JP2009141505A - 固体撮像装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ドレイン領域を新設することなく、印加するクロックタイミング数の削減を実現することができるリニアセンサ及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】メイン水平転送部は第１の転送電極と第２の転送電極を交互に配列すると共に、最終段に第３の転送電極を配列し、サブ水平転送部は第１の転送電極と第２の転送電極を交互に配列すると共に、最終段に第２の転送電極を配列し、少なくとも第２の転送電極に印加する第２の転送パルスが低レベル電位とされてから所定期間は、リセットゲートに高レベル電位を印加する。
【選択図】図３（ｅ）

Description

本発明は固体撮像装置及びその駆動方法に関する。詳しくは２以上の電荷転送部を有する固体撮像装置及びその駆動方法に係るものである。

入力光に応じた量の信号電荷を蓄積するフォトダイオードからなる画素が一次元的に配列され、これら画素からの信号電荷をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）の電荷転送方式によって出力部側に転送する水平転送レジスタを有するＣＣＤリニアセンサは、コピー，ファクシミリ，ＯＣＲ，パターン認識など、多くの分野で使用されており、複数のＣＣＤリニアセンサを備える固体撮像装置も開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
以下、図面を用いて従来の固体撮像装置について説明を行なう。

図５は従来の固体撮像装置の一例を説明するための模式図を示している。ここで示す固体撮像装置１０１ではスタッガード構造の両側読み出し方式を採用しており、赤色用の第１のＣＣＤリニアセンサ１０２、緑色用の第２のＣＣＤリニアセンサ１０３及び青色用の第３のＣＣＤリニアセンサ１０４を備え、各ＣＣＤリニアセンサは、フォトダイオードから成る光電変換部（画素）１０５が直線的に多数配列されて成る第１のメインセンサ列１０６、第１のサブセンサ列１０７、第２のメインセンサ列１０８、第２のサブセンサ列１０９、第３のメインセンサ列１１０、第３のサブセンサ列１１１を有し、各メインセンサ列のサブセンサ列とは反対側には各メインセンサ列の各光電変換部で光電変換された信号電荷を読み出す第１のメイン読み出しゲート１１２、第２のメイン読み出しゲート１１３、第３のメイン読み出しゲート１１４が設けられ、各サブセンサ列のメインセンサ列とは反対側には各サブセンサ列の各光電変換部で光電変換された信号電荷を読み出す第１のサブ読み出しゲート１１５、第２のサブ読み出しゲート１１６、第３のサブ読み出しゲート１１７が設けられ、各メイン読み出しゲートのメインセンサ列とは反対側にはメイン読み出しゲートにより読み出された信号電荷を出力部側に転送する第１のメイン水平転送レジスタ１１８、第２のメイン水平転送レジスタ１１９、第３のメイン水平転送レジスタ１２０が設けられ、各サブ読み出しゲートのサブセンサ列とは反対側にはサブ読み出しゲートにより読み出された信号電荷を出力部側に転送する第１のサブ水平転送レジスタ１２１、第２のサブ水平転送レジスタ１２２、第３のサブ水平転送レジスタ１２３が設けられている。

上記の様に構成された第１のＣＣＤリニアセンサ、第２のＣＣＤリニアセンサ及び第３のＣＣＤリニアセンサでは、入力光に応じて各メインセンサ列や各サブセンサ列の各光電変換部に蓄積された信号電荷は、各メイン読み出しゲートを介してメイン水平転送レジスタに読み出され、若しくは各サブ読み出しゲートを介してサブ水平転送レジスタに読み出され、読み出された信号電荷は各メイン水平転送レジスタ若しくは各サブ水平転送レジスタにより順次転送された後、第１の電荷電圧変換部１２４、第２の電荷電圧変換部１２５、第３の電荷電圧変換部１２６において信号電圧に変換され、更にはアンプ等から成る第１の出力回路１２７、第２の出力回路１２８、第３の出力回路１２９を経て信号出力となる。

上述した水平転送レジスタの水平転送は一般に２相駆動、即ち、水平転送レジスタ上の転送電極（Ｈ１，Ｈ２）に転送パルス（φＨ１，φＨ２）を印加することで信号電荷が転送される構造を採っている。具体的には、図５中の点線で囲んだ領域における模式的な断面図である図６（ａ）中符合Ｈ１で示す第１の転送電極に図６（ｂ）中符合φＨ１で示す第１の転送パルスを印加すると共に、図６（ａ）中符合Ｈ２で示す第２の転送電極に図６（ｂ）中符合Ｈφ２で示す第２の転送パルスを印加し（一般にはφＨ１の振幅／φＨ２の振幅は３〜５Ｖ程度であり、φＨ１と第Ｈ２は逆位相の転送パルスとなる。）、水平転送レジスタのポテンシャルを上下させることで、出力方向（図６（ａ）の場合には右方向から左方向）に信号電荷が転送されることとなる。

なお、水平転送レジスタの最終段の電極には第１の転送パルスや第２の転送パルスとは独立した転送パルスが印加される構造を採っている。具体的には、各メイン水平転送レジスタの最終段に図６（ｃ）中符合ＬＨ１で示す第３の転送電極を設け、この第３の転送電極に第３の転送パルスφＬＨ１が印加され、各サブ水平転送レジスタの最終段に図６（ｃ）中符合ＬＨ２で示す第４の転送電極を設け、この第４の転送電極に第４の転送パルスφＬＨ２が印加される構造を採っている。

以下、上記の様に構成された従来の固体撮像装置の各種駆動モード毎の駆動方法について説明を行なう。

［メインセンサ列及びサブセンサ列の光電変換部で蓄積された信号電荷を加算せずに読み出す場合］
各メインセンサ列及び各サブセンサ列の各光電変換部で蓄積された信号電荷を画素加算することなく読み出しを行なう場合には、第１の転送電極Ｈ１に図７（ａ）中符合φＨ１で示す第１の転送パルスを印加し、第２の転送電極Ｈ２に図７（ａ）中符合φＨ２で示す第２の転送パルス（第２の転送パルスは第１の転送パルスの反転パルスである。）を印加し、第３の転送電極ＬＨ１に図７（ａ）中符合φＬＨ１で示す第３の転送パルス（第３の転送パルスは第１の転送パルスと同一パルスである。）を印加し、第４の転送電極ＬＨ２に図７（ａ）中符合φＬＨ２で示す第４の転送パルス（第４の転送パルスは第２の転送パルスと同一パルスである。）を印加すると共に、リセットゲートに図７（ａ）中符合φＲＳで示すリセットゲートパルス（リセットゲートパルスは第１の転送パルスの２倍の周波数であり、第１の転送パルスの立ち上がり後に立ち上がり、第１の転送パルスの立ち下がり前に立ち下がるタイミングを有すると共に、第２の転送パルスの立ち上がり後に立ち上がり、第２の転送パルスの立ち下がり前に立ち下がるタイミングを有する。）を印加することによって、図７（ａ）中符合Ｖｏｕｔで示す出力信号を得ることができる。

［メインセンサ列の各光電変換部で蓄積された信号電荷のみを加算せずに読み出す場合］
各メインセンサ列の各光電変換部で蓄積された信号電荷を画素加算することなく読み出しを行なう場合には、第１の転送電極Ｈ１に図７（ｂ）中符合φＨ１で示す第１の転送パルスを印加し、第２の転送電極Ｈ２に図７（ｂ）中符合φＨ２で示す第２の転送パルス（第２の転送パルスは第１の転送パルスの反転パルスである。）を印加し、第３の転送電極ＬＨ１に図７（ｂ）中符合φＬＨ１で示す第３の転送パルス（第３の転送パルスは第１の転送パルスと同一パルスである。）を印加し、第４の転送電極ＬＨ２に図７（ｂ）中符合φＬＨ２で示す第４の転送パルス（第４の転送パルスは第２の転送パルスと同一パルスである。）を印加すると共に、リセットゲートに図７（ｂ）中符合φＲＳで示すリセットゲートパルス（リセットゲートパルスは第１の転送パルスと同一周波数であり、第４の転送パルスの立ち下がりタイミングと同時に立ち上がり、第４の転送パルスが立ち上がる前に立ち下がるタイミングを有する。）を印加することによって、図７（ｂ）中符合Ｖｏｕｔで示す出力信号を得ることができる。

［メインセンサ列の２つの光電変換部に蓄積された信号電荷とサブセンサ列の２つの光電変換部に蓄積された信号電荷を加算して読み出す場合（その１）］
メインセンサ列の光電変換部で蓄積された２画素分の信号電荷とサブセンサ列の光電変換部で蓄積された２画素分の信号電荷を画素加算して読み出しを行なう場合には、第１の転送電極Ｈ１に図７（ｃ）中符合φＨ１で示す第１の転送パルスを印加し、第２の転送電極Ｈ２に図７（ｃ）中符合φＨ２で示す第２の転送パルス（第２の転送パルスは第１の転送パルスの反転パルスである。）を印加し、第３の転送電極ＬＨ１に図７（ｃ）中符合φＬＨ１で示す第３の転送パルス（第３の転送パルスは第１の転送パルスと同一パルスである。）を印加し、第４の転送電極ＬＨ２に図７（ｃ）中符合φＬＨ２で示す第４の転送パルス（第４の転送パルスは第２の転送パルスと同一パルスである。）を印加すると共に、リセットゲートに図７（ｃ）中符合φＲＳで示すリセットゲートパルス（リセットゲートパルスは第１の転送パルスの１／２倍の周波数であり、第１の転送パルスの立ち上がり後に立ち上がり、第１の転送パルスの立ち下がり前に立ち下がるタイミングを有する。）を印加することによって、図７（ｃ）中符合Ｖｏｕｔで示す出力信号を得ることができる。

［メインセンサ列の２つの光電変換部に蓄積された信号電荷とサブセンサ列の２つの光電変換部に蓄積された信号電荷を加算して読み出す場合（その２）］
メインセンサ列の光電変換部で蓄積された２画素分の信号電荷とサブセンサ列の光電変換部で蓄積された２画素分の信号電荷を画素加算して読み出しを行なう場合には、第１の転送電極Ｈ１に図７（ｄ）中符合φＨ１で示す第１の転送パルスを印加し、第２の転送電極Ｈ２に図７（ｄ）中符合φＨ２で示す第２の転送パルス（第２の転送パルスは第１の転送パルスの反転パルスである。）を印加し、第３の転送電極ＬＨ１に図７（ｄ）中符合φＬＨ１で示す第３の転送パルス（第３の転送パルスは第１の転送パルスの１／２倍の周波数であり、第１の転送電極と同タイミングで立ち上がり、第１の転送電極の次々回の立ち下がりタイミングで立ち下がるタイミングを有する。）を印加し、第４の転送電極ＬＨ２に図７（ｄ）中符合φＬＨ２で示す第４の転送パルス（第４の転送パルスは第３の転送パルスの反転パルスである。）を印加すると共に、リセットゲートに図７（ｄ）中符合φＲＳで示すリセットゲートパルス（リセットゲートパルスは第１の転送パルスの１／２倍の周波数であり、第２の転送パルスと同タイミングで立ち上がり、第２の転送パルスが立ち下がる前に立ち下がり、次回の立ち上がりタイミングは第２の転送パルスの次々回の立ち上がりタイミングである。）を印加することによって、図７（ｄ）中符合Ｖｏｕｔで示す出力信号を得ることができる。

［メインセンサ列の２つの光電変換部に蓄積された信号電荷を加算して読み出す場合］
メインセンサ列の光電変換部で蓄積された２画素分の信号電荷を画素加算して読み出しを行なう場合には、第１の転送電極Ｈ１に図７（ｅ）中符合φＨ１で示す第１の転送パルスを印加し、第２の転送電極Ｈ２に図７（ｅ）中符合φＨ２で示す第２の転送パルス（第２の転送パルスは第１の転送パルスの反転パルスである。）を印加し、第３の転送電極ＬＨ１に図７（ｅ）中符合φＬＨ１で示す第３の転送パルス（第３の転送パルスは第１の転送パルスの１／２倍の周波数であり、第１の転送パルスと同タイミングで立ち上がり、第１の転送パルスの次々回の立ち下がりタイミングで立ち下がるタイミングを有する。）を印加し、第４の転送電極ＬＨ２に図７（ｅ）中符合φＬＨ２で示す第４の転送パルス（第４の転送パルスは第３の転送パルスの反転パルスである。）を印加すると共に、リセットゲートに図７（ｅ）中符合φＲＳで示すリセットゲートパルス（リセットゲートパルスは第１の転送パルスの１／２の周波数であり、第１の転送パルスと同タイミングで立ち上がり、第１の転送パルスが立ち下がる前に立ち下がり、次回の立ち上がりタイミングは第１の転送パルスの次々回の立ち上がりタイミングである。）を印加することによって、図７（ｅ）中符合Ｖｏｕｔで示す出力信号を得ることができる。

上述の通り、従来の固体撮像装置では、第３の転送電極及び第４の転送電極を第１の転送電極及び第２の転送電極とは独立して設け、固体撮像装置の駆動モードに応じて各転送電極に転送パルスを印加している。

特開２００１−２４５１１９号公報

ところで、近年では、水平転送パルス端子を削減することができる等の理由から固体撮像装置に印加するクロックタイミング数の削減が求められている。

なお、電荷電圧変換部に到達する前段階の水平転送レジスタ上に信号電荷を掃き捨てるためのドレイン領域を形成することによってクロックタイミング数の削減を実現することは可能であるものの、こうした方法では、別途ドレイン領域を形成する必要があるために必ずしも妥当な方法であるとは言い難い。

本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、ドレイン領域を新設することなく、印加するクロックタイミング数の削減を実現することができる固体撮像装置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。

上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置は、第１のセンサ列と、該第１のセンサ列に蓄積される信号電荷を転送する第１の電荷転送部と、前記第１のセンサ列に並設された第２のセンサ列と、該第２のセンサ列に蓄積される信号電荷を転送する第２の電荷転送部と、前記第１の電荷転送部及び前記第２の電荷転送部から順次転送された信号電荷を蓄積し、蓄積された信号電荷を電圧信号に変換する電荷電圧変換部と、該電荷電圧変換部に並設され、同電荷電圧変換部に蓄積した信号電荷を掃き捨てるリセットドレイン領域と、前記電荷電圧変換部に蓄積された信号電荷を前記リセットドレイン領域に導くためのリセット電圧が印加されるリセットゲートとを備える固体撮像装置において、前記第１の電荷転送部は、第１の転送パルスが印加される第１の電極と、前記第１の転送パルスが反転された第２の転送パルスが印加される第２の電極が交互に配列されて構成されると共に、最終段には第３の転送パルスが印加される第３の電極が配されて構成され、前記第２の電荷転送部は、前記第１の電極と、前記第２の電極が交互に配列されて構成されると共に、最終段には前記第２の電極が配されて構成され、少なくとも前記第２の転送パルスが低レベル電位とされてから第１の所定期間は、前記リセットゲートに高レベル電位が印加される。

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装置の駆動方法は、第１のセンサ列と、該第１のセンサ列に蓄積される信号電荷を転送する第１の電荷転送部と、前記第１のセンサ列に並設された第２のセンサ列と、該第２のセンサ列に蓄積される信号電荷を転送する第２の電荷転送部と、前記第１の電荷転送部及び前記第２の電荷転送部から順次転送された信号電荷を蓄積し、蓄積された信号電荷を電圧信号に変換する電荷電圧変換部と、該電荷電圧変換部に並設され、同電荷電圧変換部に蓄積した信号電荷を掃き捨てるリセットドレイン領域と、前記電荷電圧変換部に蓄積された信号電荷を前記リセットドレイン領域に導くためのリセット電圧が印加されるリセットゲートとを備え、前記第１の電荷転送部は、第１の転送パルスが印加される第１の電極と、前記第１の転送パルスが反転された第２の転送パルスが印加される第２の電極が交互に配列されて構成されると共に、最終段には第３の転送パルスが印加される第３の電極が配されて構成され、前記第２の電荷転送部は、前記第１の電極と、前記第２の電極が交互に配列されて構成されると共に、最終段には前記第２の電極が配されて構成された固体撮像装置の駆動方法であって、少なくとも前記第２の転送パルスが低レベル電位とされてから第１の所定期間は、前記リセットゲートに高レベル電位を印加する。

ここで、第２の電荷転送部が、第１の電極と第２の電極が交互に配列されて構成されると共に、最終段には第２の電極が配されて構成されており、最終段の転送電極が他の電極から独立して構成されていないことによって、第２の電荷転送部の最終段に印加する転送パルスを他の転送パルスと共通化することができ、固体撮像装置に印加するクロックタイミング数を削減することができる。

また、少なくとも第２の転送パルスが低レベル電位とされてから第１の所定の期間はリセットゲートに高レベル電位を印加することによって、第１の電荷転送部で転送された信号電荷の加算が実現する。そして、第１の電荷転送部で転送された信号電荷の加算が実現することによって、クロックタイミング数を削減した状態であっても、従来の固体撮像装置と同様の各種駆動モードの実現が可能となる。なお、「第１の所定期間」とは、第２の電荷転送部で転送された信号電荷をリセットドレイン領域に導くことが可能な期間を意味している。

以下、少なくとも第２の転送パルスが低レベル電位とされてから第１の所定の期間はリセットゲートに高レベル電位を印加することによって、従来の固体撮像装置と同様に各種駆動モードの実現が可能となる点について詳細に説明を行なう。

先ず、第２の転送電極が最終段に配されて構成されていることから、第２の転送電極に印加される第２の転送パルスが低レベル電位とされた際に第２の電荷転送部で転送された信号電荷を電荷電圧変換部に転送することになる。また、リセットゲートに高レベル電位を印加することによって電荷電圧変換部に蓄積された信号電荷がリセットドレイン領域に導かれることとなる。つまり、第２の転送パルスが低レベル電位とされてから第１の所定期間はリセットゲートに高レベル電位を印加することとすると、第２の電荷転送部により転送された信号電荷を電荷電圧変換部に転送すると同時にリセットドレイン領域に導くことができる。
ところで、上述した従来の固体撮像装置の駆動方法のタイミングチャート（図７参照。）からも明らかな様に、従来の固体撮像装置において、電荷転送部の最終段の転送電極に最終段の転送電極以外の転送電極に印加する転送パルスとは独立した転送パルスを印加する必要があるのは、一方のセンサ列の光電変換部で蓄積された信号電荷を加算し、加算された信号電荷を電荷電圧変換部に転送する場合のみである。即ち、メインセンサ列及びサブセンサ列の光電変換部で蓄積された信号電荷を加算せずに読み出す場合（図７（ａ）で示すタイミングチャートの場合）、メインセンサ列の各光電変換部で蓄積された信号電荷のみを加算せずに読み出す場合（図７（ｂ）で示すタイミングチャートの場合）、メインセンサ列の２つの光電変換部に蓄積された信号電荷とサブセンサ列の２つの光電変換部に蓄積された信号電荷を加算して読み出す場合（その１）（図７（ｃ）で示すタイミングチャートの場合）については、そもそも電荷転送部の最終段の転送電極に最終段の転送電極以外の転送電極に印加する転送パルスとは独立した転送パルスを印加する必要がない。
従って、第２の電荷転送部の最終段の転送電極が他の電極から独立していないことによって、従来と同様の画素の読み出しタイミングでは実現できない駆動モードは一方のセンサ列の光電変換部で蓄積された信号電荷を加算し、加算された信号電荷を電荷電圧変換部に転送する場合のみである。
そこで、少なくとも第２の転送パルスが低レベル電位とされてから第１の所定の期間はリセットゲートに高レベル電位を印加することとし、第２の電荷転送部で転送された信号電荷をリセットドレイン領域に掃き捨てることによって、第１の電荷転送部で転送された信号電荷を加算し、加算した信号電荷の電荷電圧変換部への転送が実現でき、従来の固体撮像装置と同様に各種駆動モードの実現が可能となる。

また、少なくとも第３の転送パルスが低レベル電位とされてから第２の所定期間は、リセットゲートに低レベル電位が印加されることによって、第１の電荷転送部で加算された信号電荷を確実に電荷電圧変換部に転送することができる。なお、「第２の所定期間」とは、第１の電荷電圧変換部で転送された信号電荷（加算された信号電荷）を電荷電圧変換部に導くことが可能な期間を意味している。

なお、第２の転送パルスが低レベル電位とされてから第１の所定期間のみリセットゲートに高レベル電位が印加されることにすることで、一定間隔でＨレベルを示すリセットゲートパルスを印加すれば良く、リセットゲートパルス生成の容易化が実現する。

上記した本発明を適用した固体撮像装置及びその駆動方法では、ドレイン領域を新設することなく印加するクロックタイミング数の削減を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は本発明を適用した固体撮像装置の一例であるリニアセンサを説明するための模式図を示している。ここで示すリニアセンサ１ではスタッガード構造の両側読み出し方式を採用しており、上述した従来の固体撮像装置の一例と同様に、赤色用の第１のＣＣＤリニアセンサ２、緑色用の第２のＣＣＤリニアセンサ３及び青色用の第３のＣＣＤリニアセンサ４を備え、各ＣＣＤリニアセンサは、フォトダイオードから成る光電変換部（画素）５が直線的に多数配列されて成る第１のメインセンサ列６、第１のサブセンサ列７、第２のメインセンサ列８、第２のサブセンサ列９、第３のメインセンサ列１０、第３のサブセンサ列１１を有し、各メインセンサ列のサブセンサ列とは反対側には各メインセンサ列の各光電変換部で光電変換された信号電荷を読み出す第１のメイン読み出しゲート１２、第２のメイン読み出しゲート１３、第３のメイン読み出しゲート１４が設けられ、各サブセンサ列のメインセンサ列とは反対側には各サブセンサ列の各光電変換部で光電変換された信号電荷を読み出す第１のサブ読み出しゲート１５、第２のサブ読み出しゲート１６、第３のサブ読み出しゲート１７が設けられ、各メイン読み出しゲートのメインセンサ列とは反対側にはメイン読み出しゲートにより読み出された信号電荷を出力部側に転送する第１のメイン水平転送レジスタ１８、第２のメイン水平転送レジスタ１９、第３のメイン水平転送レジスタ２０が設けられ、各サブ読み出しゲートのサブセンサ列とは反対側にはサブ読み出しゲートにより読み出された信号電荷を出力部側に転送する第１のサブ水平転送レジスタ２１、第２のサブ水平転送レジスタ２２、第３のサブ水平転送レジスタ２３が設けられている。

また、各メイン水平転送レジスタは、図２で示す様に、後述する第１の転送パルスφＨ１が印加される第１の転送電極Ｈ１と、後述する第２の転送パルスφＨ２が印加される第２の転送電極Ｈ２が交互に設けられており、最終段には後述する第３の転送パルスφＬＨが印加される第３の転送電極ＬＨが設けられている。また、各サブ水平転送レジスタは、図２で示す様に、後述する第１の転送パルスφＨ１が印加される第１の転送電極Ｈ１と、後述する第２の転送パルスφＨ２が印加される第２の転送電極Ｈ２が交互に設けられており、最終段には第２の転送電極が配置されている。

上記の様に構成された第１のＣＣＤリニアセンサ、第２のＣＣＤリニアセンサ及び第３のＣＣＤリニアセンサでは、上述の従来の固体撮像装置と同様に、入力光に応じて各メインセンサ列や各サブセンサ列の各光電変換部に蓄積された信号電荷は、各メイン読み出しゲートを介してメイン水平転送レジスタに読み出され、若しくは各サブ読み出しゲートを介してサブ水平転送レジスタに読み出され、読み出された信号電荷は各メイン水平転送レジスタ若しくは各サブ水平転送レジスタにより順次転送された後、第１の電荷電圧変換部２４、第２の電荷電圧変換部２５、第３の電荷電圧変換部２６において信号電圧に変換され、更にはアンプ等から成る第１の出力回路２７、第２の出力回路２８、第３の出力回路２９を経て信号出力となる。

以下、上記の様に構成されたリニアセンサの各種駆動モード毎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装置の駆動方法の一例であるリニアセンサの駆動方法について説明を行なう。

［メインセンサ列及びサブセンサ列の光電変換部で蓄積された信号電荷を加算せずに読み出す場合］
各メインセンサ列及び各サブセンサ列の各光電変換部で蓄積された信号電荷を画素加算することなく読み出しを行なう場合には、第１の転送電極にＨ１に図３（ａ）中符合φＨ１で示す第１の転送パルスを印加し、第２の転送電極Ｈ２に図３（ａ）中符合φＨ２で示す第２の転送パルス（第２の転送パルスは第１の転送パルスの反転パルスである。）を印加し、第３の転送電極ＬＨに図３（ａ）中符合φＬＨで示す第３の転送パルス（第３の転送パルスは第１の転送パルスと同一パルスである。）を印加すると共に、リセットゲートに図３（ａ）中符合φＲＳで示すリセットゲートパルス（リセットゲートパルスは第１の転送パルスの２倍の周波数であり、第１の転送パルスの立ち上がり後に立ち上がり、第１の転送パルスの立ち下がり前に立ち下がるタイミングを有すると共に、第２の転送パルスの立ち上がり後に立ち上がり、第２の転送パルスの立ち下がり前に立ち下がるタイミングを有する。）を印加することによって、図３（ａ）中符合Ｖｏｕｔで示す出力信号を得ることができる。

［メインセンサ列の各光電変換部で蓄積された信号電荷のみを加算せずに読み出す場合］
各メインセンサ列の各光電変換部で蓄積された信号電荷を画素加算することなく読み出しを行なう場合には、第１の転送電極Ｈ１に図３（ｂ）中符合φＨ１で示す第１の転送パルスを印加し、第２の転送電極Ｈ２に図３（ｂ）中符合φＨ２で示す第２の転送パルス（第２の転送パルスは第１の転送パルスの反転パルスである。）を印加し、第３の転送電極ＬＨに図３（ｂ）中符合φＬＨで示す第３の転送パルス（第３の転送パルスは第１の転送パルスと同一パルスである。）を印加すると共に、リセットゲートに図３（ｂ）中符合φＲＳで示すリセットゲートパルス（リセットゲートパルスは第１の転送パルスと同一周波数であり、第２の転送パルスの立ち下がりタイミングと同時に立ち上がり、第２の転送パルスが立ち上がる前に立ち下がるタイミングを有する。）を印加することによって、図３（ｂ）中符合Ｖｏｕｔで示す出力信号を得ることができる。

［メインセンサ列の２つの光電変換部に蓄積された信号電荷とサブセンサ列の２つの光電変換部に蓄積された信号電荷を加算して読み出す場合（その１）］
メインセンサ列の光電変換部で蓄積された２画素分の信号電荷とサブセンサ列の光電変換部で蓄積された２画素分の信号電荷を画素加算して読み出しを行なう場合には、第１の転送電極Ｈ１に図３（ｃ）中符合φＨ１で示す第１の転送パルスを印加し、第２の転送電極Ｈ２に図３（ｃ）中符合φＨ２で示す第２の転送パルス（第２の転送パルスは第１の転送パルスの反転パルスである。）を印加し、第３の転送電極ＬＨに図３（ｃ）中符合φＬＨで示す第３の転送パルス（第３の転送パルスは第１の転送パルスと同一パルスである。）を印加すると共に、リセットゲートに図３（ｃ）中符合φＲＳで示すリセットゲートパルス（リセットゲートパルスは第１の転送パルスの１／２倍の周波数であり、第１の転送パルスの立ち上がり後に立ち上がり、第１の転送パルスの立ち下がり前に立ち下がるタイミングを有する。）を印加することによって、図３（ｃ）中符合Ｖｏｕｔで示す出力信号を得ることができる。

［メインセンサ列の２つの光電変換部に蓄積された信号電荷とサブセンサ列の２つの光電変換部に蓄積された信号電荷を加算して読み出す場合（その２）］
メインセンサ列の光電変換部で蓄積された２画素分の信号電荷とサブセンサ列の光電変換部で蓄積された２画素分の信号電荷を画素加算して読み出しを行なう場合には、第１の転送電極Ｈ１に図３（ｄ）中符合φＨ１で示す第１の転送パルスを印加し、第２の転送電極Ｈ２に図３（ｄ）中符合φＨ２で示す第２の転送パルス（第２の転送パルスは第１の転送パルスの反転パルスである。）を印加し、第３の転送電極ＬＨに図３（ｄ）中符合φＬＨで示す第３の転送パルス（第３の転送パルスは第１の転送パルスの１／２倍の周波数であり、第１の転送パルスと同タイミングで立ち上がり、第１の転送パルスの次々回の立ち下がりタイミングで立ち下がるタイミングを有する。）を印加すると共に、リセットゲートに図３（ｄ）中符合φＲＳで示すリセットゲートパルス（リセットゲートパルスは第１の転送パルスの１／２倍の周波数であり、第２の転送パルスの立ち上がりタイミングで立ち上がり、第２の転送パルスが立ち下がる前に立ち下がり、次回の立ち上がりタイミングは第２の転送パルスの次々回の立ち上がりタイミングである。）を印加することによって、図３（ｄ）中符合Ｖｏｕｔで示す出力信号を得ることができる。

［メインセンサ列の２つの光電変換部に蓄積された信号電荷を加算して読み出す場合］
メインセンサ列の光電変換部に蓄積された２画素分の信号電荷を画素加算して読み出しを行なう場合には、第１の転送電極Ｈ１に図３（ｅ）中符合φＨ１で示す第１の転送パルスを印加し、第２の転送電極Ｈ２に図３（ｅ）中符合φＨ２で示す第２の転送パルス（第２の転送パルスは第１の転送パルスの反転パルスである。）を印加し、第３の転送電極ＬＨに図３（ｅ）中符合φＬＨで示す第３の転送パルス（第３の転送パルスは第１の転送パルスの１／２倍の周波数であり、第１の転送パルスと同タイミングで立ち上がり、第１の転送パルスの次々回の立ち下がりタイミングで立ち下がるタイミングを有する。）を印加すると共に、リセットゲートに図３（ｅ）中符合φＲＳで示すリセットゲートパルス（リセットゲートパルスは第１の転送パルスと同タイミングで立ち上がり、第１の転送パルスの立ち下がり前に立ち下がるタイミングを有する。）を印加することによって、図３（ｅ）中符合Ｖｏｕｔで示す出力信号を得ることができる。

なお、上記した［メインセンサ列の２つの光電変換部に蓄積された信号電荷を加算して読み出す場合］では、第１の転送パルスと同タイミングで立ち上がり、第１の転送パルスの立ち下がり前に立ち下がるタイミングを有するリセットゲートパルスを印加する場合を例に挙げて説明を行っているが、メインセンサ列の光電変換部に蓄積された２画素分の信号電荷を画素加算して読み出しを行なうために、第２の転送パルスの立ち下がりタイミングから所定期間（図中符合ａで示す期間であり、サブ水平転送レジスタで転送された信号電荷をリセットドレイン領域に導くことが可能な期間）だけリセットゲートパルスがＨレベルとされていれば充分であり、図４で示す様に、第１の転送パルスの立ち上がりタイミングと同タイミングで立ち上がり、第１の転送パルスの次回の立ち上がりタイミング後に立ち下がるタイミングを有するリセットゲートパルスであっても良い。但し、一定間隔でＨレベルを示すリセットゲートパルスの生成の方が容易であると考えられるところ、図３（ｅ）で示すリセットゲートパルスを印加する方が好ましい。

上記した本発明を適用したリニアセンサ及びリニアセンサの駆動方法では、各サブ水平転送部の最終段に第２の転送電極が配置されているために、従来の固体撮像装置（リニアセンサ）と比較すると、印加するクロックタイミング数を１つ削減することができる。また、印加するクロックタイミング数を１つ削減したとしても、従来の固体撮像装置（リニアセンサ）と同様に各種駆動モードに対応することが可能である。
更に、印加するクロックタイミング数の削減によって、リニアセンサチップサイズの縮小が実現すると共に、端子数削減によるコスト削減や消費電力低減も期待できる。

本発明を適用した固体撮像装置の一例であるリニアセンサを説明するための模式図である。 水平転送レジスタを説明するための模式図である。 各パルスのタイミング及び出力信号を説明するための図（１）である。 各パルスのタイミング及び出力信号を説明するための図（２）である。 各パルスのタイミング及び出力信号を説明するための図（３）である。 各パルスのタイミング及び出力信号を説明するための図（４）である。 各パルスのタイミング及び出力信号を説明するための図（５）である。 各パルスのタイミング及び出力信号を説明するための図（６）である。 従来の固体撮像装置の一例を説明するための模式図である。 従来の固体撮像装置の水平転送部を説明するための模式図である。 各パルスのタイミング及び出力信号を説明するための図（１）である。 各パルスのタイミング及び出力信号を説明するための図（２）である。 各パルスのタイミング及び出力信号を説明するための図（３）である。 各パルスのタイミング及び出力信号を説明するための図（４）である。 各パルスのタイミング及び出力信号を説明するための図（５）である。

符号の説明

１ リニアセンサ
２ 第１のＣＣＤリニアセンサ
３ 第２のＣＣＤリニアセンサ
４ 第３のＣＣＤリニアセンサ
５ 光電変換部（画素）
６ 第１のメインセンサ列
７ 第１のサブセンサ列
８ 第２のメインセンサ列
９ 第２のサブセンサ列
１０ 第３のメインセンサ列
１１ 第３のサブセンサ列
１２ 第１のメイン読み出しゲート
１３ 第２のメイン読み出しゲート
１４ 第３のメイン読み出しゲート
１５ 第１のサブ読み出しゲート
１６ 第２のサブ読み出しゲート
１７ 第３のサブ読み出しゲート
１８ 第１のメイン水平転送レジスタ
１９ 第２のメイン水平転送レジスタ
２０ 第３のメイン水平転送レジスタ
２１ 第１のサブ水平転送レジスタ
２２ 第２のサブ水平転送レジスタ
２３ 第３のサブ水平転送レジスタ
２４ 第１の電荷電圧変換部
２５ 第２の電荷電圧変換部
２６ 第３の電荷電圧変換部
２７ 第１の出力回路
２８ 第２の出力回路
２９ 第３の出力回路

Claims (7)

1. 第１のセンサ列と、
   該第１のセンサ列に蓄積される信号電荷を転送する第１の電荷転送部と、
   前記第１のセンサ列に並設された第２のセンサ列と、
   該第２のセンサ列に蓄積される信号電荷を転送する第２の電荷転送部と、
   前記第１の電荷転送部及び前記第２の電荷転送部から順次転送された信号電荷を蓄積し、蓄積された信号電荷を電圧信号に変換する電荷電圧変換部と、
   該電荷電圧変換部に並設され、同電荷電圧変換部に蓄積した信号電荷を掃き捨てるリセットドレイン領域と、
   前記電荷電圧変換部に蓄積された信号電荷を前記リセットドレイン領域に導くためのリセット電圧が印加されるリセットゲートとを備える固体撮像装置において、
   前記第１の電荷転送部は、第１の転送パルスが印加される第１の電極と、前記第１の転送パルスが反転された第２の転送パルスが印加される第２の電極が交互に配列されて構成されると共に、最終段には第３の転送パルスが印加される第３の電極が配されて構成され、
   前記第２の電荷転送部は、前記第１の電極と、前記第２の電極が交互に配列されて構成されると共に、最終段には前記第２の電極が配されて構成され、
   少なくとも前記第２の転送パルスが低レベル電位とされてから第１の所定期間は、前記リセットゲートに高レベル電位が印加される
   ことを特徴とする固体撮像装置。
2. 少なくとも前記第３の転送パルスが低レベル電位とされてから第２の所定期間は、前記リセットゲートに低レベル電位が印加される
   ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記第２の転送パルスが低レベル電位とされてから第１の所定期間のみ前記リセットゲートに高レベル電位が印加される
   ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
4. 第１のセンサ列と、
   該第１のセンサ列に蓄積される信号電荷を転送する第１の電荷転送部と、
   前記第１のセンサ列に並設された第２のセンサ列と、
   該第２のセンサ列に蓄積される信号電荷を転送する第２の電荷転送部と、
   前記第１の電荷転送部及び前記第２の電荷転送部から順次転送された信号電荷を蓄積し、蓄積された信号電荷を電圧信号に変換する電荷電圧変換部と、
   該電荷電圧変換部に並設され、同電荷電圧変換部に蓄積した信号電荷を掃き捨てるリセットドレイン領域と、
   前記電荷電圧変換部に蓄積された信号電荷を前記リセットドレイン領域に導くためのリセット電圧が印加されるリセットゲートとを備え、
   前記第１の電荷転送部は、第１の転送パルスが印加される第１の電極と、前記第１の転送パルスが反転された第２の転送パルスが印加される第２の電極が交互に配列されて構成されると共に、最終段には第３の転送パルスが印加される第３の電極が配されて構成され、
   前記第２の電荷転送部は、前記第１の電極と、前記第２の電極が交互に配列されて構成されると共に、最終段には前記第２の電極が配されて構成された固体撮像装置の駆動方法であって、
   少なくとも前記第２の転送パルスが低レベル電位とされてから第１の所定期間は、前記リセットゲートに高レベル電位を印加する
   固体撮像装置の駆動方法。
5. 少なくとも前記第３の転送パルスが低レベル電位とされてから第２の所定期間は、前記リセットゲートに低レベル電位を印加する
   請求項４に記載の固体撮像装置の駆動方法。
6. 前記第２の転送パルスが低レベル電位とされてから第１の所定期間のみ前記リセットゲートに高レベル電位を印加する
   請求項４に記載の固体撮像装置の駆動方法。
7. 前記第３の転送パルスが印加される領域で信号電荷の加算を行った後に、前記電荷電圧変換部に加算した信号電荷を転送する
   請求項５に記載の固体撮像装置の駆動方法。

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