JP2005236922A - 撮像装置、撮像装置の駆動方法、及びその駆動プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フォトダイオードが二次元に配列された半導体基板と、フォトダイオードに蓄積された電荷を移送するための読出しゲートと、読出しゲートを介して移送された電荷を垂直方向に転送するための垂直転送路とを有する電子カメラ8において、フォトダイオードに蓄積された電荷を読み出しゲートを介して垂直転送路に移送する直前に、半導体基板に供給する前記基板バイアス用の電圧を上げるようにする。
【選択図】図6
Description
図17は、固体撮像素子の一例である、CCDの固体撮像素子(以下、単に「CCD撮像素子」という)の一部構成を示す平面図である。
垂直転送路73における垂直転送を4相駆動で行う場合、各フォトダイオード71に対応して、図示のように4つ(4相)の垂直転送電極(V1,V2,V3,V4)が配置されている。この4つの垂直転送電極(V1,V2,V3,V4)は、読み出しゲート72を介して垂直転送路73に移送された電荷を、垂直転送路73内で垂直方向に転送するためのものであり、4つのうちの1つ(ここではV2)は、読出しゲート72を介してフォトダイオード71に接続されている。
同図に示すように、N型基板(N型半導体基板)80上には、P型ウェル(P−Well)層81が形成され、そのP型ウェル層81内には、入射光を光電変換して生じた電荷を蓄積するN型フォトダイオード層82と、電荷を垂直方向に転送するN型垂直CCD埋込み層83とが形成されている。
このような構造のCCD撮像素子において、ブルーミング抑制は、N型基板80とP型ウェル層81との接合に、逆バイアス電圧である基板バイアス用の電圧(以下単に「基板電圧」或いは「基板バイアス電圧」ともいう)であるVSUBを印加し、N型フォトダイオード層82直下のP型ウェル層81を完全に空乏化(空乏層化)することによって行われる。
同図(b) の基板深さ方向のポテンシャルは、VSUB=10Vとしたときのものを示しており、両矢印で示す範囲92、93、94は、それぞれ、N型フォトダイオード層82、Pウェル層81、N型基板80を示している。
CCD撮像素子に入射した光は、フォトダイオードにより光電変換され電荷を生成する。その際、短波長の光は、フォトダイオード内での減衰が大きいため、フォトダイオードの比較的浅い箇所で光電変換される。一方、長波長の光は、フォトダイオード内での減衰が少ないため、フォトダイオードの比較的深い箇所まで到達して、深い箇所においても光電変換される。
尚、同図は、前述の図18(b) に示した基板深さ方向のポテンシャルを書き改めたものであり、フォトダイオード71の基板深さ方向の不純物プロファイルは、図18(a) に示したように、高濃度P型不純物層87、N型フォトダイオード層82、P型ウェル層81、N型基板80となっている。
同図に示すように、基板電圧を低くすると(VSUB=5V)、前述の基板電圧を標準的な値(VSUB=10V)としたときに形成されたオーバーフローバリア(曲線100参照)よりも深い箇所に、オーバーフローバリアが形成され(曲線101参照)、フォトダイオード71の感度を向上させることができる。
図21は、この種のCCD撮像素子の基板バイアス電圧発生回路を含む回路を、前述の図17に示したCCD撮像素子に適用した例を示す図である。
基板バイアス電圧は、抵抗R1及びR2の直列接続点からトランジスタTR1を介してVSUBとして引き出され、フォトダイオード、垂直転送路、水平転送路74及び電荷検出器75等を配置した半導体基板に供給される。
一方、CCD撮像素子において、低ノイズを実現するためには、フォトダイオードで発生する暗電流を低減させることが最も有効な手段である。
尚、垂直転送電極V2をHレベルとした場合には、同図(c) に示すように、フォトダイオードから垂直転送電極V2へ電荷が移送される。
一方、CCD撮像素子の感度を向上させるためには、前述のとおり、基板電圧を下げることが有効である。
同図に示すように、基板電圧を2Vまで下げると、N型フォトダイオード層82のポテンシャルとN型基板80のポテンシャルとの差が小さくなり(曲線106参照)、N型基板80からN型フォトダイオード層82に電荷が流入する現象である、逆注入現象が発生する。この状態では、撮像素子として使用することはできない。
同図に示すように、垂直転送電極V2に15Vの高い正電圧が印加されると、N型フォトダイオード層82のポテンシャルは、その読出しパルスが印加されない場合(曲線101参照)に比べ、ポテンシャルが深くなる方向の変調を受け(曲線107参照)、これより、P型ウェル層81の接地電位の変動が発生し、N型フォトダイオード層80への電荷の逆注入が発生する基板電圧(逆注入基板電圧)が高くなるという状態が発生していた。
本発明の第2の態様に係る撮像装置は、前記第1の態様において、当該撮像装置が動画を取得する機能と静止画を取得する機能を有する場合、前記電圧供給手段は、前記静止画を取得する際に、前記光電変換素子に蓄積された電荷が前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送される直前に前記半導体基板に供給する前記基板バイアス用の電圧を上げる、構成である。
本構成によれば、前記飛ばし読みは、前記動画を取得する際に行われるようになる。
本発明の第5の態様に係る撮像装置は、被写体光量に応じた電荷を発生する二次元に配列された光電変換素子と、前記光電変換素子に蓄積された電荷を移送するための読出しゲートと、前記読出しゲートを制御するための読み出しゲート電極と、前記読出しゲートを介して移送された前記電荷を垂直方向に転送するための垂直転送路と、前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送された前記電荷を、前記垂直転送路内で垂直方向に転送するためのm相(mは2以上の整数)の垂直転送電極と、前記垂直転送電極に駆動パルスを印可する駆動パルス印加手段と、を有し、前記読み出しゲートは、前記m相の垂直転送電極のうちの所定の電極と接続され、前記光電変換素子に電荷を蓄積している間は、少なくとも前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極下にポテンシャル井戸が形成されないように前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極に低電圧を印加し、前記光電変換素子に蓄積された電荷を前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送する直前に、少なくとも前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極下のポテンシャル井戸が形成されるように前記読出しゲートに接続された前記垂直転送電極に電圧を印加する、構成である。
本構成によれば、前記駆動パルス印加手段により、前記光電変換素子に蓄積された電荷が前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送される直前に、前記垂直転送電極に高速駆動パルスが印加されるようになる。
本構成によれば、前記駆動パルス印加手段により、前記光電変換素子に蓄積された電荷が前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送される直前に、前記垂直転送電極に高速駆動パルスが印加されるようになる。
また、本発明は、上述の装置に限らず、撮像装置の駆動方法、撮像装置の駆動プログラム、顕微鏡システム、顕微鏡システムの駆動方法、及び顕微鏡システムの駆動プログラムとして構成することも可能である。
同図において、顕微鏡本体1には、ステージ2上の標本3に対向して対物レンズ4が配置されている。また、この対物レンズ4を介した観察光軸上には、三眼鏡筒ユニット5を介して接眼レンズユニット6が配置されていると共に、結像レンズユニット7を介して電子カメラ8が配置されている。
図2は、上記顕微鏡システムの詳細な構成を示す図である。
同図では、透過明視野観察、暗視野観察、位相差観察、微分干渉観察、蛍光観察などの各種の検鏡法を適宜選択可能な構成を示している。
透過照明光学系11には、透過照明用光源13が備えられ、この透過照明用光源13から照射される透過照明光の光路上に、この透過照明光を集光するコレクタレンズ14、透過用フィルタユニット15、透過視野絞り16、透過シャッタ17、折曲げミラー18、透過開口絞り19、コンデンサ光学素子ユニット20、及びトップレンズユニット21が配置されている。
透過照明光学系11と落射照明光学系12との各光軸が重なる観察光路S上には、観察の対象となる標本3を載せるステージ2と、対物レンズ4が複数装着され、一つの対物レンズ4を回転動作で選択し観察光路S上に位置させるためのレボルバ27と、対物レンズ側光学素子ユニット28と、例えば透過明視野観察または蛍光観察などの各種検鏡法に応じて観察光路S上のダイクロイックミラーを切り換えるためのキューブユニット29と、観察光路Sを観察光路S'と観察光路S"とに分岐するビームスプリッタ30とが配置されている。尚、ビームスプリッタ30は、三眼鏡筒ユニット5内に配置されている。
電子カメラ8内には、撮像素子34が配置されている。対物レンズ4からの光像は、写真接眼レンズユニット33内の写真接眼レンズ33aによって撮像素子34の撮像面に結像する。
同図の電子カメラ8において、撮像素子34として使用する、CCD撮像素子(CCDの固体撮像素子)は、カラーあるいは白黒画像を撮像するものであり、上述した顕微鏡の写真接眼レンズユニット33と共に観察光路S"上に配置されている。尚、このCCD撮像素子は、前述の図18(a) に示したものと同様に、インターライン型の縦型オーバーフロードレイン(VOFD)構造を有するものである。
尚、ここでは撮影時に行われる動作のうち、本発明に関わる部分のみを説明することにする。
蛍光観察検鏡法では、落射照明光学系12からの光が、キューブユニット29内の蛍光キューブによって分光され、対物レンズ4を通り縮小されて標本3に照射される。標本3は、前記照射された光により微弱な蛍光を発し、その蛍光は、対物レンズ4を通り拡大されてキューブユニット29内の蛍光キューブによって前記分光とは異なる波長で分光されてCCD撮像素子34に入射される。
図4(a),(b) は、その飛ばし読みを可能にするCCD撮像素子34の構成及びその動作を説明する図である。
続いて、本実施例に係る撮像装置の駆動方法でもある、CCD撮像素子34の駆動方法を説明する。
図5は、従来の方法によるCCD撮像素子34の駆動方法に係るタイミングチャートを示す図である。
静止画を取り込むときも動画を取り込むときと同様に、VSUBのHレベル最終値の立ち下がり(タイミングt1)から、垂直転送電極V2のV転送パルス2A,2BのHレベル立ち上がり(タイミングt2)までが露光期間(同図の本露光期間)となる。尚、この本露光期間においても、感度向上のためにVSUBを5Vにしている。
この垂直転送路の高速駆動は、各画素信号を個別に読み出す通常駆動(毎回の水平ブランキング期間に1単位(1水平画素相当)の垂直駆動パルスを出力するもの)とは異なり、通常駆動の数倍〜数十倍の転送速度で垂直転送路を連続的に高速駆動することで、撮像面に光が当たり続けることにより生じるスミア現象等に係る不要電荷を高速に排出するために行われるものである。尚、通常駆動に対する高速駆動の駆動倍数(1画面の転送に要する時間の逆比として定義される)がXであるとすると、この高速駆動期間は、最低1フレーム期間の1/Xは必要である。
露光が終了すると、移送された電荷に係る信号が静止画としてメモリに記録される。尚、モードが”静止画読出期間”においては、VSUBを5Vのままにしておくとスミア現象が発生する虞があるため、VSUBを所定時間間隔でHレベルにすることで、スミア現象の発生を防止するようにしている。
しかしながら、このような従来の駆動方法においては、フォトダイオードからゲート電極を兼ねる垂直転送電極V2への電荷の移送時(V転送パルス2A,2B=Hの時)には、P型ウェル層の接地電位の変動が発生し、更にフォトダイオードの感度向上のために露光期間中はVSUBを5Vとしていたため、逆注入がより発生し易くなっていた(図24の曲線107参照)。
図6は、本実施例に係るCCD撮像素子34の駆動方法に係るタイミングチャートを示す図である。
図6において、静止画を取り込む前は、図5に示したものと同様に、動画(ライブ画)表示をしている。また、このときの露光期間も図5に示したものと同様に、VSUBのHレベル最終値の立ち下がりから、ゲート電極を兼ねる垂直転送電極V2に印加するV転送パルス2A,2BのHレベル立ち上がりまでである。
静止画のときも同様に、逆注入現象の発生を防止するため、V転送パルス2A,2BのHレベル立ち上がり直前に、VSUBcontをOFFとし、VSUBのLレベルが十分に上がりきったところ、すなわちVSUBが10VになったところでV転送パルス2A,2BのHレベルが立ち上がるようにする。更に、モードが”静止画読出期間”においても、VSUBcontをOFFとしてVSUBのLレベルを10Vにして、読み出し時のスミア現象の発生を低減するようにしている
以上、本実施例によれば、逆注入現象の発生を防止しつつ高感度かつ低ノイズの撮影が可能となる。
図7は、本実施例に係るCCD撮像素子34の駆動方法に係るタイミングチャートを示す図である。
本実施例では、モードが”動画モード”であるときに、フレームレートを向上させるため、V転送パルス2BのHレベルを発生させないようにし、前述の図4(a) を用いて説明したように、飛ばし読みを行うようにしている。
以上、本実施例によれば、モードが”動画モード”であるときの駆動シーケンスをより簡易化することができる。
同図のタイミングチャートにおいて、モードが”動画モード”であるときは、飛ばし読みを行って2倍のフレームレートで読出しを行い、また、垂直転送については、1水平期間に2回転送を行っている。
尚、同図は、前述の図17に対応するものであるので、同一の構成要素は同一の符号を付して示している。
図9に示すように、V転送パルス1,2A,2B,3,4をそれぞれLレベルにすることにより、転送電極V1,V2,V3,V4(同図の斜線部)のポテンシャルを低くし、フォトダイオード71に暗電流が流れ込まないようにしている。尚、前述の図22(b) でも説明したように、ゲート電極を兼ねる垂直転送電極V2をLレベル(中間電圧)にしておくと、垂直転送電極V2下からフォトダイオードに流れ込む暗電流(電子)が少なくなることは、既に述べたとおりである。
図10は、本実施例に係るCCD撮像素子34の駆動方法に係るタイミングチャートを示す図である。
これにより、垂直転送路のポテンシャルの状態は、タイミングt1には前述の図9に示したものだったものが、タイミングt2の直前には図17に示したものとなる。すなわち、タイミングt2の直前には、ゲート電極を兼ねる垂直転送電極V2下のポテンシャルは、垂直転送電極V2をMレベル(中間電圧)としたときのポテンシャル(前述の図18,図22(a) 参照)となるので、タイミングt2になった時の垂直転送電極V2下のポテンシャル変動は、垂直転送電極V2をMレベルとしたときのポテンシャルからHレベル(高電圧)としたときのポテンシャルへの変動だけとなる。従って、P型ウェル層のポテンシャルの変動も少なくなり、逆注入現象の発生を防止することができる。
図11は、本実施例に係るCCD撮像素子34の駆動方法の変形例に係るタイミングチャートを示す図である。
以上、本実施例によれば、逆注入現象の発生を防止しつつ高感度かつ低ノイズの撮影が可能となる。
図12は、本実施例に係るCCD撮像素子34の駆動方法に係るタイミングチャートを示す図である。
図13は、本実施例に係るCCD撮像素子34の駆動方法の変形例に係るタイミングチャートを示す図である。
以上、本実施例によれば、逆注入現象の発生を防止しつつ高感度かつ低ノイズの撮影が可能になる。
この顕微鏡システムにおいて、高感度撮影が必要となるのは、蛍光撮影の場合がほとんどである。蛍光撮影の場合は、前述の図3に示すようにキューブユニット29を通してから撮影をする。このキューブユニット29には、蛍光キューブが複数種類備えられており、顕微鏡コントロール部40により、使用する蛍光キューブを選択することができるようになっている。尚、この蛍光キューブの選択により、励起光の励起波長の切換えが行われるものである。従って、選択された蛍光キューブにより標本3に照射する励起光とCCD撮像素子34に受光される蛍光との分光感度が限定されるため、蛍光キューブの種類がわかれば分光感度がほぼ予測できる。
同図に示すように、標本3に440nm付近の励起光を照射すると、CCD撮像素子34に受光される蛍光の波長は、標本3にもよるが、およそ500nm付近となり、高感度(VSUBを5V)にしても、あまり感度アップを期待できないのが確認できる。また、高感度(VSUBを5V)にすると、ブルーミング現象やスミア現象等の問題が生じる虞もある。そこで、この蛍光キューブが選択された場合には、感度を通常(VSUBを10V)にするようにする。
同図に示すように、標本3に530nm付近の励起光を照射すると、CCD撮像素子34に受光される蛍光の波長は、標本3にもよるが、およそ620nm付近となり、高感度(VSUBを5V)にすると、感度アップを期待できるのが確認できる。そこで、この蛍光キューブが選択された場合には、感度を高感度(VSUBを5V)にするようにする。
具体的には、CPU51が顕微鏡コントロール部40に使用する蛍光キューブの種類を指定して蛍光キューブを選択し、同時に、感度を高感度にするか否か(VSUB(VSUBのLレベル)を5Vにするか10Vにするか)を判断し、その判断結果に応じてVSUBcontを変動させるものである。
尚、同図においては、VSUBcontの段と信号出力の段との間に、使用する蛍光キューブにより標本3に照射される励起光の波長も示している。
尚、本実施例では、440nmと530nmの2種類の励起波長の励起光を使用した場合のタイミングチャートを示したが、3種類以上の励起波長の励起光を使用し、各励起波長毎にVSUBのLレベルを最適な電圧にすべくVSUBcontを変動させるようにすることも可能であることは勿論である。
また、各実施例では、垂直転送電極V2が読出しゲート電極も兼ねていたが、垂直転送電極V2とは別に読出しゲート電極を設けるようにすることも可能である。
2 ステージ
3 標本
4 対物レンズ
5 三眼鏡筒ユニット
6 接眼レンズユニット
7 結像レンズユニット
8 電子カメラ
11 透過照明光学系
12 落射照明光学系
13 透過照明用光源
14 コレクタレンズ
15 透過用フィルタユニット
16 透過視野絞り
17 透過シャッタ
18 折曲げミラー
19 透過開口絞り
20 コンデンサ光学素子ユニット
21 トップレンズユニット
22 落射照明用光源
23 落射用フィルタユニット
24 落射シャッタ
25 落射視野絞り
26 落射開口絞り
27 レボルバ
28 対物レンズ側光学素子ユニット
29 キューブユニット
30 ビームスプリッタ
31 中間変倍光学系(ズーム鏡筒)
31a 変倍ズームレンズ
32 オートフォーカス(AF)ユニット
33 写真接眼レンズユニット
33a 写真接眼レンズ
34 撮像素子
35 ビームスプリッタ
35a AF用受光素子
36 駆動回路部
37 対物レンズ検出部
38 リタデーション調整動作検出部
39 写真接眼レンズ検出部
40 顕微鏡コントロール部
51 CPU
52 CDS回路
53 増幅器(AMP)
54 OBクランプ回路
55 A/D変換器
56 画像メモリ
57 メモリコントローラ
58 画像信号処理回路
59 液晶ディスプレイ(LCD)
60 DRAM
61 圧縮伸長回路
62 記録媒体
63 操作部
64 タイミングジェネレータ(TG)
65 シグナルジェネレータ(SG)
66 SUB電圧切り替え回路
67 SUBパルス重畳回路
71 フォトダイオード
72 読出しゲート
73 垂直転送路
74 水平転送路
75 電荷(信号)検出器
76 読出しアンプ
80 N型基板
81 P型ウェル(P−Well)層
82 N型フォトダイオード層
83 N型垂直CCD埋込み層
84 P型垂直CCDウェル層
85 絶縁層
86 垂直転送電極
87 高濃度P型不純物層
88 金属層
89、90、91 範囲
92、93、94、95、96 範囲
100、101 曲線
102 基板バイアス電圧発生回路(内部VSUB発生回路)
103 SUB電圧切換え回路
104 SUBパルス重畳回路
105 TG(タイミングジェネレータ)
106、107 曲線
Claims (17)
- 被写体光量に応じた電荷を発生する光電変換素子が二次元に配列された半導体基板と、
前記半導体基板に基板バイアス用の電圧を供給する電圧供給手段と、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を移送するための読出しゲートと、
前記読出しゲートを制御するための読み出しゲート電極と、
前記読出しゲートを介して移送された前記電荷を垂直方向に転送するための垂直転送路と、
前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送された前記電荷を、前記垂直転送路内で垂直方向に転送するための垂直転送電極と、
を有し、
前記電圧供給手段は、前記光電変換素子に蓄積された電荷が前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送される直前に前記半導体基板に供給する前記基板バイアス用の電圧を上げる、
ことを特徴とする撮像装置。 - 当該撮像装置が動画を取得する機能と静止画を取得する機能を有する場合、
前記電圧供給手段は、前記静止画を取得する際に、前記光電変換素子に蓄積された電荷が前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送される直前に前記半導体基板に供給する前記基板バイアス用の電圧を上げる、
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 前記読出しゲートを制御して前記垂直転送路に移送する電荷を制限する飛ばし読みを行う場合には、前記電圧供給手段は、前記光電変換素子に蓄積された電荷が前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送される直前に前記半導体基板に供給する前記基板バイアス用の電圧を上げない、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装置。 - 前記飛ばし読みは、前記動画を取得する際に行われる、
ことを特徴とする請求項3記載の撮像装置。 - 被写体光量に応じた電荷を発生する二次元に配列された光電変換素子と、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を移送するための読出しゲートと、
前記読出しゲートを制御するための読み出しゲート電極と、
前記読出しゲートを介して移送された前記電荷を垂直方向に転送するための垂直転送路と、
前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送された前記電荷を、前記垂直転送路内で垂直方向に転送するためのm相(mは2以上の整数)の垂直転送電極と、
前記垂直転送電極に駆動パルスを印可する駆動パルス印加手段と、
を有し、
前記読み出しゲートは、前記m相の垂直転送電極のうちの所定の電極と接続され、
前記光電変換素子に電荷を蓄積している間は、少なくとも前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極下にポテンシャル井戸が形成されないように前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極に低電圧を印加し、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送する直前に、少なくとも前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極下にポテンシャル井戸が形成されるように前記読出しゲートに接続された前記垂直転送電極に電圧を印加する、
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記駆動パルス印加手段は、前記光電変換素子に蓄積された電荷が前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送される直前に、前記垂直転送電極に高速駆動パルスを印加する、
ことを特徴とする請求項5記載の撮像装置。 - 被写体光量に応じた電荷を発生する光電変換素子が二次元に配列された半導体基板と、
前記半導体基板に基板バイアス用の電圧を供給する電圧供給手段と、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を移送するための読出しゲートと、
前記読出しゲートを制御するための読み出しゲート電極と、
前記読出しゲートを介して移送された前記電荷を垂直方向に転送するための垂直転送路と、
前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送された前記電荷を、前記垂直転送路内で垂直方向に転送するためのm相(mは2以上の整数)の垂直転送電極と、
前記垂直転送電極に駆動パルスを印可する駆動パルス印加手段と、
を有し、
前記読み出しゲートは、前記m相の垂直転送電極のうちの所定の電極と接続され、
前記光電変換素子に電荷を蓄積している間は、少なくとも前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極下にポテンシャル井戸が形成されないように前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極に低電圧を印加し、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送する直前に、少なくとも前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極下にポテンシャル井戸が形成されるように前記読出しゲートに接続された前記垂直転送電極に電圧を印加する共に、前記電圧供給手段は前記半導体基板に供給する前記基板バイアス用の電圧を上げる、
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記駆動パルス印加手段は、前記光電変換素子に蓄積された電荷が前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送される直前に、前記垂直転送電極に高速駆動パルスを印加する、
ことを特徴とする請求項7記載の撮像装置。 - 請求項1記載の撮像装置と、
励起光の励起波長を切換える手段と、
を有し、
前記撮像装置の前記電圧供給手段は、前記励起光の励起波長の切換えに応じて前記半導体基板に供給する前記基板バイアス用の電圧を可変する、
ことを特徴とする顕微鏡システム。 - 被写体光量に応じた電荷を発生する光電変換素子が二次元に配列された半導体基板と、
前記半導体基板に基板バイアス用の電圧を供給する電圧供給手段と、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を移送するための読出しゲートと、
前記読出しゲートを制御するための読み出しゲート電極と、
前記読出しゲートを介して移送された前記電荷を垂直方向に転送するための垂直転送路と、
前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送された前記電荷を、前記垂直転送路内で垂直方向に転送するための垂直転送電極と、
を有する撮像装置の駆動方法であって、
前記電圧供給手段は、前記光電変換素子に蓄積された電荷が前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送される直前に前記半導体基板に供給する前記基板バイアス用の電圧を上げる、
ことを特徴とする撮像装置の駆動方法。 - 被写体光量に応じた電荷を発生する二次元に配列された光電変換素子と、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を移送するための読出しゲートと、
前記読出しゲートを制御するための読み出しゲート電極と、
前記読出しゲートを介して移送された前記電荷を垂直方向に転送するための垂直転送路と、
前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送された前記電荷を、前記垂直転送路内で垂直方向に転送するためのm相(mは2以上の整数)の垂直転送電極と、
を有し、前記読み出しゲートが、前記m相の垂直転送電極のうちの所定の電極と接続される撮像装置の駆動方法であって、
前記光電変換素子に電荷を蓄積している間は、少なくとも前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極下にポテンシャル井戸が形成されないように前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極に低電圧を印加し、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送する直前に、少なくとも前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極下にポテンシャル井戸が形成されるように前記読出しゲートに接続された前記垂直転送電極に電圧を印加する、
ことを特徴とする撮像装置の駆動方法。 - 被写体光量に応じた電荷を発生する光電変換素子が二次元に配列された半導体基板と、
前記半導体基板に基板バイアス用の電圧を供給する電圧供給手段と、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を移送するための読出しゲートと、
前記読出しゲートを制御するための読み出しゲート電極と、
前記読出しゲートを介して移送された前記電荷を垂直方向に転送するための垂直転送路と、
前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送された前記電荷を、前記垂直転送路内で垂直方向に転送するためのm相(mは2以上の整数)の垂直転送電極と、
を有し、前記読み出しゲートが、前記m相の垂直転送電極のうちの所定の電極と接続される撮像装置の駆動方法であって、
前記光電変換素子に電荷を蓄積している間は、少なくとも前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極下にポテンシャル井戸が形成されないように前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極に低電圧を印加し、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送する直前に、少なくとも前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極下にポテンシャル井戸が形成されるように前記読出しゲートに接続された前記垂直転送電極に電圧を印加する共に、前記電圧供給手段は前記半導体基板に供給する前記基板バイアス用の電圧を上げる、
ことを特徴とする撮像装置の駆動方法。 - 請求項1記載の撮像装置と、
励起光の励起波長を切換える手段と、
を有する顕微鏡システムの駆動方法であって、
前記撮像装置の前記電圧供給手段は、前記励起光の励起波長の切換えに応じて前記半導体基板に供給する前記基板バイアス用の電圧を可変する、
ことを特徴とする顕微鏡システムの駆動方法。 - 被写体光量に応じた電荷を発生する光電変換素子が二次元に配列された半導体基板と、
前記半導体基板に基板バイアス用の電圧を供給する電圧供給手段と、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を移送するための読出しゲートと、
前記読出しゲートを制御するための読み出しゲート電極と、
前記読出しゲートを介して移送された前記電荷を垂直方向に転送するための垂直転送路と、
前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送された前記電荷を、前記垂直転送路内で垂直方向に転送するための垂直転送電極と、
を有する撮像装置の駆動プログラムであって、
コンピュータに、
前記電圧供給手段が前記光電変換素子に蓄積された電荷が前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送される直前に前記半導体基板に供給する前記基板バイアス用の電圧を上げる機能、
を実現させるための撮像装置の駆動プログラム。 - 被写体光量に応じた電荷を発生する二次元に配列された光電変換素子と、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を移送するための読出しゲートと、
前記読出しゲートを制御するための読み出しゲート電極と、
前記読出しゲートを介して移送された前記電荷を垂直方向に転送するための垂直転送路と、
前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送された前記電荷を、前記垂直転送路内で垂直方向に転送するためのm相(mは2以上の整数)の垂直転送電極と、
を有し、前記読み出しゲートが、前記m相の垂直転送電極のうちの所定の電極と接続される撮像装置の駆動プルグラムであって、
コンピュータに、
前記光電変換素子に電荷を蓄積している間は、少なくとも前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極下にポテンシャル井戸が形成されないように前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極に低電圧を印加する機能と、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送する直前に、少なくとも前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極下にポテンシャル井戸が形成されるように前記読出しゲートに接続された前記垂直転送電極に電圧を印加する機能と、
を実現させるための撮像装置の駆動プログラム。 - 被写体光量に応じた電荷を発生する光電変換素子が二次元に配列された半導体基板と、
前記半導体基板に基板バイアス用の電圧を供給する電圧供給手段と、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を移送するための読出しゲートと、
前記読出しゲートを制御するための読み出しゲート電極と、
前記読出しゲートを介して移送された前記電荷を垂直方向に転送するための垂直転送路と、
前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送された前記電荷を、前記垂直転送路内で垂直方向に転送するためのm相(mは2以上の整数)の垂直転送電極と、
を有し、前記読み出しゲートが、前記m相の垂直転送電極のうちの所定の電極と接続される撮像装置の駆動プログラムであって、
コンピュータに、
前記光電変換素子に電荷を蓄積している間は、少なくとも前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極下にポテンシャル井戸が形成されないように前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極に低電圧を印加する機能と、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を前記読み出しゲートを介して前記垂直転送路に移送する直前に、少なくとも前記読み出しゲートと接続された前記垂直転送電極下にポテンシャル井戸が形成されるように前記読出しゲートに接続された前記垂直転送電極に電圧を印加する共に、前記電圧供給手段は前記半導体基板に供給する前記基板バイアス用の電圧を上げる機能と、
を実現させるための撮像装置の駆動プログラム。 - 請求項1記載の撮像装置と、
励起光の励起波長を切換える手段と、
を有する顕微鏡システムの駆動プログラムであって、
コンピュータに、
前記撮像装置の前記電圧供給手段が、前記励起光の励起波長の切換えに応じて前記半導体基板に供給する前記基板バイアス用の電圧を可変する機能、
を実現させるための顕微鏡システムの駆動プログラム。
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