KR100842165B1 - 고체 촬상 소자의 구동 방법 - Google Patents

고체 촬상 소자의 구동 방법 Download PDF

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산요덴키가부시키가이샤
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Abstract

프레임 전송 방식의 CCD 이미지 센서의 라인 전송 동작에서, 계면 준위에 의한 트랩 전하가 후속 비트에서 방출됨으로써 혼색을 발생하거나, 수평 전송 기간 중의 트랩에 의해 세로줄이 발생한다. 이 과제를 해결하기 위해, 3상 구동의 수직 CCD 시프트 레지스터로 이루어지는 축적부에서의 라인 전송 동작(시각 t1∼t6)을, 정보 전하가 전송 전극 ST2의 아래에만 축적된 상태에서 종료하고, 이 상태를, 1행분의 정보 전하 중 홀수열의 정보 전하군의 수평 전송 기간 PO가 완료되기까지 계속한다. 또한, 이 때, 전송 전극 ST1 및 ST3에는 통상보다 낮은 오프 전압을 인가하고, 그 전송 전극 아래의 기판 표면에 반전층을 형성한다. 계속해서, 짝수열의 정보 전하군의 수평 전송 기간 PE의 개시로부터 다음의 라인 전송 동작의 개시까지의 기간은, 축적부에 유지되는 정보 전하를 전송 전극 ST2 및 ST3 아래에 축적한다.
CCD 이미지 센서, CCD 시프트 레지스터, 수광 화소, 고체 촬상 소자

Description

고체 촬상 소자의 구동 방법{METHOD FOR DRIVING SOLID-STATE IMAGING DEVICE}
도 1은 본 발명의 실시예인 촬상 장치의 개략의 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 이미지 센서의 축적부, 분류부 및 수평 전송부의 개략의 구조를 도시하는 평면도.
도 3은 축적부에 프레임 전송된 정보 전하를 수평 전송부에 읽어내는 동작에서의 각 클럭 신호의 파형을 도시하는 타이밍도.
도 4는 홀수열의 전하 전송 채널에서의 채널 전위의 변화를 도시하는 모식도.
도 5는 짝수열의 전하 전송 채널에서의 채널 전위의 변화를 도시하는 모식도.
도 6은 분류 기구를 갖는 종래의 프레임 전송 방식의 CCD 이미지 센서의 구동 방법에서의 각 클럭 신호의 파형을 도시하는 타이밍도.
도 7은 종래의 구동 방법에서의 채널 전위의 변화를 도시하는 모식도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 이미지 센서
10i : 촬상부
10s : 축적부
10h : 수평 전송부
10d : 출력부
10t : 분류부
12 : 구동 회로
20, 24 : 채널 영역
22, 28 : 채널 스톱 영역
26-1, 26-2 : 수평 전송 전극
40, 42 : 정보 전하
[특허 문헌 1] 일본 특개 2006-073988호 공보
본 발명은, 1행의 정보 전하의 읽어내기마다, 수직 CCD 시프트 레지스터에서 1비트씩 수직 전송을 행하는 고체 촬상 소자의 구동 방법에 관한 것으로, 특히, 화질의 향상에 관한 것이다.
프레임 전송 방식의 CCD 이미지 센서는, 촬상부 및 축적부를 포함하여 구성된다. 촬상부 및 축적부는 각각, 수직 방향으로 연장해서 서로 평행하게 배치된 복수의 전하 전송 채널 영역과, 수평 방향으로 연장하여 서로 평행하게 배치된 복 수의 전송 전극을 포함해서 구성된 복수의 수직 CCD 시프트 레지스터로 이루어진다. 상기 수직 CCD 시프트 레지스터의 각 비트는, 인접하여 배치된 복수개의 전송 전극을 포함하고, 이들 전송 전극에 인가하는 전압에 의해, 정보 전하를 축적하는 전위 웰을 1개씩 형성한다.
촬상부의 수직 CCD 시프트 레지스터의 각 비트는 각각 촬상 소자의 화소를 구성하고, 노광 기간에서 피사체로부터의 광을 수광하고, 수광량에 따른 정보 전하를 생성하여 전위 웰에 축적한다. 노광 기간이 종료하면, 정보 전하는 프레임 전송 동작에 의해 촬상부로부터 축적부로 고속으로 수직 전송된다.
축적부는, 차광되어 있으므로 정보 전하를 유지할 수 있다. 축적부는, 수평 전송부가 1행분의 정보 전하를 출력부에 수평 전송 완료할 때마다, 라인 전송 동작을 행하여 정보 전하를 수평 전송부로 향해서 이동시킨다.
여기서, 축적부의 수직 CCD 시프트 레지스터의 출력단과 수평 전송부 사이에 정보 전하를 분류하는 기구를 구비한 CCD 이미지 센서의 구조가 알려져 있다. 상기 분류 기구를 설치함으로써, 축적부의 수직 CCD 시프트 레지스터로부터 출력되는 1행분의 정보 전하를, 홀수열의 정보 전하군과 짝수열의 정보 전하군으로 나누어서, 수평 전송부에 전송할 수 있다. 이 구성에서는, 수평 전송부를 구성하는 수평 CCD 시프트 레지스터는, 홀수열의 정보 전하군 및 짝수열의 정보 전하군에 대해서 별도로 수평 전송 동작을 행하여, 1행분의 정보 전하의 수평 전송 동작을 완료한다. 도 6은, 이 분류 기구를 갖는 종래의 프레임 전송 방식의 CCD 이미지 센서의 구동 방법을 설명하는 타이밍도로서, 축적부 및 수평 전송부를 구동하는 각 클럭 신호의 파형을 도시하고 있다. 또한, 도 7은, 도 6에 도시하는 각 시각에서의 전송 전극 아래의 채널 전위를 도시하는 모식도이다. 도 7에서, 하향이 채널 전위의 플러스의 방향이며, 전하 전송 채널에 따른 포텐셜의 깊이의 변화를 실선으로 나타내고 있으며, 실선이 아래로 우묵하게 들어간 부분이 전자로 이루어지는 정보 전하를 축적 가능한 전위 웰로 된다. 여기에서 나타내는 축적부의 수직 CCD 시프트 레지스터는, 3상 클럭 신호 φ1~φ3을 이용한 3상 구동으로, 각 비트에 3개의 전송 전극 ST1~ST3이 배치된다. 전송 전극 ST1~ST3은 전하 전송 방향을 따라 순번으로 배열하고, STi에 클럭 신호 φi(i=1~3)가 인가된다. φi가 소정의 고전압 VH일 때, 전송 전극 STi 아래에는 전위 웰이 형성되어, 정보 전하의 축적이 가능해지고, 한편, 소정의 저전압 VL일 때, 전송 전극 STi 아래에는 전위웰 사이를 마무리하는 전위 격벽이 형성된다. 클럭 신호 φH는, 수평 CCD 시프트 레지스터를 구동하는 클럭 신호이다. φH에도 φi와 마찬가지로, 소정의 고전압 상태 및 저전압 상태가 있고, 그들이 주기적으로 절환됨으로써, 정보 전하의 수평 전송이 실현된다.
기간 P1에서는 라인 전송 동작이 행해지고, 촬상부의 수직 CCD 시프트 레지스터의 각 비트의 전송 전극 ST2 및 ST3 아래에 형성된 전위 웰이 다음의 비트의 전송 전극 ST2 및 ST3의 아래로 이동된다. 기간 P1에 대응하는 각 시각 t1~t7에서의 전위 웰의 모양을 도 7에 도시하고 있다. 이 전위 웰의 이동과 함께, 정보 전하도 수직 CCD 시프트 레지스터 내를 1비트 이동한다.
라인 전송 동작에 이어서, 기간 P2에서 수평 전송 동작이 행해진다. 수평 전송 동작에서는, 우선, 홀수열 정보 전하군을 수평 CCD 시프트 레지스터에 읽어내는 동작이 행해지고, 그 후, 상기 홀수열 정보 전하군은 기간 P0에서 연속 발생되는 φH의 클럭 열에 의해 출력부로 전송된다. 또한 수평 전송 동작의 기간 P2에서는, 짝수열 정보 전하군을 수평 CCD 시프트 레지스터에 읽어내는 동작이 행해지고, 상기 짝수열 정보 전하군은 기간 PE에서 연속 발생되는 φH의 클럭열에 의해 출력부에 전송된다. 이와 같이 하여, 1행분의 수평 전송 동작이 완료되면, 기간 P3에서 다음의 라인 전송이 행해진다.
이 수평 전송 동작을 행하는 기간 P2의 전체 또는 적어도 기간 PO 및 PE에서는, 축적부의 수직 CCD 시프트 레지스터의 각 비트에 유지되는 정보 전하는, 라인 전송에서의 이동처인 2개의 전송 전극 ST2 및 ST3 아래의 전위 웰에 존재한다. 즉, 종래에는, 축적부의 수직 CCD 시프트 레지스터의 각 비트의 정보 전하는, 선행하는 라인 전송 동작 기간 P1의 종료로부터 다음의 라인 전송 동작 기간 P3의 개시까지, 기본적으로, 시각 t7에서의 이동처의 전송 전극 ST2 및 ST3 아래에 유지된다.
매립 채널의 CCD 시프트 레지스터에서는, 정보 전하를 기판 표면 가까이까지 축적하면, 계면 준위에 의해 정보 전하가 트랩되어, 전송 효율이 저하할 수 있다.여기에서, 계면 준위의 밀도는 기판면 내에서 균일하지 않기 때문에, 일반적으로, 축적부의 수직 CCD 시프트 레지스터 상호간에 전송 효율의 변동이 발생한다. 그 전송 효율의 차이는, 촬영된 화상에서 세로줄로서 나타나서, 화질 열화가 요인으로 된다.
트랩되는 전하량은, 정보 전하를 기판 표면 가까이까지 축적한 상태의 지속 시간에 따라서 증가할 수 있다. 전술한 축적부의 동작에서는, 수평 전송 기간에서의 정보 전하의 유지 동작이, 라인 전송 동작의 각 과정에 비해서 장시간이기 때문에, 이 유지 동작에서의 트랩의 발생을 억제하는 것이 세로줄의 경감에 유효하다.
덧붙여서, 디지탈 카메라 등의 촬상 장치에서는, 정지 화상은 고체 촬상 소자의 화소수에 따른 고정밀의 화질로 촬영하고, 동화상은 화소수를 씨닝해서 프레임 레이트를 확보하는 것이 행해진다. 행을 씨닝하지 않고 읽어내는 정지 화상 촬영은 라인 전송 동작 및 유지 동작의 반복 횟수가 동화상 촬영보다 많아질 수 있어, 그 동작의 반복마다의 전송 효율의 누적에 의해, 세로줄이 동화상 촬영 시보다 현저해질 수 있다. 그 한편으로, 정지 화상 촬영은 동화상 촬영보다 고화질이 요구되기 때문에, 세로줄을 적합하게 억제하는 것이 필요로 된다.
그런데, 소정 깊이의 전위 웰에 정보 전하를 축적하는 경우, 정보 전하는, 전위 웰의 면적이 작을수록 기판 표면에 근접하기 쉽고, 반대로 면적이 클수록 기판 표면과 거리를 유지하는 것이 용이하다. 이상과 같은 점에서, 정지 화상에서의 세로줄을 적합하게 억제함과 함께 전술한 종래의 구동 방법, 즉, 축적부의 3상 구동의 수직 CCD 시프트 레지스터에서, 수평 전송 기간에서 정보 전하를 유지하는 전위 웰을, 1상분의 전송 전극 아래뿐만 아니라, 2상분의 전송 전극 아래에 형성하는 구동 방법은 유효하다.
이와 같이 종래의 구동 방법은, 수평 전송 기간에서의 정보 전하의 유지 동작에서 2개의 전송 전극 아래에 정보 전하를 유지해서 트랩을 억제한다. 그러나, 라인 전송 동작의 도중에는, 도 7의 시각 t2, t4, t6과 같이 1개의 상의 전송 전극 아래에만 정보 전하가 축적되는 기간이 단시간이기는 하지만 존재하고, 그 기간에서 정보 전하의 트랩이 발생할 수 있다. 그리고, 임의의 비트의 전송 전극 아래에 트랩된 전하는, 라인 전송에 의해 다음의 정보 전하가 그 전송 전극 아래로 이동해 왔을 때에 방출되고 혼입하여, 화질 열화의 원인으로 된다고 하는 문제가 있었다. 예를 들면, 촬상부에서 수직 방향으로 배열하는 화소에 서로 다른 색의 컬러 필터를 배치한 구성에서는, 상기 트랩 전하의 혼입은 혼색이라고 하는 현상을 발생하고, 이것은 표시 화면에서 색 밸런스의 붕괴로서 관찰된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 세로줄을 억제하면서, 수직 방향으로 인접하는 화소간의 정보 전하에의 트랩 전하의 혼입을 억제하여, 혼색 등의 문제점을 회피하여, 화질의 향상이 도모되는 고체 촬상 소자의 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 고체 촬상 소자의 구동 방법은, 행렬 배치된 수광 화소에서 발생한 정보 전하를 열 방향으로 수직 전송하는 n상 구동(n은 3이상의 자연수임) 가능한 복수의 수직 CCD 시프트 레지스터와, 상기 복수의 수직 CCD 시프트 레지스 터로부터 출력되는 상기 정보 전하를 행 방향으로 수평 전송하는 수평 CCD 시프트 레지스터를 갖는 고체 촬상 소자를 구동하는 구동 방법으로서, 상기 각 수직 CCD 시프트 레지스터에서 상기 정보 전하를 1비트씩 이동시킴으로써, 상기 정보 전하를 1행씩 수직 전송하는 라인 전송 동작과, 상기 라인 전송 동작에 의해 상기 복수의 수직 CCD 시프트 레지스터로부터 출력되는 1행분의 상기 정보 전하를, 상기 수평 CCD 시프트 레지스터에 의해 수평 전송하는 수평 전송 동작과, 상기 수평 전송 동작을 행하는 기간에서, 상기 수직 CCD 시프트 레지스터 상의 정보 전하를 현재 위치하고 있는 비트로 유지하는 정보 전하 유지 동작을 갖고, 상기 정보 전하 유지 동작이, 바로 전에 행해진 상기 라인 전송 동작의 기간에 이어서 시작되고 상기 수평 전송 동작의 도중까지의 제1 기간에서, 상기 수직 CCD 시프트 레지스터의 비트마다 배치된 1조의 전송 전극 중 m1개의 전송 전극 아래에 상기 정보 전하를 축적하는 제1 축적 동작과, 상기 제1 기간 후에 시작되어 다음의 상기 라인 전송 동작의 기간의 개시까지의 제2 기간에서, 상기 1조의 전송 전극 중, 상기 m1개보다 많은 m2개 아래에 상기 정보 전하를 축적하는 제2 축적 동작을 갖는 방법이다.
다른 본 발명에 따른 고체 촬상 소자의 구동 방법은, 상기 라인 전송 동작에 의해 상기 복수의 수직 CCD 시프트 레지스터로부터 출력되는 1행분의 상기 정보 전하를 제1 내지 제k(k는 2이상의 자연수임) 정보 전하군으로 분할하고 그 정보 전하군마다 순차적으로, 상기 수평 CCD 시프트 레지스터에 전송하는 분류 전송 기구를 갖는 고체 촬상 소자를 구동할 때의 상기 구동 방법으로서, 상기 수평 전송 동작 이, 상기 제1 내지 제k 정보 전하군 각각을 수평 전송하는 제1, 내지 제k 군별 수평 전송 동작을 순차적으로 행하고, 상기 정보 전하 유지 동작이, 상기 군별 수평 전송 동작 상호의 k-1개의 간격 중 어느 하나에 동기하여, 상기 제1 축적 동작으로부터 상기 제2 축적 동작으로의 절환을 행한다.
상기 구동 방법에서, 상기 제1 기간의 길이는, 상기 수직 CCD 시프트 레지스터의 채널을 구성하는 반도체 기판의 계면 준위가 트랩한 전하를 방출하는 과정의 시상수에 따라서 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 라인 전송 동작에 의해 상기 복수의 수직 CCD 시프트 레지스터로부터 출력되는 1행분의 상기 정보 전하를, 홀수열에 대응하는 정보 전하군과 짝수열에 대응하는 정보 전하로 분할하고 그 정보 전하군을 순차적으로, 상기 수평 CCD 시프트 레지스터에 전송하는 분류 전송 기구를 갖는 고체 촬상 소자를 구동할 때의 상기 구동 방법은, 상기 수평 전송 동작이, 상기 홀수열의 정보 전하군을 수평 전송하는 홀수열 수평 전송 동작과 상기 짝수열의 정보 전하군을 수평 전송하는 짝수열 수평 전송 동작을 순차적으로 행하고, 상기 정보 전하 유지 동작이, 상기 홀수열 수평 전송 동작과 상기 짝수열 수평 전송 동작의 간격에 동기해서 상기 제1 축적 동작으로부터 상기 제2 축적 동작에의 절환을 행하도록 구성할 수 있다.
상기 구동 방법은, 상기 수직 CCD 시프트 레지스터가 3상 구동 가능한 고체 촬상 소자에 적용할 때에, 상기 제1 축적 동작이, 상기 3상 구동 중 1개의 상에 대응하는 상기 전송 전극 아래에 상기 정보 전하를 축적하고, 상기 제2 축적 동작이, 상기 3상 구동 중 2개의 상에 대응하는 상기 전송 전극 아래에 상기 정보 전하를 축적하도록 구성할 수 있다.
다른 본 발명에 따른 고체 촬상 소자의 구동 방법은, 상기 제1 축적 동작에서, 상기 각 비트에 축적되는 상기 정보 전하에 대한 전위 장벽을 형성하는 상기 전송 전극에, 상기 라인 전송 동작에서의 전송 클럭의 오프 전압보다 낮은 제1 축적 동작 시 오프 전압을 인가하는 방법이다. 상기 제1 축적 동작 시 오프 전압은, 상기 전송 전극 아래의 반도체 표면에 반전층을 형성하는 피닝 전압에 따른 값으로 할 수 있다.
<실시예>
이하, 본 발명의 실시예에 대해서, 도면에 기초해서 설명한다.
도 1은, 실시예인 촬상 장치의 개략의 구성을 도시하는 블록도이다. 이 촬상 장치는, 이미지 센서(10) 및 구동 회로(12)를 포함하고, 이미지 센서(10)로부터 화상 신호를 출력한다.
이미지 센서(10)는, 프레임 전송 방식의 CCD 이미지 센서이며, 반도체 기판 표면에 형성된 촬상부(10i), 축적부(10s), 수평 전송부(10h), 출력부(10d) 및 분류부(10t)를 구비한다.
촬상부(10i) 및 축적부(10s)는 서로 열 방향으로 서로의 전하 전송 채널이 연속한 수직 CCD 시프트 레지스터로 이루어지고, 촬상부(10i) 및 축적부(10s)에는 그들 수직 CCD 시프트 레지스터가 행방향(화상 상의 수평 방향)으로 복수 배열된다. 이들 수직 CCD 시프트 레지스터는 전송 전극으로서, 기판 상에 행 방향으로 걸쳐지고, 또한 열 방향으로 복수개 병렬로 배열된 게이트 전극을 구비한다. 촬상 부(10i)의 수직 CCD 시프트 레지스터의 각 비트는 수광 화소를 구성하고, 입사광에 따라서 신호 전하를 발생하여 축적한다. 축적부(10s)는 차광막으로 덮여서, 광의 입사에 의한 전하 발생이 방지되므로, 프레임 전송된 촬상부(10i)로부터의 신호 전하를 기본적으로 그대로 유지할 수 있다.
분류부(10t)는 축적부(10s)의 출력단과 수평 전송부(10h) 사이에 위치하고, 축적부(10s)의 각 수직 CCD 시프트 레지스터로부터 연장되는 전하 전송 채널과, 축적부(10s)는 독립적으로 구동 가능한 전송 전극인 복수개의 트랜스퍼 게이트 전극(TG 전극)으로 구성된다. 분류부(10t)는 정보 전하의 분류 기구로, 축적부(10s)의 수직 CCD 시프트 레지스터군으로부터 출력되는 1행분의 정보 전하를, 홀수열의 정보 전하군과 짝수열의 정보 전하군으로 나누어, 수평 전송부(10h)에 전송한다.
수평 전송부(10h)는 CCD 시프트 레지스터로 이루어지고, 그 각 비트는 분류부(10t)의 각 전하 전송 채널의 출력단에 접속된다.
출력부(10d)는, 전기적으로 독립한 용량 및 그 전위 변화를 취출하는 앰프로 이루어지고, 수평 전송부(10h)로부터 출력되는 신호 전하를 1비트 단위로 용량에 받아서 전압값으로 변환하여, 시계열의 화상 신호 Y0(t)로서 출력한다.
구동 회로(12)는, 각종 클럭 신호나 전압 신호를 생성해서 이미지 센서(10)를 구동한다. 촬상부(10i)의 수직 CCD 시프트 레지스터의 전송 전극에는 복수상의 전송 클럭 φI, 축적부(10s)의 수직 CCD 시프트 레지스터의 전송 전극에는 복수상의 전송 클럭 φS가 구동 회로(12)로부터 공급되고, 이들 전송 클럭에 의해, 촬상 부(10i) 및 축적부(10s)에서의 정보 전하의 축적, 전송이 제어된다. 또한, 구동 회로(12)는, TG 전극을 구동하는 클럭 φTG, 수평 전송부(10h)를 구동하는 클럭 φH, 출력부(10d)의 리세트 게이트를 구동하는 클럭 φR, n형 반도체 기판에 인가되는 기판 전압 Vsub 등을 생성한다.
본 이미지 센서(10)의 수직 CCD 시프트 레지스터의 각 비트에는, 각각 3개의 전송 전극이 배치된다. 촬상부(10i)에는 컬러 필터 어레이가 배치되며, 촬상부(10i)의 수직 CCD 시프트 레지스터의 각 비트는, 각각 특정한 1색의 컬러 필터가 배치된 수광 화소를 구성한다. 예를 들면, 촬상부(10i)는, 베이어 배열의 컬러 필터 어레이가 배치되며, 색감도 특성이 서로 다른 2종류의 수광 화소가 열 방향으로 교대로 배치된다.
이 촬상부(10i)에서, 동화상 촬영이나 프리뷰에서의 화소 압축한 촬영을 가능하게 하기 위해서, 예를 들면, 각 수직 CCD 시프트 레지스터의 연속하는 3비트마다의 9개의 전송 전극이 서로 독립적으로 구동 가능하게 구성된다. 정지 화상 촬영에서는, 각 비트의 3개의 전송 전극 각각을 별상으로 한 3상 구동인 표준적인 구동이 행해진다. 한편, 동화상 촬영 및 프리뷰에서는, 촬상부(10i)의 열 방향으로 연속하는 3화소씩으로 신호 전하의 가산 합성 처리를 행하고 나서 프레임 전송을 행하는 화소 압축 구동이 행해진다. 예를 들면, 3화소 중 중앙의 화소를 씨닝하고, 그 양측의 서로 동일한 색의 화소의 신호 전하를 가산하는 화소 가산 처리가 행해진다. 이 화소 가산 처리는, 구체적으로는, 우선 3화소 중 중앙의 화소의 3개 의 전송 전극에 오프 전압을 인가함으로써, 그 화소에 축적된 신호 전하를 비교적 높은 플러스의 기판 전압 Vsub를 인가한 기판으로 이동시켜 배출하고, 그 후, 그 화소의 양측의 2화소에 축적되는 신호 전하를 합성한다. 화소 압축 동작에서는, 이와 같이 3화소를 단위로 한 가산 합성 처리를 행한 후에, 촬상부(10i), 축적부(10s)의 각 비트의 3개의 전송 전극을 동일 위상으로 한 3상 구동을 행한다. 이 화소 압축 구동에 의해, 정지 화상 촬영에 비해서 실질적인 수직 방향의 화소수를 1/3로 압축할 수 있으며, 예를 들면, 표준적인 구동 시와 동일한 클록 주파수에서 3배 고속의 프레임 전송이 실현되고, 또한 라인 전송의 횟수가 1/3로 저감된다.
세로줄 및 혼색을 억제하여 화질 향상을 도모하는 본 발명의 구동 방법은, 정지 화상 촬영, 동화상 촬영 및 프리뷰를 막론하고 적용할 수 있지만, 정지 화상 촬영에서는, 라인 전송 횟수가 많기 때문에 화질이 보다 열화하기 쉬운 반면, 한층의 고화질이 요구되는 점에서 특히 본 발명이 유효하다. 따라서, 이하, 정지 화상 촬영 시에서의 본 발명의 구동 방법을 구체적으로 설명한다.
촬상부(10i)의 수광 화소는 노광 기간 중의 입사광에 따라서 신호 전하를 발생하여 축적한다. 설정된 노광 기간이 경과하면, 구동 회로(12)는, 3상 클럭 φI, φS에 의해 촬상부(10i) 및 축적부(10s) 각각의 수직 CCD 시프트 레지스터를 구동하고, 촬상부(10i)로부터 축적부(10s)에 정보 전하를 프레임 전송한다. 그리고, 구동 회로(12)는, 축적부(10s)에 전송된 1화면분의 신호 전하를, 라인 전송 동작 및 수평 전송 동작을 반복함으로써 1행씩 읽어내어, 화상 신호로 변환한다. 이 구동 회로(12)에 의한 구동 중, 종래의 구동 방법과의 주된 상위점은, 프레임 전송 후에서의 축적부(10s)에서의 라인 전송 동작에 있고, 이하, 이 점을 상술한다.
도 2는, 이미지 센서(10)의 축적부(10s), 분류부(10t) 및 수평 전송부(10h)의 개략의 구조를 도시하는 평면도이다. 축적부(10s)의 각 수직 CCD 시프트 레지스터의 열 방향으로 연신하는 채널 영역(20)이, 상호 간을 채널 스톱 영역(22)에 의해 분리된다. 축적부(10s)의 각 비트에는 3개의 전송 전극 ST1∼ST3이 배치된다. 전송 전극 ST1∼ST3은 전하 전송 방향을 따라서 순서대로 배열하고, 구동 회로(12)로부터 STi에 클럭 신호 φSi(i=1∼3)가 인가된다.
분류부(10t)에는, 축적부(10s)의 수직 CCD 시프트 레지스터의 최종 비트의 전송 전극 ST3에 인접 배치된 전송 전극 ST1과, 4개의 TG 전극 TG1∼TG4가 배치된다. TG1 및 TG2는, 열 방향의 서로의 위치가 열마다 교대로 역전하는 사행한 형상을 갖는다. 분류부(10t)에 배치된 상기 전송 전극 ST1과 TG1 및 TG2의 쌍과의 사이에는 TG4가 배치되고, 수평 전송부(10h)와 TG1 및 TG2의 쌍과의 사이에는 TG3이 배치된다. 이들 TG3 및 TG4는 각각 행 방향으로 연장되는 직선 형상으로 구성된다. 홀수열의 채널 영역(20) 상에서는, TG1은 TG4와 TG2 사이의 영역의 채널 전위를 제어하고, TG2는 TG1과 TG3 사이의 영역의 채널 전위를 제어한다. 한편, 짝수열의 채널 영역(20) 위에서는, TG2는 TG4와 TG1 사이의 영역의 채널 전위를 제어하고, TG1은 TG2와 TG3 사이의 영역의 채널 전위를 제어한다. TG 전극 TGi는 구동 회로(12)로부터 클럭 신호 φTGi(i=1∼4)가 인가된다.
수평 전송부(10h)를 구성하는 수평 CCD 시프트 레지스터는, 채널 영역(24) 및 수평 전송 전극(26-1, 26-2)으로 구성된다. 채널 영역(24)은 분류부(10t)측에서 채널 영역(20) 및 채널 스톱 영역(22)에 접하고, 반대측의 경계는 채널 스톱 영역(28)에 접한다. 수평 전송 전극(26-1)은, TG3과 채널 스톱 영역(28) 사이에 설치되고, 채널 영역(24) 중 각 채널 영역(20)에 연결되는 부분에 배치된다. 수평 전송 전극(26-2)은, 2개의 수평 전송 전극(26-1) 사이의 채널 영역(24) 상을 덮도록 배치된다. 수평 CCD 시프트 레지스터는 2상 구동이며, 수평 전송 전극(26-1)에 대응하는 채널 영역(24)이 정보 전하를 축적하는 스토리지 영역을 구성하고, 수평 전송 전극(26-2)에 대응하는 채널 영역(24)은, 불순물을 주입해서 채널 전위를 스토리지 영역보다 얕게 한 배리어 영역을 구성한다. 서로 인접하는 수평 전송 전극(26-1, 26-2)으로 이루어지는 각 전극쌍은 서로 전기적으로 접속되어, 홀수열의 채널 영역(20)에 대응하는 위치의 전극쌍 HS1에는 수평 전송 클럭 φH1이 인가되며, 짝수열의 채널 영역(20)에 대응하는 위치의 전극쌍 HS2에는 수평 전송 클럭 φH2가 인가된다.
도 3은, 축적부(10s)에 프레임 전송된 정보 전하를 수평 전송부(10h)에 읽어내는 동작의 타이밍도로서, 축적부(10s), 분류부(10t) 및 수평 전송부(10h)를 구동하는 각 클럭 신호의 파형을 나타내고 있다. 또한, 도 4, 도 5는, 도 3에 도시하는 각 시각에서의 각 전송 전극 아래의 채널 전위를 도시하는 모식도이다. 도 4는 홀수열의 전하 전송 채널에 대해서, 또한 도 5는 짝수열의 전하 전송 채널에 대한 도면이다. 도 4, 도 5 각각의 최상부에는, 전하 전송 채널을 따른 전송 전극의 배열을, 도면에서 전하 전송 방향을 우측 방향으로 취하여 나타내고, 그 아래에, 각 전송 전극 아래에서의 채널 전위를, 시계열에 따라서 세로 방향으로 배열해서 나타내고 있다. 채널 전위는 도 7과 마찬가지로, 하향을 플러스의 방향으로서 나타내고 있으며, 전하 전송 채널을 따른 채널 전위의 깊이의 변화를 실선으로 나타내고 있고, 실선이 아래로 움푹 들어간 부분이 전자로 이루어지는 정보 전하를 축적 가능한 전위 웰로 된다. 또한, 전위 웰에 축적되는 정보 전하를 사선 또는 음영 패턴으로 나타내고 있다.
구동 회로(12)는, 클럭 신호 φSi(i=1~3)에 관하여, 온 전압 VH 및 2종류의 오프 전압 VL1, VL2를 생성하고, 타이밍에 따라서 VH, VL1, VL2 중 어느 하나를 φSi로서 출력한다. 여기에서, 온 전압 VH는 소정의 정 전압이며, 그 전압이 인가된 전송 전극 아래의 채널 전위는 깊어지고, 그 전송 전하 아래에는, 전자로 이루어지는 정보 전하를 축적 가능한 전위 웰이 형성된다. 2 종류의 오프 전압 VL1, VL2는, VH>VL1>VL2인 대소 관계를 갖는다. 프레임 전송 동작이나 라인 전송 동작에서의 오프 전압은 VL1로 설정된다. 한편, 소정의 부 전압으로 설정되는 VL2는, 후술하는 바와 같이 수평 전송 동작 중에서의 축적부(10s)에서의 정보 전하의 유지 동작에서 이용된다. 예를 들면, VL2는 피닝 전압과 같이, 이것을 인가한 전송 전극 아래의 기판 표면에, 홀이 축적한 반전층이 형성되는 전압으로 설정된다.
구동 회로(12)는, 클럭 신호 φTGi(i=1∼4)에 관해서, 온 전압 VH 및 오프 전압 VL1을 생성하고, 타이밍에 따라서 VH, VL1 중 어느 하나를 φTGi로서 출력한다. 또한, 구동 회로(12)는, 클럭 신호 φHi(i=1, 2)에 관해서, 온 전압 VHH 및 오프 전압 VHL(VHH>VHL)을 생성하고, 타이밍에 따라서 VHH, VHL 중 어느 하나를 φHi로서 출력한다. 또, VH를 인가했을 때의 STi 및 TGi 아래의 채널 영역(20)에서의 채널 전위와, VHH를 인가했을 때의 HSi의 스토리지 영역에서의 채널 전위는 반드시 동일하지 않아도 되며, 또한 VL1를 인가했을 때의 STi 및 TGi 아래의 채널 전위와, VHL을 인가했을 때의 HSi의 스토리지 영역에서의 채널 전위는 반드시 동일하지 않아도 되지만, 편의상, 도 4 및 도 5에서는, 수직 전송에 관한 채널 영역(20) 및 수평 전송부(10h)의 스토리지 영역 각각의 온 전압 인가 시의 채널 전위가 서로 동일하며, 또한 오프 전압 인가 시의 채널 전위가 서로 동일한 것으로 나타내고 있다.
시각 t1에서, 이미지 센서(10)의 각 부는, 프레임 전송 동작 직후의 상태 또는 선행하는 수평 전송 동작이 완료된 상태에 있다. 이 상태에서는, 축적부(10s)에 유지되는 정보 전하는 전송 전극 ST2 및 ST3 아래에 형성되는 전위 웰에 축적된다. 이 상태에 이어서, 라인 전송 동작이 행해진다. 도 3∼도 5에서의 시각 t1로부터 시각 t6까지의 동안에, 라인 전송 동작이 행해지고, 축적부(10s)의 수직 CCD 시프트 레지스터의 각 비트에 유지된 정보 전하가 1비트씩 수평 전송부(10h)를 향 하여 이동한다. 이 동작을 상세하게 설명한다. 시각 t1에서 임의의 비트의 ST2 및 ST3 아래에 축적되어 있던 정보 전하는, φS2가 온 전압 VH로부터 오프 전압 VL1로 이동하고(시각 t2), 또한 φS1이 VL1로부터 VH로 천이함으로써(시각 t3), ST3 아래에만 축적되는 상태(시각 t2)를 경유하여, ST3 및 다음의 비트의 ST1 아래에 형성되는 전위 웰로 이동한다(시각 t3). 마찬가지로, φS3이 VL1로 천이하고(시각 t4), 또한 φS2가 VL1로부터 VH로 천이함으로써(시각 t5), 정보 전하는, 시각 t3에서의 ST3 및 ST1 아래에 축적된 상태로부터, 일단, ST1 아래에만 축적되는 상태(시각 t4)를 경유하여, 다음의 비트의 ST1 및 ST2 아래에 형성되는 전위 웰로 이동한다(시각 t5).
본 구동 방법에서는, 정보 전하를 ST1 및 ST2 아래에 축적한 정보 전하를, 다음으로 ST2의 아래에만 모으고(시각 t6), 이 상태에서 라인 전송 동작을 끝내고, 수평 전송 동작을 시작한다. 즉, 라인 전송 동작은, 임의의 비트의 ST2 및 ST3 아래에 유지되어 있던 정보 전하를, 다음의 비트의 ST2 아래에만 형성되는 전위 웰로 이동한다. 이에 의해, 수평 전송 동작의 개시를 할 때에, 축적부(10s)는 종래보다 좁은 전위 웰에 정보 전하를 유지한다. 이에 대하여, 종래의 구동 방법은, 정보 전하를 ST1 및 ST2 아래에 축적한 정보 전하를, ST2 아래에만 축적되는 상태를 경유하여, ST2 및 ST3 아래에 형성되는 전위 웰로 이동한 단계에서 라인 전송 동작을 끝낸다. 즉, 종래의 라인 전송 동작은, 임의의 비트의 ST2 및 ST3 아래에 유지되 어 있던 정보 전하를, 다음의 비트의 ST2 및 ST3 아래에 형성되는 전위 웰로 이동하고, 이 전위 웰에 정보 전하를 유지한 상태에서 수평 전송 동작을 시작한다. 여기에, 본 구동 방법과 종래의 구동 방법과의 하나의 상위점이 있다.
또한, 축적부(10s)의 수직 CCD 시프트 레지스터의 출력단의 비트에 유지되어 있던 정보 전하(40, 42)는, 상기 라인 전송 동작에 의해, 분류부(10t)로 이동한다.
여기서 말하는 수평 전송 동작은, 분류부(10t)가 홀수열의 정보 전하와 짝수열의 정보 전하를 분류해서 수평 CCD 시프트 레지스터에 출력하는 동작(분류 동작)과, 분류 출력된 정보 전하를 수평 CCD 시프트 레지스터에 의해 수평 전송하는 동작(협의의 수평 전송 동작)으로 이루어진다. 구체적으로는, 라인 전송 동작 후, 구동 회로(12)는, 수평 전송 동작으로서, 홀수열의 정보 전하(40)를 분류부(10t)로부터 수평 CCD 시프트 레지스터로 전송하는 홀수열 분류 전송 동작(시각 t7~t12), 수평 CCD 시프트 레지스터를 구동하여 홀수열 정보 전하(40)를 수평 전송하는 홀수열 수평 전송 동작(기간 PO), 짝수열의 정보 전하(42)를 분류부(10t)로부터 수평 CCD 시프트 레지스터로 전송하는 짝수열 분류 전송 동작(시각 t13~t17), 및 수평 CCD 시프트 레지스터를 구동하여 짝수열 정보 전하(42)를 수평 전송하는 짝수열 수평 전송 동작(기간 PE)을 순차적으로 실행한다.
수평 전송 동작의 기간, 축적부(10s)의 각 비트에 유지되는 정보 전하는, 전술한 바와 같이, 라인 전송 동작의 종료 시에는, 단일의 전송 전극 ST2 아래에만 축적되지만, 소정 시간 경과 후, 구동 회로(12)는 φS3을 VH로 천이시켜, 다음의 라인 전송 동작의 개시까지, ST2 및 ST3 아래에 형성되는 전위 웰에 정보 전하를 축적한다. 즉, 구동 회로(12)는, 라인 전송 동작의 종료로부터 수평 전송 동작의 도중까지의 제1 기간에서, 축적부(10s)의 수직 CCD 시프트 레지스터의 비트마다 배치된 1조의 전송 전극 중 1개의 전송 전극 아래에 정보 전하를 축적하는 제1 축적 동작과, 상기 제1 기간 후에 시작하고 다음의 라인 전송 동작의 개시까지의 제2 기간에서, 상기 1조의 전송 전극 중, 상기 제1 축적 동작 시보다 많은 2개 아래에 정보 전하를 축적하는 제2 축적 동작을 절환한다.
이미 설명한 바와 같이, 라인 전송 동작의 도중의 전위 웰이 좁아지는 타이밍에서는, 정보 전하가 기판 표면 가까이까지 축적되어, 계면 준위에 트랩되기 쉬워진다. 그리고, 계면 준위는, 라인 전송 동작에서 선행해서 통과하는 비트의 정보 전하를 트랩하고, 후속 비트의 전위 웰로 방출함으로써, 혼색의 문제가 발생할 수 있다. 제1 축적 동작은, 상기 문제의 경감을 도모하는 것으로, 정보 전하를 축적하는 전위 웰을 좁게 형성함으로써, 상기 전위 웰에 대응하는 전송 전극 아래에서 방출되는 트랩 전하의 감소를 도모하여, 혼색을 억제한다. 따라서, 제1 축적 동작을 행하는 제1 기간 PS1은, 라인 전송 후에서 톱 전하가 방출되기 쉬운 기간보다 길게 설정하는 것이 바람직하다. 한편, 제2 축적 동작에서, 전위 웰을 넓혀서 정보 전하를 기판 표면으로부터 멀리함으로써, 제1 축적 동작에서 트랩되는 정보 전하량을 억제함과 함께, 제1 축적 동작에서 이미 트랩된 정보 전하를 원래의 전위 웰에 방출시킬 수 있다. 이에 이해, 수평 전송 동작 동안에, 축적부(10s)에서 정보 전하를 유지하는 동작에서, 트랩의 발생이 억제되어, 세로줄의 경감이 도모된다. 따라서, 제2 축적 동작을 행하는 제2 기간 PS2의 길이도 확보하는 것이 필요하며, 제1 기간 PS1은 이 점도 고려하여 정하는 것이 바람직하다.
본 실시예의 구동 방법에서는, 전술한 점 외에, 홀수열 수평 전송 동작 또는 짝수열 수평 전송 동작의 도중에 φS의 상태를 절환한 경우, 수평 전송에 의해 읽어 내기 중의 화상 신호에 노이즈가 혼입하기 쉬운 것을 고려하여, 제1 축적 동작과 제2 축적 동작의 절환 타이밍을 정하고 있다. 구체적으로는, 구동 회로(12)는, 홀수열 수평 전송 동작의 기간 PO와 짝수열 수평 전송 동작의 기간 PE 사이의 타이밍에서, 제1 축적 동작으로부터 제2 축적 동작에의 절환을 행한다. 예를 들면, 이 절환은, 짝수열 분류 전송 동작의 개시에 동기해서 행할 수 있으며, 구동 회로(12)는, 라인 전송 동작의 종료로부터 짝수열 분류 동작의 개시까지를 제1 기간 PS1, 짝수열 분류 동작의 개시로부터 다음의 라인 전송 동작의 개시까지를 제2 기간 PS2로 하여, 축적부(10s)에서의 정보 전하의 유지 동작을 제어한다. 이 경우, 구동 회로(12)는, 라인 전송 동작의 종료 시에서의 클럭 φS2만이 온 전압 VH이고, 나머지 φS1 및 φS3이 오프 전압인 상태를, 시각 t13과 t14 사이에서 φTG1 및 φTG3을 온 전압으로 하는 타이밍까지 유지하고, 그 타이밍에서, φS3을 온 전압 VH로 절환한다.
여기서, 제1 기간 PS1에서는, 축적부(10s)의 수직 CCD 시프트 레지스터의 각 비트의 전송 전극 ST2는 그 아래에 전위 웰을 형성하고, ST1 및 ST3은 그 전위 웰의 양측에 전위 장벽을 형성한다. 이 전위 장벽을 형성하기 위해서 ST1 및 ST3에 인가하는 φS2 및 φS3의 오프 전압은, 상술한 2종류의 오프 전압 중 VL1로 할 수도 있지만, 본 실시 형태에서는 보다 낮은 VL2로 설정하고 있다. VL2가 인가된 ST1 및 ST3 아래의 기판 표면에는 홀이 모이고, 라인 전송 동작에서 발생한 트랩 전하와 홀과의 재결합이 촉진된다. 이에 의해, 전송 전극 ST1 및 ST3 아래에서의 트랩 전하의 방출이 억제되고, 나아가서는 계면 준위로부터 방출되어 인접하는 ST2 아래의 전위 웰에 유입되는 전하량이 억제되므로, 혼색의 저감이 도모된다.
이상, 정지 화상 촬영에서의 이미지 센서(10)의 구동 방법에 관한 실시예를 설명했지만, 이미 설명한 바와 같이 본 발명은 동화상 촬영이나 프리뷰에서의 구동에 적용할 수도 있다. 이 경우, 전술한 바와 같이 구동 회로(12)는, 축적부(10s)의 수직 CCD 시프트 레지스터가 9개의 전송 전극마다 전위 웰을 1개 형성하고, 그 전위 웰을 3상 구동으로 이동시킨다. 이 구동 방법에서는, 예를 들면, 제1 축적 동작은, 전송 클럭의 1상분에 상당하는 연속 배치되는 3개의 전송 전극에 온 전압을 인가하고, 그것에 의해 형성되는 전위 웰에 정보 전하를 유지하고, 한편, 제2 축적 동작은, 전송 클럭의 2상분에 상당하는 연속 배치되는 6개의 전송 전극에 온 전압을 인가하고, 그것에 의해 형성되는 전위 웰에 정보 전하를 유지함으로써, 전술한 정지 화상 촬영에서와 마찬가지로, 혼색 및 세로줄의 억제가 도모된다.
또한, 본 발명은, 1행분의 정보 전하를 3개 이상의 정보 전하군으로 분할해서 수평 CCD 시프트 레지스터로 읽어낼 수 있는 CCD 이미지 센서의 구동 방법에도 적용할 수 있다. 예를 들면, 1행의 정보 전하를 3개의 정보 전하군으로 분할해서 읽어내는 CCD 이미지 센서의 구동에서, 구동 회로는, 1행분의 수평 전송 동작을 제1∼제3 군별 수평 전송 동작으로 나누어서 순차적으로 행할 수 있다. 이 구동에서, 제1 축적 동작과 제2 축적 동작의 절환을, 제1 군별 수평 전송 동작과 제2 군별 수평 전송 동작의 간격, 또는 제2 군별 수평 전송 동작과 제3 군별 수평 전송 동작의 간격으로 행하도록 할 수 있다. 3개 이상의 군별 수평 전송 동작 상호간의 어느 간격에서 절환을 행할지는, 계면 준위가 라인 전송 동작의 도중에 트랩한 전하를 방출하는 과정의 시상수에 따라서 정할 수 있다. 즉, 라인 전송 후에서의 트랩 전하가 방출되기 쉬운 기간은 그 시상수에 따라서 정해지고, 이 방출되기 쉬운 기간보다 후에 바로 다음에 도래하는 군별 수평 전송 동작의 간격에서 제1기간 PS1을 종료하도록 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 구동 방법은, 3상 구동의 수직 CCD 시프트 레지스터를 갖는 이미지 센서뿐만 아니라, 4상 구동 이상의 수직 CCD 시프트 레지스터를 갖는 이미지 센서에도 적용할 수 있다. 또한, 인터 라인 방식의 CCD 이미지 센서는, 포토다이오드에서 발생한 정보 전하를, 인접하는 수직 CCD 시프트 레지스터에 읽어내고, 그 수직 CCD 시프트 레지스터를 1행분의 수평 전송 동작마다 1비트씩 구동한다. 이 인터 라인 방식의 이미지 센서에서의 수직 CCD 시프트 레지스터의 동작은, 프레 임 전송 방식의 CCD 이미지 센서에서의 축적부(10s)에 유사하고 있어, 본 발명을 적용하여, 혼색이나 세로줄을 억제하여 화질의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명에 따르면, 라인 전송 동작 후의 수직 CCD 시프트 레지스터에서의 정보 전하의 유지 동작을, 수평 전송 기간의 도중까지의 기간(제1 기간)에는 좁은 전위 웰에 정보 전하를 축적하고, 그 후의 기간(제2 기간)에는 넓은 전위 웰에 정보 전하를 축적하는 동작으로 한다. 트랩 전하의 방출은 트랩되고 나서의 시간과 함께 저감하는 것을 기대할 수 있다. 따라서, 라인 전송 동작의 도중에의 트랩 전하가 방출되기 쉬운 제1 기간에서, 전위 웰을 좁게 함으로써, 트랩 전하 중 전위 웰에 대응하는 전송 전극 아래에서 방출되는 분이 적어져서, 그 대응 전송 전극 아래로부터 전위 웰에 직접, 유입되는 트랩 전하량이 억제되어, 혼색의 저감이 도모된다. 한편,제1 기간보다 후인 제2 기간에서 전위 웰을 넓혀서, 정보 전하를 기판 표면으로부터 멀리함으로써, 유지 동작에서의 전위 웰로부터 트랩되는 정보 전하량을 억제함과 함께, 제1 기간에서 이미 그 전위 웰로부터 트랩된 정보 전하를 원래의 전위 웰에 방출시킬 수 있다. 이에 의해, 유지 동작에서의 트랩의 발생이 억제되어, 세로줄의 경감이 도모된다.
또한, 제1 기간에서, 정보 전하를 축적하는 전위 웰에 인접하는 전위 장벽을 형성하는 전송 전극에, 라인 전송 동작에서의 전송 클럭의 오프 전압보다 낮은 제1 축적 동작 시 오프 전압을 인가함으로써, 그 전송 전극 아래에서 정보 전하와는 반대 극성인 홀의 발생을 재촉하여, 라인 전송 동작에서 발생한 트랩 전하와 그 홀과 의 재결합을 촉진시킨다. 이에 의해, 그 전송 전극 아래에서 트랩 전하가 방출되어 인접하는 전위 웰에 유입되는 것이 억제되어, 혼색의 저감이 도모된다.

Claims (7)

  1. 행렬 배치된 수광 화소에서 발생한 정보 전하를 열 방향으로 수직 전송하는 n상 구동(n은 3이상의 자연수임) 가능한 복수의 수직 CCD 시프트 레지스터와, 상기 복수의 수직 CCD 시프트 레지스터로부터 출력되는 상기 정보 전하를 행 방향으로 수평 전송하는 수평 CCD 시프트 레지스터를 갖는 고체 촬상 소자를 구동하는 구동 방법으로서,
    상기 각 수직 CCD 시프트 레지스터에서 상기 정보 전하를 1비트씩 이동시킴으로써, 상기 정보 전하를 1행씩 수직 전송하는 라인 전송 동작과,
    상기 라인 전송 동작에 의해 상기 복수의 수직 CCD 시프트 레지스터로부터 출력되는 1행분의 상기 정보 전하를, 상기 수평 CCD 시프트 레지스터에 의해 수평 전송하는 수평 전송 동작과,
    상기 수평 전송 동작을 행하는 기간에서, 상기 수직 CCD 시프트 레지스터 상의 상기 정보 전하를 현재 위치하고 있는 비트에 유지하는 정보 전하 유지 동작
    을 갖고,
    상기 정보 전하 유지 동작은,
    바로 전에 행해진 상기 라인 전송 동작의 기간에 이어서 시작하고 상기 수평 전송 동작의 도중까지의 제1 기간에서, 상기 수직 CCD 시프트 레지스터의 비트마다 배치된 1조의 전송 전극 중 m1개의 전송 전극의 아래 부분에 상기 정보 전하를 축적하는 제1 축적 동작과,
    상기 제1 기간 후에 시작하고 다음의 상기 라인 전송 동작의 기간의 개시까지의 제2 기간에서, 상기 1조의 전송 전극 중, 상기 m1개보다 많은 m2개의 전송 전극의 아래 부분에 상기 정보 전하를 축적하는 제2 축적 동작
    을 갖는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 라인 전송 동작에 의해 상기 복수의 수직 CCD 시프트 레지스터로부터 출력되는 1행분의 상기 정보 전하를, 제1 내지 제k(k는 2이상의 자연수임)의 정보 전하군이 생성되도록 k개의 정보 전하군으로 분할하여 해당 정보 전하군마다 순차적으로, 상기 수평 CCD 시프트 레지스터로 전송하는 분류 전송 기구를 갖는 고체 촬상 소자를 구동하는 구동 방법으로서,
    상기 수평 전송 동작은, 상기 제1 내지 제k 정보 전하군 각각을 수평 전송하는 제1 내지 제k 군별 수평 전송 동작을 순차적으로 행하고,
    상기 정보 전하 유지 동작은, 상기 군별 수평 전송 동작 상호의 k-1개의 간격 중 어느 하나에 동기하여, 상기 제1 축적 동작으로부터 상기 제2 축적 동작에의 절환을 행하는
    것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 구동 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기간의 길이는, 상기 수직 CCD 시프트 레지스터의 채널을 구성하는 반도체 기판의 계면 준위가 트랩한 전하를 방출하는 과정의 시상수에 따라서 설정되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 구동 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 라인 전송 동작에 의해 상기 복수의 수직 CCD 시프트 레지스터로부터 출력되는 1행분의 상기 정보 전하를, 홀수열에 대응하는 정보 전하군과 짝수열에 대응하는 정보 전하군으로 분할하여 해당 정보 전하군을 순차적으로, 상기 수평 CCD 시프트 레지스터에 전송하는 분류 전송 기구를 갖는 고체 촬상 소자를 구동하는 구동 방법으로서,
    상기 수평 전송 동작은, 상기 홀수열의 정보 전하군을 수평 전송하는 홀수열수평 전송 동작과 상기 짝수열의 정보 전하군을 수평 전송하는 짝수열 수평 전송 동작을 순차적으로 행하고,
    상기 정보 전하 유지 동작은, 상기 홀수열 수평 전송 동작과 상기 짝수열 수평 전송 동작의 간격에 동기해서 상기 제1 축적 동작으로부터 상기 제2 축적 동작으로의 절환을 행하는
    것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 구동 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수직 CCD 시프트 레지스터는 3상 구동 가능하며,
    상기 제1 축적 동작은, 상기 3상 구동 중 1개의 상에 대응하는 상기 전송 전극 아래에 상기 정보 전하를 축적하고,
    상기 제2 축적 동작은, 상기 3상 구동 중 2개의 상에 대응하는 상기 전송 전극 아래에 상기 정보 전하를 축적하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 구동 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 축적 동작에서, 상기 각 비트에 축적되는 상기 정보 전하에 대한 전위 장벽을 형성하는 상기 전송 전극에, 상기 라인 전송 동작에서의 전송 클럭의 오프 전압보다 낮은 제1 축적 동작 시 오프 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 구동 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 축적 동작 시 오프 전압은, 상기 전송 전극 아래의 반도체 표면에 반전층을 형성하는 피닝 전압에 따른 값인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 구동 방법.
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