(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部をそれぞれ含む第１の画素および第２の画素と、
前記第１の画素および前記第２の画素に接続された列信号線と、
前記列信号線を介して前記第１の画素および前記第２の画素から信号を読み出す読み出し回路と、
前記読み出し回路に接続された出力線と、
前記読み出し回路によって前記出力線に出力された信号に応じて画像信号を出力する出力部とを備え、
前記読み出し回路は、
前記列信号線に出力された信号を保持する第１の蓄積部と、
前記列信号線と前記第１の蓄積部との接続を開閉する第１の開閉部と、
第２の蓄積部と、
前記第１の蓄積部に保持された信号を前記第２の蓄積部へ伝達するインピーダンス変換器と、
前記インピーダンス変換器と前記第２の蓄積部との接続を開閉する第２の開閉部とを含み、
前記第１の蓄積部の容量は、前記第２の蓄積部の容量よりも小さく、
前記出力部には、前記第２の蓄積部に保持された信号を前記第２の蓄積部の容量と前記出力線の容量とで容量分割した信号が出力され、
第１の期間において、前記インピーダンス変換器により前記第１の画素の信号が前記第１の蓄積部から前記第２の蓄積部へ伝達され、
前記第１の期間に続く第２の期間において、前記列信号線に出力された前記第２の画素の信号が前記第１の蓄積部に蓄積される動作と、前記第１の画素の信号が前記第２の蓄積部から前記出力部へ伝達される動作と、が並行してなされる、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２の蓄積部と前記出力線との接続を開閉する第３の開閉部をさらに備え、
前記第３の開閉部は、前記第２の蓄積部と前記出力線との接続を閉状態にすることにより、前記第２の蓄積部と前記出力線とを接続し、前記第２の蓄積部に保持された信号が読み出されるようにする
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記インピーダンス変換器は、前記第１の蓄積部が保持する電荷に応じた信号を前記第２の蓄積部に供給する
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】
前記インピーダンス変換器は、ＭＯＳトランジスタを含み、
前記ＭＯＳトランジスタは、前記第１の蓄積部に保持された信号がゲートに入力され、前記ゲートに入力された信号に応じた信号を、ソースを介して前記第２の蓄積部へ出力する
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記読み出し回路は、前記第２の蓄積部の電位をリセットするリセット部をさらに含み、
前記インピーダンス変換器は、前記第１の蓄積部からの信号をゲートで受けて該信号に応じた信号をソースから出力するＮ型ＭＯＳトランジスタを含み、前記ソースは、前記第２の開閉部を介して前記第２の蓄積部に接続され、
前記第１の蓄積部の電位をＶ１、前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタの閾値電圧をＶｔｈｎ、前記第２の蓄積部の電位をＶ２としたとき、前記リセット部は、前記インピーダンス変換器と前記第２の蓄積部との電気的な接続が遮断された状態で、
Ｖ２≦Ｖ１−Ｖｔｈｎ
になるように、前記第２の蓄積部の電位Ｖ２をリセットし、
前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタは、前記ソースが前記第２の開閉部を介して前記第２の蓄積部に電気的に接続された際に、前記第２の蓄積部の電位を、前記リセット部によりリセットされた電位から、前記第１の蓄積部に保持された信号に応じた電位へ引き上げる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記読み出し回路は、前記第２の蓄積部の電位をリセットするリセット部をさらに含み、
前記インピーダンス変換器は、前記第１の蓄積部からの信号をゲートで受けて該信号に応じた信号をソースから出力するＰ型ＭＯＳトランジスタを含み、前記ソースは、前記第２の開閉部を介して前記第２の蓄積部に接続され、
前記第１の蓄積部の電位をＶ１、前記Ｐ型ＭＯＳトランジスタの閾値電圧をＶｔｈｐ、前記第２の蓄積部の電位をＶ２としたとき、前記リセット部は、前記インピーダンス変換器と前記第２の蓄積部との電気的な接続が遮断された状態で、
Ｖ２≧Ｖ１＋Ｖｔｈｐ
になるように、前記第２の蓄積部の電位Ｖ２をリセットし、
前記Ｐ型ＭＯＳトランジスタは、前記ソースが前記第２の開閉部を介して前記第２の蓄積部に電気的に接続された際に、前記第２の蓄積部の電位を、前記リセット部によりリセットされた電位から、前記第１の蓄積部に保持された信号に応じた電位へ引き下げる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１の期間において前記インピーダンス変換器により前記第１の画素の信号を前記第１の蓄積部から前記第２の蓄積部へ伝達するために要する時間は、前記第２の期間において前記列信号線に出力された信号を前記第１の蓄積部に蓄積するために要する時間よりも短い
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】
光電変換部を含む画素と、
前記画素に接続された列信号線と、
前記列信号線を介して前記画素から信号を読み出す読み出し回路と、
前記読み出し回路に接続された出力線と、
前記読み出し回路によって前記出力線に出力された信号に応じて画像信号を出力する出力部とを備え、
前記読み出し回路は、
前記列信号線に出力された信号を保持する第１の蓄積部と、
前記列信号線と前記第１の蓄積部との接続を開閉する第１の開閉部と、
第２の蓄積部と、
前記第１の蓄積部に保持された信号を前記第２の蓄積部へ伝達するインピーダンス変換器と、
前記インピーダンス変換器と前記第２の蓄積部との接続を開閉する第２の開閉部とを含み、
前記第１の蓄積部の容量は、前記第２の蓄積部の容量よりも小さく、
前記出力部には、前記第２の蓄積部に保持された信号を前記第２の蓄積部の容量と前記出力線の容量とで容量分割した信号が出力され、
前記第１の蓄積部は、
前記列信号線に出力されたノイズ信号を保持するノイズ信号用の第１の蓄積部と、
前記列信号線に出力された光信号を保持する光信号用の第１の蓄積部とを含み、
前記第２の蓄積部は、
前記ノイズ信号用の第１の蓄積部に保持された信号が伝達されるノイズ信号用の第２の蓄積部と、
前記光信号用の第１の蓄積部に保持された信号が伝達される光信号用の第２の蓄積部とを含み、
前記インピーダンス変換器は、前記ノイズ信号用の第１の蓄積部及び前記光信号用の第１の蓄積部が入力端子に接続され、前記ノイズ信号用の第２の蓄積部及び前記光信号用の第２の蓄積部が出力端子に接続され、
前記出力部は、前記ノイズ信号用の第２の蓄積部に保持された信号と、前記光信号用の第２の蓄積部に保持された信号との差分を演算して、画像信号を出力する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
第１の画素と、
第２の画素と、
前記第１の画素及び前記第２の画素に接続された列信号線と、
前記列信号線を介して前記第１の画素及び前記第２の画素から信号を読み出す読み出し回路と、
前記第１の画素、前記第２の画素、及び前記読み出し回路を駆動する駆動部と、
前記読み出し回路に接続された出力線と、
前記読み出し回路によって前記出力線に出力された信号に応じて画像信号を出力する出力部とを備え、
前記読み出し回路は、
前記列信号線に出力された信号を保持する第１の蓄積部と、
前記列信号線と前記第１の蓄積部との接続を開閉する第１の開閉部と、
第２の蓄積部と、
入力端子及び出力端子に前記第１の蓄積部が接続され、前記出力端子に前記第２の蓄積部が接続され、前記第１の蓄積部に保持された信号を前記第２の蓄積部へ伝達するインピーダンス変換器と、
前記第１の蓄積部及び前記インピーダンス変換器と前記第２の蓄積部との接続を開閉する第２の開閉部とを含み、
前記第１の蓄積部の容量は、前記第２の蓄積部の容量よりも小さく、
前記出力部には、前記第２の蓄積部に保持された信号を前記第２の蓄積部の容量と前記出力線の容量とで容量分割した信号が出力され、
前記駆動部は、
第１の期間において、前記第１の画素の信号が前記第１の蓄積部から読み出されて前記インピーダンス変換器を介して前記第２の蓄積部へ伝達され、
前記第１の期間に続く第２の期間において、前記列信号線に出力された前記第２の画素の信号が前記第１の蓄積部へ蓄積される動作と、前記第１の画素の信号が前記第２の蓄積部から読み出されて前記出力部へ伝達される動作と、が並行してなされるように、前記第１の画素、前記第２の画素、及び前記読み出し回路を駆動する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
前記インピーダンス変換器は、前記出力端子から前記第１の蓄積部を介して帰還された信号及び前記列信号線に出力された信号に基づく信号と基準信号との差分を差動信号として出力する
ことを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【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、
前記撮像装置の撮像面へ像を形成する光学系と、
前記撮像装置から出力された信号を処理して画像データを生成する信号処理部と、
を備えたことを特徴とする撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の技術では、複数の画素が行方向及び列方向に配列された画素配列において、行方向に延びた複数の行制御線により駆動するための信号が各画素に供給され、列方向に延びた複数の列信号線を介して各画素の信号が読み出される。各列信号線の一端と他端とにはそれぞれ蓄積部が接続され、２つの蓄積部のいずれか一方の信号が読み出されているとき、画素から出力された信号が２つの蓄積部の他方に蓄積される。これにより、ブランキング期間（センサ出力のない期間）を低減でき、総読み出し期間を短縮できる。
【０００３】
特許文献２の技術では、複数の列信号線のそれぞれに、２つの蓄積部と２つのアンプとが交互に接続され、２つの蓄積部の一方に蓄積された信号が２つのアンプの一方により増幅されて２つの蓄積部の他方に蓄積される。その２つの蓄積部の他方に蓄積された信号は、２つのアンプの他方により増幅されて後段の出力線へと読み出される。
【特許文献１】特開２００１−４５３７８号公報
【特許文献２】特開平１１−１５０２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、画素配列における第１の行の画素の信号が一方の蓄積部に蓄積され、第２の行の画素の信号が他方の蓄積部に蓄積される。ここで、それぞれの蓄積部から後段の出力線へ転送される信号には、それぞれの蓄積部の容量値と出力線の有する容量値とで決まる容量分割比によるゲインがかかる。これは、例えば蓄積部の容量値をＣ１、出力線の有する容量値をＣ２とした場合に、Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）で表されるようなゲインとなる。出力線の有する容量値とは、出力線に対する寄生容量や、出力線上に設けられた容量素子などによる容量の値を含む。このような容量分割による読み出しを行う特許文献１の技術では、一方の蓄積部の容量及び他方の蓄積部の容量のそれぞれの絶対値が小さいと、各蓄積部の容量に対する後段の出力線の容量分割比によるゲインが小さくなり、Ｓ／Ｎ比が低下する。逆に、一方の蓄積部の容量及び他方の蓄積部の容量のそれぞれの絶対値を大きくすると、各蓄積部の容量に対する後段の出力線の容量分割比によるゲインが大きくなり、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。しかし、一方の蓄積部及び他方の蓄積部のそれぞれの電極面積が増大するので、チップ面積の増大を招く。
【０００５】
また、特許文献２の技術では、上述のように、２つの蓄積部の他方に蓄積された信号は、２つのアンプの他方により増幅されて後段へと読み出されるので、上記容量分割比によるゲインは考慮せずに後段の出力線へ信号を読み出すことができる。しかし、複数の列信号線のそれぞれに１つの信号に対して２つのアンプが接続されているので、チップ面積が増大し、消費電力が増加する可能性がある。
【０００６】
本発明の目的は、画素の信号を高速に読み出す場合でも、チップ面積を低減でき、消費電力の増加を抑制できる撮像装置及び撮像システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面に係る撮像装置は、光電変換部をそれぞれ含む第１の画素および第２の画素と、前記第１の画素および前記第２の画素に接続された列信号線と、前記列信号線を介して前記第１の画素および前記第２の画素から信号を読み出す読み出し回路と、前記読み出し回路に接続された出力線と、前記読み出し回路によって前記出力線に出力された信号に応じて画像信号を出力する出力部とを備え、前記読み出し回路は、前記列信号線に出力された信号を保持する第１の蓄積部と、前記列信号線と前記第１の蓄積部との接続を開閉する第１の開閉部と、第２の蓄積部と、前記第１の蓄積部に保持された信号を前記第２の蓄積部へ伝達するインピーダンス変換器と、前記インピーダンス変換器と前記第２の蓄積部との接続を開閉する第２の開閉部とを含み、前記第１の蓄積部の容量は、前記第２の蓄積部の容量よりも小さく、前記出力部には、前記第２の蓄積部に保持された信号を前記第２の蓄積部の容量と前記出力線の容量とで容量分割した信号が出力され、第１の期間において、前記インピーダンス変換器により前記第１の画素の信号が前記第１の蓄積部から前記第２の蓄積部へ伝達され、前記第１の期間に続く第２の期間において、前記列信号線に出力された前記第２の画素の信号が前記第１の蓄積部に蓄積される動作と、前記第１の画素の信号が前記第２の蓄積部から前記出力部へ伝達される動作と、が並行してなされる。
本発明の第２の側面に係る撮像装置は、光電変換部を含む画素と、前記画素に接続された列信号線と、前記列信号線を介して前記画素から信号を読み出す読み出し回路と、前記読み出し回路に接続された出力線と、前記読み出し回路によって前記出力線に出力された信号に応じて画像信号を出力する出力部とを備え、前記読み出し回路は、前記列信号線に出力された信号を保持する第１の蓄積部と、前記列信号線と前記第１の蓄積部との接続を開閉する第１の開閉部と、第２の蓄積部と、前記第１の蓄積部に保持された信号を前記第２の蓄積部へ伝達するインピーダンス変換器と、前記インピーダンス変換器と前記第２の蓄積部との接続を開閉する第２の開閉部とを含み、前記第１の蓄積部の容量は、前記第２の蓄積部の容量よりも小さく、前記出力部には、前記第２の蓄積部に保持された信号を前記第２の蓄積部の容量と前記出力線の容量とで容量分割した信号が出力され、前記第１の蓄積部は、前記列信号線に出力されたノイズ信号を保持するノイズ信号用の第１の蓄積部と、前記列信号線に出力された光信号を保持する光信号用の第１の蓄積部とを含み、前記第２の蓄積部は、前記ノイズ信号用の第１の蓄積部に保持された信号が伝達されるノイズ信号用の第２の蓄積部と、前記光信号用の第１の蓄積部に保持された信号が伝達される光信号用の第２の蓄積部とを含み、前記インピーダンス変換器は、前記ノイズ信号用の第１の蓄積部及び前記光信号用の第１の蓄積部が入力端子に接続され、前記ノイズ信号用の第２の蓄積部及び前記光信号用の第２の蓄積部が出力端子に接続され、前記出力部は、前記ノイズ信号用の第２の蓄積部に保持された信号と、前記光信号用の第２の蓄積部に保持された信号との差分を演算して、画像信号を出力する。
【０００８】
本発明の第３の側面に係る撮像装置は、第１の画素と、第２の画素と、前記第１の画素及び前記第２の画素に接続された列信号線と、前記列信号線を介して前記第１の画素及び前記第２の画素から信号を読み出す読み出し回路と、前記第１の画素、前記第２の画素、及び前記読み出し回路を駆動する駆動部と、前記読み出し回路に接続された出力線と、前記読み出し回路によって前記出力線に出力された信号に応じて画像信号を出力する出力部とを備え、前記読み出し回路は、前記列信号線に出力された信号を保持する第１の蓄積部と、前記列信号線と前記第１の蓄積部との接続を開閉する第１の開閉部と、第２の蓄積部と、入力端子及び出力端子に前記第１の蓄積部が接続され、前記出力端子に前記第２の蓄積部が接続され、前記第１の蓄積部に保持された信号を前記第２の蓄積部へ伝達するインピーダンス変換器と、前記第１の蓄積部及び前記インピーダンス変換器と前記第２の蓄積部との接続を開閉する第２の開閉部とを含み、前記第１の蓄積部の容量は、前記第２の蓄積部の容量よりも小さく、前記出力部には、前記第２の蓄積部に保持された信号を前記第２の蓄積部の容量と前記出力線の容量とで容量分割した信号が出力され、前記駆動部は、第１の期間において、前記第１の画素の信号が前記第１の蓄積部から読み出されて前記インピーダンス変換器を介して前記第２の蓄積部へ伝達され、前記第１の期間に続く第２の期間において、前記列信号線に出力された前記第２の画素の信号が前記第１の蓄積部へ蓄積される動作と、前記第１の画素の信号が前記第２の蓄積部から読み出されて前記出力部へ伝達される動作と、が並行してなされるように、前記第１の画素、前記第２の画素、及び前記読み出し回路を駆動する。
【０００９】
本発明の第３側面に係る撮像システムは、本発明の第１側面又は第２側面に係る撮像装置と、前記撮像装置の撮像面へ像を形成する光学系と、前記撮像装置から出力された信号を処理して画像データを生成する信号処理部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画素の信号を高速に読み出す場合でも、チップ面積を低減でき、消費電力の増加を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、特にビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、イメージスキャナ用のイメージ入力装置などに広範に用いられる撮像装置に関するものである。
【００１２】
本発明の第１実施形態に係る撮像装置１００について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置１００の構成図である。
【００１３】
撮像装置１００は、画素配列ＰＡ、垂直走査回路（ＶＳＲ、駆動部）１０１、読み出し回路１１０、水平走査回路（ＨＳＲ、駆動部）１０２、行制御線ＣＬ１〜ＣＬ４、及び列信号線ＲＬ１〜ＲＬ４を備える。撮像装置１００は、第１の水平出力線１２１、第２の水平出力線１２２、及び出力部１２０を備える。
【００１４】
画素配列ＰＡは、複数の画素Ａ１１〜Ｂ２４が２次元的に（行方向及び列方向に）配列されている。ここでは、説明の簡略化のために画素が４行４列で配列されている場合を例示的に説明する。各画素Ａ１１〜Ｂ２４は、光電変換部ＰＤを含む。光電変換部ＰＤは、例えば、フォトダイオードである。
【００１５】
垂直走査回路（ＶＳＲ）１０１は、行制御線ＣＬ１〜ＣＬ４を介して、各画素Ａ１１〜Ｂ２４に駆動するための信号を供給する。例えば、垂直走査回路（ＶＳＲ）１０１は、画素配列ＰＡにおいて行ごとに各画素の信号を列信号線ＲＬ１〜ＲＬ４へ出力させる。また、垂直走査回路（ＶＳＲ）１０１は、読み出し回路１１０を駆動するための水平走査信号（ＨＳＲ）以外の信号を供給する。
【００１６】
読み出し回路１１０は、列信号線ＲＬ１〜ＲＬ４を介して、各画素Ａ１１〜Ｂ２４から信号を読み出す。読み出し回路１１０は、第１の開閉部群１０３、第１の蓄積部群１０４、伝達部群１０５、第２の開閉部群１０６、第２の蓄積部群１０７、及び第３の開閉部群１０８を含む。
【００１７】
第１の開閉部群１０３は、列ごとに設けられた複数の第１の開閉部を含む。
【００１８】
第１の蓄積部群１０４は、列ごとに設けられた複数の第１の蓄積部を含む。第１の蓄積部は、列信号線ＲＬ１〜ＲＬ４に出力された信号を保持する。
【００１９】
伝達部群１０５は、列ごとに設けられた複数の伝達部を含む。伝達部は、第１の蓄積部に保持された信号を第２の蓄積部へ伝達する。伝達部は、第１の蓄積部が保持する電荷に応じた信号を第２の蓄積部に供給する。
【００２０】
第２の開閉部群１０６は、列ごとに設けられた複数の第２の開閉部を含む。第２の蓄積部群１０７は、列ごとに設けられた複数の第２の蓄積部を含む。
【００２１】
第３の開閉部群１０８は、列ごとに設けられた複数の第３の開閉部を含む。第３の開閉部は、第２の蓄積部と第１の水平出力線１２１又は第２の水平出力線１２２との接続を開閉する。例えば、第３の開閉部は、第２の蓄積部と第１の水平出力線１２１又は第２の水平出力線１２２との接続を閉状態にすることにより、第２の蓄積部と第１の水平出力線１２１又は第２の水平出力線１２２とを導通させる。
【００２２】
水平走査回路（ＨＳＲ）１０２は、読み出し回路における各列の構成へ供給する水平走査信号（ＨＳＲ）を順次にアクティブにすることにより、各列の第３の開閉部を順次に閉じる。これにより、水平走査回路（ＨＳＲ）１０２は、読み出し回路１１０（の第２の蓄積部）から列ごとに信号を読み出して、その信号を第１の水平出力線１２１及び第２の水平出力線１２２経由で出力部１２０へ出力する。
【００２３】
第１の水平出力線１２１及び第２の水平出力線１２２は、それぞれ、読み出し回路１１０（の第２の蓄積部）と出力部１２０とを接続する。
【００２４】
出力部１２０は、読み出し回路１１０から第１の水平出力線１２１及び第２の水平出力線１２２経由で出力された信号に応じて、画像信号を出力する。すなわち、出力部１２０は、第２の蓄積部に保持された信号に基づいて、画像信号を出力する。出力部１２０には、第２の蓄積部の容量と第１の水平出力線１２１又は第２の水平出力線１２２の有する容量との容量分割により、第２の蓄積部に保持された信号が読み出される。
【００２５】
次に、読み出し回路の構成について、図２を用いて説明する。図２は、読み出し回路における１列分の回路構成を示す図である。列信号線ＲＬ１に接続された回路を中心に説明するが、他の列信号線ＲＬ２〜ＲＬ４に接続された回路に関しても同様である。
【００２６】
列信号線ＲＬ１には、その上流側に、例えば、第１の画素Ａ１１と第２の画素Ｂ１１と（図１参照）が接続されている。また、列信号線ＲＬ１には、その下流側に、第１の開閉部２１０、第１の蓄積部２０３、伝達部２０４、第２の開閉部２０５、第２の蓄積部２０６、及び第３の開閉部２２０がこの順番に接続されている。第３の開閉部２２０の後段には、第１の水平出力線１２１及び第２の水平出力線１２２（図１参照）が接続されている。
【００２７】
第１の開閉部２１０は、光信号用のスイッチ２０１と、ノイズ信号用のスイッチ２０２とを含む。第１の蓄積部２０３は、光信号用の蓄積部（光信号用の第１の蓄積部）Ｃｔｓ１と、ノイズ信号用の蓄積部（ノイズ信号用の第１の蓄積部）Ｃｔｎ１とを含む。伝達部２０４は、それぞれインピーダンス変換器である光信号用のバッファーアンプＡＭＳと、ノイズ信号用のバッファーアンプＡＭＮとを含む。第２の開閉部２０５は、光信号用のスイッチ２３１と、ノイズ信号用のスイッチ２３２とを含む。第２の蓄積部２０６は、光信号用の蓄積部（光信号用の第２の蓄積部）Ｃｔｓ２と、ノイズ信号用の蓄積部（ノイズ信号用の第２の蓄積部）Ｃｔｎ２とを含む。第３の開閉部２２０は、光信号用のスイッチ２０７と、ノイズ信号用のスイッチ２０８とを含む。
【００２８】
なお、図２に示すような１列分の回路構成において、各スイッチ２０１等は、ＮＭＯＳトランジスタを含んでも良いし、ＰＭＯＳトランジスタを含んでも良い。
【００２９】
次に、読み出し回路の動作について、図３を用いて説明する。図３は、読み出し回路の動作を示すタイミングチャートである。図３では、信号がハイレベルでアクティブになる場合が示されているが、信号がローレベルでアクティブになる場合についても信号レベルを全体的に論理反転させたものとなること以外は同様である。図３では、φＴＳ１，φＴＮ１，φＴＳＮ２が、垂直走査回路（ＶＳＲ）１０１から読み出し回路へ供給される信号であり、ＨＳＲが、水平走査回路（ＨＳＲ）１０２から読み出し回路へ供給される信号である。
【００３０】
ＢＬＫａ（第２の期間）の期間において、φＴＮ１がアクティブになる期間にスイッチ２０２がＯＮして、列信号線ＲＬ１に出力された第１の画素Ａ１１のノイズ信号がノイズ信号用の蓄積部Ｃｔｎ１に蓄積される。そして、φＴＳ１がアクティブになる期間にスイッチ２０１がＯＮして、列信号線ＲＬ１に出力された第１の画素Ａ１１の光信号が光信号用の蓄積部Ｃｔｓ１に蓄積される。すなわち、列信号線ＲＬ１に出力された第１の画素Ａ１１の信号が第１の蓄積部２０３に蓄積される。
【００３１】
次に、ＢＬＫｃの期間（第１の期間）において、φＴＳＮ２がアクティブになる期間にスイッチ２３１，２３２がＯＮする。そして、光信号用のバッファーアンプＡＭＳにより第１の画素Ａ１１の光信号が光信号用の蓄積部Ｃｔｓ１から読み出されて光信号用の蓄積部Ｃｔｓ２へ伝達される。ノイズ信号用のバッファーアンプＡＭＮにより第１の画素Ａ１１のノイズ信号がノイズ信号用の蓄積部Ｃｔｎ１から読み出されてノイズ信号用の蓄積部Ｃｔｎ２へ伝達される。すなわち、伝達部２０４により第１の画素Ａ１１の信号が第１の蓄積部２０３から読み出されて第２の蓄積部２０６へ伝達される。
【００３２】
ＢＬＫｃの期間（第１の期間）に続くＢＬＫｂの期間（第２の期間）において、φＴＮ１がアクティブになる期間にスイッチ２０２がＯＮして、列信号線ＲＬ１に出力された第２の画素Ｂ１１のノイズ信号がノイズ信号用の蓄積部Ｃｔｎ１に蓄積される。そして、φＴＳ１がアクティブになる期間にスイッチ２０１がＯＮして、列信号線ＲＬ１に出力された第２の画素Ｂ１１の光信号が光信号用の蓄積部Ｃｔｓ１に蓄積される。すなわち、列信号線ＲＬ１に出力された第２の画素Ｂ１１の信号が第１の蓄積部２０３に蓄積される。
【００３３】
また、ＢＬＫｂの期間（第２の期間）において、水平走査信号ＨＳＲにおける列信号線ＲＬ１用の信号ＨＳＲ１がアクティブになる期間にスイッチ２０７及びスイッチ２０８がＯＮして、第１の画素Ａ１１の信号が第２の蓄積部２０６から読み出される。すなわち、第１の画素Ａ１１の光信号が、光信号用の蓄積部Ｃｔｓ２の容量と第１の水平出力線１２１の有する容量との容量分割により、光信号用の蓄積部Ｃｔｓ２から第１の水平出力線１２１へ読み出される。これにより、第１の画素Ａ１１の光信号は、第１の水平出力線１２１経由で出力部１２０へ伝達される。第１の画素Ａ１１のノイズ信号が、ノイズ信号用の蓄積部Ｃｔｎ２の容量と第２の水平出力線１２２の有する容量との容量分割により、ノイズ信号用の蓄積部Ｃｔｎ２から第２の水平出力線１２２へ読み出される。これにより、第１の画素Ａ１１のノイズ信号は、第２の水平出力線１２２経由で出力部１２０へ伝達される。出力部１２０は、第１の水平出力線１２１経由で伝達された光信号と、第２の水平出力線１２２経由で伝達されたノイズ信号との差分を演算して、両者の差動信号を画像信号として後段へ出力する。
【００３４】
以下、同様の動作が繰り返される。
【００３５】
なお、他の列信号ＲＬ２〜ＲＬ４について、水平走査信号ＨＳＲを除く図３に示す信号は同様である。水平走査信号ＨＳＲにおいて、列信号線ＲＬ１用の信号ＨＳＲ１がアクティブになる期間の後に、他の列信号ＲＬ２〜ＲＬ４（図１参照）用の信号ＨＳＲ２〜ＨＳＲ４が順次アクティブになる。
【００３６】
ここで、第１の画素Ａ１１から第１の蓄積部２０３へ信号を読み出すＢＬＫａ期間よりも、第１の蓄積部２０３に保持された信号を第２の蓄積部２０６へ伝達するＢＬＫｃ期間の方が短い。また、第２の画素Ｂ１１から第１の蓄積部２０３へ信号を読み出すＢＬＫｂ期間よりも、第１の蓄積部２０３に保持された信号を第２の蓄積部２０６へ伝達するＢＬＫｃ期間の方が短い。なぜなら、画素配列ＰＡの領域（例えば一辺が数ｍｍ〜数十ｍｍの領域）に対して読み出し回路１１０の領域が小さいので、画素配列ＰＡの領域を信号が伝搬するのに要する時間に比べて、読み出し回路１１０の領域を信号が伝搬するのに要する時間が少ないからである。
【００３７】
また、第１の蓄積部２０３の容量（電極面積）を第２の蓄積部２０６の容量（電極面積）より小さくできる。その理由は、以下の通りである。
【００３８】
特許文献１の技術では、上述のように、複数の列信号線のそれぞれに接続された２つの蓄積部において、読み出しに係るゲインを合わせるために一方の蓄積部の容量（電極面積）と他方の蓄積部の容量（電極面積）とを同一にする必要がある。また、２つの蓄積部のそれぞれから水平出力線へ信号が読み出される際に、各蓄積部の容量と水平出力線の配線容量との容量分割比に応じて読み出しゲインが決まる。そこで読み出しゲインが低下しすぎないように、２つの蓄積部の容量（電極面積）を両方とも大きくする必要がある。その結果、チップ面積が増大し、チップ収量の減少は避けられない。
【００３９】
しかしながら、本実施形態では、第１の蓄積部２０３と第２の蓄積部２０６との間に、光信号用のバッファーアンプＡＭＳ及びノイズ信号用のバッファーアンプＡＭＮを含む伝達部２０４が設けられている。この伝達部２０４は、第１の蓄積部２０３が保持する電荷そのものを第２の蓄積部２０６へ供給せずに、第１の蓄積部２０３が保持する電荷に応じた信号を第２の蓄積部２０６に供給する。これにより、第２の蓄積部２０６と第１の水平出力線１２１又は第２の水平出力線１２２の有する容量との容量分割により出力部１２０へ信号を読み出す際に、第１の蓄積部２０３の容量はその容量分割に影響を与えない。なぜなら、第１の蓄積部２０３の容量を第２の蓄積部２０６の容量より小さくしても、第１の蓄積部２０３から第２の蓄積部２０６へ信号を読み出す場合には容量分割で読み出していないからである。その結果、ゲイン、Ｓ／Ｎを向上しながら、チップ面積を増大させることもなく、したがって、チップ収量を減少させることなく、良質な画像で、高速に読み出すことができる。すなわち、本実施形態によれば、画素の信号を高速に読み出す場合でも、画質の劣化を低減でき、チップ面積を低減できる。
【００４０】
特許文献２の技術では、上述のように、複数の列信号線のそれぞれに、１つの信号に対して２つの蓄積部と２つのアンプとが交互に接続され、２つの蓄積部の一方に蓄積された信号が２つのアンプの一方により増幅されて２つの蓄積部の他方に蓄積される。その２つの蓄積部の他方に蓄積された信号は、２つのアンプの他方により増幅されて後段の出力線へと読み出される。この場合、２つの蓄積部からの信号は容量分割によっては読み出されないので２つの蓄積部の容量に関わらず、ゲインを低下させずに読み出すことができる。しかし、複数の列信号線のそれぞれに２つのアンプが接続されているので、チップ面積が増大し、消費電力が増加する可能性がある。
【００４１】
しかしながら、本実施形態では、複数の列信号線のそれぞれに１つの信号に対して１つのアンプしか接続されていないので、特許文献２の技術に比べて、チップ面積を低減でき、消費電力を抑制できる。すなわち、画素の信号を高速に読み出す場合でも、チップ面積を低減でき、消費電力の増加を抑制できる。
【００４２】
なお、伝達部２０４の各バッファアンプＡＭＳ，ＡＭＮは、ゲインを掛ける構成にしてもよい。あるいは、第１の蓄積部２０３と第２の蓄積部２０６との間で容量分割比によるゲイン低下を避ける目的だけであれば、単にゲイン１のバッファでもよい。ボルテージフォロワ（ゲイン＝１）の場合のバッファアンプの一例を図４に示す。
【００４３】
次に、本発明の撮像装置１００を適用した撮像システムの一例を図５に示す。
【００４４】
撮像システム９０は、図５に示すように、主として、光学系、撮像装置１００及び信号処理部を備える。光学系は、主として、シャッター９１、レンズ９２及び絞り９３を備える。信号処理部は、主として、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６、画像信号処理部９７、メモリ部８７、外部Ｉ／Ｆ部８９、タイミング発生部９８、全体制御・演算部９９、記録媒体８８及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を備える。なお、信号処理部は、記録媒体８８を備えなくても良い。
【００４５】
シャッター９１は、光路上においてレンズ９２の手前に設けられ、露出を制御する。
【００４６】
レンズ９２は、入射した光を屈折させて、撮像装置１００の撮像面（画素配列ＰＡ）へ被写体の像を形成する。
【００４７】
絞り９３は、光路上においてレンズ９２と撮像装置１００との間に設けられ、レンズ９２を通過後に撮像装置１００へ導かれる光の量を調節する。
【００４８】
撮像装置１００は、撮像面（画素配列ＰＡ）に形成された被写体の像を画像信号に変換する。撮像装置１００は、その画像信号を画素配列ＰＡから読み出して出力する。
【００４９】
撮像信号処理回路９５は、撮像装置１００に接続されており、撮像装置１００から出力された画像信号を処理する。
【００５０】
Ａ／Ｄ変換器９６は、撮像信号処理回路９５に接続されており、撮像信号処理回路９５から出力された処理後の画像信号（アナログ信号）を画像信号（デジタル信号）へ変換する。
【００５１】
画像信号処理部９７は、Ａ／Ｄ変換器９６に接続されており、Ａ／Ｄ変換器９６から出力された画像信号（デジタル信号）に各種の補正等の演算処理を行い、画像データを生成する。この画像データは、メモリ部８７、外部Ｉ／Ｆ部８９、全体制御・演算部９９及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４などへ供給される。
【００５２】
メモリ部８７は、画像信号処理部９７に接続されており、画像信号処理部９７から出力された画像データを記憶する。
【００５３】
外部Ｉ／Ｆ部８９は、画像信号処理部９７に接続されている。これにより、画像信号処理部９７から出力された画像データを、外部Ｉ／Ｆ部８９を介して外部の機器（パソコン等）へ転送する。
【００５４】
タイミング発生部９８は、撮像装置１００、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６及び画像信号処理部９７に接続されている。これにより、撮像装置１００、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６及び画像信号処理部９７へタイミング信号を供給する。そして、撮像装置１００、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６及び画像信号処理部９７がタイミング信号に同期して動作する。
【００５５】
全体制御・演算部９９は、タイミング発生部９８、画像信号処理部９７及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４に接続されており、タイミング発生部９８、画像信号処理部９７及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を全体的に制御する。
【００５６】
記録媒体８８は、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４に取り外し可能に接続されている。これにより、画像信号処理部９７から出力された画像データを、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を介して記録媒体８８へ記録する。
【００５７】
以上の構成により、撮像装置１００において良好な画像信号が得られれば、良好な画像（画像データ）を得ることができる。
【００５８】
次に、本発明の第２実施形態に係る撮像装置３００について、図６及び図７を用いて説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る撮像装置３００の構成図である。図７は、読み出し回路における１列分の回路構成を示す図である。以下では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分に関しては説明を省略する。
【００５９】
撮像装置３００は、その基本的な構成は第１実施形態と同様であるが、読み出し回路３１０を備える点で第１実施形態と異なる。読み出し回路３１０は、伝達部群３０５を含む点で第１実施形態と異なる。
【００６０】
伝達部群３０５に含まれる各列の伝達部５０４は、図７に示すように、光信号用のソースフォロワＳＦｓ及びノイズ信号用のソースフォロワＳＦｎを含む。光信号用のソースフォロワＳＦｓは、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＭＳと定電流源Ｉｓとを含む。ノイズ信号用のソースフォロワＳＦｎは、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＭＮと定電流源Ｉｎとを含む。
【００６１】
ＭＯＳトランジスタＭＳは、第１の蓄積部２０３の光信号用の蓄積部Ｃｔｓ１に保持された信号がゲートを介して入力され、ゲートに入力された信号に応じた信号を、ソースを介して第２の蓄積部２０６の光信号用の蓄積部Ｃｔｓ２へ出力する。
【００６２】
ＭＯＳトランジスタＭＮは、第１の蓄積部２０３のノイズ信号用の蓄積部Ｃｔｎ１に保持された信号がゲートを介して入力され、ゲートに入力された信号に応じた信号を、ソースを介して第２の蓄積部２０６の光信号用の蓄積部Ｃｔｎ２へ出力する。
【００６３】
このような伝達部５０４は、光信号用のソースフォロワＳＦｓ及びノイズ信号用のソースフォロワＳＦｎを含むので、簡略な構成により、入力インピーダンスが高くでき、出力インピーダンスを低くできる。ここで、伝達部５０４は、第１の蓄積部２０３が保持する電荷そのものを第２の蓄積部２０６へ供給せずに、第１の蓄積部２０３が保持する電荷に応じた信号を第２の蓄積部２０６に供給する点で、第１実施形態と同様である。
【００６４】
なお、伝達部５０４の光信号用のソースフォロワＳＦｓ及びノイズ信号用のソースフォロワＳＦｎは、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ（ＭＯＳトランジスタＭＳ、ＭＯＳトランジスタＭＮ）の代わりにＰ型ＭＯＳトランジスタを含んでいても良い。
【００６５】
次に、本発明の第３実施形態に係る撮像装置６００について、図８〜図１１を用いて説明する。図８は、本発明の第３実施形態に係る撮像装置６００の構成図である。図９は、読み出し回路における１列分の回路構成を示す図である。図１０は、読み出し回路の動作を示すタイミングチャートである。図１１は、リセット電位を説明する図である。以下では、第１実施形態及び第２実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分に関しては説明を省略する。
【００６６】
撮像装置６００は、その基本的な構成は第１実施形態及び第２実施形態と同様であるが、読み出し回路６１０を備える点で第１実施形態及び第２実施形態と異なる。読み出し回路６１０は、第２の蓄積部群１０７と第３の開閉部群１０８との間に第１のリセット部群６０９を含む点で、第１実施形態及び第２実施形態と異なる。
【００６７】
第１のリセット部群６０９に含まれる各列の第１のリセット部７０９は、図９に示すように、第２の蓄積部２０６と第３の開閉部２２０との間に設けられている。第１のリセット部７０９は、光信号用のリセットトランジスタＭＲＳ及びノイズ信号用のリセットトランジスタＭＲＮを含む。光信号用のリセットトランジスタＭＲＳは、光信号用の蓄積部Ｃｔｓ２の電位Ｖ２をリセットする。ノイズ信号用のリセットトランジスタＭＲＮは、ノイズ信号用の蓄積部Ｃｔｎ２の電位Ｖ２をリセットする。すなわち、第１のリセット部７０９は、第２の蓄積部２０６の電位Ｖ２をリセットする。
【００６８】
なお、第１のリセット部７０９は、第２の蓄積部２０６の電位Ｖ２をリセット可能な位置であれば、第２の蓄積部２０６と第３の開閉部２２０との間以外の位置に設けられていても良い。
【００６９】
また、読み出し回路の動作が、図１０に示すように、次の点で第１実施形態及び第２実施形態と異なる。
【００７０】
ＢＬＫｃの期間（第１の期間）において、φＣＴＲがアクティブになる期間に、第１のリセット部７０９の光信号用のリセットトランジスタＭＲＳ及びノイズ信号用のリセットトランジスタＭＲＮがＯＮする。このとき、第２の開閉部２０５はＯＦＦしているので、第１のリセット部７０９は、伝達部５０４と第２の蓄積部２０６との電気的な接続が遮断された状態で、第２の蓄積部の電位Ｖ２をリセットする。すなわち、第１のリセット部７０９は、第１の蓄積部２０３の電位をＶ１、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＭＳ，ＭＮの閾値電圧をＶｔｈｎ、第２の蓄積部２０６の電位をＶ２としたとき、
Ｖ２≦Ｖ１−Ｖｔｈｎ・・・数式１
になるように、第２の蓄積部２０６の電位Ｖ２をリセットする。
【００７１】
そして、φＴＳＮ２がアクティブになる期間にスイッチ２３１，２３２がＯＮする。これにより、光信号用のソースフォロワＳＦｓのＮ型ＭＯＳトランジスタＭＳと、ノイズ信号用のソースフォロワＳＦｎのＮ型ＭＯＳトランジスタＭＮとは、それぞれ、第２の蓄積部２０６に電気的に接続される。この際、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＭＳは、光信号用の蓄積部Ｃｔｓ２の電位Ｖ２を、第１のリセット部７０９によりリセットされた電位（数式１参照）から、光信号用の蓄積部Ｃｔｓ１に保持された信号に応じた電位へ引き上げる。Ｎ型ＭＯＳトランジスタＭＮは、ノイズ信号用の蓄積部Ｃｔｎ２の電位Ｖ２を、第１のリセット部７０９によりリセットされた電位（数式１参照）から、ノイズ信号用の蓄積部Ｃｔｎ１に保持された信号に応じた電位へ引き上げる。すなわち、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＭＳ，ＭＮは、第２の蓄積部２０６に電気的に接続された際に、第２の蓄積部２０６の電位Ｖ２を、第１のリセット部７０９によりリセットされた電位から、第１の蓄積部２０３に保持された信号に応じた電位へ引き上げる。
【００７２】
ここで、第１のリセット部７０９が第２の蓄積部２０６の電位Ｖ２を数式１で示す電位にリセットすべき理由について、図１１を用いて説明する。Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭと定電流源Ｉｃとを含むソースフォロワＳＦがスイッチＳＷを介して容量負荷ＣＬに接続された回路を考える。Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭのゲート電位をＶｇ、ドレイン電位をＶｄ、ソース電位をＶｓ、閾値電圧をＶｔｈ、ドレイン電流をＩｄとする。定電流源Ｉｃが供給する一定の電流値をＩｂとする。容量負荷ＣＬの電位をＶＣＬとする。
【００７３】
スイッチＳＷをＯＮするための信号φＴＳＮ２がアクティブになるタイミングＴｏｎより前の容量負荷ＣＬの電位ＶＣＬの初期値によって場合別けしている。容量負荷ＣＬの電位ＶＣＬが、第２の蓄積部２０６の電位Ｖ２に相当し、Ｖｇの電位が第１の蓄積部２０３の電位Ｖ１に相当する。容量負荷ＣＬの電位ＶＣＬは、定電流源Ｉｃの電流値ＩｂとＮ型ＭＯＳトランジスタＮＭのドレイン電流Ｉｄとの差によって決まる。スイッチＳＷがＯＮするタイミングＴｏｎより前において、
ＶＣＬ≦Ｖｇ−Ｖｔｈ・・・数式２
の場合、タイミングＴｏｎにおいて、ソースフォロワＳＦのＮ型ＭＯＳトランジスタＮＭがＯＮしており、そのドレイン−ソース間にドレイン電流Ｉｄが流れる。図１１に示す回路が５極管で動作するとき、
Ｉｄ∝（Ｖｇ−Ｖｔｈ）２・・・数式３
であるため、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭは、容量負荷ＣＬを瞬時に充電しその電位ＶＣＬを持ち上げる。Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭがそのソース電位Ｖｓ（＝ＶＣＬ）を略Ｖｇ−Ｖｔｈにし、タイミングＴｏｎから時間ΔＴ１経過後に、Ｉｄ＝Ｉｂの電流が流れる状態になり定常状態となる。
【００７４】
一方、スイッチＳＷがＯＮするタイミングＴｏｎより前において、
ＶＣＬ＞Ｖｇ−Ｖｔｈ・・・数式４
の場合、タイミングＴｏｎにおいて、スイッチＳＷがＯＦＦしており、そのドレイン−ソース間にドレイン電流Ｉｄが流れない。そして、定電流源Ｉｃが電流値Ｉｂで容量負荷ＣＬから電荷を引き抜き、単位時間当たり一定の割合で容量負荷ＣＬの電位ＶＣＬを引き下げる。定電流源ＩｃがＮ型ＭＯＳトランジスタＮＭのソース電位Ｖｓ（＝ＶＣＬ）を略Ｖｇ−Ｖｔｈにし、タイミングＴｏｎから時間ΔＴ２経過後に、Ｉｄ＝Ｉｂの電流が流れる状態になり定常状態となる。この場合、定電流源Ｉｃの電流値Ｉｂを大きくすれば、容量負荷ＣＬの電位ＶＣＬを引き下げる時間を短くできるが、常にその電流値Ｉｂが流れることになり、消費電流が増え、良質な撮像装置とはいえない。そこで、消費電流を抑えるために定電流源Ｉｃの電流値Ｉｂも抑えることになり、図１１に示すように、
ΔＴ１＜ΔＴ２・・・数式５
となる傾向にある。
【００７５】
したがって、本実施形態では、第１のリセット部７０９が、伝達部５０４と第２の蓄積部２０６との電気的な接続が遮断された状態で、第２の蓄積部２０６の電位Ｖ２を数式１で示す電位にリセットする。これにより、ＢＬＫｃの期間を短かくでき、撮像装置６００の消費電流を低減できる。
【００７６】
なお、図１２に示すように、伝達部７０４ａは、光信号用のソースフォロワＳＦｓａ及びノイズ信号用のソースフォロワＳＦｎａを含んでも良い。光信号用のソースフォロワＳＦｓａは、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭＳａと定電流源Ｉｓａとを含む。ノイズ信号用のソースフォロワＳＦｎａは、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭＮａと定電流源Ｉｎａとを含む。このとき、第１のリセット部７０９ａは、伝達部７０４ａと第２の蓄積部２０６との電気的な接続が遮断された状態で、第２の蓄積部２０６の電位Ｖ２をリセットする。すなわち、第１のリセット部７０９ａは、第１の蓄積部２０３の電位をＶ１、Ｐ型ＭＯＳトランジスタの閾値電圧をＶｔｈｐ、第２の蓄積部２０６の電位をＶ２としたとき、
Ｖ２≧Ｖ１＋Ｖｔｈｐ・・・数式６
になるように、第２の蓄積部２０６の電位Ｖ２をリセットする。Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭＳａ，ＭＮａは、第２の蓄積部２０６に電気的に接続された際に、第２の蓄積部２０６の電位Ｖ２を、第１のリセット部７０９ａによりリセットされた電位から、第１の蓄積部２０３に保持された信号に応じた電位へ引き下げる。
【００７７】
次に、本発明の第４実施形態に係る撮像装置８００について、図１３〜図１６を用いて説明する。図１３は、本発明の第４実施形態に係る撮像装置８００の構成図である。図１４は、読み出し回路における１列分の回路構成を示す図である。図１５は、読み出し回路の動作を示すタイミングチャートである。以下では、第１実施形態〜第３実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分に関しては説明を省略する。
【００７８】
撮像装置８００は、その基本的な構成は第１実施形態〜第３実施形態と同様であるが、読み出し回路８１０を備える点で第１実施形態〜第３実施形態と異なる。読み出し回路８１０は、第１の開閉部群、第１の蓄積部群、及び伝達部群８０３と、第２の開閉部群８０６とを含む点で、第１実施形態〜第３実施形態と異なる。
【００７９】
第１の開閉部群、第１の蓄積部群、及び伝達部群８０３に含まれる各列の第１の開閉部１１１０、第１の蓄積部１１０３、及び伝達部１１０４は、図１４に示すような回路構成をしている。
【００８０】
すなわち、伝達部１１０４は、反転入力端子及び出力端子に第１の蓄積部１１０３が接続され、出力端子に第２の開閉部１１０５が接続され、非反転入力端子に参照電位Ｖｒｅｆを供給するための端子が接続されている。これにより、伝達部１１０４は、出力端子から第１の蓄積部１１０３を介して帰還された信号及び列信号線ＲＬ１に出力された信号に基づく信号と、基準信号Ｖｒｅｆとの差分を演算して、差動信号を出力する。このようにして、伝達部１１０４は、第１の蓄積部１１０３に保持された信号を第２の開閉部１１０５経由で第２の蓄積部２０６へ伝達する。伝達部１１０４は、第１の蓄積部１１０３が保持する電荷に応じた信号を第２の蓄積部２０６に供給する。第２の開閉部１１０５は、伝達部１１０４の出力端子と第２の蓄積部２０６（Ｃｔｓ２，Ｃｔｎ２）との接続を開閉する。
【００８１】
また、図１４において、開閉部１１０１は、列信号線ＲＬ１と容量Ｃ０とをショートもしくはオープンする。開閉部１１０２は、伝達部１１０４の帰還経路をショートもしくはオープンするである。
【００８２】
この読み出し回路８１０の構成は、一般的に列アンプ方式といわれ、Ｃ０／Ｃｆの比のゲインを掛けることができる。第１の蓄積部１１０３の容量Ｃｆ（Ｃｆ１，Ｃｆ２，Ｃｆ３）は、第１の開閉部１１１０の開閉状態（ＯＮしているスイッチの個数）により、容量を変化することができ、用途に応じてゲインを設定することができる。図１４では、Ｃｆ１が選択された状態を例として示している。
【００８３】
また、読み出し回路８１０の動作が、図１５に示すように、次の点で第１実施形態〜第３実施形態と異なる。
【００８４】
ＢＬＫａの期間（第２の期間）では、信号φＶＬがアクティブになり、列信号線ＲＬ１と開閉部１１０１とを介して、第１の画素Ａ１１から出力されたノイズ信号（ＶＮ）がＣ０に入力される。そして、信号φＰＣＯＲがアクティブになる期間に、開閉部１１０２がＯＮして、第１の蓄積部１１０３の容量Ｃｆ（Ｃｆ１，Ｃｆ２，Ｃｆ３）は、その両端子がＶｒｅｆでリセットされ、その保持していた電荷が電源またはＧＮＤに排出されリセット状態となる。その後、信号φＰＣＯＲがノンアクティブになると、開閉部１１０２がＯＦＦし、第１の画素Ａ１１から出力された光信号（ＶＳ＋ＶＮ）が列信号線ＲＬ１及び開閉部１１０１を介してＣ０に入力される。このとき、伝達部１１０４の出力端子には、
Ｖｏｕｔ１＝（ＶＳ＋ＶＮ−ＶＮ）＊Ｃ０／Ｃｆ
＋Ｖｒｅｆ＋Ｖｏｆｆｓｅｔ・・・数式７
の信号が現れる。すなわち、第１の画素Ａ１１の光信号からノイズ成分が除去された信号にＣ０／Ｃｆのゲインを掛けたＶｒｅｆ基準の出力がＶｏｕｔ１として現れる。ここでＶｏｆｆｓｅｔは、伝達部１１０４のオフセットノイズである。これにより、第１の蓄積部１１０３には、第１の画素Ａ１１の信号として、
Ｖｃｆ＝Ｖｏｕｔ１−Ｖｒｅｆ
＝（ＶＳ＋ＶＮ−ＶＮ）＊Ｃ０／Ｃｆ＋Ｖｏｆｆｓｅｔ・・・数式８
が蓄積される。
【００８５】
次に、ＢＬＫｃの期間（第１の期間）では、信号φＴＳがアクティブになる期間に、数式７で示すＶｏｕｔ１の信号が第１の蓄積部１１０３からスイッチ１２３１を介して第２の蓄積部２０６の光信号用の蓄積部Ｃｔｓ２に伝達される。第２の蓄積部２０６の光信号用の蓄積部Ｃｔｓ２は、Ｖｏｕｔ１の信号を保持する。そして、信号φＴＳがノンアクティブになるとともに信号φＰＣＯＲがアクティブになる期間に、第１の蓄積部１１０３がリセットされ、伝達部１１０４の出力端子には、
Ｖｏｕｔ２＝Ｖｏｆｆｓｅｔ・・・数式９
の信号が現れる。その後、信号φＰＣＯＲがノンアクティブになるとともに信号φＴＮがアクティブになる期間に、数式９で示すＶｏｕｔ２の信号が第１の蓄積部１１０３からスイッチ１２３２を介して第２の蓄積部２０６のノイズ信号用の蓄積部Ｃｔｎ２に伝達される。第２の蓄積部２０６のノイズ信号用の蓄積部Ｃｔｎ２は、Ｖｏｕｔ２の信号を保持する。
【００８６】
なお、第２の蓄積部に信号を書き込む前に第１のリセット部７０９が第２の蓄積部２０６の電位を一旦リセットしてもよい。
【００８７】
ＢＬＫｃの期間（第１の期間）に続くＢＬＫｂの期間（第２の期間）において、信号φＶＬがアクティブになり、列信号線ＲＬ１と開閉部１１０１とを介して、第２の画素Ｂ１１から出力されたノイズ信号（ＶＮ）がＣ０に入力される。そして、信号φＰＣＯＲがアクティブになる期間に、開閉部１１０２がＯＮして、第１の蓄積部１１０３の容量Ｃｆ（Ｃｆ１，Ｃｆ２，Ｃｆ３）は、その両端子がＶｒｅｆでリセットされ、その保持していた電荷が電源またはＧＮＤに排出されリセット状態となる。その後、信号φＰＣＯＲがノンアクティブになると、開閉部１１０２がＯＦＦし、第２の画素Ｂ１１から出力された光信号（ＶＳ＋ＶＮ）が列信号線ＲＬ１及び開閉部１１０１を介してＣ０に入力される。このとき、伝達部１１０４の出力端子には、数式７と同様の信号が現れる。すなわち、第２の画素Ｂ１１の光信号からノイズ成分が除去された信号にＣ０／Ｃｆのゲインを掛けたＶｒｅｆ基準の出力がＶｏｕｔ１として現れる。ここでＶｏｆｆｓｅｔは、伝達部１１０４のオフセットである。これにより、第１の蓄積部１１０３に第２の画素Ｂ１１の信号として、数式８と同様の信号が蓄積される。
【００８８】
また、ＢＬＫｂの期間（第２の期間）において、水平走査信号ＨＳＲにおける列信号線ＲＬ１用の信号ＨＳＲ１がアクティブになる期間にスイッチ２０７及びスイッチ２０８がＯＮして、第１の画素Ａ１１の信号が第２の蓄積部２０６から読み出される。すなわち、第１の画素Ａ１１のＶｏｕｔ１の信号が、光信号用の蓄積部Ｃｔｓ２の容量と第１の水平出力線１２１の有する容量との容量分割により、光信号用の蓄積部Ｃｔｓ２から第１の水平出力線１２１へ読み出される。これにより、第１の画素Ａ１１のＶｏｕｔ１の信号は、第１の水平出力線１２１経由で出力部１２０へ伝達される。第１の画素Ａ１１のＶｏｕｔ２の信号が、ノイズ信号用の蓄積部Ｃｔｎ２の容量と第２の水平出力線１２２の有する容量との容量分割により、ノイズ信号用の蓄積部Ｃｔｎ２から第２の水平出力線１２２へ読み出される。これにより、第１の画素Ａ１１のＶｏｕｔ２の信号は、第２の水平出力線１２２経由で出力部１２０へ伝達される。出力部１２０は、第１の水平出力線１２１により伝達されたＶｏｕｔ１の信号（数式７参照）と、第２の水平出力線１２２により伝達されたＶｏｕｔ２の信号（数式９参照）との差分
ΔＶ＝Ｖｏｕｔ１−Ｖｏｕｔ２
＝（ＶＳ＋ＶＮ−ＶＮ）＊Ｃ０／Ｃｆ＋Ｖｒｅｆ・・・数式１０
を演算して、差動信号ΔＶを画像信号として後段へ出力する。この差動信号ΔＶは、伝達部１１０４のオフセットノイズが除去された信号である。
【００８９】
すなわち、読み出し回路８１０における伝達部１１０４は、ノイズ信号を伝達する動作と光信号を伝達する動作とを同一の列アンプで行う。このため、伝達部１１０４は、同一のオフセットノイズを含むノイズ信号と光信号とを第２の蓄積部２０６へ伝達できる。そして、後段の出力部１２０がノイズ信号と光信号との差分を演算することにより、列アンプのオフセットノイズが除去された画像信号を得ることができる。ここで、伝達部１１０４は、第１の蓄積部１１０３が保持する電荷そのものを第２の蓄積部２０６へ供給せずに、第１の蓄積部１１０３が保持する電荷に応じた信号を第２の蓄積部２０６に供給する点で、第１実施形態と同様である。
【００９０】
なお、出力部１２２０は、図１６に示すように、ダブルエンドの出力であってもよい。
【００９１】
また、図１４に示す読み出し回路８１０において、スイッチ１２３２、ノイズ信号用の蓄積部Ｃｔｎ２、リセットトランジスタＭＲＮ、スイッチ２０８を設けずに、撮像装置８００からは、Ｖｏｕｔ１の信号のみを後段に出力しても良い。そして伝達部１１０４の列毎のオフセット成分のＶｏｕｔ２の信号は、後段の信号処理部（図５参照）で除去してもよい。
【００９２】
例えば、撮像装置８００において光が照射されない画素、通称ＯＢ画素の出力を列毎に求めておくか、暗時出力を列毎に求め、その画素から出力される信号をＶｏｕｔ２の信号としてメモリ部８７等に補正データとして保存しておく。そして、画像信号処理部９７等が撮影毎にＶｏｕｔ１の信号からＶｏｕｔ２の信号を引き算することで容易にオフセット成分を除去することができる。また補正データは、カメラ・ビデオ等の組み立て中に保存したものでもよいし、撮影毎、もしくは、カメラ・ビデオ等の電源を投入したとき、もしくは、カメラ・ビデオ等の使用状況の変化に応じて保存されるものでもよい。
【００９３】
また、ＢＬＫａもしくはＢＬＫｂの期間に、画素の信号を伝達部１１０４が伝達する状態で、すなわち、画素の信号をＣｆに保持した状態でＢＬＫｃの期間を待つ間に、列信号線ＲＬ１に何らかのノイズが飛び込んでくる可能性がある。その可能性を回避する方法として、図１５に示すφＶＬの破線のようにせずに実線のように、ＢＬＫａまたはＢＬＫｂの期間が終了したら、開閉部１１０１を一旦オープンにして、画素の信号をＣｆにサンプルホールドしておくことも有効である。
【００９４】
次に、本発明の第５実施形態に係る撮像装置９００について、図１７〜図１９を用いて説明する。図１７は、本発明の第５実施形態に係る撮像装置９００の構成図である。図１８は、読み出し回路における１列分の回路構成を示す図である。図１９は、読み出し回路の動作を示すタイミングチャートである。以下では、第３実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分に関しては説明を省略する。
【００９５】
撮像装置９００は、その基本的な構成は第３実施形態と同様であるが、読み出し回路９１０を備える点で第３実施形態と異なる。読み出し回路９１０は、伝達部群９０５、第２のリセット部群９１５、及び第４の開閉部群９１１を含む点で、第３実施形態と異なる。伝達部群９０５は、画素配列ＰＡの列ごとに設けられた複数の伝達部１３０４を含む。第２のリセット部群９１５は、画素配列ＰＡの列ごとに設けられた複数の第２のリセット部１３１５を含む。第４の開閉部群９１１は、画素配列ＰＡの列ごとに設けられた複数の第４の開閉部１３１０を含む。
【００９６】
第３実施形態では、伝達部５０４がノイズ信号と光信号とを別々のソースフォロワＳＦｓ，ＳＦｎで第２の蓄積部２０６に伝達するため、ソースフォロワＳＦｓ，ＳＦｎの間にばらつきが存在すると、固定パターンノイズとなって画質劣化の要因となる。つまり、第２の蓄積部２０６に保持されるノイズ信号と光信号とに含まれるソースフォロワのオフセットがそれぞれ異なることになる。すなわち、ソースフォロワＳＦｓのＮ型ＭＯＳトランジスタＭＳの閾値電圧とソースフォロワＳＦｎのＮ型ＭＯＳトランジスタＭＮの閾値電圧とがばらつくために、ノイズ信号と光信号との差分を演算しても除去できずに固定パターンノイズとなる。この固定パターンノイズは列ごとにばらつくので、ノイズ信号と光信号との差分を演算して得られた画像信号による画像において、縦スジ状のノイズとなる。
【００９７】
それに対して本実施形態では、伝達部１３０４は、ノイズ信号用の第１の蓄積部Ｃｔｎ１及び光信号用の第１の蓄積部Ｃｔｓ１が選択的に入力端子に接続され、ノイズ信号用の第２の蓄積部Ｃｔｎ２及び光信号用の第２の蓄積部Ｃｔｓ２が出力端子に接続される。すなわち、伝達部１３０４は、ノイズ信号用のスイッチ１３１２を介してノイズ信号用の第１の蓄積部Ｃｔｎ１が接続され、光信号用のスイッチ１３１１を介して光信号用の第１の蓄積部Ｃｔｓ１が接続される。伝達部１３０４は、ノイズ信号用のスイッチ２３２を介してノイズ信号用の第２の蓄積部Ｃｔｎ２が接続され、光信号用のスイッチ２３２を介して光信号用の第２の蓄積部Ｃｔｓ２が接続される。これにより、伝達部１３０４は、ノイズ信号と光信号とを選択的に共通のソースフォロワＳＦｓｎで第２の蓄積部２０６に伝達できるため、第２の蓄積部２０６に保持されるノイズ信号と光信号とに含まれる固定パターンノイズを同じにできる。すなわち、ソースフォロワＳＦｓｎのＮ型ＭＯＳトランジスタＭＳＮの閾値電圧がばらつくことに起因した固定パターンノイズが、ノイズ信号と光信号との差分を演算することにより除去できる。
【００９８】
なお、第２のリセット部１３１５は、リセット用のトランジスタＭＲＡを含む。伝達部１３０４は、リセット用のトランジスタＭＲＡが入力端子にさらに接続されている。リセット用のトランジスタＭＲＡは、ソースフォロワＳＦｓｎのＮ型ＭＯＳトランジスタＭＳＮのゲートの電位をリセットする。
【００９９】
具体的には、読み出し回路９１０は、図１９に示すように駆動される。なお、φＣＴＲは、図１０に示すφＣＴＲと同様である。
【０１００】
ＢＬＫｃの期間（第１の期間）において、φＣＴＲがアクティブになる期間に、φＲもアクティブになる。これにより、リセット用のトランジスタＭＲＡは、ソースフォロワＳＦｓｎのＮ型ＭＯＳトランジスタＭＳＮのゲートの電位を（例えば、グランドレベルに）リセットする。
【０１０１】
そして、φＴＳ２がアクティブになる期間に、φＴＳ３もアクティブになる。これにより、光信号用の第１の蓄積部Ｃｔｓ１に保持された光信号は、光信号用のスイッチ１３１１、伝達部１３０４、及び光信号用のスイッチ２３１を介して、光信号用の第２の蓄積部Ｃｔｓ２に伝達される。
【０１０２】
その後、φＲが再度アクティブになる。これにより、リセット用のトランジスタＭＲＡは、ソースフォロワＳＦｓｎのＮ型ＭＯＳトランジスタＭＳＮのゲートの電位を（例えば、グランドレベルに）再度リセットする。
【０１０３】
さらに、φＴＮ２がアクティブになる期間に、φＴＮ３もアクティブになる。これにより、ノイズ信号用の第１の蓄積部Ｃｔｎ１に保持されたノイズ信号は、ノイズ信号用のスイッチ１３１２、伝達部１３０４、及びノイズ信号用のスイッチ２３２を介して、ノイズ信号用の第２の蓄積部Ｃｔｎ２に伝達される。
【０１０４】
φＴＮ２がアクティブになる前に、φＲを再度アクティブにして、リセット用のトランジスタＭＲＡが再度リセットを行うようにする理由は次の通りである。光信号用の第１の蓄積部Ｃｔｓ１に保持された光信号は、入射光量に応じて変化するので、伝達部１３０４の入力端子（入力ノードＮＸ１）の寄生容量Ｃｐ１に残留する信号（残留信号）も光に応じて大きくばらつく。これにより、φＴＮ２がアクティブになる期間に、伝達部１３０４は、ノイズ信号用の第１の蓄積部Ｃｔｎ１に保持された信号と、ばらつきを有する残留信号とに応じた信号を、出力端子から出力することになる。したがって、φＲを再度アクティブにしないと、入射光量に応じた線形性が悪くなり、良好な信号を得られなくなる可能性がある。
【０１０５】
なお、図２０に示すように、φＴＮ２及びφＴＮ３がアクティブになる期間をφＴＳ２及びφＴＳ３がアクティブになる期間よりも前にすれば、φＲを再度アクティブにする必要がない。その理由は次の通りである。
【０１０６】
ノイズ信号用の第１の蓄積部Ｃｔｎ１に保持されたノイズ信号が入射光量に依存せずほぼ一定であるので、伝達部１３０４の入力端子の寄生容量に残留する信号（残留信号）も入射光量に依存せずほぼ一定である。これにより、φＴＳ２がアクティブになる期間に、伝達部１３０４は、光信号用の第１の蓄積部Ｃｔｓ１に保持された信号と、ほぼ一定の残留信号とに応じた信号を、出力端子から出力することになる。したがって、φＲを再度アクティブにしなくても、入射光量に応じた線形性が悪化せず、若干のゲイン低下が起こるのみである。そのゲイン低下の量は、伝達部１３０４の入力端子の寄生容量と光信号用の第１の蓄積部Ｃｔｓ１との容量値の比になる。
【０１０７】
例えば、伝達部１３０４の入力端子の寄生容量は、数十ｆＦである。光信号用の第１の蓄積部Ｃｔｓ１の容量は、通常、数ｐＦで設計される。この場合、ゲインの低下は、図１９の駆動方法に対して数パーセントであり問題ない。図２０の駆動方法によれば、φＲを再度アクティブにしないので、図１９の駆動方法に比べて、読出し時間を短縮できる。
【０１０８】
次に、本発明の第６実施形態に係る撮像装置１０００について、図２１〜図２３を用いて説明する。図２１は、本発明の第６実施形態に係る撮像装置１０００の構成図である。図２２は、読み出し回路における１列分の回路構成を示す図である。図２３は、読み出し回路の動作を示すタイミングチャートである。以下では、第５実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分に関しては説明を省略する。
【０１０９】
撮像装置１０００は、その基本的な構成は第５実施形態と同様であるが、読み出し回路１０１０を備える点で第５実施形態と異なる。読み出し回路１０１０は、第１のリセット部群６０９及び第２のリセット部群９１５を含まず、伝達部群１００５を含む点で、第５実施形態と異なる。伝達部群１００５は、画素配列ＰＡの列ごとに設けられた複数の伝達部１４０４を含む。
【０１１０】
伝達部１４０４は、ノイズ信号と光信号とに共通のバッファーアンプＡＭＳＮを含む。これにより、第１の蓄積部２０３に保持されたノイズ信号と光信号とを選択的に共通のバッファーアンプＡＭＳＮで第２の蓄積部２０６に伝達できる。このため、第２の蓄積部２０６に保持されるノイズ信号と光信号とに含まれる固定パターンノイズを同じにできる点は、第５実施形態と同様である。
【０１１１】
なお、バッファーアンプＡＭＳＮは、入力された信号を増幅して出力する点で、第５実施形態におけるソースフォロワＳＦｓｎと同様である。
【０１１２】
第５実施形態では、ソースフォロワＳＦｓｎの入力ノードＮＸ１の寄生容量Ｃｐ１をリセット用のトランジスタＭＲＡがリセット（初期化）している。これにより、寄生容量Ｃｐ１の残留電荷が排斥されるので、入射光量に応じた線形性が悪くなることを回避できる。
【０１１３】
それに対して、本実施形態では、バッファーアンプＡＭＳＮの入力ノードＮＸ２の寄生容量Ｃｐ２をリセットするためのトランジスタを設けなくても、下記の様な動作を行うので、入射光量に応じた線形性が悪くなることを回避できる。
【０１１４】
すなわち、読み出し回路１０１０の動作が、図２３に示すように、次の点で第５実施形態と異なる。
【０１１５】
時刻t１において、φTN1をアクティブにし、列信号線ＲＬ１から光信号用の蓄積部Cｔｎ1へノイズ信号を転送する。その際同時に、φTN2をアクティブにし、バッファーアンプＡＭＳＮの入力ノードＮＸ２へもノイズ信号を転送し、入力ノードＮＸ２の電位をリセットレベルVnにする。これにより、入力ノードＮＸ２の初期電位はノイズ信号用の蓄積部Cｔｎ1と同一電位のVnとなる。すなわち、画素から出力されたノイズ信号を用いて入力ノードＮＸ２をリセットするので、寄生容量Ｃｐ２をリセットするためのトランジスタを設けなくても寄生容量Ｃｐ２をリセットすることができる。
【０１１６】
時刻ｔ２において、φTN2をノンアクティブにし、列信号線ＲＬ１からノードＮＸ２への経路を遮断する。これにより、寄生容量Ｃｐ２のリセットが完了する。
【０１１７】
時刻ｔ３において、φTN1をノンアクティブにする。これにより、ノイズ信号用のスイッチ２０２がオフするので、ノイズ信号用の蓄積部Ｃｔｎ１がノイズ信号を保持する。
【０１１８】
時刻t４において、φＴＳ１をアクティブにする。これにより、スイッチ２０１は、オンして、列信号線ＲＬ１〜ＲＬ４を介して伝達されたの光信号を光信号用の蓄積部Cｔｓ1へ転送する。
【０１１９】
時刻ｔ５において、φＴＳ１をノンアクティブにする。これにより、スイッチ２０１がオフするので、光信号用の蓄積部Cｔｓ1は、転送された光信号を保持する。その際の信号電圧をVsとすると、光信号用の蓄積部Cｔｓ1にはVn+Vsなる電圧が保存されることになる。
【０１２０】
時刻t６において、φＴＮ２をアクティブにして、ノイズ信号用の蓄積部Cｔｎ1に保持されたノイズ信号を、ノイズ信号用の蓄積部Cｔｎ1の容量値と寄生容量Cp２の容量値との容量分割により、ノードＮＸ２に読み出す。このとき、ノイズ信号用の蓄積部Cｔｎ1により保持された電圧と寄生容量Cp２により保持された電圧とが一のVnであるため、ノードＮＸ２の電圧の変化は生じない。すなわち、ノードＮＸ２に読み出されるノイズ信号は、
Ｖｘｎ＝Ｖｎ・・・数式１１
となる。
【０１２１】
また、φTN3をアクティブにして、ノードＮＸ２に読み出されたノイズ信号を、バッファーアンプＡＭＳＮを介してノイズ信号用の蓄積部Cｔｎ2に伝搬させる。
【０１２２】
時刻ｔ７において、φＴＮ３をノンアクティブにする。これにより、スイッチ２３２がオフするので、ノイズ信号用の蓄積部Cｔｎ2は、転送されたノイズ信号を保持する。
【０１２３】
時刻ｔ８において、φＴＮ２をノンアクティブにする。これにより、スイッチ１３１２がオフする。
【０１２４】
時刻ｔ９において、φＴＳ２をアクティブにして、光信号用の蓄積部Cｔｓ1に保持された光信号を、光信号用の蓄積部Cｔｓ1の容量値と寄生容量Cp２の容量値との容量分割により、ノードＮＸ２に読み出す。
【０１２５】
ここで、光信号用の蓄積部Cｔｓ1の容量値をＣ１とすると、光信号用の蓄積部Cｔｓ1における基準側（グランド側）電極に対向した電極には、
Ｑ１＝Ｃ１＊（Ｖｓ＋Ｖｎ）・・・数式１２
の電荷が蓄積されている。また、寄生容量Cp２の容量値をＣｐとすると、ノードＮＸ２には、
Ｑｐ＝Ｃｐ＊Ｖｎ・・・数式１３
の電荷が蓄積されている。ノードＮＸ２に読み出される光信号は、
Ｖｘｓ＝（Ｑ１＋Ｑｐ）／（Ｃ１＋Ｃｐ）
＝｛Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃｐ）｝＊Ｖｓ＋Ｖｎ・・・数式１４
になる。
【０１２６】
また、ΦTＳ3をアクティブにして、ノードＮＸ２に読み出された光信号を、バッファーアンプＡＭＳＮを介して光信号用の蓄積部Cｔｓ2に伝搬させる。
【０１２７】
時刻ｔ１０において、φＴＳ３をノンアクティブにする。これにより、スイッチ２３１がオフするので、光信号用の蓄積部Cｔｓ2は、転送された光信号を保持する。
【０１２８】
時刻ｔ１１において、φＴＳ２をノンアクティブにする。これにより、スイッチ１３１１がオフする。
【０１２９】
その後、出力部１２０（図２１参照）により、数式１１に示すＶｘｎと数式１４に示すＶｘｓとの差分がとられて生成される画像信号は、
ΔＶ＝Ｖｘｎ−Ｖｘｓ
＝｛Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃｐ）｝＊Ｖｓ・・・数式１５
となる。数式１５に示されるように、ノイズ信号Ｖｎが除去された画像信号ΔＶが得られる。
【０１３０】
このように、本実施形態によれば、第２のリセット部（リセット用のトランジスタＭＲＡ）を設けなくても、伝達部の入力ノードの寄生容量をリセットすることができる。これにより、入射光量に応じた線形性が悪くなることを回避できる。
【０１３１】
なお、第６実施形態では、ノイズ信号用の蓄積部Cｔｎ1とノードＮＸ２とが同電位となるようにノードＮＸ２をリセットする。そして、蓄積部Cｔｎ1に保持されたノイズ信号を、ノイズ信号用の蓄積部Cｔｎ1の容量値とノードＮＸ２の寄生容量Ｃｐ２の容量値との容量分割により、ノードＮＸ２へ読み出している。
【０１３２】
その代わりに、光信号用の蓄積部Cｔｓ1とノードＮＸ２とが同電位となるようにノードＮＸ２をリセットしてもよい。そして、蓄積部Cｔｓ1に保持された光信号を、光信号用の蓄積部Cｔｎ1の容量値とノードＮＸ２の寄生容量Ｃｐ２の容量値との容量分割により、ノードＮＸ２へ読み出してもよい。
【０１３３】
この場合、図２４に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２の期間にφＴＮ１をアクティブにする代わりに、時刻ｔ４ｉ〜ｔ１２ｉの期間にφＴＳ２をアクティブにする。
【０１３４】
時刻ｔ１２ｉにおいて、φＴＳ２をノンアクティブにする。これにより、光信号用の蓄積部Cｔｓ1とノードＮＸ２とにはVn+Vsなる電圧がそれぞれ保存されることになる。すなわち、画素から出力された光信号を用いて入力ノードＮＸ２をリセットするので、寄生容量Ｃｐ２をリセットするためのトランジスタを設けなくても寄生容量Ｃｐ２をリセットすることができる。
【０１３５】
時刻t６において、φＴＮ２をアクティブにして、ノイズ信号用の蓄積部Cｔｎ1に保持されたノイズ信号を、ノイズ信号用の蓄積部Cｔｎ1の容量値と寄生容量Cp２の容量値との容量分割により、ノードＮＸ２に読み出す。
【０１３６】
ここで、ノイズ信号用の蓄積部Cｔｎ1の容量値をＣ２とすると、ノイズ信号用の蓄積部Cｔｎ1における基準側（グランド側）電極に対向した電極には、
Ｑ２＝Ｃ２＊Ｖｎ・・・数式１６
の電荷が蓄積されている。また、寄生容量Cp２の容量値をＣｐとすると、ノードＮＸ２には、
Ｑｐ＝Ｃｐ＊（Ｖｓ＋Ｖｎ）・・・数式１７
の電荷が蓄積されている。ノードＮＸ２に読み出されるノイズ信号は、
Ｖｘｎ＝（Ｑ２＋Ｑｐ）／（Ｃ２＋Ｃｐ）
＝｛Ｃｐ／（Ｃ２＋Ｃｐ）｝＊Ｖｓ＋Ｖｎ・・・数式１８
となる。
【０１３７】
時刻ｔ９において、φＴＳ２をアクティブにして、光信号用の蓄積部Cｔｓ1に保持された光信号を、光信号用の蓄積部Cｔｓ1の容量値と寄生容量Cp２の容量値との容量分割により、ノードＮＸ２に読み出す。このとき、ノードＮＸ２に読み出される光信号は、
Ｖｘｓ＝Ｖｓ＋Ｖｎ・・・数式１９
になる。
【０１３８】
その後、出力部１２０（図２１参照）により、数式１８に示すＶｘｎと数式１９に示すＶｘｓとの差分がとられて生成される画像信号は、
ΔＶ＝Ｖｘｎ−Ｖｘｓ
＝｛Ｃ２／（Ｃ２＋Ｃｐ）｝＊Ｖｓ・・・数式２０
となる。数式２０に示されるように、ノイズ信号Ｖｎが除去された画像信号ΔＶが得られる。
【０１３９】
このように、本変形例によっても、第２のリセット部（リセット用のトランジスタＭＲＡ）を設けなくても、伝達部の入力ノードの寄生容量をリセットすることができる。これにより、入射光量に応じた線形性が悪くなることを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の構成図。
【図２】読み出し回路における１列分の回路構成を示す図。
【図３】読み出し回路の動作を示すタイミングチャート。
【図４】伝達部の回路構成を示す図。
【図５】第１実施形態に係る撮像装置を適用した撮像システムの構成図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る撮像装置３００の構成図。
【図７】読み出し回路における１列分の回路構成を示す図。
【図８】本発明の第３実施形態に係る撮像装置６００の構成図。
【図９】読み出し回路における１列分の回路構成を示す図。
【図１０】読み出し回路の動作を示すタイミングチャート。
【図１１】リセット電位を説明する図。
【図１２】読み出し回路における１列分の回路構成を示す図（変形例）。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る撮像装置８００の構成図
【図１４】読み出し回路における１列分の回路構成を示す図。
【図１５】読み出し回路の動作を示すタイミングチャート。
【図１６】出力部の構成を示す図。
【図１７】本発明の第５実施形態に係る撮像装置９００の構成図
【図１８】読み出し回路における１列分の回路構成を示す図。
【図１９】読み出し回路の動作を示すタイミングチャート。
【図２０】読み出し回路の動作を示すタイミングチャート。
【図２１】本発明の第６実施形態に係る撮像装置１０００の構成図。
【図２２】読み出し回路における１列分の回路構成を示す図。
【図２３】読み出し回路の動作を示すタイミングチャート。
【図２４】読み出し回路の動作を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【０１４１】
９０  撮像システム
１００，３００，６００，８００，９００  撮像装置
１０１  垂直走査回路（駆動部）
１０２  水平走査回路（駆動部）
１１０，３１０，６１０，８１０，９１０  読み出し回路
２０３，１１０３  第１の蓄積部
２０６  第２の蓄積部
２０４，５０４，１１０４，１３０４  伝達部
１２０，１２２０  出力部
【図１】
0004673396.tif 000002
【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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【図２４】
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