる。
【００５９】
図１１は、本実施形態における各受光素子２２１が有する各ゲートの制御の一例を示すタイミングチャートである。転送制御部１３２は、第１の実施形態における制御と同様に、同期信号に同期した制御信号を用いて、各受光素子２２１の動作を制御する。転送制御部１３２から各受光素子２２１に出力される制御信号は、同図に示すように、信号ＴＸ１〜ＴＸ４と、出力ゲート信号と、ドレインゲート信号と、リセットゲート信号とが含まれる。
信号ＴＸ１〜ＴＸ４は、転送ゲートＴｘａ〜Ｔｘｄのオン・オフを切り替える信号であり、他の信号は第１の実施形態と同じである。
【００６０】
画像生成装置において対象物体の撮像（露光）が開始されると、転送制御部１３２は、ドレインゲート信号及びリセットゲート信号をＨレベルに変化させて、電荷転送領域２２１３の電圧と、電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄの電圧とを電圧Ｖにリセットさせる。
転送制御部１３２は、ドレインゲート信号及びリセットゲート信号をＬ（Low）レベルに変化させた後、信号ＴＸ１〜ＴＸ４のうちいずれか１つを順にＨレベルに変化させて、光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄにおいて発生した電荷を電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄに順に転送させて蓄積させる。転送制御部１３２は、電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄそれぞれに電荷を転送させた回数が予め定められた転送回数ｎに達すると、信号ＴＸ１〜ＴＸ４をＬレベルにして転送ゲートＴｘａ〜Ｔｘｄをオフにする。
【００６１】
次に、転送制御部１３２は、出力ゲート信号をＨレベルに変化させて、各受光素子２２１が有する電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄの電圧（電位）を順に読出回路１２４に読み出させる。画像生成部１３３は、読出回路１２４が読み出した各受光素子２２１の電荷蓄積領域２２１２ａの電圧に応じて、フレーム１における第１の画像を生成する。同様に、画像生成部１３３は、読出回路１２４が読み出した各受光素子２２１の電荷蓄積領域２２１２ｂ〜２２１２ｄの電圧に応じて、フレーム１における第２〜第４の画像を生成する。
【００６２】
転送制御部１３２は、各電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄに対する読出回路１２４による読み出しが完了すると、ドレインゲート信号及びリセットゲート信号をＨレベルにする。ドレインゲート２２１６は、ドレインゲート信号に応じて、ドレイン電極２２１７と電荷転送領域２２１３とを通電状態にして、光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄにおいて発生した電荷により低下した電圧を電圧Ｖにリセットさせる。リセットゲートＲａ〜Ｒｄは、リセットゲート信号に応じて、電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄとリセット電極２２１５ａ〜２２１５ｄとを通電状態にして、転送ゲートＴｘａ〜Ｔｘｄを介して転送された電荷により低下した電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄの電圧を電圧Ｖにリセットさせる。
以降、転送制御部１３２及び画像生成部１３３は、予め定められたフレーム数Ｎの第１の画像〜第４の画像を生成するまで上述の処理を繰り返して行う。
【００６３】
動きベクトル算出部１４は、画像生成部１３３が生成する画像（フレーム１における第１〜第４の画像、フレーム２における第１〜第４の画像、…、フレームＮにおける第１〜第４の画像）から動きベクトルを算出する。具体的には、オプティカルフロー等を用いて、フレーム１における第１の画像と、フレーム２における第２〜第４の画像それぞれとの組み合わせから３つの動きベクトルを算出する。また、フレーム１における第２の画像と、フレーム２における第１、第３、第４の画像との組み合わせから３つの動きベクトルを算出する。また、フレーム１における第３の画像と、フレーム２における第１、第２、第４の画像との組み合わせから３つの動きベクトルを算出する。また、フレーム１における第４の画像と、フレーム２における第１〜第３の画像との組み合わせから３つの動きベクトルを算出する。
【００６４】
動きベクトル算出部１４は、フレーム１の各画像とフレーム２の各画像から算出した１２の動きベクトルに対してＲＡＮＳＡＣ（RANdom SAmple Consensus）を用いて外れ値を検出する。更に、動きベクトル算出部１４は、１２の動きベクトルから検出した外れ値を除いた他の動きベクトルから平均値を算出するなどの統計処理を施して得られたベクトルを出力する。
【００６５】
一般化すると、動きベクトル算出部１４は、フレームｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ−１）の第ｊ（ｊ＝１，２，３，４）の画像と、フレーム（ｉ＋１）の第ｋ（ｋ＝１，２，３，４かつｋ≠ｊ）の画像とにおける１２通りの組み合わせごとに動きベクトルを算出する。次に、算出した動きベクトルに対してＲＡＮＳＡＣを適用して外れ値を検出し、外れ値以外の動きベクトルに対して統計処理を施して得られたベクトルを出力する。
【００６６】
このように、本実施形態における画像生成装置は、転送ゲートＴｘａ〜Ｔｘｄを排他的に動作させて、光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄにおいて発生した電荷を電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄに蓄えさせる。そして、画像生成装置は、４つの異なる電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄに蓄えられた電荷に応じて得られた４つの画像をフレームごとに生成する。隣接するフレーム間において、異なる電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄの電圧に応じて生成された画像の組み合わせから動きベクトルを算出する。
これにより、動きベクトルを算出する際における固定パターンノイズの影響を低減することができ、動き検出の精度を向上させることができる。
【００６７】
（第４の実施形態）
第４の実施形態における画像生成装置は、第２の実施形態における画像生成装置１０Ａ（図８）に対して、第３の実施形態における受光素子２２１を適用した画像生成装置である。すなわち、本実施形態における画像生成装置は、１つのフレームごとに４つの画像を生成し、４つの画像のうち少なくとも１つの画像に対して投光を行う。
本実施形態における画像生成装置の構成は、第２及び第３の実施形態において既に説明しているので、説明を省略する。
【００６８】
図１２は、第４の実施形態における各受光素子２２１が有する各ゲートの制御の一例を示すタイミングチャートである。転送制御部１３２は、第２の実施形態における制御と同様に、同期信号に同期した制御信号を用いて、各受光素子２２１の動作を制御する。また、投光制御部１３４は、信号ＴＸ１〜ＴＸ４に同期して、投光部１５のオン・オフを制御する。
画像生成装置において対象物体の撮像（露光）が開始されると、転送制御部１３２は、ドレインゲート信号及びリセットゲート信号をＨレベルに変化させて、電荷転送領域２２１３の電圧と、電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄの電圧とを電圧Ｖにリセットさせる。
【００６９】
転送制御部１３２は、ドレインゲート信号及びリセットゲート信号をＬ（Low）レベルに変化させた後、信号ＴＸ１〜ＴＸ４のうちいずれか１つを順にＨレベルに変化させて、光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄにおいて発生した電荷を電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄに順に転送させて蓄積させる。このとき、投光制御部１３４は、信号ＴＸ１〜ＴＸ４のいずれかがＨレベルになるタイミングに合わせて、発光部１５１をオンにして対象物体に投光させる。図１２においては、フレーム１では信号ＴＸ１に同期して投光を行い、フレーム２では信号ＴＸ２に同期して投光を行う例を示している。
【００７０】
転送制御部１３２は、電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄそれぞれに電荷を転送させた回数が予め定められた転送回数ｎに達すると、信号ＴＸ１〜ＴＸ４をＬレベルにして転送ゲートＴｘａ〜Ｔｘｄをオフにする。
次に、転送制御部１３２は、出力ゲート信号をＨレベルに変化させて、各受光素子２２１が有する電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄの電圧（電位）を順に読出回路１２４に読み出させる。画像生成部１３３は、読出回路１２４が読み出した各受光素子２２１の電荷蓄積領域２２１２ａの電圧に応じて、フレーム１における第１の画像を生成する。同様に、画像生成部１３３は、読出回路１２４が読み出した各受光素子２２１の電荷蓄積領域２２１２ｂ〜２２１２ｄの電圧に応じて、フレーム１における第２〜第４の画像を生成する。
【００７１】
転送制御部１３２は、各電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄに対する読出回路１２４による読み出しが完了すると、ドレインゲート信号及びリセットゲート信号をＨレベルにする。ドレインゲート２２１６は、ドレインゲート信号に応じて、ドレイン電極２２１７と電荷転送領域２２１３とを通電状態にして、光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄにおいて発生した電荷により低下した電圧を電圧Ｖにリセットさせる。リセットゲートＲａ〜Ｒｄは、リセットゲート信号に応じて、電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄとリセット電極２２１５ａ〜２２１５ｄとを通電状態にして、転送ゲートＴｘａ〜Ｔｘｄを介して転送された電荷により低下した電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄの電圧を電圧Ｖにリセットさせる。
【００７２】
以降、転送制御部１３２及び画像生成部１３３は、予め定められたフレーム数Ｎの第１の画像〜第４の画像を生成するまで上述の処理を繰り返して行う。この繰り返しにおいて、投光制御部１３４は、信号ＴＸ１〜ＴＸ４のいずれかに同期させて投光部１５に対象物への投光を行わせる。なお、投光制御部１３４は、フレームごとに同期させる信号ＴＸ１〜ＴＸ４を変更する。例えば、投光を同期させる信号を、フレームごとに、信号ＴＸ１、ＴＸ２、ＴＸ３、ＴＸ４、ＴＸ１、…の順に切り替える。
【００７３】
動きベクトル算出部１４は、画像生成部１３３が生成する画像（フレーム１における第１〜第４の画像、フレーム２における第１〜第４の画像、…、フレームＮにおける第１〜第４の画像）から動きベクトルを算出する。具体的には、フレーム１における第２〜第４の画像から、フレーム１における第１の画像を減算して３つの差分画像を算出する。また、フレーム２における第１、第３、第４の画像から、フレーム２における第２の画像を減算して３つの差分画像を算出する。動きベクトル算出部１４は、フレーム１における３つの差分画像と、フレーム２における３つの差分画像との９つの組み合わせそれぞれから動きベクトルを算出する。動きベクトル算出部１４は、算出した動きベクトルに対してＲＡＮＳＡＣを用いて外れ値を検出し、外れ値以外の動きベクトルから平均値を算出するなどの統計処理を施して得られたベクトルを出力する。
【００７４】
一般化すると、動きベクトル算出部１４は、フレームごとに、投光せずに得られた画像から投光して得られた画像を減算して差分画像を算出する。動きベクトル算出部１４は、隣接するフレーム間における差分画像の組み合わせから動きベクトルを算出し、算出した動きベクトルに対してＲＡＮＳＡＣを適用して外れ値を検出する。動きベクトル算出部１４は、外れ値以外の動きベクトルに対して統計処理を施して得られたベクトルを出力する。
【００７５】
このように、４つの異なる電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄに蓄えられた電荷に応じて得られた４つの画像を用いることにより、固定パターンノイズを更に変化させることができる。また、投光して得られた画像と投光せずに得られた画像との差分画像を生成して、固定パターンノイズ画像の現れ方を変化させている。これにより、動きベクトルを算出する際における固定パターンノイズの影響を低減することができ、また、差分画像を生成することにより、背景光ノイズの影響を低減することができるため、動き検出の精度を向上させることができる。
【００７６】
（第５の実施形態）
第５の実施形態における画像生成装置は、第３の実施形態における画像生成装置と同じ構成である。しかし、転送制御部１３２による受光素子２２１の制御が異なる。以下に、本実施形態における受光素子２２１の制御を説明する。
図１３は、第５の実施形態における各受光素子２２１が有する各ゲートの制御の一例を示すタイミングチャートである。転送制御部１３２は、第１の実施形態における制御と同様に、同期信号に同期した制御信号を用いて、各受光素子２２１の動作を制御する。転送制御部１３２から各受光素子２２１に出力される制御信号は、同図に示すように、信号ＴＸ１〜ＴＸ４と、出力ゲート信号と、ドレインゲート信号と、リセットゲート信号とが含まれる。
【００７７】
画像生成装置において対象物体の撮像（露光）が開始されると、転送制御部１３２は、ドレインゲート信号及びリセットゲート信号をＨレベルに変化させて、電荷転送領域２２１３の電圧と、電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄの電圧とを電圧Ｖにリセットさせる。
転送制御部１３２は、ドレインゲート信号及びリセットゲート信号をＬ（Low）レベルに変化させた後、信号ＴＸ１〜ＴＸ４のうちいずれか１つを順にＨレベルに変化させて、光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄにおいて発生した電荷を電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄに順に転送させて蓄積させる。このとき、転送制御部１３２は、信号ＴＸ１〜ＴＸ４のいずれか１つをＨレベルに変化させる前に、ドレインゲート信号を所定の期間においてオンにする（図１３に示した例では同期信号の半周期）。
転送制御部１３２は、電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄそれぞれに電荷を転送させた回数が予め定められた転送回数ｎに達すると、信号ＴＸ１〜ＴＸ４をＬレベルにして転送ゲートＴｘａ〜Ｔｘｄをオフにする。
【００７８】
次に、転送制御部１３２は、出力ゲート信号をＨレベルに変化させて、各受光素子２２１が有する電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄの電圧（電位）を順に読出回路１２４に読み出させる。画像生成部１３３は、読出回路１２４が読み出した各受光素子２２１の電荷蓄積領域２２１２ａの電圧に応じて、フレーム１における第１の画像を生成する。同様に、画像生成部１３３は、読出回路１２４が読み出した各受光素子２２１の電荷蓄積領域２２１２ｂ〜２２１２ｄの電圧に応じて、フレーム１における第２〜第４の画像を生成する。
以降、第３の実施形態と同様に、転送制御部１３２及び画像生成部１３３は、予め定められたフレーム数Ｎの第１の画像〜第４の画像を生成するまで上述の処理を繰り返して行う。
【００７９】
次に、本実施形態における画像生成部１３３が行う補正処理について説明する。図１４は、本実施形態における補正処理のフローチャートである。画像生成部１３３は、画素（受光素子２２１）ごとに以下の補正処理を行うことにより、画像を生成する。
画像生成部１３３は、転送制御部１３２が出力ゲート信号をオンにすると、画素の電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄの電圧を示す信号が読出回路１２４から入力される。画像生成部１３３は、入力された４つの信号のうち、最大の電圧（最大値）を選択する（ステップＳ１０１）。
【００８０】
画像生成部１３３は、選択した最大値に対して、予め定められた許容範囲ΔＶ内の電圧を示す信号を、最大値を示す信号以外の信号から選択する（ステップＳ１０２）。すなわち、最大値未満、かつ「最大値−ΔＶ」以上の値を示す信号を選択する。なお、許容範囲ΔＶは、受光素子２２１における各電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄにおいて生じる誤差等に基づいて予め定められる。
画像生成部１３３は、ステップＳ１０２において選択した信号が示す電圧と、最大値との平均値を算出し（ステップＳ１０３）、算出した平均値を補正対象としている画素における画素値として出力する（ステップＳ１０４）。
【００８１】
上述のように、本実施形態における画像生成装置は、転送ゲートＴｘａ〜Ｔｘｄをオンにする前にドレインゲート２２１６をオンにして、各電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄに電荷を転送する前に、電荷転送領域２２１３における電圧をリセットする。これにより、例えば、放射線ノイズ等によるシングルイベントエラーによって光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄにおいて多くの電荷が発生しても、当該シングルイベントエラーによる電荷が転送される電荷蓄積領域を１つにすることができる。
また、画像生成部１３３が上述の補正処理（図１４）を行うことにより、シングルイベントエラーの影響を受けた電荷蓄積領域を除いて画像データを生成することができる。
【００８２】
例えば、第１〜第４の実施形態における画像生成装置では、ドレインゲートをオンにすることなく、転送ゲートのオン・オフを切り替えるため、シングルイベントエラーの影響が２つの電荷蓄積領域に及んでしまい、動き検出の精度が低下してしまう。これに対して、本実施形態における受光素子２２１の制御と、画像生成部１３３による補正処理を用いることにより、画像データにおけるシングルイベントエラーの影響を抑えることができ、動き検出の精度を向上させることができる。
【００８３】
なお、本実施形態では、第３の実施形態における画像生成装置に対応させた処理を説明したが、第１の実施形態における画像生成装置１０に対して同様の補正処理を行うようにしてもよい。この場合、転送制御部１３２は、信号ＴＸ１と信号ＴＸ２とをオンにする前に、ドレインゲート信号をオンにして電荷転送領域１２１３の電圧をリセットする。また、画像生成部１３３は以下に説明する補正処理を行う。
図１５は、画像生成装置１０における画像生成部１３３の補正処理を示すフローチャートである。画像生成部１３３は、転送制御部１３２が出力ゲート信号をオンにすると、画素の電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂの電圧を示す信号が読出回路１２４から入力される。画像生成部１３３は、入力された２つの信号のうち、最大の電圧（最大値）を選択し（ステップＳ２０１）、選択した最大値に対して許容範囲ΔＶ内の電圧を示す信号を、最大値を示す信号以外の信号から選択する（ステップＳ２０２）。
画像生成部１３３は、ステップＳ２０２において選択した信号が示す電圧と、最大値との平均値を算出し（ステップＳ２０３）、算出した平均値を補正対象としている画素における画素値として出力する（ステップＳ２０４）。
このように、本実施形態において説明した処理は、２つ以上の電荷蓄積領域を有する受光素子により構成された受光部を有する画像生成装置に適用することができる。
【００８４】
また、本実施形態において、画像生成部１３３は、ある画素の平均値が周囲の画素の平均値に比べて著しく低い場合に、周囲の画素の平均値に基づいて、平均値の低い画素の画素値を補完するようにしてもよい。これにより、受光素子２２１の全ての電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄがシングルイベントエラーの影響を受けた場合においても、当該受光素子２２１に対応する画素の画素値を補正することができる。これにより、シングルイベントエラーの影響を抑制した画像データを得ることができ、動き検出の精度を向上させることができる。
【００８５】
（第６の実施形態）
図１６は、第６の実施形態における画像生成装置１０Ｂの構成を示す概略ブロック図である。画像生成装置１０Ｂは、同図に示すように、レンズ１１と、受光部２２と、制御部１３と、動きベクトル算出部１４と、投光部１６とを具備している。本実施形態における画像生成装置１０Ｂは、投光部１６を具備している点が第３の実施形態における画像生成装置と異なる。画像生成装置１０Ｂにおいて、上述の実施形態における画像生成装置と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
投光部１６は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などを用いて構成し、対象物体の撮像（露光）を行っている間において微弱な光を発して受光部２２に投光する。受光部２２は、第１の実施形態における受光部１２（図５）と同様に、マトリックス状に配列した受光素子２２１と、垂直走査回路１２２と、水平走査回路１２３と、読出回路１２４とを備えている。
【００８６】
ところで、半導体等を用いて受光素子２２１を製造する際には、電荷転送領域２２１３や、転送ゲートＴｘａ〜Ｔｘｄなどにおいてポテンシャルのくぼみが生じてしまうことがある。ポテンシャルのくぼみが生じてしまうと、そこを埋めるために光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄにおいて発生した電荷が捕らわれてしまう。この場合、光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄが同じ強度の光を受光したとしても、各電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄに蓄積される電荷に差が生じてしまう。
そこで、本実施形態における画像生成装置１０Ｂでは、投光部１６が微弱な光を発して受光素子２２１におけるポテンシャルのくぼみを埋めることにより、対象物体において反射した光により発生した電荷を各電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄに転送できるようにする。以下、具体的な例を示して、投光部１６の働きを説明する。
【００８７】
図１７は、受光素子２２１にポテンシャルのくぼみ領域５が生じている例を示す図である。同図における受光素子２２１は、転送ゲートＴｘｂの脇にポテンシャルのくぼみ領域５がある点が、図１０に示した受光素子２２１と異なっている。
図１８は、図１７におけるＡからＢへの線に沿ったポテンシャルを示す図である。同図において、横方向はＡ−Ｂ線に沿った位置に対応し、縦方向は各位置における電位を示している。図１８（ａ）において、ポテンシャルのくぼみ領域５が、電荷転送領域２２１３の転送ゲートＴｘｂ側に現れている。図１８（ｂ）〜図１８（ｇ）は、上述の実施形態において説明した、電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄに電荷を転送する動作に対応する。以下、図１８（ｂ）〜図１８（ｇ）それぞれにおける動作を順に説明する。
【００８８】
図１８（ｂ）は、リセットゲートＲｂ、Ｒｃをオンにした状態である。リセットゲートＲｂ、Ｒｃをオンしたことにより、リセット電極２２１５ｂと電荷蓄積領域２２１２ｂとが同じ電圧になり、またリセット電極２２１５ｃと電荷蓄積領域２２１２ｃとが同じ電圧になる。
図１８（ｃ）は、対象物体において反射した光と、投光部１６による微弱な光とにより電荷転送領域２２１３に電荷が貯まっている状態を示している。このとき、投光部１６はくぼみ領域５の容量に対応する電荷分の光を発する。
【００８９】
図１８（ｄ）は、転送ゲートＴｘｃをオンにした状態を示している。転送ゲートＴｘｃをオンにしたことにより、電荷転送領域２２１３に貯まった電荷が電荷蓄積領域２２１２ｃに転送されている。
図１８（ｅ）は、転送ゲートＴｘｃをオフにした状態を示している。
図１８（ｆ）は、図１８（ｃ）と同様に、対象物体において反射した光と、投光部１６による微弱な光とにより電荷転送領域２２１３に電荷が貯まっている状態を示している。このとき、投光部１６はくぼみ領域５の容量に対応する電荷分の光を発する。
図１８（ｇ）は、転送ゲートＴｘｂをオンにした状態を示している。転送ゲートＴｘｂをオンにしたことにより、電荷転送領域２２１３に貯まった電荷が電荷蓄積領域２２１２ｂに転送されている。
【００９０】
このように、投光部１６を用いた微弱な光による微弱露光を行うことにより、光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄにおいて発生した電荷がくぼみ領域５に捕らわれて電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄに転送されなくなることを抑制することができる。
この結果、受光素子２２１の製造過程において生じるポテンシャルのくぼみ領域により各画素の画素値が電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄごとにばらついてしまうことを抑制することができる。そして、ポテンシャルのくぼみ領域に依存した固定パターンノイズの影響を低減させることができ、動き検出の精度を向上させることができる。
【００９１】
図１９は、微弱な光による微弱露光を行った場合と行わない場合とにおける受光素子２２１の出力の特性を示す図である。同図において、横軸は対象物体において反射した光（外部光）による受光部２２の照度（撮像面照度）を示し、縦軸は受光素子２２１が出力する信号の強度（レベル）を示している。
投光部１６を用いた微弱な光による微弱露光を行わない場合、光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄにおいて発生した電荷がくぼみ領域に捕らわれて電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄに転送されなくなる。その結果、撮像面照度が低いときに、受光素子２２１の出力のレベルが０になってしまう。
これに対して、投光部１６を用いた微弱露光を行う場合、微弱露光により生じる電荷によりくぼみ領域を埋めることができ、光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄにおいて発生した電荷を電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄに転送することができる。その結果、図１９に示すように、撮像面照度が低い領域においても、撮像面照度に応じた信号出力強度を得ることができる。
【００９２】
図２０は、本実施形態における投光部１６を設ける位置の一例を示した概略図である。同図に示すように、画像生成装置１０Ｂの筐体内において、対象物体で反射した光が入光する面であって受光部２２に対向する面に投光部１６を設ける。これにより、受光部２２が有する受光素子２２１に対して一様に投光を行うことができる。
【００９３】
図２１は、光電変換領域及び電荷転送領域から電荷蓄積領域に電荷が移動する際の光電変換領域における電荷の量と、転送速度との関係を示す図である。同図において、横軸は転送に要する時間を示し、縦軸は光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄ及び電荷転送領域２２１３に残っている電荷の量（未転送率）を示している。同図に示すように、光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄ及び電荷転送領域２２１３に蓄えられている電荷が多い場合には、単位時間あたりにおいて転送される電荷量が多い。光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄ及び電荷転送領域２２１３に蓄えられている電荷が少なくなると、短時間当たりにおいて転送される電荷量が少なくなることが分かる。同図において、未転送率が３％以下になると、単位時間当たりに転送される電荷量が著しく減少することが分かる。
【００９４】
本実施形態では、投光部１６による微弱露光により、光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄ及び電荷転送領域２２１３に蓄えられる電荷量を増加させている。そのため、所定の期間内に転送できる電荷量を多くすることができる。換言すると、電荷の転送時間を短縮することができる。これにより、暗いところに存在する対象物体を撮像した場合においても、撮像時間を延ばすことなく撮像が行えるとともに、受光素子２２１において受光した光の強度に応じた信号を得ることができる。その結果、暗いところに存在する対象物体を撮像した場合においても、動き検出の精度を向上させることができる。
【００９５】
なお、本実施形態における投光部１６が発する光の強度は、受光素子２２１におけるくぼみ領域５の容量の平均値を実測値やシミュレーション等から得られるくぼみ領域５の平均的な容量に応じた強度にする。また、投光部１６が発する光は、光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄの深いところまで光が届かないようにするために青色光源を用いるようにしてもよい。
また、投光部１６を用いる場合、第２又は第４の実施形態において説明したように、投光して得られた画像と、投光せずに得られた画像との差分画像を算出するようにしてもよい。
また、本実施形態において、第２及び第４の実施形態において説明した投光部１５を設けるようにしてもよい。これにより、固定パターンノイズの影響を更に抑制することができ、動き検出の精度を向上させることができる。
【００９６】
また、本実施形態における投光部１６を設ける位置を以下のようにしてもよい。
図２２は、本実施形態における投光部１６を設ける位置の第２例を示した概略図である。同図に示すように、画像生成装置１０Ｂの筐体内において、対象物体で反射した光が入光する面に垂直な面であって受光部２２に対して垂直な面に投光部１６を設ける。また、投光部１６から発せられた光が受光部２２に一様に投光できるように、ビームスプリッタ１８を設けて投光部１６からの光を反射させて受光部２２に投光させる。また、レンズ１１を介して入光する対象物体で反射した光のうち、投光部１６が発する光の波長をカットするフィルタ１７を設けるようにしてもよい。
【００９７】
図２３は、本実施形態における投光部１６を設ける位置の第３例を示した概略図である。同図に示すように、画像生成装置１０Ｂの筐体内において、対象物体で反射した光が入光する面に垂直な面であって受光部２２に対して垂直な面に投光部１６を設ける。また、投光部１６から発せられた光が受光部２２に一様に投光できるように、ダイクロイックミラー１９を設けて投光部１６からの光を反射させて受光部２２に投光させる。また、レンズ１１を介して入光する対象物体で反射した光のうち、ダイクロイックミラー１９で反射される波長の光をカットするフィルタ１７を設けるようにしてもよい。これにより、ビームスプリッタ１８を用いる場合に比べ、レンズ１１を介して入光する光の減衰を抑えることができ、ダイナミックレンジを減らすことなく画像データを得ることができる。
【００９８】
なお、上述の各実施形態において、受光素子１２１が４つの光電変換領域１２１１ａ〜１２１１ｄを備える構成、又は受光素子２２１が４つの光電変換領域２２１１ａ〜２２１１ｄを備える構成について説明したが、これに限ることなく、受光素子が１つ以上の光電変換領域を有する構成としてもよい。
また、上述の各実施形態において、受光素子１２１が２つの電荷蓄積領域１２１２ａ、１２１２ｂを備える構成と、受光素子２２１が４つの電荷蓄積領域２２１２ａ〜２２１２ｄを備える構成とについて説明したが、これに限ることなく、受光素子は２つ以上の電荷蓄積領域を有する構成としてもよい。
【００９９】
なお、本発明における画像生成装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより受光素子の制御や、補正処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【０１００】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。更に、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【０１０１】
５…くぼみ領域
１０，１０Ａ，１０Ｂ…画像生成装置
１１…レンズ
１２，２２…受光部
１３，１３Ａ…制御部
１４…動きベクトル算出部
１５…投光部（第１の投光部）
１６…投光部（第２の投光部）
１７…フィルタ
１８…ビームスプリッタ
１９…ダイクロイックミラー
１２１，２２１…受光素子
１２２…垂直走査回路
１２３…水平走査回路
１２４…読出回路
１３１…同期信号生成部
１３２…転送制御部
１３３…画像生成部
１３４…投光制御部
１５１…発光部
１５２…拡散レンズ
１２１１ａ，１２１１ｂ…光電変換領域（光電変換部）
１２１２ａ，１２１２ｂ…電荷蓄積領域（電荷蓄積部）
１２１３…電荷転送領域
１２１４ａ，１２１４ｂ…読み出し電極
１２１５ａ，１２１５ｂ…リセット電極
１２１６…ドレインゲート
１２１７…ドレイン電極
２２１１ａ，２２１１ｂ，２２１１ｃ，２２１１ｄ…光電変換領域
２２１２ａ，２２１２ｂ，２２１２ｃ，２２１２ｄ…電荷蓄積領域
２２１３…電荷転送領域
２２１４ａ，２２１４ｂ，２２１４ｃ，２２１４ｄ…読み出し電極
２２１５ａ，２２１５ｂ，２２１５ｃ，２２１５ｄ…リセット電極
２２１６…ドレインゲート
２２１７…ドレイン電極
Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｃ…リセットゲート
Ｔｘａ，Ｔｘｂ，Ｔｘｃ，Ｔｘｄ…転送ゲート
【図１】
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【図２】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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