(57)【要約】【課題】撮像素子の温度が変わる場合でも、振分け不良を実質的に低減することができる撮像装置および撮像方法を提供。【解決手段】撮像部14においては、複数の受光素子から読み出された信号電荷を垂直方向に垂直転送路により転送し、この転送された信号電荷を水平方向に水平転送路により転送する。水平転送路の出力端に、転送された信号電荷を複数の出力先に振り分ける分岐を設け、複数の水平転送路に分岐させる。撮像素子の温度を検知する温度センサ200を撮像部14に設け、温度影響補正部216は、撮像素子における信号電荷の転送不良を補正する。温度影響補正部216は、検知された温度に基づいて、転送不良の補正を変更する。【選択図】図２
2008061165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写界からの入射光を光電変換する複数の受光素子と、
該受光素子から読み出された信号電荷を第１の方向に転送する第１の転送手段と、
該第１の転送手段を転送された信号電荷を第２の方向に転送する第２の転送手段と、
該第２の転送手段の出力端に配され、転送された信号電荷を複数の出力先に振り分ける分岐手段と、
該分岐手段に出力先として接続される複数の第３の転送手段と、
該第３の転送手段の出力端に設けられる出力手段とを含む撮像素子を含む撮像装置において、該装置は、
前記撮像素子における信号電荷の転送不良を補正する補正手段と、前記撮像素子の少なくとも一部の温度に依存する情報を評価する温度情報評価手段とを含み、該補正手段は、評価された情報に基づいて、転送不良の補正を変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、該装置は、転送不良の評価値を前記情報に応じて生成する評価値生成手段を含み、前記補正手段は、生成された評価値を用いて、補正を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
被写界からの入射光を光電変換する複数の受光素子と、
該受光素子から読み出された信号電荷を第１の方向に転送する第１の転送手段と、
該第１の転送手段を転送された信号電荷を第２の方向に転送する第２の転送手段と、
該第２の転送手段の出力端に配され、転送された信号電荷を複数の出力先に振り分ける分岐手段と、
該分岐手段に出力先として接続される複数の第３の転送手段と、
該第３の転送手段の出力端に設けられる出力手段とを含む撮像素子を含む撮像装置において、該装置は、
前記撮像素子の少なくとも一部の温度に依存する情報を評価する温度情報評価手段とを含み、該補正手段は、評価された情報に基づいて、前記複数の第３の転送手段のうち転送に用いられる第３の転送手段の数を増減する転送制御手段とを含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置において、前記転送制御手段は、前記第２の転送手段、前記分岐手段、または前記複数の第３の転送手段の駆動を変更することにより、該複数の第３の転送手段のうち転送に用いられる第３の転送手段の数を増減することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項３に記載の撮像装置において、前記転送は、各受光素子に対応する各信号電荷ごとに行われ、前記転送制御手段は、前記第２の転送手段、前記分岐手段、および前記複数の第３の転送手段において転送される各信号電荷間の間隔を増減することにより、該複数の第３の転送手段のうち転送に用いられる第３の転送手段の数を増減することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
被写界からの入射光を光電変換する複数の受光素子と、
該受光素子から読み出された信号電荷を第１の方向に転送する第１の転送手段と、
該第１の転送手段を転送された信号電荷を第２の方向に転送する第２の転送手段と、
該第２の転送手段の出力端に配され、転送された信号電荷を複数の出力先に振り分ける分岐手段と、
該分岐手段に出力先として接続される複数の第３の転送手段と、
該第３の転送手段の出力端に設けられる出力手段とを含む撮像素子を含む撮像装置において、該装置は、
前記撮像素子の少なくとも一部の温度に依存する情報を評価する温度情報評価手段と、評価された情報に基づいて、前記転送時における信号電荷の転送速度を制御する転送制御手段とを含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
被写界からの入射光を光電変換する複数の受光素子と、
該受光素子から読み出された信号電荷を第１の方向に転送する第１の転送手段と、
該第１の転送手段を転送された信号電荷を第２の方向に転送する第２の転送手段と、
該第２の転送手段の出力端に配され、転送された信号電荷を複数の出力先に振り分ける分岐手段と、
該分岐手段に出力先として接続される複数の第３の転送手段と、
該第３の転送手段の出力端に設けられる出力手段とを含む撮像素子を含む撮像装置において、該装置は、
前記撮像素子における信号電荷の転送不良を補正する補正手段と、前記撮像素子の少なくとも一部の温度に依存する情報を評価する温度情報評価手段とを含み、該補正手段は、評価された情報により所定の温度よりも高いときは、前記転送不良の補正を行わないことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
被写界からの入射光を光電変換する複数の受光素子と、
該受光素子から読み出された信号電荷を第１の方向に転送する第１の転送手段と、
該第１の転送手段を転送された信号電荷を第２の方向に転送する第２の転送手段と、
該第２の転送手段の出力端に配され、転送された信号電荷を複数の出力先に振り分ける分岐手段と、
該分岐手段に出力先として接続される複数の第３の転送手段と、
該第３の転送手段の出力端に設けられる出力手段とを含む撮像素子を含む撮像装置において、該装置は、
前記撮像素子の少なくとも一部の温度に依存する情報を評価する温度情報評価手段と、評価された情報に基づいて、該撮像素子の少なくとも一部の温度を制御して、転送不良を低減する温度制御手段とを含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
被写界からの入射光を光電変換する複数の受光素子と、
該受光素子から読み出された信号電荷を第１の方向に転送する第１の転送手段と、
該第１の転送手段を転送された信号電荷を第２の方向に転送する第２の転送手段と、
該第２の転送手段の出力端に配され、転送された信号電荷を複数の出力先に振り分ける分岐手段と、
該分岐手段に出力先として接続される複数の第３の転送手段と、
該第３の転送手段の出力端に設けられる出力手段とを含む撮像素子を含む撮像装置において、該装置は、
前記撮像素子の少なくとも一部の温度に依存する情報を評価する温度情報評価手段と、評価された情報に基づいて、前記転送路の少なくとも一部の駆動速度を制御する転送制御手段とを含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の撮像装置において、該装置は、前記転送制御手段の制御状態の表示手段、および前記転送制御手段の制御状態に応じて撮影を許可する撮影許可手段のうち、少なくとも一方を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
被写界からの入射光を光電変換する複数の受光素子と、該受光素子から読み出された信号電荷を第１の方向に転送する第１の転送手段と、該第１の転送手段を転送された信号電荷を第２の方向に転送する第２の転送手段と、該第２の転送手段の出力端に配され、転送された信号電荷を複数の出力先に振り分ける分岐手段と、該分岐手段に出力先として接続される複数の第３の転送手段と、該第３の転送手段の出力端に設けられる出力手段とを含む撮像素子による撮像方法において、該方法は、
前記撮像素子における信号電荷の転送不良を補正し、前記撮像素子の少なくとも一部の温度に依存する情報を評価し、評価された情報に基づいて、転送不良の補正を変更することを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および撮像方法に関し、とくに、撮像装置は、入射光を画像信号に変換するCCD（Charge Coupled Device）型撮像素子の転送不良の補正に関するものであり、その撮像方法は、転送不良の補正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、CCD型撮像素子において高速読出しを行うために、さまざまな読出方式が提案されている。その中で、特許文献１は、入射光に応じて電荷を発生する受光部と、受光部から読み出された信号電荷を一方向に転送する第１の電荷転送路と、受光部で発生した電荷を第１の電荷転送路にシフトさせるシフトゲートと、第１の電荷転送路に出力ゲートを介して結合された第２の電荷転送路と、第２の電荷転送路の出力端に結合された第１の出力部と、出力ゲートに結合されるとともに、第２の電荷転送路の電荷転送方向とは異なる方向に電荷を転送する第３の電荷転送路と、第３の電荷転送路の出力端に結合された第２の出力部とを備え、高速駆動時には出力ゲートをオンにして第１、第２の出力部から交互に信号を出力するとともに、低速駆動時には第１の出力部のみから信号を出力するようにしたことを特徴とする出口分岐型のCCD型撮像素子を提案している。
【０００３】
これは、出力部が１つのCCD型撮像素子では、出力部である最終段アンプや、それに後続するCDS(Correlated Double Sampling; 相関二重サンプリング)回路等の高周波駆動が困難なため、CCDの最終段アンプおよびCDS回路を２つ以上設けて、駆動周波数を半分に減らすという複数の出力部を持つCCD型撮像素子の一つである。
【０００４】
複数の出力部をもつCCD型撮像素子には、特許文献１の他に、左右分離型CCD型撮像素子が提案されている。左右分離型CCD型撮像素子とは、撮像素子の受光面の左半分の信号電荷と右半分の信号電荷とを、異なる水平転送路を用いて、それぞれ左方向と右方向に読み出すものである。しかし、CCD型撮像素子の左半分と右半分を独立に読み出すために、左右の水平転送路の出力端にそれぞれ設けられたアンプ間の特性の差や、左右の水平転送路間の特性の差が、画面中央に左右段差として表れてしまう。
【０００５】
特許文献１の出口分岐型は、水平転送された信号を、途中から交互に２つの水平転送路およびアンプに振り分けるため、色別に水平転送路およびアンプを分けることもでき、水平転送路間の差やアンプ間の差が、ホワイトバランス調整等で吸収できる。
【特許文献１】特開平５−２４４３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、１つの水平転送路から２つの水平転送路に信号電荷を振り分ける際に、振分け不良が起こり、これにより縦筋や斜め筋や色混ざりが起こってしまう。とくに、撮像素子の温度が変わる場合には、振分け不良が、温度により変化するという問題も生じる。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑み、撮像素子の温度が変わる場合でも振分け不良を実質的に低減することができる撮像装置および撮像方法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】
【０００８】
本発明は上述の課題を解決するために、被写界からの入射光を光電変換する複数の受光素子と、受光素子から読み出された信号電荷を第１の方向に転送する第１の転送手段と、第１の転送手段を転送された信号電荷を第２の方向に転送する第２の転送手段と、第２の転送手段の出力端に配され、転送された信号電荷を複数の出力先に振り分ける分岐手段と、分岐手段に出力先として接続される複数の第３の転送手段と、第３の転送手段の出力端に設けられる出力手段とを含む撮像素子を含む撮像装置(以下ではこれを「出口分岐型撮像装置」と呼ぶ)において、撮像素子における信号電荷の転送不良を補正する補正手段と、撮像素子の少なくとも一部の温度に依存する情報を評価する温度情報評価手段とを含み、該補正手段は、評価された情報に基づいて、転送不良の補正を変更することを特徴とする。
【０００９】
本発明の課題は、信号電荷の転送不良を補正する補正手段、たとえば補正式を用いた補正手段により解決できるが、撮像素子の温度が変わった場合には、１つの補正式ではうまく補正しきれない。そこで、補正手段は、評価された情報に基づいて、転送不良の補正を変更する。たとえば、温度変化に対して補正式を変えることで、振分け不良の温度変化に適応することができる。すなわち、温度が変わった場合に、その温度に対する補正式を適応することで、補正の精度を上げることができる。たとえば、50℃、30℃、10℃に対応した３通りの補正式を、メモリに記憶しておいて、高温時、通常時、低温時の補正に用いることができる。高温時、通常時、低温時とは、それぞれ、たとえば、40℃以上、40℃未満で20℃以上、20℃未満を指す。
【００１０】
このときに、装置は、転送不良の評価値を情報に応じて生成する評価値生成手段を含み、補正手段は、生成された評価値を用いて、補正を行ってもよい。すなわち、評価値には温度依存性があるため、ある程度、温度が変化したら、その温度における評価値を取得し、補正の精度を上げる。これによれば、温度による変化を吸収するための複数の補正式をリアルタイムで、小さい温度変化ごとに取得することも可能であり、補正精度を上げることができる。
【００１１】
また、本発明では、上記出口分岐型撮像装置において、撮像素子の少なくとも一部の温度に依存する情報を評価する温度情報評価手段と、評価された情報に基づいて、複数の第３の転送手段のうち転送に用いられる第３の転送手段の数を増減する転送制御手段とを含むこととしてもよい。温度が変化したときに、使用する第３の転送手段の数を減らすことにより、振分け不良をなくす。たとえば、２つの第３の転送手段があるときに、１つの第３の転送手段のみを使い、１つのアンプのみから出力することで、振分け不良を防ぐとともに、２つの第３の転送手段間の差、または２つのアンプ間の差をなくすこともできる。
【００１２】
この際に、転送制御手段は、第２の転送手段、分岐手段、または複数の第３の転送手段の駆動を変更することにより、複数の第３の転送手段のうち転送に用いられる第３の転送手段の数を増減することができる。
【００１３】
なお、転送を、各受光素子に対応する各信号電荷ごとに行い、転送制御手段は、第２の転送手段、分岐手段、および複数の第３の転送手段において転送される各信号電荷間の間隔を増減することにより、複数の第３の転送手段のうち転送に用いられる第３の転送手段の数を増減することとしてもよい。
【００１４】
さらに、本発明では、出口分岐型撮像装置において、撮像素子の少なくとも一部の温度に依存する情報を評価する温度情報評価手段と、評価された情報に基づいて、転送時における信号電荷の転送速度を制御する転送制御手段とを含むことができる。これは、温度変化に応じて、転送速度、たとえば転送路の駆動周波数を変化させて、振分け不良を減らそうとするものである。転送速度を遅くすることで、振分け不良が減少するということに注目したものである。
【００１５】
また、上記の出口分岐型撮像装置において、撮像素子における信号電荷の転送不良を補正する補正手段と、撮像素子の少なくとも一部の温度に依存する情報を評価する温度情報評価手段とを含み、該補正手段は、評価された情報により所定の温度よりも高いときは、前記転送不良の補正を行わないこととしてもよい。高温時には、振分け不良が少なくなることに注目して、振分け不良の補正を行わない。この場合、補正を行わないため、時間の短縮や省電力化になる。
【００１６】
さらに、出口分岐型撮像装置において、撮像素子の少なくとも一部の温度に依存する情報を評価する温度情報評価手段と、評価された情報に基づいて、撮像素子の少なくとも一部の温度を制御して、転送不良を低減する温度制御手段とを含むことができる。撮像素子の少なくとも一部、たとえば第２の転送路が複数の第３の転送路に分岐する分岐部の温度を、加熱または冷却することにより、ある程度の温度に保持して、温度変化に起因する振分け不良を低減する。また振分け不良がある場合でも、振分け不良の変化を少なくすることができる。振分け不良に対して補正式を用いる場合は、撮像装置の温度変化の幅が狭くなるため、結果的に、補正式の精度が上がる。
【００１７】
このときに、評価された情報に基づいて、転送路の少なくとも一部の駆動速度を制御する転送制御手段を含むこととしてもよい。これは、加熱または冷却手段を用いる代わりに、駆動速度を制御することにより、撮像素子の発熱量を変えるものである。
【００１８】
この場合、装置は、転送制御手段の制御状態の表示手段、および転送制御手段の制御状態に応じて撮影を許可する撮影許可手段のうち、少なくとも一方を含むことが好ましい。これは、振分け不良を改善するという観点から、駆動速度を制御するため、他の観点からみたときは、そのような駆動速度の制御は好ましくないことがありうる。そのような場合を考慮して、撮像素子の一部、たとえば分岐部の温度がある程度の温度になるまでは、撮影にとって好ましくない状態であるという警告をする、または撮影を禁止することができるようにしたものである。撮像装置のユーザに画質の劣化を伝える、または撮影をさせないことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、撮像素子の温度が変わる場合でも、振分け不良を実質的に低減することができる撮像装置および撮像方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に添付図面を参照して本発明による固体撮像装置および当該装置で用いる固体撮像素子の実施例を詳細に説明する。最初に、撮像素子において、どのようにして信号電荷が転送されるかを説明する。図１を参照すると、本発明による固体撮像素子44の実施例は、水平転送路50を複数の色に対応する信号電荷が転送されるときは、分岐部54で色に応じて信号電荷を、複数の水平転送路56および58のそれぞれに分岐させ、変換したアナログ電圧信号82および84を同時に出力させる。水平転送路50を１つの色に対応する信号電荷が転送されるときは、たとえば選択された水平転送路56のみから、変換したアナログ電圧信号82を出力する。
【００２１】
本実施例では、色フィルタは、入射光を赤緑青の３色に分解する。１ラインを構成する赤緑青の３色について、緑と赤青を分離して読み出した後、次の１ラインを構成する赤緑青の３色について、緑と赤青を分離して読み出す。これを、全画素(１フレーム)を構成する全ラインについて繰り返す。したがって、読出方式は、プログレッシブ読出しである。なお、本発明は、緑と赤青を分離して読み出す場合に限られるものではなく、緑と赤青を分離せずに読み出す場合にも、適用できるものである。
【００２２】
緑色に対応する受光素子から読み出された信号電荷は、水平転送路56のみを用いて転送する。赤色および青色に対応する受光素子から読み出された信号電荷は、水平転送路56および58を用いて転送する。赤色は、水平転送路56により、青色は、水平転送路58により転送する。
【００２３】
本実施例は、本発明の固体撮像素子をディジタルカメラ10に適用した場合である。本発明と直接関係のない部分について図示および説明を省略する。以下の説明で、信号はその現れる接続線の参照番号で指示する。
【００２４】
ディジタルカメラ10は、図２に示すように、光学系12、撮像部14、バイアス供給部18、ドライバ20、前処理部22、メモリ部24、信号処理部26、システム制御部28、タイミング信号発生器32を含む。さらに、撮像部14には、温度に依存する情報を評価する温度情報評価手段として、温度そのものを検知する温度センサ200を配置し、撮像部14の温度データは、温度センサ200から温度取得部202を介して、システム制御部28に送られる。ディジタルカメラ10は、温度影響補正部216を含み、温度影響補正部216は、撮像部14の温度データを、システム制御部28を介して入力され、転送不良の補正を行うとともに、検知された温度に基づいて、転送不良の補正を変更する。その詳細は、後述する。なお、温度に依存する情報を評価する温度情報評価手段として、温度に依存する量、たとえば暗電流量を評価してもよい。これについては、後述する。
【００２５】
光学系12は、被写界からの入射光40を、撮像部14において画像に結像させる。撮像部14には、図１に示すように固体撮像素子44が含まれる。固体撮像素子44には、図示しないが、入射光42の到来方向に受光素子の配設位置に対応させて色フィルタが配される。固体撮像素子44は、入射光42を色分解し、この分解された色成分の光を受光素子46で信号電荷に変換し、蓄積し、さらに電気信号として出力する機能を有する。固体撮像素子44は、蓄積された信号電荷を垂直転送路48に読み出して、垂直方向に順次転送する。固体撮像素子44には、垂直転送路48と直交する方向に水平転送路50が形成されている。垂直に転送された信号電荷は、水平転送路50に供給される。
【００２６】
本実施例の水平転送路50は、出力端52に分岐部54が形成される。分岐部54には、水平転送路56および58がそれぞれ結合している。水平転送路56および58には、出力端に、それぞれ出力アンプ60および62が形成されている。出力アンプ60および62は、フローティングディフュージョンアンプである。フローティングディフュージョンアンプは、信号電荷をアナログ電圧信号に変換する機能を有する。出力アンプ60および62には、ドライバ20からリセット信号68および70が個々に供給される。
【００２７】
分岐部54には、バイアス供給部18から、固定電圧であるバイアス信号72が供給される。分岐部54は、水平転送路50からの信号電荷を、色に応じて水平転送路56および58の一方に分岐させる。その方法については後述する。
【００２８】
水平転送路50には水平駆動信号74が供給され、水平転送路56および58には水平駆動信号76が供給される。水平駆動信号76は、赤色および青色に対応する信号を転送するときは、水平駆動信号74の半分の周波数であり、緑色に対応する信号を転送するときは、水平駆動信号74と同じ周波数である。水平転送路56および58をこのように駆動することにより、出力アンプ60および62の仕様周波数帯域が、水平駆動信号74の半分の帯域であっても高速読出しが可能になる。この他、固体撮像素子44には、オーバーフロードレイン（OFD）パルス78および垂直駆動信号80が供給される。
【００２９】
このように固体撮像素子44は、出力アンプ60および62から、２系統の出力信号82および84を前処理部22に出力する。固体撮像素子44における水平転送については後段でさらに述べる。
【００３０】
バイアス供給部18は、分岐部54にバイアス信号72を供給する機能を有する。バイアス信号72は、バイアス電圧として印加される。バイアス供給部18は、信号処理部26から供給される制御信号88により制御される。
【００３１】
ドライバ部20は、固体撮像素子44を駆動させる各種の駆動信号を供給する機能を有する。ドライバ部20には、タイミング信号発生器32から複数のタイミング信号90が供給される。ドライバ部20は、図３に示すように、OFDパルス出力部92、垂直（V）ドライバ94、水平直列（HS）ドライバ96、水平並列（HP）ドライバ98およびリセット（RS）ドライバ100を含む。OFDパルス出力部92はOFDパルス78を固体撮像素子44に出力する。Vドライバ94は垂直駆動信号80を固体撮像素子44に出力する。
【００３２】
HSドライバ96は水平駆動信号74を固体撮像素子44に出力する。HPドライバ98は水平駆動信号76を固体撮像素子44に出力する。水平駆動信号76は、どの色を転送しているかに応じて、水平駆動信号74の周期に比べて、同一または２倍の周期である。本実施例では、水平駆動信号76の周期は一定であり、水平駆動信号74の周期が色に応じて、水平駆動信号74の周期に対して、同一または1/2倍の周期になる。RSドライバ100はリセット信号68および70を固体撮像素子44に出力する。
【００３３】
再び、図２に戻って、前処理部22は、アナログフロントエンド（AFE）機能を有する。この機能は、供給されるアナログ電気信号82および84に対する相関二重サンプリング（CDS）によるノイズ除去と、ノイズが除去されたアナログ電気信号のディジタル化、すなわちA/D変換である。前処理部22には、タイミング信号発生器32から各系統の入力信号に対してノイズ除去およびA/D変換をさせるタイミング信号またはサンプリング信号106および108が供給される。前処理部22には、２系統のアナログ電気信号82および84が供給されるが、１系統の入力の場合、この入力される系統に対応したタイミング信号106および108のみが供給されると、CDSおよびA/D変換の動作も１系統のみを動作させることができる。これにより消費電力を低減させることができる。前処理部22は、このタイミング信号106および108の供給に応じて１または２系統のディジタル信号110および112をメモリ部24に出力する。
【００３４】
メモリ部24は、供給されるディジタル信号110および112を一時格納し、出力する機能を有する。メモリ部24には、図示しないが系統毎にラインメモリが配設される。メモリ部24は、バス114を介して供給される制御信号116に応じて入出力が制御される。メモリ部24は、制御信号116に応じて、入力されたディジタル信号110および108をディジタル信号118として、バス114、信号線120を介して信号処理部26に出力する。
【００３５】
信号処理部26は、供給されるディジタル信号118に信号処理を施し、制御信号を生成する機能を有する。信号処理部26は、バイアス制御機能部124、および図示しないAF制御機能部、AE制御機能部、AWB（Automatic White Balance）制御機能部、配置変換機能部等を含む。
【００３６】
バイアス制御機能部124は、制御信号88をバイアス供給部18に出力する。バイアス供給部18はバイアス信号72を分岐部54に印加させる。また、AF制御機能部は、生成した画像データを基に焦点調節する機能を有する。AE制御機能部は、生成した画像データを基に評価値を求めて、絞りおよびシャッタ速度を調節する機能を有する。AF制御機能部およびAE制御機能部は、図示しない制御信号を信号線120、バス114および信号線134を経てシステム制御部28に送る。AWB制御機能部は、生成した画像データを基にホワイトバランスを調節する機能を有する。配置変換機能部は、２系統もしくは１系統を用いた読出しにより得られた画像データを、たとえば画像の色フィルタセグメントの配列に対応した画像データに補正し、一枚の画像に合成する機能を有する。
【００３７】
システム制御部28は、水平転送の出力を２出力/１出力のいずれとするかを制御する制御信号142を生成する。タイミング信号発生器32は、撮像部14の固体撮像素子44に対して垂直および水平同期信号、フィールドシフトゲート信号、垂直および水平タイミング信号、ならびにOFDパルスやリセット信号等、各種のタイミング信号を生成する機能を有する。タイミング信号発生器32は、システム制御部28からの制御信号142に応じて各種のタイミング信号90、106および108を生成する。タイミング信号発生器32は、各種のタイミング信号90をドライバ20に出力する。タイミング信号発生器32は、基準クロック信号を発生する機能を有し、とくに、水平タイミング信号を生成する。タイミング信号発生器32は、この水平タイミング信号を分周して、２つの周波数の水平タイミング信号を生成する。タイミング信号発生器32は、システム制御部28からの制御信号142に応じて、サンプリング信号106および108のいずれか一方のみを出力、または両方を出力する。このように動作させることでディジタルカメラ10の電力消費を抑制することができる。
【００３８】
次に、水平転送路50、分岐部54、水平転送路56および58の構造と、信号電荷の水平転送方法について説明する。分岐部54と一方の水平転送路56における転送と、分岐部54と一方の水平転送路58における転送とに分けて説明する。水平転送路50、56および58には、複数の転送素子が形成されている。１つの転送素子は、多結晶シリコン（Poly-Silicon）からなる２つの電極と、シリコン基板の表面付近の不純物層とにより形成されている。２つの電極の下にある２つの不純物層は、その構成が互いに異なる。このため、２つの電極に同電位の駆動信号を印加することにより、階段状のポテンシャル電位が形成される。以下では、１つの転送素子と、当該転送素子に含まれる２つの電極とを同一の参照符号で示す。たとえば、「分岐部54」は転送素子を示し、「電極54」は、分岐部54の２つの電極を示す。
【００３９】
水平転送路50は、図４に示すように、分岐部54(電極HSL)に向けて、右から左へ、たとえばポリシリコン電極HS2およびHS1が、この順に、かつこれを繰り返し単位として形成される。水平転送路56は、分岐部54から出力アンプ60に向かって、６つのポリシリコン電極HP1、HP2、HP1、HP2、HP1、HP2が形成される。水平転送路58は、分岐部54から出力アンプ62に向かって、７つのポリシリコン電極HP2、HP1、HP2、HP1、HP2、HP1、HP2が形成される。
【００４０】
出力アンプ60は、右から左へ向かって配置されたOG（Output Gate）電極と、フローティングディヒュージョン（FD）と、リセット電極RSと、リセットドレインRDから形成される。水平転送走路50からリセットドレインRDまでの断面構造を図５に示す。図５は、左端のリセットドレインRDから水平転送路50の電極HP2までを示す。水平転送路56は、６つのポリシリコン電極HP1、HP2、HP1、HP2、HP1、HP2のうち、２つのポリシリコン電極HP1、HP2のみを示す。
【００４１】
この断面が示すように、図示しないP型のシリコン基板内の各電極の直下に不純物層が形成される。不純物層には、イオン注入法等を用いて不純物をドープさせ、ドープする不純物の種類およびその濃度によりポテンシャル電位の大きさが変わる。また、不純物層の直上に形成される電極に印加される駆動信号の電圧レベルに応じて後述するように、所定のポテンシャル電位が形成される。
【００４２】
次に各電極に供給する駆動信号について説明する。電極HS1、HS2には、駆動信号φHS1、φHS2がそれぞれ供給される。電極HSLには、駆動信号φHSLが供給される。駆動信号φHSLは一定のバイアス電圧である。電極HP1およびHP2には、駆動信号φHP1およびφHP2が供給される。電極OGには駆動信号φOGが供給される。駆動信号φOGは一定のバイアス電圧である。また、電極RSには駆動信号φRSが供給される。さらに、リセットドレインRDには駆動信号φRDが供給される。駆動信号φRDは一定のバイアス電圧である。
【００４３】
次に、これらの駆動信号により、水平転送される信号電荷の流れを、水平転送の前の垂直転送も含めて説明する。信号電荷は、撮像部14の撮像素子44において、最初に生成される。撮像素子44における画素の配置を図６に示す。本実施例における固体撮像素子44では、図６に示すように、同一の行方向と同一の列方向に配される受光素子46の間隔を、同一のピッチPPに設定し、一つの受光素子46に隣接する受光素子46を互いに行方向と列方向に1/2ピッチずらして配する。これは、いわゆるハニカム配列である。受光素子46の入射光側に形成するカラーフィルタは、三原色RGBを用いたものであり、色フィルタセグメントGを正方に配列する。色セグメントRおよびBに着目すると、これらはRB完全市松に配列している。フィルタ配列は全体として、いわゆるG正方RB完全市松パターンである。このように画素または受光素子46をずらして配しているため、垂直転送路48は、画素を迂回するように蛇行して形成される。
【００４４】
垂直転送路48上を転送される順番は、ライン201、ライン202、ライン203、ライン204の順であり、ライン201には、信号電荷がR、B、R、B、・・・と並んでいる。ライン202およびライン204には、信号電荷がG、G、G、G、・・・と並んでいる。、ライン203には、信号電荷がB、R、B、R、・・・と並んでいる。水平転送路50、56、58においても、この順番は維持され、ライン201のR、B、R、B、・・・、ライン202のG、G、G、G、・・・、ライン203のB、R、B、R、・・・、ライン204のG、G、G、G、・・・の順に水平転送される。
【００４５】
ただし、ライン201のR、B、R、B、・・・、およびライン203のB、R、B、R、・・・、は、２本の水平転送路56、58により転送され、ライン202およびライン204のG、G、G、G、・・・、は１本の水平転送路56により転送される。さらにライン201のR、B、R、B、・・・、およびライン203のB、R、B、R、・・・、については、分岐部54により、R信号とB信号に振り分けられ、R信号は、常に水平転送路56により転送され、B信号は、常に水平転送路58により転送される。
【００４６】
これを図7、8に示す。図７は、ライン201のR、B、R、B、・・・、およびライン203のB、R、B、R、・・・、が水平転送される様子を、順次、時刻t=1、2、3、4、5について示す。図８は、ライン201およびライン203の次に転送されるライン202およびライン204のG、G、G、G、・・・、が水平転送される様子を、順次、時刻t=1、2、3、4、5について示す。時刻t=1、2、3、4、5は、信号電荷が、水平転送路50を、転送素子の１個分ずつ、左に向かって転送される時刻である。このとき、図７では、水平転送路56、58は、水平転送路50の半分の周波数で駆動されているため、転送速度は、半分である。一方、図８では、水平転送路56、58は、水平転送路50と同じ周波数で駆動されているため、転送速度は、同じである。これを実現する方法の詳細については後述する。
【００４７】
水平転送路に後続する信号処理部では、ライン201およびライン202の信号電荷により第１ラインが形成され、ライン203およびライン204の信号電荷により第２ラインが形成されるとして処理が行われる。なお、図６に示す水平転送路50において、第１ラインとして、RGBGRGBG・・・と記載し、第２ラインとして、BGRGBGRG・・・と記載するが、これは、信号電荷が、垂直転送路48から水平転送路50のどの位置に降りてくるかを示すものであり、水平転送路50上をRGBGRGBG・・・、BGRGBGRG・・・の順に転送されるという意味ではない。
【００４８】
図６に戻って、受光素子46から垂直転送路48に読み出された信号電荷は、垂直転送路48に供給される８相駆動信号φV1〜φV8により、垂直転送路48を水平転送路50に向けて転送される。水平転送路50には、既述のように、左から、電極HS1、HS2、HS1、HS2、・・・が形成されている。
【００４９】
水平転送路50には、本実施例のハニカム配列かつG正方RB完全市松パターンの場合、G信号とR、B信号が、ライン201、ライン202のように別のラインとして分かれて降りてくるが、一般の受光素子配列および色フィルタ配列では、G信号とR、B信号が、分かれて降りてくるとは限らない。そのような場合でも本発明を適用できる。
【００５０】
G、R、B信号の並べ替え、または選択、または間引きを行ないたい場合、G、R、B信号を並べ替えることが必要になる。そのためにはたとえば、垂直転送路48と水平転送路50との間にラインメモリを設けて、並べ替え、または選択、または間引きを行ってから、水平転送路50に転送すればよい。
【００５１】
次に、水平転送路50、54、56、58の駆動信号について説明する。最初に、ライン201のR、B、R、B、・・・、およびライン203のB、R、B、R、・・・、を転送する場合について説明する。図９は、ライン201およびライン203のR、B、R、B、・・・、を転送するための駆動信号を示す。駆動信号の位相に着目すると、図9(A)の駆動信号φHS1は、図9(B)の駆動信号φHS2と180°位相が異なる２相駆動信号である。また、図9(C)の駆動信号φHP1と図9(D)の駆動信号φHP2は、互いに逆位相であり、２相駆動信号である。
【００５２】
さらに、駆動信号の周期に着目すると、図9(A)および9(B)の駆動信号は、図9(C)および9(D)の半分の周期である。すなわち、図9(A)および9(B)の駆動信号の周波数は、図9(C)および9(D)の２倍の周波数である。駆動信号φRSは、図9(E)に示すように、たとえばt＝1、t＝5,・・・と4n＋1のタイミングでレベル“H”を供給する。変数nはゼロを含む整数である。出力信号OS1およびOS2は、図9(F)に示すように出力される。
【００５３】
これらの駆動信号が水平転送路50、54、56、58に印加されたときに、水平転送路50、54、56、58に形成されるポテンシャルを図10、11に示す。図10、11は、図５に示した構造についてのものであり、図５を簡略化したものも、ポテンシャルの位置を示すために合わせて記載してある。図10(a1)、10(a2)は、図７の時刻t=1に対応し、図10(b1)、10(b2)は、図７の時刻t=2に対応し、図10(c1)、10(c2)は、図７の時刻t=3に対応する。図11(a1)、11(a2)は、図７の時刻t=4に対応し、図11(b1)、11(b2)は、図７の時刻t=5に対応する。また、図10(a1)、10(b1)、10(c1)、11(a1)、11(b1)は、水平転送路50、54、56を示し、図10(a2)、10(b2)、10(c2)、11(a2)、11(b2)は、水平転送路50、54、58を示す。したがって、これらの図の左側(図10(a1)、10(b1)、10(c1)、11(a1)、11(b1))と、右側(図10(a2)、10(b2)、10(c2)、11(a2)、11(b2))のポテンシャルは、図からわかるように、水平転送路50、54の部分に関しては、同一である。
【００５４】
図9、10、11により、水平転送について説明する。図示しないが駆動信号φHSLが供給されることにより、駆動信号φHSLの供給される電極HSLの直下には、図10、11に示すように、常に固定されている基準レベル146のポテンシャル電位と、水平転送路50から供給される信号電荷の逆流を防ぐポテンシャル障壁（バリア）148が形成される。
【００５５】
供給される駆動信号に応じて変化して形成されるポテンシャルと、この一定のポテンシャル146、148による信号電荷の移動を説明する。以下では、色R、GおよびBに対応する信号電荷を信号電荷R、GおよびBという。最初に、図10(a1)、10(b1)、10(c1)、11(a1)、11(b1)により、水平転送路56での信号電荷Rの転送を説明する。
【００５６】
本実施例において、信号電荷が分岐部54において振分けが可能になる理由は、次の通りである。分岐部54に後続する水平転送路56、58の電極HP2およびHP1の直下には、不純物層が形成されている。これにより、電極HP2およびHP1にレベル“H”が供給されると、一定であるバイアス電圧により分岐部54に常時生成されている基準レベル146より一段低いレベルと最深のレベルのポテンシャル電位が階段状に形成される。これは、たとえば、図10(a2)に示される。また、電極HP2およびHP1にレベル“L”が供給されると、基準レベル146より一段高いレベルと基準レベル146と同レベルのポテンシャル電位が形成される。これは、たとえば、図10(a1)に示される。これにより、以下に示すように、形成されるポテンシャルは、順に信号電荷の転送方向に向かって階段状にレベルが低下する。これをふまえて、時間順に動作を説明する。
【００５７】
時刻t＝1にて図９に示すように、駆動信号φHS1、φHS2、φHSLおよびφHP1が供給される。駆動信号φHS2はレベル“L”、駆動信号φHP1はレベル“L”である。このように駆動信号が印加されると、信号電荷Bが分岐部54で保持される。このとき、電極HSLに隣接する水平転送路56の電極HP1の下にある不純物層は、レベル“L”の供給により、たとえば信号電荷Rが水平転送路56に混入しない程度のポテンシャル電位148またはバリアを生成する。
【００５８】
分岐部54に隣接する水平転送路58の電極HP2には、レベル“H”の駆動信号φHP2が供給される。この供給により信号電荷Bが水平転送路58に流入するように、基準レベルより低いポテンシャル電位152が、図10(a2)に示すように生成される。このとき、信号電荷Bは、基準レベル146およびポテンシャル電位152の両方パケットに存在する。時刻t＝1で水平転送路56には、１つ置きに信号電荷Rが保持される。
【００５９】
次に時刻t＝2にて図9(B)に示すように、水平転送路52では、駆動信号φHS2がレベル“H”で電極HS2に印加される。この印加により電極HS2の下には、ポテンシャル電位148と基準レベル146が生成される。このポテンシャル電位の形成により電極HS2は、電極HSLとの間にパケットを形成する。このパケットには信号電荷Rが保持される。水平転送路56、58の電極には時刻t＝1と同じレベルの駆動信号がそれぞれ供給される。したがって、形成されるポテンシャル電位は時刻t＝1から変わらない。この間に電極HSLの信号電荷Bは、図10(b2)に示すように、水平転送路58側の電極HP2に移動する。
【００６０】
次に時刻t＝3にて図9(B)に示すように、電極HS2には駆動信号φHS2がレベル“L”で印加される。この印加によりポテンシャル電位は、時刻t＝1の状態になる。時刻t＝2で電極HS2に形成されたパケットに保持していた信号電荷Rは、このポテンシャル電位の形成により、図10(c1)に示すように、分岐部54の基準レベル146まで移動する。このとき、電極HSLに隣接する水平転送路56の電極HP1には、レベル“H”の駆動信号φHP1が供給される。電極HP1の下に形成されるポテンシャル電位は、基準レベル146より低いポテンシャル電位152になる。この結果、信号電荷Rは、基準レベル146およびポテンシャル電位152の両方パケットに存在する。このとき、水平転送路58の電極HP2には、レベル“L”の駆動信号φHP2が供給される。これにより、電極HP2には、図10(c2)に示すように、ポテンシャル電位148が生成される。このポテンシャル電位148は、水平転送路58への信号電荷Rの混入を防止する。分岐部54の信号電荷Rは、図10(c1)に示すように、水平転送路56の電極HP1に形成されるパケットに向かって移動する。
【００６１】
電極HSLに隣接する水平転送路58の電極HP2には、上述のようにレベル“L”の駆動信号φHP2が印加される。これにより電極HP2の下には、ポテンシャル電位148および基準レベル146のレベルを形成する。また、この電極HP2に隣接する電極HP1にはレベル“H”の駆動信号φHP1が印加される。これにより電極HP1の下には、基準レベル146より１段低いレベルと最深のポテンシャル電位を形成する。さらに、隣接する電極HP2に供給されるレベル“L”によりポテンシャル電位148および基準レベル146のレベルが形成される。この結果、時刻t＝2にてパケットに保持された信号電荷Bは電極HP1に形成されるパケットに移動し、保持される。
【００６２】
また、時刻t＝2で、水平転送路56、58の出力部60、62の直前に形成されたパケットに保持された電極HP2の信号電荷R、Bは、このポテンシャル電位の上昇により出力側に向かって移動され、電極OGを介してFDに転送される。
【００６３】
次に時刻t＝4にて電極HS2には、レベル“H”の駆動信号φHS2が供給されることにより時刻t＝2と同じポテンシャルを形成する。このとき、形成されるパケットには信号電荷Bが保持される。分岐部54の信号電荷Rは、水平転送路56の電極HP1の直下に形成されるパケットに移動する。水平転送路56、58のこれ以降の電極には時刻t＝3と同じレベルの駆動信号がそれぞれ供給される。したがって、形成されるポテンシャルは時刻t＝3と同じである。
【００６４】
次に時刻t＝5にて電極HS2に対応する不純物層は、時刻t＝1と同じポテンシャルを形成する。これにより分岐部54に隣接する電極HP1の直下には、ポテンシャル電位148が形成され、信号電荷Bに対するポテンシャル障壁になる。信号電荷Bは、水平転送路56に混入または混色しないようにすることができる。分岐部54は、パケットを形成しながら、転送されてきた信号電荷Bをさらに水平転送路58へと移動させる。水平転送路56には、時刻t＝1と同じレベルの駆動信号がそれぞれ供給される。したがって、形成されるポテンシャル電位は時刻t＝1と同じである。時刻t＝5では、FDに供給された信号電荷R、Bがアナログ電圧信号に変換され、出力アンプ60に送られる。
【００６５】
次に水平転送路58での転送について説明する。水平転送路58では、水平転送路56と同様に、たとえば図示しないP型のシリコン基板と各電極の直下に不純物層が形成されている。この不純物層も多結晶シリコンの電極の大きさに応じてそれぞれ区切られる。区切られた不純物層は、供給される駆動信号の電圧レベルに応じて、後述する所定のポテンシャルが形成されるように、不純物の濃度が調整され、形成される。水平転送路58は、水平転送路56の電極数よりも１個多く形成される点に特徴がある。
【００６６】
時刻t＝1にて図９に示すように、水平転送路58の電極それぞれにレベル“H”の駆動信号φHP2、定バイアス電圧の駆動信号φHSLおよびレベル“L”の駆動信号φHP1が供給される。このように各駆動信号が印加されると、信号電荷Bが分岐部54で保持される。このとき、電極HSLに隣接する水平転送路58の電極HP2の不純物層が生成するポテンシャル電位は、駆動信号φHP2の印加により基準レベル146よりも一段階低いレベル152である。また、水平転送路56の電極HP1の下に形成されるポテンシャル電位148は、ポテンシャル障壁として機能し、信号電荷Bの混入を防止する。
【００６７】
電極HP1には、レベル“L”の駆動信号φHP1が供給されるから、電極HP1の直下には、ポテンシャル電位148および基準レベル146のレベルが形成される。電極HP2には、レベル“H”の駆動信号φHP2が供給される。これにより、電極HP2の直下には、基準レベル146より１段低いレベルと最深のレベルのポテンシャル電位が形成される。
【００６８】
時刻t＝1では、上述したように駆動信号が供給されることから、各電極HP2の直下にパケットが形成される。パケットには、信号電荷Bが保持される。
【００６９】
次に時刻t＝2にて図９に示すように、レベル“H”の駆動信号φHS2が電極HS2に印加される。この印加により電極HS2の下の不純物層は、図10(b1)、(b2)に示すように、ポテンシャル電位を生成し、パケットを形成する。このパケットには信号電荷Rが保持される。これ以降の水平転送路58の電極には、時刻t＝1と同じレベルの駆動信号がそれぞれ供給される。したがって、形成されるポテンシャルは時刻t＝1と同じである。
【００７０】
次に時刻t＝3におけるポテンシャルを図10(c2)に示す。時刻t＝3では、駆動信号φHS2がレベル“L”で電極HS2に印加される。この印加によりポテンシャルは、時刻t＝1の状態になる。時刻t＝2で電極HS2の直下のパケットに保持していた信号電荷Rは、基準レベル146である分岐部54まで移動する。このとき、電極HSLに隣接する水平転送路58の電極HP2には、レベル“L”の駆動信号φHP2が供給される。電極HP2の下の不純物層のポテンシャル電位は、基準レベル146より高いポテンシャル電位148になる。すなわちポテンシャル障壁が形成される。この形成により信号電荷Rは水平転送路58に混入しない。一方、水平転送路56の電極HP1に供給されるレベル“H”によりポテンシャル電位152が形成される。これにより、信号電荷Rは、矢印162が示すように移動する。水平転送路56における駆動信号φHP1が供給される電極HP1の直下には、図10(c1)に示すように、ポテンシャル電位152によりパケットが形成される。
【００７１】
水平転送路58では、駆動信号φHP1へのレベル“H”の供給により、時刻t＝3に電極HP1の下にパケットが形成される。電極HP1のパケットには、信号電荷Bが保持される。時刻t＝2で形成されたパケットに保持された電極HP2の信号電荷Bは、このポテンシャル電位の上昇により出力側に向かって移動し、電極OGを介してFDに転送される。
【００７２】
次に時刻t＝4に電極HS2の直下には、時刻t＝2と同じポテンシャルが形成される。このとき、形成されるパケットには信号電荷Bが保持される。水平転送路58のこれ以降の電極には時刻t＝3と同じレベルの駆動信号がそれぞれ供給される。したがって、形成されるポテンシャルは時刻t＝3と同じである。電極HSLに隣接する電極HP2の直下に形成されるポテンシャル電位は、基準レベル146より高いポテンシャル電位148の状態にある。また、電極HSLに隣接する水平転送路56の電極HP1の直下に形成されるポテンシャル電位は、基準レベル146より低いポテンシャル電位152の状態にある。
【００７３】
次に時刻t＝5では時刻t＝1と同じポテンシャル電位が形成される。電極HP2のパケットには、信号電荷Bが保持される。以上のようにして、既述の図７に示した水平転送が達成される。図10、11をふまえて、図７により、水平転送動作を説明する。
【００７４】
水平転送は、時刻t＝1で水平転送路50から分岐部54に供給されるたとえば、信号電荷R、B、R、Bを、分岐部54で水平転送路56および58に振り分けている。図７の水平転送路50、56、58では信号電荷が１転送素子ごとにあることがわかる。水平転送路56は、供給される駆動信号に応じて信号電荷Rだけを転送する。また、水平転送路58は、供給される駆動信号に応じて信号電荷Bだけを転送する。この時点で分岐部54に隣接する水平転送路56の電極HP1ではポテンシャル障壁が形成されているため、信号電荷Bが水平転送路56へ混入することが防止される。
【００７５】
水平転送路50は、水平転送路56および58に比べて２倍の周波数で動作させる。これにより時刻t＝2で水平転送路50は、供給される駆動信号に応じて保持する信号電荷を分岐部54に向けて１転送素子分水平転送する。これに対して、水平転送路56では、供給される駆動信号のレベルが変化しないことから信号電荷の転送は起こらない。水平転送路58でも駆動信号のレベルに変化がないことから、信号電荷の転送は起こらない。しかしながら、分岐部54の信号電荷Bは、分岐部54の基準レベル146より低いポテンシャル電位が、電極HP2の下に形成されていることから、電極HP2の下に形成されるパケットに移動する。
【００７６】
時刻t＝3で水平転送路50は、保持する信号電荷を分岐部54に向けて１転送素子分水平転送を行う。分岐部54および分岐部54に隣接する水平転送路56の電極HP1の直下に形成されるパケットには、信号電荷Rが保持される。この時点で分岐部54に隣接する水平転送路58の電極HP2にはポテンシャル障壁が形成されている。このため、信号電荷Rが水平転送路58へ混入することが防止される。また、水平転送路56および58は、供給される駆動信号のレベルに応じて保持する信号電荷を出力部60、62に向けて１転送素子分、水平転送する。これにより信号電荷Rと信号電荷Bそれぞれが、水平転送路56および58の出力アンプ60および62のFDに供給される。
【００７７】
次に時刻t＝4で水平転送路50は、供給される駆動信号に応じて、保持する信号電荷を分岐部54に向けて１転送素子分、水平転送する。信号電荷Rは、分岐部54に隣接する水平転送路56の電極HP1の直下に形成されるパケットに移動する。
【００７８】
時刻t＝5では水平転送路50、56および58は、保持する信号電荷を１転送素子分、出力側に向けて水平転送する。これにより、出力アンプ60および62から同時に色Rおよび色Bの信号電荷がアナログ電圧信号に変換されて、出力信号OS1およびOS2として出力される。出力信号OS1およびOS2は、完全並列処理される。これにより出力信号OS1およびOS2の時系列的な処理に起因する信号強度の差をなくすことができる。なお、時系列的な処理に起因する信号強度の差が許容できる場合は、出力信号OS1およびOS2を交互に出力してもよい。
【００７９】
信号電荷は、このように動作させることで、混色することなく転送され、出力することができる。一般的に固体撮像素子では、高画素化にともない、得られた信号電荷を高速に読み出すことが要求される。この要求を満たすためには、水平転送路の出力アンプの周波数帯域を高くする必要がある。固体撮像素子は、ある一定以上の周波数での駆動が困難であるが、これは、たとえば出力アンプの周波数帯域の不足によるものである。しかしながら、本実施例の固体撮像素子44は、たとえ高画素化に対応して水平転送路50の駆動周波数を上昇させても、出力を分岐させ、出力数を増やすことにより、出力部60および62の駆動周波数を上げなくても、所定の周波数帯域内で信号電荷を読み出すことができる。すなわち、信号電荷の読出し速度の向上を実現することができる。
【００８０】
次に、ライン202およびライン204のG、G、G、G、・・・、と、同一色が並んだ信号電荷を転送するための水平転送路50、54、56、58の駆動信号について説明する。同一色の場合、本実施例では、２本の水平転送路56、58のうち、水平転送路56のみを用いる。このときは、図12(A)および12(B)に示す駆動信号φHS1およびφHS2が、図12(C)および12(D)に示す駆動信号φHP1およびφHP2と同じ周波数を有する。すなわち、駆動信号φHS1およびφHS2は、図９と比べて低速になる。
【００８１】
時刻t=1において、水平転送路50の最終電極HS2に供給される駆動信号φHS2がレベル“L”であり、電極HP1に供給される駆動信号φHP1は、レベル“H”、電極HP2に供給される駆動信号φHP2は、レベル“L”である。したがって、信号電荷は、分岐部（HSL）54を介して電極HP1、すなわち水平転送路56側に転送される。
【００８２】
これらの駆動信号が水平転送路50、54、56、58に印加されたときに、水平転送路50、54、56、58に形成されるポテンシャルを図13に示す。図13は、図５に示した構造についてのものであり、図５を簡略化したものも、ポテンシャルの位置を示すために合わせて記載してある。図13(a1)、13(a2)は、図12の時刻t=1に対応し、図13(b1)、13(b2)は、図12の時刻t=2に対応する。また、図13(a1)、13(b1)は、水平転送路50、54、56を示し、図13(a2)、13(b2)は、水平転送路50、56、58を示す。
【００８３】
時刻t=2において、水平転送路50の最終電極HS2に供給される駆動信号φHS2がレベル“H”であり、電極HP1に供給される駆動信号φHP1は、レベル“L”、電極HP2に供給される駆動信号φHP2は、レベル“H”である。したがって、信号電荷は、転送素子HS2にあり、また転送素子HP1から転送素子HP2に転送される。
【００８４】
時刻t=3は、時刻t=1と同じ状態であり、時刻t=4は、時刻t=2と同じ状態である。時刻t=1と時刻t=2の状態が繰り返されるのは、駆動信号φHS1、φHS2、φHP1およびφHP2が同一周波数であり、また２つの状態のみが生じるように位相が調整されているためである。
【００８５】
出力部に関しては、図12(E)に示すリセット信号φRSが印加され、また、図12(F)、図12(G)に示す出力信号OS1、OS2が出力される。信号電荷Gの転送に関しては、固体撮像素子44は、出力信号OS1だけの１線出力である。出力信号OS2は、使用されないことから、出力アンプ62の電源をオフにしてもよい。
【００８６】
なお、駆動信号φHP1およびφHP2、駆動信号φHS1およびφHS2の位相を逆転させることで、出力アンプ62だけを動作させるようにしてもよい。これにより水平転送路58だけを動作させる１線出力にすることができる。このようにして、本実施例では、簡単に１線読出しと２線読出しを切り替えることや、出力部を自由に選択することが可能である。
【００８７】
以上述べた撮像素子44における振分け不良について説明する。撮像素子44は、高速読み出しを行うために出力部に複数のアンプ60、62を持っている。この場合、図14(a-1)、14(a-2)に、概略的に示すように、たとえば(1)〜(4)の順番で送られてきた信号電荷を、(1)と(3)の信号電荷は下のアンプ62に、(2)と(4)の信号電荷は上のアンプ60にと交互に振り分けることができる。図14は、図１を簡略化して示すものである。複数の色信号がある場合には、片側のアンプに同じ色を転送することで、２つのアンプの差は、ホワイトバランス調整時に吸収されるため、振分け不良が全く生じない理想的な場合には、最終画像ではアンプ差が見えにくくなる。しかし、実際には、分岐部54での振分け不良があり、図14(b)のように、(3)の赤が(4)の青に混ざってしまう。この振分け不良のために、補正が必要になる。
【００８８】
なお、出力部に２つのアンプを持っているものには、本発明の方式以外に、図15(a)に示す方式もある。この撮像素子211は、水平転送路を、左側の転送路204と右側の転送路206に分割しているものである。しかし、左右に読出しを分けるため、左右のアンプ208、210の特性のばらつきにより、画面中央で段差が生じる問題がある。図15(b)には、比較のために、本実施例の方式を示す。本実施例の方式における振分け不良は、温度依存性を有する。振分け不良に対する解決方法において、温度依存性も考慮している本実施例について以下説明する。
【００８９】
図16により、振分け不良の補正方法を説明する。図16は、分岐部54の振分率の、信号量と温度に対する依存性を示すグラフであり、横軸が、分岐部54に入ってくる信号量、縦軸が、分岐部54による振分率を示す。図16では、一例として、撮像素子44が高温時、通常時、低温時の状態にあるときの信号量と分岐部の振分率との関係を示す。黒丸212、三角214、四角216が、それぞれ高温時、通常時、低温時の振分率である。振分率と振分け不良率とは、合計すると、100％になる関係がある。分岐部の振分け不良は、分岐部に入ってくる信号量に依存するので、信号量と振分け不良率の関係を、あらかじめ求めて、温度影響補正部216に記憶しておく。図16では、高温時、通常時、低温時の３パターンだが、もっと細かく求めてもよい。温度影響補正部216は、システム制御部28から、撮像素子44の温度データを受け取り、撮像により得られた信号量をメモリ部24から受け取り、信号量を以下のようにして補正する。
【００９０】
温度影響補正部216は、温度センサ200で検知した温度が、通常時の温度よりも、ある程度高いときは、高温時の振分率を用い、ある程度低いときは低温時の振分率を用いる。振分率は、図16に示すように、飛び飛びの信号量に対してあらかじめ求めてあるため、データのない信号量に対しては、図16の測定値を線形補完したものを用いる。なお、データのない信号量に近い信号量に対する振分率を用いてもよい。振分率の測定値は、工場出荷時に取得しておく。なお、分岐部の構造によっては、振分け不良率は、図14(b)において、上側の転送路56に信号電荷を振り分ける場合と、下側の転送路58に信号電荷を振り分ける場合で異なる可能性が高いため、分岐部54から下への振分け不良率と、分岐部54から上への振分け不良率の２種類を測定することが望ましい。
【００９１】
補正方法の一例を、図17により説明する。図17は、水平転送路50、56、58、および分岐部54を信号電荷(1)〜(8)が、この順に転送されている状態を示す。信号電荷(1)が、最初に転送される信号電荷とする。
【００９２】
補正を行う前に、温度センサ200により温度を測定しておき、高温時、通常時、低温時の３パターンのうちのどれを用いるかを、温度影響補正部216は、最初に決定する。このために、温度データは、温度センサ200から温度取得部202を介して、システム制御部28、温度影響補正部216へと送られる。温度取得部202は、温度センサ200が出力する信号を、システム制御部28が処理できる信号の形式に変換するものである。たとえば、温度センサ200が、抵抗の変化として温度を出力し、温度取得部202は、抵抗の変化を電圧の変化に変換して、システム制御部28に出力する。なお、撮像素子44の温度検知は、撮像素子44の近くに置かれた温度センサ200を用いる以外に、撮像素子44に蓄積された暗電流の量から温度を測ってもよい。
【００９３】
温度に基づいて決定されたパターンにおける、分岐部54で振り分けられる前の信号電荷(1)〜(8)の信号量をそれぞれ、Sb((1))〜Sb((8))、振り分けられた後の信号量をそれぞれSa((1))〜Sa((8))とする。また、それぞれの振分け不良率をk(1)〜k(8)とする。既述のように、k(1)〜k(8)は、信号量の大きさによって決まる値である。
【００９４】
信号電荷(1)の振り分けられた後の信号量は、振分け前の信号から振分け不良で残った信号量を引けばよいので、Sa((1))＝(1-k(1))Sb((1))となる。信号電荷(2)の振り分けられた後の信号量は、振り分けられる前の信号電荷(2)の信号量に信号電荷(1)の振分けで残った信号量を足して、その中で信号電荷(3)に振分け不良として残るものを引けばよいので、Sa((2))＝(1―k(2))｛Sb((2))+k(1)Sb((1))｝となる。Sa((1))は出てきた信号量になるので、Sa((1))が分かれば、k(1)とSb((1))は分かる。同様に、Sa((2))が分かれば、k(2)とSb((2))は分かる。これを各段で行っていくことで補正することができる。
【００９５】
本実施例によれば、温度変化に対して補正式を変えることで、振分け不良の温度変化に適応することができる。すなわち、温度が変わった場合に、その温度に対する補正式を適応することで、補正の精度を上げることができる。
【００９６】
次に、本発明の別の実施例を説明する。上記実施例では、振分率は、もともと温度影響補正部216内のメモリなどに書き込んであった値を使用した。本実施例では、精度を上げるために、撮像素子44の温度ごとに振分率を作り直すことを特徴とする。上記実施例で説明したように、振分率は信号量に依存しているため、振分率を作り直す際には、信号量を変化させ、振分率を作成しなければならない。
【００９７】
信号量を変化させる方法としては、図18に示すように、光源220から光を撮像面222に当て、この光によって、カメラにより受光される信号量を変化させる方法を採用する。図18は、振分率を作成する際の撮像方法を示す。光源220は、撮像面222の１部にのみ光を当ててもよいし、全面に光を当ててもよい。信号量を変える方法としては、光源220の明るさを変えてもよい。また、図19に示すように、露光時間224内に立てる電子シャッタ226の本数を増やすことで、蓄積させる電荷量（信号量）を変化させてもよい。また、露光時間224を長くしてもよい。図19(a)は、露光時間224と、それに続く読出期間228を示し、図19(b)、図19(c)は、それぞれ、信号量を多くしたいとき、信号量を少なくしたいときの電子シャッタ226の立て方を示す。
【００９８】
信号量を図18または図19のようにして変化させた後、その信号量を、振分率がわかるように取得しなければならない。振分率の取得方法としては、２つあるアンプ60、62の片側だけから信号電荷本体を読み出して、もう１方からは、振分け不良分の信号だけを読み出す方法がある。その様子を図20に示す。図20は、転送路56を転送される信号についての振分率を取得する方法を示す。図20に示すように、図７におけるRのみを読み出し、Bを読み出さない場合を作り、信号電荷の間隔を図７の２倍とする。間隔を２倍にするには、たとえば、垂直転送路48から水平転送路50に信号電荷を転送するときに、Rのみ、またはBのみを転送できるようにゲートを設ければよい。Rのみ、またはBのみを水平転送路50に転送したのちに、水平転送路50上を既述のように水平転送する。
【００９９】
図20(a)、図20(b)、図20(c)は、信号電荷の水平転送の時間経過を、信号電荷が水平転送路50の転送電極を２つ移動するごとに図示したものである。信号電荷が水平転送路50の転送電極を２つ移動するごとに、信号電荷は、水平転送路56、58の転送電極を１つ移動する。信号電荷本体(1)は、水平転送路56を転送される。図20(b)のハッチング領域230は、信号電荷本体(1)の振分け不良分を示し、この振分け不良分は、信号電荷(2)として残り、信号電荷(2)は、水平転送路58を転送される。こうすることで、信号電荷(2)の信号量を知ることができ、水平転送路56を転送される信号電荷の振分け不良の量が分かる。
【０１００】
同様に、図21に示すように、Bのみの信号について、図20と同様の転送を行うことで、もう一方の水平転送路58を転送される信号電荷の振分け不良の量が分かる。
【０１０１】
本実施例によれば、温度による変化を吸収するための複数の補正式をリアルタイムで、小さい温度変化ごとに取得することも可能であり、補正精度を上げることができる。
【０１０２】
次に、本発明のさらに別の実施例を説明する。本実施例では、これまでの実施例とは異なり、通常よりも高い温度または低い温度になった場合には、補正における振分率を変える代わりに、水平転送路における駆動方法を、通常の温度のときとは変えて、水平転送路56、58のうちの１つのみを用いることを特徴とする。
【０１０３】
通常の温度と大きく異なる温度下では、振分率が通常温度と大きく変わるため、縦筋や混色の影響が強くなる。駆動方法を変えることで、振分け不良の影響をなくす。通常時の駆動方法を図22に示し、変更後の駆動方法を図23に示す。分岐部54、各アンプの前の水平転送路56、58、分岐部前の水平転送路50を、図22(a)、23(a)のように信号電荷(1)、(2)が転送される。通常の温度のときは、図22(b)、22(c)、22(d)のように、水平転送路50を、水平転送路56、58の２倍の周波数で動かすことで、２つの水平転送路56、58に振り分けることができる。図22(b)は水平転送路50、図22(c)、22(d)は、水平転送路56、58に印加する駆動信号である。これらの駆動の詳細については、図7、9に関して説明を行った。
【０１０４】
通常の温度と大きく異なる温度下では、図23(b)、23(c)、23(d)のように、水平転送路50を、水平転送路56、58と同じ周波数で動かすことで、片側の水平転送路56だけに信号を振り分けることができる。図23(b)は水平転送路50、図23(c)、23(d)は、水平転送路56、58に印加する駆動信号である。これらの駆動の詳細については、図8、12に関して説明を行った。図8、12においては、分岐部54には、片側の水平転送路56に電荷を振り分けられるような一定電圧を印加するとした。しかし、一定電圧を印加する代わりに、分岐部54、各アンプの前の水平転送路56、58、分岐部前の水平転送路50に対して、特許文献１と同じ駆動を行ってもよい。本実施例によれば、片側の水平転送路にのみ振り分けることで、振分け不良を減らすことができる。また、振分け不良で残った電荷が、もう１方の水平転送路やアンプで読み出されても信号が混ざることもなくなる。
【０１０５】
図23では、片側の水平転送路のみを用いるために、水平転送路50の駆動周波数を遅くすることとしたが、片側の水平転送路のみを用いる方法を実現するためには、駆動周波数を遅くする以外の方法もある。たとえば、図22の速い駆動周波数を用いるとともに、図20のように、水平転送路50で転送する信号を１つおきにすることで、片側の水平転送路56およびアンプから読み出すことができる。すなわち、転送される各信号電荷間の間隔を増減することにより、片側の水平転送路のみを用いるかどうかを決めることができる。この場合は、分岐部54で振分けが行われる時間が、図23より短い時間になる。しかし、通常の駆動と同じ駆動のため、水平転送路の一部の駆動周波数を変えることができない設計を採用している場合でも、片側の水平転送路のみを用いることができる利点がある。
【０１０６】
次に、本発明の別の実施例について説明する。本実施例は、温度が変化したときに、駆動周波数を変更する、具体的には、温度が下がったときは、駆動周波数を遅くすることで、振分け不良を減らす。逆に、温度が上がったときは、駆動周波数を早くすることを特徴とする。通常の温度のときは、図24(a)、24(b)、24(c)に示す駆動信号を、それぞれ水平転送路50、水平転送路56、58に印加する。これは、図22(b)、22(c)、22(d)に示す駆動信号と同じものである。温度センサ200により、温度が低下したことをシステム制御部28が検知したときは、システム制御部28は、タイミング信号発生部32に対して、図24(a)、24(b)、24(c)に示す駆動信号の周期を、それぞれ２倍にした図24(d)、24(e)、24(f)に示す駆動信号を生成することを指示する。ドライバ20が、当該信号を水平転送路50、水平転送路56、58に対して出力する。
【０１０７】
図24(d)、24(e)、24(f)では、駆動信号の周期を２倍にしているが、本発明はこれに限られるものではなく、任意の整数倍、または、非整数倍とすることができる。駆動周期をたとえば２倍にすることで、振分け不良を減らすことができる。これは、振分けに使われる時間が２倍近くになるためである。温度が低い場合は、熱による電荷の移動量が小さくなるために、振分け不良が大きくなる。そこで温度が低い場合には、駆動速度を遅くする。逆に、温度が高い場合には電荷の熱による移動量が大きくなるために、振分け不良が少なくなる。駆動周波数を早くしても、振分け不良を通常時に近い状態に維持できる。
【０１０８】
次に、本発明の別の実施例を説明する。すでに、図16に示したように高温時の振分け不良率は低温時や通常時に比べると、非常に少ない。高温時でも、信号量の少ないときは不良率が大きいが、高温時には暗電流などが大きいために、信号量の少ない場合の振分け不良量より、高温時の暗電流などが多くなる場合がある。このような場合には、振分け不良補正を行っても、効果が少なかったり、ほとんど効果がなかったりする。この場合、本実施例では、補正にかかる時間の短縮や省電力化を考えて、補正を行わないことにする。具体的には、温度センサ200により、温度が上昇したことをシステム制御部28が検知したとき、システム制御部28は、温度影響補正部216に対して、補正を行わないことを指示する。なお、本実施例において、図24の実施例に関して述べたこととは逆に、高温時に駆動を遅くすることを同時に実施してもよい。駆動を遅くすることで、振分け不良率を減らし、振分け不良に対する補正を行わないことと組み合わせてもよい。
【０１０９】
次に、本発明の別の実施例を説明する。これまで説明してきた実施例は、温度変化とともに駆動方法を変えることや、補正に用いる振分率を変えるものであった。これらは、分岐部の温度変化によって、振分け不良率が大きく変わるため、温度変化とともに駆動を変えることや、振分率を変えることで対処することができるという考えに基づいている。これらとは、発想を変えて、分岐部の温度を一定に保つことができれば、異なる振分率をメモリ等に保持する必要がなくなる。
【０１１０】
そこで、本実施例では、図25に示すように、分岐部54に近い部分、もしくは分岐部54に熱が伝わりやすいような場所に、ヒータ232を配置する。図25は、撮像素子におけるヒータの配置を示す。ヒータは温度を上げることしかできないが、振分け不良は低温時に大きな変動があるため、低温時のみに対処したい場合には、ヒータで十分である。本実施例の撮像装置10aは、図26に示すように、ヒータ232を制御するための加熱冷却制御部234を有する。図26は、ヒータを用いた撮像装置の実施例の全体ブロック図である。加熱冷却制御部234は、システム制御部28から、制御線236を介して加熱の指示を受けたときに、ヒータに対して電力線238を介して電力を供給し、システム制御部28から、制御線236を介して加熱停止の指示を受けたときに、ヒータに対する電力の供給を停止する。システム制御部28は、温度センサ200により、温度が低下したことを検知したときに、加熱冷却制御部234に対して、加熱の指示を出し、温度センサ200により、通常の温度以上であることを検知したときに、加熱冷却制御部234に対して、加熱停止の指示を出す。
【０１１１】
温度制御素子は、ヒータに限られず、ペルチェ素子などでもよい。ペルチェ素子は、加熱のみならず、冷却もできるという利点がある。一方、ヒータは、抵抗体のみで構成することもできるため、ペルチェ素子に比べ、コストや体積の自由度が大きいという利点がある。
【０１１２】
本実施例では、温度検知によって検知された温度が通常温度と離れている場合に、加熱または冷却を行い、通常温度に近づける。また、分岐部に熱を伝えやすくするために、分岐部の周りに熱伝導率の大きい材料を埋め込んでおいてもよい。
【０１１３】
次に、別の実施例を説明する。図26の実施例では、ヒータやペルチェ素子を使った加熱冷却を行うが、加熱を行う方法はこれに限られるものではない。撮像素子において駆動が行われることで、とくにアンプや水平転送路で、多くの熱を発生する。駆動周波数を高くすることで、熱が多く発生し、駆動周波数を低くすることで、熱の発生量が少なくなる。
【０１１４】
そこで、本実施例では、温度検知手段、たとえば温度センサによって検知した撮像素子の温度が低い時には、駆動周波数を上げたり、駆動に必要な電流を多くしたりすることで、発熱量を多くする。温度が低いことは、とくにカメラの電源をONにしたときに多いので、カメラの電源を入れたときに、温度を検知するのがよい。たとえばスキー場などでは、とくに低い。また、カメラを連続で動かしていて高温になった場合は、駆動を遅くすることや駆動電流を少なくすることでで、放熱を行うことができる。低温であるかどうかは、ある閾値、たとえば０℃を基準として、０℃以下のときに、低温であると判断すればよい。
【０１１５】
高温時は、外気温との差をみることで、差が、ある程度ある場合には、駆動を遅くすることを行い、差がないときは、遅くすることを行わないこととする。駆動を遅くしても、外気温が撮像部の温度と同じ程度の温度であるときは、放熱効果が得られないからである。外気温は、カメラの表面に取り付けた温度センサにより、測定する。
【０１１６】
本実施例の動作を、図27により説明する。図27は、本実施例のフローチャートである。カメラの電源がオンになったとき、システム制御部28は、温度センサ200により撮像部14の温度を検知する(ステップS1)。システム制御部28は、検知した温度が、所定の温度以下であるかどうか、たとえば０℃以下であるかどうかを判断する(ステップS2)。０℃以下であるときは、ステップS3に進む。ステップS3では、システム制御部28は、タイミング制御部32に、撮像部14の駆動周波数を上げた加熱モードに入ることを指示する。撮像部28は、これにより、発熱量が多い状態になる。システム制御部28は、指示した後、ステップS1に戻り、温度検知を続行する。
【０１１７】
ステップS2において、検知した温度が０℃より高いときは、システム制御部28は、ステップS4に進む。ステップS4で、システム制御部28は、検知した温度が、所定の温度以上であるかどうか、たとえば40℃以上であるかどうかを判断する。40℃以上であるときは、ステップS5に進む。
【０１１８】
ステップS5では、システム制御部28は、外気温測定用温度センサにより外気温を検知する。システム制御部28は、撮像素子の温度が、外気温より高いかどうかを判断する(ステップS6)。外気温より高いときは、ステップS7に進む。ステップS7では、システム制御部28は、タイミング制御部32に、撮像部14の駆動周波数を、通常よりも遅くした放熱モードに入ることを指示する。撮像部28は、これにより、発熱量が少ない状態になる。システム制御部28は、指示した後、温度センサ200により撮像部14の温度を検知する(ステップS8)。その後、ステップS4に戻る。
【０１１９】
ステップS4において、検知した温度が40℃より低いときは、システム制御部28は、ステップS9に進む。ステップS9では、システム制御部28は、タイミング制御部32に、撮像部14の駆動周波数を、通常の大きさにすることを指示する。撮像部28は、これにより、発熱量が通常の状態である通常モードになる。本実施例によれば、振分け不良に対して補正式を用いるときに、撮像装置の温度変化の幅が狭くなるため、結果的に、補正式の精度が上がる。
【０１２０】
この実施例において、低温時に駆動を早くすることは、もともと振分け不良の大きい低温時に、さらに駆動を早くすることで振分け不良がさらに悪化すると考えられる。これは、画質が悪いことや、場合によっては撮影が行えない等のユーザにとっては望ましくないものである。そこで、この加熱モード時は、ユーザにその旨を伝える手段を設けることがよい。手段としては、図26に示す表示部240を用いる。加熱モード時は、表示部240に、画質が低下していることを示す文字またはマークなどの表示を行う。
【０１２１】
逆に、放熱モードで駆動を遅くして放熱を行う場合は、高温時に駆動速度を遅くするために、分岐部の振分け効率が、通常駆動かつ高温時に比べてよくなり、画質がよくなることが考えられる。しかし、スルー画(動画)の表示レートが遅くなるなどのユーザに望ましくないことが起こる場合には、表示部240により、その旨を表示することが好ましい。場合によっては、スルー画の撮影を禁止する等の制限をかけてもよい。たとえば、図26に示す操作部242内のシャッタをユーザが押しても、システム制御部28の判断により、撮影を行わない。
【０１２２】
次に本発明の別の実施例を説明する。これまでの実施例では、温度に依存する情報を評価する温度情報評価手段については、撮像素子に配置した温度センサを使って、温度を直接、検知しているが、撮像素子の暗電流の大きさから温度を評価することもできる。これについて説明する。図28(a)に示す撮像素子244において、遮光状態、たとえば、メカニカルシャッタが閉じられた状態で、画面全体から画像データを読み出すことにより、暗電流量を取得する。画面は通常、有効画素領域246と、その周辺に配置されたOB(Optical Black)領域248からなる。OB領域248は、常に遮光されている。暗電流は、水平転送路262、アンプ264を介して読み出される。
【０１２３】
画面の垂直方向に垂直座標250を取り、垂直方向の各画素から読み出した暗電流量をグラフにすると、図28(b)のようになる。図28(b)の横軸252は、暗電流量であり、縦軸250は、垂直座標250である。低温時の暗電流量256よりも高温時の暗電流量254の方が、大きく、傾きが大きくなる。この傾きにより温度を評価することができる。なお、画面上部ほど、暗電流量が増えるのは、上部ほど、読み出すための時間が掛かり、垂直転送路で発生する暗電流量が増えるからである。暗電流を読み出す領域は、横方向266に関しては、とくに制限はないが、横方向に広い領域の方が好ましい。
【０１２４】
また、遮光状態での垂直方向にわたる全データでなくても、図28(a)の有効画素領域248を取り囲んでいるOB領域248のうち、たとえば上OB領域258のデータを用いるだけでも暗電流量が分かる。図28(b)のグラフの上部260が、この上OB領域258に対応する。上OB領域258にある画素からのデータの平均値を求め、平均値の大きさで温度を評価することができる。上OB領域258のデータのみを用いるときは、遮光状態でなくともよい。以上のように、暗電流量を使う場合には、暗電流量のデータと転送効率補正量の関係を求めておくことで、温度というパラメータを表面上用いなくても、補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明に係る固体撮像素子を適用した出口分岐型のCCDの実施例の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１の固体撮像素子を適用したディジタルカメラの実施例の概略的な構成を示すブロック図である。
【図３】図２のドライバにおける概略的な構成を示すブロック図である。
【図４】図１の固体撮像素子における水平転送路を上から見た平面図である。
【図５】図４の水平転送路の主要部の断面図である。
【図６】図１の固体撮像素子に適用する画素ずらし配置および色フィルタセグメントの配置パターンを示す図である。
【図７】図１の水平転送路における信号電荷R、Bの転送を説明する説明図である。
【図８】図１の水平転送路における信号電荷Gの転送を説明する説明図である。
【図９】信号電荷R、Bを転送するときに、図４の電極に供給される駆動信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１０】図９に示す駆動信号が印加されたときに水平転送路に形成されるポテンシャル電位を示す図である。
【図１１】図９に示す駆動信号が印加されたときに水平転送路に形成されるポテンシャル電位を示す図である。
【図１２】信号電荷Gを転送するときに、図４の電極に供給される駆動信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１３】図12に示す駆動信号が印加されたときに水平転送路に形成されるポテンシャル電位を示す図である。
【図１４】撮像素子における振分け不良についての説明図である。
【図１５】出力部に２つのアンプを持っている撮像素子の例を示す概念図である。
【図１６】振分率の信号量と温度に対する依存性を示すグラフである。
【図１７】補正方法を説明するために、信号電荷の転送を示す説明図である。
【図１８】振分率を作成する際の信号量を変化させる方法を示す説明図である。
【図１９】振分率を作成する際の信号量を変化させる別の方法を示す説明図である。
【図２０】振分率を作成する際の振分率の取得方法を示す説明図である。
【図２１】振分率を作成する際の振分率の取得方法を示す説明図である。
【図２２】温度に応じて駆動方法を変更する実施例の説明図である。
【図２３】温度に応じて駆動方法を変更する実施例の説明図である。
【図２４】温度に応じて撮像部全体の駆動周波数を変更する実施例の説明図である。
【図２５】撮像素子におけるヒータの配置を示す概略図である。
【図２６】ヒータを用いた撮像装置の実施例の全体ブロック図である。
【図２７】ヒータを用いないで撮像素子を加熱する実施例の動作フローチャートである。
【図２８】暗電流を用いて温度を評価する方法の説明図である。
【符号の説明】
【０１２６】
10  ディジタルカメラ
12  光学系
14  撮像部
18  バイアス供給部
20  ドライバ
22  前処理部
24  メモリ部
26  信号処理部
28  システム制御部
32  タイミング信号発生器
50、56、58  水平転送路
54  分岐部
200  温度センサ
216  温度影響補正部
232  ヒータ
234  加熱冷却制御部
240  表示部
242  操作部
【図１】
2008061165.tif 000003
【図２】
2008061165.tif 000004
【図３】
2008061165.tif 000005
【図４】
2008061165.tif 000006
【図５】
2008061165.tif 000007
【図６】
2008061165.tif 000008
【図７】
2008061165.tif 000009
【図８】
2008061165.tif 000010
【図９】
2008061165.tif 000011
【図１０】
2008061165.tif 000012
【図１１】
2008061165.tif 000013
【図１２】
2008061165.tif 000014
【図１３】
2008061165.tif 000015
【図１４】
2008061165.tif 000016
【図１５】
2008061165.tif 000017
【図１６】
2008061165.tif 000018
【図１７】
2008061165.tif 000019
【図１８】
2008061165.tif 000020
【図１９】
2008061165.tif 000021
【図２０】
2008061165.tif 000022
【図２１】
2008061165.tif 000023
【図２２】
2008061165.tif 000024
【図２３】
2008061165.tif 000025
【図２４】
2008061165.tif 000026
【図２５】
2008061165.tif 000027
【図２６】
2008061165.tif 000028
【図２７】
2008061165.tif 000029
【図２８】
2008061165.tif 000030