(57)【要約】【課題】  ＯＢ画素を用いたクランプの誤動作を改善する。【解決手段】  第２垂直走査回路ＶＳＲ２を２回動作させ、続いて第１垂直走査回路ＶＳＲ１を動作させることで、電圧変動の影響を受けているＶＯＢ２およびＶＯＢ２ａと、電圧変動の影響を受けていないＶＯＢ１を出力させることができるので、ＶＯＢ２およびＶＯＢ２ａをクランプすることによりクランプ電圧が電圧変動に素早く追随するとともに、ＶＯＢ１による通常のＶＯＢクランプ動作が可能になる。【選択図】  図８
2013106184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を電気信号に変換して出力する撮像素子を備える撮像装置において、
撮像素子が、
有効画素領域、
遮光された第一の黒基準画素領域、
有効画素領域の信号を出力するための第一の読み出し手段、および、
第一の黒基準画素領域の信号を出力するための第二の読み出し手段を有し、
第二の読み出し手段を用いて、第一の黒基準画素領域の信号を必要な回数出力させた後に、第一の読み出し手段を用いて、有効画素領域の信号を出力させること
を特徴とする撮像装置。
【請求項２】
撮像装置が、
第一の黒基準画素領域から出力される信号をクランプするクランプ回路を備えること
を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
撮像素子が、
第一の読み出し手段により信号を出力する第二の黒基準画素領域を有し、
クランプ回路が、
第二の黒基準画素領域から出力される信号をクランプすること
を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
クランプ回路において、
第一の黒基準画素領域から出力される信号をクランプする時の時定数が、第二の黒基準画素領域から出力される信号をクランプする時の時定数より小さいこと
を特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
撮像装置が、
撮像素子の出力に応じて、
第二の読み出し手段を動作させる回数を選択すること
を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
第一の黒基準画素が、有効画素領域の垂直方向の少なくとも一方にあり、
第二の黒基準画素が、有効画素領域の垂直方向の少なくとも一方にあること
を特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
第一の黒基準画素が、有効画素領域の水平方向の少なくとも一方にあり、
第二の黒基準画素が、有効画素領域の水平方向の少なくとも一方にあること
を特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置におけるＯＢ画素を用いたクランプ動作の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像素子の進歩によりデジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置の発展が著しい。
【０００３】
これら撮像素子を用いた撮像装置においては、温度などの撮像条件の変化に伴って変化する暗電流のＤＣ成分を取り除くために、ＯＢ画素を用いたＯＢクランプ回路が設けられている。
【０００４】
このようなＯＢクランプの方式では、クランプ基準画素（黒基準画素）として、垂直ＯＢ（ＶＯＢ）画素や水平ＯＢ（ＨＯＢ）画素が用意されている。
【０００５】
ただし、ＯＢクランプ回路の方式を問わず、ＯＢ画素からは正常な信号が出力されていることが前提である。
【０００６】
また、これらの撮像装置では、映像信号期間と帰線期間とを持つ信号を処理するが、映像信号期間と帰線期間とで、信号のＤＣレベルが急激に変動することがある。
【０００７】
例えば、特許文献１に記載の撮像装置では、フレームトランスファと呼ばれる電荷の高速転送が帰線期間に行われる。
【０００８】
このため、映像信号期間と比較すると倍程度の電力が帰線期間で消費される。
【０００９】
撮像装置に電力を供給するための電源の電流供給能力が低く、電源が電源電圧を一定の保つのに十分な容量を有していない場合、特許文献１の図２に示すように、負荷が重い帰線期間が終了した後の映像信号期間の初頭において、電源電圧が変動する。
【００１０】
これを受けて、映像信号期間の初頭において、映像信号が歪んでしまう期間が生じる。
【００１１】
この場合、ＯＢクランプ回路が働いていたとしても、ＯＢ領域から出力される信号自身が大きく変化しているため、ＯＢクランプ回路が変化に追いつけなくなり、クランプが誤動作して、映像信号期間の初頭において、画質劣化を生じてしまうという問題がある。
【００１２】
そこで、特許文献１においては、それぞれ直流電力を供給できる基準電圧発生部と副制御部を設け、映像信号期間は基準電圧発生部から直流電力を供給し、帰線期間は基準電圧発生部と副制御部の両方をから直流電力を供給することで、電圧変動の発生を防止する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平７−１３１６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、負荷が重い帰線期間の間に、電流供給能力を高めて安定した電圧を供給するので、帰線期間と映像信号期間との負荷の変動差が大きくなるにつれて、高精度に電圧を安定させる必要があり、回路の規模が大きくなってしまう。
【００１５】
また、負荷の変動差が時間の経過と共に変化する場合は、その変化に追随するための検出回路と制御可能な電源回路が必要になり、このことも回路の規模を大きくしてしまう要因となる。
【００１６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされ、回路規模の増大を抑えつつ、電圧変動の影響を低減することで、ＯＢ画素を用いたクランプの誤動作を改善し、映像信号期間の初頭における映像信号の歪みを解消する技術を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の撮像装置は、
光信号を電気信号に変換して出力する撮像素子を備える撮像装置において、
撮像素子が、
有効画素領域、
遮光された第一の黒基準画素領域、
有効画素領域の信号を出力するための第一の読み出し手段、および、
第一の黒基準画素領域の信号を出力するための第二の読み出し手段を有し、
第二の読み出し手段を用いて、第一の黒基準画素領域の信号を必要な回数出力させた後に、第一の読み出し手段を用いて、有効画素領域の信号を出力させること
を特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電圧変動の影響を低減することで、ＯＢ画素を用いたクランプの誤動作を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】撮像装置の構成を示す図
【図２】撮像素子の構成を示す図
【図３】撮像素子の画素とサンプルホールド回路の構成を示す図
【図４】撮像素子の画素配列を示す図
【図５】遮光画素の構成を示す図
【図６】撮像装置の動作タイミングを示す図
【図７】第１の実施形態の動作タイミングを示す図
【図８】第１の実施形態の動作タイミングを示す図
【図９】第１の実施形態の動作タイミングを示す図
【図１０】第２の実施形態の動作タイミングを示す図
【図１１】撮像素子の構成を示す図
【図１２】撮像素子の画素配列を示す図
【図１３】撮像装置の動作タイミングを示す図
【図１４】第３の実施形態の動作タイミングを示す図
【図１５】第３の実施形態の動作タイミングを示す図
【図１６】第３の実施形態の動作タイミングを示す図
【図１７】第４の実施形態の動作タイミングを示す図
【図１８】遮光画素の構成を示す図
【図１９】第５の実施形態の動作タイミングを示す図
【図２０】第５の実施形態の動作タイミングを示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００２１】
なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００２２】
本発明の撮像装置は、動画機能付き電子スチルカメラやビデオカメラなどにより実現され、高画素数の撮像素子、これにより得られる画像を表示可能な画像表示部、および、記録可能な画像記録部を備える。
【００２３】
図１は、本発明の撮像装置の構成を示す図である。
【００２４】
図１において、本発明の撮像装置は、光学系１、撮像素子２、駆動回路部３、前処理部４、信号処理部５、画像データを記憶するメモリ部６、画像表示部７、画像記録部８、操作部９および同期制御部１０から構成される。
【００２５】
光学系１は、被写体像を撮像素子２に結像させる合焦レンズ、光学ズームを行うズームレンズ、被写体像の明るさを調整する絞り、露光を制御するシャッタからなり、これらは駆動回路３により駆動される。
【００２６】
撮像素子２は、水平垂直方向に配列された複数の画素と、これら画素から読み出された信号を所定の順番で出力する回路を有する。詳細は図３を参照して後述する。
【００２７】
駆動回路部３は、同期制御部１０からの制御信号により、定電圧やドライブ能力を強化させたパルスを供給することで、光学系１および撮像素子２を駆動する。さらに、同期制御部１０からの制御信号を撮像素子２へ伝達する機能も備える。
【００２８】
前処理部４は、同期制御部１０からの制御信号により制御され、撮像素子２から出力されるアナログ信号に含まれるリセットノイズなどのノイズ成分を除去する相関２重サンプリング回路（ＣＤＳ回路）を有する。また、ノイズが除去された信号の振幅を調整するゲインコントールアンプ、信号を所定の電圧にクランプするクランプ回路、さらに、振幅が調整されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を有する。
【００２９】
本発明においては、この前処理部４において、ＶＯＢ領域やＨＯＢ領域から読み出される黒基準信号を用いたクランプ動作を実施する。
【００３０】
クランプ回路は、クランプパルスが有効になっているクランプ期間に、ＶＯＢ領域やＨＯＢ領域の出力信号を検出し、検出した出力信号を所定期間にわたって積分し、積分した信号をクランプ電圧としてクランプ動作を実施する。
【００３１】
そして、クランプ電圧とあらかじめ決められたクランプ基準電圧との差を検出前の出力信号から減算することでフィードバックし、クランプ回路のクランプ電圧をクランプ基準電圧に収束させるように働く。
【００３２】
そして、クランプ電圧にクランプされたＯＢ領域を基準にして、その後の信号処理を行う。
【００３３】
また、クランプ回路内で積分したクランプ電圧とあらかじめ決められたクランプ基準電圧との差をフィードバックする割合を変更することで、クランプの時定数（効き具合）を変更することができる。
【００３４】
例えば、クランプの時定数を大きくすると、フィードバックの割合を小さくすることになり、クランプ基準電圧に収束するまでの時間はかかるが、出力信号の変化に対して、安定したクランプを行うことができる。
【００３５】
また、クランプの時定数を小さくすると、フィードバックの割合を大きくすることになり、早くクランプ基準電圧に収束するが、出力信号の変化に敏感に反応してしまうことになる。
【００３６】
そして、クランプの時定数の変更も同期制御部１０からの制御信号により制御される。
【００３７】
信号処理部５は、同期制御部１０からの制御信号により制御され、前処理部４から送出されるデジタル信号に変換された出力信号に対して適切な信号処理を行い画像データに変換する。また、信号処理部５は、メモリ部６や画像記録部８へデジタル信号に変換された出力信号や画像データを出力する。また、信号処理部５は、メモリ部６や画像記録部８からのデジタル信号に変換された出力信号や画像データを受けて信号処理を行う。さらに、撮像素子２の出力信号から合焦状態や露光量等の測光データを検出し、同期制御部１０に送出する機能も備える。
【００３８】
本発明においては、この信号処理部５において、ＨＯＢ領域から読み出される黒基準信号を用いたデジタルクランプ動作を実施する。デジタルクランプ動作は、ＨＯＢ領域の黒基準信号の加算平均を計算し、撮像素子から出力される出力信号から減算することで実現できる。
【００３９】
メモリ部６は、同期制御部１０からの制御信号により制御され、デジタル信号に変換された撮像素子２の出力信号や、信号処理された画像データを一時的に記憶する。さらに、表示用の画像データを画像表示部７へ出力する機能も備える。
【００４０】
画像表示部７は、同期制御部１０からの制御信号により制御され、メモリ部６に記憶する表示用の画像データを、撮影前の構図決めや撮影後の画像の確認のために表示するもので、電子ビューファインダー（ＥＶＦ）や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）で構成される。また、画像表示部７には、一般に撮像素子２の垂直画素数より表示画素数が少ないものが用いられ、本発明でも画像表示部７の表示画素数は、撮像素子２の出力画素数より少ないものとする。
【００４１】
画像記録部８は、着脱可能なメモリ等を備え、同期制御部１０からの制御信号により制御され、信号処理部５から送出されるデジタル信号に変換された出力信号や画像データの記録や着脱可能なメモリからの読み込みを行うことができる。
【００４２】
操作部９は、スイッチ、押しボタン、レバー、ダイアル等の操作部材を用いた外部からの指示を同期制御部１０へ伝達する。外部からの指示としては、例えば、撮像装置の電源スイッチの状態、撮影を指示する押しボタンの状態、光学ズームや電子ズームを指示するボタンやレバーの状態あるいは撮影モードを選択するモードダイアルの状態などがある。また、操作部９は、撮影前の画像表示の指示、撮影の各種指示、撮影した画像の表示あるいは撮像装置の動作を予め指示するメニュー操作等を同期制御部１０に伝達する。さらに、操作部９は、同期制御部１０からの制御信号により、ＬＣＤやＬＥＤ等の表示装置あるいは画像表示部７を用いて、撮像装置の状態を表示することができる。また、画像表示部７を表示装置とし、画像表示部７に装着したタッチパネルを操作部材として用いて、オンスクリーンでの操作を行う構成であってもよい。
【００４３】
同期制御部１０は、操作部９からの指示により撮像装置全体を制御する。また、信号処理部５から送出される合焦状態や露光量等の測光データに応じて、光学系１を制御して、最適な被写体像を撮像素子２に結像させる。さらに、メモリ部６の使用状況や画像記録部８のメモリの着脱状態や使用状況を検出することもできる。
【００４４】
次に、本発明の撮像装置の主な動作について説明する。
【００４５】
＜表示画像の制御＞
（１）操作部９の電源スイッチからの指示により電源がオンされる。
（２）信号処理部５で撮像素子２からの画像信号を表示用の画像データに変換して、画像表示部７に表示するとともに、測光データを検出し、同期制御部１０に送出される。
（３）測光データに基づいて同期制御部１０は光学系１を制御する。
（４）（２）および（３）を繰り返すとともに、操作部９からの指示を待つ。
【００４６】
＜静止画撮影の制御＞
（１）操作部９の撮影スイッチからの指示により静止画撮影の制御が開始される。
（２）信号処理部５で撮像素子２からの画像信号から測光データを検出し、同期制御部１０に送出される。
（３）測光データに基づいて同期制御部１０が光学系１を制御する。
（４）撮像素子２において、静止画記録用の露光と信号の出力を行う。
（５）信号処理部５で、撮像素子２からの画像信号を記録用の画像データに変換して、画像記録部８に送出し、着脱可能なメモリに記録するとともに、表示用の画像データに変換して、画像表示部７に表示する。
（６）＜表示画像の制御＞の（４）に戻る。
【００４７】
＜動画撮影の制御＞
（１）操作部９の撮影スイッチからの指示により動画撮影の制御が開始される。
（２）信号処理部５で撮像素子２からの画像信号を記録用の画像データに変換して、画像記録部８に送出し、着脱可能なメモリに記録するとともに、表示用の画像データに変換して、画像表示部７に表示する。
（３）信号処理部５で撮像素子２からの画像信号から測光データを検出し、同期制御部１０に送出する。
（４）測光データに応じて同期制御部１０は光学系１を制御する。
（５）撮像素子２において、動画記録用の露光と信号の出力を行う。
（６）（２）〜（５）を繰り返すとともに、操作部９からの指示を待つ。
【００４８】
次に、このような撮像装置において、映像信号期間の初頭における映像信号の歪みを解消する方法について説明する。
【００４９】
（第１の実施形態）
図１に加えて、図２から図９を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００５０】
図２は、撮像素子２（ＣＭＯＳ型イメージセンサ）の概略を示す図である。
【００５１】
撮像素子２は、図２に示すように、半導体基板２００上に、第１画素領域２０１、第２画素領域２０２、第１垂直走査回路２０３、第２垂直走査回路２０４、垂直制御部２０５、負荷回路２１０、水平読み出し回路２１１、第１水平走査回路２１２、水平制御部２１５、タイミング部２２０、出力回路２３０などを設けたものである。
【００５２】
第１画素領域２０１および第２画素領域２０２は、多数の画素を２次元マトリクス状に配置したものであり、各画素の詳細は、図３を参照して後述する。第１垂直走査回路２０３および第２垂直走査回路２０４は、それぞれ第１画素領域２０１および第２画素領域２０２の各画素を１行ずつ選択し、各画素のシャッタ動作や読み出し動作を駆動制御する。垂直制御部２０５は、第１垂直走査回路２０３および第２垂直走査回路２０４の動作を制御する。第１画素領域２０１および第２画素領域２０２の各画素の信号は、垂直１列の画素に共通して接続されている垂直信号線を通して水平読み出し回路２１１に出力される。
【００５３】
負荷回路２１０は、垂直信号線を通して接続する各画素にバイアス電流を供給するための電流源である。
【００５４】
水平読み出し回路２１１は、画素毎の信号を垂直信号線を通して１行分ずつ受け取り、所定の信号処理を行って、その信号を一時保持する。信号処理としては、例えばＣＤＳ処理、ＡＧＣ処理、ＡＤ変換処理などを適宜行うものとする。第１水平走査回路２１２は、水平制御部２１５により制御され、水平読み出し回路２１１の信号を１画素分ずつ選択し、出力回路２３０に出力する。
【００５５】
出力回路２３０は、差動増幅回路として働く電流増幅回路や電圧増幅回路からなり、水平読み出し回路２１１から送られてきた信号を適切な電流増幅や電圧増幅して、出力端子２３１を介して前処理部４へ出力する。
【００５６】
なお、前処理部４や水平読み出し回路２１１でＡＤ変換を行う代わりに、出力回路２３０で行うようにしてもよい。タイミング部２２０は、制御入力端子２２１を介しての同期制御部１０からの制御信号により制御され、撮像素子２の各部の動作に必要な各種のパルス信号などを作成する。
【００５７】
図３は、撮像素子２の画素１１０、負荷回路２１０および水平読み出し回路２１１の回路構成例を示す図である。点線で囲われた画素１１０は、第１画素領域２０１あるいは第２画素領域２０２を構成する画素の一つを代表して示す。負荷回路２１０および水平読み出し回路２１１は、垂直１列の画素に共通して接続された垂直信号線１０１毎に接続されているが、図３においては、画素１１０を含む垂直信号線１０１に接続されている回路だけを代表して示す。
【００５８】
図３において、画素１１０は、垂直制御線１２０および垂直信号線１０１により他の回路と接続される。垂直制御線１２０は、対応する第１垂直走査回路２０３あるいは第２垂直走査回路２０４に接続すると共に、水平１行の画素に共通して接続され、水平１行の画素を同時に制御することで、リセットや信号読み出しが可能になっている。
【００５９】
垂直信号線１０１は、負荷回路２１０および水平読み出し回路２１１に接続すると共に、垂直１列の画素に共通して接続され、画素の信号を出力する。垂直制御線１２０は、リセット制御線１２１、垂直アドレス線１２２、転送制御線１２３をまとめて示す。
【００６０】
光電変換素子Ｄ１は、光を電荷に変換すると共に、変換された電荷を蓄積するものであり、ＰＮ接合のＰ側が接地され、Ｎ側が転送トランジスタ（転送スイッチ）Ｔ３のソースに接続されている。
【００６１】
転送トランジスタ（転送スイッチ）Ｔ３は、ゲートが転送制御線１２３に接続し、ドレインがＦＤ容量Ｃ１に接続し、光電変換素子Ｄ１からＦＤ容量Ｃ１への電荷の転送を制御する。
【００６２】
ＦＤ容量Ｃ１は、光電変換素子Ｄ１から転送された電荷を電圧に変換する際に電荷を蓄積する。
【００６３】
リセットトランジスタ（リセットスイッチ）Ｔ１は、ゲートがリセット制御線１２１に接続し、ドレインが電源Ｖｄに接続し、ソースがＦＤ容量Ｃ１に接続し、ＦＤ容量Ｃ１の電圧をリセットする。
【００６４】
駆動トランジスタ（増幅部）Ｔｄ１は、画素内アンプを構成するトランジスタで、ゲートがＦＤ容量Ｃ１に接続し、ドレインが電源Ｖｄに接続し、ソースが選択トランジスタ（選択スイッチ）Ｔ２のドレインに接続し、ＦＤ容量Ｃ１の電圧に応じた電圧を出力する。
【００６５】
選択トランジスタ（選択スイッチ）Ｔ２は、ゲートが垂直アドレス線１２２に接続し、ソースが垂直信号線１０１に接続し、駆動トランジスタＴｄ１の出力を画素１１０の出力信号として、垂直信号線１０１に出力する。
【００６６】
負荷回路２１０の負荷トランジスタＴｓ１は、ゲートが負荷制御線１３０に接続し、ドレインが垂直信号線１０１に接続し、ソースが接地している。そして、垂直信号線１０１で接続している列の画素１１０の駆動トランジスタＴｄ１とともに画素内アンプとなるソースフォロア回路を構成している。負荷制御線１３０は、タイミング部２２０に接続し、タイミング部２２０の制御により接地されることで、負荷トランジスタＴｓ１をゲート接地の定電流源として動作させる。通常、画素の信号を出力する時は、ゲート接地の定電流源として動作させる。
【００６７】
水平読み出し回路２１１は、タイミング部２２０に接続するＳＨ制御線４９および５０に制御され、垂直信号線１０１を介して送られてくる画素からの信号をサンプルホールドすることができる。
【００６８】
また、水平読み出し回路２１１にサンプルホールドされている信号は、水平制御線４０１に制御されて、水平ノイズ線５０１および水平信号線５０２に出力される。
【００６９】
図３において、ＳＨ制御線４９および５０、および、水平ノイズ線５０１および水平信号線５０２は、撮像素子２のすべての垂直信号線１０１を介して送られてくる画素からの信号に対して同様の動作を実施するものとする。
【００７０】
また、第１水平走査回路２１２に接続する水平制御線４０１は、画素１１０を含む垂直信号線１０１に接続されているサンプルホールド回路それぞれに存在しているが、図３のサンプルホールド回路の部分だけを代表して示している。
【００７１】
水平読み出し回路２１１のサンプルホールド回路は、それぞれＳＨ制御線４９および５０により制御されるトランジスタＴ４９およびＴ５０、水平制御線４０１により制御されるトランジスタＴ４２１およびＴ４４１、および、それぞれトランジスタＴ４９およびＴ５０を介して送られてくる信号を蓄積する蓄積容量Ｃ４２１およびＣ４４１から構成されている。
【００７２】
本実施形態において、駆動トランジスタＴｄ１および負荷トランジスタＴｓ１以外のトランジスタは、スイッチとして働き、ゲートに接続されている制御線のオンで導通し、オフで遮断することとする。
【００７３】
ここで、撮像素子２におけるノイズ読みと画素信号読みについて説明する。垂直制御線は、水平１行の画素すべてを制御するので、ここでは、画素１１０を例に説明するが、他の画素の動作も同様である。
【００７４】
まず、撮像素子２の水平１行の画素を読み出す場合のノイズ読みを説明する。
【００７５】
転送トランジスタＴ３がオフの状態で、リセット制御線１２１によりリセットトランジスタＴ１がオンし、ＦＤ容量Ｃ１の電圧がリセットされた後、リセットトランジスタＴ１をオフする。
【００７６】
次に、垂直アドレス線１２２により選択トランジスタＴ２がオンし、ＦＤ容量Ｃ１のリセット電圧を垂直信号線（信号出力線）１０１に出力する。この信号がノイズ信号となり、ノイズ信号の読出し動作をノイズ読みと定義する。そして、必要であれば、垂直アドレス線１２２により選択トランジスタＴ２をオフする。
【００７７】
ノイズ読み時のサンプルホールド回路では、トランジスタＴ４２１がオフの状態で、ＳＨ制御線４９による制御で、トランジスタＴ４９をオンの状態にし、垂直信号線１０１に送られてくるノイズ信号を蓄積容量Ｃ４２１に蓄積した後、トランジスタＴ４９をオフすることで、ノイズ信号を水平読み出し回路２１１で保持する。
【００７８】
次に、画素信号読みを説明する。
【００７９】
リセットトランジスタＴ１がオフの状態で、転送制御線１２３により転送トランジスタＴ３がオンすると、光電変換素子Ｄ１からＦＤ容量Ｃ１へ電荷が転送される。そして、ＦＤ容量Ｃ１に発生しているノイズ信号と光電変換素子Ｄ１から転送されてきた電荷が加算され、画素信号として電荷電圧変換される。
【００８０】
次に、垂直アドレス線１２２により選択トランジスタＴ２がオンし、ＦＤ容量Ｃ１の信号電圧を垂直信号線１０１に出力する。この信号が画素信号となり、この画素信号の読出し動作を画素信号読みと定義する。そして、必要であれば、垂直アドレス線１２２により選択トランジスタＴ２をオフする。
【００８１】
画素信号読み時のサンプルホールド回路では、トランジスタＴ４４１がオフの状態で、ＳＨ制御線５０による制御で、トランジスタＴ５０をオンの状態にし、垂直信号線１０１に送られてくる画素信号を蓄積容量Ｃ４４１に蓄積した後、トランジスタＴ５０をオフすることで、画素信号を水平読み出し回路２１１で保持する。
【００８２】
以上の説明においては、ノイズ読みと画素信号読みを別々に定義したが、ノイズ読みから画素信号読みまでの一連の動作を次のように連続信号読みとして定義してもよい。
【００８３】
連続信号読みにおいては、まず、ノイズ読みを行う。撮像素子２の水平１行の画素を読み出す場合、転送トランジスタＴ３がオフの状態で、リセット制御線１２１によりリセットトランジスタＴ１がオンし、ＦＤ容量Ｃ１の電圧がリセットされた後、リセットトランジスタＴ１をオフする。
【００８４】
次に、垂直アドレス線１２２により選択トランジスタＴ２がオンし、ＦＤ容量Ｃ１のリセット電圧を垂直信号線１０１に出力する。この信号がノイズ信号となり、トランジスタＴ４２１がオフの状態で、ＳＨ制御線４９による制御で、トランジスタＴ４９をオンの状態にし、蓄積容量Ｃ４２１に蓄積した後、トランジスタＴ４９をオフすることで、水平読み出し回路２１１で保持する。
【００８５】
この状態の画素１１０においては、リセットトランジスタＴ１がオフの状態なので、続けて、画素信号読みを行う。
【００８６】
転送制御線１２３により転送トランジスタＴ３がオンすると、光電変換素子Ｄ１からＦＤ容量Ｃ１へ電荷が転送される。そして、ＦＤ容量Ｃ１に発生しているノイズ信号と光電変換素子Ｄ１から転送されてきた電荷が加算され、画素信号として電荷電圧変換される。ここで、選択トランジスタＴ２がオンのままなので、加算されたＦＤ容量Ｃ１の信号電圧が垂直信号線１０１に出力され、この信号が画素信号となり、トランジスタＴ４４１がオフの状態で、ＳＨ制御線５０による制御で、トランジスタＴ５０をオンの状態にし、蓄積容量Ｃ４４１に蓄積した後、トランジスタＴ５０をオフすることで、水平読み出し回路２１１で保持する。
【００８７】
そして、必要であれば、垂直アドレス線１２２により選択トランジスタＴ２をオフする。
【００８８】
次に、第１水平走査回路２１２が水平制御線４０１を順番に選択することで、水平制御線４０１により制御されるトランジスタＴ４２１およびＴ４４１がオンし、選択された水平制御線に対応する蓄積容量Ｃ４２１に蓄積しているノイズ信号および蓄積容量Ｃ４４１に蓄積している画素信号が、それぞれ水平ノイズ線５０１、水平信号線５０２に出力される。このようにして、水平読み出し回路２１１に保持している水平１行に対応する画素信号とノイズ信号の差動出力が、出力回路２３０を介して出力される。
【００８９】
本実施形態では、このように、画素の増幅手段である画素内アンプの駆動トランジスタＴｄ１の入力に相当するＦＤ容量Ｃ１をリセットしたときのノイズ信号を画素信号から減算する動作を実施する。これにより、画素内アンプで発生するノイズを効果的に除去することが可能となる。
【００９０】
図４は、撮像素子２の画素配列を示す図である。
【００９１】
６０が、感光画素（図３における画素１１０）が配列された有効画素領域である。６１が、遮光された画素が配列された第１の水平ＯＢ領域である。６５および６６が、それぞれ遮光された画素が配列された第１の垂直ＯＢ領域および第２の垂直ＯＢ領域である。
【００９２】
図５は、第１の水平ＯＢ領域６１、第１の垂直ＯＢ領域６５および第２の垂直ＯＢ領域６６に配列された遮光画素を示す図である。
【００９３】
点線で囲われた部分が遮光画素１１１を示す。遮光手段１１５を持つこと以外は、図３の画素１１０と同じ構成となっている。
【００９４】
次に、図２と図４の対応について説明する。
【００９５】
図２の第１画素領域２０１は、図４の有効画素領域６０、第１の水平ＯＢ領域６１および第１の垂直ＯＢ領域６５に対応し、第１垂直走査回路２０３により制御される。
【００９６】
図２の第２画素領域２０２は、図４の第２の垂直ＯＢ領域６６に対応し、第２垂直走査回路２０４により制御される。
【００９７】
ここで、撮像素子２の第１の水平ＯＢ領域６１および第１の垂直ＯＢ領域６５の画素数は、通常のＯＢクランプ動作を行うのに十分な画素数を備えているものとする。
【００９８】
図６は、本実施形態における撮像装置の動作タイミングを示す図である。垂直同期信号ＶＤは、Ｌｏｗで垂直ブランキング期間を示し、Ｈｉｇｈで垂直有効期間を示す。
【００９９】
垂直同期信号ＶＤに同期して、Ｖｓｈｉｆｔが第１垂直走査回路２０３の動作状態をＶＳＲ１で示す。
【０１００】
Ｖｃｌｐは、前処理部４においてＶＯＢクランプ動作を実施する垂直クランプパルスをＨｉｇｈで示す。
【０１０１】
ＳｉｇＡは、垂直ブランキング期間に電圧変動がない場合の撮像素子２の出力信号を示し、ＳｉｇＢは、垂直ブランキング期間に電圧変動が発生した場合の撮像素子２の出力信号を示している。
【０１０２】
ここで、垂直同期信号ＶＤに基づくタイミングチャート表示の時は、水平同期信号ＨＤに同期した出力信号を正確に表現することは省略する。
【０１０３】
また、図６においては、Ｖｓｈｉｆｔで示すように、第１垂直走査回路２０３（ＶＳＲ１）のみが動作するように、垂直制御部２０５から指示されているので、撮像素子２の出力は、ＶＯＢ１で示される第１の垂直ＯＢ領域６５とＰｉｃＳｉｇで示される有効画素領域６０となっている。
【０１０４】
ＶＯＢ１で信号が出力されているのは、おもにＯＢ画素の持つ暗電流を示している。
【０１０５】
出力信号ＳｉｇＡは、電圧変動がない場合を示し、ＶＯＢ１が平坦であるため、垂直クランプパルスＶｃｌｐにより、所定のクランプの時定数を用いて、正常なＶＯＢクランプ動作が実施されることになる。
【０１０６】
出力信号ＳｉｇＢは、垂直ブランキング期間に電圧変動が発生しているので、垂直有効期間になって電圧変動がなくなっても出力信号が正常レベルに戻るのに時間がかかっていることを示している。
【０１０７】
出力信号ＳｉｇＢにおいては、ＶＯＢ１だけでなくＰｉｃＳｉｇの先頭部分も電圧変動の影響を受けて歪んでいる。この状態で、垂直クランプパルスＶｃｌｐによるＶＯＢクランプ動作が実施された場合は、クランプ期間のクランプ回路の検出信号レベルが、正常レベルより低いので、クランプ動作の後のＰｉｃＳｉｇの出力は、さらに歪んだものとなってしまう。
【０１０８】
図７は、本実施形態における撮像装置の動作タイミングを示す図であり、垂直同期信号ＶＤに同期したタイミングチャートとなっている。
【０１０９】
垂直同期信号ＶＤに同期して、Ｖｓｈｉｆｔが、第１垂直走査回路２０３および第２垂直走査回路２０４の動作状態を、それぞれＶＳＲ１およびＶＳＲ２で示す。
【０１１０】
Ｖｓｈｉｆｔで示すように、第２垂直走査回路２０４（ＶＳＲ２）に続いて、第１垂直走査回路２０３（ＶＳＲ１）が動作するように、垂直制御部２０５から指示されているので、撮像素子２の出力は、ＶＯＢ２で示される第２の垂直ＯＢ領域６６、ＶＯＢ１で示される第１の垂直ＯＢ領域６５およびＰｉｃＳｉｇで示される有効画素領域６０の順番となっている。
【０１１１】
ＶＯＢ１およびＶＯＢ２で信号が出力されているのは、おもにＯＢ画素の持つ暗電流を示している。
【０１１２】
また、垂直クランプパルスＶｃｌｐは、ＶＯＢ２をクランプするパルスとＶＯＢ１をクランプするパルスをそれぞれ示し、前処理部４においてＶＯＢクランプ動作を実施する。
【０１１３】
出力信号ＳｉｇＣは、出力信号ＳｉｇＢと同じレベルの電圧変動が発生している場合を示し、ＶＯＢ２全体とＶＯＢ１の先頭部分が電圧変動の影響を受けて歪んでいる。
【０１１４】
出力信号ＳｉｇＣにおいて、垂直クランプパルスＶｃｌｐによるＶＯＢクランプ動作が実施された場合は、電圧変動の影響を受けているＶＯＢ２だけではなく、電圧変動の影響をほとんど受けていないＶＯＢ１によるＶＯＢクランプ動作が可能になる。
【０１１５】
ＶＯＢ１の先頭部分が電圧変動の影響を受けて歪んでいても、ほとんどが平坦な部分なので、正常なＶＯＢクランプが実施されることになる。
【０１１６】
また、図７のように、垂直ブランキング期間に発生した電圧変動が大きく、垂直有効期間になって電圧変動がなくなっても出力信号が正常レベルに戻るのに時間がかかっている場合には、ＶＯＢ２をクランプする時の時定数をＶＯＢ１をクランプする時定数より小さく設定することで、クランプ電圧が電圧変動に素早く追随するような動作にすればよい。
【０１１７】
さらに、図７においては、クランプ電圧が大きく外れてしまった場合を想定して、ＶＯＢ２もクランプする動作タイミングとなっているが、垂直同期信号ＶＤに同期して、連続して撮影している場合などでは、クランプ電圧の変化が小さくて済むので、ＶＯＢ２のクランプ動作を省略してもよい。
【０１１８】
図８は、本実施形態における撮像装置の動作タイミングを示す図であり、垂直同期信号ＶＤに同期したタイミングチャートとなっている。
【０１１９】
垂直同期信号ＶＤに同期して、Ｖｓｈｉｆｔが、第１垂直走査回路２０３および第２垂直走査回路２０４の動作状態を、それぞれＶＳＲ１およびＶＳＲ２で示す。
【０１２０】
Ｖｓｈｉｆｔで示すように、第２垂直走査回路２０４（ＶＳＲ２）を２回動作させ、続いて、第１垂直走査回路２０３（ＶＳＲ１）が動作するように、垂直制御部２０５から指示されているので、撮像素子２の出力は、ＶＯＢ２およびＶＯＢ２ａで示される第２の垂直ＯＢ領域６６、ＶＯＢ１で示される第１の垂直ＯＢ領域６５およびＰｉｃＳｉｇで示される有効画素領域６０の順番となっている。
【０１２１】
ＶＯＢ１およびＶＯＢ２で信号が出力されているのは、おもにＯＢ画素の持つ暗電流を示している。
【０１２２】
１回目のＶＳＲ２の動作に対応して出力されるＶＯＢ２においてＯＢ画素の持つ暗電流が出力されるので、２回目のＶＳＲ２の動作に対応して出力されるＶＯＢ２ａは、蓄積時間が短いため、ほとんど暗電流が含まれない。
【０１２３】
また、垂直クランプパルスＶｃｌｐは、ＶＯＢ２、ＶＯＢ２ａおよびＶＯＢ１をそれぞれクランプするパルスを示し、前処理部４においてＶＯＢクランプ動作を実施する。
【０１２４】
出力信号ＳｉｇＤは、出力信号ＳｉｇＢと同じレベルの電圧変動が発生している場合を示し、ＶＯＢ２とＶＯＢ２ａは電圧変動の影響を受けて歪んでいるが、ＶＯＢ１は正常レベルに戻っているので、図７の出力信号ＳｉｇＣよりも余裕を持ったＶＯＢクランプ動作が可能である。
【０１２５】
出力信号ＳｉｇＤにおいて、垂直クランプパルスＶｃｌｐによるＶＯＢクランプ動作が実施された場合は、正常レベルに戻っているＶＯＢ１によるＶＯＢクランプ動作が可能になる。
【０１２６】
また、図８のように、垂直ブランキング期間に発生した電圧変動が大きく、垂直有効期間になって電圧変動がなくなっても出力信号が正常レベルに戻るのに時間がかかっている場合には、ＶＯＢ２やＶＯＢ２ａをクランプする時の時定数をＶＯＢ１をクランプする時定数より小さく設定することで、クランプ電圧が電圧変動に素早く追随するような動作にすればよい。
【０１２７】
さらに、図８においては、クランプ電圧が大きく外れてしまった場合を想定して、ＶＯＢ２やＶＯＢ２ａをクランプする動作タイミングとなっているが、垂直同期信号ＶＤに同期して、連続して撮影している場合などでは、クランプ電圧の変化が小さくて済むので、ＶＯＢ２やＶＯＢ２ａのクランプ動作を省略してもよい。
【０１２８】
また、図８においては、暗電流を持つＶＯＢ２とほとんど暗電流を持たないＶＯＢ２ａをクランプすることになるが、ＶＯＢ２とＶＯＢ２ａの暗電流差に比べて、クランプ電圧が大きく外れてしまった場合を想定しているので、ＶＯＢ２とＶＯＢ２ａの暗電流差は問題にならない。
【０１２９】
図９は、本実施形態における撮像装置の動作タイミングを示す図であり、垂直同期信号ＶＤに同期したタイミングチャートとなっている。
【０１３０】
図７に対して、垂直クランプパルスＶｃｌｐだけが異なっている。
【０１３１】
図９においては、第２垂直走査回路２０４（ＶＳＲ２）に続いて、第１垂直走査回路２０３（ＶＳＲ１）が動作するように、垂直制御部２０５から指示されているので、撮像素子２からは、ＶＯＢ２で示される第２の垂直ＯＢ領域６６と連続するタイミングでＶＯＢ１で示される第１の垂直ＯＢ領域６５が読み出される。
【０１３２】
ＶＯＢ１およびＶＯＢ２は、どちらもＯＢ画素の持つ暗電流が出力されているので、信号レベルとしては同じになる。
【０１３３】
そこで、図９の垂直クランプパルスＶｃｌｐのように、ＶＯＢ２に対応するクランプパルスとＶＯＢ１に対応するクランプパルスを別々に発生させるのではなく、パルス幅の広い一つのパルスとして発生させてもよい。
【０１３４】
この場合、クランプに使われるＯＢ画素が増えることになる。
【０１３５】
以上のように、本実施形態においては、第１の垂直ＯＢ領域６５の他に、第２の垂直ＯＢ領域６６を設け、撮像素子２の出力信号が電源変動の影響を受けた場合でも、第２の垂直ＯＢ領域６６を読み出すことで、電源変動の影響を受けないＶＯＢクランプ動作が可能になる。
【０１３６】
そして、第２垂直走査回路２０４を複数回動作させることで、連続して第２の垂直ＯＢ領域６６を読み出すことができるので、第２の垂直ＯＢ領域６６の面積を大きく取る必要がないため、回路規模の増大を抑えつつ、電源変動の影響をより避けたＶＯＢクランプ動作が可能になる。
【０１３７】
また、電源変動の影響を受けたＶＯＢ２やＶＯＢ２ａをクランプすることで、クランプ電圧が大きく外れてしまった場合でも、クランプ電圧を素早く収束させることができるという効果もある。
【０１３８】
さらに、電源変動の影響を受けたＶＯＢ２やＶＯＢ２ａをクランプする時に、クランプの時定数を、ＶＯＢ１の時定数より小さく設定することで、クランプ電圧が電圧変動に素早く追随するという効果もある。
【０１３９】
（第２の実施形態）
次に、図１から図８に加えて、図１０を参照して、本発明の第２の実施形態である撮像装置について説明する。
【０１４０】
なお、本実施形態では、撮像装置の基本的な構成と動作及び撮像素子の基本的な構成と動作は、上記第１の実施形態と同様であるので、図および符号を流用して説明する。
【０１４１】
図１０は、本実施形態における撮像装置の動作タイミングのうち、垂直同期信号ＶＤ、ＶＳＲ１およびＶＳＲ２の動作状態を示すＶｓｈｉｆｔおよび前処理部４においてＶＯＢクランプ動作を実施する垂直クランプパルスＶｃｌｐを示すタイミングチャートとなっている。
【０１４２】
図１０（Ａ）から図１０（Ｄ）は、第２垂直走査回路２０４（ＶＳＲ２）の動作回数をそれぞれ０回から３回まで変更した場合のタイミングを示している。
【０１４３】
また、垂直同期信号ＶＤに同期して、常に同じタイミングで有効画素領域６０の画素の信号が出力されるように、第１垂直走査回路２０３（ＶＳＲ１）の動作タイミングがすべて同一となるように制御されている。
【０１４４】
垂直クランプパルスＶｃｌｐにあるＶＯＢ１、ＶＯＢ２、ＶＯＢ２ａおよびＶＯＢ２ｂは、撮像素子２の出力信号のどこをクランプするかを示している。
【０１４５】
例えば、図１０（Ｄ）においては、第２垂直走査回路２０４（ＶＳＲ２）を３回動作させる。
【０１４６】
そして、垂直クランプパルスＶｃｌｐにおいて、１回目のＶＳＲ２動作で出力されるＶＯＢ２のクランプ、２回目のＶＳＲ２動作で出力されるＶＯＢ２ａのクランプ、３回目のＶＳＲ２動作で出力されるＶＯＢ２ｂのクランプが実施される。
【０１４７】
ＶＯＢ２ｂは、３回目のＶＳＲ２動作に対応して出力される出力信号で、２回目のＶＳＲ２動作に対応して出力されるＶＯＢ２ａと同様の出力信号となる。
【０１４８】
さらに、第１垂直走査回路２０３（ＶＳＲ１）が動作するので、ＶＯＢ１がクランプされる。
【０１４９】
次に、図１０を用いて、本実施形態における撮像装置の動作について説明する。
【０１５０】
垂直有効期間になると、撮像素子２の出力信号は、前処理部４においてデジタル信号に変換され、信号処理部５へ送られる。
【０１５１】
信号処理部５においては、図１０（Ａ）から図１０（Ｄ）のいずれの状態においても、図１０（Ｄ）で示すＶＯＢ２、ＶＯＢ２ａ、ＶＯＢ２ｂおよびＶＯＢ１に相当するタイミングで、常に出力信号を検出し、同期制御部１０に送出する。
【０１５２】
そして、同期制御部１０において、検出された４つの出力信号を元に、電圧変動のレベルを推定し、図１０（Ａ）から図１０（Ｄ）のいずれかの動作を選択する。
【０１５３】
こうして、選択された動作の情報が、撮像素子２に送られ、タイミング部２２０、垂直制御部２０５を経て、第２垂直走査回路２０４を制御して、図１０（Ａ）から図１０（Ｄ）に示すＶｓｈｉｆｔの動作を実施する。
【０１５４】
さらに、選択された動作情報をもとに、垂直クランプパルスＶｃｌｐが決定され、前処理部４に供給されることで、ＶＯＢクランプ動作が実施される。
【０１５５】
以上のように、第２垂直走査回路２０４（ＶＳＲ２）の動作回数を選択可能とし、撮像素子２の出力信号を元に、第２垂直走査回路２０４（ＶＳＲ２）の動作回数を選択することで、必要に応じて、第２垂直走査回路２０４（ＶＳＲ２）を動作させることができるので、電源変動の影響を受けないＶＯＢクランプ動作が可能になるとともに、消費電力の低減が可能となるという効果もある。
【０１５６】
（第３の実施形態）
次に、図１、図３、図５から図１０に加えて、図１１から図１６を参照して、本発明の第３の実施形態である撮像装置について説明する。
【０１５７】
なお、本実施形態では、撮像装置の基本的な構成と動作及び撮像素子の基本的な構成と動作は、上記第１および第２の実施形態と同様であるので、図および符号を流用して説明する。
【０１５８】
図１１は、本実施形態における撮像素子２（ＣＭＯＳ型イメージセンサ）の概略を示す図である。
【０１５９】
撮像素子２は、図１１に示すように、半導体基板２００上に、第３画素領域（２４１、２５１）、第４画素領域（２４２、２５２）、第１垂直走査回路２０３、第２垂直走査回路２０４、垂直制御部２０５、負荷回路２１０、水平読み出し回路２１１、第２水平走査回路２１３、第３水平走査回路２１４、水平制御部２１５、タイミング部２２０、出力回路２３０などを設けたものである。
【０１６０】
第３画素領域（２４１、２５１）、第４画素領域（２４２、２５２）、負荷回路２１０および水平読み出し回路２１１を分けている点線は、右側が第２水平走査回路２１３により選択される領域を示し、左側が第３水平走査回路２１４により選択される領域を示すだけで、左右の構成上の違いはない。
【０１６１】
第３画素領域（２４１、２５１）および第４画素領域（２４２、２５２）は、多数の画素を２次元マトリクス状に配置したものであり、画素の構成は図３で説明した画素１１０となっている。
【０１６２】
第１垂直走査回路２０３および第２垂直走査回路２０４は、それぞれ第３画素領域（２４１、２５１）および第４画素領域（２４２、２５２）の各画素を１行ずつ選択し、各画素のシャッタ動作や読み出し動作を駆動制御する。垂直制御部２０５は、第１垂直走査回路２０３および第２垂直走査回路２０４の動作を制御する。
【０１６３】
第３画素領域（２４１、２５１）および第４画素領域（２４２、２５２）の各画素の信号は、垂直１列の画素に共通して接続されている垂直信号線を通して水平読み出し回路２１１に出力される。
【０１６４】
負荷回路２１０は、垂直信号線を通して接続する各画素にバイアス電流を供給するための電流源である。
【０１６５】
水平読み出し回路２１１は、画素毎の信号を垂直信号線を通して１行分ずつ受け取り、所定の信号処理を行って、その信号を一時保持する。信号処理としては、例えばＣＤＳ処理、ＡＧＣ処理、ＡＤ変換処理などを適宜行うものとする。
【０１６６】
第２水平走査回路２１３は、水平制御部２１５により制御され、点線で分けられた水平読み出し回路２１１の右側の信号を１画素分ずつ選択し、出力回路２３０に出力する。
【０１６７】
第３水平走査回路２１４は、水平制御部２１５により制御され、点線で分けられた水平読み出し回路２１１の左側の信号を１画素分ずつ選択し、出力回路２３０に出力する。
【０１６８】
出力回路２３０は、差動増幅回路として働く電流増幅回路や電圧増幅回路からなり、水平読み出し回路２１１から送られてきた信号を適切な電流増幅や電圧増幅して、出力端子２３１を介して前処理部４へ出力する。
【０１６９】
なお、前処理部４や水平読み出し回路２１１でＡＤ変換を行う代わりに、出力回路２３０で行うようにしてもよい。タイミング部２２０は、制御入力端子２２１を介しての同期制御部１０からの制御信号により制御され、撮像素子２の各部の動作に必要な各種のパルス信号などを作成する。
【０１７０】
図１２は、本実施形態における撮像素子２の画素配列を示す図である。
【０１７１】
６０が、感光画素（図３における画素１１０）が配列された有効画素領域である。６２および６３が、遮光された画素が配列された第２の水平ＯＢ領域および第３の水平ＯＢ領域である。６７、６８および６９が、それぞれ遮光された画素が配列された第３の垂直ＯＢ領域、第４の垂直ＯＢ領域および第５の垂直ＯＢ領域である。
【０１７２】
第２の水平ＯＢ領域６２、第３の水平ＯＢ領域６３、第３の垂直ＯＢ領域６７、第４の垂直ＯＢ領域６８および第５の垂直ＯＢ領域６９には、図５に示す遮光画素１１１が配列されている。
【０１７３】
次に、図１１と図１２の対応について説明する。
【０１７４】
図１１の第３画素領域の点線より右側の領域２４１は、図１２の有効画素領域６０、第２の水平ＯＢ領域６２および第３の垂直ＯＢ領域６７に対応し、第１垂直走査回路２０３により各画素のシャッタ動作や読み出し動作を駆動制御されるとともに、第２水平走査回路２１３により対応する水平読み出し回路２１１の信号が出力回路２３０に出力される。
【０１７５】
図１１の第３画素領域の点線より左側の領域２５１は、図１２の第３の水平ＯＢ領域６３に対応し、第１垂直走査回路２０３により各画素のシャッタ動作や読み出し動作を駆動制御されるとともに、第３水平走査回路２１４により対応する水平読み出し回路２１１の信号が出力回路２３０に出力される。
【０１７６】
図１１の第４画素領域の点線より右側の領域２４２は、図１２の第４の垂直ＯＢ領域６８に対応し、第２垂直走査回路２０４により各画素のシャッタ動作や読み出し動作を駆動制御されるとともに、第２水平走査回路２１３により対応する水平読み出し回路２１１の信号が出力回路２３０に出力される。
【０１７７】
図１１の第４画素領域の点線より左側の領域２５２は、図１２の第５の垂直ＯＢ領域６９に対応し、第２垂直走査回路２０４により各画素のシャッタ動作や読み出し動作を駆動制御されるとともに、第３水平走査回路２１４により対応する水平読み出し回路２１１の信号が出力回路２３０に出力される。
【０１７８】
ここで、撮像素子２の第２の水平ＯＢ領域６２および第３の垂直ＯＢ領域６７の画素数は、通常のＯＢクランプ動作を行うのに十分な画素数を備えているものとする。
【０１７９】
図１３は、本実施形態における撮像装置の動作タイミングを示す図である。水平同期信号ＨＤは、Ｌｏｗで水平ブランキング期間を示し、Ｈｉｇｈで水平有効期間を示す。
【０１８０】
水平同期信号ＨＤに同期して、Ｈｓｈｉｆｔが第２水平走査回路２１３の動作状態をＨＳＲ２で示す。
【０１８１】
Ｈｃｌｐは、前処理部４においてＨＯＢクランプ動作を実施する水平クランプパルスをＨｉｇｈで示す。
【０１８２】
ＳｉｇＪは、水平ブランキング期間に電圧変動がない場合の撮像素子２の出力信号を示し、ＳｉｇＫは、水平ブランキング期間に電圧変動が発生した場合の撮像素子２の出力信号を示している。
【０１８３】
また、図１３においては、Ｈｓｈｉｆｔで示すように、第２水平走査回路２１３（ＨＳＲ２）のみが動作するように、水平制御部２１５から指示されているので、撮像素子２の出力は、ＨＯＢ２で示される第２の水平ＯＢ領域６２とＰｉｃＳｉｇで示される有効画素領域６０となっている。
【０１８４】
ＨＯＢ２で信号が出力されているのは、おもにＯＢ画素の持つ暗電流を示している。
【０１８５】
出力信号ＳｉｇＪは、電圧変動がない場合を示し、ＨＯＢ２が平坦であるため、水平クランプパルスＨｃｌｐにより、所定のクランプの時定数を用いて、正常なＨＯＢクランプ動作が実施されることになる。
【０１８６】
出力信号ＳｉｇＫは、水平ブランキング期間に電圧変動が発生しているので、水平有効期間になって電圧変動がなくなっても出力信号が正常レベルに戻るのに時間がかかっていることを示している。
【０１８７】
出力信号ＳｉｇＫにおいては、ＨＯＢ２だけでなくＰｉｃＳｉｇの先頭部分も電圧変動の影響を受けて歪んでいる。この状態で、水平クランプパルスＨｃｌｐによるＨＯＢクランプ動作が実施された場合は、クランプ期間のクランプ回路の検出信号レベルが、正常レベルより低いので、クランプ動作の後のＰｉｃＳｉｇの出力は、さらに歪んだものとなってしまう。
【０１８８】
図１４は、本実施形態における撮像装置の動作タイミングを示す図であり、水平同期信号ＨＤに同期したタイミングチャートとなっている。
【０１８９】
水平同期信号ＨＤに同期して、Ｈｓｈｉｆｔが、第２水平走査回路２１３および第３水平走査回路２１４の動作状態を、それぞれＨＳＲ２およびＨＳＲ３で示す。
【０１９０】
Ｈｓｈｉｆｔで示すように、第３水平走査回路２１４（ＨＳＲ３）に続いて、第２水平走査回路２１３（ＨＳＲ２）が動作するように、水平制御部２１５から指示されているので、撮像素子２の出力は、ＨＯＢ３で示される第３の水平ＯＢ領域６３、ＨＯＢ２で示される第２の水平ＯＢ領域６２およびＰｉｃＳｉｇで示される有効画素領域６０の順番となっている。
【０１９１】
ＨＯＢ２およびＨＯＢ３で信号が出力されているのは、おもにＯＢ画素の持つ暗電流を示している。
【０１９２】
また、水平クランプパルスＨｃｌｐは、ＨＯＢ３をクランプするパルスとＨＯＢ２をクランプするパルスをそれぞれ示し、前処理部４においてＨＯＢクランプ動作を実施する。
【０１９３】
出力信号ＳｉｇＬは、出力信号ＳｉｇＫと同じレベルの電圧変動が発生している場合を示し、ＨＯＢ３全体とＨＯＢ２の先頭部分が電圧変動の影響を受けて歪んでいる。
【０１９４】
出力信号ＳｉｇＬにおいて、水平クランプパルスＨｃｌｐによるＨＯＢクランプ動作が実施された場合は、電圧変動の影響を受けているＨＯＢ３だけではなく、電圧変動の影響をほとんど受けていないＨＯＢ２によるＨＯＢクランプ動作が可能になる。
【０１９５】
ＨＯＢ２の先頭部分が電圧変動の影響を受けて歪んでいても、ほとんどが平坦な部分なので、正常なＨＯＢクランプが実施されることになる。
【０１９６】
また、図１４のように、水平ブランキング期間に発生した電圧変動が大きく、水平有効期間になって電圧変動がなくなっても出力信号が正常レベルに戻るのに時間がかかっている場合には、ＨＯＢ３をクランプする時の時定数をＨＯＢ２をクランプする時定数より小さく設定することで、クランプ電圧が電圧変動に素早く追随するような動作にすればよい。
【０１９７】
さらに、図１４においては、クランプ電圧が大きく外れてしまった場合を想定して、ＨＯＢ３もクランプする動作タイミングとなっているが、水平同期信号ＨＤに同期して、連続して撮影している場合などでは、クランプ電圧の変化が小さくて済むので、ＨＯＢ３のクランプ動作を省略してもよい。
【０１９８】
図１５は、本実施形態における撮像装置の動作タイミングを示す図であり、水平同期信号ＨＤに同期したタイミングチャートとなっている。
【０１９９】
水平同期信号ＨＤに同期して、Ｈｓｈｉｆｔが、第２水平走査回路２１３および第３水平走査回路２１４の動作状態を、それぞれＨＳＲ２およびＨＳＲ３で示す。
【０２００】
Ｈｓｈｉｆｔで示すように、第３水平走査回路２１４（ＨＳＲ３）を２回動作させ、続いて、第２水平走査回路２１３（ＨＳＲ２）が動作するように、水平制御部２１５から指示されているので、撮像素子２の出力は、ＨＯＢ３およびＨＯＢ３ａで示される第３の水平ＯＢ領域６３、ＨＯＢ２で示される第２の水平ＯＢ領域６２およびＰｉｃＳｉｇで示される有効画素領域６０の順番となっている。
【０２０１】
ＨＯＢ２およびＨＯＢ３で信号が出力されているのは、おもにＯＢ画素の持つ暗電流を示している。
【０２０２】
１回目のＨＳＲ３の動作に対応して出力されるＨＯＢ３においてＯＢ画素の持つ暗電流が出力されるので、２回目のＨＳＲ３の動作に対応して出力されるＨＯＢ３ａは、蓄積時間が短いため、ほとんど暗電流が含まれない。
【０２０３】
また、水平クランプパルスＨｃｌｐは、ＨＯＢ３、ＨＯＢ３ａおよびＨＯＢ２をそれぞれクランプするパルスを示し、前処理部４においてＨＯＢクランプ動作を実施する。
【０２０４】
出力信号ＳｉｇＭは、出力信号ＳｉｇＫと同じレベルの電圧変動が発生している場合を示し、ＨＯＢ３とＨＯＢ３ａは電圧変動の影響を受けて歪んでいるが、ＨＯＢ２は正常レベルに戻っているので、図１４の出力信号ＳｉｇＬよりも余裕を持ったＨＯＢクランプ動作が可能である。
【０２０５】
出力信号ＳｉｇＭにおいて、水平クランプパルスＨｃｌｐによるＨＯＢクランプ動作が実施された場合は、正常レベルに戻っているＨＯＢ２によるＨＯＢクランプ動作が可能になる。
【０２０６】
また、図１５のように、水平ブランキング期間に発生した電圧変動が大きく、水平有効期間になって電圧変動がなくなっても出力信号が正常レベルに戻るのに時間がかかっている場合には、ＨＯＢ３やＨＯＢ３ａをクランプする時の時定数をＨＯＢ２をクランプする時定数より小さく設定することで、クランプ電圧が電圧変動に素早く追随するような動作にすればよい。
【０２０７】
さらに、図１５においては、クランプ電圧が大きく外れてしまった場合を想定して、ＨＯＢ３やＨＯＢ３ａをクランプする動作タイミングとなっているが、水平同期信号ＨＤに同期して、連続して撮影している場合などでは、クランプ電圧の変化が小さくて済むので、ＨＯＢ３やＨＯＢ３ａのクランプ動作を省略してもよい。
【０２０８】
また、図１５においては、暗電流を持つＨＯＢ３とほとんど暗電流を持たないＨＯＢ３ａをクランプすることになるが、ＨＯＢ３とＨＯＢ３ａの暗電流差に比べて、クランプ電圧が大きく外れてしまった場合を想定しているので、ＨＯＢ３とＨＯＢ３ａの暗電流差は問題にならない。
【０２０９】
図１６は、本実施形態における撮像装置の動作タイミングを示す図であり、水平同期信号ＨＤに同期したタイミングチャートとなっている。
【０２１０】
図１４に対して、水平クランプパルスＨｃｌｐだけが異なっている。
【０２１１】
図１６においては、第３水平走査回路２１４（ＨＳＲ３）に続いて、第２水平走査回路２１３（ＨＳＲ２）が動作するように、水平制御部２１５から指示されているので、撮像素子２からは、ＨＯＢ３で示される第３の水平ＯＢ領域６３と連続するタイミングでＨＯＢ２で示される第２の水平ＯＢ領域６２が読み出される。
【０２１２】
ＨＯＢ２およびＨＯＢ３は、どちらもＯＢ画素の持つ暗電流が出力されているので、信号レベルとしては同じになる。
【０２１３】
そこで、図１６の水平クランプパルスＨｃｌｐのように、ＨＯＢ３に対応するクランプパルスとＨＯＢ２に対応するクランプパルスを別々に発生させるのではなく、パルス幅の広い一つのパルスとして発生させてもよい。
【０２１４】
この場合、クランプに使われるＯＢ画素が増えることになる。
【０２１５】
ここまで、水平走査回路の動作による水平ＯＢ領域のクランプ動作について説明してきたが、垂直走査回路の動作による垂直ＯＢ領域のクランプ動作については、本発明の第１の実施形態における図６から図８において、それぞれ第１の垂直ＯＢ領域６５を第３の垂直ＯＢ領域６７に置き換え、第２の垂直ＯＢ領域６６を第４の垂直ＯＢ領域６８に置き換えて考えればよい。
【０２１６】
また、図１２の第５の垂直ＯＢ領域６９のクランプ動作については、ＶＯＢクランプは第４の垂直ＯＢ領域６８と同様に行い、ＨＯＢクランプは第３の水平ＯＢ領域６３と同様に行えばよい。
【０２１７】
以上のように、本実施形態においては、第２の水平ＯＢ領域６２の他に、第３の水平ＯＢ領域６３を設け、撮像素子２の出力信号が電源変動の影響を受けた場合でも、第３の水平ＯＢ領域６３を読み出すことで、電源変動の影響を受けないＨＯＢクランプ動作が可能になる。
【０２１８】
そして、第３水平走査回路２１４を複数回動作させることで、連続して第３の水平ＯＢ領域６３を読み出すことができるので、第３の水平ＯＢ領域６３の面積を大きく取る必要がないため、回路規模の増大を抑えつつ、電源変動の影響をより避けたＨＯＢクランプ動作が可能になる。
【０２１９】
また、電源変動の影響を受けたＨＯＢ３やＨＯＢ３ａをクランプすることで、クランプ電圧が大きく外れてしまった場合でも、クランプ電圧を素早く収束させることができるという効果もある。
【０２２０】
さらに、電源変動の影響を受けたＨＯＢ３やＨＯＢ３ａをクランプする時に、クランプの時定数を、ＨＯＢ２の時定数より小さく設定することで、クランプ電圧が電圧変動に素早く追随するという効果もある。
【０２２１】
（第４の実施形態）
次に、図１、図３、図５から図８、図１１から図１５に加えて、図１７を参照して、本発明の第４の実施形態である撮像装置について説明する。
【０２２２】
なお、本実施形態では、撮像装置の基本的な構成と動作及び撮像素子の基本的な構成と動作は、上記第１、第２および第３の実施形態と同様であるので、図および符号を流用して説明する。
【０２２３】
図１７は、本実施形態における撮像装置の動作タイミングのうち、水平同期信号ＨＤ、ＨＳＲ２およびＨＳＲ３の動作状態を示すＨｓｈｉｆｔおよび前処理部４においてＨＯＢクランプ動作を実施する水平クランプパルスＨｃｌｐを示すタイミングチャートとなっている。
【０２２４】
図１７（Ａ）から図１７（Ｄ）は、第３水平走査回路２１４（ＨＳＲ３）の動作回数をそれぞれ０回から３回まで変更した場合のタイミングを示している。
【０２２５】
また、水平同期信号ＨＤに同期して、常に同じタイミングで有効画素領域６０の画素の信号が出力されるように、第２水平走査回路２１３（ＨＳＲ２）の動作タイミングがすべて同一となるように制御されている。
【０２２６】
水平クランプパルスＨｃｌｐにあるＨＯＢ２、ＨＯＢ３、ＨＯＢ３ａおよびＨＯＢ３ｂは、撮像素子２の出力信号のどこをクランプするかを示している。
【０２２７】
例えば、図１７（Ｄ）においては、第３水平走査回路２１４（ＨＳＲ３）を３回動作させる。
【０２２８】
そして、水平クランプパルスＨｃｌｐにおいて、１回目のＨＳＲ３動作で出力されるＨＯＢ３のクランプ、２回目のＨＳＲ３動作で出力されるＨＯＢ３ａのクランプ、３回目のＨＳＲ３動作で出力されるＨＯＢ３ｂのクランプが実施される。
【０２２９】
ＨＯＢ３ｂは、３回目のＨＳＲ３動作に対応して出力される出力信号で、２回目のＨＳＲ３動作に対応して出力されるＨＯＢ３ａと同様の出力信号となる。
【０２３０】
さらに、第２水平走査回路２１３（ＨＳＲ２）が動作するので、ＨＯＢ２がクランプされる。
【０２３１】
次に、図１７を用いて、本実施形態における撮像装置の動作について説明する。
水平有効期間になると、撮像素子２の出力信号は、前処理部４においてデジタル信号に変換され、信号処理部５へ送られる。
【０２３２】
信号処理部５においては、図１７（Ａ）から図１７（Ｄ）のいずれの状態においても、図１７（Ｄ）で示すＨＯＢ３、ＨＯＢ３ａ、ＨＯＢ３ｂおよびＨＯＢ２に相当するタイミングで、常に出力信号を検出し、同期制御部１０に送出する。
【０２３３】
そして、同期制御部１０において、検出された４つの出力信号を元に、電圧変動のレベルを推定し、図１７（Ａ）から図１７（Ｄ）のいずれかの動作を選択する。
【０２３４】
こうして、選択された動作の情報が、撮像素子２に送られ、タイミング部２２０、水平制御部２１５を経て、第３水平走査回路２１４を制御して、図１７（Ａ）から図１７（Ｄ）に示すＨｓｈｉｆｔの動作を実施する。
【０２３５】
さらに、選択された動作情報をもとに、水平クランプパルスＨｃｌｐが決定され、前処理部４に供給されることで、ＨＯＢクランプ動作が実施される。
【０２３６】
以上のように、第３水平走査回路２１４（ＨＳＲ３）の動作回数を選択可能とし、撮像素子２の出力信号を元に、第３水平走査回路２１４（ＨＳＲ３）の動作回数を選択することで、必要に応じて、第３水平走査回路２１４（ＨＳＲ３）を動作させることができるので、電源変動の影響を受けないＨＯＢクランプ動作が可能になるとともに、消費電力の低減が可能となるという効果もある。
【０２３７】
（第５の実施形態）
次に、図１、図３、図５から図８、図１１から図１５に加えて、図１８から図２０を参照して、本発明の第５の実施形態である撮像装置について説明する。
【０２３８】
なお、本実施形態では、撮像装置の基本的な構成と動作及び撮像素子の基本的な構成と動作は、上記第１から第４の実施形態と同様であるので、図および符号を流用して説明する。
【０２３９】
図１８は、光電変換素子を備えていない遮光画素を示す図である。
【０２４０】
点線で囲われた部分が遮光画素１１２を示す。遮光手段１１５を持つこと、および、光電変換素子Ｄ１を備えていないことが特徴であり、それ以外は、図３の画素１１０と同じ構成となっている。
【０２４１】
本実施形態では、図１２の撮像素子２の画素配列において、第２の水平ＯＢ領域６２および第３の垂直ＯＢ領域６７には、図５に示す遮光画素１１１が配列されていて、第３の水平ＯＢ領域６３、第４の垂直ＯＢ領域６８および第５の垂直ＯＢ領域６９には、図１８に示す遮光画素１１２が配列されているものとする。
【０２４２】
図１９は、本実施形態における撮像装置の動作タイミングを示す図であり、垂直同期信号ＶＤに同期したタイミングチャートとなっている。
【０２４３】
垂直同期信号ＶＤに同期して、Ｖｓｈｉｆｔが、第１垂直走査回路２０３および第２垂直走査回路２０４の動作状態を、それぞれＶＳＲ１およびＶＳＲ２で示す。
【０２４４】
Ｖｓｈｉｆｔで示すように、第２垂直走査回路２０４（ＶＳＲ２）を２回動作させ、続いて、第１垂直走査回路２０３（ＶＳＲ１）が動作するように、垂直制御部２０５から指示されているので、撮像素子２の出力は、ＶＮＯＢ４で示される第４の垂直ＯＢ領域６８が２回、ＶＯＢ３で示される第３の垂直ＯＢ領域６７およびＰｉｃＳｉｇで示される有効画素領域６０の順番となっている。
【０２４５】
ＶＯＢ３で信号が出力されているのは、おもにＯＢ画素の持つ暗電流を示している。
【０２４６】
２回のＶＳＲ２の動作に対応してそれぞれ出力されるＶＮＯＢ４は、光電変換素子を備えていない遮光画素１１２の出力信号なので、光電変換素子が持つ暗電流が含まれない出力となる。
【０２４７】
また、垂直クランプパルスＶｃｌｐは、２回のＶＮＯＢ４およびＶＯＢ３をそれぞれクランプするパルスを示し、前処理部４においてＶＯＢクランプ動作を実施する。
【０２４８】
出力信号ＳｉｇＰは、図６の出力信号ＳｉｇＢと同じレベルの電圧変動が発生している場合を示し、２回のＶＮＯＢ４は電圧変動の影響を受けて歪んでいるが、ＶＯＢ３は正常レベルに戻っているので、通常のＶＯＢクランプ動作が可能である。
【０２４９】
出力信号ＳｉｇＰにおいて、垂直クランプパルスＶｃｌｐによるＶＯＢクランプ動作が実施された場合は、正常レベルに戻っているＶＯＢ３によるＶＯＢクランプ動作が可能になる。
【０２５０】
また、図１９のように、垂直ブランキング期間に発生した電圧変動が大きく、垂直有効期間になって電圧変動がなくなっても出力信号が正常レベルに戻るのに時間がかかっている場合には、２回のＶＮＯＢ４をクランプする時の時定数をＶＯＢ３をクランプする時定数より小さく設定することで、クランプ電圧が電圧変動に素早く追随するような動作にすればよい。
【０２５１】
さらに、図１９においては、クランプ電圧が大きく外れてしまった場合を想定して、２回のＶＮＯＢ４をクランプする動作タイミングとなっているが、垂直同期信号ＶＤに同期して、連続して撮影している場合などでは、クランプ電圧の変化が小さくて済むので、２回のＶＮＯＢ４のクランプ動作を省略してもよい。
【０２５２】
また、図１９においては、暗電流を持たないＶＮＯＢ４をクランプすることになるが、正常レベルに戻っているＶＯＢ３を用いて通常通りのＶＯＢクランプ動作が可能なので、ＶＮＯＢ４とＶＯＢ３の暗電流差は問題にならない。
【０２５３】
図２０は、本実施形態における撮像装置の動作タイミングを示す図であり、水平同期信号ＨＤに同期したタイミングチャートとなっている。
【０２５４】
水平同期信号ＨＤに同期して、Ｈｓｈｉｆｔが、第２水平走査回路２１３および第３水平走査回路２１４の動作状態を、それぞれＨＳＲ２およびＨＳＲ３で示す。
【０２５５】
Ｈｓｈｉｆｔで示すように、第３水平走査回路２１４（ＨＳＲ３）を２回動作させ、続いて、第２水平走査回路２１３（ＨＳＲ２）が動作するように、水平制御部２１５から指示されているので、撮像素子２の出力は、ＨＮＯＢ３で示される第３の水平ＯＢ領域６３が２回、ＨＯＢ２で示される第２の水平ＯＢ領域６２およびＰｉｃＳｉｇで示される有効画素領域６０の順番となっている。
【０２５６】
ＨＯＢ２で信号が出力されているのは、おもにＯＢ画素の持つ暗電流を示している。
【０２５７】
２回のＨＳＲ３の動作に対応してそれぞれ出力されるＨＮＯＢ３は、光電変換素子を備えていない遮光画素１１２の出力信号なので、光電変換素子が持つ暗電流が含まれない出力となる。
【０２５８】
また、水平クランプパルスＨｃｌｐは、２回のＨＮＯＢ３およびＨＯＢ２をそれぞれクランプするパルスを示し、前処理部４においてＨＯＢクランプ動作を実施する。
【０２５９】
出力信号ＳｉｇＱは、図１３の出力信号ＳｉｇＫと同じレベルの電圧変動が発生している場合を示し、２回のＨＮＯＢ３は電圧変動の影響を受けて歪んでいるが、ＨＯＢ２は正常レベルに戻っているので、通常のＨＯＢクランプ動作が可能である。
【０２６０】
出力信号ＳｉｇＱにおいて、水平クランプパルスＨｃｌｐによるＨＯＢクランプ動作が実施された場合は、正常レベルに戻っているＨＯＢ２によるＨＯＢクランプ動作が可能になる。
【０２６１】
また、図２０のように、水平ブランキング期間に発生した電圧変動が大きく、水平有効期間になって電圧変動がなくなっても出力信号が正常レベルに戻るのに時間がかかっている場合には、２回のＨＮＯＢ３をクランプする時の時定数をＨＯＢ２をクランプする時定数より小さく設定することで、クランプ電圧が電圧変動に素早く追随するような動作にすればよい。
【０２６２】
さらに、図２０においては、クランプ電圧が大きく外れてしまった場合を想定して、２回のＨＮＯＢ３をクランプする動作タイミングとなっているが、水平同期信号ＨＤに同期して、連続して撮影している場合などでは、クランプ電圧の変化が小さくて済むので、２回のＨＮＯＢ３のクランプ動作を省略してもよい。
【０２６３】
また、図２０においては、暗電流を持たないＨＮＯＢ３をクランプすることになるが、正常レベルに戻っているＨＯＢ２を用いて通常通りのＨＯＢクランプ動作が可能なので、ＨＮＯＢ３とＨＯＢ２の暗電流差は問題にならない。
【０２６４】
ここで、図１２の第５の垂直ＯＢ領域６９のクランプ動作については、ＶＯＢクランプは第４の垂直ＯＢ領域６８と同様に行い、ＨＯＢクランプは第３の水平ＯＢ領域６３と同様に行えばよい。
【０２６５】
以上のように、
本実施形態においては、第３の水平ＯＢ領域６３、第４の垂直ＯＢ領域６８および第５の垂直ＯＢ領域６９に、図１８に示す光電変換素子を備えていない遮光画素１１２を配列し、撮像素子２の出力信号が電源変動の影響を受けた場合でも、第３の水平ＯＢ領域６３、第４の垂直ＯＢ領域６８および第５の垂直ＯＢ領域６９を読み出すことで、電源変動の影響を受けないＶＯＢクランプ動作およびＨＯＢクランプ動作が可能になる。
【０２６６】
また、電源変動の影響を受けたＶＮＯＢ４やＨＮＯＢ３をクランプすることで、クランプ電圧が大きく外れてしまった場合でも、クランプ電圧を素早く収束させることができるという効果もある。
【０２６７】
そして、電源変動の影響を受けたＶＮＯＢ４およびＨＮＯＢ３をクランプする時に、クランプの時定数を、それぞれＶＯＢ３およびＨＯＢ２の時定数より小さく設定することで、クランプ電圧が電圧変動に素早く追随するという効果もある。
【０２６８】
さらに、光電変換素子を備えていない遮光画素１１２の出力であるＶＮＯＢ４およびＨＮＯＢ３は、光電変換素子が持つ暗電流が含まれないため、画素毎の信号ばらつきがないので、クランプ動作をより正確に行うことができるという効果もある。
【符号の説明】
【０２６９】
１  光学系
２  撮像素子
３  駆動回路部
４  前処理部
５  信号処理部
６  メモリ部
７  画像表示部
８  画像記録部
９  操作部
１０  同期制御部
６０  有効画素領域
６１  第１の水平ＯＢ領域
６２  第２の水平ＯＢ領域
６３  第３の水平ＯＢ領域
６５  第１の垂直ＯＢ領域
６６  第２の垂直ＯＢ領域
６７  第３の垂直ＯＢ領域
６８  第４の垂直ＯＢ領域
６９  第５の垂直ＯＢ領域
１１０  画素
１１１、１１２  遮光画素
Ｄ１  光電変換素子
２００  半導体基板
２０１  第１画素領域
２０２  第２画素領域
２０３  第１垂直走査回路
２０４  第２垂直走査回路
２０５  垂直制御部
２１０  負荷回路
２１１  水平読み出し回路
２１２  第１水平走査回路
２１３  第２水平走査回路
２１４  第３水平走査回路
２１５  水平制御部
２２０  タイミング部
２３０  出力回路
２４１、２５１  第３画素領域
２４２、２５２  第４画素領域
【図１】
2013106184.tif 000003
【図２】
2013106184.tif 000004
【図３】
2013106184.tif 000005
【図４】
2013106184.tif 000006
【図５】
2013106184.tif 000007
【図６】
2013106184.tif 000008
【図７】
2013106184.tif 000009
【図８】
2013106184.tif 000010
【図９】
2013106184.tif 000011
【図１０】
2013106184.tif 000012
【図１１】
2013106184.tif 000013
【図１２】
2013106184.tif 000014
【図１３】
2013106184.tif 000015
【図１４】
2013106184.tif 000016
【図１５】
2013106184.tif 000017
【図１６】
2013106184.tif 000018
【図１７】
2013106184.tif 000019
【図１８】
2013106184.tif 000020
【図１９】
2013106184.tif 000021
【図２０】
2013106184.tif 000022