JP3124474B2 - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レジスタ間転送を
行う固体撮像装置の駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レジスタ間転送を行う固体撮像装
置としては、例えば図９に示すようなものがあった。

【０００３】この固体撮像装置は、入射光量に応じて信
号電荷を発生する感光素子を主走査方向に多数配列した
感光素子ライン１０１を有している。さらに、該感光素
子ライン１０１の奇数及び偶数画素の積分時間をそれぞ
れコントロールするためのシフトゲート１１１，１１２
が交互に前記感光素子ライン１０１に沿って配列されて
いる。

【０００４】シフトゲート１１１，１１２の配列方向に
は、電荷転送用の内側及び外側アナログシフトレジスタ
１２１，１２２が並列に配設されている。内側アナログ
シフトレジスタ１２１は、奇数画素用のシフトゲート１
１１に隣接した転送電極φ１と偶数画素用のシフトゲー
ト１１２に隣接した転送電極φ２とが交互に設けられ、
これに対応して、外側アナログシフトレジスタ１２２
も、転送電極φ１と転送電極φ２とが交互に設けられて
いる。これら内側及び外側レジスタ１２１，１２２の転
送電極φ１は同一の駆動パルスが印加され、同様に内側
及び外側レジスタ１２１，１２２の転送電極φ２も同一
の駆動パルスが印加される（２相駆動）。

【０００５】さらに、アナログシフトレジスタ１２１，
１２２間には、該レジスタ１２１，１２２間の電荷の転
送（レジスタ間転送）をコントロールするためのトラン
スファゲート１３１が奇数画素に対応した位置にそれぞ
れ設けられている。そして、前内側記レジスタ１２１か
ら転送されてきた電荷を電圧に変換する出力回路１４１
と、前記外側レジスタ１２２から転送されてきた電荷を
電圧に変換する出力回路１４２とが設けられている。

【０００６】次に、図１０のタイミングチャートを参照
しつつ従来の駆動方法を説明する。

【０００７】感光素子ライン１０１で発生した奇数画素
の信号電荷は、シフトゲート１１１の電極ＳＨ１と転送
電極φ１を開く（“Ｈ”レベル）ことにより（図１０の
時刻ｔ１）、内側レジスタ１２１の転送電極φ１下に移
送される。この時、転送電極φ１に存在する暗時成分と
信号電荷とが混合し、さらに、転送電極φ２が“Ｌ”レ
ベルになるために、転送電極φ２に存在する暗時成分も
転送電極φ１へ移送され、これらの電荷が混合する。

【０００８】その後、トランスファーゲート１３１の電
極ＴＧが開かれ（時刻ｔ２）、前記信号電荷に転送電極
φ１，φ２の各暗時成分を加えた電荷は、外側レジスタ
１２２の転送電極φ１へ移送される（時刻ｔ３）。内側
レジスタ１２１の電荷が全て外側レジスタへ移送された
後、シフトゲート１１２の電極ＳＨ２を開き（時刻ｔ
４）、偶数画素の信号電荷を内側レジスタ１２１の転送
電極φ２下へ移送する。

【０００９】そして、これ以降は（時刻ｔ５以降）、転
送電極φ１が“Ｈ”レベルで転送電極φ２が“Ｌ”レベ
ルのときには、電極φ２から電極φ１へ電荷が移送さ
れ、逆に、電極φ１が“Ｌ”レベルで転送電極φ２が
“Ｈ”レベルのときには、電極φ１から電極φ２へ電荷
が移送されて、順次、電荷が出力回路１４１，１４２へ
転送される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の固体撮像装置では次のような問題があった。以下、
図１１（ａ），（ｂ）を用いて説明する。なお、図１１
（ａ），（ｂ）は、出力回路１４１，１４２より出力さ
れる暗時成分の出力波形例を示す図であり、同図（ａ）
は内側レジスタ１２１の暗時出力、同図（ｂ）は外側レ
ジスタ１２２の暗時出力を示す。なお、図中のＫ１はレ
ジスタ間転送動作期間、Ｋ２は全感光素子ラインの１ラ
イン分の出力動作期間、及びＫ３は転送余裕期間であ
る。

【００１１】図１１（ａ）の内側レジスタ１２１の暗時
出力は、出力回路１４１より出力される暗時出力波形を
示すものであり、期間Ｋ１（図１０の時刻ｔ２〜ｔ３）
では、内側レジスタ１２１の暗時成分は全て外側レジス
タ１２２へ移るため、出力が０となっている。また、出
力回路１４１までに通過する転送電極φ１，φ２の数が
出力回路１４１に近い画素と離れた画素では異なる。こ
のため、続く期間Ｋ２では、段数が増えるに従って、転
送電極φ１，φ２下で発生する暗時成分が加算され、暗
時出力に右下がりのシェーデングを引き起こすことにな
る。なお図中のＰ１は最終的に加算された内側レジスタ
１２１の暗時成分を示す。

【００１２】図１１（ｂ）の外側レジスタ１２２の暗時
出力は、出力回路１４２より出力される外側レジスタ１
２２の暗時出力波形を示すものであり、期間Ｋ１（図１
０の時刻ｔ２〜ｔ３）では、内側レジスタ１２１の暗時
成分が外側レジスタの暗時成分に加算される。なお、内
側レジスタ１２１の暗時成分が加算されないとすると、
外側レジスタ１２２の暗時成分は定常状態では一定であ
る。また、内側レジスタ１２１より移送される暗時成分
が左下がりのシェーディングを有しているので、外側レ
ジスタ１２２の期間Ｋ２の暗時出力波形は図１１（ｂ）
に示すように左下がりのシェーディングを有するものと
なる。つまり、信号電荷は右から左へ移送されるのであ
るから、レジスタの右側の要素では、より多くの暗時成
分を含むことになる。なお、図中Ｐ２は、外側レジスタ
１２２の暗時成分を示す。

【００１３】明時のときは、図１１（ａ），（ｂ）に示
す暗時出力波形に一定の信号出力を加算した波形とな
る。この明時のときの出力波形を図１２（ａ），（ｂ）
に示す。

【００１４】同図（ａ）は内側レジスタ１２１の明時出
力波形、同図（ｂ）は外側レジスタ１２２の明時出力波
形である。図中のＰ１１は内側レジスタ１２１より出力
される光による出力成分を示し、Ｐ１２及びＰ１３は内
側レジスタ１２１の暗時成分を示す。また、図中Ｐ１４
は外側レジスタ１２２の暗時成分を示し、Ｐ１５は外側
レジスタ１２２より出力される光による出力成分を示
し、Ｐ１６は内側レジスタ１２１より移送された暗時成
分を示す。

【００１５】この図１２（ａ），（ｂ）からも明らかな
ように、明時のときは、暗時出力波形に一定の信号出力
を加算した波形となり、シェーディング成分が残るた
め、画像に明暗歪み等が発生する。という問題があっ
た。

【００１６】本発明は、上述の如き従来の問題点を解決
するためになされたもので、その目的は、暗時出力のシ
ェーディング成分を抑制することができる固体撮像装置
の駆動方法を提供することである。

【００１７】またその他の目的は、暗時出力のシェーデ
ィング成分を抑制することができ、しかもレジスタ転送
期間を短縮することができる固体撮像装置の駆動方法を
提供することである。

【００１８】さらに、その他の目的は、暗時出力のシェ
ーディング成分を抑制することができ、しかもレジスタ
間転送動作で生ずる奇数画素ラインと偶数画素ラインの
積分開始時間の不一致を軽減することができる固体撮像
装置の駆動方法を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する為
に、本発明による固体撮像装置を駆動する方法は、１ラ
イン上に配置し入射光量に応じて信号電荷を発生する感
光素子と、間に複数のシフトゲートを挟んで、前記感光
素子と対応して並列に設けられた複数の第１の水平転送
レジスタと、間に複数のトランスファゲートを挟んで、
前記第１の水平転送レジスタと１対１に対応して設けら
れた複数の第２の水平転送レジスタと、前記第１の水平
転送レジスタ及び前記第２の水平転送レジスタで水平転
送される信号電荷を出力する出力回路からなる固体撮像
装置に適用され、前記第１の水平転送レジスタに信号を
与えて、トランスファゲートに接する前記第１の水平転
送レジスタに存在する暗時成分電荷を、トランスファゲ
ートに接しない前記第１の水平転送レジスタに移動する
段階と、トランスファゲートに接する前記シフトゲート
に信号を与えて、トランスファゲートに接する前記感光
素子の信号電荷を、トランスファゲートに接する前記第
１の水平転送レジスタに転送する段階と、前記トランス
ファゲートに信号を与えて、トランスファゲートに接す
る前記第１の水平転送レジスタに転送された信号電荷
を、トランスファゲートに接する前記第２の水平転送レ
ジスタに移動する段階と、トランスファゲートに接しな
い前記シフトゲートに信号を与えて、トランスファゲー
トに接しない前記感光素子の信号電荷を、トランスファ
ゲートに接しない前記第１の水平転送レジスタに転送す
る段階と、前記第１の水平転送レジスタ及び前記第２の
水平転送レジスタに信号を与えて、前記第１の水平転送
レジスタ及び前記第２の水平転送レジスタに転送された
信号電荷を水平転送する段階と、前記第１の水平転送レ
ジスタ及び前記第２の水平転送レジスタで水平転送され
た信号電荷を順次前記出力回路から出力する段階からな
り、トランスファゲートに接する前記第１の水平転送レ
ジスタから、トランスファゲートに接しない前記第１の
水平転送レジスタに移動された前記暗時成分電荷は、ト
ランスファゲートに接する前記感光素子の信号電荷を、
トランスファゲートに接する前記第２の水平転送レジス
タに転送が終了段階まで、トランスファゲートに接しな
い前記第１の水平転送レジスタ内に留められている。

【００２０】又、好適な実施形態では、偶数の前記シフ
トゲートに信号を与えて、偶数の前記感光素子の信号電
荷を偶数の前記第１の水平転送レジスタに転送する為に
偶数の前記シフトゲートに与えられる信号と、偶数の前
記第１の水平転送レジスタに転送された信号電荷を偶数
の前記第２の水平転送レジスタに移動する為に、前記ト
ランスファゲートに与えられる信号は、同時に与えられ
る。

【００２１】更に、好適な実施形態では、前記トランス
ファゲートに信号を与えて、偶数の前記第１の水平転送
レジスタに転送された信号電荷を、偶数の前記第２の水
平転送レジスタに移動する際、前記トランスファゲート
に与えられる信号とは反対の信号が、偶奇双方の前記第
１の水平転送レジスタに与えられる。

【００２２】更に、好適な実施形態では、前記信号電荷
の水平転送は、前記偶数の第１の水平転送レジスタと前
記奇数の第１の水平転送レジスタに互いに逆相の信号を
与えることによって行われ、同様に、前記偶数の第２の
水平転送レジスタと前記奇数の第２の水平転送レジスタ
に互いに逆相の信号を与えることによって行われる。

【００２３】又、本発明の別の様相による固体撮像装置
を駆動する方法は、１ライン上に配置し入射光量に応じ
て信号電荷を発生する感光素子と、間に複数のシフトゲ
ートを挟んで、前記感光素子と対応して並列に設けられ
た複数の第１の水平転送レジスタと、間に複数のトラン
スファゲートを挟んで、前記第１の水平転送レジスタと
１対１に対応して設けられた複数の第２の水平転送レジ
スタと、前記第１の水平転送レジスタ及び前記第２の水
平転送レジスタで水平転送される信号電荷を出力する出
力回路からなる固体撮像装置に適用され、前記第１の水
平転送レジスタに信号を与えて、トランスファゲートに
接する前記感光素子に対応する前記第１の水平転送レジ
スタに存在する暗時成分電荷を、隣接する前記第１の水
平転送レジスタに移動する段階と、前記シフトゲートに
信号を与えて、トランスファゲートに接する前記感光素
子の信号電荷を、前記第１の水平転送レジスタに転送す
る段階と、前記トランスファゲートに信号を与えて、前
記第１の水平転送レジスタに転送されたトランスファゲ
ートに接する前記感光素子からの信号電荷を、前記第２
の水平転送レジスタに移動する段階と、前記シフトゲー
トに信号を与えて、トランスファゲートに接しない前記
感光素子の信号電荷を、前記第１の水平転送レジスタに
転送する段階と、前記第１の水平転送レジスタ及び前記
第２の水平転送レジスタに信号を与えて、前記第１の水
平転送レジスタ及び前記第２の水平転送レジスタに転送
された信号電荷を水平転送する段階と、前記第１の水平
転送レジスタ及び前記第２の水平転送レジスタで水平転
送された信号電荷を順次前記出力回路から出力する段階
からなり、トランスファゲートに接する前記第１の水平
転送レジスタから、前記隣接する前記第１の水平転送レ
ジスタに移動された前記暗時成分電荷は、トランスファ
ゲートに接する前記感光素子の信号電荷を、前記第２の
水平転送レジスタに転送が終了する段階まで、前記隣接
する前記第１の水平転送レジスタ内に留められている。

【００２４】本発明の更に様相による固体撮像装置を駆
動する方法は、アレイ状に配置し入射光量に応じて信号
電荷を発生する感光素子と、前記感光素子の夫々のカラ
ムに隣接して設けられた垂直転送レジスタと、間に複数
のシフトゲートを挟んで、前記垂直転送レジスタの一端
に隣接して並列に設けられた複数の第１の水平転送レジ
スタと、間に複数のトランスファゲートを挟んで、前記
第１の水平転送レジスタと１対１に対応して設けられた
複数の第２の水平転送レジスタと、前記第２の水平転送
レジスタ及び前記第２の水平転送レジスタで水平転送さ
れる信号電荷を出力する出力回路からなる固体撮像装置
に適用され、前記第１の水平転送レジスタに信号を与え
て、偶数の前記第１の水平転送レジスタに存在する暗時
成分電荷を、奇数の前記第１の水平転送レジスタに移動
する段階と、偶数の前記シフトゲートに信号を与えて、
偶数の前記垂直転送レジスタの信号電荷を、偶数の前記
第１の水平転送レジスタに転送する段階と、前記トラン
スファゲートに信号を与えて、偶数の前記第１の水平転
送レジスタに転送された信号電荷を、偶数の前記第２の
水平転送レジスタに移動する段階と、奇数の前記シフト
ゲートに信号を与えて、奇数の前記垂直転送レジスタの
信号電荷を、奇数の前記第１の水平転送レジスタに転送
する段階と、前記第１の水平転送レジスタ及び前記第２
の水平転送レジスタに信号を与えて、前記第１の水平転
送レジスタ及び前記第２の水平転送レジスタに転送され
た信号電荷を水平転送する段階と、前記第１の水平転送
レジスタ及び前記第２の水平転送レジスタで水平転送さ
れた信号電荷を順次前記出力回路から出力する段階から
なっている。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１および図２は、本発明の第１実
施形態に係る固体撮像装置の駆動方法を示す図である。
ここでは、ディジタル複写機に用いられるラインセンサ
を例に説明する。図２は、ラインセンサの構成を示し、
図１はその駆動方法を示す。

【００２６】このラインセンサは、従来の図９に示すも
のとほぼ同一構成であり、同じ参照番号を用いている。
すなわち、入射光量に応じて信号電荷を発生する感光素
子を主走査方向に多数配列した感光素子ライン１０１を
有している。さらに、該感光素子ライン１０１の奇数及
び偶数画素の積分時間をそれぞれコントロールするため
のシフトゲート１１１，１１２が交互に前記感光素子ラ
イン１０１に沿って配列されている。

【００２７】シフトゲート１１１，１１２の配列方向に
は、電荷転送用の内側及び外側アナログシフトレジスタ
１２１，１２２が並列に配設されている。内側アナログ
シフトレジスタ１２１は、奇数画素用のシフトゲート１
１１に隣接した転送電極φ１と偶数画素用のシフトゲー
ト１１２に隣接した転送電極φ２とが交互に設けられ、
これに対応して、外側アナログシフトレジスタ１２２
も、転送電極φ１と転送電極φ２とが交互に設けられて
いる。これら内側及び外側レジスタ１２１，１２２の転
送電極φ１は同一の駆動パルスが印加され、同様に内側
及び外側レジスタ１２１，１２２の転送電極φ２も同一
の駆動パルスが印加される（２相駆動）。

【００２８】さらに、アナログシフトレジスタ１２１，
１２２間には、該レジスタ１２１，１２２間の電荷の転
送（レジスタ間転送）をコントロールするためのトラン
スファゲート１３１が奇数画素に対応した位置にそれぞ
れ設けられている。そして、前内側記レジスタ１２１か
ら転送されてきた電荷を電圧に変換する出力回路１４１
と、前記外側レジスタ１２２から転送されてきた電荷を
電圧に変換する出力回路１４２とが設けられている。

【００２９】これらの電極には、制御回路１０から、奇
数画素及び偶数画素の夫々の為に適当なタイミングで、
制御信号が与えられる。以下、その制御信号と共に本実
施形態の駆動方法を図１を用いて説明する。

【００３０】本実施形態の駆動方法が図１０に示した従
来の駆動方法と異なる点は、シフトゲート１１１の電極
ＳＨ１と転送電極φ１が開く時刻Ｔ１以前の時刻Ｔａに
おいて、暗時成分を全て転送電極φ２下へ移して、レジ
スタ転送動作が終了する時刻Ｔ３まで転送電極φ１，φ
２に同電圧を加え、転送電極φ１に暗時成分が入らない
ようにしたことである。

【００３１】すなわち、まず、時刻Ｔａにおいて、転送
電極φ１に“Ｌ”レベルの信号、転送電極φ２に“Ｈ”
レベルの信号を印加し、転送電極φ１に存在する暗時成
分を転送電極φ２へ全て移送する。その後の時刻Ｔ１に
至ると、シフトゲート１１１の電極ＳＨ１と転送電極φ
１が“Ｈ”レベルとなり、感光素子ライン１０１で発生
した奇数画素の信号電荷が転送電極φ１下に移送され
る。この時、転送電極φ２は“Ｈ”レベルのまま維持さ
れるので、転送電極φ２から転送電極φ１への電荷の転
送は行われず、信号電荷は電荷が予め除去された転送電
極φ１へ転送される。

【００３２】この場合、従来では、転送電極φ１に存在
する暗時成分と信号電荷とが混合し、さらに転送電極φ
２に存在する暗時成分も転送電極φ１へ移送されたが、
本実施形態では、既に転送電極φ１には暗時成分が存在
せず、しかも転送電極φ２が転送電極φ１と同じ“Ｈ”
レベルに維持されているために、転送電極φ２に存在す
る暗時成分は転送電極φ１へは入らない。

【００３３】その後、時刻Ｔ２において、トランスファ
ーゲート１３１の電極ＴＧに“Ｈ”レベルが印加される
と、転送電極φ１に存在する奇数画素の信号電荷がトラ
ンスファーゲート１３１を介して外側レジスタ１２２の
転送電極φ１へ移送される（レジスタ間転送動作）。こ
のレジスタ転送動作が終了する時刻Ｔ３まで、転送電極
φ２は転送電極φ１と同じ“Ｈ”レベルを維持する。こ
れによって、前記レジスタ転送動作中においては、奇数
画素の信号電荷のみが外側レジスタ１２２へ移送され
る。従って、奇数画素の信号電荷は、外側レジスタ１２
２に予め存在する暗時成分のみと混合するので、外側レ
ジスタ１２２の位置にかかわりなく、一定の出力が得ら
れる。

【００３４】時刻Ｔ４以降では、従来と同様に、シフト
ゲート１１２の電極ＳＨ２に“Ｈ”レベルを印加して、
偶数画素の信号電荷を内側レジスタ１２１の転送電極φ
２下へ移送し、時刻Ｔ５以降において、内側レジスタ１
２１と外側レジスタ１２２において電荷が順次出力回路
１４１，１４２まで転送される。従って、内側レジスタ
１２１で電荷が転送される際には、内側レジスタ１２１
に存在する暗時成分と混合するので、内側レジスタ１２
１の位置にかかわりなく、一定の出力が得られる。

【００３５】図３（ａ），（ｂ）は、出力回路１４１，
１４２より出力される本実施形態の暗時出力波形を示す
図であり、同図（ａ）は内側レジスタ１２１の暗時出
力、同図（ｂ）は外側レジスタ１２２の暗時出力を示
す。なお、図中のＫ１はレジスタ間転送動作期間、Ｋ２
は全感光素子ラインの１ライン分の出力動作期間、及び
Ｋ３は転送余裕期間である。

【００３６】同図から明らかなように、内側レジスタ１
２１の暗時成分Ｑ１及び外側レジスタ１２２の暗時成分
Ｑ２共に一定となり、暗時出力のシェーディングは発生
していない。

【００３７】このように本実施形態では、奇数画素から
の信号電荷が転送電極φ１下へ移送される前に転送電極
φ１に存在する暗時成分を全て転送電極φ２下へ移し
て、レジスタ転送動作が終了する時刻Ｔ３まて転送電極
φ１，φ２に同電圧を加え、転送電極φ１に暗時成分が
入らないようにしたので、レジスタ転送動作中において
は、奇数画素の信号電荷のみが外側レジスタ１２２へ移
送される。これにより、デバイス構造を変更することな
く、暗時出力のシェーディング成分の発生を防ぐことが
できる。

【００３８】図４は、本発明の第２実施形態に係るライ
ンセンサの駆動方法を示すタイミングチャートであり、
図１と共通する要素には同一の符号が付されている。

【００３９】本実施形態の駆動方法を実施するためのラ
インセンサも、図２に示すものと同一構成である。以
下、本実施形態の駆動方法を図４を用いて説明する。

【００４０】本実施形態が上記第１実施形態と異なる点
は、トランスファーゲート１３１の電極ＴＧを開くタイ
ミングを、シフトゲート１１１の電極ＳＨ１と転送電極
φ１が開く時刻Ｔ１に早めたことである。

【００４１】すなわち、上記第１実施形態では、時刻Ｔ
１において奇数画素の信号電荷を内側レジスタ１２１の
転送電極φ１下へ移送し終わった後、時刻Ｔ２において
トランスファーゲート１３１へ移送するのに対して、本
実施形態では、時刻Ｔ１において奇数画素の信号電荷を
内側レジスタ１２１の転送電極φ１を通り一気にトラン
スファーゲート１３１まで移送する。

【００４２】これにより、レジスタ転送期間Ｔ１を短縮
することができる。なお、上記以外のタイミングは第１
実施形態と同様なので、暗時出力は第１実施形態と同様
に図３に示すようになり、デバイス構造を変更すること
なく、暗時出力のシェーディング成分の発生を防ぐこと
ができる。

【００４３】図５は、本発明の第３実施形態に係るライ
ンセンサの駆動方法を示すタイミングチャートであり、
図４と共通する要素には同一の符号が付されている。

【００４４】本実施形態の駆動方法を実施するための固
体撮像装置も、従来の図２に示すものと同一構成であ
る。以下、本実施形態の駆動方法を図５を用いて説明す
る。

【００４５】本実施形態は、上記第２実施形態と同様
に、時刻Ｔ１において奇数画素の信号電荷を内側レジス
タ１２１の転送電極φ１を通り一気にトランスファーゲ
ート１３１まで移送するが、その際に転送電極φ１から
トランスファーゲート１３１への移送電圧マージンを上
げるため、電極ＴＧが開いている間の時刻Ｔｂで転送電
極φ１を“Ｌ”レベルにする。さらに、転送電極φ１を
“Ｌ”レベルしたために転送電極φ１から転送電極φ２
へ電荷が移動しないように転送電極φ２も“Ｌ”レベル
にしたものである。

【００４６】なお、本実施形態においても、上述以外の
タイミングは第２実施形態と同様なので、暗時出力は図
３に示すようになり、デバイス構造を変更することな
く、暗時出力のシェーディング成分の発生を防ぐことが
できる。

【００４７】図６は、本発明の第４実施形態に係るライ
ンセンサの構成を示す模式図であり、図９と共通する要
素には同一の符号が付されている。

【００４８】本実施形態のラインセンサが図２の装置と
異なる点は、奇数及び偶数画素の積分時間をそれぞれコ
ントロールするためのシフトゲート１１１，１１２が共
に転送電極φ１に隣接するように構成された内側レジス
タ１２１Ａと、これに対応した外側レジスタ１２２Ａと
を設けたものである。

【００４９】このようなラインセンサの駆動方法を図７
のタイムチャートを用いて説明する。

【００５０】本実施形態の駆動方法が図４に示す第２実
施形態の駆動方法と異なる点は、第２実施形態では時刻
Ｔ４でシフトゲート１１２の電極ＳＨ２を開いていた
が、本実施形態では時刻ｔ４以前の時刻Ｔｃの時点でシ
フトゲート１１２の電極ＳＨ２を開くようになることで
ある。

【００５１】このように本実施形態では、電極ＳＨ１と
電極ＳＨ２との間隔Ａを狭くすることができ、レジスタ
間転送動作で生ずる奇数画素ラインと偶数画素ラインの
積分開始時間の不一致を軽減することができる。

【００５２】なお、本実施形態においても、上述以外の
タイミングは第２実施形態と同様なので、暗時出力は図
３に示すようになり、デバイス構造を変更することな
く、暗時出力のシェーディング成分の発生を防ぐことが
できる。

【００５３】以上の実施形態では、固体撮像装置として
ラインセンサを取り上げたが、ビデオカメラなどに用い
られる２次元アレイセンサにも、まったく同じように応
用可能である。すなわち、感光素子を２次元平面にマト
リックス上にならべ、それぞれのカラムに垂直転送レジ
スタを配置した構造でも、上記の説明はそのまま成り立
つ。具体的には、感光素子ライン１０１のそれぞれの感
光素子を、図８に示したような、垂直方向に並んだ感光
素子カラム１５１と、それらに発生した信号電荷を転送
する垂直転送レジスタ１５３に置き換えた構造である。

【００５４】このようなアレイセンサでは、２次元の画
像情報が１度に感光素子１５１のマトリックスに電荷の
分布として形成される。それらの電荷は、全体が同時に
対応する垂直転送レジスタ１５３に一旦移され、１ライ
ン毎に水平転送レジスタ１２１、１２２へ転送され、そ
こで上記のラインセンサとまったく同様に処理される。
この場合、水平転送レジスタが２本設けられているの
で、例えば２０ＭＨｚのクロックで転送を行う場合、実
質的に４０ＭＨｚの動作と同等の転送が可能になる。従
って、ハイビジョンカメラなどを構成するのに適した撮
像装置が提供される。

【００５５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、複数ラインのアナログシフトレジスタのうち、内側
のアナログシフトレジスタから外側のアナログシフトレ
ジスタへ電荷を移送するときに、前記内側のアナログシ
フトレジスタの暗時成分を該内側のアナログシフトレジ
スタ内部に留めるようにしたので、デバイス構造を変更
することなく、暗時出力のシェーディング成分の発生を
防ぐことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る固体撮像装置の駆動方式を
示すタイミングチャートである。

【図２】第１実施形態に係る駆動方式で駆動されるライ
ンセンサの一構成例を示す模式図である。

【図３】第１実施形態の暗時出力波形を示す図である。

【図４】第２実施形態に係る固体撮像装置の駆動方式を
示すタイミングチャートである。

【図５】第３実施形態に係る固体撮像装置の駆動方式を
示すタイミングチャートである。

【図６】第４実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す
模式図である。

【図７】第４実施形態に係る固体撮像装置の駆動方式を
示すタイミングチャートである。

【図８】本発明に係る駆動方式で駆動されるラインセン
サの一構成例を示す模式図である。

【図９】従来の固体撮像装置の一構成例を示す模式図で
ある。

【図１０】従来の固体撮像装置の駆動方式を示すタイミ
ングチャートである。

【図１１】従来の暗時成分の出力波形例を示す図であ
る。

【図１２】明時のときの出力波形を示す図である。

【符号の説明】

１０１ 感光素子列 １１１，１１２ シフトゲート １２１ 内側レジスタ １２２ 外側レジスタ φ１，φ２ 転送電極 １３１ トランスファーゲート １４１，１４２ 出力回路 １５１ 感光素子カラム １５３ 垂直転送レジスタ

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １ライン上に配置し入射光量に応じて信
   号電荷を発生する感光素子と、間に複数のシフトゲート
   を挟んで、前記感光素子と対応して並列に設けられた複
   数の第１の水平転送レジスタと、間に複数のトランスフ
   ァゲートを挟んで、前記第１の水平転送レジスタと１対
   １に対応して設けられた複数の第２の水平転送レジスタ
   と、前記第１の水平転送レジスタ及び前記第２の水平転
   送レジスタで水平転送される信号電荷を出力する出力回
   路からなる固体撮像装置を駆動する方法であって、前記
   第１の水平転送レジスタに信号を与えて、トランスファ
   ゲートに接する前記第１の水平転送レジスタに存在する
   暗時成分電荷を、トランスファゲートに接しない前記第
   １の水平転送レジスタに移動する段階と、トランスファ
   ゲートに接する前記シフトゲートに信号を与えて、トラ
   ンスファゲートに接する前記感光素子の信号電荷を、ト
   ランスファゲートに接する前記第１の水平転送レジスタ
   に転送する段階と、前記トランスファゲートに信号を与
   えて、トランスファゲートに接する前記第１の水平転送
   レジスタに転送された信号電荷を、トランスファゲート
   に接する前記第２の水平転送レジスタに移動する段階
   と、トランスファゲートに接しない前記シフトゲートに
   信号を与えて、トランスファゲートに接しない前記感光
   素子の信号電荷を、トランスファゲートに接しない前記
   第１の水平転送レジスタに転送する段階と、前記第１の
   水平転送レジスタ及び前記第２の水平転送レジスタに信
   号を与えて、前記第１の水平転送レジスタ及び前記第２
   の水平転送レジスタに転送された信号電荷を水平転送す
   る段階と、前記第１の水平転送レジスタ及び前記第２の
   水平転送レジスタで水平転送された信号電荷を順次前記
   出力回路から出力する段階とからなり、 トランスファゲートに接する前記第１の水平転送レジス
   タから、トランスファゲートに接しない前記第１の水平
   転送レジスタに移動された前記暗時成分電荷は、トラン
   スファゲートに接する前記感光素子の信号電荷を、トラ
   ンスファゲートに接する前記第２の水平転送レジスタに
   転送が終了する段階まで、トランスファゲートに接しな
   い前記第１の水平転送レジスタ内に留められている こと
   を特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
2. 【請求項２】 トランスファゲートに接する前記シフト
   ゲートに信号を与えて、トランスファゲートに接する前
   記感光素子の信号電荷をトランスファゲートに接する前
   記第１の水平転送レジスタに転送する為にトランスファ
   ゲートに接する前記シフトゲートに与えられる信号と、
   トランスファゲートに接する前記第１の水平転送レジス
   タに転送された信号電荷をトランスファゲートに接する
   前記第２の水平転送レジスタに移動する為に、前記トラ
   ンスファゲートに与えられる信号は、同時に与えられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の駆動
   方法。
3. 【請求項３】 前記トランスファゲートに信号を与え
   て、トランスファゲートに接する前記第１の水平転送レ
   ジスタに転送された信号電荷を、トランスファゲートに
   接する前記第２の水平転送レジスタに移動する際、前記
   トランスファゲートに与えられる信号とは反対の信号
   が、偶奇双方の前記第１の水平転送レジスタに与えられ
   ることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の駆
   動方法。
4. 【請求項４】 前記信号電荷の水平転送は、前記トラン
   スファゲートに接する第１の水平転送レジスタと前記ト
   ランスファゲートに接しない第１の水平転送レジスタに
   互いに逆相の信号を与えることによって行われ、同様
   に、前記トランスファゲートに接する第２の水平転送レ
   ジスタと前記トランスファゲートに接しない第２の水平
   転送レジスタに互いに逆相の信号を与えることによって
   行われることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装
   置の駆動方法。
5. 【請求項５】 １ライン上に配置し入射光量に応じて信
   号電荷を発生する感光素子と、間に複数のシフトゲート
   を挟んで、前記感光素子と対応して並列に設けられた複
   数の第１の水平転送レジスタと、間に複数のトランスフ
   ァゲートを挟んで、前記第１の水平転送レジスタと１対
   １に対応して設けられた複数の第２の水平転送レジスタ
   と、前記第１の水平転送レジスタ及び前記第２の水平転
   送レジスタで水平転送される信号電荷を出力する出力回
   路からなる固体撮像装置を駆動する方法であって、前記
   第１の水平転送レジスタに信号を与えて、トランスファ
   ゲートに接する前記感光素子に対応する前記第１の水平
   転送レジスタに存在する暗時成分電荷を、隣接する前記
   第１の水平転送レジスタに移動する段階と、前記シフト
   ゲートに信号を与えて、トランスファゲートに接する前
   記感光素子の信号電荷を、前記第１の水平転送レジスタ
   に転送する段階と、前記トランスファゲートに信号を与
   えて、前記第１の水平転送レジスタに転送されたトラン
   スファゲートに接する前記感光素子からの信号電荷を、
   前記第２の水平転送レジスタに移動する段階と、前記シ
   フトゲートに信号を与えて、トランスファゲートに接し
   ない前記感光素子の信号電荷を、前記第１の水平転送レ
   ジスタに転送する段階と、前記第１の水平転送レジスタ
   及び前記第２の水平転送レジスタに信号を与えて、前記
   第１の水平転送レジスタ及び前記第２の水平転送レジス
   タに転送された信号電荷を水平転送する段階と、前記第
   １の水平転送レジスタ及び前記第２の水平転送レジスタ
   で水平転送された信号電荷を順次前記出力回路から出力
   する段階とからなり、 トランスファゲートに接する前記第１の水平転送レジス
   タから、前記隣接する前記第１の水平転送レジスタに移
   動された前記暗時成分電荷は、トランスファゲートに接
   する前記感光素子の信号電荷を、前記第２の水平転送レ
   ジスタに転送が終了する段階まで、前記隣接する前記第
   １の水平転送レジスタ内に留められている ことを特徴と
   する固体撮像装置の駆動方法。
6. 【請求項６】 アレイ状に配置し入射光量に応じて信号
   電荷を発生する感光素子と、前記感光素子の夫々のカラ
   ムに隣接して設けられた垂直転送レジスタと、間に複数
   のシフトゲートを挟んで、前記垂直転送レジスタの一端
   に隣接して並列に設けられた複数の第１の水平転送レジ
   スタと、間に複数のトランスファゲートを挟んで、前記
   第１の水平転送レジスタと１対１に対応して設けられた
   複数の第２の水平転送レジスタと、前記第１の水平転送
   レジスタ及び前記第２の水平転送レジスタで水平転送さ
   れる信号電荷を出力する出力回路からなる固体撮像装置
   を駆動する方法であって、前記第１の水平転送レジスタ
   に信号を与えて、トランスファゲートに接する前記第１
   の水平転送レジスタに存在する暗時成分電荷を、トラン
   スファゲートに接しない前記第１の水平転送レジスタに
   移動する段階と、トランスファゲートに接する前記シフ
   トゲートに信号を与えて、トランスファゲートに接する
   前記垂直転送レジスタの信号電荷を、トランスファゲー
   トに接する前記第１の水平転送レジスタに転送する段階
   と、前記トランスファゲートに信号を与えて、トランス
   ファゲートに接する前記第１の水平転送レジスタに転送
   された信号電荷を、トランスファゲートに接する前記第
   ２の水平転送レジスタに移動する段階と、トランスファ
   ゲートに接しない前記シフトゲートに信号を与えて、ト
   ランスファゲートに接しない前記垂直転送レジスタの信
   号電荷を、トランスファゲートに接しない前記第１の水
   平転送レジスタに転送する段階と、前記第１の水平転送
   レジスタ及び前記第２の水平転送レジスタに信号を与え
   て、前記第１の水平転送レジスタ及び前記第２の水平転
   送レジスタに転送された信号電荷を水平転送する段階
   と、前記第１の水平転送レジスタ及び前記第２の水平転
   送レジスタで水平転送された信号電荷を順次前記出力回
   路から出力する段階とからなり、 トランスファゲートに接する前記第１の水平転送レジス
   タから、トランスファゲートに接しない前記第１の水平
   転送レジスタに移動された前記暗時成分電荷は、トラン
   スファゲートに接する前記垂直転送レジスタの信号電荷
   を、トランスファゲートに接する前記第２の水平転送レ
   ジスタに転送が終了する段階まで、トランスファゲート
   に接しない前記第１の水平転送レジスタ内に留められて
   いる ことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。