(57)【要約】【課題】グローバル電子シャッタ動作に伴う電位変動に起因する画質低下を抑制する。【解決手段】光電変換部と、電荷を保持する保持部と、増幅部と、光電変換部に蓄積された電荷を保持部に転送する第一の転送トランジスタと、保持部に保持された電荷を増幅部に転送する第二の転送トランジスタと、光電変換部に蓄積された電荷を排出するオーバーフロートランジスタと、をそれぞれが有する複数の画素を備える撮像装置であって、第一の転送トランジスタとオーバーフロートランジスタの少なくともいずれかは一括駆動制御が行われ、一括駆動制御において、電荷信号出力期間と重複または近接する期間では、第一の転送トランジスタまたはオーバーフロートランジスタを駆動するパルスのオンからオフまたはオフからオンへの切替時間が、前記電荷信号出力期間と重複または近接する期間以外での切替時間と比較して長い。【選択図】図３
2019145911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換によって生じた電荷を蓄積する光電変換部と、
電荷を保持する保持部と、
電荷に基づく信号を出力する増幅部と、
オン状態の時に前記光電変換部に蓄積された電荷を前記保持部に転送する第一の転送トランジスタと、
オン状態の時に前記保持部に保持された電荷を前記増幅部に転送する第二の転送トランジスタと、
オン状態の時に前記光電変換部に蓄積された電荷を排出するオーバーフロートランジスタと、
をそれぞれが有する複数の画素を備える撮像装置であって、
前記第一の転送トランジスタと前記オーバーフロートランジスタの少なくともいずれかは、前記複数の画素について同時に駆動する一括駆動制御が行われ、
前記一括駆動制御において、前記保持部に保持された電荷を前記増幅部に転送する電荷信号出力期間と重複または近接する期間では、前記第一の転送トランジスタまたは前記オーバーフロートランジスタを駆動するパルスのオンからオフまたはオフからオンへの切替時間が、前記電荷信号出力期間と重複または近接する期間以外での切替時間と比較して長い、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第一の転送トランジスタは、１フレームの期間に、前記光電変換部から前記保持部への電荷の転送動作を複数回行い、
前記複数回の転送動作のうち、前記電荷信号出力期間に近接する一回または複数回の転送動作では、前記第一の転送トランジスタを駆動するパルスのオンからオフまたはオフからオンへの切替時間が、前記電荷信号出力期間と近接する一回または複数回以外での転送動作での切替時間と比較して長い、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記オーバーフロートランジスタは、１フレームの期間に、前記光電変換部に蓄積された電荷の排出動作を複数回行い、
前記複数回の排出動作うち、前記電荷信号出力期間に近接する一回または複数回の排出動作では、前記オーバーフロートランジスタを駆動するパルスのオンからオフまたはオフからオンへの切替時間が、前記電荷信号出力期間と近接する一回または複数回以外での転送動作での切替時間と比較して長い、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
光電変換によって生じた電荷を蓄積する光電変換部と、
電荷を保持する第一の保持部と、
電荷を保持する第二の保持部と、
電荷に基づく信号を出力する増幅部と、
オン状態の時に前記光電変換部に蓄積された電荷を前記第一の保持部に転送する第一の転送トランジスタと、
オン状態の時に前記第一の保持部に保持された電荷を前記増幅部に転送する第二の転送トランジスタと、
オン状態の時に前記光電変換部に蓄積された電荷を前記第二の保持部に転送する第三の転送トランジスタと、
オン状態の時に前記第二の保持部に保持された電荷を前記増幅部に転送する第四の転送トランジスタと、
オン状態の時に前記光電変換部に蓄積された電荷を排出するオーバーフロートランジス
タと、
をそれぞれ有する複数の画素を備える撮像装置であって、
前記第一の転送トランジスタと前記第三の転送トランジスタと前記オーバーフロートランジスタの少なくともいずれかは、前記複数の画素について同時に駆動する一括駆動制御が行われ、
前記一括駆動制御において、前記保持部に保持された電荷を前記増幅部に転送する電荷信号出力期間と重複または近接する期間では、前記第一の転送トランジスタ、前記第三の転送トランジスタまたは前記オーバーフロートランジスタを駆動するパルスのオンからオフまたはオフからオンへの切替時間が、前記電荷信号出力期間と重複または近接する期間以外での切替時間と比較して長い、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置から出力される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。
【請求項６】
移動体であって、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置と、
移動装置と、
前記撮像装置から出力される信号から情報を取得する処理装置と、
前記情報に基づいて前記移動装置を制御する制御装置と、
を有することを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、撮像システム、および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＭＯＳイメージセンサにおいて、グローバル（全画素同時）電子シャッタの機能を有するものが提案されている。特許文献１にはグローバル電子シャッタの機能を備えた撮像装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−５５３２２号公報
【特許文献２】特開２００２−７７７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された構成は、露光期間の制御のため、画素信号の読み出し中に複数行を一括して電荷転送する一括転送駆動（以下、TX1）と複数行の一括リセット駆動（以
下、OFD）を行っている。複数行を一括転送するため、TX1配線またはOFD配線の電位が画
素信号の読み出し中に変わる可能性がある。
【０００５】
これにより、TX1配線またはOFD配線と他の配線間の容量結合により、例えば画素ウェル線、画素読出し線、電源線などに電位の変動が伝搬し、その時に読み出し中の行の画素信号にノイズが生じる。これは、シェーディングや横線などの要因となり、画質を低下させる。
【０００６】
本発明の目的は、グローバル電子シャッタ動作に伴う電位変動に起因する画質低下を抑制可能な撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の態様は、
光電変換によって生じた電荷を蓄積する光電変換部と、
電荷を保持する保持部と、
電荷に基づく信号を出力する増幅部と、
オン状態の時に前記光電変換部に蓄積された電荷を前記保持部に転送する第一の転送トランジスタと、
オン状態の時に前記保持部に保持された電荷を前記増幅部に転送する第二の転送トランジスタと、
オン状態の時に前記光電変換部に蓄積された電荷を排出するオーバーフロートランジスタと、
をそれぞれが有する複数の画素を備える撮像装置であって、
前記第一の転送トランジスタと前記オーバーフロートランジスタの少なくともいずれかは、前記複数の画素について同時に駆動する一括駆動制御が行われ、
前記一括駆動制御において、前記保持部に保持された電荷を前記増幅部に転送する電荷信号出力期間と重複または近接する期間では、前記第一の転送トランジスタまたは前記オーバーフロートランジスタを駆動するパルスのオンからオフまたはオフからオンへの切替時間が、前記電荷信号出力期間と重複または近接する期間以外での切替時間と比較して長い、
ことを特徴とする撮像装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、グローバル電子シャッタ動作時の容量結合を介した電位変動の影響を
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１〜５実施形態に係る撮像装置の構成例を表す図
【図２】第１〜４実施形態に係る撮像装置の画素の構成例を表す図
【図３】第１実施形態に係る撮像装置の撮像動作および駆動タイミングを表す図
【図４】第２実施形態に係る撮像装置の撮像動作および駆動タイミングを表す図
【図５】第３実施形態に係る撮像装置の撮像動作および駆動タイミングを表す図
【図６】第４実施形態に係る撮像装置の撮像動作および駆動タイミングを表す図
【図７】第５実施形態に係る画素の構成例を表す図
【図８】第５実施形態に係る撮像装置の撮像動作および駆動タイミングを表す図
【図９】比較例での撮像動作および駆動タイミングを表す図
【図１０】第６実施形態に係る撮像システムの構成例を表す図
【図１１】第７の実施形態に係る撮像システムおよび移動体の構成例を表す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明に係る撮像装置の具体的な実施形態の一例を説明する。撮像装置は、光を電気信号に変換する画素を複数有する半導体デバイスであり、固体撮像素子やイメージセンサや光電変換装置とも呼ばれるものである。撮像装置には、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサなどが含まれる。以下では、本発明の好ましい適用例の一つとして、グローバル電子シャッタ動作を行うＣＭＯＳイメージセンサに本発明を適用した場合の構成例を説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
［撮像装置の構造］
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜図３を用いて説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る撮像装置の概略構成を表すブロック図である。撮像装置は画素アレイ１００、垂直走査回路１０１、列増幅回路１０２、水平走査回路１０３、出力回路１０４、制御回路１０５を備える。制御回路１０５は、垂直走査回路１０１、水平走査回路１０３，出力回路１０４などの動作タイミングを制御する回路である。画素アレイ１００は、ＸＹの行列状に配置された複数の画素２０を備えている。垂直走査回路１０１は、画素２０のトランジスタをオン（導通状態）またはオフ（非導通状態）に制御するための制御信号を供給する。垂直走査回路１０１には、シフトレジスタやアドレスデコーダなどの論理回路が用いられ得る。画素２０の各列には画素出力線１０が設けられており、画素２０からの信号が列毎に画素出力線１０に読み出される。列増幅回路１０２は画素出力線１０に出力された画素信号を増幅し、リセット時の信号及び光電変換時の信号に基づく相関二重サンプリング処理を行う。水平走査回路１０３は、列増幅回路１０２の増幅器に接続されたスイッチと、該スイッチをオンまたはオフに制御するための制御信号を供給する。出力回路１０４はバッファアンプ、差動増幅器などから構成され、列増幅回路１０２からの画素信号を撮像装置の外部の信号処理部に出力する。ＡＤ変換部を撮像装置に設け、デジタルの画像信号を出力してもよい。
【００１３】
図２は、本実施形態に係る撮像装置における画素２０の等価回路を示している。図２には行方向及び列方向に２次元配列された複数の画素２０のうち、２行×２列の４個の画素２０が示されているが、撮像装置はさらに多くの画素２０を有している。
【００１４】
複数の画素２０の各々は、光電変換部１、電荷保持部２、フローティングディフュージョン３、グローバル転送トランジスタ４、転送トランジスタ５、オーバーフロートランジスタ６を備える。さらに画素２０の各々は、選択トランジスタ７、リセットトランジスタ９および増幅トランジスタ８を備える。ここで、グローバル転送トランジスタとは、全画素一括して電荷転送を行うグローバル電子シャッタ動作の為のトランジスタを意味する。
【００１５】
光電変換部１は、入射光を光電変換するとともに、光電変換された電荷を蓄積する素子である。グローバル転送トランジスタ４はオン状態の時に光電変換部１の電荷を電荷保持部２に全画素一括して転送する。電荷保持部２は光電変換部１から転送されてきた電荷を保持する。転送トランジスタ５はオン状態の時に電荷保持部２の電荷をフローティングディフュージョン３に転送する。増幅トランジスタ８はソースフォロワを構成し、フローティングディフュージョン３の電圧に基づく信号を、選択トランジスタ７を介して、画素出力線１０に出力する。フローティングディフュージョン３および増幅トランジスタ８は、本発明における増幅部に相当し、電荷保持部２から転送された電荷に基づく信号を出力する。リセットトランジスタ９は、オン状態の時に、フローティングディフュージョン３の電圧を電源端子１２の電圧でリセットする。
【００１６】
同一行の画素２０に対しては共通の制御信号が垂直走査回路１０１から供給される。すなわち、第ｍ行にある全ての画素２０のグローバル転送トランジスタ４、転送トランジスタ５、オーバーフロートランジスタ６、選択トランジスタ７、リセットトランジスタ９に対して、それぞれ共通の制御信号が供給される。各トランジスタへの制御信号は、制御線ｐＧＳ（ｍ）、ｐＴＸ（ｍ）、ｐＯＦＤ（ｍ）、ｐＳＥＬ（ｍ）、ｐＲＥＳ（ｍ）から供給される。これらのトランジスタは制御信号がハイレベルの時にオン状態となり、ローレベルの時にオフ状態となる。
【００１７】
［グローバル電子シャッタ動作に伴う画質への影響］
図９Ａ、図９Ｂを用いて、グローバル電子シャッタ動作に伴う画質への影響について説明する。
【００１８】
図９Ａは、第ｎフレームから第ｎ＋２フレームまでの撮像動作における駆動パルスを模式的に示している。図９Ｂは、ｍ〜ｍ＋２行目の画素の、グローバル転送トランジスタ４の制御線ｐＧＳと転送トランジスタ５の制御線ｐＴＸとオーバーフロートランジスタ６の制御線ｐＯＦＤに供給される駆動パルスを示している。
【００１９】
図９Ｂの時刻Ｔ２は、画素アレイ１００のすべての画素でグローバル転送トランジスタ４をオフした時であり、全ての行の制御線ｐＧＳ（ｍ）の電位がハイからローに変化する。また、時刻Ｔ２’は、画素アレイ１００のすべての画素でオーバーフロートランジスタ６をオフした時であり、制御線ｐＯＦＤ（ｍ）の電位がハイからローに変化する。この電位変化により、寄生容量を介して、接地線１１、画素出力線１０、電源線１２に各寄生容量の比率に応じて電位の変化が伝搬し、各配線で過渡的な電位変動が生じる。そのため、増幅トランジスタ８のドレイン端子、ソース端子、バックゲート端子や画素出力線１０の電位が所望の電位から変動する。制御線ｐＧＳ（ｍ）や制御線ｐＯＦＤ（ｍ）の電位変化が電荷保持部読み出し動作（行読出し）の期間の直前であったり重複したりする場合は、その行の画素信号の読出し時に接地線（画素ウェル線）１１や画素出力線１０は所望の電位から変動する。すなわち、制御線ｐＧＳ（ｍ）やｐＯＦＤ（ｍ）の電位変化が、その行の出力にノイズとして影響する。各々の寄生容量の値は、絶縁層の誘電率、各配線間の距離や重なり面積によって決まるため、画素面積の大きなフォーマットサイズ（ＡＰＳ−Ｃやフルサイズなど）はより寄生容量が増大し、電位変動も大きくなる。
【００２０】
全画素のリセット動作や転送動作に必要な時間や動作に伴う電位変動が安定するまでの
時間は、行単位の駆動に対して長い時間を要する。そのため、行の読出し時、全画素の動作に起因するノイズ等の影響が数行〜数十行にわたって出力結果に影響する可能性がある。これらの影響は、例えばシェーディングや横線、横帯状にオフセットをもった画像となり、画質を劣化させることになる。
【００２１】
［本実施形態における撮像動作］
図３Ａは、第ｎフレームから第ｎ＋２フレームまでの撮像動作を模式的に示している。第ｎフレームより前の動作は点線で示されている。図３Ａには、各フレームでの露光期間、光電変換部１が電荷を蓄積している期間、および、電荷保持部２が電荷を保持している期間が示されている。またオーバーフロートランジスタ６を介してオーバーフロードレインに電荷が排出される期間を斜線枠で示されている。図３Ａでは、Ｔ２〜Ｔ３（またはＴ４〜Ｔ５）の期間において、複数の画素の読み出し動作が行われていることを示している。
【００２２】
図３Ｂは、本実施形態で用いられる第ｎフレームから第ｎ＋２フレームまでの撮像動作における駆動パルスを模式的に示している。図３Ｂには、ｍ〜ｍ＋２行目の画素の、グローバル転送トランジスタ４の制御線ｐＧＳと転送トランジスタ５の制御線ｐＴＸとオーバーフロートランジスタ６の制御線ｐＯＦＤに供給される駆動パルスが示されている。駆動パルスがハイレベルの時に、対応するトランジスタまたはスイッチがオンする。駆動パルスがローレベルの時に、対応するトランジスタまたはスイッチがオフする。これらの駆動パルスは、撮像装置に配された制御部が供給する。制御部には、シフトレジスタやアドレスデコーダなどの論理回路が用いられる。
【００２３】
まず、時刻Ｔ１は、前フレーム（ｎ−１フレーム）の電荷保持部２内の電荷を、増幅トランジスタ８の入力ノード（フローティングディフュージョン）３へ順次読み出す処理が完了する時刻である。なお、図中において第ｎフレームより前のフレームの動作は点線で示されている。
【００２４】
本実施形態での第ｎフレームの露光は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の期間で行われる。露光とは、光電変換によって生じた電荷が信号として蓄積または保持されることを意味する。本実施形態での露光の開始は、グローバル転送トランジスタ４がオフに維持され、かつ、オーバーフロートランジスタ６がオンに維持された状態で、オーバーフロートランジスタ６を全画素同時にオンからオフへ制御すること実施される（図３Ｂの時刻Ｔ１）。これにより、光電変換部１での電荷の蓄積が開始する。なお、本開示では、あるトランジスタを全画素同時にオン駆動またはオフ駆動する制御のことを、一括駆動制御と称する。
【００２５】
露光の終了は、グローバル転送トランジスタ４を全画素同時にオンからオフへ制御することで実施され、光電変換部１の全ての電荷が電荷保持部２に転送される。また、図示はしていないが、グローバル転送トランジスタ４をオンする前に転送トランジスタ５をオンすることで、メモリのリセットをしている。次いでオーバーフロートランジスタ６を全画素同時にオフからオンへ制御することで、光電変換部１での電荷蓄積を終了する（図３Ｂの時刻Ｔ２）。
【００２６】
時刻Ｔ２は、第ｎフレームの電荷保持部２の電荷を、増幅トランジスタ８の入力ノードであるフローティングディフュージョン３へ順次読み出す処理を開始する時刻である。時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までは、グローバル転送トランジスタ４がオフに維持され、オーバーフロートランジスタ６がオンに維持される。Ｔ２〜Ｔ３期間において生じる電荷はオーバーフロートランジスタ６を介してオーバーフロードレインに排出される。一方、電荷保持部２は第ｎフレームで生じた電荷を保持している。また、Ｔ２〜Ｔ３期間に、電荷保持部２の電荷が増幅トランジスタ８の入力ノードであるフローティングディフュージョン３に
順次読み出される。具体的には、ｍ行目の転送トランジスタ５をオンとすることで、ｍ行目の画素の電荷保持部２の電荷をフローティングディフュージョン３に転送する。フローティングディフュージョン３の容量と転送された電荷の量に応じて、フローティングディフュージョン３の電圧が変化する。増幅トランジスタ８によって、入力ノードであるフローティングディフュージョン３の電圧に基づく信号が画素出力線８に出力される。次にｍ＋１行目の画素について同様の動作が行われる。この動作が、１行目の画素から最後の行の画素までのそれぞれにおいて行われる。
【００２７】
［遅延駆動］
本実施形態の駆動動作では、図３ＢのＴ２〜Ｔ３のｎフレーム目の電荷信号出力期間（行読出し期間）の直前にグローバル転送トランジスタ４を全画素同時にオフする際の駆動パルスを遅延させている。すなわち、本実施形態では、電荷信号出力期間（行読み出し期間）Ｔ２〜Ｔ３の直前の制御線ｐＧＳ（ｍ）のオフ駆動パルスを遅延させている。
【００２８】
本開示において、パルスの遅延とは、パルスのオン（ハイレベル）とオフ（ローレベル）の切替に要する時間を、通常の配線の寄生容量で発生する遅延時間以上に、意図的に長くする（遅延させる）ことを意味する。したがって、オフ駆動パルスの遅延とは、パルスがオンからオフまで切替時間を、遅延させていない駆動パルスでの切替時間よりも長くすることと表現できる。また、オフ駆動パルスの遅延は、パルスの立ち下がり速度（応答速度）を意図的に遅くすることとも表現できる。オン駆動パルスの遅延も同様である。パルスの遅延は、パルスの鈍らせとも表現できる。
【００２９】
本実施形態では、電荷信号出力期間の直前でのグローバル転送トランジスタ４のオフ駆動パルスを遅延させている。すなわち、電荷信号出力期間の直前の期間でのグローバル転送トランジスタ４がオン状態からオフ状態に切り替わる切替時間が、電荷信号出力期間の直前の期間以外での切替時間と比較して長い。
【００３０】
パルスを遅延させるための回路は、任意の公知の回路であってよい。たとえば、ハイレベルからローレベルに切り替わる際にミドルレベルを所定時間だけ保持するパルスを生成する３値化回路や、台形波を生成するＶＴＸＬなまらせ回路を採用可能である。３値化回路およびＶＴＸＬなまらせ回路は、特許文献２（特開２００２−７７７３０号公報；図２および図３）に詳細に説明されている。ここで挙げた回路は一例に過ぎず、その他の遅延回路を採用しても構わない。
【００３１】
［本実施形態の効果］
グローバル転送トランジスタ４をオフすることで、制御線ｐＧＳ（ｍ）の電位変化が発生し、この電位変化により各配線で過渡的な電位変動が生じる。グローバル転送トランジスタ４のオフ動作が電荷信号出力（行読出し）期間の直前に行われると、出力信号にノイズが重畳し画質を劣化させる。
【００３２】
この問題に対処するために本実施形態では、電荷信号出力（行読出し）期間の直前の期間での制御線ｐＧＳ（ｍ）のオフ駆動パルスを遅延させている。電荷信号出力（行読出し）期間の直前の期間は、電荷信号出力（行読出し）期間に近接する期間と称することもできる。オフ駆動パルスの遅延により、寄生容量を介して接地線１１、画素出力線１０、電源線１２に伝搬していた各配線での過渡的な電位変動幅を大幅に抑制させることが可能となる。したがって、電位変動が安定するまでの静定時間を短縮できるので、電荷信号出力（行読出し）期間の直前に制御線ｐＧＳ（ｍ）を動作させることができる。また、各配線での過渡的な電位変動幅を大幅に抑制させることにより、電荷信号出力（行読出し）期間に制御線ｐＧＳ（ｍ）動作を重ねることができる。その結果、フレームレートを落とすことなく、シェーディングや横線などの画質の劣化を低減できる。
【００３３】
［変形例］
本実施形態では、グローバル転送トランジスタ４の制御線ｐＧＳに供給されるオフ駆動パルスを遅延させているが、オン駆動パルスを遅延させてもよいし、オン駆動パルスとオフ駆動パルスの両方を遅延させてもよい。また、グローバル転送トランジスタ４の制御線ｐＧＳに供給される駆動パルスだけでなく、オーバーフロートランジスタ６の制御線ｐＯＦＤに供給される駆動パルスを遅延させてもよい。グローバル転送トランジスタ４とオーバーフロートランジスタ６は、全画素同時に動作するためである。制御線ｐＧＳに供給される駆動パルスと制御線ｐＯＦＤに供給される駆動パルスの両方を遅延させてもよいし、いずれか一方のみを遅延させてもよい。
【００３４】
なお、行単位で動作する転送トランジスタ５、選択トランジスタ７、およびリセットトランジスタ９の制御線ｐＴＸ，ｐＳＥＬ，ｐＲＥＳに供給される駆動パルスは遅延させる必要がない。これらのトランジスタは全画素同時に動作することはないためである。
【００３５】
＜第２実施形態＞
［撮像動作］
図４Ａは、本実施形態で用いられる撮像装置の動作を模式的に示している。図４Ｂは、本実施形態で用いられる第ｎフレームから第ｎ＋２フレームまでの撮像動作における駆動パルスを模式的に示している。図４Ａおよび図４Ｂには、第ｎフレームから第ｎ＋２フレームまでの撮像動作が示されている。
【００３６】
本実施形態では、第ｎフレームの電荷の蓄積を、時刻Ｔ１よりも前から開始することができる。時刻Ｔ１は、前フレームの電荷保持部２内の電荷を増幅トランジスタ８の入力ノードであるフローティングディフュージョン３へ順次読み出す処理が完了する時刻である。本実施形態では、この駆動により、一回の露光期間を最大で１フレーム期間まで延ばすことができる。
【００３７】
本実施形態では、オーバーフロートランジスタ６を全画素同時にオンからオフして光電変換部１において電荷の蓄積を開始するタイミング（図４Ｂの時刻Ｔ２’）に応じてオーバーフロートランジスタ６のオフ駆動パルスを遅延させるか否かを制御する。具体的には、オーバーフロートランジスタ６をオフにするタイミング（時刻Ｔ２’）が読み出し完了（時刻Ｔ３）の前の場合に、オフ駆動パルスを遅延させる。言い換えると、図４Ｂの撮像動作で示すように、ｎフレーム目の読み出し動作（電荷信号出力動作）とオーバーフロートランジスタ６のオフするタイミングが重なる場合に、制御線ｐＯＦＤ（ｍ）に供給するオフ駆動パルスを遅延させる。
【００３８】
また、図示はしないが、電荷信号出力（行読出し）の期間の直前でオーバーフロートランジスタ６をオフする場合、例えば露光時間が極端に短い場合、行読み出し期間に近接する期間でオーバーフロートランジスタ６のオフ駆動パルスを遅延させる。ここで、電荷信号出力（行読出し）期間に近接する期間とは、電荷信号出力（行読出し）の開始よりも前でありかつ所定時間以内の期間を指す。この所定時間は、駆動パルスを遅延させないと、各配線に与える電位変動の影響が、電荷信号出力開始時点で残存するような時間である。
【００３９】
［効果］
電荷信号出力（行読出し）期間に重なるオーバーフロートランジスタ６を全画素同時にオフすることによる制御線ｐＯＦＤ（ｍ）の電位変化が発生することでも同様にノイズとして画質の劣化に影響していた。本実施形態では、電荷信号出力（行読み出し）期間に重複する期間において、制御線ｐＯＦＤ（ｍ）のオフ駆動パルスを遅延させることで、寄生容量を介して伝搬していた各配線での過渡的な電位変動幅を大幅に抑制させることが可能
となる。そのため、電位変動が安定するまでの静定時間を短縮できるので、フレームレートを落とすことなく、シェーディングや横線などの画質の劣化を低減できる。
【００４０】
行読み出し期間直前のオーバーフロートランジスタ６のオフ駆動パルスを遅延させることで各配線での過渡的な電位変動幅を大幅に抑制させることで、ノイズを低減し、画質の劣化を低減できる。
【００４１】
［変形例］
第１実施形態と第２実施形態でｐＧＳ（ｍ）、ｐＯＦＤ（ｍ）のオフ駆動パルスをそれぞれ個別に遅延制御しているが、第１実施形態と第２に実施形態を組み合わせてもよい。例えば、電荷信号出力（行読出し）の直前の制御線ｐＧＳ（ｍ）のオフ駆動パルスと、電荷信号出力（行読出し）期間に重なる制御線ｐＯＦＤ（ｍ）のオフ駆動パルス、をそれぞれ遅延する組み合わせでも同様の効果が得られる。また、第１実施形態および第２実施形態ではｐＧＳ（ｍ）、ｐＯＦＤ（ｍ）のオフ駆動パルスを遅延しているが、オン駆動パルスを遅延してもよい。またオン駆動パルスとオフ駆動パルスを両方遅延させても構わない。
【００４２】
＜第３実施形態＞
［撮像動作］
図５Ａは撮像装置の動作を模式的に示している。図５Ａには、第ｎフレームから第ｎ＋２フレームまでの撮像動作が示されている。また、図５Ｂは、本実施形態で用いられる第ｎフレームから第ｎ＋２フレームまでの撮像動作における駆動パルスを模式的に示している。第ｎフレームより前の動作は点線で示されている。本実施形態ではグローバル転送トランジスタ４の駆動方法が第１実施形態と異なり、その異なる点のみを説明し、第１実施形態と同様の部分については説明を省略する。
【００４３】
本実施形態では、１フレームの期間に、光電変換部１から電荷保持部への電荷の転送動作が複数回行われる点が第１実施形態と異なる。すなわち、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の露光期間に、グローバル転送トランジスタ４が複数回オンオフされる。露光期間内に一度、グローバル転送トランジスタ４がオフからオンへ制御されて、光電変換部１の全ての電荷を電荷保持部２に転送した後に、グローバル転送トランジスタ４がオンからオフの制御を繰り返し、最終的にオフに維持される。本実施形態（図５Ｂ）では、１回の露光期間において、光電変換部１の電荷を４回にわたり、光電変換部１の電荷を電荷保持部２に転送している。本実施形態では、１回の露光で生じる光電変換部１の電荷を４回にわたり電荷保持部２に転送しているため、光電変換部１の飽和電荷量の４倍まで、画素の飽和電荷量を増加させることができる。本実施形態では１回の露光で生じる光電変換部１の電荷を４回にわたり電荷保持部２に転送しているが、４回に限定しているわけではなく、２回以上の複数回の転送であればいい。
【００４４】
本実施形態の動作では、図５ＢのＴ２〜Ｔ３のｎフレーム目の電荷信号出力（行読出し）の直前のグローバル転送トランジスタ４のパルスが全画素同時にオフする駆動パルスを遅延させている。全てのグローバル転送トランジスタ４のオフ駆動パルスを遅延させるのではなく、電荷信号出力（行読出し）期間に近接する期間において、グローバル転送トランジスタ４のオフ駆動パルスを遅延させる。すなわち、電荷信号出力期間の直前の一回または複数回（少なくとも１回以上）でのグローバル転送トランジスタ４のオフ駆動パルスのオンからオフへの切替時間を、電荷信号出力期間内の直前の一回または複数回以外での切替時間と比較して長くする。
【００４５】
［効果］
本実施形態においても、グローバル転送トランジスタ４のオフ駆動パルスの遅延により
、寄生容量を介した各配線での過渡的な電位変動幅を大幅に抑制させることが可能となる。そのため、電位変動が安定するまでの静定時間を短縮できるので、フレームレートを落とすことなく、シェーディングや横線などの画質の劣化を低減できる。
【００４６】
なお、グローバル転送トランジスタ４のオフ駆動パルスを全て遅延させた場合、例えば多重露光などで多数のグローバル転送トランジスタを動作させる場合、遅延駆動時間が無視できなくなる。これにより、露光時間を増やす必要が出てくるためフレームレートが低下してしまう。本実施形態では複数回全てのグローバル転送トランジスタ４のオフ駆動パルスを遅延させるのではなく、一部のオフ駆動パルスのみを遅延させている。これにより、フレームレートの低下を招くことなく、電位変動の制定時間の短縮、すなわち、画質劣化の抑制を達成できるとともに、画素の飽和電荷量の増加も可能である。
【００４７】
＜第４実施形態＞
［撮像動作］
本実施形態では、グローバル転送トランジスタ４およびオーバーフロートランジスタ６の駆動方法が第１，２実施形態と異なる。
【００４８】
図６Ａは、撮像装置の動作を模式的に示している。図６Ａには、第ｎフレームから第ｎ＋２フレームまでの撮像動作が示されている。図６Ｂは、本実施形態で用いられるそれぞれ露光時間の異なる第ｎフレームから第ｎ＋２フレームまでの撮像動作における駆動パルスを模式的に示している。本実施形態での第ｎフレームの露光は時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の露光期間において、第１実施形態で説明した露光開始動作と露光終了動作を間欠的に４回繰り返し行っている点で、第１実施形態と異なる。つまり時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの露光期間において、間欠的に繰り返される露光開始動作と露光終了動作の間での光電変換時間の電荷のみが、間欠的に電荷保持部２に転送される。そして、露光期間内のその他の期間の電荷は間欠的にオーバーフロートランジスタ６を介してオーバーフロードレインに排出される。そのため、光電変換部１で光電変換している合計の光電変換時間は、露光期間の一部となる。
【００４９】
本実施形態の駆動方法によれば、間欠的に信号電荷を電荷保持部２に転送することで、１フレーム内での信号電荷の欠損を抑制することができる。このような信号電荷の欠損が生じうる被写体として、例えば蛍光灯やブラウン管を用いたディスプレイのような、高輝度の細かいチラツキ現象（フリッカ）がある被写体が挙げられる。その他の被写体として、フラッシュ光のような極めて短い時間に高輝度に光る被写体が挙げられる。なお、本実施形態では、露光開始動作と露光終了動作を間欠的に４回繰り返し行っているが、４回に限定しているわけではなく、２回以上の複数回の転送であればいい。
【００５０】
本実施形態の動作では、図６ＢのＴ２〜Ｔ３のｎフレーム目の電荷信号出力（行読出し）の直前のオーバーフロートランジスタ６をオフする駆動パルスを遅延させている。全てのオーバーフロートランジスタ６のオフ駆動パルスを遅延させるのではなく、電荷信号出力（行読出し）期間に近接する期間において、オーバーフロートランジスタ６のオフ駆動パルスを遅延させる。すなわち、電荷信号出力（行読出し）の直前のパルスか、もしくはそれ以上の複数回（少なくとも１回以上）のオーバーフロートランジスタ６のオフ駆動パルスを遅延させる。
【００５１】
［効果］
本実施形態においても、オーバーフロートランジスタ６のオフ駆動パルスの遅延により、寄生容量を介した各配線での過渡的な電位変動幅を大幅に抑制させることが可能となる。そのため、電位変動が安定するまでの静定時間を短縮できるので、フレームレートを落とすことなく、シェーディングや横線などの画質の劣化を低減できる。
【００５２】
なお、オーバーフロートランジスタ６のオフ駆動パルスを全て遅延させた場合、例えば多重露光などで多数のグローバル転送トランジスタ４およびオーバーフロートランジスタ６を動作させる場合、遅延駆動時間が無視できなくなる。これにより、露光時間を増やす必要が出てくるためフレームレートが低下してしまう。本実施形態では複数回全ての第一のオーバーフロートランジスタ６のオフ駆動パルスを遅延させるのではなく、一部のオフ駆動パルスのみを遅延させている。これにより、フレームレートの低下を招くことなく、電位変動の制定時間の短縮、すなわち、画質劣化の抑制を達成できるとともに、画素の飽和電荷量の増加も可能である。
【００５３】
［変形例］
本実施形態では、オーバーフロートランジスタ６のオフ駆動パルスを遅延させているが、制御線ｐＯＦＤ（ｍ）と接地線１１、画素出力線１０、電源線１２との寄生容量が制御線ｐＧＳ（ｍ）のそれよりも大きいことを想定しているためである。画素レイアウトによっては電源へ電荷排出を行う制御線ｐＯＦＤ（ｍ）と各配線との寄生容量がｐＧＳ（ｍ）と各配線の寄生容量よりも大きく、各配線での過渡的な電位変動の影響が大きくなる。このような場合は、少なくとも制御線ｐＯＦＤ（ｍ）のオフ駆動パルスを遅延させることでノイズの原因となる電位変動を抑制が可能となる。本実施形態はこのような例を述べている。
【００５４】
画素レイアウトによっては、制御線ｐＧＳ（ｍ）と各配線との寄生容量が制御線ｐＯＦＤ（ｍ）のそれよりも大きくなる場合がある。このような場合は、図示していないが、複数の制御線ｐＧＳ（ｍ）で電荷信号出力（行読出し）の直前のグローバル転送トランジスタ４のオフ駆動パルスを遅延させるとよい。
【００５５】
また、オーバーフロートランジスタ６のオフ駆動パルスとグローバル転送トランジスタ４の両方について、電荷信号出力（行読出し）の直前のオフ駆動パルスを遅延させてもよい。このようにすれば、一方のオフ駆動パルスを遅延させるよりもさらに電位変動の影響を抑えられる。
【００５６】
＜第５実施形態＞
［構成］
本実施形態に係る撮像装置の概略構成は第１実施形態（図１）と同様であるが、画素アレイ１００に含まれる画素の構成が異なる。図７は、本実施形態に係る撮像装置における画素４０の等価回路を示している。図７には行方向及び列方向に２次元配列された複数の画素４０のうち、２行×２列の４個の画素４０が示されているが、撮像装置はさらに多くの画素４０を有している。
【００５７】
複数の画素４０の各々は、光電変換部２１、第一の電荷保持部２２、第二の電荷保持部２３、フローティングディフュージョン２４、第一のグローバル転送トランジスタ２５、第二のグローバル転送トランジスタ２６を備える。さらに画素４０の各々は、第一の転送トランジスタ２７、第二の転送トランジスタ２８、選択トランジスタ２９、リセットトランジスタ３１および増幅トランジスタ３２、電源端子３３、オーバーフロートランジスタ３４を備える。ここで、グローバル転送トランジスタとは、全画素一括して電荷転送を行うグローバル電子シャッタ動作の為のトランジスタを意味する。
【００５８】
光電変換部２１は、入射光を光電変換するとともに、光電変換された電荷を蓄積する素子である。第一のグローバル転送トランジスタ２５、第二のグローバル転送トランジスタ２６はそれぞれオンさせる事により光電変換部２１の電荷を第一の電荷保持部２２、第二の電荷保持部２３に全画素一括して転送する。第一の電荷保持部２２、第二の電荷保持部
２３は光電変換部２１から転送されてきた電荷を保持する。
【００５９】
第一の転送トランジスタ２７、第二の転送トランジスタ２８は、オンさせる事により第一の電荷保持部２２または第二の電荷保持部２３の電荷をフローティングディフュージョン２４に転送する。増幅トランジスタ３２はソースフォロワを構成し、フローティングディフュージョン２４の電圧に基づく信号を、選択トランジスタ２９を介して、垂直出力線３０に出力する。フローティングディフュージョン３および増幅トランジスタ８は、本発明における増幅部に相当する。リセットトランジスタ３１は、オンさせる事により、フローティングディフュージョン２４の電圧を電源端子３３の電圧でリセットする。
【００６０】
同一行の画素４０に対しては共通の制御信号が垂直走査回路１０１から供給される。すなわち、第ｍ行にある全ての画素４０のグローバル転送トランジスタ２５，２６、転送トランジスタ２７，２８、オーバーフロートランジスタ３４、選択トランジスタ２９、リセットトランジスタ３１に対して、それぞれ共通の制御信号が供給される。各トランジスタへの制御信号は、制御線ｐＧＳ１（ｍ）、ｐＧＳ２（ｍ）、ｐＴＸ１（ｍ）、ｐＴＸ２（ｍ）、ｐＯＦＤ（ｍ）、ｐＳＥＬ（ｍ）、ｐＲＥＳ（ｍ）から供給される。これらのトランジスタは制御信号がハイレベルの時にオン状態となり、ローレベルの時にオフ状態となる。
【００６１】
［撮像動作］
次に、本実施形態の撮像装置の駆動方法およびその機能について、図８Ａおよび図８を用いて説明する。図８Ａは第４の実施形態に関わる撮像装置の駆動方法の概略概念図であり、図８Ｂは本実施形態の駆動を実現するための駆動パルス図である。
【００６２】
まず、図８Ａを用いて本実施形態の駆動の概要を述べる。図８Ａにおいて、第ｎフレームの露光期間は時刻Ｔ０から始まる。時刻Ｔ１になると、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１の蓄積時間に対応する電荷ＰＤ１（ｎ）は第一の電荷保持部２２に全画素一括して転送される。その後、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の期間、光電変換部２１に蓄積される電荷は、オーバーフロートランジスタ３４をオンさせる事により、電源端子３３に排出される。またオーバーフロートランジスタ３４を介してオーバーフロードレインに電荷が排出される期間を斜線枠で示されている。
【００６３】
時刻Ｔ２で光電変換部２１への電荷蓄積は再開される。時刻Ｔ３になると同様に、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間の蓄積時間に対応する電荷ＰＤ２（ｎ）が第一の電荷保持部２２へと全画素一括して転送される。その後同様にオーバーフロートランジスタ３４をオンさせ、電荷の排出が時刻Ｔ４まで行われる。時刻Ｔ４の後も同様にまず光電変換部２１が電荷の蓄積を開始し、時刻Ｔ５になると、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５の蓄積時間に相当する電荷ＰＤ３（ｎ）が第一の電荷保持部２２に全画素一括して転送される。時刻Ｔ５の後、第一の電荷保持部２２に保持された電荷は、第二の電荷保持部２３の読み出しを開始する時刻Ｔ１１までに読みだされる。
【００６４】
時刻Ｔ５の後、時刻Ｔ６まで電荷排出を行い、時刻Ｔ７では、時刻Ｔ６から時刻Ｔ７に光電変換部２１に蓄積されていた電荷ＰＤ４（ｎ）は第二の電荷保持部２３に全画素一括して転送される。同様に時刻Ｔ７の後、時刻Ｔ８まで電荷排出動作を続け、時刻Ｔ８になると光電変換部２１への電荷の蓄積を開始する。時刻Ｔ９に、時刻Ｔ８から時刻Ｔ９に光電変換部２１への蓄積された電荷ＰＤ５（ｎ）は第二の電荷保持部２３に全画素一括して転送される。その後同様に電荷排出動作が時刻Ｔ１０まで行われる。時刻Ｔ１０の後も同様にまず光電変換部２１が電荷の蓄積を開始し、時刻Ｔ１１では、時刻Ｔ１０から時刻Ｔ１１に光電変換部２１に蓄積された電荷ＰＤ６（ｎ）は第二の電荷保持部２３に全画素一括して転送される。時刻Ｔ１１の後、第二の電荷保持部２３に保持された電荷は、第ｎ＋
１フレーム目の読み出しを開始する時刻Ｔ１７までに読みだされる。
【００６５】
次に、図８Ｂを用いて、上記駆動を実現するための実際の制御信号のタイミングについて、説明する。時刻Ｔ０に制御信号ｐＯＦＤがローレベルになり、電荷排出動作を終了し、光電変換部２１には第ｎフレーム期間の電荷蓄積が開始される。
【００６６】
時刻Ｔ１に制御信号ｐＧＳ１がハイレベルになり、第一のグローバル転送トランジスタ２５をオンさせ、Ｔ０からＴ１期間に光電変換部２１に蓄積された電荷は第一の電荷保持部２２へ転送される。また、図示はしていないが、時刻Ｔ１で第一のグローバル転送トランジスタ２５をオンする前に第一の転送トランジスタ２７をオンすることで、メモリのリセットをしている。時刻Ｔ１の後、制御信号ｐＧＳ１がローレベルになると、制御信号ｐＯＦＤはハイレベルとなり、電荷排出動作を開始する。時刻Ｔ２に電荷排出動作を終えると、光電変換部１は電荷蓄積を再開する。その後、時刻Ｔ６まで同様の動作を繰り返す。時刻Ｔ５の後、制御信号ｐＧＳ１がローレベルとなり、第一のグローバル転送トランジスタ２５がオフされると、第一の電荷保持部２２の電荷の読み出しが行われる。読み出しの方法は第１実施形態と同一である。
【００６７】
時刻Ｔ６に制御信号ｐＯＦＤがローレベルとなり、電荷排出動作を終了すると、光電変換部２１は電荷の蓄積を再開する。時刻Ｔ７に制御信号ｐＧＳ２がハイレベルになり、第二のグローバル転送トランジスタ２６をオンされると、時刻Ｔ６から時刻Ｔ７の間に光電変換部２１に蓄積された電荷は第二の電荷保持部２３に全画素一括して転送される。また、図示はしていないが、時刻Ｔ７で第二のグローバル転送トランジスタ２６をオンする前に第二の転送トランジスタ２８をオンすることで、メモリのリセットをしている。時刻Ｔ７の後、制御信号ｐＧＳ２がローレベルになり第二のグローバル転送トランジスタ２６がオフされると、制御信号ｐＯＦＤがハイレベルとなりＯＦＤ動作を開始する。以後、同様の動作を時刻Ｔ１２まで繰り返す。時刻Ｔ１１の後、制御信号ｐＧＳ２がローレベルになり、第二のグローバル転送トランジスタ２６がオフされると、第二の電荷保持部２３の電荷の読み出しが開始する。
【００６８】
ここで、あるｍ行目の電荷読み出しは、まず制御信号ｐＳＥＬ（ｍ）がハイレベルとなり行選択を行う事から始まる。次に、制御信号ｐＲＥＳ１（ｍ）がハイレベルとなりリセットトランジスタ３１をオンさせる。この時、フローティングディフュージョン２４に存在する電荷は電源端子３３に排出される。この後、制御信号ｐＴＸ１（ｍ）またはｐＴＸ２（ｍ）がハイレベルとなり、転送トランジスタ２７または２８をオンさせ、電荷保持部２２または２３に保持されていた第ｎフレーム目の信号電荷はフローティングディフュージョン２４に転送される。フローティングディフュージョン２４に転送後、フローティングディフュージョン２４の電位はソースフォロワ動作によって増幅され、垂直出力線３０に読み出される。
【００６９】
本実施形態では１回の露光で生じる光電変換部２１の電荷を３回にわたり第一の電荷保持部２２および第二の電荷保持部２３に転送しているが、３回に限定しているわけではなく、２回以上の複数回の転送であればいい。
【００７０】
また、本実施形態の動作では、図８Ｂの時刻Ｔ１、Ｔ７、Ｔ１３、Ｔ１９のみにおいて、第一のグローバル転送トランジスタ２５または第二のグローバル転送トランジスタ２６のパルスが全画素同時にオフする駆動パルスを遅延させている。時刻Ｔ１、Ｔ７、Ｔ１３、Ｔ１９は、第一のグローバル転送トランジスタ２５または第二のグローバル転送トランジスタ２６を全画素同時にオフするタイミングが、電荷信号出力（行読出し）と重複するタイミングである。すなわち、本実施形態では、第一のグローバル転送トランジスタ２５および第二のグローバル転送トランジスタ２６のオフ駆動パルスの全てを遅延させるので
はなく、電荷信号出力（行読出し）期間に重複する期間のオフ駆動パルスを遅延させる。
【００７１】
本実施形態の図８Ａでは、説明のため電荷信号出力（行読出し）を時刻Ｔ８で終了するものとして示している。しかしながら、読み出し行数が多い場合は、その読み出し期間に重なるパルスの第一のグローバル転送トランジスタ２５および第二のグローバル転送トランジスタ２６の複数のオフ駆動パルスを遅延させればよい。
【００７２】
［効果］
グローバル転送トランジスタ２５，２６をオフすることにより、制御線ｐＧＳ１（ｍ），ｐＧＳ２（ｍ）の電位変化が発生し、それがノイズとして画質に影響を与えていた。本実施形態では、電荷信号出力（行読出し）の期間に重なるグローバル転送トランジスタ２５，２６のオフ駆動パルスを遅延させる。これにより、寄生容量を介して接地線３５、垂直出力線３０、電源線３３に伝搬していた各配線での過渡的な電位変動幅を大幅に抑制させることが可能となり、ノイズを低減できる。そのため、シェーディングや横線などの画質の劣化を低減できる。
【００７３】
複数回、第一のグローバル転送トランジスタ２５および第二のグローバル転送トランジスタ２６のオフ駆動パルスの全てを遅延させた場合、例えば多重露光などで多数のグローバル転送トランジスタを動作させる場合、遅延駆動時間が無視できなくなる。これにより、露光時間を増やす必要が出てくるためフレームレートが低下してしまう。本実施形態では、第一のグローバル転送トランジスタ２５および第二のグローバル転送トランジスタ２６のオフ駆動パルスの全てを遅延させるのではなく、電荷信号出力（行読出し）に重なるオフ駆動パルスのみを遅延させている。これにより、過渡的な電位変動幅を大幅に抑制し、ノイズ低減することで画質劣化を防げる。
【００７４】
［変形例］
本実施形態においても、第一のグローバル転送トランジスタ２５および第二のグローバル転送トランジスタ２６の、オフ駆動パルスではなくオン駆動パルスを遅延させてもよいし、オフ駆動パルスとオン駆動パルスの両方を遅延させてもよい。また、グローバル転送トランジスタの駆動パルスだけでなく、オーバーフロートランジスタ３４の駆動パルス（オン駆動パルスおよび／またはオフ駆動パルス）を遅延させてもよい。この場合も、遅延させるのは、電荷信号出力（行読出し）の期間に重なるオーバーフロートランジスタ３４の駆動パルスだけで十分である。
【００７５】
＜第６実施形態＞
本発明の第６実施形態による撮像システムについて、図１０を用いて説明する。図１０は、本実施形態による撮像システムの概略構成を示すブロック図である。
【００７６】
上記第１乃至第５実施形態で述べた撮像装置は、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、特に限定されるものではないが、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダ、監視カメラ、複写機、ファックス、携帯電話、車載カメラ、観測衛星、医療用カメラなどの各種の機器が挙げられる。また、レンズなどの光学系と撮像装置とを備えるカメラモジュールも、撮像システムに含まれる。図１０にはこれらのうちの一例として、デジタルスチルカメラのブロック図を例示している。
【００７７】
撮像システム５００は、図１０に示すように、撮像装置１００、撮像光学系５０２、ＣＰＵ５１０、レンズ制御部５１２、撮像装置制御部５１４、画像処理部５１６、絞りシャッタ制御部５１８、表示部５２０、操作スイッチ５２２、記録媒体５２４を備える。
【００７８】
撮像光学系５０２は、被写体の光学像を形成するための光学系であり、レンズ群、絞り
５０４等を含む。絞り５０４は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行なう機能を備えるほか、静止画撮影時には露光秒時調節用シャッタとしての機能も備える。レンズ群及び絞り５０４は、光軸方向に沿って進退可能に保持されており、これらの連動した動作によって変倍機能（ズーム機能）や焦点調節機能を実現する。撮像光学系５０２は、撮像システムに一体化されていてもよいし、撮像システムへの装着が可能な撮像レンズでもよい。
【００７９】
撮像光学系５０２の像空間には、その撮像面が位置するように撮像装置１００が配置されている。撮像装置１００は、第１乃至第５実施形態で説明した撮像装置であり、ＣＭＯＳセンサ（画素部）とその周辺回路（周辺回路領域）とを含んで構成される。撮像装置１００は、複数の光電変換部を有する画素が２次元配置され、これらの画素に対してカラーフィルタが配置されることで、２次元単板カラーセンサを構成している。撮像装置１００は、撮像光学系５０２により結像された被写体像を光電変換し、画像信号や焦点検出信号として出力する。
【００８０】
レンズ制御部５１２は、撮像光学系５０２のレンズ群の進退駆動を制御して変倍操作や焦点調節を行うためのものであり、その機能を実現するように構成された回路や処理装置により構成されている。絞りシャッタ制御部５１８は、絞り５０４の開口径を変化して（絞り値を可変として）撮影光量を調節するためのものであり、その機能を実現するように構成された回路や処理装置により構成される。
【００８１】
ＣＰＵ５１０は、カメラ本体の種々の制御を司るカメラ内の制御装置であり、演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェイス回路等を含む。ＣＰＵ５１０は、ＲＯＭ等に記憶されたコンピュータプログラムに従ってカメラ内の各部の動作を制御し、撮像光学系５０２の焦点状態の検出（焦点検出）を含むＡＦ、撮像、画像処理、記録等の一連の撮影動作を実行する。ＣＰＵ５１０は、信号処理部でもある。
【００８２】
撮像装置制御部５１４は、撮像装置１００の動作を制御するとともに、撮像装置１００から出力された信号をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ５１０に送信するためのものであり、それら機能を実現するように構成された回路や制御装置により構成される。Ａ／Ｄ変換機能は、撮像装置１００が備えていてもかまわない。画像処理部５１６は、Ａ／Ｄ変換された信号に対してγ変換やカラー補間等の画像処理を行って画像信号を生成する処理装置であり、その機能を実現するように構成された回路や制御装置により構成される。表示部５２０は、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の表示装置であり、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像、撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態等を表示する。操作スイッチ５２２は、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。記録媒体５２４は、撮影済み画像等を記録するためのものであり、撮像システムに内蔵されたものでもよいし、メモリカード等の着脱可能なものでもよい。
【００８３】
このようにして、第１乃至第５実施形態による撮像装置１００を適用した撮像システム５００を構成することにより、高性能の撮像システムを実現することができる。
【００８４】
＜第７実施形態＞
本発明の第７実施形態による撮像システム及び移動体について、図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて説明する。図１１Ａ及び図１１Ｂ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。
【００８５】
図１１Ａは、車載カメラに関する撮像システム４００の一例を示したものである。撮像
システム４００は、撮像装置４１０を有する。撮像装置４１０は、上述の第１乃至第５実施形態に記載の撮像装置のいずれかである。撮像システム４００は、撮像装置４１０により取得された複数の画像データに対し、画像処理を行う処理装置である画像処理部４１２と、撮像装置４１０により取得された複数の画像データから視差（視差画像の位相差）の算出を行う処理装置である視差取得部４１４を有する。また、撮像システム４００は、算出された視差に基づいて対象物までの距離を算出する処理装置である距離取得部４１６と、算出された距離に基づいて衝突可能性があるか否かを判定する処理装置である衝突判定部４１８と、を有する。ここで、視差取得部４１４や距離取得部４１６は、対象物までの距離情報等の情報を取得する情報取得手段の一例である。すなわち、距離情報とは、視差、デフォーカス量、対象物までの距離等に関する情報である。衝突判定部４１８はこれらの距離情報のいずれかを用いて、衝突可能性を判定してもよい。上述の処理装置は、専用に設計されたハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアモジュールに基づいて演算を行う汎用のハードウェアによって実現されてもよい。また、処理装置はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等によって実現されてもよいし、これらの組合せによって実現されてもよい。
【００８６】
撮像システム４００は、車両情報取得装置４２０と接続されており、車速、ヨーレート、舵角などの車両情報を取得することができる。また、撮像システム４００は、衝突判定部４１８での判定結果に基づいて、車両に対して制動力を発生させる制御信号を出力する制御装置である制御ＥＣＵ４３０が接続されている。すなわち、制御ＥＣＵ４３０は、距離情報に基づいて移動体を制御する移動体制御手段の一例である。また、撮像システム４００は、衝突判定部４１８での判定結果に基づいて、ドライバーへ警報を発する警報装置４４０とも接続されている。例えば、衝突判定部４１８の判定結果として衝突可能性が高い場合、制御ＥＣＵ４３０はブレーキをかける、アクセルを戻す、エンジン出力を抑制するなどして衝突を回避、被害を軽減する車両制御を行う。警報装置４４０は音等の警報を鳴らす、カーナビゲーションシステムなどの画面に警報情報を表示する、シートベルトやステアリングに振動を与えるなどしてユーザに警告を行う。
【００８７】
本実施形態では、車両の周囲、例えば前方又は後方を撮像システム４００で撮像する。図１１Ｂに、車両前方（撮像範囲４５０）を撮像する場合の撮像システム４００を示した。車両情報取得装置４２０は、撮像システム４００を動作させ撮像を実行させるように指示を送る。上述の第１乃至第５実施形態の撮像装置を撮像装置４１０として用いることにより、本実施形態の撮像システム４００は、測距の精度をより向上させることができる。
【００８８】
以上の説明では、他の車両と衝突しないように制御する例を述べたが、他の車両に追従して自動運転する制御、車線からはみ出さないように自動運転する制御等にも適用可能である。更に、撮像システムは、自動車等の車両に限らず、例えば、船舶、航空機あるいは産業用ロボットなどの移動体（輸送機器）に適用することができる。移動体（輸送機器）における移動装置はエンジン、モーター、車輪、プロペラなどの各種の駆動源である。加えて、移動体に限らず、高度道路交通システム（ＩＴＳ）等、広く物体認識を利用する機器に適用することができる。
【００８９】
＜その他の実施形態＞
撮像装置は、画素が設けられた第１半導体チップと、読み出し回路（増幅器）が設けられた第２半導体チップとを積層した構造（チップ積層構造）を有していてもよい。第２半導体チップにおける読み出し回路（増幅器）は、それぞれ、第１半導体チップの画素列に対応した列回路とすることができる。また、第２半導体チップにおける読み出し回路（増幅器）は、それぞれ、第１半導体チップの画素あるいは画素ブロックに対応したマトリックス回路とすることもできる。第１半導体チップと第２半導体チップとの接続は貫通電極（ＴＳＶ）、銅（Ｃｕ）等の金属の直接接合によるチップ間配線、チップ間のマイクロバ
ンプによる接続などを採用することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１：光電変換部，２：電荷保持部，３：フローティングディフュージョン
４：グローバル転送トランジスタ，５：転送トランジスタ
６：オーバーフロートランジスタ，８：増幅トランジスタ
【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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