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公開番号2024152149
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2023066176
出願日2023-04-14
発明の名称撮像装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H04N 25/50 20230101AFI20241018BHJP(電気通信技術)
要約【課題】光電変換部での飽和電荷量の低下を抑えつつ、低照度時ノイズを低減することが可能な撮像装置を提供すること。
【解決手段】撮像装置は、光電変換を行って電荷を蓄積する光電変換部と、電荷を保持する電荷保持部と、電荷に応じた電圧を保持する電圧保持部と、電荷保持部を用いてグローバル電子シャッター駆動を行う第1制御と、電圧保持部を用いてグローバル電子シャッター駆動を行う第2制御とを切り替え可能な制御部とを有する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
光電変換を行って電荷を蓄積する光電変換部と、
前記電荷を保持する電荷保持部と、
前記電荷に応じた電圧を保持する電圧保持部と、
前記電荷保持部を用いてグローバル電子シャッター駆動を行う第１制御と、前記電圧保持部を用いてグローバル電子シャッター駆動を行う第２制御とを切り替え可能な制御部とを有することを特徴とする撮像装置。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記電荷保持部と前記電圧保持部は、直列に接続されてい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】
前記電荷保持部は、前記光電変換部の飽和電荷量より小さい電荷を保持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】
前記制御部は、信号増幅率に基づいて、前記第１制御と前記前記第２制御とを切り替え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５】
前記制御部は、前記光電変換部に入射する入射光の光量に基づいて、前記第１制御と前記前記第２制御とを切り替え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】
前記光電変換部の電荷を排出する排出部を更に有し、
前記制御部は、撮影条件に応じて、前記排出部を制御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制御において、前記電圧保持部は、前記電圧を保持しないことを特徴する請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記制御部は、露出条件に基づいて、前記第１制御と前記前記第２制御とを切り替えることを特徴とする請求項１又は２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、撮像装置に関し、特に全画素同時蓄積（グローバル電子シャッター駆動）を実行可能な撮像装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、全画素同時に蓄積を行い、複数の画素間で電荷の蓄積期間（露光期間）を一致させるいわゆるグローバル電子シャッター駆動を実行可能な撮像装置が提案されている。特許文献１には、光電変換された電荷を保持する電荷保持部を用いてグローバル電子シャッター駆動を行う撮像装置が開示されている。特許文献２には、光電変換された電荷に応じた電圧を保持する電圧保持部を用いてグローバル電子シャッター駆動を行う撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開２０１１／０９６３４０号
特開２０１７－１０８０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の撮像装置では、画素の飽和電荷量を増やすためには、光電変換部の飽和電荷量と電荷保持部の飽和電荷量をほぼ同じ大きさで確保しなければならない。そのため、光電変換部の面積が小さくなり、光電変換部の飽和電荷量が少なくなってしまう。
【０００５】
また、特許文献２の撮像装置では、電圧保持部に電圧を書き込む場合に発生するｋＴＣノイズをＣＤＳ動作によって低減しているが、電圧保持部から電圧を読み出す場合に発生するｋＴＣノイズを除去できていない。電圧保持部にて発生するｋＴＣノイズは、温度や電圧保持部の容量に依存するが、信号量には依存しないため、入射光量の少ない低照度時では、ｋＴＣノイズの割合が大きくなり、画質が劣化してしまう。
【０００６】
本発明は、光電変換部の飽和電荷量の低下を抑えつつ、低照度時ノイズを低減することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての撮像装置は、光電変換を行って電荷を蓄積する光電変換部と、電荷を保持する電荷保持部と、電荷に応じた電圧を保持する電圧保持部と、電荷保持部を用いてグローバル電子シャッター駆動を行う第１制御と、電圧保持部を用いてグローバル電子シャッター駆動を行う第２制御とを切り替え可能な制御部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光電変換部の飽和電荷量の低下を抑制しつつ、低照度時のノイズを低減することが可能な撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
第１半導体基板の受光面の構成を示すブロック図である。
第１半導体基板の受光面と反対側の非受光面の構成を示すブロック図である。
第２半導体基板の構成を示すブロック図である。
実施例１の光電変換部、画素回路、及び保持回路の等価回路図の一例を示す図である。
実施例１の第１制御を示すタイミングチャートである。
実施例１の第２制御を示すタイミングチャートである。
実施例１の撮影方法を示すフローチャートである。
実施例２の撮影方法を示すフローチャートである。
実施例３の制御を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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