(57)【要約】【課題】  調整を必要とせずに簡単に確実な転送が確保でき  縦筋などのない高画質の撮像出力を得ることができる固体撮像素子の駆動方法及び固体撮像装置を提供する。【解決手段】  ３相の水平駆動クロックΦＨ１〜ΦＨ３によって駆動され、それぞれ入射された光量に応じた電荷を発生して蓄積するマトリクス状に配置された複数の受光素子ＳＯＤＤ，ＳＥＶＥＮから読み出された信号電荷を転送する水平転送部ＨＲＥＧを備えたＣＣＤイメージセンサ１０を駆動する駆動部２０は、上記ＣＣＤイメージセンサ１０の水平転送部ＨＲＥＧに供給する３相の水平駆動クロックΦＨ１〜ΦＨ３をクランプ回路２２により上記水平転送部ＨＲＥＧの近傍でそれぞれハイレベルクランプして、ハイレベルを揃えた３相の水平駆動クロックΦＨ１〜ΦＨ３によって上記水平転送部ＨＲＥＧを駆動する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相以上の駆動クロックによって駆動され、それぞれ入射された光量に応じた電荷を発生して蓄積するマトリクス状に配置された複数の受光素子から読み出された信号電荷を転送する水平転送部を備えた固体撮像素子の駆動方法であって、
上記固体撮像素子の水平転送部に供給する３相以上の駆動クロックを上記水平転送部の近傍でそれぞれハイレベルクランプして、ハイレベルを揃えた３相以上の駆動クロックによって上記水平転送部を駆動することを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【請求項２】
３相以上の駆動クロックによって駆動され、それぞれ入射された光量に応じた電荷を発生して蓄積するマトリクス状に配置された複数の受光素子から読み出された信号電荷を転送する水平転送部を備えた固体撮像素子と、
上記固体撮像素子の水平転送部を駆動する３相以上の駆動クロックを上記水平転送部に供給する駆動部とからなり、
上記駆動部は、上記水平転送部の近傍で各駆動クロックをハイレベルクランプするクランプ手段を備えることを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子の駆動方法及び固体撮像装置に関し、特に、３相以上の駆動クロックによって駆動され、複数の光電変換素子で得られた信号電荷を転送する水平転送部を備えた固体撮像素子の駆動方法及び上記固体撮像素子を備えた固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の固体撮像装置に備えられたＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子における水平転送レジスタの駆動方式には、２相の駆動クロックを用いる２相駆動方式と３相以上の駆動クロックを用いる多相駆動方式があり、多相駆動方式は、２相駆動方式と比べて低電圧駆動が可能で転送効率も高いことが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２９０００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来、図６に示すように、ＣＣＤイメージセンサ１００を駆動する駆動クロックドライバ２００とＣＣＤイメージセンサ１００の水平転送レジスタ１１０間はＤＣ結合としているため、レジスタ電極負荷容量Ｚなどの変動に起因する駆動クロックΦＨ１〜ΦＨ６の位相のずれや振幅低下などがあった場合に、転送電界を確保するためにそのつど振幅低下したクロックの調整を行わなければならない。また、この調整を可能とすること自体回路規模の増大を招き実現困難となる。
【０００５】
多相駆動方式の例として６相駆動のクロックΦＨ１〜ΦＨ６のタイミングを図７に示す。転送レジスタ間の浮遊インダクタ、容量Ｚ及び転送レジスタの負荷容量などの影響を受けたレジスタクロックΦｈ１〜Φｈ６の入力波形を図８に示す。また、この時の信号電荷転送モデルを図９に示す。さらに、駆動クロックΦＨ３の振幅及び位相がずれたケースのクロック波形を図１０に示す。この場合、転送電界に逆転がおきるため図１１のように電荷の転送が滞る。
【０００６】
これを改善するには相ごと個別にクロックの振幅、位相の調整ができるようにしなくてはならず、また、調整も必要になる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上述の如き従来の問題点に鑑み、なんら調整を必要とせずに簡単に確実な転送が確保でき  縦筋などのない高画質の撮像出力を得ることができる固体撮像素子の駆動方法及び固体撮像装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施の形態の説明から一層明らかにされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、３相以上の駆動クロックによって駆動され、それぞれ入射された光量に応じた電荷を発生して蓄積するマトリクス状に配置された複数の受光素子から読み出された信号電荷を転送する水平転送部を備えた固体撮像素子の駆動方法であって、上記固体撮像素子の水平転送部に供給する３相以上の駆動クロックを上記水平転送部の近傍でそれぞれハイレベルクランプして、ハイレベルを揃えた３相以上の駆動クロックによって上記水平転送部を駆動することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る固体撮像装置は、３相以上の駆動クロックによって駆動され、それぞれ入射された光量に応じた電荷を発生して蓄積するマトリクス状に配置された複数の受光素子から読み出された信号電荷を転送する水平転送部を備えた固体撮像素子と、上記固体撮像素子の水平転送部を駆動する３相以上の駆動クロックを上記水平転送部に供給する駆動部とからなり、上記駆動部は、上記水平転送部の近傍で各駆動クロックをハイレベルクランプするクランプ手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、多相の電極を持つ転送レジスタの駆動において供給される各駆動クロックのハイレベルの電位をそろえることにより転送レジスタの電極間の負荷容量やクロックドライバと転送レジスタ間の浮遊インダクタの変動などの影響での転送電界の破綻に起因する転送レジスタ内信号電荷の転送不良を防ぎ、縦筋など劣化のない高画質の撮像出力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であることは言うまでもない。
【００１３】
本発明は、例えば図１に示すような構成の固体撮像装置１に適用される。
【００１４】
この固体撮像装置１は、ＣＣＤイメージセンサ１０と、このＣＣＤイメージセンサ１０に駆動クロックを供給する駆動部２０からなる。
【００１５】
上記ＣＣＤイメージセンサ１０は、例えばインターライントランスファ(IT: Interline Transfer)型のＣＣＤイメージセンサであって、奇数フィールドの各画素に相当する受光素子ＳＯＤＤと偶数フィールドの各画素に相当する受光素子ＳＥＶＥＮと、マトリクス状に配された各受光素子ＳＯＤＤ，ＳＥＶＥＮに蓄積された信号電荷が読み出される垂直転送部ＶＲＥＧと、上記垂直転送部ＶＲＥＧに読み出された信号電荷を１水平ライン単位の撮像信号として出力する水平転送部ＨＲＥＧとからなる。
【００１６】
このＣＣＤイメージセンサ１０において、各受光素子ＳＯＤＤ，ＳＥＶＥＮは、例えばＰＮ接合のピンフォトダイオードからなり、それぞれ入射された光量に応じた電荷量の信号電荷を発生して蓄積する。上記複数の受光素子ＳＯＤＤ，ＳＥＶＥＮに蓄積された信号電荷は、垂直同期信号のタイミングに同期して垂直転送部ＶＲＥＧに読み出される。また、上記垂直転送部ＶＲＥＧは、ＣＣＤで構成された多段のシフトレジスタであって、例えば４相の垂直駆動クロックΦＶ１〜ΦＶ４により駆動され、上記複数の受光素子ＳＯＤＤ，ＳＥＶＥＮから読み出された信号電荷を水平ブランキング期間毎に１水平ライン単位ずつ水平転送部ＨＲＥＧに垂直転送する。さらに、上記水平転送部ＨＲＥＧは、ＣＣＤで構成された多段のシフトレジスタであって、例えば３相の水平駆動クロックΦＨ１〜ΦＨ３により駆動され、上記垂直転送部ＶＲＥＧにより水平ブランキング期間毎に転送されてくる１水平ライン単位の信号電荷を水平ブランキング期間後の水平走査期間中に順次水平転送して出力する。
【００１７】
また、上記ＣＣＤイメージセンサ１０を駆動する駆動部２０は、上記複数の受光素子ＳＯＤＤ，ＳＥＶＥＮに蓄積された信号電荷を垂直同期信号のタイミングに同期して上記垂直転送部ＶＲＥＧに読み出す読み出しパルス、上記垂直転送部ＶＲＥＧに読み出した信号電荷を垂直転送するための４相の垂直駆動クロックΦＶ１〜ΦＶ４、上記水平転送部ＨＲＥＧに読み出した信号電荷を水平転送するための３相の水平駆動クロックΦＨ１〜ΦＨ３などを発生する駆動クロック発生回路２１と、上記水平転送部ＨＲＥＧの近傍で３相の水平駆動クロックΦＨ１〜ΦＨ３をハイレベルクランプするクランプ回路２２を備えてなる。
【００１８】
上記クランプ回路２２は、例えば図２に１相分の構成を示すように、ＤＣカットコンデンサ２２Ａ、クランプダイオード２２Ｂ、抵抗２２Ｃ、クランプ電源２２Ｄなどからなり、上記駆動クロック発生回路２１の出力段に備えられたクロックドライバ２１Ａから出力される水平駆動クロックΦＨ１〜ΦＨ３をＤＣカットした後に各ハイレベルを所定電位にクランプしてハイレベルを揃える。
【００１９】
そして、この固体撮像装置１における駆動部２０は、図３に示すように、３相駆動の水平転送部ＨＲＥＧの各相の電極に、上記クランプ回路２２によりハイレベルを揃えた３相の水平駆動クロックΦＨ１〜ΦＨ３を供給して、上記水平転送部ＨＲＥＧを駆動する。
【００２０】
このように水平駆動クロックΦＨ１〜ΦＨ３をＤＣカットした後に各ハイレベルを所定電位にクランプしてハイレベルを揃えることによって、転送電界は弱まるものの、転送を阻害する要素はなくなり、転送レジスタの電極間の負荷容量Ｚやクロックドライバと転送レジスタ間の浮遊インダクタの変動などの影響での転送電界の破綻に起因する転送レジスタ内信号電荷の転送不良を防ぎ、タテスジなど劣化のない高画質の撮像出力を得ることができる。
【００２１】
ここで、上述の実施の形態では、３駆動の水平転送部ＨＲＥＧを備えるＣＣＤイメージセンサ１０について説明したが、本発明は、３相以上の多相駆動クロックによって駆動される水平転送部を備えた固体撮像素子に対して適用することができる。
【００２２】
例えば固体撮像素子の水平転送部を６相駆動や１２相駆動する場合にも、転送レジスタ間の浮遊インダクタ、容量Ｚ及び転送レジスタの負荷容量などの影響を受けた水平駆動クロックを水平転送部の近傍においてＤＣカットした後に各ハイレベルを所定電位にクランプしてハイレベルを揃えることによって、転送電界は弱まるものの、転送を阻害する要素はなくなり、転送レジスタの電極間の負荷容量Ｚやクロックドライバと転送レジスタ間の浮遊インダクタの変動などの影響での転送電界の破綻に起因する転送レジスタ内信号電荷の転送不良を防ぎ、タテスジなど劣化のない高画質の撮像出力を得ることができる。
【００２３】
ここで、固体撮像素子の水平転送部を６相駆動するにあたり、転送レジスタ間の浮遊インダクタ、容量Ｚ及び転送レジスタの負荷容量などの影響を受けて、例えば水平駆動クロックΦＨ１〜ΦＨ６のうちの駆動クロックΦＨ３の振幅及び位相がずれた場合を例として、水平駆動クロックΦＨ１〜ΦＨ６を水平転送部の近傍においてＤＣカットした後に各ハイレベルを所定電位にクランプしてハイレベルを揃えたレジスタクロックΦｈ１〜Φｈ６の入力波形を図４に示す。また、この時の信号電荷転送モデルを図５に示す。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を適用した固体撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上記固体撮像装置の駆動部に設けられたクランプ回路の１相分の構成を示す回路構成図である。
【図３】上記固体撮像装置におけるＣＣＤイメージセンサの３相駆動の水平転送部の断面構造図である。
【図４】固体撮像素子の水平転送部を６相駆動する場合の駆動クロックのハイレベルを所定電位にクランプしてハイレベルを揃えたレジスタクロックの入力波形を示す図である。
【図５】固体撮像素子の水平転送部を６相駆動した場合の信号電荷転送モデルを示す図である。
【図６】ＣＣＤイメージセンサを駆動する駆動クロックドライバの水平転送レジスタの接続状態を模式的に示す図である。
【図７】多相駆動方式の例として示す６相駆動のクロックのタイミング図である。
【図８】転送レジスタ間の浮遊インダクタ、容量及び転送レジスタの負荷容量などの影響を受けた６相駆動のレジスタクロックの入力波形を示す図である。
【図９】６相駆動の信号電荷転送モデルを示す図である。
【図１０】転送レジスタ間の浮遊インダクタ、容量及び転送レジスタの負荷容量などの影響を受け、駆動クロックの振幅及び位相がずれた場合のクロック波形を示す図である。
【図１１】駆動クロックの振幅及び位相がずれ、転送電界に逆転がおきるため生じる電荷の転送が滞った状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  固体撮像装置、１０  ＣＣＤイメージセンサ、２０  駆動部、２１  駆動クロック発生回路、２１Ａ  クロックドライバ、２２  クランプ回路、２２Ａ  ＤＣカットコンデンサ、２２Ｂ  クランプダイオード、２２Ｃ  抵抗、２２Ｄ  クランプ電源、ＳＯＤＤ，ＳＥＶＥＮ  受光素子、ＶＲＥＧ  垂直転送部、ＨＲＥＧ  水平転送部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2007053693.tif 000012
【図１１】
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