(57)【要約】【課題】多相本来の取扱い電荷量の向上と低振幅化による電力削減を維持しつつ、クロストークの抑制と高速化を図ることが可能な電荷転送装置、固体撮像装置、およびカメラ、並びに固体撮像装置の駆動方法を提供する。【解決手段】３相以上の転送パルスによって転送駆動されて信号電荷を転送する電荷転送部１４、１７，１８と、３相以上の転送パルスを供給して電荷転送部を駆動する駆動部１５と、を有し、３相以上の各転送パルスは、第１レベル（たとえばローレベル）と第２レベル（ハイレベル）をとり、駆動部１５は、３相以上の多相駆動で、第１レベルの期間が各時間で１相のみ存在し、第１レベルの電圧が転送方向順に出力するように駆動する。【選択図】図３
2008022505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相以上の転送パルスによって転送駆動されて信号電荷を転送する電荷転送部と、
前記３相以上の転送パルスを供給して前記電荷転送部を駆動する駆動部と、を有し、
前記３相以上の各転送パルスは、第１レベルと第２レベルをとり、
前記駆動部は、
３相以上の多相駆動で、前記第１レベルの期間が各時間で１相のみ存在し、当該第１レベルの電圧が転送方向順に出力するように駆動する
電荷転送装置。
【請求項２】
前記電荷転送部は、
前記各転送パルスが印加される転送ゲート電極が並列に配列され、
最終段の転送ゲート電極が前記各転送パルスと異なる最終転送パルスの供給配線に接続されている
請求項１記載の電荷転送装置。
【請求項３】
前記駆動部は、
前記３相以上の転送パルスの振幅を、前記最終転送パルスの振幅より低く設定する
請求項２記載の電荷転送装置。
【請求項４】
前記駆動部は、
前記最終転送パルスのデューティー比を５０％に設定して最終段を駆動する
請求項２記載の電荷転送装置。
【請求項５】
前記駆動部は、
前記最終転送パルスのデューティー比を５０％に設定して最終段を駆動する
請求項３記載の電荷転送装置。
【請求項６】
前記駆動部は、前記電荷転送部における最終段を除く転送段を３相転送パルスで駆動する
請求項４記載の電荷転送装置。
【請求項７】
前記電荷転送部は、リセットパルスが第２レベルのときにリセット動作を行うリセット部を有し、
前記駆動部は、
前記最終段ゲート電極に印加する最終転送パルスの第１レベルから第２レベルに遷移する期間を、前記３相の転送パルスのうち第１相転送パルスの第１レベルから第２レベルに遷移する期間により遅くし、第３相転送パルスの第２レベルから第１レベルに遷移する期間に対向する第２相転送パルスの第１レベルから第２レベルに遷移する期間が前記リセットパルスの第２レベルの期間にかかるように駆動する
請求項６記載の電荷転送装置。
【請求項８】
前記駆動部は、
前記最終転送パルスの第２レベルから第１レベルに遷移する期間で、前記３相転送パルスのうち、第１相転送パルスの第２レベルから第１レベルに遷移する期間と第３相転送パルスの第１レベルから第２レベルに遷移する期間を設定するように駆動する
請求項６記載の電荷転送装置。
【請求項９】
前記駆動部は、
データ相のサンプリング点で遷移する３相転送パルスのうち、一の転送パルスと他の一の転送パルスの第１レベルと第２レベル間の遷移が相補的になるように駆動する
請求項６記載の電荷転送装置。
【請求項１０】
複数の光電変換素子と、
３相以上の転送パルスによって転送駆動されて前記光電変換素子で得られた信号電荷を転送する電荷転送部と、
前記３相以上の転送パルスを供給して前記電荷転送部を駆動する駆動部と、を有し、
前記３相以上の各転送パルスは、第１レベルと第２レベルをとり、
前記駆動部は、
３相以上の多相駆動で、前記第１レベルの期間が各時間で１相のみ存在し、当該第１レベルの電圧が転送方向順に出力するように駆動する
固体撮像装置。
【請求項１１】
前記電荷転送部は、
前記各転送パルスが印加される転送ゲート電極が並列に配列され、
最終段の転送ゲート電極が前記各転送パルスと異なる最終転送パルスの供給配線に接続され、
前記駆動部は、
前記最終転送パルスのデューティー比を５０％に設定して最終段を駆動する
請求項１０記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記駆動部は、
前記３相以上の転送パルスの振幅を、前記最終転送パルスの振幅より低く設定する
請求項１１記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
前記駆動部は、前記電荷転送部における最終段を除く転送段を３相転送パルスで駆動する
請求項１１記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
前記電荷転送部は、リセットパルスが第２レベルのときにリセット動作を行うリセット部を有し、
前記駆動部は、
前記最終段ゲート電極に印加する最終転送パルスの第１レベルから第２レベルに遷移する期間を、前記３相の転送パルスのうち第１相転送パルスの第１レベルから第２レベルに遷移する期間により遅くし、第３相転送パルスの第２レベルから第１レベルに遷移する期間に対向する第２相転送パルスの第１レベルから第２レベルに遷移する期間が前記リセットパルスの第２レベルの期間にかかるように駆動する
請求項１３記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
前記駆動部は、
前記最終転送パルスの第２レベルから第１レベルに遷移する期間で、前記３相転送パルスのうち、第１相転送パルスの第２レベルから第１レベルに遷移する期間と第３相転送パルスの第１レベルから第２レベルに遷移する期間を設定するように駆動する
請求項１３記載の固体撮像装置。
【請求項１６】
前記駆動部は、
データ相のサンプリング点で遷移する３相転送パルスのうち、一の転送パルスと他の一の転送パルスの第１レベルと第２レベル間の遷移が相補的になるように駆動する
請求項１３記載の固体撮像装置。
【請求項１７】
固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の撮像エリアに対して入射光を導く光学系と、
前記固体撮像装置による画像に所定の処理を施す信号処理回路と、を含み、
前記固体撮像装置は、
複数の光電変換素子と、
３相以上の転送パルスによって転送駆動されて前記光電変換素子で得られた信号電荷を転送する電荷転送部と、
前記３相以上の転送パルスを供給して前記電荷転送部を駆動する駆動部と、を有し、
前記３相以上の各転送パルスは、第１レベルと第２レベルをとり、
前記駆動部は、
３相以上の多相駆動で、前記第１レベルの期間が各時間で１相のみ存在し、当該第１レベルの電圧が転送方向順に出力するように駆動する
カメラ。
【請求項１８】
複数の光電変換素子と、
第１レベルと第２レベルをとる３相以上の転送パルスによって転送駆動されて前記光電変換素子で得られた信号電荷を転送する電荷転送部と、を有する固体撮像装置の駆動方法であって、
３相以上の多相駆動で、前記第１レベルの期間が各時間で１相のみ存在し、当該第１レベルの電圧が転送方向順に出力するように駆動する
固体撮像装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電荷転送装置、固体撮像装置、およびカメラ、並びに固体撮像装置の駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置、たとえばＣＣＤ(Charge Coupled Device)エリアセンサの水平転送レジスタには２相駆動方式が用いられている。
図１（Ａ）〜（Ｄ）に２相駆動の駆動信号例を示す。Ｈ１、Ｈ２が駆動パルスを示し、ＲＧがリセットゲートパルスを示し、ＣＣＤｏｕｔがＣＣＤの出力を示す。
【０００３】
特許文献１は、高速性を重視したストレージ・トランスファ構造を用いた基本的に２相駆動技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３２８２０３号公報
【特許文献２】特許第３４４０７２２号公報
【発明の開示】
【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に開示された技術では、デジタルスチルカメラにおける、動画・静止画の駆動を想定した２相駆動用の、ストレージ・トランスファ構造を用いているために、駆動パルスのロー（Ｌｏｗ）レベル期間で転送する必要があり、デューティー比を駆動相数分の１に設定せざるを得ない。
そのため、電荷蓄積量は２相と同じ１ゲートのストレージ部分だけで、また駆動振幅も２相と変わらず、ダイナミックレンジの拡大や電力削減を図ることが困難である。
すなわち、特許文献１に開示された技術では、通常の多相駆動のような多ゲート蓄積になっておらず、取扱い電荷量の向上や振幅低下による電力削減などは困難であった。
【０００５】
また、２相駆動方式に比べて低電圧駆動化が可能である３相駆動等のいわゆる多相駆動方式が提案されている。
図２（Ａ）〜（Ｇ）に、３相駆動の駆動信号例を示す。Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３が駆動パルスを示し、ＲＧがリセットゲートパルスを示し、ＣＣＤｏｕｔがＣＣＤの出力を示し、ＳＨＰ、ＳＨＤがサンプルホールドパルスを示している。
図２に示すように、一般的な３相駆動方式においては、ＣＤＳサンプリング部分でのクロストークノイズの問題や、データ出力期間を取りにくいことなどの不利益がある。
すなわち、通常の多相駆動では、転送と蓄積という動作から、少なくとも１ゲートはロー（Ｌｏｗ）レベルになっている状態で、もう１ゲートを転送のために遷移させることから、２ゲートがロー（Ｌｏｗ）レベルになる期間が存在する。
このような多相逐次駆動では、遷移部分が多くなり、信号のサンプリングを行う水平ＣＣＤの駆動にはクロストークノイズの問題で採用されていなかった。
【０００６】
特許文献２には、この３相駆動でのクロストークノイズ改善技術が開示されている。
しかしながら、特許文献２に開示された技術では、狭いリセット期間だけで転送しなくてはならず、高速化に不向きであった。
【０００７】
本発明は、多相本来の取扱い電荷量の向上と低振幅化による電力削減を維持しつつ、クロストークの抑制と高速化を図ることが可能な電荷転送装置、固体撮像装置、およびカメラ、並びに固体撮像装置の駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点の電荷転送装置は、３相以上の転送パルスによって転送駆動されて信号電荷を転送する電荷転送部と、前記３相以上の転送パルスを供給して前記電荷転送部を駆動する駆動部と、を有し、前記３相以上の各転送パルスは、第１レベルと第２レベルをとり、前記駆動部は、３相以上の多相駆動で、前記第１レベルの期間が各時間で１相のみ存在し、当該第１レベルの電圧が転送方向順に出力するように駆動する。
【０００９】
本発明の第２の観点の固体撮像装置は、複数の光電変換素子と、３相以上の転送パルスによって転送駆動されて前記光電変換素子で得られた信号電荷を転送する電荷転送部と、前記３相以上の転送パルスを供給して前記電荷転送部を駆動する駆動部と、を有し、前記３相以上の各転送パルスは、第１レベルと第２レベルをとり、前記駆動部は、３相以上の多相駆動で、前記第１レベルの期間が各時間で１相のみ存在し、当該第１レベルの電圧が転送方向順に出力するように駆動する。
【００１０】
本発明の第３の観点のカメラは、固体撮像装置と、前記固体撮像装置の撮像エリアに対して入射光を導く光学系と、前記固体撮像装置による画像に所定の処理を施す信号処理回路と、を含み、前記固体撮像装置は、複数の光電変換素子と、３相以上の転送パルスによって転送駆動されて前記光電変換素子で得られた信号電荷を転送する電荷転送部と、前記３相以上の転送パルスを供給して前記電荷転送部を駆動する駆動部と、を有し、前記３相以上の各転送パルスは、第１レベルと第２レベルをとり、前記駆動部は、３相以上の多相駆動で、前記第１レベルの期間が各時間で１相のみ存在し、当該第１レベルの電圧が転送方向順に出力するように駆動する。
【００１１】
本発明の第４の観点は、複数の光電変換素子と、第１レベルと第２レベルをとる３相以上の転送パルスによって転送駆動されて前記光電変換素子で得られた信号電荷を転送する電荷転送部と、を有する固体撮像装置の駆動方法であって、３相以上の多相駆動で、前記第１レベルの期間が各時間で１相のみ存在し、当該第１レベルの電圧が転送方向順に出力するように駆動する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、多相本来の取扱い電荷量の向上と低振幅化による電力削減を維持しつつ、クロストークの抑制と高速化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。
【００１４】
図３は、本発明の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示す図である。
【００１５】
本実施形態の固体撮像装置１０は、たとえばインターライン転送方式のＣＣＤエリアセンサに適用した場合を示す。
【００１６】
図３の固体撮像装置１０は、行（垂直）方向および列（水平）方向にマトリクス状に配列されて、入射光をその光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積する複数のセンサ部（光電変換素子）１１と、これらセンサ部１１の垂直列ごとに設けられ、各センサ部１１から読み出しゲート部（図示せず）を介して読み出された信号電荷を垂直転送する複数本の垂直転送レジスタ１２とによって撮像エリア１３が構成されている。
【００１７】
この撮像エリア１３において、センサ部１１はたとえばＰＮ接合のフォトダイオードから構成されている。
垂直転送レジスタ１２は、たとえば４相の垂直転送パルスＶφ１〜Ｖφ４によって転送駆動され、各センサ部１１から読み出された信号電荷を水平ブランキング期間の一部にて１走査線（１ライン）に相当する部分ずつ順に垂直方向に転送する。
【００１８】
撮像エリア１３の図面上の下側には、水平転送レジスタ１４が配置されている。水平転送レジスタ１４には、複数本の垂直転送レジスタ１２の各々から１ラインに相当する信号電荷が順次転送される。
【００１９】
水平転送レジスタ１４は、３相の水平転送パルス（駆動パルス）Ｈφ１，Ｈφ２，Ｈφ３、および最終転送パルスＬＨφ１によって転送駆動され、複数本の垂直転送レジスタ１２から移された１ライン分の信号電荷を、水平ブランキング期間後の水平走査期間において順次水平方向に転送する。
水平転送パルス（駆動パルス）Ｈφ１，Ｈφ２，Ｈφ３、および最終転送パルスＬＨφ１は第１レベル（本実施形態ではローレベル）と第２レベル（本実施形態ではハイレベル）をとる駆動パルスである。
なお、ここでは一例として３相駆動方式を示すが、３相より多相（４相等）の駆動にも本発明は適用可能である。
【００２０】
水平転送レジスタ１４の構造としては、垂直転送レジスタ等で用いられている３相駆動構造のものを用い得る。４相の垂直転送パルスＶφ１〜Ｖφ４および３相の水平転送パルスＨφ１〜Ｈφ３、最終転送パルスＬＨφ１は、たとえば駆動部としてのタイミングジェネレータ１５により発生される。
【００２１】
水平転送レジスタ１４の転送先側の端部には、たとえばフローティング・ディフュージョン・アンプ構成の電荷検出部１６が設けられている。
この電荷検出部１６は、水平転送レジスタ１４から水平出力ゲート部１７を介して供給される信号電荷を蓄積するフローティング・ディフュージョン（ＦＤ）１８と、信号電荷を排出するリセットドレイン（ＲＤ）１９と、フローティング・ディフュージョン１８とリセットドレイン１９の間に設けられたリセットゲート（ＲＧ）２０とから構成されている。
【００２２】
この電荷検出部１６において、リセットドレイン１９には所定のリセットドレイン電圧ＶRDが印加され、リセットゲート２０には信号電荷の検出周期でリセットパルスＲＧφが印加される。
そして、フローティング・ディフュージョン１８に蓄積された信号電荷は信号電圧に変換され、出力回路２１を介してＣＣＤ出力信号ＣＣＤｏｕｔとして、たとえば図示しないＣＳＤ（相関二重サンプリング）回路に導出される。
【００２３】
以下に、水平転送レジスタ１４、リセットゲート２０等から構成される本実施形態に係る電荷転送装置の水平転送駆動系についてより詳細に説明する。
【００２４】
図４は、本実施形態に係る３相駆動方式の転送電極へのパルス供給状態を示す簡略断面図である。
図５は、本実施形態に係る水平転送駆動系の等価回路を示す図である。
また、図６（Ａ）〜（Ｆ）は、本実施形態に係る水平転送駆動系の各パルスのタイミング関係を示す図であって、図６（Ａ）が水平転送パルスＨφ１（第１相転送パルス）を、図６（Ｂ）が水平転送パルスＨφ２（第２相転送パルス）を、図６（Ｃ）が水平転送パルスＨφ３（第３相転送パルス）を、図６（Ｄ）が最終転送パルスＬＨφ１を、図６（Ｅ）がリセットパルスＲＧφ１を、図６（Ｆ）が出力信号ＣＣＤｏｕｔをそれぞれ示している。
【００２５】
本実施形態において、図４および図５に示すように、水平出力ゲート部１７のゲート電極２２から順に、転送電極２３〜２７が配列されている。
そして、ゲート電極２２に出力ゲートパルスＯＧの供給ライン３１に接続され、転送電極２３および２４が最終転送パルスＬＨφ１の供給ライン（供給配線）３２に共通に接続され、転送電極２５が水平転送パルスＨφ３の供給ライン（供給配線）３３に接続され、転送電極２６が水平転送パルスＨφ２の供給ライン（供給配線）３４に接続され、転送電極２７が水平転送パルスＨφ１の供給ライン（供給配線）３５に接続されている。
【００２６】
本実施形態の電荷転送装置においては、３相駆動（またはそれ以上の多相駆動）で、ロー（Ｌｏｗ）レベル期間が各時間で１相しか存在せず（１相のみ存在し）、そのロー（Ｌｏｗ）電圧が転送方向順に出力するようにした駆動方式を採用している。
本実施形態においては、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、水平転送パルスＨφ１がローレベルの期間では、水平転送パルスＨφ２およびＨφ３はハイレベルに保持される。同様に、水平転送パルスＨφ２がローレベルの期間では、水平転送パルスＨφ１およびＨφ３はハイレベルに保持される。水平転送パルスＨφ３がローレベルの期間では、水平転送パルスＨφ１およびＨφ２はハイレベルに保持される。
すなわち、３相駆動でローレベルに設定される水平転送パルスは一つのみである。このように構成したのは以下の理由による。
【００２７】
通常の多相駆動では、転送と蓄積という動作から、少なくとも１ゲートはロー（Ｌｏｗ）になっている状態で、もう１ゲートを転送のために遷移させることから、２ゲートがローレベルになる期間が存在する。このような多相逐次駆動では、遷移部分が多くなり、信号のサンプリングを行う水平ＣＣＤの駆動にはクロストークノイズの問題がある。
そこで、本実施形態においては、多相駆動において、水平転送パルスのロー（Ｌｏｗ）レベル期間が各時間で１相しか存在しないようにし、遷移部分をオーバーラップさせている。
このように構成することで、遷移回数を減らし、信号サンプリング部分で、遷移しないような駆動タイミングとすることでクロストークノイズを回避するとともに、多ゲートがハイ（High）レベルにできることで、取扱い電荷も向上できる。
そのとき、ロー（Ｌｏｗ）電圧になるゲートの出力は、転送方向順に出力することでＣＣＤ転送駆動ができる。
【００２８】
また、本実施形態においては、図４に示すように、水平転送の最終段の転送電極（ゲート）２３，２４を独立配線３２に接続し、かつ、図６（Ｄ）に示すように、最終段の転送電極（ゲート）に印加する最終転送パルスＬＨφ１のデューティー比を５０％に設定している。
【００２９】
前述したように、本実施形態においては、水平転送パルスのロー（Ｌｏｗ）レベル期間が各時間で１相しか存在しないようにし、遷移部分をオーバーラップさせているが、この場合、このロー（Ｌｏｗ）レベル期間が狭くなると、最終段ゲートではフローティング・ディフュージョンへの絞込みによる転送効率が低下するおそれがあり、十分な転送時間が確保できず、高速化に支障をきたすおそれがある。
そこで、高速化を行う場合は、最終段ゲートのみを独立させ、そのゲートに印加する最終転送パルスを５０：５０のデューティーにすることで、フローティング・ディフュージョンＦＤへの転送時間を確保できる。
なお、この最終段ゲートは、ストレージ・トランスファ構造とすることで、その前段のゲートが早期にハイ（High）レベルになっても逆流しないようにする工夫も併用するとよい。
【００３０】
このようにすると、最終段の転送効率確保と取扱い電荷量をより多く確保したい場合には、最終段の最終転送パルスＬＨφ１だけ振幅を上げて、転送段に印加する水平転送パルスＨφ１〜Ｈφ３は低振幅のまま（多相で、元々取り扱い電荷は大きい）にすることで、低電力で高ダイナミックレンジな水平レジスタができ、ＤＳＣの動画や高感度モード時の画素加算に対応しやすくなる。最終段ゲートは面積が小さいので振幅を上げても電力消費は少なく、高速化に対しても、その影響は少ない。
本実施形態において、転送段に印加する水平転送パルスＨφ１〜Ｈφ３の駆動振幅が、最終段の最終転送パルスＬＨφ１の駆動振幅により小さく設定される。
たとえば、リセットパルスＲＧφ１と最終転送パルスＬＨφ１が３．３Ｖ程度に設定され、転送段に印加する水平転送パルスＨφ１〜Ｈφ３が１．９Ｖ程度に設定される。
【００３１】
さらに、本実施形態においては、図６（Ａ）〜（Ｆ）の＜１＞で示す破線内の期間に示すように、最終段ゲートに印加する最終転送パルスＬＨφ１の立ち上がりエッジｔｒＬを、転送段に印加する水平転送パルスＨφ１の立ち上がりエッジｔｒ１より遅くして、最終段ゲートに印加する最終転送パルスＬＨφ１の一つ前段のゲートに印加する水平転送パルスＨφ３の立ち下りエッジｔｆ３と対向する水平転送パルスＨφ２の立ち上がりエッジｔｒ２の遷移部分がリセットパルスＲＧφにかかるように構成することにより、Ｐ相サンプリング期間のクロストークノイズを回避している。
【００３２】
さらに、本実施形態においては、図６（Ａ）〜（Ｆ）の＜２＞で示す破線内の期間に示すように、最終段ゲートに印加する最終転送パルスＬＨφ１の立ち下がりエッジｔｆＬ部分で、転送段に印加する水平転送パルスＨφ１の立ち下がりエッジｔｆ１と、最終段ゲートに印加する最終転送パルスＬＨφ１の一つ前段のゲートに印加する水平転送パルスＨφ３の立ち上がりエッジｔｒ３を遷移させることにより、データ相（Ｄ相）へのクロストークノイズを回避している。
【００３３】
さらに、本実施形態においては、図６（Ａ）〜（Ｆ）の＜３＞で示す破線内の期間に示すように、Ｄ相サンプリング点で遷移する転送段に印加する水平転送パルスＨφ１〜Ｈφ３に関しては、そのコンプリメンタリ性による相殺効果を利用して、クロストークノイズを軽減している。
図６の＜３＞に示す例では、水平転送パルスＨφ１の立ち上がりエッジｔｒ１の立ち上がり遷移と平転送パルスＨφ２の立ち下がりエッジｔｆ２の立ち上がり遷移が相補的（同時並列的）に行われている。
これにより、水平転送パルスＨφ１の立ち上がりエッジｔｒ１の立ち上がり遷移時に発生するノイズと、平転送パルスＨφ２の立ち下がりエッジｔｆ２の立ち上がり遷移時に発生するノイズが相殺されて、クロストークノイズが軽減される。
【００３４】
図７は、本実施形態に係る３相駆動方式の駆動タイミングおよびそれに対応したポテンシャルの遷移状態を示す図である。
以下に、本実施形態に係る３相駆動方式を採用した水平転送駆動系の動作を図７に関連付けて説明する。
【００３５】
時刻ｔ１およびｔ２において、転送電極２７にローレベルの水平転送パルスＨφ１が印加され、転送電極２６にハイレベルの水平転送パルスＨφ２が印加され、転送電極２５にハイレベルの水平転送パルスＨφ３が印加され、最終段の電極２３，２４にローレベルの最終転送パルスＬＨφ１が印加されている。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルに設定されている。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ１が転送電極２５，２６の形成位置に対応した領域に蓄積されている。
【００３６】
時刻ｔ５において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がローレベルからハイレベルに遷移し、これと並行して、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がハイレベルからローレベルに遷移し、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルのままに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がローレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルに保持されている。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ１が転送電極２５の形成位置に対応した領域のみに蓄積され、次に転送すべき信号電荷ＣＲＧ２が転送電極２７の形成位置に対応した領域に蓄積される。
【００３７】
時刻ｔ６において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がローレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルのままに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がローレベルからハイレベルに遷移する。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルからハイレベルに遷移する。そして、出力ＣＣＤｏｕｔがＰ相のレベルより高いレベルに遷移する。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ１が転送電極２５の形成位置に対応した領域から最終段の電極２３の形成位置に対応した領域に転送されはじめる。また、次に転送すべき信号電荷ＣＲＧ２が転送電極２７の形成位置に対応した領域に蓄積されている。
【００３８】
時刻ｔ７において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がローレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルのままに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がハイレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはハイレベルに保持され、出力ＣＣＤｏｕｔがＰ相のレベルより高いレベルに保持される。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ１が転送電極２５の形成位置に対応した領域から最終段の電極２３の形成位置に対応した領域に転送され蓄積される。また、次に転送すべき信号電荷ＣＲＧ２が転送電極２７の形成位置に対応した領域に蓄積されている。
【００３９】
時刻ｔ８において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がローレベルからハイレベルに遷移し、これと並行して、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルからローレベルに遷移し、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がハイレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはハイレベルに保持され、出力ＣＣＤｏｕｔがＰ相のレベルより高いレベルに保持される。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ１が最終段の電極２３の形成位置に対応した領域に転送され蓄積されている。また、次に転送すべき信号電荷ＣＲＧ２が転送電極２７および２６の形成位置に対応した領域に蓄積される。
【００４０】
時刻ｔ９において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がハイレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がローレベルに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がハイレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはハイレベルからローレベルに遷移し、出力ＣＣＤｏｕｔがＰ相のレベルに遷移する。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ１が最終段の電極２３の形成位置に対応した領域に転送され蓄積されている。また、次に転送すべき信号電荷ＣＲＧ２が転送電極２７および２６の形成位置に対応した領域に蓄積されている。
【００４１】
時刻ｔ１１において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルからローレベルに遷移し、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がハイレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３が水平転送パルスＨφ１のローレベルへの遷移と並行してローレベルからハイレベルに遷移し、これと並行して、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がハイレベルからローレベルに遷移する。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルに保持され、出力ＣＣＤｏｕｔがＰ相のレベルからＤ相レベルに遷移する。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ１が出力ゲートの電極２２を越えた位置に対応した領域に転送され蓄積される。また、次に転送すべき信号電荷ＣＲＧ２が転送電極２６および２５の形成位置に対応した領域に蓄積されている。
【００４２】
さらに、時刻ｔ１４において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がローレベルからハイレベルに遷移し、これと並行して、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がハイレベルからローレベルに遷移し、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルのままに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がローレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルに保持され、出力ＣＣＤｏｕｔがＤ相レベルに保持される。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ１が出力ゲートの電極２２を越えた位置に対応した領域に転送され蓄積されている。また、次に転送すべき信号電荷ＣＲＧ２が転送電極２５の形成位置に対応した領域に蓄積される。
【００４３】
時刻ｔ１５において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がローレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルのままに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がローレベルからハイレベルに遷移する。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルからハイレベルに遷移する。そして、出力ＣＣＤｏｕｔがＤ相のレベルからＰ相レベルより高いレベルに遷移する。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ２が転送電極２５の形成位置に対応した領域から最終段の電極２３の形成位置に対応した領域に転送されはじめる。また、次に先の信号電荷ＣＲＧ１が次段のＣＤＳ回路に転送される。
【００４４】
時刻ｔ１６において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がローレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルのままに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がハイレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはハイレベルに保持され、出力ＣＣＤｏｕｔがＰ相のレベルより高いレベルに保持される。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ２が転送電極２５の形成位置に対応した領域から最終段の電極２３の形成位置に対応した領域に転送され蓄積される。
【００４５】
時刻ｔ１７において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がローレベルからハイレベルに遷移し、これと並行して、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルからローレベルに遷移し、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がハイレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはハイレベルに保持され、出力ＣＣＤｏｕｔがＰ相のレベルより高いレベルに保持される。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ２が最終段の電極２３の形成位置に対応した領域に転送され蓄積されている。
【００４６】
時刻ｔ１８において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がハイレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がローレベルに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がハイレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはハイレベルからローレベルに遷移し、出力ＣＣＤｏｕｔがＰ相のレベルに遷移する。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ２が最終段の電極２３の形成位置に対応した領域に転送され蓄積されている。
【００４７】
そして、時刻ｔ２０において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルがローレベルに遷移し、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がハイレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３が水平転送パルスＨφ１のローレベルへの遷移と並行してローレベルからハイレベルに遷移し、これと並行して、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がハイレベルからローレベルに遷移する。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルに保持され、出力ＣＣＤｏｕｔがＰ相のレベルからＤ相レベルに遷移する。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ２が出力ゲートの電極２２を越えた位置に対応した領域に転送され蓄積される。
【００４８】
なお、ここでは一例として３相駆動方式について説明したが、３相より多相、たとえば４相駆動方式にも本発明は適用可能である。
【００４９】
図８は、本実施形態に係る４相駆動方式の駆動タイミングおよびそれに対応したポテンシャルの遷移状態を示す図である。
以下に、本実施形態に係る４相駆動方式を採用した水平転送駆動系の動作を図８に関連付けて説明する。
なお、４相駆動方式の転送段の水平転送パルスはＨφ１〜Ｈφ３に加えて水平転送パルスＨφ４が用いられ、転送電極２４と転送電極２５との間に水平転送パルスＨφ４が印加される転送電極２８が形成される。
この場合も、転送段の水平転送パルスはＨφ１〜Ｈφ４のうち所定の期間中にローレベルに設定される水平転送パルスは一つのみである。
【００５０】
時刻ｔ１およびｔ２において、転送電極２７にハイレベルの水平転送パルスＨφ１が印加され、転送電極２６にハイレベルの水平転送パルスＨφ２が印加され、転送電極２５にハイレベルの水平転送パルスＨφ３が印加され、転送電極２８にローレベルの水平転送パルスＨφ４が印加され、最終段の電極２３，２４にローレベルの最終転送パルスＬＨφ１が印加されている。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルに設定されている。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ１１が転送電極２５，２６，２７の形成位置に対応した領域に蓄積されている。
【００５１】
時刻ｔ３において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルからローレベルに遷移し、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がハイレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルに保持され、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１のローレベルへの遷移と並行して、転送電極２８に印加される水平転送パルスＨφ４がローレベからハイレベルに遷移し、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がローレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルに保持される。
そして、時刻ｔ４において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がローレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がハイレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルに保持され、転送電極２８に印加される水平転送パルスＨφ４がハイレベルに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がローレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルに保持される。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ１１が転送電極２８，２６，２７の形成位置に対応した領域に蓄積されている。
【００５２】
時刻ｔ５において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がローレベルからハイレベルに遷移し、これと並行して、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がハイレベルからローレベルに遷移し、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルに保持され、転送電極２８に印加される水平転送パルスＨφ４がハイレベルに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がローレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルに保持される。
そして、時刻ｔ６において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がローレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルに保持され、転送電極２８に印加される水平転送パルスＨφ４がハイレベルに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がローレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルに保持される。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ１１が転送電極２８，２５の形成位置に対応した領域に蓄積される。
【００５３】
時刻ｔ７において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がローレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルのままに保持され、転送電極２８に印加される水平転送パルスＨφ４がハイレベルに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がローレベルからハイレベルに遷移する。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルからハイレベルに遷移する。そして、出力ＣＣＤｏｕｔがＰ相のレベルより高いレベルに遷移する。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ１１が転送電極２８、２５の形成位置に対応した領域から最終段の電極２３の形成位置に対応した領域に転送されはじめる。
【００５４】
時刻ｔ８において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がローレベルからハイレベルに遷移し、これと並行して、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルからローレベルに遷移し、転送電極２８に印加される水平転送パルスＨφ４がハイレベルに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がハイレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはハイレベルに保持され、出力ＣＣＤｏｕｔがＰ相のレベルより高いレベルに保持される。
そして、時刻ｔ９において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がハイレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がローレベルに保持され、転送電極２８に印加される水平転送パルスＨφ４がハイレベルに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がハイレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはハイレベルに保持され、出力ＣＣＤｏｕｔがＰ相のレベルより高いレベルに保持される。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ１１が転送電極２８、２５の形成位置に対応した領域から最終段の電極２３の形成位置に対応した領域にさらに転送される。
【００５５】
時刻ｔ１０において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がハイレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がローレベルからハイレベルに遷移し、これと並行して転送電極２８に印加される水平転送パルスＨφ４がハイレベルからローレベルに遷移し、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がハイレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはハイレベルからローレベルに遷移し、出力ＣＣＤｏｕｔがＰ相のレベルに遷移する。
そして、時刻ｔ１１において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がハイレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルに保持され、転送電極２８に印加される水平転送パルスＨφ４がローレベルに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がハイレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはハイレベルからローレベルに保持され、出力ＣＣＤｏｕｔがＰ相のレベルに保持される。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ１１が最終段の電極２３の形成位置に対応した領域に転送され蓄積される。
【００５６】
時刻ｔ１２において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルがローレベルに遷移し、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がハイレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルに保持され、転送電極２８に印加される水平転送パルスＨφ４が水平転送パルスＨφ１のローレベルへの遷移と並行してローレベルからハイレベルに遷移し、これと並行して、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がハイレベルからローレベルに遷移する。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルに保持され、出力ＣＣＤｏｕｔがＰ相のレベルからＤ相レベルに遷移する。
そして、時刻ｔ１３において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がローレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がハイレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルに保持され、転送電極２８に印加される水平転送パルスＨφ４がハイレベルに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がローレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルに保持され、出力ＣＣＤｏｕｔがＤ相レベルに保持される。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ１１が出力ゲートの電極２２を越えた位置に対応した領域に転送され蓄積される。
【００５７】
時刻ｔ１４において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がローレベルからハイレベルに遷移し、これと並行して、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がハイレベルからローレベルに遷移し、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルに保持され、転送電極２８に印加される水平転送パルスＨφ４がハイレベルに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がローレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルに保持され、出力ＣＣＤｏｕｔはＤ相レベルに保持される。
さらに、時刻ｔ１５において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がローレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルに保持され、転送電極２８に印加される水平転送パルスＨφ４がハイレベルに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がローレベルに保持される。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルに保持され、出力ＣＣＤｏｕｔがＤ相レベルに保持される。
このとき、転送すべき信号電荷ＣＲＧ１１が出力ゲートの電極２２を越えた位置に対応した領域に蓄積されている。
【００５８】
時刻ｔ１６において、転送電極２７に印加される水平転送パルスＨφ１がハイレベルに保持され、転送電極２６に印加される水平転送パルスＨφ２がローレベルに保持され、転送電極２５に印加される水平転送パルスＨφ３がハイレベルのままに保持され、転送電極２８に印加される水平転送パルスＨφ４がハイレベルに保持され、最終段の電極２３，２４に印加される最終転送パルスＬＨφ１がローレベルからハイレベルに遷移する。このとき、リセットパルスＲＧφはローレベルからハイレベルに遷移する。そして、出力ＣＣＤｏｕｔがＤ相のレベルからＰ相レベルより高いレベルに遷移する。
このとき、信号電荷ＣＲＧ１１が次段のＣＤＳ回路に転送される。
【００５９】
以上のように、本実施形態によれば、多相駆動用の水平（Ｈ）ＣＣＤ構造で、転送パルスのハイレベルの期間を多く取り扱い電荷量を確保しながら、トランジェントスピードを遅めにすることと、一部他転送パルスとコンプリメンタリ性を利用してノイズ相殺駆動を行うことで、ダイナミックレンジ、転送効率、信号出力期間、高速駆動、並びに低電力化の改善を図ることができる。
さらに、最終転送パルスＬＨφ１を独立させることで、フローティング・ディフュージョンに隣接するゲートへのパルスのクロストークを抑えると共に、小負荷容量で駆動波形を早くすることで、信号出力スピードを上げることができる。さらに、転送段の水平転送パルスＨφ１〜Ｈφ３を低振幅で緩やかなトランジェント駆動にできることから、低消費電力化が容易に行えるようになるという利点がある。
【００６０】
すなわち、本実施形態によれば、多画素・高速化するＤＳＣなどで、電力消費が最も大きい水平ＣＣＤ駆動の方式を３相駆動とし、最終段ゲートを分離して転送段を低振幅化し、クロストークノイズを抑圧する駆動タイミングを用いることで、低消費電力と高速性と高ダイナミックレンジとノイズ耐性の向上・両立を図ることができる。
これにより、たとえば、大型多画素のデジタル一眼レフカメラなどでも液晶モニタによるプレビューが可能になる。
【００６１】
なお、上記実施形態では、３相駆動方式、４相駆動方式を用いた場合について説明したが、この駆動方式に限定されるものではなく、５相以上の駆動方式を用いることも可能である。
この場合も、所定期間中にローレベルに設定される水平転送パルスは一つのみであり、このように、水平転送パルスφＨ１〜φＨｎ（ｎは５以上の整数）のタイミング設定を行えば良い。
【００６２】
また、本実施形態においては、ＣＣＤエリアセンサの水平転送レジスタに適用した場合について説明したが、ＣＣＤリニア（ライン）センサの転送レジスタにも同様に適用可能であり、また固体撮像装置の電荷転送部のみならず、ＣＣＤ等の遅延線の電荷転送部にも同様に適用可能である。これにより、電荷転送部の低電圧駆動化が実現できるため、固体撮像装置や遅延線等のデバイスの低電源電圧化が図れることになる。
【００６３】
ここで、本実施形態に係る多相駆動である３相駆動方式と４相駆動方式の電力消費、並びに比較例として２相駆動の電力消費について考察する。
【００６４】
図９（Ａ）〜（Ｅ）は、２相駆動方式の電力消費について説明するための図である。
この場合、水平転送パルスＨφ１，Ｈφ２の振幅は３．４５Ｖとした。
この２相駆動方式においては、図９（Ｅ）に示すような等価回路を想定して、電流消費が１５６ｍＷとなる。
【００６５】
図１０（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態に係る３相駆動方式の電力消費について説明するための図である。
この場合、水平転送パルスＨφ１〜Ｈφ３の振幅は１．９Ｖとした。
この２相駆動方式においては、図１０（Ｅ）に示すような等価回路を想定して、電流消費が３３．３ｍＷとなる。
すなわち、無効振幅が少なく、低振幅駆動にできることで２相駆動方式に比べて１５６ｍＷから３３．３ｍＷに激減する。
【００６６】
図１１（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態に係る４相駆動方式の電力消費について説明するための図である。
この場合、水平転送パルスＨφ１〜Ｈφ４の振幅は１．９Ｖとした。
この２相駆動方式においては、図１１（Ｅ）に示すような等価回路を想定して、電流消費が３５．３ｍＷとなる。
すなわち、無効振幅が少なく、低振幅駆動にできることで２相駆動方式に比べて１５６ｍＷから３５．３ｍＷに激減する。
【００６７】
このように、多相駆動での電力メリットとしては、同じ取扱い電荷量とする場合、２相から３相低振幅にすることで、１５６ｍＷから３３．３ｍＷに激減するが、４相駆動では相数増加によるゲート間容量の増加と式には入れていないがＨドライバの貫通電流が相数増加分だけ増えることにより、３５．３ｍＷ以上と逆に３相よりも電力が若干増加する。
したがって、電力消費の観点からは、３相駆動が最も効率的であることがわかった。
【００６８】
図１２は、上記構成の本実施形態による固体撮像装置を撮像デバイスとして用いた本発明の実施形態に係るカメラの概略構成図である。
【００６９】
図１２のカメラ５０において、被写体（図示せず）からの光は、レンズ５１等の光学系およびメカニカルシャッタ５２を経てＣＣＤ固体撮像装置５３の撮像エリアに入射する。メカニカルシャッタ５２は、ＣＣＤ固体撮像素子装置の撮像エリアへの光の入射を遮断して露光時間を決めるためのものである。
【００７０】
ＣＣＤ固体撮像装置５３としては、先述した本実施形態に係るＣＣＤ固体撮像装置（図３が用いられる。
このＣＣＤ固体撮像装置５３は、先述したタイミング発生回路１５や駆動系などを含むＣＣＤ駆動回路５４によって駆動される。
ＣＣＤ固体撮像装置５３の出力信号は、次段の信号処理回路５５において、自動ホワイトバランス調整などの種々の信号処理が行われた後、撮像信号として外部に導出される。メカニカルシャッタ５２の開閉制御、ＣＣＤ駆動回路５４の制御、信号処理回路５５の制御などは、システムコントローラ５６によって行われる。
【００７１】
本カメラは、前述した電荷転送装置を含む固体撮像装置を採用していることから、多相本来の取扱い電荷量の向上と低振幅化による電力削減を維持しつつ、クロストークの抑制と高速化を図ることが可能であり、低消費電力と高速性と高ダイナミックレンジとノイズ耐性の向上・両立を図ることができる。
これにより、たとえば、大型多画素のデジタル一眼レフカメラなどでも液晶モニタによるプレビューが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】２相駆動の駆動信号例を示す図である。
【図２】３相駆動の駆動信号例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示す図である。
【図４】本実施形態に係る３相駆動方式の転送電極へのパルス供給状態を示す簡略断面図である。
【図５】本実施形態に係る水平転送駆動系の等価回路を示す図である。
【図６】本実施形態に係る水平転送駆動系の各パルスのタイミング関係を示す図である。
【図７】本実施形態に係る３相駆動方式の駆動タイミングおよびそれに対応したポテンシャルの遷移状態を示す図である。
【図８】本実施形態に係る４相駆動方式の駆動タイミングおよびそれに対応したポテンシャルの遷移状態を示す図である。
【図９】２相駆動方式の電力消費について説明するための図である。
【図１０】本実施形態に係る３相駆動方式の電力消費について説明するための図である。
【図１１】本実施形態に係る４相駆動方式の電力消費について説明するための図である。
【図１２】本実施形態による固体撮像装置を撮像デバイスとして用いた本発明の実施形態に係るカメラの概略構成図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０・・・固体撮像装置、１１・・・センサ部、１２・・・垂直転送レジスタ、１４・・・水平転送レジスタ、１５・・・タイミングジェネレータ、１６・・・電荷検出部、１７・・・水平出力ゲート部、１８・・・フローティング・ディフュージョン、１９・・・リセットドレイン、２０・・・リセットゲート、５０・・・カメラ、５１・・・光学系、５３・・・ＣＣＤ固定撮像装置、５４・・・ＣＣＤ駆動回路、５５・・・信号処理回路。
【図１】
2008022505.tif 000003
【図２】
2008022505.tif 000004
【図３】
2008022505.tif 000005
【図４】
2008022505.tif 000006
【図５】
2008022505.tif 000007
【図６】
2008022505.tif 000008
【図７】
2008022505.tif 000009
【図８】
2008022505.tif 000010
【図９】
2008022505.tif 000011
【図１０】
2008022505.tif 000012
【図１１】
2008022505.tif 000013
【図１２】
2008022505.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月31日(2007.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
この撮像エリア１３において、センサ部１１はたとえばＰＮ接合のフォトダイオードから構成されている。
垂直転送レジスタ１１２は、たとえば４相の垂直転送パルスＶφ１〜Ｖφ４によって転送駆動され、各センサ部１１から読み出された信号電荷を水平ブランキング期間の一部にて１走査線（１ライン）に相当する部分ずつ順に垂直方向に転送する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
この電荷検出部１６において、リセットドレイン１９には所定のリセットドレイン電圧ＶRDが印加され、リセットゲート２０には信号電荷の検出周期でリセットパルスＲＧφが印加される。
そして、フローティング・ディフュージョン１８に蓄積された信号電荷は信号電圧に変換され、出力回路２１を介してＣＣＤ出力信号ＣＣＤｏｕｔとして、たとえば図示しないＣＤＳ相関二重サンプリング）回路に導出される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
さらに、本実施形態においては、図６（Ａ）〜（Ｆ）の＜３＞で示す破線内の期間に示すように、Ｄ相サンプリング点で遷移する転送段に印加する水平転送パルスＨφ１〜Ｈφ３に関しては、そのコンプリメンタリ性による相殺効果を利用して、クロストークノイズを軽減している。
図６の＜３＞に示す例では、水平転送パルスＨφ１の立ち上がりエッジｔｒ１の立ち上がり遷移と水平転送パルスＨφ２の立ち下がりエッジｔｆ２の立ち上がり遷移が相補的（同時並列的）に行われている。
これにより、水平転送パルスＨφ１の立ち上がりエッジｔｒ１の立ち上がり遷移時に発生するノイズと、水平転送パルスＨφ２の立ち下がりエッジｔｆ２の立ち上がり遷移時に発生するノイズが相殺されて、クロストークノイズが軽減される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
図１０（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態に係る３相駆動方式の電力消費について説明するための図である。
この場合、水平転送パルスＨφ１〜Ｈφ３の振幅は１．９Ｖとした。
この３相駆動方式においては、図１０（Ｅ）に示すような等価回路を想定して、電流消費が３３．３ｍＷとなる。
すなわち、無効振幅が少なく、低振幅駆動にできることで２相駆動方式に比べて１５６ｍＷから３３．３ｍＷに激減する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
図１１（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態に係る４相駆動方式の電力消費について説明するための図である。
この場合、水平転送パルスＨφ１〜Ｈφ４の振幅は１．９Ｖとした。
この４相駆動方式においては、図１１（Ｅ）に示すような等価回路を想定して、電流消費が３５．３ｍＷとなる。
すなわち、無効振幅が少なく、低振幅駆動にできることで２相駆動方式に比べて１５６ｍＷから３５．３ｍＷに激減する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
ＣＣＤ固体撮像装置５３としては、先述した本実施形態に係るＣＣＤ固体撮像装置（図３）が用いられる。
このＣＣＤ固体撮像装置５３は、先述したタイミング発生回路１５や駆動系などを含むＣＣＤ駆動回路５４によって駆動される。
ＣＣＤ固体撮像装置５３の出力信号は、次段の信号処理回路５５において、自動ホワイトバランス調整などの種々の信号処理が行われた後、撮像信号として外部に導出される。メカニカルシャッタ５２の開閉制御、ＣＣＤ駆動回路５４の制御、信号処理回路５５の制御などは、システムコントローラ５６によって行われる。