JP3577806B2 - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像装置の駆動方法、特にあるアスペクト比（例えば１６：９）に対応して受光素子が縦横に配列され該受光素子の各垂直列に対応してその垂直列の信号電荷を垂直転送する垂直レジスタが配接された撮像領域と、上記各垂直レジスタからの信号電荷を水平転送する水平レジスタを少なくとも備え、上記アスペクト比（たとえば１６：９）対応の信号の出力と、撮像領域の左右の不要部分の信号電荷を水平ブランキング期間中に排出することによるそのアスペクト比より小さな小アスペクト比（例えば４：３）対応の信号の出力が可能な固体撮像装置の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン放送は現在４：３のアスペクト比での放送が主流だが、アスペクト比が１６：９のハイビジョン放送も行われ、そして、ハイビジョン放送受信用のテレビジョン受像機も普及しつつある。また、ハイビジョン放送をそれが本来持つ高い画質ではなくそれよりやや低い画質で再生するワイドビジョンと称されるテレビジョン受像機も低価格で購入できることから非常に普及している。従って、テレビジョン受像機はアスペクト比の異なるものが市場にそして家庭に存在しており、その結果、ビデオカメラ等にもその二つのアスペクト比に対応することが要求されるに至っている。
【０００３】
そして、その対応をする技術としてビデオカメラ等に撮影手段として用いられるＣＣＤ固体撮像装置の受光素子等をアスペクト比１６：９に対応するように配設し、１６：９での信号出力をするときはＣＣＤ固体撮像装置を普通の方法で読み出すこととし、即ち、撮像領域の有効画素の信号は全部について読み出すこととし、アスペクト比４：３での信号出力をするときは有効画素のうち左右の部分を約８分の１ずつ不要部分とし、不要部分の信号電荷を固体撮像装置自身の働きにより廃棄する技術がある。
【０００４】
図６（Ａ）、（Ｂ）はかかるアスペクト比可変のＣＣＤ固体撮像装置の従来例を説明するもので、（Ａ）は概略構成を示す平面図、（Ｂ）は水平ブランキングパルスと、水平レジスタを駆動する水平駆動パルスを示すタイムチャートである。
図面において、１は撮像領域で、画素を成す受光素子２、２、・・・がマトリックス状に配設されている。３、３・・・は該撮像領域１内において受光素子の各垂直列に対応して設けられた垂直レジスタで、その垂直列の各受光素子からの信号電荷を垂直転送する。
【０００５】
該撮像領域１の受光素子２、２、・・・及び垂直レジスタ３、３、・・・の配設は１６：９のアスペクト比対応になっている。具体的には、本例においては有効画素の水平方向の画素数は９４８、垂直方向の画素数は４８６である。この９４８×４８６の有効画素は１６：９のアスペクト比対応で使用するときは全部が再生の対象になるが、しかし、４：３のアスペクト比対応で使用するときはその有効画素の左側の部分１Ｌと右側の部分１Ｂとが不要部分としてそこからの信号電荷は排出され、固体撮像装置の信号としての出力対象とはならない。１Ｃは４：３対応で使用するときでも信号電荷の排出がされない中間部分（必要部分）である。
【０００６】
尚、図６（Ａ）では恰かも中間部分１Ｃのみに受光素子２、２、・・・、垂直レジスタ３、３、・・・があるかのように示されているが、左側不要部分１Ｌの信号電荷にも右側不要部分１Ｒの信号電荷にも同じ配置ピッチで受光素子２、２、・・・、垂直レジスタ３、３、・・・が配設されている。そして、左側不要部分１Ｌの信号電荷と、右側不要部分１Ｒの信号電荷とはそれぞれ撮像素子１の横幅の略８分の１の幅を有し、中間部分１Ｃは撮像素子１の横幅の約４分の３の幅を有する。
４は撮像領域１の上下いずれか一方の側、例えば下側に設けられた水平レジスタで、垂直レジスタ３、３、・・・により垂直方向に転送された信号電荷を水平方向に転送する。５は該水平レジスタ４の出力端側に設けられた出力部で、基本的には信号電荷を電圧に変換して外部に送出する役割を果たすが、それと共に、水平レジスタ４から出力された不要な信号電荷を廃棄する役割も果たす。
【０００７】
次に、図６（Ｂ）に従ってＣＣＤ固体撮像装置の動作を説明する。
アスペクト比が１６：９モードのときは、普通のＣＣＤ固体撮像装置と同じように、水平走査期間中に水平レジスタ４による水平転送を行う。このときその水平レジスタ４を駆動する水平駆動パルスの周波数、即ち水平駆動周波数は例えば１８ＭＨｚである。そして、水平ブランキング期間中に垂直転送、即ち、垂直レジスタ３、３、・・・による信号電荷の垂直方向の転送を行う。この転送１回により各垂直レジスタ３、３、・・・の信号電荷が１水平ライン分水平レジスタ４に転送される。
【０００８】
次に、アスペクト比が４：３モードのときは、１６：９モードのときより動作が複雑で、水平走査期間中に撮像領域１の中間部分１Ｃの信号電荷、謂わば必要部分の信号電荷のみを水平転送及び出力をし、そして、水平ブランキング期間中に右側不要部分１Ｒの信号電荷の排出、垂直転送及び左側不要部分１Ｌの信号電荷の排出を行う。具体的には、ある水平ライン（これを第ｎ番目のラインとする）の必要部分１Ｃの信号電荷の転送が終わり水平ブランキング期間が到来すると、先ず、その必要部分１Ｃの信号電荷の水平転送を終えたライン、つまり第ｎ番目のラインの右側不要部分１Ｒの信号電荷の排出を行い、次に、垂直転送を行い、このとき次の水平ライン、つまり第ｎ＋１番目のラインの信号電荷が水平レジスタ４内に転送されるが、この垂直転送が終わると、この第ｎ＋１番目のラインの左側不要部分１Ｌの信号電荷の排出が行われる。
【０００９】
即ち、水平ブランキング期間中に水平レジスタの駆動、垂直転送及び水平レジスタの駆動を行わなければならない。
そして、水平ブランキング期間が終わると、即ち次の水平走査期間が到来すると、第ｎ＋１番目のラインの必要部分１Ｃの信号電荷の水平転送が行われる。ちなみに、このアスペクト比が４：３モードのときの水平走査期間における水平レジスタ４の水平駆動パルスの周波数、即ち水平駆動周波数は１３． ５ＭＨｚ、水平ブランキング期間における信号電荷の排出をするときの水平駆動パルスは例えば５４ＭＨｚである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の従来のアスペクト比可変型ＣＣＤ固体撮像装置には、４：３モード下では不要部分の信号電荷の排出のために水平レジスタ４を高速転送させる必要があるという問題があった。即ち、水平駆動周波数は、１６：９専用ＣＣＤ固体撮像装置においては１８ＭＨｚでよく、また、４：３専用ＣＣＤ固体撮像装置においては１３． ４ＭＨｚでよいが、アスペクト比可変型ＣＣＤ固体撮像装置の場合、４：３モードでは水平ブランキング期間中の不要部分の信号電荷の廃棄のために水平レジスタ４を５４ＭＨｚと非常に高速で駆動しなければならず、そのため、不要輻射の増加、水平レジスタの転送速度の高速化、水平レジスタの消費電力の増大、水平レジスタの転送不良率の増加の問題がある。
【００１１】
つまり、駆動パルスの周波数が高くなるほど不要輻射が増加し、ＣＣＤ固体撮像装置内部や外部に悪影響を及ぼす可能性があるうえ消費電力が大きくなるので、駆動周波数を高くしないこと、或いは、一水平周期における駆動周波数が高い期間の占める割合を少なくすることが必要である。
また、転送速度が高いほど水平レジスタの転送不良が生じ易くなり、転送速度が高くても水平レジスタの転送不良が生じないようにするには水平レジスタに要求される性能がきわめて高くなるので、その形成条件が厳しくなる。従って、かかる問題を回避する上では駆動周波数を低くすることが要求される。
しかし、このような要求に応え得る技術が存在していないのが実状である。
【００１２】
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたものであり、あるアスペクト比に対応して受光素子が縦横に配列され該受光素子の各垂直列に対応してその垂直列の信号電荷を垂直転送する垂直レジスタが配接された撮像領域と、上記各垂直レジスタからの信号電荷を水平転送する水平レジスタを少なくとも備え、上記アスペクト比対応の信号の出力と、撮像領域の左右の不要部分の信号電荷を水平ブランキング期間中に排出することによるそのアスペクト比より小さな小アスペクト比対応の信号の出力が可能な固体撮像装置の駆動方法において、小アスペクト比のときの不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタの駆動パルスの周波数を低くでき、或いは各水平周期における不要部分の信号電荷排出期間を短くできるようにし、更には水平周期毎の黒レベル検出を可能にすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の固体撮像装置の駆動方法は、小アスペクト比対応の信号の出力を、第ｎ番目のラインの必要部分の信号電荷の水平転送を行うと共に、第ｎ番目のラインの水平レジスタの出力端から遠い方の不要部分の信号電荷について水平レジスタの出力端側の不要部分と対応する部分まで水平転送し、その後、水平ブランキング期間が来ると垂直レジスタによる垂直転送によりそこから水平レジスタへ第ｎ＋１番目のラインの信号電荷を転送することにより第ｎ番目のラインの水平レジスタ出力端から遠い側の不要部分の信号電荷と第ｎ＋１番目のラインの水平レジスタの出力端から近い側の不要部分の信号電荷とを混合し、その後、その混合された不要部分の信号電荷をその水平ブランキング期間中に水平レジスタから排出し、しかる後、その第ｎ＋１番目のラインの必要部分の信号電荷を転送出力することにより行うことを特徴とする。
【００１４】
従って、請求項１の固体撮像装置の駆動方法によれば、小アスペクト比のときにおいて、一つの水平ライン（第ｎ番目のライン）の水平レジスタの出力端から遠い側の不要部分の信号電荷とその次の水平ライン（第ｎ＋１番目のライン）の水平レジスタの出力端と近い側の不要部分の信号電荷とを混合して排出するので、各水平ブランキング期間におけるその期間開始直後に従来のアスペクト比可変型固体撮像装置の駆動方法で行っていた不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタによる水平転送、即ち、水平グランキング期間の前側での水平転送を行わなくても済み、不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタは水平ブランキング期間の後側においてのみ行えば良い。
【００１５】
従って、水平駆動周波数を例えば半分というように相当に低く、あるいは各水平ブランキング期間における不要部分の信号電荷の排出のために水平レジスタを高速転送させる時間を例えば半分にというように相当に短くすることができる。
依って、不要輻射を低減でき、水平レジスタの転送不良の発生確率が低減し、水平レジスタの高速転送性能を徒らに高める必要性がなくなり、あるいは、各水平周期おける不要輻射発生時間を短くできる。
【００１６】
請求項２の固体撮像装置の駆動方法は、水平レジスタの反撮像領域側にドレイン領域を設けておくこととし、小アスペクト比対応の信号の出力を、基本的に請求項１の固体撮像装置の駆動方法と略同じ動作をするようにし、ただ、水平レジスタの出力端部で混合した信号電荷の一部又は全部の排出をドレイン領域へ行うことを特徴とする。
従って、請求項２の固体撮像装置の駆動方法によれば、請求項１の固体撮像装置の駆動方法の場合と同様に、不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタによる転送を水平ブランキング期間の後側においてのみ行えば良いので、請求項１の固体撮像装置の駆動方法で享受できた効果をすべて享受できるほか、不要部分の信号電荷の少なくとも一部をドレイン領域へ排出することができるので、水平レジスタで転送しなければならない不要部分の信号電荷の電荷量が水平レジスタの取扱い電荷量を越えないようにすることができ得る。
【００１７】
即ち、ドレイン領域を設けない場合には一つのラインの例えば右側の不要部分の信号電荷と次のラインの左側の不要部分の信号電荷とを混合するとその混合された電荷の量が非常に多くなり、その電荷を支障なく転送するために水平レジスタの取扱い電荷量を非常に大きくしなければならないという制約があるが、請求項２の固体撮像装置の駆動方法によれば、混合された電荷の全部或いは取扱い電荷量を越える分をドレイン領域に捨てるので、水平レジスタで転送しなければならない電荷量は少なくて済み、延いては、水平レジスタの取扱い電荷量を徒らに多くする必要性がないのである。
【００１８】
請求項３の固体撮像装置の駆動方法は、水平レジスタの反撮像領域側にドレイン領域を設けておくこととし、小アスペクト比対応の信号の出力を、基本的に請求項２の固体撮像装置の駆動方法と略同じ動作で行うようにし、ただ、第ｎ番目のラインの垂直レジスタの転送後その出力端から遠い側の不要部分の信号電荷の一部又は全部をドレイン領域へ排出し、その後、垂直転送により第ｎ＋１番目のラインの信号電荷の水平レジスタへの転送を行い、それにより第ｎ番目のラインの水平レジスタ出力端と遠い側の不要部分の信号電荷の残りと第ｎ＋１番目のラインの水平レジスタの出力端と遠い側の不要部分の信号電荷を水平レジスタにて混合し、そして転送、排出するようにすることを特徴とする。
【００１９】
従って、請求項３の固体撮像装置の駆動方法によれば、請求項１及び２の固体撮像装置の駆動方法と同様に、不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタによる転送を水平ブランキング期間の後側においてのみ行えば良いので、請求項１及び２の固体撮像装置の駆動方法で享受できた効果をすべて享受できるほか、水平レジスタ出力端から遠い側の不要部分の信号電荷を予め水平レジスタにより出力端部へ転送後垂直転送前にドレイン領域へ排出することができるので、垂直転送により次のラインの水平レジスタ出力端と近い側の不要部分が混合しても混合量が徒らに多くなって各ビットの前後に溢れるというトラブルは生じにくい。
【００２０】
請求項４の固体撮像装置の駆動方法は、撮像領域の水平転送における出力側側辺に隣接してオプチカルブラック領域を設けておき、更に水平レジスタとして、上記撮像領域に対応する第１の水平レジスタと、上記オプチカルブラック領域に対応し、該第１の水平レジスタの出力端側に接続され、出力端側に電荷検出部を含む出力段が接続された第２の水平レジスタとを設けておくこととし、そして、小アスペクト比対応の信号の出力は、ｎ番目の水平ラインの必要部分の信号電荷を上記第１及び第２の水平レジスタを介して出力すると共に、第ｎ番目の不要信号のうち水平レジスタ出力端から遠い方の不要信号を第２の水平レジスタの出力端と近い側の不要部分と対応する部分まで転送し、その後、第１の水平レジスタを停止し、第２の水平レジスタを駆動して該第２の水平レジスタの不要電荷を排出し、上記垂直レジスタから上記第１及び第２の水平レジスタに第ｎ＋１番目の水平ラインの撮像領域及びオプチカルブラック領域の信号電荷を転送することによって第１の水平レジスタの出力端部に残っている前記不要信号と、第ｎ＋１番目の水平ラインの水平レジスタ出力端に近い方の不要信号を混合し、しかる後、第１と第２の水平レジスタを駆動することによって先ずオプチカルブラック領域の信号電荷を出力し、更に水平帰線期間の終了までに上記混合された不要信号を排出すると共に必要信号をその先端が水平レジスタの出力端に達する位置まで転送することにより行うことを特徴とする。
【００２１】
従って、請求項４の固体撮像装置の駆動方法によれば、第ｎ番目の水平ラインの不要信号（反出力端側の不要信号）が第２の水平レジスタの出力端部に残っている状態でｎ＋１番目の水平ラインの信号を第１の水平レジスタに転送することによってオプチカルブラック領域の信号電荷を取り込むと共に上記不要信号とｎ＋１番目の水平ラインの不要信号（出力端側の不要信号）とを混合し、その後第１の水平レジスタを駆動することにより先ずオプチカルブラック領域の信号電荷（即ち黒レベルを示す信号電荷）を取り出し、しかる後、その混合された不要電荷の排出ができる。
依って、水平レジスタで不要信号を掃き捨てるための駆動周波数を例えばそれまでの半分に低減できるという効果を享受しつつ水平周期毎の黒レベル検出ができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示実施の形態に従って詳細に説明する。
図１（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の第１の実施の形態を説明するためのもので、（Ａ）は固体撮像装置の概略構成を示す平面図、（Ｂ）は水平ブランキングパルスと、水平レジスタを駆動する水平駆動パルスを示すタイムチャート、（Ｃ）はアスペクト比４：３モードでの水平レジスタ内の信号電荷の流れ説明図である。
図面において、１は撮像領域で、画素を成す受光素子２、２、・・・がマトリックス状に配設されている。３、３・・・は該撮像領域１内において受光素子の各垂直列に対応して設けられた垂直レジスタで、その垂直列の各受光素子からの信号電荷を垂直転送する。
【００２３】
該撮像領域１の受光素子２、２、・・・、及び垂直レジスタ３、３、・・・の配設は１６：９のアスペクト比対応になっている。具体的には、本例においては有効画素の水平方向の画素数は９４８、垂直方向の画素数は４８６である。この９４８×４８６の有効画素は１６：９のアスペクト比対応で使用するときは全部が再生の対象になるが、４：３のアスペクト比対応で使用するときはその有効画素の左側の部分１Ｌと右側の部分１Ｂとが不要部分としてそこからの信号電荷は排出される。１Ｃは４：３のアスペクト比対応で使用するときでも信号電荷の排出がされない中間部分である。そして、左側不要部分の信号電荷１Ｌと、右側左側１Ｒとはそれぞれ撮像素子１の横幅の約８分の１の幅を有し、中間部分１Ｃは撮像素子１の横幅の約４分の３の幅を有する。
【００２４】
４は撮像領域１の下側に設けられた水平レジスタで、垂直レジスタ３、３、・・・により垂直方向に転送された信号電荷を水平方向に転送する。５は該水平レジスタ４の出力端側に設けられた出力部で、基本的には信号電荷を電圧に変換して外部に送出する役割を果たすが、それと共に、水平レジスタ４から出力された信号電荷を廃棄する役割も果たす。
次に、図１（Ｂ）、（Ｃ）に従ってＣＣＤ固体撮像装置の動作を説明する。
アスペクト比が１６：９モードのときは、普通のＣＣＤ固体撮像装置と同じように、水平走査期間中に水平レジスタ４による水平転送を行う。このときその水平レジスタ４を駆動する水平駆動パルスの周波数、即ち水平駆動周波数は例えば１８ＭＨｚである。そして、水平ブランキング期間中に垂直転送、即ち、垂直レジスタ３、３、・・・による信号電荷の垂直方向の転送を行う。この転送１回により各垂直レジスタ３、３、・・・の信号電荷が１水平ライン分水平レジスタ４に転送される。
【００２５】
次に、アスペクト比が４：３モードのときは、１６：９モードのときより動作が複雑で、一つの水平走査が終わり水平ブランキング期間が開始する（ｔ１：水平ブランキング期間開始時点）と、直ちに垂直転送が行われる。垂直転送が終了したとき（ｔ２：垂直転送終了時点）の水平レジスタ４の状態を図１（Ｃ）の１）で示す。この状態はある一つの水平ライン（第ｎ番目のライン）の信号電荷がそのまますべて水平レジスタ４に入った状態であり、従って、出力端部には左側不要部分１Ｌの信号電荷（これを便宜上Ｌ１とする）が、中間部には必要部分１Ｃの信号電荷（これを便宜上Ｃ１とする）が、そして、反出力端部には右側不要部分１Ｒの信号電荷（これを便宜上Ｒ１とする）が納まっている。
このように、水平ブランキング期間が開始されたらすぐに垂直転送を行い水平ブランキング期間前側での不要部分の信号電荷の排出のための転送を行わない点で、図４に示した従来のＣＣＤ固体撮像装置とは大きく相違する。
【００２６】
垂直転送が終了すると水平レジスタ４は不要部分の信号電荷排出のための転送を水平ブランキング期間が終了する（ｔ３：水平ブランキング終了時点）までに行う。この転送は例えば２７ＭＨｚの周波数の水平駆動パルスにより行う。図１（Ｃ）の２）は水平ブランキング期間終了時点ｔ３における水平レジスタ４の状態を示し、この図から明らかなように、この時点で不要部分の信号電荷Ｌ１は水平レジスタから排出されてしまっており、必要部分の信号電荷Ｃ１が出力部５への転送を待つ状態になっている。勿論、必要部分の信号電荷Ｃ１の後（右側）には右側不要部分１Ｒの信号電荷Ｒ１がくっついている。
そして、水平ブランキング期間が終了すると水平走査が開始され、必要部分１Ｃの信号電荷Ｃ１が水平レジスタ４により転送される。即ち、本来の水平転送が行われるのである。この転送は１３． ５ＭＨｚの水平駆動周波数の水平駆動パルスにより行われる。図１（Ｃ）の３）はこの水平転送が終わった時点（ｔ１）における水平レジスタ４の状態を示し、この状態では、水平レジスタ４の出力端部に右側不要部分１Ｒの信号電荷Ｒ１が位置している。
【００２７】
水平ブランキング期間が開始すると、垂直転送が行われ、次の水平ライン（第ｎ＋１番目のライン）の信号電荷が各垂直レジスタ３、３、・・・から水平レジスタ４へ転送される。図１（Ｃ）の４）はこの垂直転送（ｔ１〜ｔ２）が終了した時点ｔ２における水平レジスタ４の状態を示す。
その図から明らかなように、水平レジスタ４の出力端部にはその第ｎ＋１番目のラインの左側不要部分１Ｌの信号電荷（これを便宜上Ｌ２とする）が転送されてきたので、その左側不要部分１Ｌの信号電荷Ｌ２と既にそこに存在していた第ｎ番目の右側不要部分１Ｒの信号電荷Ｒ１とが混合（Ｒ１＋Ｌ２）する。
【００２８】
尚、水平レジスタ４の中間部には第ｎ＋１番目のラインの必要部分の信号電荷（これを便宜上Ｃ２とする）が、水平レジスタ４の反出力端部には第ｎ＋１番目の右側不要部分１Ｒの信号電荷（これを便宜上Ｒ２とする）が転送される。そして、垂直転送が終わると、その混合された不要部分の信号電荷Ｒ１＋Ｌ２を排出する水平転送が行われる。図１（Ｃ）の５）はその排出のための水平転送が終わった時点ｔ３における水平レジスタ４の状態を示している。これは図１（Ｃ）の３）で示す状態と同じである（勿論、入っているラインは一つ異なっているが）。そして、その後、本来の水平転送が行われる。
そして、このような動作が繰り返される。
【００２９】
このような駆動方法によれば、小アスペクト比の４：３モードのときにおいては、一つの水平ライン（第ｎ番目のライン）の水平レジスタ４の出力端から遠い側である右側の不要部分１Ｒの信号電荷Ｒ１とその次の水平ライン（第ｎ＋１番目のライン）の水平レジスタ４の出力端と近い側である左側の不要部分１Ｌの信号電荷Ｌ２とを混合（Ｒ１＋Ｌ２）して排出するので、各水平ブランキング期間におけるその期間開始直後の不要部分の信号電荷排出のための水平転送を行わなくても済み、不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタ４の駆動は水平ブランキング期間の後側においてのみ行えば良い。従って、不要部分の信号電荷排除のための水平駆動周波数を従来の５４ＭＨｚから半分の２７ＭＨｚにすることができる。
依って、不要輻射を低減でき、水平レジスタの転送不良発生確率が低減し、水平レジスタの高速転送性能を徒らに高める必要性がなくなる。
【００３０】
尚、上記ＣＣＤ固体撮像装置の駆動方法のバリエーションとして、不要部分の信号電荷の排出のための水平駆動周波数を従来のそれと変えず、そのかわりに、各水平ブランキング期間における不要部分の信号電荷の排出のために割く時間を半分にする（その分、垂直転送時間は長くできる。）ようにしても良い。このようにすれば、各水平周期おける不要輻射発生時間を短くでき、不要輻射による弊害の発生の可能性をその分低減できるという効果が得られる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図２（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の第２の実施の形態を示もので、（Ａ）は固体撮像装置の平面図、（Ｂ）はドレイン領域、ゲート領域等を示す断面図、（Ｃ）は不要電荷のドレイン領域への排出時における、（Ｂ）に示す部分のポテンシャルプロフィールである。
本ＣＣＤ固体撮像装置は水平レジスタ４の反撮像領域側にゲート領域６を有し、更に、該ゲート領域６の反水平レジスタ側にドレイン領域７を有し、水平レジスタ４で混合された不要部分の信号電荷の一部を、具体的には取扱い電荷量を越える部分をゲート領域６を介してドレイン領域７に排出するようにしてなる点で図１に示した第１の実施の形態に係る固体撮像装置と異なるが、それ以外の点では共通しており、そしてその共通する点については既に説明済みであるので、説明を省略する。
【００３２】
ゲート領域６は水平転送チャンネル（ｎ型）８の表面部に例えばイオン打ち込みによりｎ− 型半導体領域を形成することによってポテンシャルバリアを設けてなるものである。ドレイン領域７は該ゲート領域６に接するように形成したｎ− 型の半導体領域からなる。水平レジスタ４からドレイン領域７への信号電荷の排出のためのゲート電極は水平転送電極が兼用されている。そのポテンシャルバリアの高さは取扱い電荷量を越える電荷がドレイン領域７側へオーバーフローする高さに設定する。
【００３３】
本駆動方法は、第１の実施の形態と基本的に共通するが、ただ、水平レジスタ４の出力端部で混合された不要部分の信号電荷［ Ｒ１＋Ｌ２ 図１（Ｃ）の４）参照］ はその量が上記ゲート領域６によるポテンシャルバリアを越えて溢れるような量であるとき、そのポテンシャルバリアを越える分がドレイン領域７に流れ込んで排出されるようになっている。従って、その不要部分の信号電荷Ｒ１＋Ｌ２の水平レジスタ４による排出のための転送は残った分だけ行えば良い。依って、水平レジスタ４の取扱い電荷量を徒らに大き目に設定くしなくても済む。
【００３４】
即ち、ドレイン領域を設けない場合には一つのラインの例えば右側の不要部分１Ｒの信号電荷Ｒ１と次のラインの左側の不要部分１Ｌの信号電荷Ｌ２とを混合するとその混合された電荷（Ｒ１＋Ｌ２）の量が非常に多くなる可能性があり、その電荷を支障無く転送するためには、即ち電荷の漏れが生じないように転送するには水平レジスタの取扱い電荷量をかなり大きくしなければならないという制約があるが、第２の実施の形態によれば、混合された電荷のゲート領域６のポテンシャルバリアを越える分をドレイン領域７に捨てるので、水平レジスタ４で排出のために転送しなければならない電荷量は少なくて済み、延いては、水平レジスタの取扱い電荷量を徒らに多くする必要性がないのである。この点で、第２の実施の形態の方が第１の実施の形態よりも優れているといえる。
【００３５】
尚、本実施形態に係る固体撮像装置においては、ゲート領域６を独立して制御する電極を有していないが、それを設け、制御信号によりゲートの開閉を行うようにしても良い。また、ゲート領域６専用の電極を有するがそれには一定の直流バイアスを与えておき、そのバイアスにより一定のポテンシャルバリアができるようにしてもよく、ゲート領域には種々のバリエーションがあり得る。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図３（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第３の実施の形態を示すもので、（Ａ）は固体撮像装置の平面図、（Ｂ）は動作説明図である。
本実施の形態は、前提として固体撮像装置において、ドレイン領域７及びゲート領域６を同図の実線で示すように、水平レジスタ４の出力端部と対応する部分のみに形成しておくこととしたものである。このようにするのは、連続する二つのラインの右側不要部分の信号電荷と左側不要部分の信号電荷の混合が行われて電荷量が多くなるのが水平レジスタ４の出力端部のみにおいてであることから中間部に対応する部分にはゲート領域６、ドレイン領域７を設けることが必要ではないうえ、中間部にドレイン領域７等がないと必要部分の信号電荷がドレイン領域７に排出されることがないので、ゲート領域６、ドレイン領域７の設計、形成が比較的ラフで良く、不要電荷の排出を充分に行うということのみを念頭においた設計が許されるという利点があるからである。
そして、ゲート領域６は独立した電極により制御信号により制御される。
この第３の実施の形態は、請求項２の駆動方法に係る固体撮像装置にも使用できる。
【００３７】
ところで、４：３モードのときにおける左側と右側の不要部分１Ｌ、１Ｒの画素数が完全に一致していない場合もある。具体的には、図３（Ｂ）に示すように、左側不要部分１Ｌの信号電荷の方が右側不要部分２Ｒの信号電荷よりも画素数をやや多くする場合がある。この場合には、水平走査期間における必要部分の信号電荷の水平転送を終えた後、更にその画素数の差の部分だけ余計に右側不要部分の信号電荷Ｒ１を転送してその信号電荷の先頭が水平レジスタ４の出力端に来るようにするのである。
【００３８】
そして、制御信号によりゲート電極６の開閉を行う場合では、ゲートは、基本的には垂直転送期間中に開き、それ以外のときは閉じている。従って、一つのラインの必要部分１Ｃの水平転送を終えた後垂直転送に入る前にそのラインの右側の不要部分１Ｒの信号が一部ないし全部水平レジスタ７に排出され、その後垂直レジスタから次のラインの信号電荷が水平レジスタ４内に転送される。従って、その新たなラインの左側不要部分１Ｌの信号電荷が水平レジスタ４の出力端部に入ってもそこの電荷量は多くならない。
【００３９】
尚、図３（Ａ）の破線で示すように、水平レジスタ４の出力端部の反対側の端部にもドレイン領域７、ゲート領域６を形成しても良い。このようにすると、水平レジスタ４の出力端部で左側不要部分１Ｌの信号電荷と混合される右側不要部分１Ｒの信号電荷の一部又は全部をそのドレイン領域７へゲート領域６を介して排出しておくことができ、水平レジスタ４の出力端部で不要部分の信号電荷が混合されてもその信号電荷がドレイン領域７以外に溢れる可能性をより完璧に防止することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
図４及び図５は本発明の第４の実施の形態を示すもので、図４（Ａ）は固体撮像装置の平面図、（Ｂ）は４：３モードでの水平レジスタ内の信号電荷の流れを説明する流れ説明図、図５は１６：９モード及び４：３モードでの水平レジスタの動作を説明するタイムチャートである。
本実施の形態は、水平周期毎に黒レベルを検出して暗電流成分を信号から捨象（消去）できるようにするものである。
【００４１】
上記各実施の形態は、アスクペクト可変固体撮像装置の水平レジスタでの不要信号を排出する時の周波数をそれまでの例えば半分に低減できるものであるが、しかし、信号から黒レベル成分を捨象するための黒レベル検出を行うようにされていない。
そこで、オプチカルブラック領域を設けて黒レベルを検出できるようにすべく撮像領域の上又は下にオプチカルブラック領域を設け、各フィールド期間毎に黒レベル検出をすることを試みた。というのは、４：３モードのときにも水平周期毎に黒レベル検出できるようにするには、縦長のオプチカルブラック領域を撮像領域１の必要部分（４：３モード下における有効領域）１Ｃの左側か右側の側辺に隣接して設けることが必要になるように思われ、そして、それは１６：９モードでのきちんとした撮像を阻むので不可能と思われたからである。
【００４２】
しかし、撮像領域の上又は下にオプチカルブラック領域を設けて黒レベル検出を行うようにした場合、その検出がフィールド期間毎にしか行われない、即ち検出周期が水平周期に比較して極めて長く（ＮＴＳＣ方式の場合水平周期の５２５／２倍）になり、黒レベル信号をクランプした場合のノイズがより低周波に現れるという問題があった。
また、固体撮像装置、特にＦＩＴ（フレームインターライン）型ＣＣＤ固体撮像装置においては、画面内における暗電流が一定ではなく、垂直方向におけるばらつきは無視できないほど大きい。即ち、ＦＩＴ型ＣＣＤ固体撮像装置の場合、暗電流は主に蓄積領域で生じるが、電荷が蓄積領域に存在する時間がライン毎に異なり、画面の上部の水平ラインでは数Ｈ程度であるので暗電流は比較的小さいが、下部になるほど電荷が蓄積領域に存在する時間が１フィールドに近くなり、暗電流が非常に大きくなるのである。
そこで、アスペクト可変の固体撮像装置においても１６：９モードと４：３モードのいずれの下でも水平周期での黒レベル検出を可能にすべく開発したのが本実施の形態なのである。
【００４３】
本実施の形態に係る固体撮像装置は、先ず、第１に、撮像領域１の左側に、換言すれば、４：３モード下において左側、即ち水平転送における出力端側の不要部分１Ｌの左側側辺にに隣接してオプチカルブラック領域１Ｂを有するという特徴を有している。
第２に、水平レジスタ４は二つに分割され、その分割されたものの内の一方である第１の水平レジスタＨ＃１−ＣＣＤは撮像領域に対応して設けられており、分割されたものの内の他方である第２の水平レジスタＨ＃２−ＣＣＤはオプチカルブラック領域１Ｂに対応して設けられているという特徴を有している。
【００４４】
この第１及び第２の水平レジスタＨ＃１−ＣＣＤ、Ｈ＃２−ＣＣＤはドライバ１６によって独立して駆動制御される。φＨ＃１、φＨ＃２はその駆動パルスである。１７はドライバ６を制御するタイミングゼネレータである。そして、第２の水平レジスタＨ＃２−ＣＣＤの出力端に、フローティングディフュージョン、リセットトランジスタ、バッファからなる出力部５が接続され、該出力部５を通じて信号の出力が為される。
尚、本実施の形態の説明では簡略化のため、第２の水平レジスタＨ＃２−ＣＣＤのパケット数とオプチカルブラック領域の水平方向の画素数が一致しているかのように説明しているが、これに所謂空送りを追加する方がより実際的である。
【００４５】
次に、動作を説明する。１６：９モード下における動作は、第１と第２の水平レジスタＨ＃１−ＣＣＤ、Ｈ＃２−ＣＣＤが共に同一の動作をし、これは一般のオプチカルブラック領域付きＣＣＤ固体撮像装置と略同一の動作をすることになる。
即ち、水平ブランキング期間の終了直前に垂直レジスタから水平レジスタ４（Ｈ＃１−ＣＣＤ及びＨ＃２−ＣＣＤ）への撮像領域１（１Ｒ、１Ｃ、１Ｌ）からの信号電荷（１６：９モード下では不要電荷はない。）及びオプチカルブラック領域１Ｂからの信号電荷を転送し、そして、そのオプチカルブラック領域１Ｂからの信号の出力を行う。
そして、水平ブランキング期間が終了すると、撮像領域１からの信号電荷を水平転送するのである。
【００４６】
次に、４：３モードの動作を図４（Ｂ）、図５を参照して説明する。
このモードでは、各水平ブランキング期間は４つの期間に分かれている。先ず、各水平ブランキング期間の開始時点（第１の期間の開始時点）ｔ１における状態を説明する。この状態は第ｎ番目の水平ラインの必要部分１Ｃの信号電荷の出力を終え、そのラインの右側不要部分１Ｒの信号電荷（これを仮にＲ１とする。）が水平レジスタ４の出力端部に存在し、これからその不要部分の信号電荷の排出をしようとする状態である。
【００４７】
ｔ１〜ｔ２の期間、即ち上記４つの期間の内の第１の期間に、第１の水平レジスタＨ＃１−ＣＣＤを停止し、第２の水平レジスタＨ＃２−ＣＣＤを駆動することにより上記不要電荷Ｒ１を排出し、第２の水平レジスタＨ＃２−ＣＣＤを空にする。この排出は２倍速転送により行われる。
次に、ｔ２〜ｔ３の期間、即ち上記４つの期間の内の第２の期間に、垂直レジスタから水平レジスタ４への信号電荷（第ｎ＋１番目の信号電荷）を転送をする。
このときは、第１及び第２の水平レジスタＨ＃１−ＣＣＤ、Ｈ＃２−ＣＣＤを共に停止する。
【００４８】
この転送によって上記第ｎ番目の水平ラインの右側不要部分１Ｒからの信号電荷Ｒ１と、第ｎ番目のラインの左側不要部分１Ｌからの信号電荷（これを仮にＬ２とする。）とが混合される。勿論、この転送によってオプチカルブラック領域１Ｂからの信号電荷、即ち黒レベルを示す信号電荷も水平レジスタ４（Ｈ＃１−ＣＣＤ、Ｈ＃２−ＣＣＤ）に取り込まれることはいうまでもない。尚、この不要電荷Ｒ１とＬ２の混合により加算された電荷の量が水平レジスタ４の取扱い電荷量を越えないようにするためにリミッタにより電荷量を制限することが望ましい。
【００４９】
次のｔ３〜ｔ４の期間、即ち上記４つの期間の内の第３の期間に上記オプチカルブラック領域１Ｂからの信号電荷、即ち黒レベルを示す信号が水平レジスタ４の水平転送により出力される。尚、この期間は１μ秒程度と極めて短い。
そして、この黒レベルを示す信号電荷が読み出されて信号から暗電流成分の消去（捨象）に用いることができるのである。この期間は第１及び第２の水平レジスタが共に動作する。
次のｔ４〜ｔ５の期間、即ち上記４つの期間の内の第４の期間に上記混合された不要電荷Ｒ１＋Ｌ２が水平レジスタ４の水平転送により排出される。この排出は水平ブランキング期間の終了時点ｔ５で終了する。この終了時点ｔ５ではその第ｎ＋１番目の水平ラインの必要部分１Ｃの信号電荷（Ｃ２）はその先頭が水平レジスタ４の出力端に達する位置まで転送され、必要部分１Ｃの信号電荷Ｃ２をすぐ出力できる状態になっている。
【００５０】
そして、水平ブランキング期間が終了すると、その必要部分１Ｃの信号電荷Ｃ２の出力が開始される。そして、次の水平ブランキング期間が開始するまでにその水平ラインの信号電荷Ｃ２の転送が終了する。その終了時点ｔ１から今までの動作が同じように繰り返される。
このような駆動方法によれば、第ｎ番目の水平ラインの不要信号（反出力端側の不要信号）Ｒ１が第１の水平レジスタＨ＃１−ＣＣＤの出力端部に残っている状態でｎ＋１番目の水平ラインの信号を第１の水平レジスタＨ＃１−ＣＣＤに転送することによってオプチカルブラック領域の信号電荷を取り込むと共に上記不要信号Ｒ１とｎ＋１番目の水平ラインの不要信号（出力端側の不要信号）Ｌ２とを混合し、その後第１及び第２の水平レジスタＨ＃１−ＣＣＤ、Ｈ＃２−ＣＣＤを駆動することにより先ずオプチカルブラック領域１Ｂの信号電荷（即ち黒レベルを示す信号電荷）を取り出し、しかる後、その混合された不要電荷Ｒ１＋Ｌ２の排出ができる。
【００５１】
依って、水平レジスタで不要信号を掃き捨てるための駆動周波数を例えばそれまでの半分に低減できるという効果を享受しつつ水平周期毎の黒レベル検出ができる。
尚、本実施の形態においては、第１乃至第３の実施の形態よりも水平ブランキング期間内に行うべき動作が２動作増えるが、その内の第１の動作である、第２の水平レジスタＨ＃２−ＣＣＤから不要電荷Ｒ１を廃棄する動作は１μ秒程度で済み、また、第２の動作である、オプチカルブラック領域１Ｂからの黒レベルを示す信号電荷の読み出し動作は少なくとも暗電流成分を捨象する方式を採る以上必ず必要である動作であり、しかもそれは０．５μ秒程度で済む。従って、動作が多いことは駆動周波数を高くする割合は若干である。
【００５２】
尚、上記各実施の形態は本発明をインターライン型ＣＣＤ固体撮像装置に適用したものものであるが、本発明はそれ以外のタイプのもの、例えばフレームインターライン型ＣＣＤ固体撮像装置にも適用することができる。また、上記第１乃至第３の各実施の形態に係る固体撮像装置には水平レジスタは１個しかないが、しかし、水平レジスタを２個有するタイプのＣＣＤ固体撮像装置にも本発明を適用することができる。
また、必要部分１Ｃの信号電荷は基本的には水平走査期間に転送されるといえるが、厳密には、実際は、必要部分１Ｃの信号電荷のごく一部は水平ブランキング期間にも転送（読み出し）が為される。しかし、説明の簡略化のために水平ブランキング期間中には一切読み出されないかのように動作説明をした。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１の固体撮像装置の駆動方法によれば、小アスペクト比のときにおいて、一つの水平ライン（第ｎ番目のライン）の水平レジスタの出力端から遠い側の不要部分の信号電荷とその次の水平ライン（第ｎ＋１番目のライン）の水平レジスタの出力端と近い側の不要部分の信号電荷とを混合して排出するので、各水平ブランキング期間におけるその期間開始直後に従来のアスペクト比可変型ＣＣＤ固体撮像装置で行っていた不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタを行わなくても済み、不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタは水平ブランキング期間の後側においてのみ行えば良い。従って、水平駆動周波数を例えば半分というように相当に低く、あるいは各水平ブランキング期間における不要部分の信号電荷の排出のために水平レジスタを高速転送させる時間を例えば半分にというように相当に短くすることができる。
依って、不要輻射を低減でき、水平レジスタの転送不良発生確率が低減し、水平レジスタの高速転送性能を徒らに高める必要性がなくなり、あるいは、各水平周期おける不要輻射発生時間を短くできる。
【００５４】
請求項２の固体撮像装置の駆動方法によれば、請求項１ＣＣＤ固体撮像装置の駆動方法と同様に、不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタによる転送を水平ブランキング期間の後側においてのみ行えば良いので、請求項１のＣＣＤ固体撮像装置で享受できた効果をすべて享受できるほか、不要部分の信号電荷の少なくとも一部をドレイン領域へ排出することができるので、水平レジスタで転送しなければならない不要部分の信号電荷の電荷量が水平レジスタの取扱い電荷量を越えないようにすることができ得る。
【００５５】
請求項３の固体撮像装置の駆動方法によれば、請求項１及び２の固体撮像装置の駆動方法と同様に、不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタによる転送を水平ブランキング期間の後側においてのみ行えば良いので、請求項１及び２の固体撮像装置の駆動方法で享受できた効果をすべて享受できるほか、水平レジスタ出力端から遠い側の不要部分の信号電荷を予めドレイン領域へ排出することができるので、水平レジスタで転送しなければならない不要部分の信号電荷の電荷量が水平レジスタの取扱い電荷量を越えないようにすることが容易にでき得る。
【００５６】
請求項４の固体撮像装置の駆動方法によれば、第ｎ番目の水平ラインの不要信号（反出力端側の不要信号）が第２の水平レジスタの出力端部に残っている状態でｎ＋１番目の水平ラインの信号を第１の水平レジスタに転送することによってオプチカルブラック領域の信号電荷を取り込むと共に上記不要信号とｎ＋１番目の水平ラインの不要信号（出力端側の不要信号）とを混合し、その後第１の水平レジスタを駆動することにより先ずオプチカルブラック領域の信号電荷（即ち黒レベルを示す信号電荷）を取り出し、しかる後、その混合された不要電荷の排出ができる。
依って、水平レジスタで不要信号を掃き捨てるための駆動周波数を例えばそれまでの半分に低減できるという効果を享受しつつ水平周期毎の黒レベル検出ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明固体撮像装置の駆動方法の第１の実施の形態を説明するためのもので、（Ａ）は概略構成を示す平面図、（Ｂ）は水平ブランキングパルスと、水平レジスタを駆動する水平駆動パルスを示すタイムチャート、（Ｃ）はアスペクト比４：３モードでの水平レジスタ内の信号電荷の流れ説明図である。
【図２】図２（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明固体撮像装置の駆動方法の第２の実施の形態を示もので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はドレイン領域、ゲート領域等を示す断面図、（Ｃ）は不要電荷のドレイン領域への排出時における、（Ｂ）に示す部分のポテンシャルプロフィールである。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は本発明固体撮像装置の駆動方法の第３の実施の形態を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は動作説明図である。
【図４】本発明固体撮像装置の駆動方法の第４の実施の形態を説明するためのもので、（Ａ）は固体撮像装置の平面図、（Ｂ）は４：３モードでの水平レジスタ内の信号電荷の流れ説明図である。
【図５】上記第４の実施の形態における１６：９のモードと４：３モードでの水平レジスタの動作を示すタイムチャートである。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はかかるアスペクト比可変のＣＣＤ固体撮像装置の従来例を説明するためのもので、（Ａ）は概略構成を示す平面図、（Ｂ）は水平ブランキングパルスと、水平レジスタを駆動する水平駆動パルスを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ 撮像領域
１Ｒ 右側（水平レジスタの出力端から遠い側）不要部分
１Ｌ 左側（水平レジスタの出力端から近い側）不要部分
１Ｃ 中間の必要部分
１Ｂ オプチカルブラック領域
２ 受光素子
３ 垂直レジスタ
４ 水平レジスタ
Ｈ＃１−ＣＣＤ 第１の水平レジスタ
Ｈ＃２−ＣＣＤ 第２の水平レジスタ
６ ゲート領域
７ ドレイン領域
Ｒ１、Ｒ２ 第ｎ番目、第ｎ＋１番目の水平ラインの右側（水平レジスタの出力端から遠い側）不要部分の信号電荷
Ｌ１、Ｌ２ 第ｎ番目、第ｎ＋１番目の水平ラインの左側（水平レジスタの出力端から近い側）不要部分の信号電荷
Ｃ１、Ｃ２ 第ｎ番目、第ｎ＋１番目の水平ラインの必要部分の信号電荷
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像装置の駆動方法、特にあるアスペクト比（例えば１６：９）に対応して受光素子が縦横に配列され該受光素子の各垂直列に対応してその垂直列の信号電荷を垂直転送する垂直レジスタが配接された撮像領域と、上記各垂直レジスタからの信号電荷を水平転送する水平レジスタを少なくとも備え、上記アスペクト比（たとえば１６：９）対応の信号の出力と、撮像領域の左右の不要部分の信号電荷を水平ブランキング期間中に排出することによるそのアスペクト比より小さな小アスペクト比（例えば４：３）対応の信号の出力が可能な固体撮像装置の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン放送は現在４：３のアスペクト比での放送が主流だが、アスペクト比が１６：９のハイビジョン放送も行われ、そして、ハイビジョン放送受信用のテレビジョン受像機も普及しつつある。また、ハイビジョン放送をそれが本来持つ高い画質ではなくそれよりやや低い画質で再生するワイドビジョンと称されるテレビジョン受像機も低価格で購入できることから非常に普及している。従って、テレビジョン受像機はアスペクト比の異なるものが市場にそして家庭に存在しており、その結果、ビデオカメラ等にもその二つのアスペクト比に対応することが要求されるに至っている。
【０００３】
そして、その対応をする技術としてビデオカメラ等に撮影手段として用いられるＣＣＤ固体撮像装置の受光素子等をアスペクト比１６：９に対応するように配設し、１６：９での信号出力をするときはＣＣＤ固体撮像装置を普通の方法で読み出すこととし、即ち、撮像領域の有効画素の信号は全部について読み出すこととし、アスペクト比４：３での信号出力をするときは有効画素のうち左右の部分を約８分の１ずつ不要部分とし、不要部分の信号電荷を固体撮像装置自身の働きにより廃棄する技術がある。
【０００４】
図６（Ａ）、（Ｂ）はかかるアスペクト比可変のＣＣＤ固体撮像装置の従来例を説明するもので、（Ａ）は概略構成を示す平面図、（Ｂ）は水平ブランキングパルスと、水平レジスタを駆動する水平駆動パルスを示すタイムチャートである。
図面において、１は撮像領域で、画素を成す受光素子２、２、・・・がマトリックス状に配設されている。３、３・・・は該撮像領域１内において受光素子の各垂直列に対応して設けられた垂直レジスタで、その垂直列の各受光素子からの信号電荷を垂直転送する。
【０００５】
該撮像領域１の受光素子２、２、・・・及び垂直レジスタ３、３、・・・の配設は１６：９のアスペクト比対応になっている。具体的には、本例においては有効画素の水平方向の画素数は９４８、垂直方向の画素数は４８６である。この９４８×４８６の有効画素は１６：９のアスペクト比対応で使用するときは全部が再生の対象になるが、しかし、４：３のアスペクト比対応で使用するときはその有効画素の左側の部分１Ｌと右側の部分１Ｂとが不要部分としてそこからの信号電荷は排出され、固体撮像装置の信号としての出力対象とはならない。１Ｃは４：３対応で使用するときでも信号電荷の排出がされない中間部分（必要部分）である。
【０００６】
尚、図６（Ａ）では恰かも中間部分１Ｃのみに受光素子２、２、・・・、垂直レジスタ３、３、・・・があるかのように示されているが、左側不要部分１Ｌの信号電荷にも右側不要部分１Ｒの信号電荷にも同じ配置ピッチで受光素子２、２、・・・、垂直レジスタ３、３、・・・が配設されている。そして、左側不要部分１Ｌの信号電荷と、右側不要部分１Ｒの信号電荷とはそれぞれ撮像素子１の横幅の略８分の１の幅を有し、中間部分１Ｃは撮像素子１の横幅の約４分の３の幅を有する。
４は撮像領域１の上下いずれか一方の側、例えば下側に設けられた水平レジスタで、垂直レジスタ３、３、・・・により垂直方向に転送された信号電荷を水平方向に転送する。５は該水平レジスタ４の出力端側に設けられた出力部で、基本的には信号電荷を電圧に変換して外部に送出する役割を果たすが、それと共に、水平レジスタ４から出力された不要な信号電荷を廃棄する役割も果たす。
【０００７】
次に、図６（Ｂ）に従ってＣＣＤ固体撮像装置の動作を説明する。
アスペクト比が１６：９モードのときは、普通のＣＣＤ固体撮像装置と同じように、水平走査期間中に水平レジスタ４による水平転送を行う。このときその水平レジスタ４を駆動する水平駆動パルスの周波数、即ち水平駆動周波数は例えば１８ＭＨｚである。そして、水平ブランキング期間中に垂直転送、即ち、垂直レジスタ３、３、・・・による信号電荷の垂直方向の転送を行う。この転送１回により各垂直レジスタ３、３、・・・の信号電荷が１水平ライン分水平レジスタ４に転送される。
【０００８】
次に、アスペクト比が４：３モードのときは、１６：９モードのときより動作が複雑で、水平走査期間中に撮像領域１の中間部分１Ｃの信号電荷、謂わば必要部分の信号電荷のみを水平転送及び出力をし、そして、水平ブランキング期間中に右側不要部分１Ｒの信号電荷の排出、垂直転送及び左側不要部分１Ｌの信号電荷の排出を行う。具体的には、ある水平ライン（これを第ｎ番目のラインとする）の必要部分１Ｃの信号電荷の転送が終わり水平ブランキング期間が到来すると、先ず、その必要部分１Ｃの信号電荷の水平転送を終えたライン、つまり第ｎ番目のラインの右側不要部分１Ｒの信号電荷の排出を行い、次に、垂直転送を行い、このとき次の水平ライン、つまり第ｎ＋１番目のラインの信号電荷が水平レジスタ４内に転送されるが、この垂直転送が終わると、この第ｎ＋１番目のラインの左側不要部分１Ｌの信号電荷の排出が行われる。
【０００９】
即ち、水平ブランキング期間中に水平レジスタの駆動、垂直転送及び水平レジスタの駆動を行わなければならない。
そして、水平ブランキング期間が終わると、即ち次の水平走査期間が到来すると、第ｎ＋１番目のラインの必要部分１Ｃの信号電荷の水平転送が行われる。ちなみに、このアスペクト比が４：３モードのときの水平走査期間における水平レジスタ４の水平駆動パルスの周波数、即ち水平駆動周波数は１３． ５ＭＨｚ、水平ブランキング期間における信号電荷の排出をするときの水平駆動パルスは例えば５４ＭＨｚである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の従来のアスペクト比可変型ＣＣＤ固体撮像装置には、４：３モード下では不要部分の信号電荷の排出のために水平レジスタ４を高速転送させる必要があるという問題があった。即ち、水平駆動周波数は、１６：９専用ＣＣＤ固体撮像装置においては１８ＭＨｚでよく、また、４：３専用ＣＣＤ固体撮像装置においては１３． ４ＭＨｚでよいが、アスペクト比可変型ＣＣＤ固体撮像装置の場合、４：３モードでは水平ブランキング期間中の不要部分の信号電荷の廃棄のために水平レジスタ４を５４ＭＨｚと非常に高速で駆動しなければならず、そのため、不要輻射の増加、水平レジスタの転送速度の高速化、水平レジスタの消費電力の増大、水平レジスタの転送不良率の増加の問題がある。
【００１１】
つまり、駆動パルスの周波数が高くなるほど不要輻射が増加し、ＣＣＤ固体撮像装置内部や外部に悪影響を及ぼす可能性があるうえ消費電力が大きくなるので、駆動周波数を高くしないこと、或いは、一水平周期における駆動周波数が高い期間の占める割合を少なくすることが必要である。
また、転送速度が高いほど水平レジスタの転送不良が生じ易くなり、転送速度が高くても水平レジスタの転送不良が生じないようにするには水平レジスタに要求される性能がきわめて高くなるので、その形成条件が厳しくなる。従って、かかる問題を回避する上では駆動周波数を低くすることが要求される。
しかし、このような要求に応え得る技術が存在していないのが実状である。
【００１２】
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたものであり、あるアスペクト比に対応して受光素子が縦横に配列され該受光素子の各垂直列に対応してその垂直列の信号電荷を垂直転送する垂直レジスタが配接された撮像領域と、上記各垂直レジスタからの信号電荷を水平転送する水平レジスタを少なくとも備え、上記アスペクト比対応の信号の出力と、撮像領域の左右の不要部分の信号電荷を水平ブランキング期間中に排出することによるそのアスペクト比より小さな小アスペクト比対応の信号の出力が可能な固体撮像装置の駆動方法において、小アスペクト比のときの不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタの駆動パルスの周波数を低くでき、或いは各水平周期における不要部分の信号電荷排出期間を短くできるようにし、更には水平周期毎の黒レベル検出を可能にすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の固体撮像装置の駆動方法は、小アスペクト比対応の信号の出力を、第ｎ番目のラインの必要部分の信号電荷の水平転送を行うと共に、第ｎ番目のラインの水平レジスタの出力端から遠い方の不要部分の信号電荷について水平レジスタの出力端側の不要部分と対応する部分まで水平転送し、その後、水平ブランキング期間が来ると垂直レジスタによる垂直転送によりそこから水平レジスタへ第ｎ＋１番目のラインの信号電荷を転送することにより第ｎ番目のラインの水平レジスタ出力端から遠い側の不要部分の信号電荷と第ｎ＋１番目のラインの水平レジスタの出力端から近い側の不要部分の信号電荷とを混合し、その後、その混合された不要部分の信号電荷をその水平ブランキング期間中に水平レジスタから排出し、しかる後、その第ｎ＋１番目のラインの必要部分の信号電荷を転送出力することにより行うことを特徴とする。
【００１４】
従って、請求項１の固体撮像装置の駆動方法によれば、小アスペクト比のときにおいて、一つの水平ライン（第ｎ番目のライン）の水平レジスタの出力端から遠い側の不要部分の信号電荷とその次の水平ライン（第ｎ＋１番目のライン）の水平レジスタの出力端と近い側の不要部分の信号電荷とを混合して排出するので、各水平ブランキング期間におけるその期間開始直後に従来のアスペクト比可変型固体撮像装置の駆動方法で行っていた不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタによる水平転送、即ち、水平グランキング期間の前側での水平転送を行わなくても済み、不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタは水平ブランキング期間の後側においてのみ行えば良い。
【００１５】
従って、水平駆動周波数を例えば半分というように相当に低く、あるいは各水平ブランキング期間における不要部分の信号電荷の排出のために水平レジスタを高速転送させる時間を例えば半分にというように相当に短くすることができる。
依って、不要輻射を低減でき、水平レジスタの転送不良の発生確率が低減し、水平レジスタの高速転送性能を徒らに高める必要性がなくなり、あるいは、各水平周期おける不要輻射発生時間を短くできる。
【００１６】
請求項２の固体撮像装置の駆動方法は、水平レジスタの反撮像領域側にドレイン領域を設けておくこととし、小アスペクト比対応の信号の出力を、基本的に請求項１の固体撮像装置の駆動方法と略同じ動作をするようにし、ただ、水平レジスタの出力端部で混合した信号電荷の一部又は全部の排出をドレイン領域へ行うことを特徴とする。
従って、請求項２の固体撮像装置の駆動方法によれば、請求項１の固体撮像装置の駆動方法の場合と同様に、不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタによる転送を水平ブランキング期間の後側においてのみ行えば良いので、請求項１の固体撮像装置の駆動方法で享受できた効果をすべて享受できるほか、不要部分の信号電荷の少なくとも一部をドレイン領域へ排出することができるので、水平レジスタで転送しなければならない不要部分の信号電荷の電荷量が水平レジスタの取扱い電荷量を越えないようにすることができ得る。
【００１７】
即ち、ドレイン領域を設けない場合には一つのラインの例えば右側の不要部分の信号電荷と次のラインの左側の不要部分の信号電荷とを混合するとその混合された電荷の量が非常に多くなり、その電荷を支障なく転送するために水平レジスタの取扱い電荷量を非常に大きくしなければならないという制約があるが、請求項２の固体撮像装置の駆動方法によれば、混合された電荷の全部或いは取扱い電荷量を越える分をドレイン領域に捨てるので、水平レジスタで転送しなければならない電荷量は少なくて済み、延いては、水平レジスタの取扱い電荷量を徒らに多くする必要性がないのである。
【００１８】
請求項３の固体撮像装置の駆動方法は、水平レジスタの反撮像領域側にドレイン領域を設けておくこととし、小アスペクト比対応の信号の出力を、基本的に請求項２の固体撮像装置の駆動方法と略同じ動作で行うようにし、ただ、第ｎ番目のラインの垂直レジスタの転送後その出力端から遠い側の不要部分の信号電荷の一部又は全部をドレイン領域へ排出し、その後、垂直転送により第ｎ＋１番目のラインの信号電荷の水平レジスタへの転送を行い、それにより第ｎ番目のラインの水平レジスタ出力端と遠い側の不要部分の信号電荷の残りと第ｎ＋１番目のラインの水平レジスタの出力端と遠い側の不要部分の信号電荷を水平レジスタにて混合し、そして転送、排出するようにすることを特徴とする。
【００１９】
従って、請求項３の固体撮像装置の駆動方法によれば、請求項１及び２の固体撮像装置の駆動方法と同様に、不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタによる転送を水平ブランキング期間の後側においてのみ行えば良いので、請求項１及び２の固体撮像装置の駆動方法で享受できた効果をすべて享受できるほか、水平レジスタ出力端から遠い側の不要部分の信号電荷を予め水平レジスタにより出力端部へ転送後垂直転送前にドレイン領域へ排出することができるので、垂直転送により次のラインの水平レジスタ出力端と近い側の不要部分が混合しても混合量が徒らに多くなって各ビットの前後に溢れるというトラブルは生じにくい。
【００２０】
請求項４の固体撮像装置の駆動方法は、撮像領域の水平転送における出力側側辺に隣接してオプチカルブラック領域を設けておき、更に水平レジスタとして、上記撮像領域に対応する第１の水平レジスタと、上記オプチカルブラック領域に対応し、該第１の水平レジスタの出力端側に接続され、出力端側に電荷検出部を含む出力段が接続された第２の水平レジスタとを設けておくこととし、そして、小アスペクト比対応の信号の出力は、ｎ番目の水平ラインの必要部分の信号電荷を上記第１及び第２の水平レジスタを介して出力すると共に、第ｎ番目の不要信号のうち水平レジスタ出力端から遠い方の不要信号を第２の水平レジスタの出力端と近い側の不要部分と対応する部分まで転送し、その後、第１の水平レジスタを停止し、第２の水平レジスタを駆動して該第２の水平レジスタの不要電荷を排出し、上記垂直レジスタから上記第１及び第２の水平レジスタに第ｎ＋１番目の水平ラインの撮像領域及びオプチカルブラック領域の信号電荷を転送することによって第１の水平レジスタの出力端部に残っている前記不要信号と、第ｎ＋１番目の水平ラインの水平レジスタ出力端に近い方の不要信号を混合し、しかる後、第１と第２の水平レジスタを駆動することによって先ずオプチカルブラック領域の信号電荷を出力し、更に水平帰線期間の終了までに上記混合された不要信号を排出すると共に必要信号をその先端が水平レジスタの出力端に達する位置まで転送することにより行うことを特徴とする。
【００２１】
従って、請求項４の固体撮像装置の駆動方法によれば、第ｎ番目の水平ラインの不要信号（反出力端側の不要信号）が第２の水平レジスタの出力端部に残っている状態でｎ＋１番目の水平ラインの信号を第１の水平レジスタに転送することによってオプチカルブラック領域の信号電荷を取り込むと共に上記不要信号とｎ＋１番目の水平ラインの不要信号（出力端側の不要信号）とを混合し、その後第１の水平レジスタを駆動することにより先ずオプチカルブラック領域の信号電荷（即ち黒レベルを示す信号電荷）を取り出し、しかる後、その混合された不要電荷の排出ができる。
依って、水平レジスタで不要信号を掃き捨てるための駆動周波数を例えばそれまでの半分に低減できるという効果を享受しつつ水平周期毎の黒レベル検出ができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示実施の形態に従って詳細に説明する。
図１（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の第１の実施の形態を説明するためのもので、（Ａ）は固体撮像装置の概略構成を示す平面図、（Ｂ）は水平ブランキングパルスと、水平レジスタを駆動する水平駆動パルスを示すタイムチャート、（Ｃ）はアスペクト比４：３モードでの水平レジスタ内の信号電荷の流れ説明図である。
図面において、１は撮像領域で、画素を成す受光素子２、２、・・・がマトリックス状に配設されている。３、３・・・は該撮像領域１内において受光素子の各垂直列に対応して設けられた垂直レジスタで、その垂直列の各受光素子からの信号電荷を垂直転送する。
【００２３】
該撮像領域１の受光素子２、２、・・・、及び垂直レジスタ３、３、・・・の配設は１６：９のアスペクト比対応になっている。具体的には、本例においては有効画素の水平方向の画素数は９４８、垂直方向の画素数は４８６である。この９４８×４８６の有効画素は１６：９のアスペクト比対応で使用するときは全部が再生の対象になるが、４：３のアスペクト比対応で使用するときはその有効画素の左側の部分１Ｌと右側の部分１Ｂとが不要部分としてそこからの信号電荷は排出される。１Ｃは４：３のアスペクト比対応で使用するときでも信号電荷の排出がされない中間部分である。そして、左側不要部分の信号電荷１Ｌと、右側左側１Ｒとはそれぞれ撮像素子１の横幅の約８分の１の幅を有し、中間部分１Ｃは撮像素子１の横幅の約４分の３の幅を有する。
【００２４】
４は撮像領域１の下側に設けられた水平レジスタで、垂直レジスタ３、３、・・・により垂直方向に転送された信号電荷を水平方向に転送する。５は該水平レジスタ４の出力端側に設けられた出力部で、基本的には信号電荷を電圧に変換して外部に送出する役割を果たすが、それと共に、水平レジスタ４から出力された信号電荷を廃棄する役割も果たす。
次に、図１（Ｂ）、（Ｃ）に従ってＣＣＤ固体撮像装置の動作を説明する。
アスペクト比が１６：９モードのときは、普通のＣＣＤ固体撮像装置と同じように、水平走査期間中に水平レジスタ４による水平転送を行う。このときその水平レジスタ４を駆動する水平駆動パルスの周波数、即ち水平駆動周波数は例えば１８ＭＨｚである。そして、水平ブランキング期間中に垂直転送、即ち、垂直レジスタ３、３、・・・による信号電荷の垂直方向の転送を行う。この転送１回により各垂直レジスタ３、３、・・・の信号電荷が１水平ライン分水平レジスタ４に転送される。
【００２５】
次に、アスペクト比が４：３モードのときは、１６：９モードのときより動作が複雑で、一つの水平走査が終わり水平ブランキング期間が開始する（ｔ１：水平ブランキング期間開始時点）と、直ちに垂直転送が行われる。垂直転送が終了したとき（ｔ２：垂直転送終了時点）の水平レジスタ４の状態を図１（Ｃ）の１）で示す。この状態はある一つの水平ライン（第ｎ番目のライン）の信号電荷がそのまますべて水平レジスタ４に入った状態であり、従って、出力端部には左側不要部分１Ｌの信号電荷（これを便宜上Ｌ１とする）が、中間部には必要部分１Ｃの信号電荷（これを便宜上Ｃ１とする）が、そして、反出力端部には右側不要部分１Ｒの信号電荷（これを便宜上Ｒ１とする）が納まっている。
このように、水平ブランキング期間が開始されたらすぐに垂直転送を行い水平ブランキング期間前側での不要部分の信号電荷の排出のための転送を行わない点で、図４に示した従来のＣＣＤ固体撮像装置とは大きく相違する。
【００２６】
垂直転送が終了すると水平レジスタ４は不要部分の信号電荷排出のための転送を水平ブランキング期間が終了する（ｔ３：水平ブランキング終了時点）までに行う。この転送は例えば２７ＭＨｚの周波数の水平駆動パルスにより行う。図１（Ｃ）の２）は水平ブランキング期間終了時点ｔ３における水平レジスタ４の状態を示し、この図から明らかなように、この時点で不要部分の信号電荷Ｌ１は水平レジスタから排出されてしまっており、必要部分の信号電荷Ｃ１が出力部５への転送を待つ状態になっている。勿論、必要部分の信号電荷Ｃ１の後（右側）には右側不要部分１Ｒの信号電荷Ｒ１がくっついている。
そして、水平ブランキング期間が終了すると水平走査が開始され、必要部分１Ｃの信号電荷Ｃ１が水平レジスタ４により転送される。即ち、本来の水平転送が行われるのである。この転送は１３． ５ＭＨｚの水平駆動周波数の水平駆動パルスにより行われる。図１（Ｃ）の３）はこの水平転送が終わった時点（ｔ１）における水平レジスタ４の状態を示し、この状態では、水平レジスタ４の出力端部に右側不要部分１Ｒの信号電荷Ｒ１が位置している。
【００２７】
水平ブランキング期間が開始すると、垂直転送が行われ、次の水平ライン（第ｎ＋１番目のライン）の信号電荷が各垂直レジスタ３、３、・・・から水平レジスタ４へ転送される。図１（Ｃ）の４）はこの垂直転送（ｔ１〜ｔ２）が終了した時点ｔ２における水平レジスタ４の状態を示す。
その図から明らかなように、水平レジスタ４の出力端部にはその第ｎ＋１番目のラインの左側不要部分１Ｌの信号電荷（これを便宜上Ｌ２とする）が転送されてきたので、その左側不要部分１Ｌの信号電荷Ｌ２と既にそこに存在していた第ｎ番目の右側不要部分１Ｒの信号電荷Ｒ１とが混合（Ｒ１＋Ｌ２）する。
【００２８】
尚、水平レジスタ４の中間部には第ｎ＋１番目のラインの必要部分の信号電荷（これを便宜上Ｃ２とする）が、水平レジスタ４の反出力端部には第ｎ＋１番目の右側不要部分１Ｒの信号電荷（これを便宜上Ｒ２とする）が転送される。そして、垂直転送が終わると、その混合された不要部分の信号電荷Ｒ１＋Ｌ２を排出する水平転送が行われる。図１（Ｃ）の５）はその排出のための水平転送が終わった時点ｔ３における水平レジスタ４の状態を示している。これは図１（Ｃ）の３）で示す状態と同じである（勿論、入っているラインは一つ異なっているが）。そして、その後、本来の水平転送が行われる。
そして、このような動作が繰り返される。
【００２９】
このような駆動方法によれば、小アスペクト比の４：３モードのときにおいては、一つの水平ライン（第ｎ番目のライン）の水平レジスタ４の出力端から遠い側である右側の不要部分１Ｒの信号電荷Ｒ１とその次の水平ライン（第ｎ＋１番目のライン）の水平レジスタ４の出力端と近い側である左側の不要部分１Ｌの信号電荷Ｌ２とを混合（Ｒ１＋Ｌ２）して排出するので、各水平ブランキング期間におけるその期間開始直後の不要部分の信号電荷排出のための水平転送を行わなくても済み、不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタ４の駆動は水平ブランキング期間の後側においてのみ行えば良い。従って、不要部分の信号電荷排除のための水平駆動周波数を従来の５４ＭＨｚから半分の２７ＭＨｚにすることができる。
依って、不要輻射を低減でき、水平レジスタの転送不良発生確率が低減し、水平レジスタの高速転送性能を徒らに高める必要性がなくなる。
【００３０】
尚、上記ＣＣＤ固体撮像装置の駆動方法のバリエーションとして、不要部分の信号電荷の排出のための水平駆動周波数を従来のそれと変えず、そのかわりに、各水平ブランキング期間における不要部分の信号電荷の排出のために割く時間を半分にする（その分、垂直転送時間は長くできる。）ようにしても良い。このようにすれば、各水平周期おける不要輻射発生時間を短くでき、不要輻射による弊害の発生の可能性をその分低減できるという効果が得られる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図２（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の第２の実施の形態を示もので、（Ａ）は固体撮像装置の平面図、（Ｂ）はドレイン領域、ゲート領域等を示す断面図、（Ｃ）は不要電荷のドレイン領域への排出時における、（Ｂ）に示す部分のポテンシャルプロフィールである。
本ＣＣＤ固体撮像装置は水平レジスタ４の反撮像領域側にゲート領域６を有し、更に、該ゲート領域６の反水平レジスタ側にドレイン領域７を有し、水平レジスタ４で混合された不要部分の信号電荷の一部を、具体的には取扱い電荷量を越える部分をゲート領域６を介してドレイン領域７に排出するようにしてなる点で図１に示した第１の実施の形態に係る固体撮像装置と異なるが、それ以外の点では共通しており、そしてその共通する点については既に説明済みであるので、説明を省略する。
【００３２】
ゲート領域６は水平転送チャンネル（ｎ型）８の表面部に例えばイオン打ち込みによりｎ− 型半導体領域を形成することによってポテンシャルバリアを設けてなるものである。ドレイン領域７は該ゲート領域６に接するように形成したｎ− 型の半導体領域からなる。水平レジスタ４からドレイン領域７への信号電荷の排出のためのゲート電極は水平転送電極が兼用されている。そのポテンシャルバリアの高さは取扱い電荷量を越える電荷がドレイン領域７側へオーバーフローする高さに設定する。
【００３３】
本駆動方法は、第１の実施の形態と基本的に共通するが、ただ、水平レジスタ４の出力端部で混合された不要部分の信号電荷［ Ｒ１＋Ｌ２ 図１（Ｃ）の４）参照］ はその量が上記ゲート領域６によるポテンシャルバリアを越えて溢れるような量であるとき、そのポテンシャルバリアを越える分がドレイン領域７に流れ込んで排出されるようになっている。従って、その不要部分の信号電荷Ｒ１＋Ｌ２の水平レジスタ４による排出のための転送は残った分だけ行えば良い。依って、水平レジスタ４の取扱い電荷量を徒らに大き目に設定くしなくても済む。
【００３４】
即ち、ドレイン領域を設けない場合には一つのラインの例えば右側の不要部分１Ｒの信号電荷Ｒ１と次のラインの左側の不要部分１Ｌの信号電荷Ｌ２とを混合するとその混合された電荷（Ｒ１＋Ｌ２）の量が非常に多くなる可能性があり、その電荷を支障無く転送するためには、即ち電荷の漏れが生じないように転送するには水平レジスタの取扱い電荷量をかなり大きくしなければならないという制約があるが、第２の実施の形態によれば、混合された電荷のゲート領域６のポテンシャルバリアを越える分をドレイン領域７に捨てるので、水平レジスタ４で排出のために転送しなければならない電荷量は少なくて済み、延いては、水平レジスタの取扱い電荷量を徒らに多くする必要性がないのである。この点で、第２の実施の形態の方が第１の実施の形態よりも優れているといえる。
【００３５】
尚、本実施形態に係る固体撮像装置においては、ゲート領域６を独立して制御する電極を有していないが、それを設け、制御信号によりゲートの開閉を行うようにしても良い。また、ゲート領域６専用の電極を有するがそれには一定の直流バイアスを与えておき、そのバイアスにより一定のポテンシャルバリアができるようにしてもよく、ゲート領域には種々のバリエーションがあり得る。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図３（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第３の実施の形態を示すもので、（Ａ）は固体撮像装置の平面図、（Ｂ）は動作説明図である。
本実施の形態は、前提として固体撮像装置において、ドレイン領域７及びゲート領域６を同図の実線で示すように、水平レジスタ４の出力端部と対応する部分のみに形成しておくこととしたものである。このようにするのは、連続する二つのラインの右側不要部分の信号電荷と左側不要部分の信号電荷の混合が行われて電荷量が多くなるのが水平レジスタ４の出力端部のみにおいてであることから中間部に対応する部分にはゲート領域６、ドレイン領域７を設けることが必要ではないうえ、中間部にドレイン領域７等がないと必要部分の信号電荷がドレイン領域７に排出されることがないので、ゲート領域６、ドレイン領域７の設計、形成が比較的ラフで良く、不要電荷の排出を充分に行うということのみを念頭においた設計が許されるという利点があるからである。
そして、ゲート領域６は独立した電極により制御信号により制御される。
この第３の実施の形態は、請求項２の駆動方法に係る固体撮像装置にも使用できる。
【００３７】
ところで、４：３モードのときにおける左側と右側の不要部分１Ｌ、１Ｒの画素数が完全に一致していない場合もある。具体的には、図３（Ｂ）に示すように、左側不要部分１Ｌの信号電荷の方が右側不要部分２Ｒの信号電荷よりも画素数をやや多くする場合がある。この場合には、水平走査期間における必要部分の信号電荷の水平転送を終えた後、更にその画素数の差の部分だけ余計に右側不要部分の信号電荷Ｒ１を転送してその信号電荷の先頭が水平レジスタ４の出力端に来るようにするのである。
【００３８】
そして、制御信号によりゲート電極６の開閉を行う場合では、ゲートは、基本的には垂直転送期間中に開き、それ以外のときは閉じている。従って、一つのラインの必要部分１Ｃの水平転送を終えた後垂直転送に入る前にそのラインの右側の不要部分１Ｒの信号が一部ないし全部水平レジスタ７に排出され、その後垂直レジスタから次のラインの信号電荷が水平レジスタ４内に転送される。従って、その新たなラインの左側不要部分１Ｌの信号電荷が水平レジスタ４の出力端部に入ってもそこの電荷量は多くならない。
【００３９】
尚、図３（Ａ）の破線で示すように、水平レジスタ４の出力端部の反対側の端部にもドレイン領域７、ゲート領域６を形成しても良い。このようにすると、水平レジスタ４の出力端部で左側不要部分１Ｌの信号電荷と混合される右側不要部分１Ｒの信号電荷の一部又は全部をそのドレイン領域７へゲート領域６を介して排出しておくことができ、水平レジスタ４の出力端部で不要部分の信号電荷が混合されてもその信号電荷がドレイン領域７以外に溢れる可能性をより完璧に防止することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
図４及び図５は本発明の第４の実施の形態を示すもので、図４（Ａ）は固体撮像装置の平面図、（Ｂ）は４：３モードでの水平レジスタ内の信号電荷の流れを説明する流れ説明図、図５は１６：９モード及び４：３モードでの水平レジスタの動作を説明するタイムチャートである。
本実施の形態は、水平周期毎に黒レベルを検出して暗電流成分を信号から捨象（消去）できるようにするものである。
【００４１】
上記各実施の形態は、アスクペクト可変固体撮像装置の水平レジスタでの不要信号を排出する時の周波数をそれまでの例えば半分に低減できるものであるが、しかし、信号から黒レベル成分を捨象するための黒レベル検出を行うようにされていない。
そこで、オプチカルブラック領域を設けて黒レベルを検出できるようにすべく撮像領域の上又は下にオプチカルブラック領域を設け、各フィールド期間毎に黒レベル検出をすることを試みた。というのは、４：３モードのときにも水平周期毎に黒レベル検出できるようにするには、縦長のオプチカルブラック領域を撮像領域１の必要部分（４：３モード下における有効領域）１Ｃの左側か右側の側辺に隣接して設けることが必要になるように思われ、そして、それは１６：９モードでのきちんとした撮像を阻むので不可能と思われたからである。
【００４２】
しかし、撮像領域の上又は下にオプチカルブラック領域を設けて黒レベル検出を行うようにした場合、その検出がフィールド期間毎にしか行われない、即ち検出周期が水平周期に比較して極めて長く（ＮＴＳＣ方式の場合水平周期の５２５／２倍）になり、黒レベル信号をクランプした場合のノイズがより低周波に現れるという問題があった。
また、固体撮像装置、特にＦＩＴ（フレームインターライン）型ＣＣＤ固体撮像装置においては、画面内における暗電流が一定ではなく、垂直方向におけるばらつきは無視できないほど大きい。即ち、ＦＩＴ型ＣＣＤ固体撮像装置の場合、暗電流は主に蓄積領域で生じるが、電荷が蓄積領域に存在する時間がライン毎に異なり、画面の上部の水平ラインでは数Ｈ程度であるので暗電流は比較的小さいが、下部になるほど電荷が蓄積領域に存在する時間が１フィールドに近くなり、暗電流が非常に大きくなるのである。
そこで、アスペクト可変の固体撮像装置においても１６：９モードと４：３モードのいずれの下でも水平周期での黒レベル検出を可能にすべく開発したのが本実施の形態なのである。
【００４３】
本実施の形態に係る固体撮像装置は、先ず、第１に、撮像領域１の左側に、換言すれば、４：３モード下において左側、即ち水平転送における出力端側の不要部分１Ｌの左側側辺にに隣接してオプチカルブラック領域１Ｂを有するという特徴を有している。
第２に、水平レジスタ４は二つに分割され、その分割されたものの内の一方である第１の水平レジスタＨ＃１−ＣＣＤは撮像領域に対応して設けられており、分割されたものの内の他方である第２の水平レジスタＨ＃２−ＣＣＤはオプチカルブラック領域１Ｂに対応して設けられているという特徴を有している。
【００４４】
この第１及び第２の水平レジスタＨ＃１−ＣＣＤ、Ｈ＃２−ＣＣＤはドライバ１６によって独立して駆動制御される。φＨ＃１、φＨ＃２はその駆動パルスである。１７はドライバ６を制御するタイミングゼネレータである。そして、第２の水平レジスタＨ＃２−ＣＣＤの出力端に、フローティングディフュージョン、リセットトランジスタ、バッファからなる出力部５が接続され、該出力部５を通じて信号の出力が為される。
尚、本実施の形態の説明では簡略化のため、第２の水平レジスタＨ＃２−ＣＣＤのパケット数とオプチカルブラック領域の水平方向の画素数が一致しているかのように説明しているが、これに所謂空送りを追加する方がより実際的である。
【００４５】
次に、動作を説明する。１６：９モード下における動作は、第１と第２の水平レジスタＨ＃１−ＣＣＤ、Ｈ＃２−ＣＣＤが共に同一の動作をし、これは一般のオプチカルブラック領域付きＣＣＤ固体撮像装置と略同一の動作をすることになる。
即ち、水平ブランキング期間の終了直前に垂直レジスタから水平レジスタ４（Ｈ＃１−ＣＣＤ及びＨ＃２−ＣＣＤ）への撮像領域１（１Ｒ、１Ｃ、１Ｌ）からの信号電荷（１６：９モード下では不要電荷はない。）及びオプチカルブラック領域１Ｂからの信号電荷を転送し、そして、そのオプチカルブラック領域１Ｂからの信号の出力を行う。
そして、水平ブランキング期間が終了すると、撮像領域１からの信号電荷を水平転送するのである。
【００４６】
次に、４：３モードの動作を図４（Ｂ）、図５を参照して説明する。
このモードでは、各水平ブランキング期間は４つの期間に分かれている。先ず、各水平ブランキング期間の開始時点（第１の期間の開始時点）ｔ１における状態を説明する。この状態は第ｎ番目の水平ラインの必要部分１Ｃの信号電荷の出力を終え、そのラインの右側不要部分１Ｒの信号電荷（これを仮にＲ１とする。）が水平レジスタ４の出力端部に存在し、これからその不要部分の信号電荷の排出をしようとする状態である。
【００４７】
ｔ１〜ｔ２の期間、即ち上記４つの期間の内の第１の期間に、第１の水平レジスタＨ＃１−ＣＣＤを停止し、第２の水平レジスタＨ＃２−ＣＣＤを駆動することにより上記不要電荷Ｒ１を排出し、第２の水平レジスタＨ＃２−ＣＣＤを空にする。この排出は２倍速転送により行われる。
次に、ｔ２〜ｔ３の期間、即ち上記４つの期間の内の第２の期間に、垂直レジスタから水平レジスタ４への信号電荷（第ｎ＋１番目の信号電荷）を転送をする。
このときは、第１及び第２の水平レジスタＨ＃１−ＣＣＤ、Ｈ＃２−ＣＣＤを共に停止する。
【００４８】
この転送によって上記第ｎ番目の水平ラインの右側不要部分１Ｒからの信号電荷Ｒ１と、第ｎ番目のラインの左側不要部分１Ｌからの信号電荷（これを仮にＬ２とする。）とが混合される。勿論、この転送によってオプチカルブラック領域１Ｂからの信号電荷、即ち黒レベルを示す信号電荷も水平レジスタ４（Ｈ＃１−ＣＣＤ、Ｈ＃２−ＣＣＤ）に取り込まれることはいうまでもない。尚、この不要電荷Ｒ１とＬ２の混合により加算された電荷の量が水平レジスタ４の取扱い電荷量を越えないようにするためにリミッタにより電荷量を制限することが望ましい。
【００４９】
次のｔ３〜ｔ４の期間、即ち上記４つの期間の内の第３の期間に上記オプチカルブラック領域１Ｂからの信号電荷、即ち黒レベルを示す信号が水平レジスタ４の水平転送により出力される。尚、この期間は１μ秒程度と極めて短い。
そして、この黒レベルを示す信号電荷が読み出されて信号から暗電流成分の消去（捨象）に用いることができるのである。この期間は第１及び第２の水平レジスタが共に動作する。
次のｔ４〜ｔ５の期間、即ち上記４つの期間の内の第４の期間に上記混合された不要電荷Ｒ１＋Ｌ２が水平レジスタ４の水平転送により排出される。この排出は水平ブランキング期間の終了時点ｔ５で終了する。この終了時点ｔ５ではその第ｎ＋１番目の水平ラインの必要部分１Ｃの信号電荷（Ｃ２）はその先頭が水平レジスタ４の出力端に達する位置まで転送され、必要部分１Ｃの信号電荷Ｃ２をすぐ出力できる状態になっている。
【００５０】
そして、水平ブランキング期間が終了すると、その必要部分１Ｃの信号電荷Ｃ２の出力が開始される。そして、次の水平ブランキング期間が開始するまでにその水平ラインの信号電荷Ｃ２の転送が終了する。その終了時点ｔ１から今までの動作が同じように繰り返される。
このような駆動方法によれば、第ｎ番目の水平ラインの不要信号（反出力端側の不要信号）Ｒ１が第１の水平レジスタＨ＃１−ＣＣＤの出力端部に残っている状態でｎ＋１番目の水平ラインの信号を第１の水平レジスタＨ＃１−ＣＣＤに転送することによってオプチカルブラック領域の信号電荷を取り込むと共に上記不要信号Ｒ１とｎ＋１番目の水平ラインの不要信号（出力端側の不要信号）Ｌ２とを混合し、その後第１及び第２の水平レジスタＨ＃１−ＣＣＤ、Ｈ＃２−ＣＣＤを駆動することにより先ずオプチカルブラック領域１Ｂの信号電荷（即ち黒レベルを示す信号電荷）を取り出し、しかる後、その混合された不要電荷Ｒ１＋Ｌ２の排出ができる。
【００５１】
依って、水平レジスタで不要信号を掃き捨てるための駆動周波数を例えばそれまでの半分に低減できるという効果を享受しつつ水平周期毎の黒レベル検出ができる。
尚、本実施の形態においては、第１乃至第３の実施の形態よりも水平ブランキング期間内に行うべき動作が２動作増えるが、その内の第１の動作である、第２の水平レジスタＨ＃２−ＣＣＤから不要電荷Ｒ１を廃棄する動作は１μ秒程度で済み、また、第２の動作である、オプチカルブラック領域１Ｂからの黒レベルを示す信号電荷の読み出し動作は少なくとも暗電流成分を捨象する方式を採る以上必ず必要である動作であり、しかもそれは０．５μ秒程度で済む。従って、動作が多いことは駆動周波数を高くする割合は若干である。
【００５２】
尚、上記各実施の形態は本発明をインターライン型ＣＣＤ固体撮像装置に適用したものものであるが、本発明はそれ以外のタイプのもの、例えばフレームインターライン型ＣＣＤ固体撮像装置にも適用することができる。また、上記第１乃至第３の各実施の形態に係る固体撮像装置には水平レジスタは１個しかないが、しかし、水平レジスタを２個有するタイプのＣＣＤ固体撮像装置にも本発明を適用することができる。
また、必要部分１Ｃの信号電荷は基本的には水平走査期間に転送されるといえるが、厳密には、実際は、必要部分１Ｃの信号電荷のごく一部は水平ブランキング期間にも転送（読み出し）が為される。しかし、説明の簡略化のために水平ブランキング期間中には一切読み出されないかのように動作説明をした。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１の固体撮像装置の駆動方法によれば、小アスペクト比のときにおいて、一つの水平ライン（第ｎ番目のライン）の水平レジスタの出力端から遠い側の不要部分の信号電荷とその次の水平ライン（第ｎ＋１番目のライン）の水平レジスタの出力端と近い側の不要部分の信号電荷とを混合して排出するので、各水平ブランキング期間におけるその期間開始直後に従来のアスペクト比可変型ＣＣＤ固体撮像装置で行っていた不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタを行わなくても済み、不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタは水平ブランキング期間の後側においてのみ行えば良い。従って、水平駆動周波数を例えば半分というように相当に低く、あるいは各水平ブランキング期間における不要部分の信号電荷の排出のために水平レジスタを高速転送させる時間を例えば半分にというように相当に短くすることができる。
依って、不要輻射を低減でき、水平レジスタの転送不良発生確率が低減し、水平レジスタの高速転送性能を徒らに高める必要性がなくなり、あるいは、各水平周期おける不要輻射発生時間を短くできる。
【００５４】
請求項２の固体撮像装置の駆動方法によれば、請求項１ＣＣＤ固体撮像装置の駆動方法と同様に、不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタによる転送を水平ブランキング期間の後側においてのみ行えば良いので、請求項１のＣＣＤ固体撮像装置で享受できた効果をすべて享受できるほか、不要部分の信号電荷の少なくとも一部をドレイン領域へ排出することができるので、水平レジスタで転送しなければならない不要部分の信号電荷の電荷量が水平レジスタの取扱い電荷量を越えないようにすることができ得る。
【００５５】
請求項３の固体撮像装置の駆動方法によれば、請求項１及び２の固体撮像装置の駆動方法と同様に、不要部分の信号電荷排出のための水平レジスタによる転送を水平ブランキング期間の後側においてのみ行えば良いので、請求項１及び２の固体撮像装置の駆動方法で享受できた効果をすべて享受できるほか、水平レジスタ出力端から遠い側の不要部分の信号電荷を予めドレイン領域へ排出することができるので、水平レジスタで転送しなければならない不要部分の信号電荷の電荷量が水平レジスタの取扱い電荷量を越えないようにすることが容易にでき得る。
【００５６】
請求項４の固体撮像装置の駆動方法によれば、第ｎ番目の水平ラインの不要信号（反出力端側の不要信号）が第２の水平レジスタの出力端部に残っている状態でｎ＋１番目の水平ラインの信号を第１の水平レジスタに転送することによってオプチカルブラック領域の信号電荷を取り込むと共に上記不要信号とｎ＋１番目の水平ラインの不要信号（出力端側の不要信号）とを混合し、その後第１の水平レジスタを駆動することにより先ずオプチカルブラック領域の信号電荷（即ち黒レベルを示す信号電荷）を取り出し、しかる後、その混合された不要電荷の排出ができる。
依って、水平レジスタで不要信号を掃き捨てるための駆動周波数を例えばそれまでの半分に低減できるという効果を享受しつつ水平周期毎の黒レベル検出ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明固体撮像装置の駆動方法の第１の実施の形態を説明するためのもので、（Ａ）は概略構成を示す平面図、（Ｂ）は水平ブランキングパルスと、水平レジスタを駆動する水平駆動パルスを示すタイムチャート、（Ｃ）はアスペクト比４：３モードでの水平レジスタ内の信号電荷の流れ説明図である。
【図２】図２（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明固体撮像装置の駆動方法の第２の実施の形態を示もので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はドレイン領域、ゲート領域等を示す断面図、（Ｃ）は不要電荷のドレイン領域への排出時における、（Ｂ）に示す部分のポテンシャルプロフィールである。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は本発明固体撮像装置の駆動方法の第３の実施の形態を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は動作説明図である。
【図４】本発明固体撮像装置の駆動方法の第４の実施の形態を説明するためのもので、（Ａ）は固体撮像装置の平面図、（Ｂ）は４：３モードでの水平レジスタ内の信号電荷の流れ説明図である。
【図５】上記第４の実施の形態における１６：９のモードと４：３モードでの水平レジスタの動作を示すタイムチャートである。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はかかるアスペクト比可変のＣＣＤ固体撮像装置の従来例を説明するためのもので、（Ａ）は概略構成を示す平面図、（Ｂ）は水平ブランキングパルスと、水平レジスタを駆動する水平駆動パルスを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ 撮像領域
１Ｒ 右側（水平レジスタの出力端から遠い側）不要部分
１Ｌ 左側（水平レジスタの出力端から近い側）不要部分
１Ｃ 中間の必要部分
１Ｂ オプチカルブラック領域
２ 受光素子
３ 垂直レジスタ
４ 水平レジスタ
Ｈ＃１−ＣＣＤ 第１の水平レジスタ
Ｈ＃２−ＣＣＤ 第２の水平レジスタ
６ ゲート領域
７ ドレイン領域
Ｒ１、Ｒ２ 第ｎ番目、第ｎ＋１番目の水平ラインの右側（水平レジスタの出力端から遠い側）不要部分の信号電荷
Ｌ１、Ｌ２ 第ｎ番目、第ｎ＋１番目の水平ラインの左側（水平レジスタの出力端から近い側）不要部分の信号電荷
Ｃ１、Ｃ２ 第ｎ番目、第ｎ＋１番目の水平ラインの必要部分の信号電荷
Claims (4)
- あるアスペクト比に対応して受光素子が縦横に配列され該受光素子の各垂直列に対応してその垂直列の信号電荷を垂直転送する垂直レジスタが配接された撮像領域と、上記各垂直レジスタからの信号電荷を水平転送する水平レジスタを少なくとも備え、上記アスペクト比対応の信号の出力と、撮像領域の左右の不要部分の信号電荷を水平ブランキング期間中に排出することによるそのアスペクト比より小さな小アスペクト比対応の信号の出力が可能な固体撮像装置の駆動方法であって、
小アスペクト比対応の信号の出力は、
上記水平レジスタにより第ｎ（ｎ：正の整数）番目の水平ラインの必要部分の信号電荷の水平転送を行うと共に、第ｎライン目の水平ラインの水平レジスタ出力端から遠い方の不要部分の信号電荷について一部或いは全部を、上記水平レジスタの上記撮像領域の水平レジスタ出力端から近い不要部分と対応する部分まで水平転送し、
その後、水平ブランキング期間が来ると上記垂直レジスタによる垂直転送によりそこからその水平レジスタへ第ｎ＋１番目の水平ラインの信号電荷を転送することにより上記第ｎ番目の水平ラインの水平レジスタ出力端から遠い側の不要部分の信号電荷と第ｎ＋１番目の水平ラインの水平レジスタの出力端から近い側の不要部分の信号電荷とを混合し、
しかる後、その混合された不要部分の信号電荷をその水平ブランキング期間中に水平レジスタから排出し、その後、その第ｎ＋１番目の水平ラインの必要部分の信号電荷を転送、出力することにより
行うことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法 - あるアスペクト比に対応して受光素子が縦横に配列され該受光素子の各垂直列に対応してその垂直列の信号電荷を垂直転送する垂直レジスタが配接された撮像領域と、上記各垂直レジスタからの信号電荷を水平転送する水平レジスタと、その少なくとも出力端部の反撮像領域側に設けられたドレイン領域を少なくとも備え、上記アスペクト比対応の信号の出力と、撮像領域の左右の不要部分の信号電荷を水平ブランキング期間中に排出することによるそのアスペクト比より小さな小アスペクト比対応の信号の出力が可能な固体撮像装置の駆動方法であって、
小アスペクト比対応の信号の出力は、上記水平レジスタにより第ｎ番目の水平ラインの必要部分の信号電荷の転送を行うと共に、第ｎ番目の水平ラインの水平レジスタ出力端から遠い方の不要部分の信号電荷について一部或いは全部を、上記水平レジスタの上記撮像領域の水平レジスタ出力端から近い不要部分と対応する部分まで水平転送し、
その後、水平ブランキング期間がくると上記垂直レジスタによる垂直転送によりそこからその水平レジスタへ第ｎ＋１番目の水平ラインの信号を転送することにより上記第ｎ番目の水平ラインの水平レジスタ出力端から遠い側の不要部分の信号電荷と第ｎ＋１番目の水平ラインの水平レジスタの出力端から近い側の不要部分の信号電荷とを混合し、その混合された不要部分の信号電荷の一部或いは全部を上記ドレイン領域に排出し、それと共に、水平レジスタ中に不要部分の信号電荷の残りがある場合におけるその残りの排出をその水平レジスタによりその水平ブランキング期間中に行うようにし、
しかる後、その第ｎ＋１番目の水平ラインの必要部分の信号電荷を転送、出力することにより
行うことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法 - あるアスペクト比に対応して受光素子が縦横に配列され該受光素子の各垂直列に対応してその垂直列の信号電荷を垂直転送する垂直レジスタが配接された撮像領域と、上記各垂直レジスタからの信号電荷を水平転送する水平レジスタと、その出力端部の反撮像領域側に設けられたドレイン領域を少なくとも備え、上記アスペクト比対応の信号の出力と、撮像領域の左右の不要部分の信号電荷を水平ブランキング期間中に排出することによるそのアスペクト比より小さな小アスペクト比対応の信号の出力が可能な固体撮像装置の駆動方法であって、
小アスペクト比対応の信号の出力は、上記水平レジスタにより第ｎ番目の水平ラインの必要部分の信号電荷の転送を行うと共に、第ｎ番目の水平ラインの水平レジスタ出力端から遠い方の不要部分の信号電荷について一部或いは全部を、上記水平レジスタの上記撮像領域の水平レジスタ出力端から近い不要部分と対応する部分まで水平転送し、同時に、その不要部分の信号電荷の一部又は全部を上記ドレイン領域に排出し、
その後、水平ブランキング期間が来ると上記垂直レジスタによる垂直転送によりそこからその水平レジスタへ第ｎ＋１番目の水平ラインの信号を転送することにより上記第ｎ番目の水平レジスタ出力端から遠い側の不要部分の信号電荷の水平レジスタ内に残っている部分と第ｎ＋１番目の水平ラインの水平レジスタの出力端から近い側の不要部分の信号電荷とを混合し、しかる後、その混合された不要部分の信号電荷をその水平ブランキング期間中に水平レジスタにより転送、排出すると共に、その第ｎ＋１番目の水平ラインの必要部分の信号電荷を転送、出力することにより
行うことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法 - あるアスペクト比に対応して受光素子が縦横に配列され該受光素子の各垂直列に対応してその垂直列の信号電荷を垂直転送する垂直レジスタが配接された撮像領域と、該撮像領域の水平転送における出力側側辺に隣接して設けられた水平周期黒レベル検出用のオプチカルブラック領域と、上記撮像領域に対応する第１の水平レジスタと、上記オプチカルブラック領域に対応し、該第１の水平レジスタの出力端側に接続され、出力端側に電荷検出部を含む出力段が接続された第２の水平レジスタとを少なくとも備え、上記アスペクト比対応の信号の出力と、撮像領域の左右の不要部分の信号電荷を水平ブランキング期間中に排出することによるそのアスペクト比より小さな小アスペクト比対応の信号の出力が可能な固体撮像装置の駆動方法であって、
小アスペクト比対応の信号の出力は、第ｎ番目の水平ラインの必要部分の信号電荷を上記第１及び第２の水平レジスタを介して出力すると共に、第ｎ番目の水平ラインの不要信号のうち水平レジスタ出力端から遠い方の不要信号を第２の水平レジスタの上記撮像領域の水平レジスタ出力端から近い不要部分と対応する部分まで転送し、
その後、第１の水平レジスタを停止し、第２の水平レジスタを駆動して該水平レジスタの不要電荷を排出し、上記垂直レジスタから上記第１及び第２の水平レジスタに第ｎ＋１番目の水平ラインの撮像領域及びオプチカルブラック領域の信号電荷を転送することによって第１の水平レジスタの出力端部に残っている前記不要信号と、第ｎ＋１番目の水平ラインの出力段に近い方の不要信号を混合し、
しかる後、第１と第２の水平レジスタを駆動することによって先ずオプチカルブラック領域の信号電荷を出力し、更に水平帰線期間の終了までに上記混合された不要信号を排出すると共に必要信号をその先端が水平レジスタの出力端に達する位置まで転送することにより行うことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法
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