(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、前記電荷を保持する保持部と、前記電荷に基づく信号を出力する増幅トランジスタと、前記光電変換部から前記保持部に前記電荷を転送する第１の転送トランジスタと、前記保持部から前記増幅トランジスタに前記電荷を転送する第２の転送トランジスタと、前記光電変換部から前記電荷を排出するオーバーフロートランジスタと、を各々が有する、複数の画素を有し、
複数のフレーム期間のうちの第１のフレーム期間において、第１の露光期間に生じた電荷が蓄積され、
前記第１のフレーム期間の次の第２のフレーム期間において、前記第１の露光期間とは期間の長さが異なる第２の露光期間に生じた電荷が蓄積され、
前記第１の露光期間及び前記第２の露光期間の各々は、前記複数の画素の前記オーバーフロートランジスタが同時にオンからオフになることにより開始し、前記複数の画素の前記第１の転送トランジスタが同時にオンからオフになり前記電荷が前記光電変換部から前記保持部に転送されることにより終了し、
前記第１の露光期間及び前記第２の露光期間の各々の後に、前記複数の画素で順に、前記第２の転送トランジスタが前記電荷を前記保持部から前記増幅トランジスタに転送することにより、前記増幅トランジスタが前記電荷に基づく信号を出力するように構成されており、
前記第１の露光期間の時間重心と前記第２の露光期間の時間重心との間隔と、前記第１のフレーム期間の時間重心と第２のフレーム期間の時間重心の間隔とは等しく、
前記複数の画素の各々において、前記第１の露光期間の終了から前記第１の露光期間に生じた前記電荷が前記第２の転送トランジスタによって前記増幅トランジスタに転送されるまでの期間の長さと、前記第２の露光期間の終了から前記第２の露光期間に生じた前記電荷が前記第２の転送トランジスタによって前記増幅トランジスタに転送されるまでの期間の長さと、が異なっている
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記複数の画素の各々は、前記第１のフレーム期間と前記第２のフレーム期間とにおいて、前記第２の転送トランジスタが前記電荷を前記保持部から前記増幅トランジスタに転送するタイミングが同じである
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記複数の画素のそれぞれで、前記第１の転送トランジスタがオフからオンになり、その後再びオフになる動作が複数回繰り返されることにより、前記第１の露光期間又は前記第２の露光期間に生じた前記電荷が、前記光電変換部から前記保持部に複数回にわたって転送され、
前記複数回の前記第１の転送トランジスタの動作のうちの最後にオフになる動作により、前記第１の露光期間又は前記第２の露光期間が終了する
ことを特徴とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１の転送トランジスタがオフからオンになり、その後再びオフになる複数回の動作において、前記第１の転送トランジスタがオフになるタイミングが一定の間隔である
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１の露光期間又は前記第２の露光期間が開始した後に、前記複数の画素の前記第１の転送トランジスタが同時にオフからオンになり、
その後、前記複数の画素の前記第１の転送トランジスタがオンからオフになることにより前記第１の露光期間又は前記第２の露光期間が終了するまでの期間、前記複数の画素の前記第１の転送トランジスタがオンに維持される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記複数の画素の前記オーバーフロートランジスタが同時にオンからオフになり、その後再び同時にオンになる動作が複数回繰り返されることにより、１回の露光期間が複数に分割され、
前記複数回の前記オーバーフロートランジスタの動作のうちの最初にオフになる動作により、前記第１の露光期間又は前記第２の露光期間が開始する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１の露光期間の一部において、前記複数の画素の前記光電変換部が、入射光によって生じた前記電荷を蓄積する動作と並行して、
前記複数の画素で順に、前記第２の転送トランジスタが、前記保持部の保持する前記電荷を前記増幅トランジスタに転送し、
前記複数の画素で順に、前記増幅トランジスタが、前記電荷に基づく信号を出力する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、前記電荷を保持する保持部と、前記電荷に基づく信号を出力する増幅トランジスタと、前記光電変換部から前記保持部に前記電荷を転送する第１の転送トランジスタと、前記保持部から前記増幅トランジスタに前記電荷を転送する第２の転送トランジスタと、前記光電変換部から前記電荷を排出するオーバーフロートランジスタと、を各々が有する、複数の画素を有し、
複数のフレーム期間に対応して、それぞれ所定の期間に生じた電荷を蓄積する複数の蓄積動作を行い、
前記複数の蓄積動作は、互いに前記所定の期間の異なる第１の蓄積動作及び第２の蓄積動作を少なくとも含み、
前記所定の期間は、前記複数の画素の前記オーバーフロートランジスタが同時にオンからオフになることにより開始し、前記複数の画素の前記第１の転送トランジスタが同時にオンからオフになり前記電荷が前記光電変換部から前記保持部に転送されることにより終了し、
前記所定の期間の後に、前記複数の画素で順に、前記第２の転送トランジスタが前記電荷を前記保持部から前記増幅トランジスタに転送することにより、前記増幅トランジスタが前記電荷に基づく信号を出力するように構成されており、
前記複数の蓄積動作において、前記所定の期間の時間重心が一定の間隔であり、
前記複数の画素の各々において、前記第１の蓄積動作が行われる前記所定の期間の終了から前記第１の蓄積動作によって蓄積された前記電荷が前記第２の転送トランジスタによって前記増幅トランジスタに転送されるまでの期間の長さと、前記第２の蓄積動作が行われる前記所定の期間の終了から前記第２の蓄積動作によって蓄積された前記電荷が前記第２の転送トランジスタによって前記増幅トランジスタに転送されるまでの期間の長さと、が異なっている
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
前記複数の蓄積動作のそれぞれにおける前記時間重心は、前記所定の期間の開始時刻と前記所定の期間の終了時刻との中間の時刻である
ことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、前記電荷を保持する保持部と、前記電荷に基づく信号を出力する増幅トランジスタと、前記光電変換部から前記保持部に前記電荷を転送する第１の転送トランジスタと、前記保持部から前記増幅トランジスタに前記電荷を転送する第２の転送トランジスタと、前記光電変換部から前記電荷を排出するオーバーフロートランジスタと、を各々が有する、複数の画素を有し、
複数のフレーム期間の各々は、電荷の蓄積が行われる露光期間を含み、
前記露光期間は、前記複数の画素の前記オーバーフロートランジスタが同時にオンからオフになることにより開始し、前記複数の画素の前記第１の転送トランジスタが同時にオンからオフになり前記露光期間に生じた前記電荷が前記光電変換部から前記保持部に転送されることにより終了し、
前記露光期間の後に、前記複数の画素で順に、前記第２の転送トランジスタが、前記露光期間に生じた前記電荷を前記保持部から前記増幅トランジスタに転送することにより、前記増幅トランジスタが、前記露光期間に生じた前記電荷に基づく信号を出力するように構成されており、
前記複数のフレーム期間のうちの、長さが同一でかつ連続する２つのフレーム期間において、前記露光期間の長さが互いに異なり、かつ、前記露光期間の開始時刻と終了時刻との中間の時刻の間隔がフレーム期間の長さと同一であり、
前記複数の画素の各々は、前記２つのフレーム期間において、前記露光期間の終了から前記露光期間に生じた前記電荷が前記第２の転送トランジスタによって前記増幅トランジスタに転送されるまでの期間の長さが異なっている
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０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
を有する撮像システム。
【請求項１２】
入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、前記電荷を保持する保持部と、前記電荷に基づく信号を出力する増幅トランジスタと、前記光電変換部から前記保持部に前記電荷を転送する第１の転送トランジスタと、前記保持部から前記増幅トランジスタに前記電荷を転送する第２の転送トランジスタと、前記光電変換部から前記電荷を排出するオーバーフロートランジスタと、を各々が有する、複数の画素を有する撮像装置の駆動方法であって、
複数のフレーム期間のうちの第１のフレーム期間において、第１の露光期間に生じた電荷を蓄積し、
前記第１のフレーム期間の次の第２のフレーム期間において、前記第１の露光期間とは期間の長さが異なる第２の露光期間に生じた電荷を蓄積し、
前記第１の露光期間及び前記第２の露光期間の各々は、前記複数の画素の前記オーバーフロートランジスタを同時にオンからオフにすることにより開始し、前記複数の画素の前記第１の転送トランジスタを同時にオンからオフにして前記電荷を前記光電変換部から前記保持部に転送することにより終了し、
前記第１の露光期間及び前記第２の露光期間の各々の後に、前記複数の画素で順に、前記第２の転送トランジスタにより前記電荷を前記保持部から前記増幅トランジスタに転送することにより、前記増幅トランジスタにより前記電荷に基づく信号を出力し、
前記第１の露光期間の時間重心と前記第２の露光期間の時間重心との間隔と、前記第１のフレーム期間の時間重心と第２のフレーム期間の時間重心の間隔とは等しく、
前記複数の画素の各々において、前記第１の露光期間の終了から前記第１の露光期間に生じた前記電荷が前記第２の転送トランジスタによって前記増幅トランジスタに転送されるまでの期間の長さと、前記第２の露光期間の終了から前記第２の露光期間に生じた前記電荷が前記第２の転送トランジスタによって前記増幅トランジスタに転送されるまでの期間の長さと、が異なっている
ことを特徴とする撮像装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、撮像システム及び撮像装置の駆動方法に関する。
【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及び特許文献２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。このような撮像装置は、動きの速い被写体を撮影する場合であっても被写体像がゆがみにくいという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１１５９０号公報
【特許文献２】特開２００６−２４６４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
グローバル電子シャッタの機能を備えた撮像装置を用いた動画撮影において、撮影シーンの輝度の変化への対応等のため、フレームごとに露光期間を変えて撮影を行う機能が求められることがある。このような場合に、各フレームの露光期間の中心の間隔が一定でなくなるために、動きのある被写体の動作が不自然になるジャーキネスと呼ばれる画質劣化が生じ得る。
【０００５】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、グローバル電子シャッタの機能を備えた撮像装置において、フレームごとに露光時間を変えた場合であっても画質が良好な動画撮影を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一観点によれば、入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、前記電荷を保持する保持部と、前記電荷に基づく信号を出力する増幅トランジスタと、前記光電変換部から前記保持部に前記電荷を転送する第１の転送トランジスタと、前記保持部から前記増幅トランジスタに前記電荷を転送する第２の転送トランジスタと、前記光電変換部から前記電荷を排出するオーバーフロートランジスタと、を各々が有する、複数の画素を有し、複数のフレーム期間のうちの第１のフレーム期間において、第１の露光期間に生じた電荷が蓄積され、前記第１のフレーム期間の次の第２のフレーム期間において、前記第１の露光期間とは期間の長さが異なる第２の露光期間に生じた電荷が蓄積され、前記第１の露光期間及び前記第２の露光期間の各々は、前記複数の画素の前記オーバーフロートランジスタが同時にオンからオフになることにより開始し、前記複数の画素の前記第１の転送トランジスタが同時にオンからオフになり前記電荷が前記光電変換部から前記保持部に転送されることにより終了し、前記第１の露光期間及び前記第２の露光期間の各々の後に、前記複数の画素で順に、前記第２の転送トランジスタが前記電荷を前記保持部から前記増幅トランジスタに転送することにより、前記増幅トランジスタが前記電荷に基づく信号を出力するように構成されており、前記第１の露光期間の時間重心と前記第２の露光期間の時間重心との間隔と、前記第１のフレーム期間の時間重心と第２のフレーム期間の時間重心の間隔とは等しく、前記複数の画素の各々において、前記第１の露光期間の終了から前記第１の露光期間に生じた前記電荷が前記第２の転送トランジスタによって前記増幅トランジスタに転送されるまでの期間の長さと、前記第２の露光期間の終了から前記第２の露光期間に生じた前記電荷が前記第２の転送トランジスタによって前記増幅トランジスタに転送されるまでの期間の長さと、が異なっている撮像装置が提供される。
【０００７】
本発明の他の観点によれば、入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、前記電荷を保持する保持部と、前記電荷に基づく信号を出力する増幅トランジスタと、前記光電変換部から前記保持部に前記電荷を転送する第１の転送トランジスタと、前記保持部から前記増幅トランジスタに前記電荷を転送する第２の転送トランジスタと、前記光電変換部から前記電荷を排出するオーバーフロートランジスタと、を各々が有する、複数の画素を有し、複数のフレーム期間の各々は、電荷の蓄積が行われる露光期間を含み、前記露光期間は、前記複数の画素の前記オーバーフロートランジスタが同時にオンからオフになることにより開始し、前記複数の画素の前記第１の転送トランジスタが同時にオンからオフになり前記露光期間に生じた前記電荷が前記光電変換部から前記保持部に転送されることにより終了し、前記露光期間の後に、前記複数の画素で順に、前記第２の転送トランジスタが、前記露光期間に生じた前記電荷を前記保持部から前記増幅トランジスタに転送することにより、前記増幅トランジスタが、前記露光期間に生じた前記電荷に基づく信号を出力するように構成されており、前記複数のフレーム期間のうちの、長さが同一でかつ連続する２つのフレーム期間において、前記露光期間の長さが互いに異なり、かつ、前記露光期間の開始時刻と終了時刻との中間の時刻の間隔がフレーム期間の長さと同一であり、前記複数の画素の各々は、前記２つのフレーム期間において、前記露光期間の終了から前記露光期間に生じた前記電荷が前記第２の転送トランジスタによって前記増幅トランジスタに転送されるまでの期間の長さが異なっている撮像装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の観点によれば、入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、前記電荷を保持する保持部と、前記電荷に基づく信号を出力する増幅トランジスタと、前記光電変換部から前記保持部に前記電荷を転送する第１の転送トランジスタと、前記保持部から前記増幅トランジスタに前記電荷を転送する第２の転送トランジスタと、前記光電変換部から前記電荷を排出するオーバーフロートランジスタと、を各々が有する、複数の画素を有する撮像装置の駆動方法であって、複数のフレーム期間のうちの第１のフレーム期間において、第１の露光期間に生じた電荷を蓄積し、前記第１のフレーム期間の次の第２のフレーム期間において、前記第１の露光期間とは期間の長さが異なる第２の露光期間に生じた電荷を蓄積し、前記第１の露光期間及び前記第２の露光期間の各々は、前記複数の画素の前記オーバーフロートランジスタを同時にオンからオフにすることにより開始し、前記複数の画素の前記第１の転送トランジスタを同時にオンからオフにして前記電荷を前記光電変換部から前記保持部に転送することにより終了し、前記第１の露光期間及び前記第２の露光期間の各々の後に、前記複数の画素で順に、前記第２の転送トランジスタにより前記電荷を前記保持部から前記増幅トランジスタに転送することにより、前記増幅トランジスタにより前記電荷に基づく信号を出力し、前記第１の露光期間の時間重心と前記第２の露光期間の時間重心との間隔と、前記第１のフレーム期間の時間重心と第２のフレーム期間の時間重心の間隔とは等しく、前記複数の画素の各々において、前記第１の露光期間の終了から前記第１の露光期間に生じた前記電荷が前記第２の転送トランジスタによって前記増幅トランジスタに転送されるまでの期間の長さと、前記第２の露光期間の終了から前記第２の露光期間に生じた前記電荷が前記第２の転送トランジスタによって前記増幅トランジスタに転送されるまでの期間の長さと、が異なっている撮像装置の駆動方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、グローバル電子シャッタの機能を備えた撮像装置において、フレームごとに露光時間を変えた場合であっても画質が良好な動画撮影が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１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。
【図２】第１実施形態に係る撮像装置に含まれる画素の等価回路を表す図である。
【図３】第１実施形態に係る撮像装置の動作タイミングを示すタイミング図である。
【図４】第１実施形態に係る各フレームにおける読み出し動作を示す模式図である。
【図５】第２実施形態に係る撮像装置の動作タイミングを示すタイミング図である。
【図６】第２実施形態に係る各フレームにおける読み出し動作を示す模式図である。
【図７】第２実施形態の変形例に係る撮像装置の動作タイミングを示すタイミング図である。
【図８】第２実施形態の変形例に係る各フレームにおける読み出し動作を示す模式図である。
【図９】第３実施形態に係る撮像装置の動作タイミングを示すタイミング図である。
【図１０】第３実施形態に係る各フレームにおける読み出し動作を示す模式図である。
【図１１】第４実施形態に係る撮像装置の動作タイミングを示すタイミング図である。
【図１２】第４実施形態に係る各フレームにおける読み出し動作を示す模式図である。
【図１３】第５実施形態に係る撮像装置の動作タイミングを示すタイミング図である。
【図１４】第５実施形態に係る各フレームにおける読み出し動作を示す模式図である。
【図１５】第６実施形態に係る撮像装置の動作タイミングを示すタイミング図である。
【図１６】第６実施形態に係る各フレームにおける読み出し動作を示す模式図である。
【図１７】第６実施形態の変形例に係る撮像装置の動作タイミングを示すタイミング図である。
【図１８】第６実施形態の変形例に係る各フレームにおける読み出し動作を示す模式図である。
【図１９】第７実施形態に係る撮像システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について図１から図４を用いて説明する。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。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）又はオフ（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の各列には列信号線８が設けられており、画素２０からの信号が列ごとに列信号線８に読み出される。列増幅回路１０２は列信号線８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、該スイッチをオン又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。なお、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良い。
【００１２】
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、３行×３列の９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。
【００１３】
複数の画素２０の各々は、光電変換部１、保持部２、第１の転送トランジスタ４、第２の転送トランジスタ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及び増幅トランジスタ１０を備える。
【００１４】
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。第１の転送トランジスタ４は、オンとなることにより光電変換部１の電荷を保持部２に転送する。保持部２は、光電変換部１から転送された電荷を保持する。保持部２は、回路図上では、一方のノードが接地端子１１に接続された容量として表現される。
【００１５】
第２の転送トランジスタ５は、オンとなることにより保持部２の電荷を増幅トランジスタ１０の入力ノード（ゲートノード）である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１０はソースフォロアを構成し、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を介して列信号線８に出力する。列信号線８には定電流源１６が接続されている。リセットトランジスタ９は、オンとなることにより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。なお、ｐ列目の列信号線８に出力される電圧をＶｏｕｔ（ｐ）とする。オーバーフロートランジスタ６は、オンとなることにより光電変換部１で生成される電荷を、電源端子１２の電圧を有するノード（オーバーフロードレイン）に排出する。
【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行の画素２０の第１の転送トランジスタ４、第２の転送トランジスタ５、選択トランジスタ７、リセットトランジスタ９には、制御信号ｐＴＸ１（ｍ）、ｐＴＸ２（ｍ）、ｐＳＥＬ（ｍ）、ｐＲＥＳ（ｍ）がそれぞれ供給される。また、オーバーフロートランジスタ６には、制御信号ｐＯＦＧ（ｍ）が供給される。これらのトランジスタは、制御信号がハイレベルのときにオンとなり、ローレベルのときにオフとなる。また、これらのトランジスタは、例えば、ＭＯＳトランジスタで構成し得る。
【００１７】
このような構成により、複数の画素２０の間で光電変換を行う期間が一致するような撮像動作、すなわち、グローバル電子シャッタの動作を行うことができる。また、光電変換部１にはオーバーフロートランジスタ６が接続されているので、保持部２が電荷を保持している間に光電変換部１で生じた電荷を、光電変換部１に蓄積することができる。あるいは、光電変換部１で生じた電荷を光電変換部１に蓄積せずにオーバーフロートランジスタ６を介して電荷を排出することもできる。これにより、露光時間の制御を行うことができる。
【００１８】
本実施形態の撮像装置は、動画撮影に用いることができる。動画撮影を行う際には、撮像装置は、所定の期間（フレーム期間）ごとに、動画を構成する複数の画像を取得する。
【００１９】
なお、露光とは、光電変換によって光電変換部１で生じた電荷が信号として蓄積又は保持されることを意味する。露光期間とは、各フレーム期間において露光の開始から終了までの期間を意味する。露光時間とは、露光期間の長さを意味する。
【００２０】
次に、第１実施形態の撮像装置の駆動方法について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、第１実施形態に係る撮像装置の動作タイミングを示すタイミング図である。また、図４は、第１実施形態に係る各フレームにおける読み出し動作を示す模式図である。図３及び図４では、動画を構成する複数の静止画像の各々の撮像を行う期間（フレーム期間）のうち、露光時間が互いに異なる第ｎフレームから第ｎ＋２フレームまでの撮像動作が示されている。
【００２１】
図４に示されているように、第ｎ＋１フレームの露光時間は第ｎフレームの露光時間よりも短く、第ｎ＋２フレームの露光時間は第ｎ＋１フレームの露光時間よりも短い。図３には、ｍ〜ｍ＋２行目の画素についての、垂直走査回路１０１から供給される制御信号ｐＴＸ１、ｐＴＸ２、ｐＯＦＧが示されている。
【００２２】
時刻Ｔ１以前の期間において、各行の制御信号ｐＴＸ２が順次ハイレベルになる。これにより、第ｎフレームの前のフレーム（不図示の第ｎ−１フレーム）の期間において蓄積された電荷が保持部２からフローティングディフュージョン３に順次転送され、信号が読み出される。時刻Ｔ１は、この読み出しが完了する時刻である。なお、図３及び図４において、第ｎフレームより前のフレームの動作は破線で示されている。
【００２３】
本実施形態における第ｎフレームの露光は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間の一部又は全部の期間に行われる。露光期間の開始時刻（第ｎフレームでは時刻Ｔ１）において、制御信号ｐＴＸ１はローレベルであり、第１の転送トランジスタ４はオフに維持されている。また、同時刻において、制御信号ｐＯＦＧが全行同時にハイレベルからローレベルになり、オーバーフロートランジスタ６が全画素で同時にオンからオフになる。オーバーフロートランジスタ６がオフになることで、光電変換部１での電荷の蓄積が開始する。
【００２４】
なお、本明細書において、「同時」とは、厳密に同時刻である場合に限定されるものではなく、撮像装置の動作において実質的に同時である場合も含むものとする。例えば、制御信号の遅延時間等により動作時間差が生じる場合、設計上の理由で実質的に動作に問題が生じない範囲でわずかな動作時間差が与えられている場合等も「同時」に含まれ得る。また、タイミング図等において複数の信号が同時刻に変化するように図示されている場合であっても、上述と同様に厳密に同時刻である場合に限定されるものではなく、これらの信号に時間差がある場合を除外することを意図するものではない。
【００２５】
その後、制御信号ｐＴＸ１が全行同時にローレベルからハイレベルになり、第１の転送トランジスタ４が全画素で同時にオフからオンになる。これにより、光電変換部１に蓄積された電荷が保持部２に転送される。その後、制御信号ｐＴＸ１が全行同時にローレベルになる。この時刻が露光期間の終了時刻（第ｎフレームでは時刻Ｔ２）である。
【００２６】
制御信号ｐＴＸ１が全行同時にローレベルになった時点以後、制御信号ｐＯＦＧが全行同時にローレベルからハイレベルになり、オーバーフロートランジスタ６が全画素で同時にオフからオンになる。これ以降、光電変換部１で生成された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。また、時刻Ｔ２から、各行の制御信号ｐＴＸ２が順次ハイレベルになる。これにより、第ｎフレームの露光期間において蓄積された電荷が保持部２からフローティングディフュージョン３に順次転送され、信号が読み出される。
【００２７】
時刻Ｔ２から第１の期間が経過する時刻Ｔ３までの期間において、第１の転送トランジスタ４はオフに維持される。本実施形態では、全ての画素２０の第１の転送トランジスタ４がオフに維持される。しかしながら、少なくとも１つの画素において、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３まで、第１の転送トランジスタ４がオフに維持されていればよい。
【００２８】
さらに時刻Ｔ２から第１の期間が経過する時刻Ｔ３までの期間（第ｎ＋１フレームにおける第１の期間）は、制御信号ｐＯＦＧはハイレベルであり、オーバーフロートランジスタ６はオンに維持される。本実施形態では、全ての画素２０のオーバーフロートランジスタ６が第１の期間においてオンに維持されるものとする。しかしながら、少なくとも１つの画素において、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３まで、オーバーフロートランジスタ６がオンに維持されていればよい。第１の期間に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。
【００２９】
一方、第ｎ＋１フレームにおける第１の期間において、保持部２は、第ｎフレームで生じた電荷を保持している。この期間に、保持部２に保持された電荷はフローティングディフュージョン３に順次転送される。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１０は、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列信号線８に順次出力する。この読み出し動作が、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。時刻Ｔ３は、前フレームの時刻Ｔ１に対応する時刻であり、第ｎフレームに保持部２に転送された電荷が、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動作が完了する時刻である。
【００３０】
上述のように、第ｎフレームの露光期間は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間である。第ｎフレームの露光期間における時間重心Ｔ（ｎ）は次の式（１）で与えられる。
Ｔ（ｎ）＝（Ｔ１＋Ｔ２）／２    （１）
【００３１】
次に第ｎフレームよりも露光期間が短縮された第ｎ＋１フレームについて説明する。時刻Ｔ３から時間Ａだけ後の時刻（Ｔ３＋Ａ）において、制御信号ｐＯＦＧがローレベルになり、オーバーフロートランジスタ６が全画素同時にオンからオフになる。これにより、光電変換部１における電荷の蓄積が開始する。すなわち、時刻（Ｔ３＋Ａ）が第ｎ＋１フレームの露光開始時刻である。
【００３２】
その後、制御信号ｐＴＸ１がハイレベルになり、第１の転送トランジスタ４が全画素同時にオンになることで、光電変換部１から保持部２への電荷の転送が開始する。さらにその後、時刻Ｔ４から時間Ａだけ前の時刻（Ｔ４−Ａ）において、制御信号ｐＴＸ１がローレベルになり、第１の転送トランジスタ４が全画素同時にオンからオフになる。この時刻（Ｔ４−Ａ）が第ｎ＋１フレームの露光終了時刻である。これに続き、制御信号ｐＯＦＧが全画素同時にハイレベルになり、オーバーフロートランジスタ６が全画素同時にオフからオンになる。
【００３３】
上述のように、第ｎ＋１フレームの露光期間は、時刻（Ｔ３＋Ａ）から時刻（Ｔ４−Ａ）までの期間である。第ｎ＋１フレームの露光期間における時間重心Ｔ（ｎ＋１）は次の式（２）で与えられる。
Ｔ（ｎ＋１）＝｛（Ｔ３＋Ａ）＋（Ｔ４−Ａ）｝／２＝（Ｔ３＋Ｔ４）／２    （２）
【００３４】
ここで、時刻Ｔ３は時刻Ｔ１の１フレーム期間経過後の時刻であり、時刻Ｔ４は時刻Ｔ２の１フレーム期間経過後の時刻である。したがって、第ｎ＋１フレームの露光期間における時間重心Ｔ（ｎ＋１）と、第ｎフレームの露光期間における時間重心Ｔ（ｎ）との時間間隔は、１フレーム期間の長さに相当する。そのため、第ｎフレーム及び第ｎ＋１フレームでの露光期間の時間重心の位置が、各時間重心が属するフレーム期間に対して揃った状態となる。なお、１フレーム期間の長さは、例えば、第ｎフレームの時間重心と第ｎ＋１フレームの時間重心の間隔と定義することができる。あるいは、フレーム期間の長さを第ｎ＋１フレームの開始時刻Ｔ２から終了時刻Ｔ４までの期間の長さと定義することもできる。
【００３５】
これを言い換えると以下のように説明できる。第１のフレーム期間の露光期間を第１の露光期間とし、第２のフレームの露光期間を第２の露光期間とする。ここで、第１のフレーム期間が本実施形態の第ｎフレームに、第２のフレーム期間が本実施形態の第ｎ＋１フレームに対応するものとする。このとき、第１の露光期間の時間重心と第２の露光期間の時間重心との間隔は、１フレーム期間の長さ（例えば、第１のフレーム期間の時間重心と第２のフレーム期間の時間重心の間隔）に相当する。また、第１のフレーム期間が本実施形態の第ｎ＋１フレームに、第２のフレーム期間が本実施形態の第ｎ＋２フレームに対応するものとするものと読み替えた場合にも、同じ関係となっている。このように任意のｎに対して順次上述の関係を適用すると、隣接フレーム間における露光期間の時間重心同士の間隔が全て１フレーム期間の長さに対応し、一定値となる。別の観点では、所定の露光期間に生じた電荷を蓄積する蓄積動作が複数回行われる。複数回の蓄積動作には、互いに異なる露光期間、例えば、図４の第ｎフレームの露光期間と第ｎ＋１フレームの露光期間を持つ蓄積動作が含まれる。これらの複数回の蓄積動作において、露光期間の時間重心が一定の間隔である。この一定の間隔は典型的にはフレーム期間の長さに等しい。例えば、６０ｆｐｓの動画を撮影する場合には、一定の間隔は１／６０秒である。
【００３６】
続いて図４を参照しつつ本実施形態の効果を説明する。
【００３７】
図４には、各フレームにおける露光期間と、光電変換部１が電荷を蓄積している期間（光電変換部の蓄積期間）と、保持部２が電荷を保持している期間（保持部の保持期間）とが示されている。「光電変換部の蓄積期間」の項において、各光電変換部１で電荷の生成及び蓄積が行われている期間には「ＰＤ（ｎ）」等と表示されている。また、光電変換部１から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には「ＯＦＤ」と表示され、さらに枠にハッチングが付されている。「保持部の保持期間」の項において、光電変換部１から保持部２に電荷が転送され、保持部２が電荷を保持している期間には、「ＭＥＭ（ｎ）」等と表示されている。図４に示されるように、第１の期間において、複数の画素の読み出し動作が順次行われる。なお、読み出し動作は、第２の転送トランジスタ５による保持部２からフローティングディフュージョン３への電荷の転送と、増幅トランジスタ１０からの信号の出力とを含む動作である。
【００３８】
本実施形態では、第ｎフレームから第ｎ＋２フレームの３つのフレーム期間において、露光期間が互いに異なっている。しかしながら、図３に示すような動作タイミングにより撮像装置を動作させることにより、各フレームでの露光期間の時間重心のフレーム期間に対する位置を揃えることができる。言い換えると、隣接フレーム間における露光期間の時間重心の間隔が一定となる。これにより、動画撮影において、動きのある被写体の動作が不自然になるジャーキネスと呼ばれる画質劣化が生じにくくなる。したがって、グローバル電子シャッタの機能を備えた撮像装置において、フレームごとに露光時間を変えた場合であっても画質が良好な動画撮影が可能となる。
【００３９】
［第２実施形態］
図５乃至図８を参照しつつ第２実施形態を説明する。本実施形態は、第１の転送トランジスタ４の駆動方法の点で第１実施形態と異なる。撮像装置の回路構成及びその他のトランジスタの動作は第１実施形態と同様であるため、共通する部分についての説明を省略又は簡略化する。
【００４０】
第２実施形態の撮像装置の駆動方法について、図５及び図６を用いて説明する。図５は、第２実施形態に係る撮像装置の動作タイミングを示すタイミング図である。また、図６は、第２実施形態に係る各フレームにおける読み出し動作を示す模式図である。
【００４１】
本実施形態では時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間の露光期間の中間付近の時刻において、制御信号ｐＴＸ１が一度、一時的に全行同時にハイレベルになり、複数の第１の転送トランジスタ４が同時に一時的にオンになる。これにより、時刻Ｔ１から制御信号ｐＴＸ１がハイレベルになるまでの期間に光電変換部１に蓄積された電荷の全てが保持部２に転送される。その後再び制御信号ｐＴＸ１はローレベルになり、複数の第１の転送トランジスタ４は同時にオフになり、光電変換部１には再び電荷が蓄積される。すなわち、本実施形態では、１回の露光期間において、露光期間の中間付近の時刻と露光の終了時刻の２回にわたり、光電変換部１の電荷が保持部２に転送される点が第１実施形態と異なる。
【００４２】
続いて本実施形態の効果を説明する。本実施形態の駆動方法では、各フレームの露光期間内において、光電変換部１から保持部２に電荷を転送する回数が第１実施形態と異なる。すなわち、本実施形態では、１回の露光期間に光電変換部１で生じる電荷を２回に分けて保持部２に転送する。そのため、１回の露光期間に蓄積可能な電荷量を光電変換部１の飽和電荷量の２倍とすることができ、画素２０の飽和電荷量を実質的に増加させることができる。これにより、ダイナミックレンジが向上する効果が得られる。
【００４３】
次に本実施形態の変形例を説明する。図７は、第２実施形態の変形例に係る撮像装置の動作タイミングを示すタイミング図である。また、図８は、第２実施形態の変形例に係る各フレームにおける読み出し動作を示す模式図である。本変形例では、１回の露光期間に生じる光電変換部１の電荷を４回に分けて転送する。この場合、１回の露光期間に蓄積可能な電荷量を光電変換部１の飽和電荷量の４倍とすることができ、画素２０の飽和電荷量を実質的に増加させることができる。すなわち、転送回数は２回には限られず、複数回、すなわち２回以上の任意の回数とすることができる。このように、本実施形態においては、複数の第１の転送トランジスタ４が同時にオフからオンになり、その後再び同時にオフになる動作が複数回繰り返される。なお、転送回数が複数回である場合、複数回の第１の転送トランジスタ４の動作のうちの最後にオフになる時刻が露光期間の終了時刻である。
【００４４】
本実施形態では、第１実施形態で述べた効果に加え、１回の露光期間に光電変換部１で生じる電荷を複数回に分けて保持部２に転送することで、動画撮影においてダイナミックレンジを向上させることができる。
【００４５】
なお、制御信号ｐＴＸ１がハイレベルになり、第１の転送トランジスタ４がオンになるタイミング、あるいは、制御信号ｐＴＸ１がローレベルになり、第１の転送トランジスタ４がオフになるタイミングは、一定の間隔とすることがより好ましい。光電変換部１の飽和電荷量を最大限に活用することができ、ダイナミックレンジがより向上するためである。
【００４６】
［第３実施形態］
図９及び図１０を参照しつつ第３実施形態を説明する。本実施形態は、第１の転送トランジスタ４の駆動方法の点で第１実施形態と異なる。撮像装置の回路構成及びその他のトランジスタの動作は第１実施形態と同様であるため、共通する部分についての説明を省略又は簡略化する。図９は、第３実施形態に係る撮像装置の動作タイミングを示すタイミング図である。また、図１０は、第３実施形態に係る各フレームにおける読み出し動作を示す模式図である。
【００４７】
本実施形態では、露光の開始時刻（制御信号ｐＯＦＧがローレベルになる時刻）に、制御信号ｐＴＸ１がハイレベルになり、第１の転送トランジスタ４をオンにする点が第１実施形態と異なっている。その後、第１の転送トランジスタ４がオフになり露光が終了するまで、第１の転送トランジスタ４はオンに維持される。この動作は全画素同時に行われる。これにより、露光期間の開始直後から光電変換部１で生成された電荷は、生成後すぐに保持部２に転送される。
【００４８】
続いて本実施形態の効果を説明する。本実施形態の駆動方法では、各フレームで、保持部２が電荷を保持している期間が第１実施形態と異なる。本実施形態では、露光期間の開始直後から光電変換部１で生じた電荷は、生成後すぐに保持部２に転送される。これにより、光電変換部１の飽和電荷量が実質的に十分に大きくなったものと考えることができ、ダイナミックレンジが向上する効果が得られる。
【００４９】
本実施形態では、第１実施形態で述べた効果に加え、露光期間の開始直後から光電変換部１で生じた電荷がすぐに保持部２に転送される構成とすることで、動画撮影においてダイナミックレンジを向上させることができる。
【００５０】
［第４実施形態］
図１１及び図１２を参照しつつ第４実施形態を説明する。本実施形態は、第１の転送トランジスタ４及びオーバーフロートランジスタ６の駆動方法の点で第１実施形態と異なる。撮像装置の回路構成及びその他のトランジスタの動作は第１実施形態と同様であるため、共通する部分についての説明を省略又は簡略化する。図１１は、第４実施形態に係る撮像装置の動作タイミングを示すタイミング図である。また、図１２は、第４実施形態に係る各フレームにおける読み出し動作を示す模式図である。
【００５１】
まず、第ｎフレームの露光期間を参照して説明する。本実施形態では、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間の露光期間において、第１実施形態と同様の露光開始動作から露光終了動作までの動作を間欠的に４回繰り返し行っている。言い換えると、１回の露光期間が複数に分割されている。本実施形態は、この点で第１実施形態と異なる。すなわち、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの露光期間において、露光開始動作と露光終了動作の間の時間に生じた電荷のみが保持部２に転送され、その他の期間の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。この転送と排出とが間欠的に繰り返される。このように、本実施形態では、複数回にわたって露光が間欠的に行われるため、光電変換部１で光電変換により生じた電荷のうち、出力信号に寄与するのは露光期間のうちの一部の時間（光電変換時間と呼ぶ）に生じたもののみである。
【００５２】
なお、本実施形態において、露光の開始時刻は、あるフレーム期間において最初に制御信号ｐＯＦＧがローレベルになり、オーバーフロートランジスタ６が全画素同時にオンからオフになる時刻である。また、露光の終了時刻は、最後に制御信号ｐＴＸ１がローレベルになり、第１の転送トランジスタ４が全画素同時にオンからオフになる時刻である。
【００５３】
次に、第ｎ＋１フレームの露光期間を参照して光電変換時間の短縮方法について説明する。第ｎ＋１フレームでは、第ｎフレームの露光に対して、制御信号ｐＯＦＧがローレベルの期間が短くなり、ハイレベルの期間が長くなっている。これにより、電荷が排出される時間が長くなり、光電変換時間が短くなっている。なお、この場合であっても時間重心Ｔ（ｎ＋１）のフレーム期間に対する位置は時間重心Ｔ（ｎ）と揃えられている。したがって、第１実施形態の場合と同様に、隣接フレーム間における露光期間の時間重心同士の間隔が全て１フレーム期間の長さに対応し、一定値となっている。
【００５４】
次に、第ｎ＋２フレームの露光期間を参照して光電変換時間の別の短縮方法について説明する。第ｎ＋２フレームでは、第ｎフレームの露光に対して、制御信号ｐＯＦＧをローレベルにする期間とハイレベルの期間の両方が短くなっている。これにより、露光期間が短くなっている。この場合も時間重心Ｔ（ｎ＋２）のフレーム期間に対する位置は時間重心Ｔ（ｎ）と揃えられている。
【００５５】
続いて本実施形態の効果を説明する。高輝度でかつちらつき現象（フリッカ）がある被写体を含む動画を撮影する場合、信号電荷の欠損による画質の劣化が一部のフレームに生じ得る。このような被写体の例としては、ブラウン管を用いたディスプレイ、蛍光灯等が挙げられる。また、フラッシュ光のような極めて短い時間に高輝度で発光する被写体においても同様の劣化が生じ得る。露光期間を短くするとこの信号電荷の欠損による画質の劣化はより顕著になり得る。本実施形態の駆動方法では、出力信号に寄与する電荷の蓄積及び転送が間欠的に行われる。そのため、１フレーム内での信号電荷の欠損の発生を低減することができる。
【００５６】
本実施形態では、第１実施形態で述べた効果に加え、出力信号に寄与する電荷の蓄積及び転送が間欠的に行われるようにすることで、動画撮影における信号電荷の欠損による画質の劣化を低減することができる。
【００５７】
［第５実施形態］
図１３及び図１４を参照しつつ第５実施形態を説明する。本実施形態は、第１の転送トランジスタ４及びオーバーフロートランジスタ６の駆動方法の点で第１実施形態と異なる。撮像装置の回路構成及びその他のトランジスタの動作は第１実施形態と同様であるため、共通する部分についての説明を省略又は簡略化する。図１３は、第５実施形態に係る撮像装置の動作タイミングを示すタイミング図である。また、図１４は、第５実施形態に係る各フレームにおける読み出し動作を示す模式図である。
【００５８】
第１実施形態の駆動方法では、前のフレームに保持部２に保持された電荷をフローティングディフュージョン３に転送して読み出しを行う第１の期間は露光期間に含まれない。しかしながら、本実施形態の駆動方法では、前のフレームに保持部２に保持された電荷を順次読み出す動作が完了する時刻Ｔ１よりも前から、当該フレームの露光期間が開始する。
【００５９】
第ｎフレームの時刻Ｔ０から時刻Ｔ１の第１の期間において、各行の制御信号ｐＴＸ２が順次ハイレベルになる。これにより第ｎフレームの前のフレーム（不図示の第ｎ−１フレーム）において蓄積された電荷が保持部２からフローティングディフュージョン３に順次転送され、信号が読み出される。これと並行して、時刻Ｔ０において、各行の制御信号ｐＯＦＧがローレベルになり、オーバーフロートランジスタ６がオフになる。この動作により、第ｎフレームの露光期間が開始される。この駆動方法により１回の露光期間を、最大で１フレーム期間にまで延ばすことができる。
【００６０】
第ｎフレームよりも露光期間が短縮された第ｎ＋１フレームについては、第１実施形態と同様にして、露光期間の時間重心のフレーム期間に対する位置を揃えるように設定される。すなわち、第ｎ＋１フレームの露光期間における時間重心Ｔ（ｎ＋１）は、第ｎフレームの露光期間における時間重心Ｔ（ｎ）から１フレーム期間経過後の時刻となるように設定される。これにより第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６１】
本実施形態では、第１実施形態で述べた効果に加え、前のフレームに保持部２に保持された電荷を順次読み出す動作が完了する時刻よりも前から、当該フレームの露光期間が開始する構成とすることで、露光期間をより長くすることができる。
【００６２】
［第６実施形態］
図１５乃至図１８を参照しつつ第６実施形態を説明する。本実施形態は、第１の転送トランジスタ４及びオーバーフロートランジスタ６の駆動方法の点で第１実施形態と異なる。撮像装置の回路構成及びその他のトランジスタの動作は第１実施形態と同様であるため、共通する部分についての説明を省略又は簡略化する。
【００６３】
第６実施形態の撮像装置の駆動方法について、図１５及び図１６を用いて説明する。図１５は、第６実施形態に係る撮像装置の動作タイミングを示すタイミング図である。また、図１６は、第６実施形態に係る各フレームにおける読み出し動作を示す模式図である。
【００６４】
本実施形態では時刻Ｔ０から時刻Ｔ２の間の露光期間の中間付近の時刻において、制御信号ｐＴＸ１が一度、一時的にハイレベルになり、第１の転送トランジスタ４が一時的にオフからオンになる。これにより、時刻Ｔ０から制御信号ｐＴＸ１がハイレベルになるまでの期間に光電変換部１に蓄積された全ての電荷が保持部２に転送される。その後再び制御信号ｐＴＸ１はローレベルになり、第１の転送トランジスタ４はオフになり、光電変換部１には再び電荷が蓄積される。すなわち、本実施形態では、第２実施形態と同様に、１回の露光期間において、露光期間の中間付近の時刻と露光の終了時刻の２回にわたり、光電変換部１の電荷が保持部２に転送される。また、本実施形態では、露光期間の中間付近の時刻における光電変換部１から保持部２への転送は、前のフレームに保持部２に保持された電荷の順次読み出しが完了する時刻Ｔ１以後に実施される。
【００６５】
続いて本実施形態の効果を説明する。本実施形態では、第２実施形態と同様に、１回の露光期間に光電変換部１で生じる電荷を２回に分けて保持部２に転送する。そのため、１回の露光期間に蓄積可能な電荷量を光電変換部１の飽和電荷量の２倍とすることができ、画素２０の飽和電荷量を実質的に増加させることができる。これにより、ダイナミックレンジが向上する効果が得られる。また、第５実施形態と同様に、前のフレームに保持部２に保持された電荷を順次読み出す動作が完了する時刻よりも前から、当該フレームの露光期間が開始する構成としているので、露光期間をより長くすることができる。
【００６６】
次に本実施形態の変形例を説明する。図１７は、第６実施形態の変形例に係る撮像装置の動作タイミングを示すタイミング図である。また、図１８は、第６実施形態の変形例に係る各フレームにおける読み出し動作を示す模式図である。本変形例では、１回の露光期間に生じる光電変換部１の電荷を４回に分けて転送する。この場合、１回の露光期間に蓄積可能な電荷量を光電変換部１の飽和電荷量の４倍とすることができ、画素２０の飽和電荷量を実質的に増加させることができる。このように、本実施形態において、転送回数は２回には限られず、２回以上の任意の回数とすることができる。また、本変形例では、４回の転送のうちの最初の１回については、第５実施形態と同様に、前のフレームの電荷の読み出しと並行して、当該フレームの露光が行われる構成となっている。そのため、露光期間をより長くすることができる。
【００６７】
本実施形態では、第１実施形態で述べた効果に加え、１回の露光期間に光電変換部１で生じる電荷を複数回に分けて保持部２に転送することで、動画撮影においてダイナミックレンジを向上させることができる。さらに、本実施形態では、前のフレームに保持部２に保持された電荷を順次読み出す動作が完了する時刻よりも前から、当該フレームの露光期間が開始する構成としているので、露光期間をより長くすることができる。
【００６８】
［第７実施形態］
第７実施形態に係る撮像システムについて説明する。上述の各実施形態の撮像装置は、種々の撮像システムに適用可能である。撮像システムの一例としては、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダ、複写機、ファックス、携帯電話、車載カメラ、観測衛星などがあげられる。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１９に、撮像システムの例としてデジタルスチルカメラのブロック図を示す。
【００６９】
撮像システムは、レンズ１００２の保護のためのバリア１００１、被写体の光学像を撮像装置１００４に結像させるレンズ１００２、レンズ１００２を通過する光量を可変にするための絞り１００３、上述の実施形態のいずれかの撮像装置１００４を有する。また、撮像システムは、撮像装置１００４から出力される出力信号の処理を行う信号処理部１００７を有する。信号処理部１００７は、撮像装置１００４から出力される信号に基づき画像を生成する。具体的には、信号処理部１００７は、撮像装置１００４から出力された信号に各種の補正、データ圧縮等を行って画像データを出力する。
【００７０】
また、撮像システムは、さらに、撮像装置１００４及び信号処理部１００７に各種タイミング信号を出力するタイミング発生部１００８、撮像システム全体を制御する制御部１００９を有する。撮像システムは、さらに、画像データを一時的に記憶するためのメモリ部１０１０、画像データを保持する半導体メモリ等の記録媒体１０１２、記録媒体１０１２に記録又は読み出しを行うための記録媒体インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１０１１を有する。記録媒体１０１２は撮像システムに内蔵されていてもよく、着脱可能であってもよい。さらに、撮像システムは、外部コンピュータ等と通信するための外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１０１３を有する。
【００７１】
ここで、タイミング信号等は撮像システムの外部から入力されてもよく、撮像システムは少なくとも撮像装置１００４と、撮像装置１００４から出力された撮像信号を処理する信号処理部１００７とを有すればよい。
【００７２】
以上のように、本実施形態の撮像システムは、上述の実施形態のいずれかの撮像装置１００４を適用して撮像動作を行うことが可能である。
【００７３】
本発明を適用し得る実施形態は、上述の実施形態のみに限定されない。例えば、いずれかの実施形態の一部の構成を、他の実施形態に追加した実施形態、あるいは他の実施形態の一部の構成と置換した実施形態も本発明を適用し得る実施形態であると理解されるべきである。
【００７４】
また、第７実施形態に示した撮像システムは、本発明の撮像装置を適用しうる撮像システムの一例を示したものであり、本発明の撮像装置を適用可能な撮像システムは図１９に示した構成に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７５】
１  光電変換部
２  保持部
４  第１の転送トランジスタ
５  第２の転送トランジスタ
６  オーバーフロートランジスタ
１０  増幅トランジスタ
２０  画素
【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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