(57)【要約】【課題】固体撮像素子に供給される電源電圧の変動に起因する画質劣化を低減させることのできる撮像装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】複数の画素から出力される光信号を保持する容量ＣＴｓ１と、複数の画素から出力されるノイズ信号を保持する容量ＣＴｎ１と、容量ＣＴｓ１に接続され、容量ＣＴｓ１を介して光信号を保持する容量ＣＴｓ２と、容量ＣＴｎ１に接続され、容量ＣＴｎ１を介してノイズ信号を保持する容量ＣＴｎ２とを有する固体撮像素子を備え、容量ＣＴｎ１にノイズ信号を保持する際に重畳されたノイズと同位相のノイズが重畳されるタイミングで容量ＣＴｓ２に光信号を保持させ、容量ＣＴｓ１に光信号を保持する際に重畳されたノイズと同位相のノイズが重畳されるタイミングで容量ＣＴｎ２にノイズ信号を保持させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素と、前記複数の画素から出力される光信号を保持する第１の光信号保持手段と、前記複数の画素から出力されるノイズ信号を保持する第１のノイズ信号保持手段と、前記第１の光信号保持手段に接続され、前記第１の光信号保持手段を介して前記光信号を保持する第２の光信号保持手段と、前記第１のノイズ信号保持手段に接続され、前記第１のノイズ信号保持手段を介して前記ノイズ信号を保持する第２のノイズ信号保持手段とを有する固体撮像素子と、
前記第１のノイズ信号保持手段に前記ノイズ信号を保持する際に重畳されたノイズと同位相のノイズが重畳されるタイミングで前記第２の光信号保持手段に前記光信号を保持させ、前記第１の光信号保持手段に前記光信号を保持する際に重畳されたノイズと同位相のノイズが重畳されるタイミングで前記第２のノイズ信号保持手段に前記ノイズ信号を保持させる制御手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２の光信号保持手段に前記光信号を保持させるタイミング及び前記第２のノイズ信号保持手段に前記ノイズ信号を保持させるタイミングは、重畳される前記ノイズの周期と、前記第１の光信号保持手段が前記光信号を保持するタイミングと、前記第１のノイズ信号保持手段が前記ノイズ信号を保持するタイミングとに基づいて決定されることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
それぞれの周期で前記ノイズを発生させる複数のノイズ源のうち、同時に動作する前記ノイズ源の組み合わせ毎に、前記第２の光信号保持手段に前記光信号を保持させるタイミング及び前記第２のノイズ信号保持手段に前記ノイズ信号を保持させるタイミングを記憶しておき、
前記制御手段は、前記固体撮像素子からの信号読み出し動作と同時に動作する前記ノイズ源の組み合わせに応じて、前記第２の光信号保持手段に前記光信号を保持させるタイミング及び前記第２のノイズ信号保持手段に前記ノイズ信号を保持させるタイミングを選択することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第２の光信号保持手段に前記光信号を保持させるタイミング及び前記第２のノイズ信号保持手段に前記ノイズ信号を保持させるタイミングは、さらに供給される電源電圧に基づいて決定されることを特徴とする請求項２又は３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１のノイズ信号保持手段が前記ノイズ信号を保持するタイミングとの間隔が、重畳される前記ノイズの周期の整数倍になるように前記第２の光信号保持手段に前記光信号を保持させるタイミングが決定され、前記第１の光信号保持手段が前記光信号を保持するタイミングとの間隔が、重畳される前記ノイズの周期の整数倍になるように前記第２のノイズ信号保持手段に前記ノイズ信号を保持させるタイミングが決定されることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
複数の画素と、前記複数の画素から出力される光信号を保持する第１の光信号保持手段と、前記複数の画素から出力されるノイズ信号を保持する第１のノイズ信号保持手段と、前記第１の光信号保持手段に接続され、前記第１の光信号保持手段を介して前記光信号を保持する第２の光信号保持手段と、前記第１のノイズ信号保持手段に接続され、前記第１のノイズ信号保持手段を介して前記ノイズ信号を保持する第２のノイズ信号保持手段とを有する固体撮像素子を備える撮像装置の制御方法であって、
前記複数の画素から出力される前記光信号を前記第１の光信号保持手段に保持し、
前記複数の画素から出力される前記ノイズ信号を前記第１のノイズ信号保持手段に保持し、
前記第１のノイズ信号保持手段に前記ノイズ信号を保持する際に重畳されたノイズと同位相のノイズが重畳されるタイミングで前記第２の光信号保持手段に前記光信号を保持し、
前記第１の光信号保持手段に前記光信号を保持する際に重畳されたノイズと同位相のノイズが重畳されるタイミングで前記第２のノイズ信号保持手段に前記ノイズ信号を保持することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子を有する撮像装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、デジタルカメラ等の撮像装置においては、ＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子が用いられており、光学像に応じて固体撮像素子から出力された電気信号を、静止画像又は動画像として記録・再生している。固体撮像素子としてＣＭＯＳイメージセンサが用いられた撮像装置においては、撮影の際、光学像に応じてＣＭＯＳイメージセンサのフォトダイオードに発生した電荷を読み出し回路で信号電圧に変換し、当該信号電圧を増幅して出力端子から出力している。
【０００３】
このような撮像装置においては、固体撮像素子で光学像を電気信号に変換して出力する過程において、画像の画質劣化の原因となる様々なノイズが発生する。代表的なノイズとして、画素毎の製造バラツキに起因して発生する画素欠陥によるノイズや読み出し回路を構成するアンプ等の部品の製造バラツキに起因する固定パターンノイズ等が挙げられる。さらに、画素及び読み出し回路のリセットノイズや画素領域において発生する暗電流等の撮像動作を行う度に変動するランダムノイズも代表的なノイズとして知られている。
【０００４】
前述のようなノイズを固体撮像素子の内部で除去する手法として、以下に説明するような『Ｓ−Ｎ動作』が知られている（例えば、特許文献１参照）。まず、画素内のフォトダイオードをリセットした後に、固体撮像素子を露光させることで、フォトダイオードで光電変換及び電荷の蓄積が行われる。そして、固体撮像素子の露光が終了するタイミングに合わせて、フォトダイオードを除いて、画素内のフォトダイオード後段の回路（以下、「後段回路」ともいう）及び読み出し回路をリセットする。
【０００５】
リセットが完了すると、フォトダイオードに蓄積された電荷を後段回路に出力しない状態で、画素のリセットレベルの信号を、ノイズ成分として読み出し回路が有する第１のラインメモリに転送して、当該ノイズ成分を第１のラインメモリに保持する。以下、ノイズ成分の信号を「Ｎ信号」とも呼び、Ｎ信号の転送動作を「Ｎ転送」とも呼ぶ。続いて、フォトダイオードに光信号として蓄積された電荷を後段回路に出力し、読み出し回路が有する第２のラインメモリに保持する。以下、光信号を「Ｓ信号」とも呼び、Ｓ信号の転送を「Ｓ転送」とも呼ぶ。
【０００６】
Ｓ転送が終了した後、第２のラインメモリに保持されたＳ信号と第１のラインメモリに保持されたＮ信号とは、順次最後段の出力回路ブロックに送られる。最後に、出力回路ブロック等に設けられた差動回路で、Ｓ信号とＮ信号との差分を求める。この差分信号が画像信号として固体撮像素子の後段の画像処理回路に送られる。以上の動作のうち、Ｎ転送、Ｓ転送、及びＮ信号とＳ信号との差分演算動作が、一般的にＳ−Ｎ動作と呼ばれる動作の概要である。前述のＳ−Ｎ動作を行うことによって、画素及び読み出し回路毎に異なるノイズ成分を、撮像動作の都度適切に除去して、良好な画質の画像信号を得ることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１３４７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述のＳ−Ｎ動作を行うことによって、新たにノイズ成分が生成されて、画質を劣化させてしまう場合がある。固体撮像素子に供給される電源やＧＮＤ（グランド）が常に安定しており、Ｎ転送時とＳ転送時とで電源電圧が一定であれば、Ｓ−Ｎ動作を行うことによってノイズ成分を過不足なく除去することができる。しかし、固体撮像素子に供給される電源電圧は、固体撮像素子の外部の負荷変動等によって変動してしまう。
【０００９】
Ｎ転送からＳ転送までの間に、固体撮像素子に供給される電源電圧が変動した場合には、Ｎ転送時とＳ転送時との各々のタイミングにおいて、異なるレベルのオフセットが重畳されてしまう。この状態でＳ信号とＮ信号との差分演算を行うと、Ｎ信号に重畳されたオフセットとＳ信号に重畳されたオフセットの差分が、新たなノイズとなって画像信号に現れ、画質を劣化させてしまう。
【００１０】
一般に、Ｓ−Ｎ動作は同一の画素行に配された画素群の信号に対して、同一のタイミングで行われる。したがって、同一行の画素からのＮ信号同士には同じレベルのオフセットが重畳され、同一行の画素からのＳ信号同士には、Ｎ信号に重畳されたレベルとは異なる、同じレベルのオフセットが重畳されることとなる。すなわち、Ｎ信号に重畳されたオフセットとＳ信号に重畳されたオフセットとの差分に起因するノイズは、同一行の画素同士で等しいレベルとなり、画像中に横縞状のパターンノイズとなって現れる。
【００１１】
本発明の目的は、固体撮像素子に供給される電源電圧の変動に起因する画質劣化を低減させることのできる撮像装置及びその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る撮像装置は、複数の画素と、前記複数の画素から出力される光信号を保持する第１の光信号保持手段と、前記複数の画素から出力されるノイズ信号を保持する第１のノイズ信号保持手段と、前記第１の光信号保持手段に接続され、前記第１の光信号保持手段を介して前記光信号を保持する第２の光信号保持手段と、前記第１のノイズ信号保持手段に接続され、前記第１のノイズ信号保持手段を介して前記ノイズ信号を保持する第２のノイズ信号保持手段とを有する固体撮像素子と、前記第１のノイズ信号保持手段に前記ノイズ信号を保持する際に重畳されたノイズと同位相のノイズが重畳されるタイミングで前記第２の光信号保持手段に前記光信号を保持させ、前記第１の光信号保持手段に前記光信号を保持する際に重畳されたノイズと同位相のノイズが重畳されるタイミングで前記第２のノイズ信号保持手段に前記ノイズ信号を保持させる制御手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、固体撮像素子に供給される電源電圧の変動による光信号とノイズ信号との間に発生するノイズを打ち消し、供給される電源電圧の変動に起因する画質劣化を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態における固体撮像素子の構成例を示す等価回路図である。
【図３】本実施形態における固体撮像素子の信号読み出し動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】第１の実施形態における第２垂直転送期間の駆動タイミングの決定方法を示す図である。
【図５】第２の実施形態における第２垂直転送期間の駆動タイミングの決定方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る撮像装置は、固体撮像素子３を有する。レンズ１は、被写体の光学像を固体撮像素子３に結像させる。絞り２は、レンズ１を通過した光の光量を変化させる。固体撮像素子３は、光学像を光電変換によって電気信号（画像信号）に変換し出力する。
【００１７】
固体撮像素子３から出力された画像信号（撮像信号ともいう）は、撮像信号処理回路４に供給される。撮像信号処理回路４は、画像信号を増幅するゲイン可変アンプ部とそのゲイン値を補正するためのゲイン補正回路部とを有する。撮像信号処理回路４から出力された画像信号は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換部５によってＡ／Ｄ変換されて、画像データとして信号処理部６に供給される。
【００１８】
信号処理部６は、Ａ／Ｄ変換部５から出力された画像データに対して各種の補正を行うとともに、必要に応じてデータ圧縮を行う。なお、固体撮像素子３、撮像信号処理回路４、Ａ／Ｄ変換部５、及び信号処理部６に対してタイミング発生部１３から各種のタイミングパルスが供給される。
【００１９】
全体制御・演算部１２は、各種の演算を行うとともに、撮像装置の制御を行う。メモリ部７には画像データが一時的に記憶される。外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１０は、例えば、外部コンピュータ等の外部機器１１と通信を行う。なお、外部Ｉ／Ｆ部１０は、無線ユニット１８を介して画像データを送信する等の外部機器１１との通信を無線で行うこともできる。
【００２０】
記録媒体制御インターフェース（Ｉ／Ｆ）部８には、記録媒体９を着脱可能である。記録媒体９が記録媒体制御Ｉ／Ｆ部８に装着されている場合、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部８によって記録媒体９に対して画像データの記録及び読み出しが行われる。なお、記録媒体９は、例えば、半導体メモリで構成されている。
【００２１】
ストロボ部１４は、ＡＦ（オートフォーカス）補助光の投光及びフラッシュ調光を行う。電源回路１５は、電源供給手段としての電池等から供給された電圧を所望の電圧に変換するＤＣ／ＤＣ回路を有し、撮像装置で必要な電圧を必要な期間だけ、記録媒体９を含む各部に供給する。なお、レンズ１の鏡筒は、全体制御・演算部１２の制御下でモータ１６によって駆動され、絞り２は、モータ１７によって駆動される。
【００２２】
前述のような構成の撮像装置においては、固体撮像素子３に供給される電源電圧を変動させるノイズ源となりうる機器や部品が、固体撮像素子の近傍、すなわち撮像装置の内部や撮像装置の至近に配置されている。例えば、ストロボ１４等の機器や、電源回路１５のＤＣ／ＤＣ回路や、レンズ１の鏡筒や絞り２等を駆動するためのモータ１６、１７や、コンピュータ等の外部機器１１と通信を行うための外部Ｉ／Ｆ部１０や無線ユニット１８等である。
【００２３】
これらノイズ源となりうる各部が動作すると、各部の駆動に伴って所定周期の電源変動や電磁波が発生し、その影響を受けて固体撮像素子３に供給される電源電圧が不安定になる。固体撮像素子の信号読み出し中にこのような電源変動や電磁波が発生すると、固体撮像素子に供給される電源の電位が経時変化することにより、読み出された画素信号にノイズを生じさせ、画質を劣化させてしまう。なお、図１に示した機器や部品以外にも、動作によって撮像装置の電源及び固体撮像素子周辺の磁場を変動させうる機器や部品はノイズ源となりうる。
【００２４】
図２は、図１に示した固体撮像素子３の等価回路図を示す図である。図３に示すトランジスタのそれぞれは、例えばＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタである。固体撮像素子３を構成する各回路素子は、半導体集積回路製造技術によって、例えば、単結晶シリコンのような１つの半導体基板上に形成される。ここでは、画素アレイの行数及び列数は、ｎ行×ｍ列（ｎ及びｍの各々は２以上の整数）であるとする。
【００２５】
固体撮像素子３は、２次元マトリックス状に配列された複数の単位画素３００を有しており、これら単位画素３００によって画素部が構成される。単位画素３００は、フォトダイオードＰＤを有しており、フォトダイオードＰＤは、光を受けて電気信号である光信号を発生する。図示の例では、フォトダイオードＰＤは、そのアノードが接地されている。フォトダイオードＰＤのカソードは、フォトダイオードＰＤに蓄積された光信号電荷を転送するための転送トランジスタＭＴｘを介して、増幅トランジスタＭＡｍｐのゲートに接続されている。増幅トランジスタＭＡｍｐのゲートには、当該増幅トランジスタＭＡｍｐをリセットするためのリセットトランジスタＭＲｅｓのソースが接続され、リセットトランジスタＭＲｅｓのドレインはリセット電源に接続されている。また、増幅トランジスタＭＡｍｐのドレインは直接電源に接続されている。
【００２６】
ｉ行目（１≦ｉ≦ｎ）の単位画素３００における転送トランジスタＭＴｘのゲートは、横方向に延長して配置される画素信号転送線ＰＴｘｉに接続される。ｉ行目の単位画素３００におけるリセットトランジスタＭＲｅｓのゲートは、横方向に延長して配置される画素リセット線ＰＲｅｓｉに接続される。ｉ行目の単位画素３００における選択トランジスタＭＳｅｌのゲートは、横方向に延長して配置される画素選択線ＰＳｅｌｉに接続される。画素信号転送線ＰＴｘｉ、画素リセット線ＰＲｅｓｉ、及び画素選択線ＰＳｅｌｉは、垂直走査回路（ＶＳＲ）ブロック３０２に接続されている。
【００２７】
画素信号転送線ＰＴｘｉには、垂直走査回路ブロック３０２で生成され画素信号の転送を制御するための制御パルス（画素信号転送パルス）が、後述するタイミングで供給される。画素リセット線ＰＲｅｓｉには、垂直走査回路ブロック３０２で生成され単位画素３００のリセットを制御するための制御パルス（画素リセットパルス）が、後述するタイミングで供給される。画素選択線ＰＳｅｌｉには、垂直走査回路ブロック３０２で生成され信号転送を行う画素行を選択するための制御パルス（画素選択パルス）が、後述するタイミングで供給される。
【００２８】
ｊ列目（１≦ｊ≦ｍ）の単位画素３００における増幅トランジスタＭＡｍｐのソースは、縦方向に延長して配置される垂直（列方向）出力線ＶＬｊに選択トランジスタＭＳｅｌを介して接続される。垂直出力線ＶＬｊは、定電流源Ｉに接続されるととともに、クランプ容量Ｃ０に接続される。また、クランプ容量Ｃ０は、演算増幅器３０１の反転入力端子に接続される。演算増幅器３０１の反転入力端子には、帰還容量Ｃｆを介して出力端子が接続される。帰還容量Ｃｆと並列に、演算増幅器３０１に接続される各容量を放電するための容量リセットトランジスタＭＣ０Ｒが接続される。演算増幅器３０１の非反転入力端子は、クランプ電圧ＶＣ０Ｒ（ＶＲＥＦ）に接続される。
【００２９】
演算増幅器３０１の出力端子は、第１のノイズ信号転送トランジスタＭＴｎ１を介してノイズ信号（撮像信号の基準信号）を一時保持するための容量ＣＴｎ１（第１のノイズ信号保持手段）に接続される。また、演算増幅器３０１の出力端子は、第１の光信号転送トランジスタＭＴｓ１を介して光信号（撮像信号）を一時保持するための容量ＣＴｓ１（第１の光信号保持手段）に接続される。容量ＣＴｎ１、ＣＴｓ１の逆側の端子は、基準電位（ＧＮＤ）に接続されている。なお、容量ＣＴｎ１、ＣＴｓ１の逆側の端子が接続されたＧＮＤは、他のＧＮＤと高インピーダンスで接続されており、電源レベルが変動しやすい構成となっている。
【００３０】
第１のノイズ信号転送トランジスタＭＴｎ１と容量ＣＴｎ１との接続点は、第２のノイズ信号転送トランジスタＭＴｎ２を介して、ノイズ信号を一時保持するための容量ＣＴｎ２（第２のノイズ信号保持手段）に接続される。第１の光信号転送トランジスタＭＴｓ１と容量ＣＴｓ１との接続点は、第２の光信号転送トランジスタＭＴｓ２を介して、光信号を一時保持するための容量ＣＴｓ２（第２の光信号保持手段）に接続される。容量ＣＴｎ２、ＣＴｓ２の逆側の端子は接地されている。
【００３１】
第２のノイズ信号転送トランジスタＭＴｎ２と容量ＣＴｎ２との接続点、及び第２の光信号転送トランジスタＭＴｓ２と容量ＣＴｓ２との接続点は、水平転送トランジスタＭＣＨｎ、ＭＣＨｓを介して、それぞれ水平出力線ＯＵＴｎ、ＯＵＴｓに接続される。水平出力線ＯＵＴｎ、ＯＵＴｓは、ノイズ信号と光信号とを不図示の後段の回路に伝達する。不図示の後段の回路には、ノイズ信号（Ｎ信号）と光信号（Ｓ信号）との差分演算を行うことが可能な差分手段が設けられ、ノイズ信号と光信号との差分処理が行われる。
【００３２】
各列の第１のノイズ信号転送トランジスタＭＴｎ１のゲートは、第１のノイズ信号転送線ＰＴｎ１に共通に接続され、後述するタイミングで制御パルス（第１のノイズ信号転送パルス）が供給される。各列の第１の光信号転送トランジスタＭＴｓ１のゲートは、第１の光信号転送線ＰＴｓ１に共通に接続され、後述するタイミングで制御パルス（第１の光信号転送パルス）が供給される。
【００３３】
各列の第２のノイズ信号転送トランジスタＭＴｎ２のゲートは、第２のノイズ信号転送線ＰＴｎ２に共通に接続され、後述するタイミングで制御パルス（第２のノイズ信号転送パルス）が供給される。各列の第２の光信号転送トランジスタＭＴｓ２のゲートは、第２の光信号転送線ＰＴｓ２に共通に接続され、後述するタイミングで制御パルス（第２の光信号転送パルス）が供給される。ｊ列目の水平転送トランジスタＭＣＨｎ、ＭＣＨｓのゲートは、列選択線ＰＨｊを介して水平走査回路（ＨＳＲ）ブロック３０３に接続され、後述するタイミングで列毎に制御パルス（水平転送パルス）が供給される。
【００３４】
図３は、本実施形態における固体撮像素子３の信号読み出し動作を説明するための駆動タイミングを示すタイミングチャートである。ここで、固体撮像素子３における画素領域のうち、１行目からｎ行目までの信号読み出し動作を１フレームとする。このとき、１フレーム分の信号読み出し動作は、読み出しを行う画素領域の１行目から開始し、１行目、２行目、…、（ｉ−１）行目、ｉ行目、（ｉ＋１）行目、…、ｎ行目の順に行われるものとする。
【００３５】
図２及び図３を参照して、固体撮像素子３のｉ行目に注目して、その読み出し動作を説明する。以下では、固体撮像素子３が有する各トランジスタのゲートに対して、“Ｈ”（ハイレベル）の制御パルスが入力されたときに、各トランジスタがオンする（導通状態となる）ものとして説明する。
【００３６】
まず、第１垂直転送期間として、ｉ行目の画素を選択して、容量ＣＴｎ１にノイズ信号（撮像信号の基準信号、Ｎ信号）を保持し、容量ＣＴｓ１に光信号（撮像信号、Ｓ信号）を保持するまでの動作について説明する。時刻Ｔ１に、行送りパルスＰＶがトリガクロック信号として垂直走査回路（ＶＳＲ）３０２に入力される。行送りパルスＰＶが“Ｈ”となった瞬間に、読み出し対象として選択される画素行の行送りが行われて読み出し対象が（ｉ−１）行目の画素からｉ行目の画素に移る。時刻Ｔ２に、画素選択パルスＰＳｅｌｉが“Ｈ”となり、ｉ行目の画素の選択トランジスタＭＳｅｌがオンとなって、ｉ行目の画素３００が、各々の画素列に対応する垂直出力線ＶＬｊに接続される。
【００３７】
時刻Ｔ３に、画素リセットパルスＰＲｅｓｉが“Ｌ”となって、ｉ行目の画素３００のフローティングディフュージョン部のリセットが解除され、フローティングディフュージョン部のリセットレベルが決定される。時刻Ｔ４に、第１の光信号転送パルスＰＴｓ１及び第１のノイズ信号転送パルスＰＴｎ１が“Ｈ”となって、容量ＣＴｓ１及びＣＴｎ１のリセットが開始される。時刻Ｔ５に、第１の光信号転送パルスＰＴｓ１及び第１のノイズ信号転送パルスＰＴｎ１が“Ｌ”となって、容量ＣＴｓ１、ＣＴｎ１のリセットが終了される。時刻Ｔ６に、クランプパルスＰＣ０Ｒが“Ｌ”となり、クランプ容量Ｃ０のリセットが終了される。
【００３８】
時刻Ｔ７に、第１のノイズ信号転送パルスＰＴｎ１が“Ｈ”となり、画素３００のフローティングディフュージョン部の電位（電圧）が容量ＣＴｎ１に出力される。時刻Ｔ８に、第１のノイズ信号転送パルスＰＴｎ１が“Ｌ”となり、この時点におけるフローティングディフュージョン部の電位（電圧）が、ノイズ信号として容量ＣＴｎ１に保持される。
【００３９】
時刻Ｔ９に、第１の光信号転送パルスＰＴｓ１が“Ｈ”となり、画素３００のフローティングディフュージョン部の電位（電圧）が容量ＣＴｓ１に出力される。第１の光信号転送パルスＰＴｓ１が“Ｈ”である期間の時刻Ｔ１０に、画素信号転送パルスＰＴｘｉが“Ｈ”となる。画素信号転送パルスＰＴｘｉが“Ｈ”となることで、ｉ行目の画素の転送トランジスタＭＴｘがオンとなって、ｉ行目の画素のフォトダイオードＰＤに蓄積されていた電荷がフローティングディフュージョン部に転送される。
【００４０】
時刻Ｔ１１に、画素信号転送パルスＰＴｘｉが“Ｌ”となり、転送トランジスタＭＴｘがオフされて、フォトダイオードＰＤからフローティングディフュージョン部への電荷転送が終了する。演算増幅器３０１が、垂直出力線ＶＬｊの、画素のフォトダイオードＰＤから転送された電荷量に応じた電位変動に応答するのを待った後、次の動作に移る。時刻Ｔ１２に、第１の光信号転送パルスＰＴｓ１が“Ｌ”となり、この時点でフローティングディフュージョン部に蓄積された電荷量に応じた電位（電圧）が、光信号として容量ＣＴｓ１に保持される。
【００４１】
以上に説明した時刻Ｔ１〜Ｔ１２の期間に行われる動作が、第１垂直転送期間として、ｉ行目の画素を選択して、容量ＣＴｎ１にノイズ信号を保持し、容量ＣＴｓ１に光信号を保持するまでの動作である。
【００４２】
第１垂直転送期間の後、時刻Ｔ１３に、画素リセットパルスＰＲｅｓｉが“Ｈ”となって、フローティングディフュージョン部のリセットが開始される。なお、フローティングディフュージョン部のリセットは、第１垂直転送期間が終了した後から、後述するｉ行目の画素行の選択解除（時刻Ｔ１９）よりも前の任意のタイミングで行ってよい。時刻Ｔ１４に、クランプパルスＰＣ０Ｒが“Ｈ”となり、クランプ容量Ｃ０のリセットが開始される。なお、クランプ容量のリセットは、第１垂直転送期間が終了した後から、次の行（ここではｉ＋１行目）を読み出し対象とするために行送りパルスＰＶが垂直走査回路（ＶＳＲ）３０２に入力されるよりも前の任意のタイミングで行ってよい。
【００４３】
次に、第２垂直転送期間として、容量ＣＴｎ１に保持されたノイズ信号（撮像信号の基準信号、Ｎ信号）を容量ＣＴｎ２に保持し、容量ＣＴｓ１に保持された光信号（撮像信号、Ｓ信号）を容量ＣＴｓ２に保持するまでの動作について説明する。時刻Ｔ１５に、信号保持容量リセットパルスＰＣＴＲが“Ｈ”となり、容量ＣＴｎ２、ＣＴｓ２のリセットが開始される。時刻Ｔ１６に、信号保持容量リセットパルスＰＣＴＲが“Ｌ”となり、容量ＣＴｎ２、ＣＴｓ２のリセットが終了される。
【００４４】
時刻Ｔ１７に、第２の光信号転送パルスＰＴｓ２が“Ｈ”となり、容量ＣＴｓ１と容量ＣＴｓ２とが接続される。時刻Ｔ１８に、第２の光信号転送パルスＰＴｓ２が“Ｌ”となり、容量ＣＴｓ１に保持されていた光信号が、容量ＣＴｓ２に保持される。時刻Ｔ２０に、第２のノイズ信号転送パルスＰＴｎ２が“Ｈ”となり、容量ＣＴｎ１と容量ＣＴｎ２とが接続される。時刻Ｔ２１に、第２のノイズ信号転送パルスＰＴｎ２が“Ｌ”となり、容量ＣＴｎ１に保持されていたノイズ信号が、容量ＣＴｎ２に保持される。
【００４５】
以上に説明した時刻Ｔ１５〜Ｔ２１の期間に行われる動作が、第２垂直転送期間として、容量ＣＴｎ１に保持されたノイズ信号を容量ＣＴｎ２に保持し、容量ＣＴｓ１に保持された光信号を容量ＣＴｓ２に保持するまでの動作である。
【００４６】
第２垂直転送期間における各動作のタイミングの決め方についての詳細は後述する。なお、ここでは時刻Ｔ１９に、画素選択パルスＰＳｅｌｉを“Ｌ”とすることで、ｉ行目の画素の選択トランジスタＭＳｅｌをオフさせてｉ行目の画素の選択を解除しているが、本動作は、第２垂直転送期間中に行うことが必須ではない。本動作は、第１垂直転送期間が終了した後から、次の行（ここではｉ＋１行目）を読み出し対象とするために行送りパルスＰＶが垂直走査回路（ＶＳＲ）３０２に入力されるよりも前の任意のタイミングで行ってよい。
【００４７】
次に、水平転送期間として、容量ＣＴｎ２に保持されたノイズ信号（撮像信号の基準信号、Ｎ信号）、及び容量ＣＴｓ２に保持された光信号（撮像信号、Ｓ信号）を、後段の回路へと出力するまでの動作について説明する。第２垂直転送期間の後、列送りパルスＰＨがトリガクロック信号として水平走査回路（ＨＳＲ）３０３に入力されると、列転送パルスが、読み出し領域の先頭列から末尾の列まで順に列選択線ＰＨｊへと入力される。したがって、容量ＣＴｓ２、ＣＴｎ２に保持された信号は、時刻Ｔ２２から時刻Ｔ２３までの間に、１列分ずつ順番に水平出力線ＯＵＴｓ、ＯＵＴｎに送られ、後段の回路へと出力される。以上に説明した時刻Ｔ２２〜Ｔ２３の期間に行われる動作が、水平転送期間として、容量ＣＴｎ２に保持されたノイズ信号及び容量ＣＴｓ２に保持された光信号を、後段の回路へと出力するまでの動作である。
【００４８】
以上に説明した、第１垂直転送期間、第２垂直転送期間、及び水平転送期間の一連の動作が、ｉ行目の画素１行分の信号読み出し動作である。この動作を繰り返すことにより、１フレーム分の信号読み出しを行う。なお、ｉ行目の第２垂直転送期間が終了した時点で、ｉ行目の画素の光信号は容量ＣＴｓ２に保持され、ｉ行目の画素のノイズ信号は容量ＣＴｎ２に保持されている。したがって、容量ＣＴｓ１、ＣＴｎ１をリセットして、次の行（ｉ＋１行）の画素からの信号を保持することができる。すなわち、図３に示したように、ｉ行目の水平転送期間の動作と、（ｉ＋１）行目の第１垂直転送期間の動作とは、並行して行うことができる。
【００４９】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、第１垂直転送期間〜第２垂直転送期間における各動作の駆動タイミングの決定方法を示す概念図である。ここで、第２垂直転送期間における各動作の駆動タイミングの決定方法について説明する前に、図４（Ａ）を参照して固体撮像素子３に入力される基準電位が変動することによるノイズ発生のメカニズムについて述べる。
【００５０】
図１に示した撮像装置は、前述したようにその内部又は近傍に固体撮像素子３に供給される電源電圧を変動させる、ノイズ源となり得る要素を多数有している。これらの機器等が動作すると、その動作による所定周期の電源変動や電磁波などによって、固体撮像素子３に供給される電源電圧が不安定になる。なお、各々のノイズ源は、それぞれに固有の周期でノイズである電磁波や電源変動を生じさせる。図２に示した固体撮像素子３において、容量ＣＴｎ１及び容量ＣＴｓ１が接続されるＧＮＤは、他のＧＮＤと高インピーダンスで接続されており、電源レベルが変動しやすい構成となっている。
【００５１】
図４（Ａ）中のＶｉｎには、容量ＣＴｎ１及び容量ＣＴｓ１が接続されるＧＮＤに供給される電源電圧が、ノイズ源によって変動する様を模式的に示している。ここで、ノイズ源が固体撮像素子の信号読み出し中に動作し、固体撮像素子に供給される電源電圧Ｖｉｎが、図４（Ａ）に示したように周波数ｆ１［Ｈｚ］で変動した場合について考える。
【００５２】
前述したように時刻Ｔ８において、ノイズ信号が容量ＣＴｎ１に保持されるが、その際、その時点での電源電圧Ｖｉｎの振幅Ｖｒｎ１をノイズとして重畳した状態でノイズ信号が容量ＣＴｎ１に保持されることとなる。また、時刻Ｔ１２において、光信号が容量ＣＴｓ１に保持されるが、その際、その時点での電源電圧Ｖｉｎの振幅Ｖｒｓ１をノイズとして重畳した状態で光信号が容量ＣＴｓ１に保持されることとなる。時刻Ｔ８と時刻Ｔ１２との間で電源電圧Ｖｉｎは変動しているので、容量ＣＴｎ１に保持されたノイズ信号と容量ＣＴｓ１に保持された光信号との間には、
（Ｖｒｓ１−Ｖｒｎ１）
のノイズが発生したことに相当する。
【００５３】
また、時刻Ｔ１８ａにおいて、光信号が容量ＣＴｓ２に保持されるが、その際、その時点での電源電圧Ｖｉｎの振幅Ｖｒｓ２をノイズとして重畳した状態で光信号が容量ＣＴｓ２に保持されることとなる。また、時刻Ｔ２１ａにおいて、ノイズ信号が容量ＣＴｎ２に保持されるが、その際、その時点での電源電圧Ｖｉｎの振幅Ｖｒｎ２をノイズとして重畳した状態でノイズ信号が容量ＣＴｎ２に保持されることとなる。時刻Ｔ１８ａと時刻Ｔ２１ａとの間で電源電圧Ｖｉｎは変動しているので、容量ＣＴｎ２に保持されたノイズ信号と容量ＣＴｓ２に保持された光信号との間には、
（Ｖｒｓ２−Ｖｒｎ２）
のノイズが発生したことに相当する。
【００５４】
したがって、容量ＣＴｓ２、ＣＴｎ２から出力される最終的な信号には、
（Ｖｒｓ１−Ｖｒｎ１）＋（Ｖｒｓ２−Ｖｒｎ２）
のノイズが発生することとなる。この値が画素行毎に変化した場合、ノイズは画像信号に横縞状のパターンノイズとして現れる。以上が、固体撮像素子に入力される電源電圧が変動することによる、ノイズ発生のメカニズムである。
【００５５】
次に、図４（Ａ）を参照して、このようなノイズを低減させるための第２垂直転送期間における各動作の駆動タイミングの決定方法について説明する。前述のようなノイズを低減させるためには、
｜（Ｖｒｓ１−Ｖｒｎ１）＋（Ｖｒｓ２−Ｖｒｎ２）｜
の値が最小となるタイミングで、容量ＣＴｓ２及び容量ＣＴｎ２における信号保持を行えばよい。
【００５６】
なお、ノイズ信号が容量ＣＴｎ１に保持される時刻Ｔ８と光信号が容量ＣＴｓ１に保持される時刻Ｔ１２との間隔が長いほど、画素に発生する暗電流によって、時刻Ｔ８と時刻Ｔ１２との間に暗電流ノイズの差が発生してしまう。そのため、時刻Ｔ８と時刻Ｔ１２との間隔を必要以上に長くすることは好ましくない。一方で、時刻Ｔ１２については、演算増幅器３０１が、垂直出力線ＶＬｊの最大の電位変動に十分応答するまでの期間を確保して設定する必要がある。したがって、時刻Ｔ８と時刻Ｔ１２との間隔は、演算増幅器３０１が、垂直出力線ＶＬｊの最大の電位変動に十分応答するために過不足ない期間に設定されるものとする。
【００５７】
したがって、このように設定された駆動タイミングにおいて電源電圧に重畳されるノイズＶｒｎ１、Ｖｒｓ１に対し、
｜（Ｖｒｓ１−Ｖｒｎ１）＋（Ｖｒｓ２−Ｖｒｎ２）｜
の値が最小となるノイズＶｒｓ２、Ｖｒｎ２が保持されるように容量ＣＴｓ２及び容量ＣＴｎ２における信号保持のタイミングを決定する。
【００５８】
例えば、固体撮像素子３の信号読み出し動作中に駆動される可能性のある機器をすべて駆動させた状態で、固体撮像素子から信号を読み出し、ノイズの最も少なくなるような駆動パターンを決定して撮像装置に記憶させておけばよい。具体的には、固体撮像素子の信号読み出し動作中に駆動される可能性のある機器をすべて駆動させた状態で、固体撮像素子から信号を読み出す。これを、容量ＣＴｓ２及び容量ＣＴｎ２における信号保持のタイミングを変えながら繰り返す。
【００５９】
前述したとおり、ノイズ成分｜（Ｖｒｓ１−Ｖｒｎ１）＋（Ｖｒｓ２−Ｖｒｎ２）｜は、画像信号に横縞状のノイズとして現れる。したがって、得られた画像信号から、例えば、行方向の写像を求め、写像の振幅が最小となるような画像を取得した際の駆動パターンを、ノイズの最も少なくなるような駆動パターンとして選択すればよい。あるいは、固体撮像素子に供給される電源電圧の波形や変動周波数を、固体撮像素子の信号読み出し動作中に駆動される可能性のある機器をすべて駆動させた状態で測定するか、又はシミュレーション等によって求める。求めた波形や変動周波数から、ノイズの最も少なくなるような駆動パターンを演算によって決定し、撮像装置の出荷前に予め撮像装置に記憶させておけばよい。
【００６０】
測定やシミュレーション等で得た変動周波数から、演算によってノイズの最も少なくなるような駆動パターンを求める方法としては、下記のような方法がある。例えば、電源電圧Ｖｉｎが周波数ｆ１［Ｈｚ］で変動するとき、図４（Ａ）に示したように容量ＣＴｎ１及び容量ＣＴｓ２の保持タイミングの間隔ΔＴ１が、電源電圧Ｖｉｎの変動周期１／ｆ１［ｓ］の整数倍となるようにタイミングＴ１８ａを決定する。
ΔＴ１＝Ｔ１８ａ−Ｔ８＝ｋ×（１／ｆ１）  （ｋ＝整数）
また、容量ＣＴｓ１及び容量ＣＴｎ２の保持タイミングの間隔ΔＴ２が、電源電圧Ｖｉｎの変動周期１／ｆ１［ｓ］の整数倍となるようにタイミングＴ２１ａを決定する。
ΔＴ２＝Ｔ２１ａ−Ｔ１２＝ｌ×（１／ｆ１）  （ｌ＝整数）
【００６１】
図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示す例についても、容量ＣＴｓ２の保持タイミングと容量ＣＴｎ２の保持タイミングとの決定方法は、図４（Ａ）と同様である。すなわち、容量ＣＴｎ１及び容量ＣＴｓ２の保持タイミングの間隔ΔＴ１が、電源電圧Ｖｉｎの変動周期１／ｆ１［ｓ］の整数倍となるようにタイミングＴ１８ｂ、Ｔ１８ｃを決定する。また、容量ＣＴｓ１及び容量ＣＴｎ２の保持タイミングの間隔ΔＴ２が、電源電圧Ｖｉｎの変動周期１／ｆ１［ｓ］の整数倍となるようにタイミングＴ２１ｂ、Ｔ２１ｃを決定する。しかし、図４（Ａ）においてはｌ＝ｋとしているのに対し、図４（Ｂ）や図４（Ｃ）に示すように、ｌ≠ｋとしてもよい。なお、図４（Ｃ）では、容量ＣＴｓ２の保持タイミングと容量ＣＴｎ２の保持タイミングとの順序が、図４（Ａ）や図４（Ｂ）に示した例とは逆になっているが、容量ＣＴｓ２への保持と容量ＣＴｎ２への保持とは、どちらを先に行ってもよい。以上が第２垂直転送期間における各動作の駆動タイミングの決定方法である。
【００６２】
このようにすることで、容量ＣＴｎ１の保持タイミングＴ８と容量ＣＴｓ２の保持タイミングＴ１８とが電源電圧の変動に対して同位相に設定され、基準電圧に重畳されるノイズＶｒｎ１、Ｖｒｓ２が同じレベルとなる。また、容量ＣＴｓ１の保持タイミングＴ１２と容量ＣＴｎ２の保持タイミングＴ２１とが電源電圧の変動に対して同位相に設定され、基準電圧に重畳されるノイズＶｒｓ１、Ｖｒｎ２が同じレベルとなる。したがって、容量ＣＴｎ２に保持されたノイズ信号と容量ＣＴｓ２に保持された光信号との間に発生したノイズによって、容量ＣＴｎ１に保持されたノイズ信号と容量ＣＴｓ１に保持された光信号との間に発生したノイズを打ち消すことができる。すなわち、（Ｖｒｓ１−Ｖｒｎ１）＋（Ｖｒｓ２−Ｖｒｎ２）＝（Ｖｒｓ１−Ｖｒｎ２）＋（Ｖｒｓ２−Ｖｒｎ１）＝０となる。したがって、本実施形態に述べた方法で決定した駆動タイミングによれば、固体撮像素子に供給される電源電圧の変動に起因する画質劣化を低減させることができる。
【００６３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。以下、第２の実施形態による固体撮像素子に供給される電源電圧の変動に起因する画質劣化を低減させるための駆動タイミングの決定方法について説明する。本実施形態では、撮像装置に複数のノイズ源を有し、各々のノイズ源が、タイミング毎にそれぞれ異なる複数の組み合わせで動作するものとする。また、各々のノイズ源が発生させるノイズの周期が、各々異なるものとする。
【００６４】
本実施形態では、このような撮像装置において、同時に動作するノイズ源の組み合わせ毎に、それぞれのノイズ低減に適した複数の固体撮像素子の駆動パターンを用意しておく。そして、どのノイズ源が動作しているかに応じて、適した駆動パターンを選択するようにする。この点が、第２の実施形態と第１の実施形態との差異である。本実施形態に係る撮像装置の構成は、図１に示した第１の実施形態に係る撮像装置の構成と同様であるので、説明は割愛する。また、本実施形態における固体撮像素子の構成や基本的な駆動タイミングは、図２に示した第１の実施形態における固体撮像素子の構成や図３に示した第１の実施形態における固体撮像素子の駆動タイミングと同様であるので、説明は割愛する。
【００６５】
図１に示したような構成の撮像装置においては、固体撮像素子３に供給される電源電圧を変動させるノイズ源となりうる機器や部品が、固体撮像素子の近傍、すなわち撮像装置の内部や撮像装置の至近に配置されている。例えば、ストロボ１４等の機器や、電源回路１５のＤＣ／ＤＣ回路や、レンズ１の鏡筒や絞り２等を駆動するためのモータ１６、１７や、コンピュータ等の外部機器１１と通信を行うための外部インターフェース部１０や無線ユニット１８等である。なお、図１に示した機器や部品以外にも、動作によって撮像装置の電源及び固体撮像素子周辺の磁場を変動させうる機器や部品はノイズ源となりうる。
【００６６】
これらのノイズ源は、各々のノイズ源毎に固有の周期で電源変動や電磁波を生じさせるので、どのノイズ源が動作しているかによって、固体撮像素子に供給される電源の変動周期も異なることとなる。固体撮像素子に供給される電源電圧の変動に起因するノイズを低減させるために適した駆動タイミングは、固体撮像素子に供給される電源電圧の変動周波数によって異なる。そこで本実施形態においては、固体撮像素子から信号を読み出す際に、どのノイズ源が動作しているかに応じて、ノイズを低減させるために適した駆動パターンを選択する。
【００６７】
例えば、電源回路１５のＤＣ／ＤＣ回路等の常時動作しているようなノイズ源に加えて、それ以外の第１のノイズ源が動作することによって、固体撮像素子に供給される電源電圧が周波数ｆ１［Ｈｚ］で変動するものとする。このとき、例えば図４（Ａ）に示したように、容量ＣＴｎ１の保持タイミングＴ８と容量ＣＴｓ１の保持タイミングＴ１２との間で生じるノイズを打ち消すように、容量ＣＴｓ２の保持タイミングＴ１８ａと容量ＣＴｎ２の保持タイミングＴ２１ａを決定する。これを第１の駆動タイミングとして、撮像装置に記憶しておく。
【００６８】
また、電源回路１５のＤＣ／ＤＣ回路等の常時動作しているようなノイズ源に加えて、第１のノイズ源とは異なる第２のノイズ源が動作することによって、固体撮像素子に供給される電源電圧が周波数ｆ２［Ｈｚ］で変動するものとする。このとき、例えば図５に示すように、容量ＣＴｎ１の保持タイミングＴ８と容量ＣＴｓ１の保持タイミングＴ１２との間で生じるノイズを打ち消すように、容量ＣＴｓ２の保持タイミングＴ１８ｄと容量ＣＴｎ２の保持タイミングＴ２１ｄを決定する。これを第２の駆動タイミングとして、撮像装置に記憶しておく。
【００６９】
そして、固体撮像素子から信号を読み出す際、読み出し開始前に各ノイズ源が動作しているか否かの判定動作を行う。固体撮像素子から信号を読み出す際に、第１のノイズ源が動作していれば、第１の駆動タイミングによって信号の読み出しを行うようにし、第２のノイズ源が動作していれば、第２の駆動タイミングによって信号の読み出しを行うようにする。このようにすることで、動作するノイズ源の組み合わせに応じた適切な駆動パターンで固体撮像素子を駆動し、固体撮像素子に供給される電源電圧の変動に起因する画質劣化を低減させることができる。
【００７０】
なお、２通りの周波数の例について述べたが、同時に動作するノイズ源の組み合わせ毎に異なるタイミングを記憶しておき、各ノイズ源の動作判定の結果に従って使用する駆動タイミングを選択すればよい。例えば、図１に示した構成の撮像装置では、ストロボ１４や、電源回路１５のＤＣ／ＤＣ回路、レンズ１の鏡筒や絞り２等を駆動するためのモータ１６、１７、外部機器１１と通信を行うための外部Ｉ／Ｆ部１０や無線ユニット１８等がノイズ源となる。したがって、電源回路１５のＤＣ／ＤＣ回路に加えて、モータ１６、１７が動作したとき、ストロボ１４が動作したとき、外部Ｉ／Ｆ部１０や無線ユニット１８が動作したときのそれぞれについてノイズ低減に適した駆動パターンを記憶しておけばよい。そして、各ノイズ源の動作判定の結果に従い、使用する駆動タイミングを選択すればよい。
【００７１】
なお、ノイズが最も少なくなるような駆動パターンを求める方法は、第１の実施形態と同様である。レンズやストロボ、無線ユニット等の機器が交換可能である場合には、接続可能な機器のそれぞれについて、同様にノイズ低減に適した駆動パターンを記憶しておけばよい。そして、接続された機器のノイズ源の周波数が取得できるような情報を通信によって取得し、各々の機器が動作した際に使用する駆動タイミングを選択すればよい。通信によって、接続された機器のノイズ源の周波数が取得できないような場合には、本撮影前にプリ撮影として接続された各ノイズ源を同時に動作するノイズ源の組み合わせ毎に駆動させながら、記憶してある各駆動タイミングで遮光画像を取得しておく。そして、同時に動作するノイズ源の組み合わせに応じて、最もノイズが少なくなる駆動タイミングを、該当の機器が動作したときの駆動パターンとして選択すればよい。
【００７２】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。以下、第３の実施形態による固体撮像素子に供給される電源電圧の変動に起因する画質劣化を低減させるための駆動タイミングの決定方法について説明する。本実施形態に係る撮像装置の構成は、図１に示した第１の実施形態に係る撮像装置の構成と同様であるので、説明は割愛する。また、本実施形態における固体撮像素子の構成や基本的な駆動タイミングは、図２に示した第１の実施形態における固体撮像素子の構成や図３に示した第１の実施形態における固体撮像素子の駆動タイミングと同様であるので、説明は割愛する。
【００７３】
図１に示したような構成の撮像装置においては、固体撮像素子３に供給される電源電圧を変動させるノイズ源となりうる機器や部品が、固体撮像素子の近傍、すなわち撮像装置の内部や撮像装置の至近に配置されている。例えば、ストロボ１４等の機器や、電源回路１５のＤＣ／ＤＣ回路や、レンズ１の鏡筒や絞り２等を駆動するためのモータ１６、１７や、コンピュータ等の外部機器１１と通信を行うための外部インターフェース部１０や無線ユニット１８等である。なお、図１に示した機器や部品以外にも、動作によって撮像装置の電源及び固体撮像素子周辺の磁場を変動させうる機器や部品はノイズ源となりうる。
【００７４】
これらのノイズ源は、各々のノイズ源毎に固有の周波数で電源変動や電磁波を生じさせるが、特に、電源回路１５のＤＣ／ＤＣ回路が発する電磁波の周波数については電源供給手段から供給される電圧によっても異なることとなる。例えば、一般的な撮像装置では、電源供給手段として電池が使用される。電池の放電の進み具合等により、電池から供給される電圧が異なるため、ＤＣ／ＤＣ回路の駆動周波数が変化することでＤＣ／ＤＣ回路が発する電磁波の周波数も変化するため、固体撮像素子に供給される電源の変動の周波数が変化してしまう。
【００７５】
固体撮像素子に供給される電源電圧の変動に起因するノイズを低減させるために、適した駆動タイミングは、固体撮像素子に供給される電源電圧の変動周波数によって異なる。そこで本実施形態においては、固体撮像素子から信号を読み出す際に、電源供給手段から電源回路１５のＤＣ／ＤＣ回路に供給される電源電圧に応じて、ノイズを低減させるために適した駆動パターンを選択する。
【００７６】
例えば、電源供給手段から電源回路１５のＤＣ／ＤＣ回路に供給される電圧レベルが第１の電圧レベルであるとき、固体撮像素子に供給される電源電圧が周波数ｆ１［Ｈｚ］で変動するものとする。このとき、例えば図４（Ａ）に示したように、容量ＣＴｎ１の保持タイミングＴ８と容量ＣＴｓ１の保持タイミングＴ１２との間で生じるノイズを打ち消すように、容量ＣＴｓ２の保持タイミングＴ１８ａと容量ＣＴｎ２の保持タイミングＴ２１ａを決定する。これを第１の駆動タイミングとして、撮像装置に記憶しておく。
【００７７】
また、電源供給手段から電源回路１５のＤＣ／ＤＣ回路に供給される電圧レベルが第１の電圧レベルより低い第２の電圧レベルであるとき、固体撮像素子に供給される電源電圧が周波数ｆ２［Ｈｚ］で変動するものとする。このとき、例えば図５に示したように、容量ＣＴｎ１の保持タイミングＴ８と容量ＣＴｓ１の保持タイミングＴ１２との間で生じるノイズを打ち消すように、容量ＣＴｓ２の保持タイミングＴ１８ｄと容量ＣＴｎ２の保持タイミングＴ２１ｄを決定する。これを第２の駆動タイミングとして、撮像装置に記憶しておく。
【００７８】
そして、電源供給手段から電源回路１５のＤＣ／ＤＣ回路に供給される電圧レベルが、第１の電圧レベルと第２の電圧レベルの間の所定の閾値以上であるときには、固体撮像素子から信号を読み出す際に、第１の駆動タイミングを用いるようにする。また、電源供給手段から電源回路１５のＤＣ／ＤＣ回路に供給される電圧レベルが、第１の電圧レベルと第２の電圧レベルの間の所定の閾値未満であるときには、固体撮像素子から信号を読み出す際に、第２の駆動タイミングを用いるようにする。このようにすることで、電源供給手段から電源回路１５のＤＣ／ＤＣ回路に供給される電圧レベルに応じた適切な駆動パターンで固体撮像素子を駆動し、固体撮像素子に供給される電源電圧の変動に起因する画質劣化を低減させることができる。
【００７９】
なお、２通りの周波数の例について述べたが、電圧レベルをより子細に分割してそれぞれに異なる駆動タイミングを記憶しておき、電源供給手段から電源回路１５のＤＣ／ＤＣ回路に供給される電圧レベルに従って、使用する駆動タイミングを選択してもよい。
【００８０】
（本発明の他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【００８１】
なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００８２】
３：固体撮像素子  ４：撮像信号処理回路  ７：メモリ部  １２：全体制御・演算部  １３：タイミング発生部  １５：電源回路  ３００：画素  ＣＴｓ１：容量（第１の光信号保持手段）  ＣＴｎ１：容量（第１のノイズ信号保持手段）  ＣＴｓ２：容量（第２の光信号保持手段）  ＣＴｎ２：容量（第２のノイズ信号保持手段）  ＭＴｓ１：第１の光信号転送トランジスタ  ＭＴｎ１：第１のノイズ信号転送トランジスタ  ＭＴｓ２：第２の光信号転送トランジスタ  ＭＴｎ２：第２のノイズ信号転送トランジスタ  ＰＴｓ１：第１の光信号転送パルス  ＰＴｎ１：第１のノイズ信号転送パルス  ＰＴｓ２：第２の光信号転送パルス  ＰＴｎ２：第２のノイズ信号転送パルス
【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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