(57)【要約】【課題】有効画素期間内に垂直転送を行なったとしても画質劣化を抑制することができる固体撮像素子及びその駆動方法を提供する。【解決手段】受光センサ１１と、垂直転送レジスタ１３と、水平転送レジスタ１４と、信号処理部２０とを備えるＣＣＤ型固体撮像素子１０において、信号処理部が、第ｎ番目（１≦ｎ≦Ｎ、Ｎ：フィールド数）に受光センサから読み出され、垂直転送レジスタ及び水平転送レジスタを経て出力された信号電荷から、受光センサからの読み出しに先立って、垂直転送レジスタに蓄積された信号電荷を垂直転送し、水平レジスタを介して出力された信号電荷を減じる信号処理を行なう。【選択図】図１
2009182742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配列された受光部と、
該受光部の垂直列毎に設けられると共に同受光部から信号電荷が読み出され、読み出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、
該垂直転送部から信号電荷が転送され、転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部と、
該水平転送部から出力された信号電荷の信号処理を行なう信号処理部とを備え、
前記受光部で蓄積された信号電荷をＮ（Ｎ：２以上の整数）回に分けて出力するＮフィールド駆動方式を採用すると共に、
前記垂直転送部による信号電荷の垂直転送を前記水平転送部による信号電荷の水平転送中に行なう固体撮像素子であって、
前記信号処理部は、第ｎ番目（１≦ｎ≦Ｎ）に前記受光部から前記垂直転送部に読み出された信号電荷を垂直方向に転送し、転送された信号電荷を前記水平転送部により水平転送して出力された信号電荷から、前記受光部から前記垂直転送部に信号電荷を読み出すのに先立って、単位フィールド期間と同期間だけ前記垂直転送部に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送し、転送された信号電荷を前記水平転送部により水平転送して出力された信号電荷を減じる信号処理を行なう
固体撮像素子。
【請求項２】
マトリクス状に配列された受光部と、
該受光部の垂直列毎に設けられると共に同受光部から信号電荷が読み出され、読み出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、
該垂直転送部から信号電荷が転送され、転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部と、
該水平転送部から出力された信号電荷の信号処理を行なう信号処理部とを備え、
前記受光部で蓄積された信号電荷をＮ（Ｎ：２以上の整数）回に分けて出力するＮフィールド駆動方式を採用すると共に、
前記垂直転送部による信号電荷の垂直転送を前記水平転送部による信号電荷の水平転送中に行なう固体撮像素子であって、
前記信号処理部は、前記受光部から前記垂直転送部に信号電荷を読み出すのに先立って、単位フィールド期間と同期間だけ前記垂直転送部に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送するダミーフィールド垂直転送を行ない、更に、ｘ本（ｘ：自然数）の前記垂直転送部を単位グループとして、該単位グループ毎に順に前記ダミーフィールド垂直転送により垂直方向に転送した信号電荷を前記垂直転送部から前記水平転送部に転送し、転送された信号電荷を前記水平転送部により水平転送して出力された各単位グループの信号電荷のうち、前記垂直転送部の垂直転送時に水平転送がなされた単位グループの信号電荷から、前記垂直転送部の非転送時に水平転送がなされた単位グループの信号電荷を減じることでノイズ信号量を導出すると共に、
第ｎ番目（１≦ｎ≦Ｎ）に前記受光部から前記垂直転送部に読み出された信号電荷を垂直方向に転送する第ｎフィールド垂直転送を行ない、更に、ｘ本の前記垂直転送部を単位グループとして、該単位グループ毎に順に前記第ｎフィールド垂直転送により垂直方向に転送した信号電荷を前記垂直転送部から前記水平転送部に転送し、転送された信号電荷を前記水平転送部により水平転送して出力された各単位グループの信号電荷のうち、前記垂直転送部の垂直転送時に水平転送がなされた単位グループの信号電荷から、前記ノイズ信号量を減じる信号処理を行なう
固体撮像素子。
【請求項３】
マトリクス状に配列された受光部と、
該受光部の垂直列毎に設けられると共に同受光部から信号電荷が読み出され、読み出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、
該垂直転送部から信号電荷が転送され、転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部とを備え、
前記受光部で蓄積された信号電荷をＮ（Ｎ：２以上の整数）回に分けて出力するＮフィールド駆動方式を採用すると共に、
前記垂直転送部による信号電荷の垂直転送を前記水平転送部による信号電荷の水平転送中に行なう固体撮像素子の駆動方法において、
前記受光部から前記垂直転送部に信号電荷を読み出すのに先立って、単位フィールド期間と同期間だけ前記垂直転送部に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送し、転送された信号電荷を前記水平転送部により水平転送して出力するダミーフィールド転送工程と、
第ｎ番目（１≦ｎ≦Ｎ）に前記受光部から前記垂直転送部に読み出された信号電荷を垂直方向に転送し、転送された信号電荷を前記水平転送部により水平転送して出力する第ｎフィールド転送工程と、
前記第ｎフィールド転送工程により出力された信号電荷から、前記ダミーフィールド転送工程により出力された信号電荷を減じる信号処理工程とを備える
ことを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【請求項４】
前記ダミーフィールド転送工程に先立って、前記受光部から前記垂直転送部に読み出された信号電荷を垂直方向に転送するときの転送スピードよりも高速で前記垂直転送部に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送して掃き出す掃き出し工程を備える
ことを特徴とする請求項３に記載の固体撮像素子の駆動方法。
【請求項５】
マトリクス状に配列された受光部と、
該受光部の垂直列毎に設けられると共に同受光部から信号電荷が読み出され、読み出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、
該垂直転送部から信号電荷が転送され、転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部とを備え、
前記受光部で蓄積された信号電荷をＮ（Ｎ：２以上の整数）回に分けて出力するＮフィールド駆動方式を採用すると共に、
前記垂直転送部による信号電荷の垂直転送を前記水平転送部による信号電荷の水平転送中に行なう固体撮像素子の駆動方法において、
前記受光部から前記垂直転送部に信号電荷を読み出すのに先立って、単位フィールド期間と同期間だけ前記垂直転送部に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送するダミーフィールド垂直転送工程と、
ｘ本（ｘ：自然数）の前記垂直転送部を単位グループとして、該単位グループ毎に順に前記ダミーフィールド垂直転送工程により垂直方向に転送した信号電荷を前記垂直転送部から前記水平転送部に転送し、転送された信号電荷を前記水平転送部により水平転送して出力するダミーフィールド水平転送工程と、
前記ダミーフィールド水平転送工程により出力された各単位グループの信号電荷のうち、前記垂直転送部の垂直転送時に水平転送がなされた単位グループの信号電荷から、前記垂直転送部の非転送時に水平転送がなされた単位グループの信号電荷を減じることでノイズ信号量を導出する工程と、
第ｎ番目（１≦ｎ≦Ｎ）に前記受光部から前記垂直転送部に読み出された信号電荷を垂直方向に転送する第ｎフィールド垂直転送工程と、
ｘ本の前記垂直転送部を単位グループとして、該単位グループ毎に順に前記第ｎフィールド垂直転送工程により垂直方向に転送した信号電荷を前記垂直転送部から前記水平転送部に転送し、転送された信号電荷を前記水平転送部により水平転送して出力する第ｎフィールド転送工程と、
該第ｎフィールド転送工程により出力された各単位グループの信号電荷のうち、前記垂直転送部の垂直転送時に水平転送がなされた単位グループの信号電荷から、前記ノイズ信号量を減じる信号処理工程とを備える
ことを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【請求項６】
前記ダミーフィールド垂直転送工程に先立って、前記受光部から前記垂直転送部に読み出された信号電荷を垂直方向に転送するときの転送スピードよりも高速で前記垂直転送部に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送して掃き出す掃き出し工程を備える
ことを特徴とする請求項５に記載の固体撮像素子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体撮像素子及びその駆動方法に関する。詳しくは、垂直転送部による信号電荷の垂直転送を水平転送部による信号電荷の水平転送中に行なうことで高速フレームレート化を可能にした固体撮像素子及びその駆動方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型固体撮像素子では、受光部に設けた各受光素子で蓄積した信号電荷をそれぞれ垂直転送部に転送し、この垂直転送部に転送した信号電荷を水平転送部に転送し、この水平転送部に転送した信号電荷を出力回路に転送して出力している。この出力が画像情報となる。また、ディスプレイ、ＴＶ等の映像デバイスの１画面を構成する期間を１フレームといい、例えばインターレース方式だと２フィールドで１フレームを構成する。これら１フィールドまたは１フレームの画像情報が繰り返し出力され、静止画または動画として映像デバイスで画像を見ることができる。
【０００３】
ここで、水平転送部で信号電荷を転送する場合には、垂直転送部の動作を停止させた状態で水平転送部を駆動させることにより、１水平ライン分の信号電荷情報の取り出しを行なっている（例えば、特許文献１の図３参照。）。
そして、水平ラインの本数分この１水平ライン分の信号電荷情報の取り出しを行なうと、基本的に１フレームの画像情報が転送されることとなる。
【０００４】
具体的には、図６で示すタイミングチャートの様に、有効画素期間（図中符合ａで示す期間）に図中符合Ｖφ（Ｖφ１〜Ｖφ６）で示す垂直転送パルスのスイッチングノイズが影響を及ぼさない様に、図中符合Ｈｃｋで示す水平転送パルスが一定レベル（図６で示すタイミングチャートではハイレベル）を保持している水平ブランキング期間（図中符合ｂで示す期間）に垂直転送部での垂直転送を行なっている。
即ち、垂直転送パルスが立ち下がるタイミング（図中符合Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８、Ｔ１０、Ｔ１２で示すタイミング）や垂直転送パルスが立ち上がるタイミング（図中符合Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７、Ｔ９、Ｔ１１で示すタイミング）で、ＣＣＤ型固体撮像素子が形成された基板の電位変動が生じるのであるが、こうした電位変動が出力回路からの出力に及ぼす影響を防止すべく水平ブランキング期間に垂直転送を行なっているのである。
【０００５】
ところで、近年、高画質化の市場ニーズによりＣＣＤ型固体撮像素子は高画素化が進んでいる。また、同時に短時間でより多くの画像を取得するニーズも高まっており、高画素のＣＣＤ型固体撮像素子で従来と同程度のフレームレートの実現が求められている。
【０００６】
ここで、高画素のＣＣＤ型固体撮像素子で従来と同程度のフレームレートを実現する方法としては、（１）ＣＣＤ型固体撮像素子を駆動する駆動周波数を上げる方法や、（２）有効画素期間内に垂直転送を行なう方法が考えられる。
【０００７】
しかし、ＣＣＤ型固体撮像素子を駆動する駆動周波数を上げることによって従来と同程度のフレームレートを実現しようとすると、駆動周波数を上げることに起因する発熱量の増大、消費電力の増加、ＣＣＤ型固体撮像素子が形成された基板の高価格化や周辺部品の増加等につながってしまうために、ＣＣＤ型固体撮像素子を駆動する駆動周波数を上げることで従来と同程度のフレームレートを実現するという方法は妥当であるとは言い難い。更に、近年のフレームレートの向上の要求に対して、駆動周波数を上げるという対策のみでは限界に達しつつある。
【０００８】
一方、有効画素期間内に垂直転送を行なうことによって従来と同程度のフレームレートを実現しようとすると、上記した様に、垂直転送パルスのスイッチングノイズの影響を受けてしまい、即ち、各垂直転送パルスの立ち上がりタイミング及び各垂直転送パルスの立ち下がりタイミングでＣＣＤ型固体撮像素子が形成された基板の電位変動が生じてしまい、出力回路からの出力に影響し、固定パターンノイズ（ＦＰＮ：Ｆｉｘｅｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｎｏｉｓｅ）が発生する原因となってしまう。
【０００９】
具体的には、図７で示すタイミングチャートの様に、有効画素期間（図中符合ａで示す期間）に垂直転送を行なうと、符号Ｖφ６で示す垂直転送パルスの立ち上がりタイミングであるＴ１、符合Ｖφ２で示す垂直転送パルスの立ち下がりタイミングであるＴ２、符合Ｖφ１で示す垂直転送パルスの立ち上がりタイミングであるＴ３、符合Ｖφ３で示す垂直転送パルスの立ち下がりタイミングであるＴ４、符合Ｖφ２で示す垂直転送パルスの立ち上がりタイミングであるＴ５、符合Ｖφ４で示す垂直転送パルスの立ち下がりタイミングであるＴ６、符合Ｖφ３で示す垂直転送パルスの立ち上がりタイミングであるＴ７、符合Ｖφ５で示す垂直転送パルスの立ち下がりタイミングであるＴ８、符合Ｖφ４で示す垂直転送パルスの立ち下がりタイミングであるＴ９、符合Ｖφ６で示す垂直転送パルスの立ち下がりタイミングであるＴ１０、符合Ｖφ５で示す垂直転送パルスの立ち上がりタイミングであるＴ１１及び符合Ｖφ１で示す垂直転送パルスの立ち下がりタイミングであるＴ１２でＣＣＤ型固体撮像装置が形成された基板の電位変動が生じ、こうした電位変動に起因して各変化時間Ｔ１〜Ｔ１２でＦＰＮが発生してしまう。
そして、各水平ラインの各変化時間Ｔ１〜Ｔ１２で生じたＦＰＮが縦方向に連結し、縦方向の線状の画像ノイズとして表れることとなる。
【００１０】
また、同様のメカニズムで、フィールド間での画面上での１点のノイズに注目して考えると、上記フィールド間で常に画像ノイズが同一箇所に発生するため、画面上常にある点はノイズ（暗いまたは明るい）となる。これは縦方向の線状の画像ノイズの発生とは無関係に画面上に停留する点状ノイズとなる。
【００１１】
なお、上記の２つは独立した現象であるが、発生メカニズムがＦＰＮとその連続性（線状ノイズは垂直転送期間での連続性、点状ノイズはフィールド間での連続性）という点で共通している。
【００１２】
ところで、上記の問題を解決する手段として、信号電荷の垂直転送を水平有効走査期間に行ない、垂直転送時の垂直転送部には駆動クロック波形の立ち上がり及び立ち下がりで発生するクロストークノイズを相関二重サンプリング回路で除去できるようなトランジェントスピードΔＶ／ΔＴ（ただし、ΔＶは電圧、ΔＴは時間）となる立ち上がり及び立ち下がりの傾きを有した駆動クロック波形を供給する駆動方法が提案されており（例えば、特許文献２参照。）、こうした駆動方法によって固体撮像素子の高フレームレート化が実現可能となる。
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−１３８９４３号公報
【特許文献２】特開２００５−２６９０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献２に記載の技術であっても、クロストークノイズを完全に除去することはできていない。
【００１５】
本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、有効画素期間内に垂直転送を行なったとしても画質劣化を抑制することができる固体撮像素子及びその駆動方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像素子では、マトリクス状に配列された受光部と、該受光部の垂直列毎に設けられると共に同受光部から信号電荷が読み出され、読み出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、該垂直転送部から信号電荷が転送され、転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部と、該水平転送部から出力された信号電荷の信号処理を行なう信号処理部とを備え、前記受光部で蓄積された信号電荷をＮ（Ｎ：２以上の整数）回に分けて出力するＮフィールド駆動方式を採用すると共に、前記垂直転送部による信号電荷の垂直転送を前記水平転送部による信号電荷の水平転送中に行なう固体撮像素子であって、前記信号処理部は、第ｎ番目（１≦ｎ≦Ｎ）に前記受光部から前記垂直転送部に読み出された信号電荷を垂直方向に転送し、転送された信号電荷を前記水平転送部により水平転送して出力された信号電荷から、前記受光部から前記垂直転送部に信号電荷を読み出すのに先立って、単位フィールド期間と同期間だけ前記垂直転送部に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送し、転送された信号電荷を前記水平転送部により水平転送して出力された信号電荷を減じる信号処理を行なう。
【００１７】
ここで、信号処理部が、第ｎ番目に受光部から垂直転送部に読み出された信号電荷を垂直方向に転送し、転送された信号電荷を水平転送部により水平転送して出力された信号電荷から、受光部から垂直転送部に信号電荷を読み出すのに先立って、単位フィールド期間と同期間だけ垂直転送部に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送し、転送された信号電荷を水平転送部により水平転送して出力された信号電荷を減じる信号処理を行なっているために、垂直転送部による信号電荷の垂直転送を水平転送部による信号電荷の水平転送中に行なうことに起因して生じる垂直転送パルスのスイッチングノイズの影響を低減することができる。
【００１８】
なお、「単位フィールド期間」とは、第ｋ番目（１≦ｋ≦Ｎ）に受光部から垂直転送部に信号電荷を読み出す第ｋフィールドにおいて、垂直転送部が信号電荷を垂直転送するにあたって必要とする期間を意味している。
【００１９】
また、本発明に係る固体撮像素子では、マトリクス状に配列された受光部と、該受光部の垂直列毎に設けられると共に同受光部から信号電荷が読み出され、読み出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、該垂直転送部から信号電荷が転送され、転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部と、該水平転送部から出力された信号電荷の信号処理を行なう信号処理部とを備え、前記受光部で蓄積された信号電荷をＮ（Ｎ：２以上の整数）回に分けて出力するＮフィールド駆動方式を採用すると共に、前記垂直転送部による信号電荷の垂直転送を前記水平転送部による信号電荷の水平転送中に行なう固体撮像素子であって、前記信号処理部は、前記受光部から前記垂直転送部に信号電荷を読み出すのに先立って、単位フィールド期間と同期間だけ前記垂直転送部に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送するダミーフィールド垂直転送を行ない、更に、ｘ本（ｘ：自然数）の前記垂直転送部を単位グループとして、該単位グループ毎に順に前記ダミーフィールド垂直転送により垂直方向に転送した信号電荷を前記垂直転送部から前記水平転送部に転送し、転送された信号電荷を前記水平転送部により水平転送して出力された各単位グループの信号電荷のうち、前記垂直転送部の垂直転送時に水平転送がなされた単位グループの信号電荷から、前記垂直転送部の非転送時に水平転送がなされた単位グループの信号電荷を減じることでノイズ信号量を導出すると共に、第ｎ番目（１≦ｎ≦Ｎ）に前記受光部から前記垂直転送部に読み出された信号電荷を垂直方向に転送する第ｎフィールド垂直転送を行ない、更に、ｘ本の前記垂直転送部を単位グループとして、該単位グループ毎に順に前記第ｎフィールド垂直転送により垂直方向に転送した信号電荷を前記垂直転送部から前記水平転送部に転送し、転送された信号電荷を前記水平転送部により水平転送して出力された各単位グループの信号電荷のうち、前記垂直転送部の垂直転送時に水平転送がなされた単位グループの信号電荷から、前記ノイズ信号量を減じる信号処理を行なう。
【００２０】
ここで、信号処理部が、受光部から垂直転送部に信号電荷を読み出すのに先立って、単位フィールド期間と同期間だけ垂直転送部に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送するダミーフィールド垂直転送を行ない、更に、ｘ本の垂直転送部を単位グループとして、単位グループ毎に順にダミーフィールド垂直転送により垂直方向に転送した信号電荷を垂直転送部から水平転送部に転送し、転送された信号電荷を水平転送部により水平転送して出力された各単位グループの信号電荷のうち、垂直転送部の垂直転送時に水平転送がなされた単位グループの信号電荷から、垂直転送部の非転送時（停止時）に水平転送がなされた単位グループの信号電荷を減じることでノイズ信号量の導出を行っているために、垂直転送部による信号電荷の垂直転送を水平転送部による信号電荷の水平転送中に行なうことに起因して生じる垂直転送パルスのスイッチングノイズを導出することができる。
【００２１】
また、信号処理部が、第ｎ番目に受光部から垂直転送部に読み出された信号電荷を垂直方向に転送する第ｎフィールド垂直転送を行ない、更に、ｘ本の垂直転送部を単位グループとして、単位グループ毎に順に第ｎフィールド垂直転送により垂直方向に転送した信号電荷を垂直転送部から水平転送部に転送し、転送された信号電荷を水平転送部により水平転送して出力された各単位グループの信号電荷のうち、垂直転送部の垂直転送時に水平転送がなされた単位グループの信号電荷から、ノイズ信号量を減じる信号処理を行っているために、垂直転送部による信号電荷の垂直転送を水平転送部による信号電荷の水平転送中に行なうことに起因して生じる垂直転送パルスのスイッチングノイズの影響を低減することができる。
【００２２】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像素子の駆動方法では、マトリクス状に配列された受光部と、該受光部の垂直列毎に設けられると共に同受光部から信号電荷が読み出され、読み出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、該垂直転送部から信号電荷が転送され、転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部とを備え、前記受光部で蓄積された信号電荷をＮ（Ｎ：２以上の整数）回に分けて出力するＮフィールド駆動方式を採用すると共に、前記垂直転送部による信号電荷の垂直転送を前記水平転送部による信号電荷の水平転送中に行なう固体撮像素子の駆動方法において、前記受光部から前記垂直転送部に信号電荷を読み出すのに先立って、単位フィールド期間と同期間だけ前記垂直転送部に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送し、転送された信号電荷を前記水平転送部により水平転送して出力するダミーフィールド転送工程と、第ｎ番目（１≦ｎ≦Ｎ）に前記受光部から前記垂直転送部に読み出された信号電荷を垂直方向に転送し、転送された信号電荷を前記水平転送部により水平転送して出力する第ｎフィールド転送工程と、前記第ｎフィールド転送工程により出力された信号電荷から、前記ダミーフィールド転送工程により出力された信号電荷を減じる信号処理工程とを備える。
【００２３】
ここで、第ｎフィールド転送工程により出力された信号電荷から、ダミーフィールド転送工程により出力された信号電荷を減じる信号処理工程によって、第ｎフィールド転送工程により出力された信号電荷からスイッチングノイズの影響を低減することができる。具体的には、垂直転送部による信号電荷の垂直転送を水平転送部による信号電荷の水平転送中に行なうことに起因して生じる垂直転送パルスのスイッチングノイズの影響を低減することができる。
【００２４】
また、本発明に係る固体撮像素子の駆動方法では、マトリクス状に配列された受光部と、該受光部の垂直列毎に設けられると共に同受光部から信号電荷が読み出され、読み出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、該垂直転送部から信号電荷が転送され、転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部とを備え、前記受光部で蓄積された信号電荷をＮ（Ｎ：２以上の整数）回に分けて出力するＮフィールド駆動方式を採用すると共に、前記垂直転送部による信号電荷の垂直転送を前記水平転送部による信号電荷の水平転送中に行なう固体撮像素子の駆動方法において、前記受光部から前記垂直転送部に信号電荷を読み出すのに先立って、単位フィールド期間と同期間だけ前記垂直転送部に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送するダミーフィールド垂直転送工程と、ｘ本（ｘ：自然数）の前記垂直転送部を単位グループとして、該単位グループ毎に順に前記ダミーフィールド垂直転送工程により垂直方向に転送した信号電荷を前記垂直転送部から前記水平転送部に転送し、転送された信号電荷を前記水平転送部により水平転送して出力するダミーフィールド水平転送工程と、前記ダミーフィールド水平転送工程により出力された各単位グループの信号電荷のうち、前記垂直転送部の垂直転送時に水平転送がなされた単位グループの信号電荷から、前記垂直転送部の非転送時に水平転送がなされた単位グループの信号電荷を減じることでノイズ信号量を導出する工程と、第ｎ番目（１≦ｎ≦Ｎ）に前記受光部から前記垂直転送部に読み出された信号電荷を垂直方向に転送する第ｎフィールド垂直転送工程と、ｘ本の前記垂直転送部を単位グループとして、該単位グループ毎に順に前記第ｎフィールド垂直転送工程により垂直方向に転送した信号電荷を前記垂直転送部から前記水平転送部に転送し、転送された信号電荷を前記水平転送部により水平転送して出力する第ｎフィールド転送工程と、該第ｎフィールド転送工程により出力された各単位グループの信号電荷のうち、前記垂直転送部の垂直転送時に水平転送がなされた単位グループの信号電荷から、前記ノイズ信号量を減じる信号処理工程とを備える。
【００２５】
ここで、ダミーフィールド水平転送工程により出力された各単位グループの信号電荷のうち、垂直転送部の垂直転送時に水平転送がなされた単位グループの信号電荷から、垂直転送部の非転送時（停止時）に水平転送がなされた単位グループの信号電荷を減じることでノイズ信号量を導出する工程によって、垂直転送部による信号電荷の垂直転送を水平転送部による信号電荷の水平転送中に行なうことに起因して生じる垂直転送パルスのスイッチングノイズを導出することができる。
【００２６】
また、第ｎフィールド転送工程により出力された各単位グループの信号電荷のうち、垂直転送部の垂直転送時に水平転送がなされた単位グループの信号電荷から、ノイズ信号量を減じる信号処理工程によって、第ｎフィールド転送工程により出力された信号電荷からスイッチングノイズの影響を低減することができる。具体的には、垂直転送部による信号電荷の垂直転送を水平転送部による信号電荷の垂直転送中に行なうことに起因して生じる垂直転送パルスのスイッチングノイズの影響を低減することができる。
【発明の効果】
【００２７】
上記した本発明の固体撮像素子及びその駆動方法では、有効画素期間内に垂直転送を行なったとしても画質劣化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図１〜図３を参照しながら第１の実施例を説明し、本発明の理解に供する。
なお、第１の実施例では受光センサに蓄積された信号電荷を３回に分けて出力する３フィールド駆動方式を採用するＣＣＤ型固体撮像素子を例に挙げて説明を行なう。また、第１の実施例におけるＣＣＤ型固体撮像素子では、信号電荷の垂直転送レジスタにおける垂直転送、即ち、垂直ラインシフトを水平有効走査期間中に行ない、高フレームレート化を実現することを前提として説明を行なう。
【００２９】
図１は本発明を適用した固体撮像素子の一例であるＣＣＤ型固体撮像素子を説明するための模式図であり、ここで示すＣＣＤ型固体撮像素子１０は、画素となる複数の受光センサ１１がマトリクス（行列）状に配列され、各受光センサ列に対応して複数のＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ１３が形成され、各垂直転送レジスタ１３の最終段に接続する様にＣＣＤ構造の水平転送レジスタ１４が形成され、水平転送レジスタ１４の後段に出力部１６、信号処理部２０及び相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路１７が接続されている。なお、受光センサ１１は受光部の一例であり、垂直転送レジスタ１３は垂直転送部の一例であり、水平転送レジスタ１４は水平転送部の一例である。また、図中のｔＯＵＴは出力端子を示している。
【００３０】
また、本実施例におけるＣＣＤ型固体撮像素子では、図２（ａ）で示す様に、受光センサから垂直転送レジスタに信号電荷を読み出して垂直転送する有効フィールド転送期間Ａ（第１フィールドの信号電荷を垂直転送するための第１フィールド転送期間Ａ１、第２フィールドの信号電荷を垂直転送するための第２フィールド転送期間Ａ２、第３フィールドの信号電荷を垂直転送するための第３フィールド転送期間Ａ３）に先立って、受光センサから垂直転送レジスタに信号電荷を読み出すことなく１フィールド期間と同期間だけ垂直転送レジスタ１３に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送するダミーフィールド転送期間Ｄが設けられている。
【００３１】
更に、ダミーフィールド転送期間Ｄに先立って、受光センサから垂直転送レジスタに読み出された信号電荷を垂直方向に転送するときの転送スピードよりも高速で垂直転送レジスタに蓄積された信号電荷を垂直方向に転送して掃き出す高速掃き捨て期間Ｅが設けられている。
【００３２】
上記した垂直転送レジスタ１３は、１つの受光センサ１１に２つの垂直転送電極が対応する様に形成され、４相の垂直転送パルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４で信号電荷を垂直方向に転送駆動する様に構成されている。即ち、４つの転送電極１２（１２１、１２２、１２３、１２４）にそれぞれ垂直転送パルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４が印加可能に構成されている。なお、本実施例では、受光センサ１１の位置に対応して転送電極１２１、１２３が形成されており、垂直方向の最終に位置する受光センサ１１は、垂直転送パルスφＶ３が印加可能に構成された転送電極１２３に対応している。
【００３３】
また、上記した水平転送レジスタ１４は、各垂直転送レジスタ１３に対応して２つの水平転送電極１５（１５１、１５２）が対応する様に構成され、２相の水平駆動パルスφＨ１，φＨ２で信号電荷を水平方向に転送駆動する様に構成されている。
【００３４】
更に、上記した信号処理部２０は、第１フィールド転送期間Ａ１に垂直転送レジスタで垂直転送され、続いて、水平転送レジスタで水平転送されて出力された信号電荷から、ダミーフィールド転送期間Ｄに垂直転送レジスタで垂直転送され、続いて、水平転送レジスタで水平転送されて出力された信号電荷を減じる信号処理を行っている。また、第２フィールド転送期間Ａ２に垂直転送レジスタで垂直転送され、続いて、水平転送レジスタで水平転送されて出力された信号電荷から、ダミーフィールド転送期間Ｄに垂直転送レジスタで垂直転送され、続いて、水平転送レジスタで水平転送されて出力された信号電荷を減じる信号処理を行っている。更に、第３フィールド転送期間Ａ３に垂直転送レジスタで垂直転送され、続いて、水平転送レジスタで水平転送されて出力された信号電荷から、ダミーフィールド転送期間Ｄに垂直転送レジスタで垂直転送され、続いて、水平転送レジスタで水平転送されて出力された信号電荷を減じる信号処理を行っている。
【００３５】
以下、上記の様に構成されたＣＣＤ型固体撮像素子の駆動方法について説明を行なう。即ち、本発明を適用した固体撮像素子の駆動方法の一例であるＣＣＤ型固体撮像素子の駆動方法について説明を行なう。
【００３６】
上記の様に構成されたＣＣＤ型固体撮像素子１０においては、先ず、高速掃き捨て期間Ｅにおいて、高速で垂直転送レジスタに蓄積された信号電荷を垂直方向に転送して掃き出しを行なうことで、垂直転送レジスタ内に蓄積されている信号電荷を除去する。
【００３７】
次に、ダミーフィールド転送期間Ｄにおいて、受光センサから垂直転送レジスタに信号電荷を読み出すことなく１フィールド期間と同期間だけ垂直転送レジスタ１３に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送し、水平転送レジスタを介して出力する。また、ここでの垂直転送スピードは、後述する有効フィールド期間と同程度の転送スピードである。
【００３８】
ここで、ダミーフィールド転送期間Ｄに垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号は、図３（ａ）で示す様に、暗信号ノイズ成分、うねりノイズ成分、縦筋ノイズ成分を含んだものとなる。
【００３９】
なお、高速掃き捨て期間に暗信号ノイズ成分（それまでに蓄積されていた暗信号ノイズ成分）の除去が行われることとなると共に、暗信号ノイズ成分は時間の経過と共に増加しダミーフィールド転送期間中にも暗信号ノイズ成分が増加することとなるために、水平転送レジスタに遠い領域（垂直転送に時間を要する領域）では暗信号ノイズ成分の発生量が多いのに対し、水平転送レジスタに近い領域（垂直転送に時間を要しない領域）では暗信号ノイズ成分の発生量が少ないといった暗信号ノイズ成分の出力波形が斜めに傾きを有するシェーディングが生じることとなる。
【００４０】
また、本実施例におけるＣＣＤ型固体撮像素子１０では、垂直ラインシフトを水平有効走査期間中に行なうために、具体的には、ダミーフィールド転送期間Ｄに垂直転送レジスタによって垂直転送された信号電荷が水平転送レジスタによって水平転送されている期間中に、次のフィールドである第１フィールドの信号電荷の垂直転送を行なっているために、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が生じることとなる。
【００４１】
次に、第１フィールド転送期間Ａ１において、受光センサから垂直転送レジスタに信号電荷を読み出し、垂直転送レジスタ１３に読み出された信号電荷を垂直方向に転送し、水平転送レジスタを介して出力する。
【００４２】
ここで、第１フィールド転送期間Ａ１に垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号は、図３（ｂ）で示す様に、暗信号ノイズ成分、うねりノイズ成分、縦筋ノイズ成分、有効信号成分を含んだものとなる。
【００４３】
なお、第１フィールド転送期間Ａ１の直前には高速掃き捨て期間が設けられておらず、ダミーフィールド転送期間Ｄ中に時間の経過に伴って暗信号ノイズ成分が増加することとなるために、暗信号ノイズ成分の出力波形は一定となる。
【００４４】
また、本実施例におけるＣＣＤ型固体撮像素子１０では、垂直ラインシフトを水平有効走査期間中に行なうために、具体的には、第１フィールド転送期間Ａ１中に垂直転送レジスタによって垂直転送された信号電荷が水平転送レジスタによって水平転送されている期間中に、次のフィールドである第２フィールドの信号電荷の垂直転送を行なっているために、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が含まれることとなる。
【００４５】
図３（ｂ）で示す信号が水平転送レジスタから出力されると、信号処理部によって図３（ｂ）で示す信号から図３（ａ）で示す信号の減算処理を行って、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が除去された第１フィールドの信号（図３（ｂ'）参照。）を導出する。
即ち、第１フィールド転送期間Ａ１に垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号（図３（ｂ）で示す信号）から、ダミーフィールド転送期間Ｄに垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号（図３（ａ）で示す信号）の減算処理を行なうことによって、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が除去された第１フィールドの信号（図３（ｂ'）で示す信号）を導出する。
【００４６】
続いて、第２フィールド転送期間Ａ２において、受光センサから垂直転送レジスタに信号電荷を読み出し、垂直転送レジスタ１３に読み出された信号電荷を垂直方向に転送し、水平転送レジスタを介して出力する。
【００４７】
ここで、第２フィールド転送期間Ａ２に垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号は、図３（ｃ）で示す様に、暗信号ノイズ成分、うねりノイズ成分、縦筋ノイズ成分、有効信号成分を含んだものとなる。
【００４８】
なお、第２フィールド転送期間Ａ２の直前には高速掃き捨て期間が設けられておらず、第１フィールド転送期間Ａ１中に時間の経過に伴って暗信号ノイズ成分が増加することとなるために、暗信号ノイズ成分の出力波形は一定となる。
【００４９】
また、本実施例におけるＣＣＤ型固体撮像素子１０では、垂直ラインシフトを水平有効走査期間中に行なうために、具体的には、第２フィールド転送期間Ａ２中に垂直転送レジスタによって垂直転送された信号電荷が水平転送レジスタによって水平転送されている期間中に、次のフィールドである第３フィールドの信号電荷の垂直転送を行なっているために、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が生じることとなる。
【００５０】
図３（ｃ）で示す信号が水平転送レジスタから出力されると、信号処理部によって図３（ｃ）で示す信号から図３（ａ）で示す信号の減算処理を行って、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が除去された第２フィールドの信号（図３（ｃ'）参照。）を導出する。
即ち、第２フィールド転送期間Ａ２に垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号（図３（ｃ）で示す信号）から、ダミーフィールド転送期間Ｄに垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号（図３（ａ）で示す信号）の減算処理を行なうことによって、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が除去された第２フィールドの信号（図３（ｃ'）で示す信号）を導出する。
【００５１】
次に、第３フィールド転送期間Ａ３において、受光センサから垂直転送レジスタに信号電荷を読み出し、垂直転送レジスタ１３に読み出された信号電荷を垂直方向に転送し、水平転送レジスタを介して出力する。
【００５２】
ここで、第３フィールド転送期間Ａ３に垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号は、図３（ｄ）で示す様に、暗信号ノイズ成分、うねりノイズ成分、縦筋ノイズ成分、有効信号成分を含んだものとなる。
【００５３】
なお、第３フィールド転送期間Ａ３の直前には高速掃き捨て期間が設けられておらず、第２フィールド転送期間Ａ２中に時間の経過に伴って暗信号ノイズ成分が増加することとなるために、暗信号ノイズ成分の出力波形は一定となる。
【００５４】
また、本実施例におけるＣＣＤ型固体撮像素子１０では、垂直ラインシフトを水平有効走査期間中に行なうために、具体的には、第３フィールド転送期間Ａ３中に垂直転送レジスタによって垂直転送された信号電荷が水平転送レジスタによって水平転送されている期間中に、次のフレームの第１フィールドの信号電荷の垂直転送を行なっているために、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が生じることとなる。
【００５５】
図３（ｄ）で示す信号が水平転送レジスタから出力されると、信号処理部によって図３（ｄ）で示す信号から図３（ａ）で示す信号の減算処理を行って、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が除去された第３フィールドの信号（図３（ｄ'）参照。）を導出する。
即ち、第３フィールド転送期間Ａ３に垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号（図３（ｄ）で示す信号）から、ダミーフィールド転送期間Ｄに垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号（図３（ａ）で示す信号）の減算処理を行なうことによって、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が除去された第３フィールドの信号（図３（ｄ'）で示す信号）を導出する。
【００５６】
本発明を適用した固体撮像素子の一例であるＣＣＤ型固体撮像素子及びその駆動方法では、上記の様にして得られたうねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が除去された第１フィールド〜第３フィールドの信号を利用して１フレームの画像情報とすることによって、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分を除去した画像情報を得ることができる。
【００５７】
以下、本発明の実施の形態について図４及び図５を参照しながら第２の実施例を説明し、本発明の理解に供する。
なお、第２の実施例では、受光センサに蓄積された信号電荷を３回に分けて出力する３フィールド駆動方式を採用するＣＣＤ型固体撮像素子を例に挙げて説明を行なう。更に、垂直転送レジスタをｘ本ずつの３グループ（第１グループ〜第３グループ）に組分けを行ない、グループ毎に順にストレージゲート部ＳＴＧから水平転送レジスタへの信号電荷の転送が行なわれる場合、即ち、ストレージゲート部ＳＴＧから水平転送レジスタへの信号電荷の転送が３回に分けて行なわれる場合を例に挙げて説明を行なう。また、第２の実施例におけるＣＣＤ型固体撮像素子では、信号電荷の垂直転送レジスタにおける垂直転送、即ち、垂直ラインシフトを水平有効走査期間中に行ない、高フレームレート化を実現することを前提として説明を行なう。
具体的には、図２（ｂ）で示す様に、第３グループに属する垂直転送レジスタから転送された信号電荷の水平転送中に垂直ラインシフトを行なうことを前提として説明を行なう。なお、図２（ｂ）中符合（１）は第１グループに属する垂直転送レジスタで垂直転送された信号電荷を水平転送する期間を示し、図２（ｂ）中符合（２）は第２グループに属する垂直転送レジスタで垂直転送された信号電荷を水平転送する期間を示し、図３（ｂ）中符合（３）は第３グループに属する垂直転送レジスタで垂直転送された信号電荷を水平転送する期間を示している。
【００５８】
図４は本発明を適用した固体撮像素子の他の一例であるＣＣＤ型固体撮像素子を説明するための模式図であり、ここで示すＣＣＤ型固体撮像素子１０は、上記した本発明を適用した固体撮像素子の一例と同様に、画素となる複数の受光センサ１１がマトリクス（行列）状に配列され、各受光センサ列に対応して複数のＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ１３が形成され、各垂直転送レジスタ１３の最終段に接続する様にＣＣＤ構造の水平転送レジスタ１４が形成され、水平転送レジスタ１４の後段に出力部１６、信号処理部２０及び相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路１７が接続されている。なお、図中のｔＯＵＴは出力端子を示している。
【００５９】
また、本実施例におけるＣＣＤ型固体撮像素子では、上記した本発明を適用した固体撮像素子の一例と同様に、受光センサから垂直転送レジスタに信号電荷を読み出して垂直転送する有効フィールド転送期間Ａ（第１フィールドの信号電荷を垂直転送するための第１フィールド転送期間Ａ１、第２フィールドの信号電荷を垂直転送するための第２フィールド転送期間Ａ２、第３フィールドの信号電荷を垂直転送するための第３フィールド転送期間Ａ３）に先立って、受光センサから垂直転送レジスタに信号電荷を読み出すことなく１フィールド期間と同期間だけ垂直転送レジスタ１３に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送するダミーフィールド転送期間Ｄが設けられている（図２参照。）。
【００６０】
更に、上記した本発明を適用した固体撮像素子の一例と同様に、ダミーフィールド転送期間Ｄに先立って、受光センサから垂直転送レジスタに読み出された信号電荷を垂直方向に転送するときの転送スピードよりも高速で垂直転送レジスタに蓄積された信号電荷を垂直方向に転送して掃き出す高速掃き捨て期間Ｅが設けられている。
【００６１】
上記した垂直転送レジスタ１３は、１つの受光センサ１１に２つの垂直転送電極が対応する様に形成され、４相の垂直転送パルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４で信号電荷を垂直方向に転送駆動する様に構成されている。即ち、４つの転送電極１２（１２１、１２２、１２３、１２４）にそれぞれ垂直転送パルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４が印加可能に構成されている。なお、本実施例では、受光センサ１１の位置に対応して転送電極１２１、１２３が形成されており、垂直方向の最終に位置する受光センサ１１は、垂直転送パルスφＶ３が印加可能に構成された転送電極１２３に対応している。
【００６２】
また、垂直転送レジスタ１３は、最終段の転送電極（φＶ４が印加される転送電極）１２４の後段に形成されたストレージゲート部２１及びホールドゲート部２２を介して水平転送レジスタ１４に接続されている。
【００６３】
更に、上記した水平転送レジスタ１４は、上記した本発明を適用した固体撮像素子の一例と同様に、各垂直転送レジスタ１３に対応して２つの水平転送電極１５（１５１、１５２）が対応する様に構成され、２相の水平駆動パルスφＨ１，φＨ２で信号電荷を水平方向に転送駆動する様に構成されている。
【００６４】
また、上記した信号処理部２０は、ダミーフィールド転送期間Ｄに第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号電荷から、ダミーフィールド転送期間Ｄに第１グループ（若しくは第２グループ）に属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号電荷を減じることでノイズ成分の導出処理を行っている。
【００６５】
また、信号処理部２０は、第１フィールド転送期間Ａ１に第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号電荷から、ノイズ成分を減じる信号処理を行っている。同様に、第２フィールド転送期間Ａ２や第３フィールド転送期間Ａ３に第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号電荷から、ノイズ成分を減じる信号処理を行っている。
【００６６】
以下、上記の様に構成されたＣＣＤ型固体撮像素子の駆動方法について説明を行なう。即ち、本発明を適用した固体撮像素子の駆動方法の他の一例であるＣＣＤ型固体撮像素子の駆動方法について説明を行なう。
【００６７】
上記の様に構成されたＣＣＤ型固体撮像素子１０においては、先ず、高速掃き捨て期間Ｅにおいて、高速で垂直転送レジスタに蓄積された信号電荷を垂直方向に転送して掃き出しを行なうことで、垂直転送レジスタ内に蓄積されている信号電荷を除去する。
【００６８】
次に、ダミーフィールド転送期間Ｄにおいて、受光センサから垂直転送レジスタに信号電荷を読み出すことなく１フィールド期間と同期間だけ垂直転送レジスタ１３に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送し、転送した信号電荷をストレージゲート部２１に蓄積する。続いて、第１グループに属する垂直転送レジスタに対応するストレージゲート部２１に蓄積された信号電荷、即ち、第１グループに属する垂直転送レジスタによって転送された信号電荷を水平転送レジスタに転送し、水平転送レジスタを介して出力する。更に、第２グループに属する垂直転送レジスタに対応するストレージ部２１に蓄積された信号電荷、即ち、第２グループに属する垂直転送レジスタによって転送された信号電荷を水平転送レジスタに転送し、水平転送レジスタを介して出力する。また更に、第３グループに属する垂直転送レジスタに対応するストレージ部２１に蓄積された信号電荷、即ち、第３グループに属する垂直転送レジスタによって転送された信号電荷を水平転送レジスタに転送し、水平転送レジスタを介して出力する。
【００６９】
ここで、ダミーフィールド転送期間Ｄに第１グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号は、図５（ａ）で示す様に、暗信号ノイズ成分を含んだものとなる。また、ダミーフィールド転送期間Ｄに第２グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号は、図５（ｂ）で示す様に、暗信号ノイズ成分を含んだものとなる。更に、ダミーフィールド転送期間Ｄに第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号は、図５（ｃ）で示す様に、暗信号ノイズ成分、うねり成分、縦筋ノイズ成分を含んだものとなる。
【００７０】
なお、高速掃き捨て期間に暗信号ノイズ成分（それまでに蓄積されていた暗信号ノイズ成分）の除去が行われることとなると共に、暗信号ノイズ成分は時間の経過と共に増加してダミーフィールド転送期間中にも暗信号ノイズ成分が増加することとなるために、水平転送レジスタに遠い領域（垂直転送に時間を要する領域）では暗信号ノイズ成分の発生量が多いのに対し、水平転送レジスタに近い領域（垂直転送に時間を要しない領域）では暗信号ノイズ成分の発生量が少ないといった暗信号ノイズ成分の出力波形が斜めに傾きを有するシェーディングが生じることとなる。
【００７１】
また、本実施例におけるＣＣＤ型固体撮像素子１０では、垂直ラインシフトを水平有効走査期間中に行なうために、具体的には、ダミーフィールド転送期間Ｄに第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送された信号電荷が水平転送レジスタによって水平転送されている期間中に、次のフィールドである第１フィールドの信号電荷の垂直転送を行なっているために、ダミーフィールド転送期間Ｄに第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号はうねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が含まれることとなる。
【００７２】
図５（ａ）〜図５（ｃ）で示す信号が水平転送レジスタから出力されると（厳密には、図５（ａ）及び図５（ｃ）で示す信号若しくは図５（ｂ）及び図５（ｃ）で示す信号が水平転送レジスタから出力されると充分である。）、信号処理部によって図５（ｃ）で示す信号から図５（ａ）で示す信号の減算処理若しくは図５（ｃ）で示す信号から図５（ｂ）で示す信号の減算処理を行って、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分のみを含んだ信号を導出する（図５（ｃ'）参照。）。
即ち、ダミーフィールド転送期間Ｄに第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号（図５（ｃ）で示す信号）から、ダミーフィールド転送期間Ｄに第１グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号（図５（ａ）で示す信号）若しくはダミーフィールド転送期間Ｄに第２グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号（図５（ｂ）で示す信号）の減算処理を行なうことによって、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分のみを含んだ信号（図５（ｃ'）で示す信号）を導出する。
【００７３】
次に、第１フィールド転送期間Ａ１において、受光センサから垂直転送レジスタに信号電荷を読み出し、垂直転送レジスタ１３に読み出された信号電荷を垂直方向に転送し、転送した信号電荷をストレージゲート部２１に蓄積する。続いて、第１グループに属する垂直転送レジスタに対応するストレージゲート部２１に蓄積された信号電荷、即ち、第１グループに属する垂直転送レジスタによって転送された信号電荷を水平転送レジスタに転送し、水平転送レジスタを介して出力する。更に、第２グループに属する垂直転送レジスタに対応するストレージ部２１に蓄積された信号電荷、即ち、第２グループに属する垂直転送レジスタによって転送された信号電荷を水平転送レジスタに転送し、水平転送レジスタを介して出力する。また更に、第３グループに属する垂直転送レジスタに対応するストレージ部２１に蓄積された信号電荷、即ち、第３グループに属する垂直転送レジスタによって転送された信号電荷を水平転送レジスタに転送し、水平転送レジスタを介して出力する。
【００７４】
ここで、第１フィールド転送期間Ａ１に第１グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号は、図５（ｄ）で示す様に、暗信号ノイズ成分及び有効信号成分を含んだものとなる。また、第１フィールド転送期間Ａ１に第２グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号は、図５（ｅ）で示す様に、暗信号ノイズ成分及び有効信号成分を含んだものとなる。更に、第１フィールド転送期間Ａ１に第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号は、図５（ｆ）で示す様に、暗信号ノイズ成分、有効信号成分、うねり成分、縦筋ノイズ成分を含んだものとなる。
【００７５】
なお、第１フィールド転送期間Ａ１の直前には高速掃き捨て期間が設けられておらず、ダミーフィールド転送期間Ｄ中に時間の経過に伴って暗信号ノイズ成分が増加することとなるために、暗信号ノイズ成分の出力波形は一定となる。
【００７６】
また、本実施例におけるＣＣＤ型固体撮像素子１０では、垂直ラインシフトを水平有効走査期間中に行なうために、具体的には、第１フィールド転送期間Ａ１に第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送された信号電荷が水平転送レジスタによって水平転送されている期間中に、次のフィールドである第２フィールドの信号電荷の垂直転送を行なっているために、第１フィールド転送期間Ａ１に第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号はうねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が含まれることとなる。
【００７７】
図５（ｆ）で示す信号が水平転送レジスタから出力されると、信号処理部によって図５（ｆ）で示す信号から図５（ｃ'）で示す信号の減算処理を行って、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が除去された信号を導出する（図５（ｆ'）参照。）。
即ち、第１フィールド転送期間Ａ１に第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号（図５（ｆ）で示す信号）から、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分のみを含む信号（図５（ｃ'）で示す信号）の減算処理を行って、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が除去された信号（図５（ｆ'）で示す信号）を導出する。
【００７８】
上記の様にして得られたうねり成分及び縦筋ノイズ成分が除去された信号を利用することで、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分を除去した第１フィールドの信号を得ることができる。
【００７９】
続いて、第２フィールド転送期間Ａ２において、受光センサから垂直転送レジスタに信号電荷を読み出し、垂直転送レジスタ１３に読み出された信号電荷を垂直方向に転送し、転送した信号電荷をストレージゲート部２１に蓄積する。続いて、第１グループに属する垂直転送レジスタに対応するストレージゲート部２１に蓄積された信号電荷、即ち、第１グループに属する垂直転送レジスタによって転送された信号電荷を水平転送レジスタに転送し、水平転送レジスタを介して出力する。更に、第２グループに属する垂直転送レジスタに対応するストレージ部２１に蓄積された信号電荷、即ち、第２グループに属する垂直転送レジスタによって転送された信号電荷を水平転送レジスタに転送し、水平転送レジスタを介して出力する。また更に、第３グループに属する垂直転送レジスタに対応するストレージ部２１に蓄積された信号電荷、即ち、第３グループに属する垂直転送レジスタによって転送された信号電荷を水平転送レジスタに転送し、水平転送レジスタを介して出力する。
【００８０】
ここで、第２フィールド転送期間Ａ２に第１グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号は、図５（ｇ）で示す様に、暗信号ノイズ成分及び有効信号成分を含んだものとなる。また、第２フィールド転送期間Ａ２に第２グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号は、図５（ｈ）で示す様に、暗信号ノイズ成分及び有効信号成分を含んだものとなる。更に、第２フィールド転送期間Ａ２に第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号は、図５（ｉ）で示す様に、暗信号ノイズ成分、有効信号成分、うねり成分、縦筋ノイズ成分を含んだものとなる。
【００８１】
なお、第２フィールド転送期間Ａ２の直前には高速掃き捨て期間が設けられておらず、第１フィールド転送期間Ａ１中に時間の経過に伴って暗信号ノイズ成分が増加することとなるために、暗信号ノイズ成分の出力波形は一定となる。
【００８２】
また、本実施例におけるＣＣＤ型固体撮像素子１０では、垂直ラインシフトを水平有効走査期間中に行なうために、具体的には、第２フィールド転送期間Ａ２に第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送された信号電荷が水平転送レジスタによって水平転送されている期間中に、次のフィールドである第３フィールドの信号電荷の垂直転送を行なっているために、第２フィールド転送期間Ａ２に第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号はうねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が含まれることとなる。
【００８３】
図５（ｉ）で示す信号が水平転送レジスタから出力されると、信号処理部によって図５（ｉ）で示す信号から図５（ｃ'）で示す信号の減算処理を行って、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が除去された信号を導出する（図５（ｉ'）参照。）。
即ち、第２フィールド転送期間Ａ２に第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号（図５（ｉ）で示す信号）から、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分のみを含む信号（図５（ｃ'）で示す信号）の減算処理を行って、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が除去された信号（図５（ｉ'）で示す信号）を導出する。
【００８４】
上記の様にして得られたうねり成分及び縦筋ノイズ成分が除去された信号を利用することで、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分を除去した第２フィールドの信号を得ることができる。
【００８５】
続いて、第３フィールド転送期間Ａ３において、受光センサから垂直転送レジスタに信号電荷を読み出し、垂直転送レジスタ１３に読み出された信号電荷を垂直方向に転送し、転送した信号電荷をストレージゲート部２１に蓄積する。続いて、第１グループに属する垂直転送レジスタに対応するストレージゲート部２１に蓄積された信号電荷、即ち、第１グループに属する垂直転送レジスタによって転送された信号電荷を水平転送レジスタに転送し、水平転送レジスタを介して出力する。更に、第２グループに属する垂直転送レジスタに対応するストレージ部２１に蓄積された信号電荷、即ち、第２グループに属する垂直転送レジスタによって転送された信号電荷を水平転送レジスタに転送し、水平転送レジスタを介して出力する。また更に、第３グループに属する垂直転送レジスタに対応するストレージ部２１に蓄積された信号電荷、即ち、第３グループに属する垂直転送レジスタによって転送された信号電荷を水平転送レジスタに転送し、水平転送レジスタを介して出力する。
【００８６】
ここで、第３フィールド転送期間Ａ３に第１グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号は、図５（ｊ）で示す様に、暗信号ノイズ成分及び有効信号成分を含んだものとなる。また、第３フィールド転送期間Ａ３に第２グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号は、図５（ｋ）で示す様に、暗信号ノイズ成分及び有効信号成分を含んだものとなる。更に、第３フィールド転送期間Ａ３に第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号は、図５（ｌ）で示す様に、暗信号ノイズ成分、有効信号成分、うねり成分、縦筋ノイズ成分を含んだものとなる。
【００８７】
なお、第３フィールド転送期間Ａ３の直前には高速掃き捨て期間が設けられておらず、第２フィールド転送期間Ａ２中に時間の経過に伴って暗信号ノイズ成分が増加することとなるために、暗信号ノイズ成分の出力波形は一定となる。
【００８８】
また、本実施例におけるＣＣＤ型固体撮像素子１０では、垂直ラインシフトを水平有効走査期間中に行なうために、具体的には、第３フィールド転送期間Ａ３に第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送された信号電荷が水平転送レジスタによって水平転送されている期間中に、次のフレームの第１フィールドの信号電荷の垂直転送を行なっているために、第３フィールド転送期間Ａ３に第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号はうねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が含まれることとなる。
【００８９】
図５（ｌ）で示す信号が水平転送レジスタから出力されると、信号処理部によって図５（ｌ）で示す信号から図５（ｃ'）で示す信号の減算処理を行って、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が除去された信号を導出する（図５（ｌ'）参照。）。
即ち、第３フィールド転送期間Ａ３に第３グループに属する垂直転送レジスタによって垂直転送され、水平転送レジスタを介して出力された信号（図５（ｌ）で示す信号）から、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分のみを含む信号（図５（ｃ'）で示す信号）の減算処理を行って、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が除去された信号（図５（ｌ'）で示す信号）を導出する。
【００９０】
上記の様にして得られたうねり成分及び縦筋ノイズ成分が除去された信号を利用することで、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分を除去した第３フィールドの信号を得ることができる。
【００９１】
本発明を適用した固体撮像素子の他の一例であるＣＣＤ型固体撮像素子及びその駆動方法では、以上の様にして得られたうねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分が除去された第１フィールド〜第３フィールドの信号を利用して１フレームの画像情報とすることによって、うねりノイズ成分及び縦筋ノイズ成分を除去した画像情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明を適用した固体撮像素子の一例であるＣＣＤ型固体撮像素子を説明するための模式図である。
【図２】垂直転送クロック及び水平転送クロックのクロックタイミングを示す模式図である。
【図３】出力信号の処理を説明するための模式図（１）である。
【図４】本発明を適用した固体撮像素子の他の一例であるＣＣＤ型固体撮像素子を説明するための模式図である。
【図５】出力信号の処理を説明するための模式図（２）である。
【図６】有効画素期間に垂直転送を行なわない駆動方法のタイミングチャートの一例である。
【図７】有効画素期間に垂直転送を行なう駆動方法のタイミングチャートの一例である。
【符号の説明】
【００９３】
１０    ＣＣＤ型固体撮像素子
１１    受光センサ
１２    転送電極
１３    垂直転送レジスタ
１４    水平転送レジスタ
１５    水平転送電極
１６    出力部
１７    ＣＤＳ回路
２０    信号処理部
２１    ストレージゲート部
２２    ホールドゲート部
【図１】
2009182742.tif 000003
【図２】
2009182742.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009182742.tif 000006
【図５】
2009182742.tif 000007
【図６】
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【図７】
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