[發明專利]固體攝像裝置及其驅動方法、攝像機

無效

• 申請號: 200710101219.0
• 申請日: 2007-04-24
• 公開（公告）號: CN101064793A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 本多智宏;加藤良章;河野明啟;米本和也;羽原紀史;平井邦幸
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N3/15;H04N5/225;H01L27/148
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 胡建新;楊謙

技術領域

本發明涉及CCD圖像傳感器等固體攝像裝置及其驅動方法，特別涉及間隔取出驅動時的拖影等的噪音降低技術。

背景技術

以往，已知有將接受到的光變換為電信號、作為影像信號輸出的固體攝像元件，并且已知有將從該固體攝像元件得到的影像信號作為靜止圖像顯示的數字靜像攝像機等攝像機。近年來，使用這樣的固體攝像元件的攝像機要求畫質及功能的進一步提高，像素的高密度化在發展。

在例如專利文獻1、2中公開了下述驅動方法，在這樣的固體攝像元件中，特別是為了在監視器模式等下提高輸出速度，通過將讀出信號電荷的像素間隔取出，來減少輸出影像信號中的像素數。

但是，在這樣的間隔取出驅動中，拖影(smear)及暗電流等噪音成分成為問題。利用圖1A、圖1B對其進行說明。

圖1A、圖1B是用來說明在專利文獻3中公開的現有技術的問題的示意圖。在這些示意圖中，空白的圓(○)表示垂直傳送部13上的噪音成分，涂黑的圓(●)表示在水平消隱期間中一次傳送的含有噪音成分的信號成分。

在靜止圖像攝影模式等中使用的全像素讀出驅動中，如圖1A所示，將全部像素的信號電荷(在圖中用涂黑的方形表示)在同一時刻一齊讀出到垂直傳送部13中，在該垂直傳送部101中不混合地獨立地沿垂直方向輸送，再將該信號電荷通過水平傳送部14沿水平方向傳送，經由電荷檢測部15讀出。

在該全像素讀出驅動圖1A中，每個水平消隱期間的1個垂直傳送部中的傳送像素數是1個像素。此外，一次輸出的信號像素數是1個像素，一次輸出的噪音量是垂直傳送部1個的量(1個數據包量的噪音量)。另外，這里，在全像素讀出中，也以不使用機械快門為前提。

另一方面，在監視器模式等中使用的間隔取出讀出驅動中，如圖1B所示，例如在垂直方向上每隔1個像素進行間隔取出的情況下，僅將奇數行(圖中1、3、5、……)的像素的信號電荷讀出到垂直傳送部13中。此時，在垂直傳送部13中存在空數據包。并且，使信號數據包與空數據包成對地沿垂直方向傳送，再將該兩個數據包量的電荷在水平傳送部14中混合而沿水平方向傳送，經由電荷檢測部15讀出。

在該間隔取出讀出驅動圖1B中，每個水平消隱期間的1個垂直傳送部中的傳送像素數是兩個像素。此外，一次輸出的信號像素數是1個像素，一次輸出的噪音量是垂直傳送部兩個的量(兩個數據包的噪音量)。

由上述的動作說明可知，在間隔取出讀出的驅動方法圖1B中，助長了噪音的原因是，存在沒有讀出信號電荷的空數據包，并且在該空數據包中也儲存了垂直傳送部13上的噪音成分，所以通過在水平傳送部14中在垂直兩個像素(上下兩個數據包)之間進行混合，對1個像素的信號成分加上了兩個數據包的噪音成分，S/N惡化兩倍(6dB)。

以往提出過用來解決該問題的提案，在上述專利文獻3中公開了其一種方法。以下對該技術進行說明。

圖2是表示有關現有技術的固體攝像元件的概略結構圖。這里，例舉在例如全像素讀出驅動方式CCD攝像元件中、除了全像素讀出模式以外還可以采用進行在垂直方向上例如每隔1個像素將像素信息間隔取出的處理的間隔取出讀出模式的情況，來進行說明。

在圖2中，攝像部(攝像區域)11包括：光敏二極管等的多個受光元件(像素)12，以矩陣狀排列在半導體基板上，將入射光變換為對應于其光量的電荷量的信號電荷并儲存；和多個垂直傳送部13，在這些多個受光元件12的每個垂直列中沿著其排列方向設置。

多個垂直傳送部13由對各像素以1∶1的對應關系設置的信號數據包、和在這些信號數據包的垂直傳送方向前方側每一個地配設的空數據包的集合(數據包串)構成，在各數據包的傳送通道上，沿傳送方向排列有3個傳送電極(未圖示)。這里，所謂的數據包，是指在信號電荷的傳送路徑上傳送信號的單位。并且，垂直傳送部13由例如3相的垂直傳送脈沖Vφ1、Vφ2、Vφ3傳送驅動。

即，垂直傳送部13在水平消隱期間中，進行將1行的信號電荷對應于3相的垂直傳送脈沖Vφ1、Vφ2、Vφ3每1行地傳送(以下將其稱作行移位)的動作。這里，由于垂直傳送部13的傳送電極的一部分兼作為讀出柵電極，所以垂直傳送脈沖Vφ1、Vφ2、Vφ3中的任一個取低電平、中間電平及高電平的3值水平，其第3值的高電平的脈沖為讀出脈沖。