KR100305334B1 - 클럭신호위상이스위칭되는촬상장치의신호전하전송방법 - Google Patents

클럭신호위상이스위칭되는촬상장치의신호전하전송방법 Download PDF

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Abstract

촬상 장치는 종방향으로 배치된 광전 변환 소자들을 포함한다. 각 변환 소자는 신호 전하를 생성한다. 종방향으로 배치된 각 광전 변환 소자에는 k 개의 전송 전극 (k 는 1 보다 큰 정수) 이 제공된다. 인접한 2 개의 상기 광전 변환 소자용 전송 전극에는 2k 개의 신호 라인이 접속되어 있다. 상기 2k 개의 신호 라인을 이용하여, 인접한 2 개의 상기 광전 변환 소자용 전송 전극에 구동 클럭 신호를 각각 공급한다. 그 결과, 신호 전하는 구동 클럭 신호에 기초하여 전송된다.

Description

클럭 신호 위상이 스위칭되는 촬상 장치의 신호 전하 전송 방법{SIGNAL CHARGE TRANSFERRING METHOD IN IMAGE SENSOR IN WHICH CLOCK SIGNAL PHASE IS SWITCHED}
본 발명은 고체 촬상 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
도 1 은 인터라인 전송형 고체 촬상 장치의 구성을 예시한 도면이다. 도 1 에 도시된 인터라인 전송형 고체 촬상 장치에 있어서, 반도체 기판 (801) 상에 다수 군의 수직 전하 전송 레지스터 (802), 다수 군의 광전 변환 소자 (803), 및 일 군의 수평 전하 전송 레지스터 (804) 가 배치된다. 각 군의 수직 전하 전송 레지스터 (802) 에는 다수의 전하 전송 레지스터가 수직 방향으로 구성되어 있다. 수직 전하 전송 레지스터 (802) 군중 하나에 대하여 각각의 광전 변환 소자 (803) 군이 제공된다. 수평 전하 전송 레지스터 (804) 군이 각각의 수직 전하 전송 레지스터 (802) 군의 일단에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 전하 검출부 (805) 가 제공되어 수평 전하 전송 레지스터 (804) 군의 일단에 전기적으로 접속된다. 전하 검출부 (805) 로부터 출력된 신호는 출력 단자 (806) 를 통해 외부로 출력된다.
도 2 는 광전 변환 소자와 수직 전하 전송 레지스터군의 전송 전극의 배치및 버스 라인과 전송 전극간의 접속을 도시한 도면이다. 도 2 에 도시된 고체 촬상 장치에 있어서, 수직 전하 전송 레지스터군은 4 상의 펄스 신호로 구동된다. 도 2 에 있어서, 하나의 광전 변환 소자 (803) 에는 4 개의 수직 전송 전극 (901) 이 제공되어 단위 화소를 형성한다. 수직 전송 전극 (901) 은 4 개의 전극마다 동일 버스 라인 (902) 에 접속된다. 또한, 수직 전하 전송 레지스터군의 일단에는 수평 전송 전극 (903) 이 제공된다.
이러한 고체 촬상 장치에서는 2 개의 동작이 필요한 데, 하나는 각 광전 변환 소자의 신호 전하를 개별적으로 읽어내는 동작이고, 다른 하나는 수직방향으로 인접한 2 개의 광전 변환 소자의 신호 전하를 가산하여 읽어내는 동작이다. 인접한 2 개의 광전 변환 소자의 신호 전하를 가산하여 출력하는 경우에 고체 촬상 장치의 해상도가 저하된다. 그러나, 모든 광전 변환 소자의 신호 전하를 출력하는 데 필요한 시간을 짧게 할 수 있다. 또한, 고체 촬상 장치가 인터레이스 모드에서 구동될 때, 수직방향으로 인접한 2 개의 광전 변환 소자의 신호 전하가 가산되어 출력된다.
고체 촬상 장치에 있어서, 개별 화소 읽기 모드와 수직 방향으로 인접한 2 개의 광전 변환 소자의 신호 전하가 가산되어 읽혀지는 2 개 화소 읽기 모드간의 스위칭 방법으로서, 수직 전하 전송 레지스터군의 신호 전하를 수평 블랭킹 (blanking) 기간에 2 회 전송하는 방법이 있다. 이 방법은 일본 특개평 4-262679 호 공보에 개시되어 있다. 수평 블랭킹 기간내의 수직 전하 전송 레지스터군의 전하 전송은 개별 화소 읽기 모드 (하나의 화소용 신호 전하가 전송됨)에서는 1 회 수행되고, 2 개 화소 읽기 모드 (2 개 화소용 신호 전하가 전송됨) 에서는 2 회 수행된다.
도 3 은, 개별 화소 읽기 모드에 있어서, 수평 블랭킹 기간에 수직 전송 전극과 수평 전송 전극에 인가되는 펄스의 타이밍도이다. 이 경우에 있어서, 수평 전송 전극 (903) 에 인가되는 펄스 (ψH1) 만이 수평 구동 펄스로서 도시되어 있다. 도 4 는 도 3 의 각 타이밍에서의 수직 전하 전송 레지스터군 내의 신호 전하의 축적 상태를 도시한 것이다.
수평 블랭킹 기간에 고전압 펄스가 수직 전송 전극에 1 회 인가되면, 광전 변환 소자 (803) 로부터 수직 전하 전송 레지스터 (802) 로 신호 전하가 읽혀진 후에 수직 전하 전송 레지스터군에서 하나의 화소에 대하여 전송된다. 이 때에, 수직 전하 전송 레지스터의 최종 단계의 신호 전하는 수평 전하 전송 레지스터에 전송된다. 수직 전하 전송 레지스터군으로부터 하나의 로우(row)에 대하여 신호 전하를 수신하는 경우, 수평 전하 전송 레지스터군은 수신된 신호 전하를 출력부에 순차적으로 전송한다. 이러한 동작을 수직 방향의 모든 화소에 대해서 반복함으로써, 촬상 영역의 모든 화소의 신호 전하가 출력된다.
도 5 는, 2 개 화소 읽기 모드에 있어서, 수평 블랭킹 기간 동안에 수직 전송 전극과 수평 전송 전극에 인가되는 펄스의 타이밍도이다. 그리고, 도 6 은 도 5 의 각 타이밍에서의 수직 전하 전송 레지스터군에서 신호 전하의 축적 상태를 도시한 도면이다.
수평 블랭킹 기간에 펄스가 각 수직 전송 전극에 2 회 인가되면, 광전 변환소자 (803) 로부터 수직 전하 전송 레지스터 (802) 군으로 신호 전하가 읽혀진 후에 수직 전하 전송 레지스터군에서 2 개 화소에 대하여 전송된다. 이 때에, 수직 전하 전송 레지스터의 최종 단계의 신호 전하와 그 이전 단계의 신호 전하는 수평 전하 전송 레지스터군에 연속적으로 전송되어 수평 전하 전송 레지스터 내에 서로 가산된다. 수직 전하 전송 레지스터군으로부터 2 개 화소에 대한 신호 전하를 수신할 때, 수평 전하 전송 레지스터군은 수신된 신호 전하를 출력부에 순차적으로 전송한다. 수직 방향의 모든 화소수의 절반에 대해서 상기 동작을 반복함으로써, 촬상 영역 내의 모든 화소의 신호 전하가 출력된다.
그런데, 2 개 화소 읽기 모드에 있어서, 수평 블랭킹 기간에 각 수직 전송 전극에 펄스가 2 회 인가되면, 각 펄스의 폭이 줄어든다. 고체 촬상 장치에 대한 이러한 종래의 예에 있어서, 펄스의 폭이 줄어들면, 전송 전극의 정전 용량과 저항으로 인한 펄스 전파 지연의 영향 때문에 구동 펄스의 진폭이 상당히 작아진다. 이러한 이유 때문에, 수직 전하 전송 레지스터에 의한 신호 전하의 최대 전송량이 감소하게 된다.
또한, 펄스 전파 지연을 억제하기 위하여 수평 블랭킹 기간을 연장하게되면, 수평 전하 전송 레지스터군으로부터 신호 전하를 출력하기 위해 주어진 시간이 짧아진다. 따라서, 수평 전하 전송 레지스터군을 구동하는데 이용되는 펄스의 주파수를 증가시켜야 한다. 그 결과, 수평 전하 전송 레지스터군의 전송 불량, 및 고체 촬상 장치의 구동 회로 내의 소비 전력의 증가 등의 문제점이 발생된다.
또한, 고체 촬상 장치의 구동 방법이 일본 특개평 2-196567 호 공보에 개시되어 있다. 이 공보에 있어서, 다수의 광전 변환 소자가 매트릭스 형태로 배치되어 화소를 구성한다. 다수의 광전 변환 소자 각각에는, 광전 변환 소자로부터 신호 전하를 읽어서 수직 방향으로 전송하기 위한 수직 전송단이 제공된다. 수평 전송단에는, 수직 방향에 다수의 수직 전송단으로 구성된 수직 전송 수단으로부터 전송된 신호 전하가 공급된다. 그 신호 전하는, 하나의 수평 블랭킹 기간에 2 개 수직 전송단에 전송되기 때문에, 수평 전송단에서 가산된다.
본 발명은 상기 문제점을 고려하여 달성되었다. 따라서, 본 발명의 목적은, 소비 전력을 감소시키고 신호 전하의 최대 전송량을 증가시킬 수 있는 고체 촬상 장치와 그 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 고체 촬상 장치는 종방향으로 배치되고 각각 신호 전하를 생성하는 광전 변환 소자를 포함한다. 종방향에 있는 각 광전 변환 소자에는 k 개의 전송 전극 (k 는 1 보다 큰 양의 정수) 이 제공된다. 인접한 2 개의 상기 광전 변환 소자용 전송 전극에 2k 개의 신호 라인이 접속되어 있고, 이러한 신호 라인을 통해서 인접한 2 개의 광전 변환 소자용 전송 전극에 구동 클럭 신호가 각각 제공되어, 신호 전하는 이러한 구동 클럭 신호에 기초하여 전송된다.
촬상 장치는, 2k 개의 신호 라인에 접속되고 일 모드에 기초하여 구동 클럭 신호의 다수의 위상을 스위칭시키는 구동 제어 회로를 더 포함한다.
이 경우의 개별 화소 읽기 모드에 있어서, 구동 제어 회로가 k 상의 구동 클럭 신호를 2k 개의 신호 라인에 제공함으로써, 인접한 2 개의 광전 변환 소자용 전송 전극들 중 대응하는 전극에 동상의 구동 클럭 신호를 제공하게 된다. 구동 제어 회로가 개별 화소 읽기 모드에서와는 상이한 위상의 구동 클럭 신호를 2 개 화소 읽기 모드에서 2k 개의 신호 라인에 제공함으로써, 인접한 2 개의 광전 변환 소자용 전송 전극에 구동 클럭 신호가 제공되는 것에 응답하여 인접한 2 개의 광전 변환 소자의 신호 전하가 가산된다. 구동 제어 회로는 2k 상의 구동 클럭 신호를 2 개 화소 읽기 모드에서 2k 개의 신호 라인에 제공함으로써, 상이한 위상을 갖는 구동 클럭 신호가 2 개의 광전 변환 소자용 전송 전극에 각각 제공된다.
상기에서, k 가 4 일 때에, 인접한 2 개의 광전 변환 소자의 신호 전하는 전송 전극들의 4 개 또는 5 개의 연속된 전극의 하부에 신호 전하가 축적된 상태에서 전송된다.
또한, k 가 4 일 때에, 인접한 2 개의 광전 변환 소자의 신호 전하는 전송 전극들의 6 개 또는 7 개의 연속된 전극의 하부에 신호 전하가 축적된 상태에서 전송된다.
본 발명의 또 다른 측면을 달성하기 위하여, 촬상 소자에서 신호 전하를 전송하는 방법은:
종방향으로 배치된 광전 변환 소자에 의해 신호 전하를 생성하는 단계;
2k (k 는 1 보다 큰 양의 정수) 개의 신호 라인에 구동 클럭 신호를 출력하는 단계;
상기 구동 클럭 신호에 응답하여 전송 전극에 의해 상기 신호 전하를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 전송 전극에서 k 개 전극이 종방향으로 배치된 각각의 상기 광전 변환 소자로 제공되고, 상기 전송 전극에서 2k 개 전극은 상기 2k 개 신호 라인에 각각 접속된다.
상기 방법은 일 모드에 기초하여 구동 클럭 신호의 다수의 위상을 스위칭시키는 단계를 더 포함한다.
상기 출력하는 단계는 인접한 2 개의 광전 변환 소자용 상기 전송 전극중 대응하는 전극에 동상의 구동 클럭 신호가 제공되도록, 개별 화소 읽기 모드에서 상기 k 개 위상의 구동 클럭 신호를 상기 2k 개의 신호 라인에 출력하는 단계를 포함할 수도 있다.
또한, 상기 출력하는 단계는 인접한 2 개의 광전 변환 소자용 전송 전극에 구동 클럭 신호가 제공되는 것에 응답하여 인접한 2 개의 광전 변환 소자의 신호 전하가 가산되도록, 개별 화소 읽기 모드에서와는 상이한 위상의 구동 클럭 신호를 2 개 화소 읽기 모드에서 2k 개의 신호 라인에 출력함으로써, 단계를 포함할 수도 있다.
또한, 상기 출력하는 단계는 상이한 위상을 갖는 구동 클럭 신호가 2 개의 광전 변환 소자용 전송 전극에 각각 공급되도록, 2k 개 위상의 구동 클럭 신호를 2 개 화소 읽기 모드에서 2k 개의 신호 라인에 출력하는 단계를 포함할 수도 있다.
상기 방법에 있어서, k 가 4 일 때에, 상기 전송 단계는, 전송 전극들의 4 개 또는 5 개의 연속된 전극의 하부에 신호 전하가 축적된 상태에서, 인접한 2개의 광전 변환 소자의 신호 전하를 전송하는 단계를 포함한다.
또한, k 가 4 일 때에, 상기 전송 단계는, 전송 전극들의 6 개 또는 7 개의 연속된 전극의 하부에 신호 전하가 축적된 상태에서, 인접한 2 개의 광전 변환 소자의 신호 전하를 전송하는 단계를 포함한다.
도 1 은 인터라인 전송형 고체 촬상 장치의 구성도.
도 2 는 광전 변환 소자 및 수직 전하 전송 레지스터군의 전송 전극의 배치 및 버스 라인과 전송 전극간의 접속을 도시한 도면.
도 3 은 개별 화소 읽기 모드에 있어서, 수평 블랭킹 기간에 수직 전송 전극과 수평 전송 전극에 인가되는 펄스의 타이밍도.
도 4 는 도 3 의 각 타이밍에서의 수직 전하 전송 레지스터군의 신호 전하의 축적 상태도.
도 5 는 2 개 화소 읽기 모드에 있어서 수평 블랭킹 기간에 수직 전송 전극과 수평 전송 전극에 인가되는 펄스의 타이밍도.
도 6 은 도 5 의 각 타이밍에서의 수직 전하 전송 레지스터군의 신호 전하의 축적 상태도.
도 7 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고체 촬상 장치에 있어서, 광전 변환 소자 및 수직 전하 전송 레지스터군의 전송 전극의 배치도.
도 8 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 개별 화소 읽기 모드에 있어서, 수평 블랭킹 기간에 수평 전송 전극 및 수직 전송 전극군에 인가되는 펄스를 예시하는 타이밍도.
도 9 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고체 촬상 장치에 있어서, 도 8 의 각 타이밍에서의 수직 전하 전송 레지스터군에 의한 신호 전하의 축적 상태도.
도 10 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 2 개 화소 읽기 모드에 있어서, 수평 블랭킹 기간에 수직 전송 전극과 수평 전송 전극에 인가되는 펄스의 타이밍도.
도 11 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고체 촬상 장치에 있어서, 도 10 의 각 타이밍에서의 수직 전하 전송 레지스터군에 의한 신호 전하의 축적 상태도.
도 12 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 2 개 화소 읽기 모드에 있어서, 수평 블랭킹 기간에 수직 전송 전극과 수평 전송 전극에 인가되는 펄스의 타이밍도.
도 13 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고체 촬상 장치에 있어서, 도 12 의 각 타이밍에서의 수직 전하 전송 레지스터군의 신호 전하의 축적 상태도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
801 : 반도체 기판
802 : 수직 전하 전송 레지스터
803 : 광전 변환 소자
804 : 수평 전하 전송 레지스터
805 : 전하 검출부
806 : 출력 단자
901 : 수직 전송 전극
902 : 구동 버스 라인
903 : 수평 전송 전극
다음으로, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 고체 촬상 장치를 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고체 촬상 장치를 하기와 같이 설명한다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고체 촬상 장치는 도 1 에 도시된 바와 동일하다.
도 7 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고체 촬상 장치에 있어서, 일 군의 수직 전하 전송 레지스터 및 광전 변환 소자의 전송 전극의 배치를 예시하는 블럭도이다. 도 7 은, 개별 화소 읽기 시스템의 고체 촬상 장치를 도시하고, 수직 전하 전송 레지스터군은 구동 클럭 신호로서 4 상의 펄스로 구동된다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 도 7 에 도시된 고체 촬상 장치에 있어서, 4 개 수직 전송 전극 (901) 이 하나의 광전 변환 소자 (803) 에 배치되어 단위 화소를 형성한다. 또한, 수직 방향에서 인접한 2 개 화소의 수직 전송 전극 (901), 예를 들면 수직 전송 전극 (V1A 과 V1B) 은 수직 버스 라인 (902) 에 따로 따로 접속되어 개별적인 펄스가 공급된다. 펄스 (ψV1A, ψV2A, ψV3A, ψV4A, ψV1B, ψV2B, ψV3B, ψV4B) 는 구동 제어 장치 (905) 로부터 공급된다.
다음으로, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고체 촬상 장치를 구동하는 방법을 설명한다. 제 1 실시예에서, 고체 촬상 장치는, 각 광전 변환 소자의 신호 전하가 개별적으로 출력되거나, 수직 방향의 다수의 인접한 광전 변환 소자로부터의 신호 전하가 가산되어 출력되도록 동작된다. 수직 전하 전송 레지스터군을 구동하는 데 이용되는 펄스의 위상수와 축적 전극수는 상기 동작간에 스위칭된다. 더 상세하게는, 수직 전하 전송 레지스터군을 구동하는 데 이용되는 펄스의 위상수는 개별 화소 읽기 모드와 2 개 화소 읽기 모드간에 스위칭된다.
도 8 은 개별 화소 읽기 모드에 있어서, 수평 블랭킹 기간에 수평 전송 전극 (H1) 및 수직 전송 전극군(V1A 내지 V4A 및 V1B 내지 V4B)에 인가되는 펄스를 예시하는 타이밍도이다. 상기 모드에 있어서, 펄스 (ψV1A 와 ψ1B), 펄스 (ψV2A 와 ψ2B), 펄스 (ψV3A 와 ψ3B), 및 펄스 (ψV4A 와 ψ4B) 는 동상이다. 즉, 수직 전하 전송 레지스터군은 펄스 (ψV1A 내지 ψ4A) 로 구동된다. 도 9 는 도 8 의 각 타이밍에서의 수직 전하 전송 레지스터에 의한 신호 전하의 축적 상태를 도시한 것이다. 신호 전하의 전송 동작은 도 4 에 도시된 종래예와 동일하다. 즉, 신호 전하는 수평 전하 전송 레지스터 (H1) 에 타이밍 (t1 내지 t9) 에서 순차적으로 전송된다.
도 10 은 2 개 화소 읽기 모드에 있어서, 수평 블랭킹 기간에 수직 전송 전극 (V1A 내지 V4A 및 V1B 내지 V4B) 과 수평 전송 전극 (H1) 에 인가되는 펄스의 타이밍도이다. 상기 모드에 있어서, 수직 방향으로 인접한 2 개 화소의 수직전송 전극 (V1A 내지 V4A 및 V1B 내지 V4B) 에 펄스 (ψV1A, ψV2A, ψV3A, ψV4A, ψV1B, ψV2B, ψV3B 및 ψV4B) 를 각각 인가하여 수직 전하 전송 레지스터군을 8 상의 펄스 상태로 구동한다.
도 11 은 도 10 의 각 타이밍에서의 수직 전하 전송 레지스터군에 대한 신호 전하의 축적 상태를 도시한 것이다. 그 신호 전하는, 4 개 이상의 연속하는 수직 전송 전극에 신호 전하가 축적된 상태에서 수직 전하 전송 레지스터군에서 전송된다. 즉, 신호 전하는 광전 변환 소자로부터 읽혀져 4 개 전송 전극 (V1A 내지 V4A) 하부에 타이밍 (t1) 에서 축적된다. 그 축적된 신호는 5 개 전송 전극 (V1A 내지 V4A, V1B) 하부에서 전송된다. 상기 타이밍과 다음 타이밍에서, 다른 광전 변환 소자로부터 다른 신호 전하가 읽혀져, 기축적된 신호 전하에 가산된다. 가산된 신호 전하는 다음 타이밍에 따라서 수평 전송 레지스터로 전송된다.
도 5 에 도시된 종래 방법에서의 펄스 폭과 비교하자면, 도 10 에 도시된 본 발명의 구동 방법에서의 펄스 폭이 더 길다. 그래서, 펄스의 전파 지연으로 인해 펄스의 파형이 왜곡되더라도, 펄스기간 (pulse duration) 의 감소를 억제할 수 있다. 따라서, 수직 전하 전송부의 최대 신호 전송량이 줄어드는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 2 개 화소 읽기 모드에 있어서, 수직 전하 전송 레지스터군의 최대 신호 전송 양을 하기에서 설명한다. 예를 들어, 수평 블랭킹 기간의 길이는 3㎲ 이고, 수직 전송 전극의 펄스 전파 지연의 시정수는 0.14㎲ 인 경우에대해 고려한다. 이 경우에, 펄스 폭, 즉 도 5 에 도시된 종래 구동 방법에서 펄스가 로우 레벨인 시간주기는 대략 0.6㎲ 이다. 반면에, 도 10 에 도시된 본 발명의 구동 방법에서의 각 펄스의 폭은 대략 1.6㎲ 이다. 이러한 방식으로, 실질적인 펄스 폭은, 종래의 구동 방법의 펄스 공급원에서 펄스폭의 대략 76% 이고, 본 발명의 구동 방법의 경우의 대략 99% 이다. 그 결과, 본 발명의 구동 방법에서 수직 전하 전송 레지스터군에 의한 최대 신호 전하 전송 양은 종래의 구동 방법과 비교하여 대략 1.3 배 만큼 향상된다.
다른 예를 들면, 수평 블랭킹 기간의 길이는 3㎲ 이고, 수직 전송 전극의 펄스 전파 지연의 시정수는 0.3㎲ 인 경우에 대해 고려한다. 이 경우에, 도 5 에 도시된 종래 구동 방법에서의 펄스의 폭은 대략 0.6㎲ 이다. 반면에, 도 10 에 도시된 본 발명의 구동 방법에서 펄스의 폭은 대략 1.6㎲ 이다. 이러한 방식에 있어서, 실질적인 펄스 폭은, 종래의 구동 방법의 펄스 공급원에서 펄스폭의 대략 50% 이고 본 발명의 구동 방법의 경우의 대략 99% 이다. 그 결과, 본 발명의 구동 방법에 의해 수직 전하 전송 레지스터군에서 처리된 최대 신호 전하의 최대량은 종래의 구동 방법과 비교하여 대략 2 배이다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 구동 방법을 아래에서 설명한다.
제 2 실시예에 있어서, 개별 화소 읽기 모드에서의 펄스 타이밍은 제 1 실시예와 동일하다. 도 12 는 2 개 화소 읽기 모드에 있어서, 수평 블랭킹 기간에 수평 전송 전극 (H1) 및 수직 전송 전극군 (V1A 내지 V4A 및 V1B 내지 V4B) 에인가되는 펄스의 타이밍도이다. 수직 방향으로 인접한 2 개 화소의 수직 전송 전극 (V1A 내지 V4A 및 V1B 내지 V4B) 에 독립된 펄스 (ψV1A, ψV2A, ψV3A, ψV4A, ψV1B, ψV2B, ψV3B 및 ψV4B) 를 인가하여 수직 전하 전송 레지스터군을 8 상의 펄스로 구동한다.
도 13 은 도 12 의 각 타이밍에서의 수직 전하 전송 레지스터군 (V1A 내지 V4A 및 V1B 내지 V4B) 의 신호 전하의 축적 상태를 도시한 것이다. 신호 전하는, 6 개 이상의 연속하는 수직 전송 전극 하부에 신호 전하가 축적된 상태에서 수직 전하 전송 레지스터군에 전송된다. 즉, 신호 전하는 2 개의 인접한 광전 변환 소자로부터 읽혀져서 6 개 전송 전극 (V3B, V4B, 및 V1A 내지 V4A) 하부에 타이밍 (t1) 에서 축적된다. 축적된 신호 전하는 7 개의 전송 전극 (V3B, V4B, V1A 내지 V4A, 및 V1B) 하부에 타이밍 (t2) 에서 전송된다. 다음 타이밍에 따라서, 축적된 신호 전하는 수평 전송 레지스터에 전송된다.
제 1 실시예와 비교하여, 제 2 실시예에서의 펄스폭은 짧기 때문에 펄스 파형 왜곡으로 인한 전송 전하량을 억제할 수 없다. 그러나, 신호 전하의 축적 상태를 설정하기 위해 고전압이 인가되는 수직 전송 전극의 수는 도 11 에 도시된 4 개 전송 전극으로부터 도 13 에 도시된 6 개 전송 전극으로 증가한다. 그래서, 신호 전하의 최대 전송량이 대략 1.5 배 증가한다. 따라서, 펄스의 전파 지연이 작은 경우에, 제 2 실시예는 제 1 실시예에 비해 우수하다.
상기 예에 있어서, 펄스 전파 지연의 시정수는 0.14㎲ 일 때에, 제 2 실시예가 더 우수하다. 그러나, 펄스 전파 지연의 시정수가 0.3㎲ 일 때에는, 제 1 실시예가 더 우수하다.
상기한 바에 따른 본 발명은, 수직 방향의 인접한 2 개의 광전 변환 소자의 신호 전하가 가산되어 출력되는 모드에 있어서, 구동방법은 4 상의 펄스 구동 방법에서 8 상의 펄스 구동 방법으로 스위칭되어 수직 전하 전송 레지스터군에 의한 신호 전하의 최대 전송량을 증가시킨다.
또한, 상기한 바와 같이, 읽혀진 신호 전하는 4 개 또는 5 개의 연속하는 전송 전극 또는 6 개 또는 7 개의 연속하는 전송 전극 하부에 축적된다. 그러나, 신호 전하는 5 개 또는 6 개의 연속하는 전송 전극 하부에 축적될 수도 있다.

Claims (16)

  1. 종방향으로 배치되고 각각 신호 전하를 생성하는 광전 변환 소자들;
    종방향으로 배치된 상기 광전 변환 소자들 각각에 제공된 k 개의 전송 전극 (k 는 1 보다 큰 양의 정수); 및
    상기 광전 변환 소자들중 인접한 2 개 광전 변환 소자들용 상기 전송 전극들에 접속되고, 인접한 2 개의 광전 변환 소자들용 상기 전송 전극들에 구동 클럭 신호를 각각 공급하여, 신호 전하가 상기 구동 클럭 신호에 기초하여 전송되는, 2k 개의 신호 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 2k 개의 신호 라인에 접속되고, 일 모드에 기초하여 상기 구동 클럭 신호의 다수의 위상을 스위칭시키는 구동 제어 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 구동 제어 회로는, 개별 화소 읽기 모드에서, k 개 위상의 상기 구동 클럭 신호를 상기 2k 개의 신호 라인에 제공함으로써, 인접한 2 개 광전 변환 소자들용 상기 전송 전극들중 대응하는 전극들에 동상의 구동 클럭 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 구동 제어 회로는, 2 개 화소 읽기 모드에서, 상기 개별 화소 읽기 모드에서와는 상이한 위상의 상기 구동 클럭 신호를 상기 2k 개의 신호 라인에 제공함으로써, 상기 광전 변환 소자들중 인접한 2 개 광전 변환 소자들용 상기 전송 전극들에 상기 구동 클럭 신호가 제공되는 것에 응답하여 상기 광전 변환 소자들중 인접한 2 개의 신호 전하가 가산되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 구동 제어 회로는, 2 개 화소 읽기 모드에서, 2k 개 위상의 상기 구동 클럭 신호를 상기 2k 개의 신호 라인에 제공하여, 상이한 위상을 갖는 상기 구동 클럭 신호가 인접한 2 개 광전 변환 소자들용 상기 전송 전극들에 각각 제공되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, k 가 4 이고, 상기 인접한 2 개 광전 변환 소자들의 상기 신호 전하는, 상기 전송 전극들의 4 개 또는 5 개의 연속된 전극 하부에 신호 전하가 축적된 상태에서 전송되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, k 가 4 이고, 상기 인접한 2 개 광전 변환 소자들의 신호 전하는, 상기 전송 전극들의 5 개 또는 6 개의 연속된 전극 하부에 신호 전하가 축적된 상태에서 전송되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, k 가 4 이고, 상기 인접한 2 개 광전 변환 소자들의 신호 전하는, 상기 전송 전극들의 6 개 또는 7 개의 연속된 전극 하부에 신호 전하가 축적된 상태에서 전송되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  9. 종방향으로 배치된 광전 변환 소자들에 의해 신호 전하를 생성하는 단계;
    2k (k 는 1 보다 큰 양의 정수) 개의 신호 라인에 구동 클럭 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 구동 클럭 신호에 응답하여 전송 전극들에 의해 상기 신호 전하를 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 전송 전극들 중 k 개 전극들은 종방향으로 배치된 각각의 상기 광전 변환 소자에 제공되고, 상기 전송 전극들 중 2k 개 연속된 전극들은 상기 2k 개의 신호 라인에 각각 접속되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치의 신호 전하 전송 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 일 모드에 기초하여 상기 구동 클럭 신호의 다수의 위상을 스위칭시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치의 신호 전하 전송 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 출력하는 단계는, 인접한 2 개의 상기 광전 변환소자용 상기 전송 전극중 대응하는 전극에 동상의 구동 클럭 신호가 제공되도록, 개별 화소 읽기 모드에서 상기 k 개 위상의 구동 클럭 신호를 상기 2k 개의 신호 라인에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치의 신호 전하 전송 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 출력하는 단계는, 인접한 2 개의 상기 광전 변환 소자용 상기 전송 전극으로 상기 구동 클럭 신호가 제공되는 것에 응답하여 인접한 2 개의 상기 광전 변환 소자의 신호 전하가 가산되도록, 상기 개별 화소 읽기 모드에서와는 상이한 위상의 상기 구동 클럭 신호를 2 개 화소 읽기 모드에서 2k 개의 신호 라인에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치의 신호 전하 전송 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 출력하는 단계는, 상이한 위상을 갖는 상기 구동 클럭 신호가 인접한 2 개의 상기 광전 변환 소자용 전송 전극에 각각 공급되도록, 2k 개 위상의 상기 구동 클럭 신호를 2 개 화소 읽기 모드에서 2k 개의 신호 라인에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치의 신호 전하 전송 방법.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, k 가 4 이고, 상기 전송하는 단계는, 상기 전송 전극들의 4 개 또는 5 개의 연속된 전극 하부에 신호 전하가 축적된 상태에서, 상기 광전 변환 소자들중 인접한 2 개의 신호 전하들을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치의 신호 전하 전송 방법.
  15. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, k 가 4 이고, 상기 전송하는 단계는, 상기 전송 전극들의 5 개 또는 6 개의 연속된 전극 하부에 신호 전하가 축적된 상태에서, 상기 광전 변환 소자들중 인접한 2 개의 신호 전하들을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치의 신호 전하 전송 방법.
  16. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, k 가 4 이고, 상기 전송하는 단계는, 상기 전송 전극들의 6 개 또는 7 개의 연속된 전극 하부에 신호 전하가 축적된 상태에서, 상기 인접한 2 개의 광전 변환 소자들의 신호 전하들을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치의 신호 전하 전송 방법.
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