摄像装置及固体摄像装置的驱动方法
专利名称：摄像装置及固体摄像装置的驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种使用了CCD(Charge Cpupled Device)等的固体摄像装置的驱动方法。
背景技术：
近年来，固体摄像装置被广泛地应用在摄像机、数字静止图像相机(digital still camera)等摄像装置中。随着固体摄像装置的多像素化的不断发展，便不仅要求这些摄像装置能摄下、记录高精细的静止图像，还要求这些摄像装置能够摄下、记录高精细的活动图像。而且，摄像装置中具有了多种模式。
摄像装置的驱动模式有以下几种。例如摄下、记录静止图像时的模式、用以在内装在相机机体内的液晶取景屏幕(view finder)中显示出预映图像的模式以及摄下高速活动的被摄体和高亮度的被摄体时的模式等。
通常情况下，在摄下静止图像时，通过使用机械式快门来控制曝光时间，以进行露出补正。此时，若利用机械式快门控制曝光时间，就能够借助进行机械式快门关闭后将污点信号扫出的驱动，将垂直移位寄存器的污点信号扔掉，故在固体摄像装置中能够阻止污点信号电荷混入，从而能够记录下污点噪音极少的良好图像。
相对于此，记录活动图像之际以及在液晶取景屏幕中显示液晶取景屏幕的预映图像之际，为了做到即使摄下活动着的被摄体也不会有任何异常的感觉这一点，一般做法是一秒钟连续输出15帧到60帧的图像。
记录活动图像之际，以及将液晶取景屏幕的预映图像显示在液晶取景屏幕中之际，有必要一秒钟连续输出15帧到60帧的图像。因此，便采用了对多个像素的CCD图像传感器的像素进行间苗而使输出行数减少的“间苗活动图像模式”、使多个像素的信号电荷相混合而使输出像素数量减少的“像素混合活动图像模式”等，而能够在一秒钟内连续输出15帧到60帧的图像。
因为在这些模式下是连续取入图像，所以无法使用机械式快门。于是，在CCD图像传感器中采用垂直型溢出沟道结构，边控制时间边将积累在光电二极管中的电荷(像素信号)扫到基板方向，同时控制光圈，这样来进行曝光控制。这里所说的“垂直型溢出沟道结构”指的是，在形成在N型基板上的P型阱上形成由N型层和P型层构成的光电二极管，在垂直于基板面的方向上设置了P型层-N型层-P型阱-N型基板这样的结构。这样进行曝光控制的结构被称为“电子式快门”。
图4(a)是时序图，显示使用了电子式快门的现有固体摄像装置的驱动方法中垂直移位寄存器转送脉冲(以下称为φV脉冲)和基板扫出脉冲(以下称为φSUB脉冲)之例。高电压的φSUB脉冲起到所述电子式快门的作用，在施加了该脉冲的那一期间内积累在所述光电二极管中的电荷被扫出到基板方向，施加φV脉冲时垂直移位寄存器将图像信号(电荷)转送给水平移位寄存器。补充说明一下，图中的“1V期间”表示垂直同步信号的周期。
在现有的驱动方法下，为控制积累在光电二极管中的信号电荷，在一个水平同步信号的周期(1HD期间)施加一次φSUB，时间很短。在1HD期间中的水平移位寄存器停止的期间(称为水平(H)消隐期间)施加φSUB脉冲。
若用将多个光电二极管的信号加起来的像素混合活动图像模式进行驱动，则即使相等的光量入射到图CCD图像传感器中，可以作为图像处理的电子数即灵敏电子数，和使用一个光电二极管的信号的模式相比还是会增加的。此时，若进行适当的露出补正，则和使用一个光电二极管的信号的模式相比，像素混合活动图像模式下，为控制灵敏电子数，要施加φSUB脉冲，使电子式快门高速化来缩短曝光时间，从而减少灵敏电子数。
根据该方法，通过将宽度较窄的脉冲状高电压(φSUB脉冲)施加给基板，便能将积累在光电二极管的电荷扫出扔到基板方向。
发明内容
-发明要解决的技术问题-但是，在包括一般情况是以主要作固体摄像装置用的CCD图像传感器的摄像装置中，在被摄体中存在高亮度部分的情况下，垂直移位寄存器中混入被称为污点电荷的噪音信号电荷，以高亮度部分为中心，在图像的上下方向上产生纵向线状噪音，图像质量显著恶化。这是一种不良现象。污点噪音在摄下静止图像的时候因为能够使用机械式快门和机械式快门关闭后的污点扫出驱动而不会成为什么问题，但在驱动液晶取景屏幕的时候，摄像(记录)活动图像的时候就会成为大问题了。例如在间苗活动图像模式下仅处理从一部分像素输出的影像信号，但因为光也入射到不被使用的像素中，所以要传送这些不被使用的像素，垂直移位寄存器中的污点电荷进到所谓的空包中，而容易导致污点噪音增加(污点特性恶化)。
上述的间苗活动图像模式、像素混合活动图像模式等下，若按照用电子式快门进行曝光控制的方法去处理，则因为光电二极管的信号电荷被扫出扔到基板方向，所以在高亮度光入射进来曝光时间变短的情况下，混入垂直移位寄存器中的污点电荷量没有什么变化。而相对于此，信号电荷量却减少了。这样一来，污点信号在信号电荷中所占有的比例就变大，图像质量显著下降。这是一个不良现象。
为克服该不良现象，在特开平9-270503号公报中公开了以下技术，在水平信号期间(HD期间)在基板上施加高电压，将光电二极管的信号电荷扫出到基板方向这一技术。这样一来，因为能够抑制污点电荷积累在光电二极管中，所以能够多少地抑制出现污点。
但是，本案发明人研讨的结果表明在特开平9-270503号公报所公开的驱动方法下，画像中出现了成为污点特性恶化的原因的纵向条状噪音和横向线条这样的界限线条噪音等，于是图像质量下降。所以本案发明人得知这不是一个改善污点特性的良好对策。本案发明人进一步究其原因，发现这是因为在1HD期间中的水平移位寄存器工作的影像期间中φSUB脉冲也施加到基板之故。具体而言，明确地知道了因为若在影像期间中施加φSUB脉冲，便会对基板电位和位于光电二极管下方的P型阱的电位造成影响，故图像中出现了纵向条状的噪音。
还知道了若在由于φV脉冲的施加而在垂直移位寄存器工作的期间内施加φSUB脉冲，会给垂直移位寄存器下的P阱产生不良影响而使垂直移位寄存器的(VCCD)的饱和电荷量减少，CCD图像传感器的动态范围特性下降。可以认为这也是图像质量之下降的原因。
本发明正是为解决上述问题而研究开发出来的，其目的在于提供一种在像素混合活动图像模式、间苗活动图像模式等使用电子式快门的驱动模式下，能够得到污点减少了的图像的固体摄像装置、摄像装置的驱动方法以及摄像装置。
-用以解决课题的技术方案-为达成所述目的，本发明的固体摄像装置的驱动方法是这样的，该固体摄像装置包括光电转换部、垂直移位寄存器以及水平移位寄存器，光电转换部在半导体基板上矩阵状地配置着，与半导体基板间形成势垒，将入射光转换为信号电荷，垂直移位寄存器被配置在光电转换部的各列之间，读出在光电转换部生成的信号电荷并转送到垂直方向上，水平移位寄存器将从垂直移位寄存器转送来的信号电荷转送到水平方向上。摄下活动图像的模式时，将使势垒消失的第一电压施加给半导体基板，而将在光电转换部产生的电荷扫出到半导体基板内；第一电压的宽度比施加给垂直移位寄存器的栅电极的脉冲电压的宽度宽。
根据该驱动方法，因为能够在非常长的期间内将在光电转换部周围产生的污点电荷扫出，所以和现有的第一电压的施加期间很短的驱动方法相比，能够更加可靠地将污点电荷积累到光电转换部。因此，能够有效地抑制污点的产生。
半导体基板及光电转换部，构成为能够借助势垒将在光电转换部产生的电荷扫出到半导体基板内的垂直型溢出沟道结构，设置有多个垂直移位寄存器，故能够迅速地将污点电荷扫出到半导体基板中。
因为在将信号电荷转送给水平移位寄存器的那一期间内不将第一电压施加给半导体基板，所以能够防止水平移位寄存器的动作受第一电压的影响，从而能够防止图像质量恶化。补充说明一下，该第一电压是电子式快门中基板快门电压。
作为将第一电压施加给基板的施加期间的具体例如下，水平移位寄存器停止动作的各个期间中的4微秒以上，或者水平移位寄存器各个停止期间的40％以上。
在第一驱动方法中，可以是这样的，摄下活动图像的模式的整个期间中除施加第一电压的期间以外的期间，将使势垒的高度降低且比第一电压还低的第二电压施加给半导体基板。这样一来，即使在光电二极管中所产生的电荷超过规定的饱和电荷量的情况下，也能够将剩余电荷扫出到半导体基板中，故能够进一步减少污点。
这样一来，便可以根据驱动模式来改变施加在半导体基板上的偏压。例如，可以使在像素混合活动图像模式下施加的偏压(第二电压)比在间苗活动图像模式施加的偏压高。在像素混合活动图像模式下，因为将在多个光电转换部中所产生的电荷读出到每一个垂直移位寄存器中，所以通过施加较高的偏压，便能防止垂直移位寄存器饱和。而且，若这样事先将高偏压施加好，则在例如马上就要从光电二极管读出到垂直移位寄存器之前，就不用另外施加用以将多余的电荷从光电二极管扫出的偏压了。因此，能够将用以使基板电压变化的功耗减少。这样将第一驱动方法适用于像素混合活动图像模式后，便能收到显著效果。
本发明摄像装置的驱动方法是这样的，该摄像装置包括用以聚集外光的光学部件，包括光电转换部、垂直移位寄存器以及水平移位寄存器的固体摄像装置，光电转换部在半导体基板上矩阵状地配置着，与半导体基板间形成势垒，将入射光转换为信号电荷，垂直移位寄存器配置在光电转换部的各列之间，读出在光电转换部产生的信号电荷并转送到垂直方向上，水平移位寄存器将从垂直移位寄存器转送来的信号电荷转送到水平方向上，对从信号输出部转送来的信号电压进行处理的信号处理部，以及控制固体摄像装置的动作的驱动电路。摄下活动图像的模式时使势垒消失的第一电压施加给半导体基板，而将在光电转换部产生的电荷扫出到半导体基板内；第一电压的宽度比施加给垂直移位寄存器的栅电极的脉冲电压的宽度宽。
根据该方法，因为能够将在光电转换部产生的污点电荷有效地扫出到半导体基板，所以能够抑制污点的产生。借助从驱动电路输出的信号便能够控制这样的固体摄像装置的动作。这里，由信号处理部将对应于从固体摄像装置得到的信号电压的控制信号输出给驱动电路，驱动电路便能够根据该控制信号进行控制固体摄像装置的动作的反馈控制。例如，在入射光的亮度很大的情况下，可以这样做，使施加第一电压的期间长一些，使施加第一电压的间隔短一些等，从而更可靠地抑制污点的产生。
本发明的摄像装置中，驱动电路，让固体摄像装置在以下几个模式下动作，让第一电压的施加期间根据模式的不同来变化，模式是让在多个光电转换部生成的信号电荷同时转送给各个垂直移位寄存器且让相加的信号电荷转送给水平移位寄存器的像素混合活动图像模式，仅让在光电转换部中的一部分光电转换部中所生成的信号电荷读出到垂直移位寄存器中，并让已读出的信号电荷转送给水平移位寄存器的间苗活动图像模式，或者由场读出在多个光电转换部生成的信号电荷，在信号处理部构成帧静止图像的静止图像摄像模式。
根据该结构，在不使图像质量下降的情况下，便能将在光电转换部周围产生的污点电荷有效地扫出，所以能够得到使污点减少了的图像。
本发明的摄像装置，能够在例如用以摄下活动图像等的像素混合活动图像模式下、用以将影像显示在液晶取景屏幕等的间苗活动图像模式等下动作。该摄像装置还可以在静止图像摄像模式(帧模式)下动作。在该情况下，驱动电路能够对应于各个模式来调整将第一电压施加给半导体基板的期间。
-发明的效果-根据本发明的固体摄像装置及摄像装置的驱动方法，能够得到污点噪音很少的活动图像、液晶取景屏幕图像。
附图的简单说明
图1(a)是概念性地显示本发明第一个实施例所涉及的行间型固体摄像装置中的摄像区域及其周围电路的结构的图，图1(b)是概念性地显示摄像区域中的分配转送部的放大图。
图2是显示第一个实施例所涉及的固体摄像装置中光电二极管及垂直移位寄存器的结构的剖面图。
图3(a)是显示第一个实施例所涉及的固体摄像装置中垂直移位寄存器和光电二极管中导带端的势能的图；图3(b)是显示施加在半导体基板的基板电压的图。
图4(a)时序图，显示使用了电子式快门的现有固体摄像装置的驱动方法中φV脉冲和φSUB脉冲之例；图4(b)和图4(c)是显示第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法的时序图。
图5(a)到图5(c)是显示第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法之例的时序图。
图6(a)和图6(b)是显示第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法之例的时序图。
图7是将图4(a)所示的期间A中的各个脉冲的波形放大后的时序图。
图8(a)和图8(b)是显示本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法之例的时序图。
图9(a)和图9(b)是显示本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法之例的时序图。
图10(a)和图10(b)是显示本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法之例的时序图。
图11(a)和图11(b)是显示本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法之例的时序图。
图12是将图8(a)所示的期间B中的各个脉冲的波形放大后的时序图。
图13是显示本发明第三个实施例所涉及的摄像装置的方框图。
图14是示意地显示本发明第四个实施例所涉及的摄像装置的方框图。
具体实施例方式
本案发明人经过种种研究探讨发现了以下现象。通过使φSUB脉冲的脉冲宽度比图4(a)所示的现有例中的宽，且仅在1HD期间中的水平移位寄存器停止的那一期间施加高电压的φSUB脉冲，这样便能够边抑制污点的产生，边抑制画面整体的图像质量下降。和处理静止图像的模式相比，在处理活动图像的模式中，因为水平消隐期间变长，所以根据该方法能够使φSUB脉冲的宽度充分地宽。下面，用具体例子对本发明进行详细的说明。
(第一个实施例)-固体摄像装置的结构-图1(a)是概念性地显示本发明第一个实施例所涉及的行间型固体摄像装置中摄像区域(图像阵列)及其周边电路的结构的图。图1(b)是概念性地显示摄像区域中分配转送部的放大图。
如图1(a)和图1(b)所示，在摄像区域100中，矩阵状(行列状)地配置有将入射光中的红(图中的“R”)、蓝(图中的“B”)、绿(图中的“Gr”或者“Gb”)各种成份中的任一成份变换为电荷的光电二极管(光电变换部)，在每一个像素列(各个光电二极管的列)之间沿着列方向配置有能够将从光电二极管传送来的影像信号积累起来的垂直移位寄存器(VCCD)13。垂直移位寄存器13将该影像信号传送给由移位寄存器构成的分配转送部130，由分配转送部130保持的影像信号被适当地分配后再被传送到沿着行方向配置的多个水平移位寄存器(HCCD)120中。
在图1(a)所示的例子中，垂直移位寄存器13在分别施加了φV1、φV2…φV6的期间内进行影像信号的传送。而且，从水平移位寄存器传送来的影像信号由信号输出部(未示)变换为电压信号后被输出。
分配转送部130沿着摄像区域100的一条边排列着，对从一定的像素内的光电二极管传送来的影像信号分一分后，就传送到水平移位寄存器120中。在以像素混合活动图像模式驱动的情况下，分配转送部130进行影像信号的分配。在水平移位寄存器120中在来自一定像素的影像信号相加后的状态下保持该影像信号，再将相加起来的影像信号传送到水平方向(图1(a)中的左方向)。实际的固体摄像装置中多个同一种颜色的影像信号相加。
图2是剖面图，显示在该实施例的固体摄像装置中，光电二极管和垂直移位寄存器(VCCD)的结构。图3(a)是显示在该实施例的固体摄像装置中，垂直移位寄存器和光电二极管中的导带端的电势的图，图3(b)是显示该实施例的固体摄像装置中施加在半导体基板上的基板电压的图。
如图2所示，在该实施例的固体摄像装置中，在N型半导体基板17上形成有P型阱31。在P型阱31上形成有垂直移位寄存器13、光电二极管11以及形成在垂直移位寄存器13和光电二极管11之间的读出栅电极部12。光电二极管11由P型阱31和形成在N型层32上的P+层33构成。通过使光电二极管11被P型阱31包围起来，便在N型层32下面和P型阱31之间的界面形成有图3(a)所示的被称为溢出垒(OFB)的势垒。
换句话说，该实施例的光电二极管11具有垂直型溢出沟道结构。因此和现有的固体摄像装置一样，能够在N型层32中将由入射光而产生的电荷积累起来，同时能够将φSUB脉冲施加给N型半导体基板17来控制信号电荷量并将污点电荷排出到基板方向。
垂直移位寄存器13包括形成在P型阱31上的P+层37、形成在P+层37上的N型层35、与N型层35相邻而形成的P+层36以及夹着绝缘膜形成在N型层35和P+层36上的栅电极39。
补充说明一下，因为该实施例的固体摄像装置在像素混合活动图像模式下工作，所以和一个光电二极管11的饱和电荷量相比，一个垂直移位寄存器13的饱和电荷量变得非常大。在该实施例的固体摄像装置中，具体而言，垂直移位寄存器的饱和电荷量是光电二极管的1.5倍。
-该实施例的固体摄像装置的驱动方法-首先，对该实施例的固体摄像装置中利用了垂直型溢出沟道结构的光电二极管的工作情况进行说明。
如图3(a)所示，在具有垂直型溢出沟道结构的光电二极管中，当将正电压施加给半导体基板时，若从作为基准的基板电压使施加给基板的电压提高，提高到第一、第二、第三、第四基板电压中的任一个基板电压，则溢出势垒变低。因此，如图3所示，通过将能够使溢出势垒消失的高电压施加给半导体基板，便能够将积累在光电二极管中的电荷扫出到基板方向。下面，称该高电压(第一基板电压)为“基板快门电压”。
而且，还能够将不使溢出势垒消失那么大的电压施加给半导体基板，将过剩地积累在光电二极管中的电荷排出到基板方向。还控制能够积累在垂直移位寄存器、水平移位寄存器中的电荷量，而使电荷不会充满垂直移位寄存器、水平移位寄存器。一般情况下，摄下并记录活动图像的时候，为了让像素数量减少，将来自多个光电二极管的信号相加后再进行信号处理。此时，在具有垂直型溢出沟道结构的该实施例的固体摄像装置中，通过将图3(a)所示的直流或者交流第一偏压电压(第一基板电压)(例如25V)施加给基板，便能够从光电二极管将过剩电荷排出，从而能够防止相加后的信号电荷量过大。补充说明一下，象在以后的实施例中所说明的那样，因为间苗活动图像模式下无需将那么高的高电压施加给基板，所以只要将例如8V左右的第三偏压(第三基板电压)施加给半导体基板，便能够抑制污点电荷的影响。
在后述的第二个实施例中的间苗活动图像模式下，施加高电压，使污点减少。
补充说明一下，因为在摄下静止图像的模式下使用机械式快门，所以污点特性不会成为问题。于是，只要施加低电压(例如3.5V左右)来获得灵敏度、饱和特性即可。
接着，说明将φSUB脉冲施加给半导体基板的时刻。
补充说明一下，后述的驱动方法的特征在于使φSUB脉冲的宽度比φV脉冲的宽幅。
如后述的图7所示，若假设加给垂直移位寄存器的φV脉冲中连续施加的脉冲为第一φV脉冲、第二φV脉冲，则φSUB脉冲的宽度就比从第一φV脉冲的上升沿到第二φV脉冲的上升沿的期间(L1)还宽。
如后述的图7所示，φSUB脉冲的宽度，比加给同一个垂直移位寄存器的φV脉冲中连续施加的从第三φV脉冲的上升沿到第四φV脉冲的上升沿的期间(L2)还宽。
补充说明一下，在下述本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法下，基板偏压越高，污点特性就越好，而且若在曝光期间(从φSUB脉冲到读出脉冲的期间)Vsub变低，则灵敏度特性变好。
<第一个实施例的驱动方法1>
图4(b)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用像素混合活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法1的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。补充说明一下，图的右侧示意地示出了在各个驱动方法下摄下高亮度被摄体时所得到的图像。
如图4(b)所示，因为该实施例的固体摄像装置在像素混合活动图像模式下工作，所以和图4(a)所示的现有固体摄像装置相比，在整个工作期间一直施加在半导体基板上的偏压变大。
补充说明一下，像素混合活动图像模式的开始时刻例如是按下摄像装置(照相机)的快门，静止图像的摄像结束(信号电荷转送结束)的那一时刻。而且，在例如再次按下摄像装置(照相机)的快门，触发脉冲上升的时刻，像素混合活动图像模式结束。
具体而言，若设图4(a)所示的φSUB脉冲的下端为例如5V，则φSUB脉冲的上端为例如25V。相对于此，因为在1V期间一直将偏压施加给半导体基板，所以图4(b)所示的φSUB脉冲的下端为例如10V，上端则为例如25V。
这样一来，通过施加偏压，在该实施例的固体摄像装置中，便能够将相加后的影像信号的电荷量抑制在垂直移位寄存器和水平移位寄存器的饱和电荷量以内，从而能够抑制污点的产生。例如，若使施加在半导体基板的偏压上升5V，就能看到大约2dB左右的污点改善效果。
<第一个实施例的驱动方法2>
图4(c)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用像素混合活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法2的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
补充说明一下，像素混合活动图像模式的开始时刻例如是按下摄像装置(照相机)的快门，静止图像的摄像结束(信号电荷转送结束)的那一时刻。而且，在例如再次按下摄像装置(照相机)的快门，触发脉冲上升的时刻，像素混合活动图像模式结束。
如图4(c)所示，在该第一个实施例所涉及的驱动方法2中，除了象在图4(b)所示的驱动方法1那样在水平移位寄存器的停止期间将高电压φSUB脉冲施加给基板以外，还在基板快门电压的施加结束后且垂直消隐期间所进行的马上就要将信号从光电二极管转送给垂直移位寄存器(读出脉冲的施加)前，高速地将残留在垂直移位寄存器的污点电荷扫出。
该污点电荷的扫出，是例如让垂直移位寄存器工作一个垂直画面来进行。
高速污点扫出，是电影用CCD中所经常采用的技术，但缺点是会在高亮度被摄体的下面存留下污点白带。
但是，在第一个实施例的驱动方法2中，通过将φSUB脉冲的宽度扩宽，同时进行高速污点扫出，在高亮度被摄体的上下污点都能够减少。
补充说明一下，和第一个实施例的驱动方法1相比，在第一个实施例的驱动方法2中，最好是施加给半导体基板的偏压有点高，例如是10V。
<第一个实施例的驱动方法3>
图5(a)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用像素混合活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法3的时序图。
如图5(a)所示，在固体摄像装置的整个工作期间内施加在半导体基板上的偏压，比本发明第一个实施例的驱动方法1和驱动方法2中的低，例如大约是5V左右。
这样一来，和不在半导体基板上施加电压的情况相比，本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法3能够使积累在光电二极管的污点电荷的量减少。
高电压的φSUB脉冲的上端为例如25V，与垂直消隐期间重叠的期间内例如10V左右的φSUB脉冲施加在半导体基板上。补充说明一下，这时，可以将直流电压施加到半导体基板上，也可以在垂直消隐期间的最后且马上就要读出信号前将电压施加给半导体基板。
根据本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法3，是先使施加给半导体基板的偏压提高，在再次使该偏压下降后才将宽度较宽的快门脉冲施加给半导体基板，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
<第一个实施例的驱动方法4>
图5(b)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用像素混合活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法4的时序图。
该驱动时序之例，是在第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法3中，再加上高速地扫出存留在垂直移位寄存器中的污点电荷这一动作后而得到的。
也就是说，在该驱动方法下，除了在水平移位寄存器的停止期间将高电压φSUB脉冲施加给基板以外，还在垂直消隐期间所进行的马上就要将信号从光电二极管转送给垂直移位寄存器(读出脉冲的施加)前，高速地将污点电荷扫出。这样一来，如图5(b)的右图所示，通过将φSUB脉冲的宽度扩宽，同时进行高速污点扫出，在高亮度被摄体的上下污点都能减少。
在本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法4中，因为是先使施加给半导体基板的偏压提高，在再次使该偏压降下后才将宽度较宽的快门脉冲施加给半导体基板，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
<第一个实施例的驱动方法5>
图5(c)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用像素混合活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法5的时序图。
该驱动方法5可以这样的，在施加基板快门电压的φSUB脉冲之际，用基板偏压(例如第十一基板偏压例如5V)将φSUB脉冲固定后，再将积累在光电二极管的电荷扫出扔到基板中。施加φSUB脉冲后，对基板施加比该基板偏压大的直流电压(例如10V)，就能从光电二极管将不需要的电荷排出去。根据该方法能够有效地抑制污点的产生。换句话说，虽然从φSUB脉冲停止到读出信号这一期间是相机(摄像装置)的曝光期间，却能够使该曝光期间中的污点减少。
根据该实施例所涉及的驱动方法5，是先使施加给半导体基板的偏压提高，在再次使该偏压下降后才将宽度较宽的快门脉冲施加给半导体基板，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
也就是说，根据该实施例的驱动方法5，从φSUB脉冲的施加结束后到施加读出脉冲这一期间是曝光期间，在该曝光期间也能通过暂时使施加给半导体基板的偏压提高，则和本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法4相比，能够使灵敏度特性进一步提高。
<第一个实施例的驱动方法6>
图6(a)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用像素混合活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法6的时序图。
如图6(a)所示，在固体摄像装置的整个工作期间内施加在半导体基板上的偏压，比本发明第一个实施例的驱动方法1和驱动方法2中的低，例如大约是5V左右。
这样一来，和不在半导体基板上施加电压的情况相比，本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法6能够使积累在光电二极管的污点电荷的量减少。
高电压φSUB脉冲的上端为例如25V，与垂直消隐期间重叠的期间内例如10V左右的φSUB脉冲施加在半导体基板上。补充说明一下，这时可以将直流电压施加到半导体基板上，也可以在垂直消隐期间的最后且马上就要读出信号前将电压施加给半导体基板。
本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法6的特点在于，在施加完宽度较宽的快门脉冲之后到施加偏压为止的期间，进一步施加第二宽幅脉冲。
换句话说，从施加完宽度较宽的φSUB脉冲后到施加读出脉冲这一期间是曝光期间，在该曝光期间也能够施加用以使饱和特性降低(调整)的宽幅脉冲(第二宽幅脉冲)，根据这一驱动方法，便能够使污点特性比本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法3下的污点特性更优良。
<第一个实施例的驱动方法7>
图6(b)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用像素混合活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法7的时序图。
该驱动时序之例，是在第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法6中，再加上高速地扫出存留在垂直移位寄存器中的污点电荷这一动作后而得到的。
也就是说，在该驱动方法下，除了在水平移位寄存器的停止期间中将高电压φSUB脉冲施加给基板以外，还在垂直消隐期间所进行的马上就要将信号从光电二极管转送给垂直移位寄存器前，高速地将污点电荷扫出。这样一来，如图6(b)的右图所示，通过将φSUB脉冲的宽度扩宽，同时进行高速污点扫出，则在高亮度被摄体的上下污点都能减少。
本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法7的特征在于，在施加完宽度较宽的快门脉冲后到施加偏压的期间进一步施加第二宽幅脉冲。
换句话说，从施加完宽度较宽的φSUB脉冲后到施加脉冲这一期间是曝光期间，在该曝光期间也能够施加用以使饱和特性降低(调整)的宽幅脉冲(第二宽幅脉冲)，根据这一驱动方法，便能够使污点特性比本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法4下的污点特性更优良。补充说明一下，既可使快门脉冲的脉冲间隔和第二宽幅脉冲的脉冲间隔不一样，也可使二者相同。
<第一个实施例的驱动方法8>
图7是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用像素混合活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法8的时序图。
如图7所示，该实施例的驱动方法的特征在于，在各个HD期间中的水平移位寄存器停止传送信号的那一期间(换句话说，水平消隐期间)内，基板快门电压的φSUB脉冲被施加在半导体基板上。
图7中偏压例如约为5V。当该偏压为5V时基本上不产生污点减少效果。而若施加约10V的直流电压，或者是例如25V的宽幅φSUB脉冲，便能够谋求该污点的减少。
该实施例的驱动方法的特征在于，使φSUB脉冲的宽度比φV脉冲的宽度宽。具体而言，最好是，使φSUB脉冲的宽度大于或等于4微秒，或者是大于或等于水平移位寄存器停止期间的40％。这里，图4(b)、图4(c)。图5(a)到图5(c)、图6(a)、图6(b)中所示的φV，将图7所示的φV1到φV6都包括在内。因此，φV脉冲的施加期间意味着施加了所有φV脉冲(φV1到φV6)中至少一个脉冲的期间。
如用图4(b)、图4(c)。图5(a)到图5(c)、图6(a)、图6(b)及图7所做的说明那样，本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)中，φSUB脉冲的宽度大于或等于图4(a)所示的现有驱动方法中的φSUB脉冲的宽度。
于是，本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置，污点电荷难以积累在光电二极管中，如图4到图7右图所示，能够更有效地防止污点的发生。
由本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)可知，尽管污点减少效果会因为光电二极管、P型阱的结构不同而有所不同，但通过使φSUB脉冲的宽度比φV脉冲的宽度宽，就能够得到很大的污点减少效果。例如可知尽管污点减少效果会因为光电二极管、P型阱的结构不同而有所不同，通过使φSUB脉冲的宽度大于或等于水平移位寄存器停止期间的40％，污点减少效果就是2dB左右。
根据本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)，就是使φSUB脉冲的宽度大于或等于4微秒，也能够收到同样的污点减少效果。补充说明一下，对φSUB脉冲的宽度做这样的限制，是因为若φSUB脉冲的宽度小于4微秒，则由于该污点而引起的图像质量下降有可能是实际使用时所不允许的之故。
本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)，因为在水平移位寄存器的工作期间不施加φSUB脉冲，所以与特开平9-270503号公报中所记载的驱动方法相比，能够在不对位于光电二极管下的P型阱31(参考图2)产生影响的情况下，传送影像信号。因此，不仅能够抑制污点的产生，还能抑制纵向条状噪音和横向线条这样的界限线条噪音等的产生，从而能够防止图像质量恶化。
在本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)中，在将垂直移位寄存器的饱和电荷量设定为光电二极管的饱和电荷量的大约1.5倍的情况下，使基板偏压升高来减少光电二极管的饱和电荷量。为的是该固体摄像装置能够在像素混合活动图像模式下工作。
于是，在该实施例的驱动方法中，因为即使在与φV脉冲重叠的期间内施加φSUB脉冲，垂直移位寄存器的饱和电荷量仍然有余头，故难以使固体摄像装置的动态范围特性下降。
本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)，即使在垂直消隐期间不另外施加φSUB脉冲，也能够使φV脉冲的施加期间和高电压的φSUB脉冲的施加期间一样，故能够使施加φSUB脉冲之际的控制简易化。
本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)，因为能够使半导体基板的电位变化次数减少，故也能够谋求功耗的减少。
补充说明一下，本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)，在对高速活动的被摄体、高亮度被摄体进行摄影之际由设置在外部的信号处理部和驱动电路控制了动作，使得电子快门的开关时间缩短。在该情况下，虽然影像信号的电荷量减少，而污点电荷却不太减少，所以一般情况下污点的出现很明显。
为此，可以驱动固体摄像装置，使得曝光时间越短，φSUB脉冲的宽度就越长。根据该方法，能够根据被摄体的亮度适当地将污点电荷从光电二极管排出，所以在对高亮度被摄体进行摄影之际也能够得到污点显著减少了的活动图像或者图像。
因此，本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)，非常适合在数字相机、摄像机、监视相机、广播用相机等包括在动画摄影模式下被驱动的图像传感器的各种摄像装置中使用。
如图7最下面所示，可以在水平移位寄存器的整个停止期间一直将基板快门电压的φSUB脉冲施加给半导体基板。这样一来，就能更有效地减少污点。但是，在该情况下，考虑φSUB脉冲对被设置在光电二极管下方的P型阱的影响对固体摄像装置进行驱动。
本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)，在一个水平消隐期间内施加的φSUB脉冲分为多次，则就是使施加φSUB脉冲的期间合计大于或等于4微秒或者是大于或等于水平移位寄存器停止期间的40％，也能够抑制污点的产生。
补充说明一下，本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)中，可以控制固体摄像装置，使得随着被摄体亮度的增大，基板快门电压的φSUB脉冲宽度变大。不过，φSUB脉冲的施加仅限于水平移位寄存器停止工作的那一期间。这样一来，因为被摄体的亮度越大，就能够将越多的污点电荷排出到基板方向，故能够有效地抑制污点的产生。
该实施例的固体摄像装置是在像素混合活动图像模式下被驱动，还可以是能够在后述的间苗活动图像模式、静止图像摄像模式(帧模式)等模式下都能使用的装置结构。
在该情况下，能够在静止图像摄像模式下利用机械式快门，所以无需谋求污点的减少，即可使高电压的φSUB脉冲的宽度减小。在间苗活动图像模式、像素混合活动图像模式下，使φSUB脉冲宽度变长。这样一来，无论在哪一个模式下使用污点都会减少，且能够使静止图像摄像模式下的垂直消隐期间缩短。
以上用行间型固体摄像装置作为本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置说明了驱动方法。不仅如此，该实施例的驱动方法对帧传送型等其它类型的固体摄像装置也适用。
在本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)中，可以在水平移位寄存器的工作停止期间，即施加φV脉冲的整个施加期间一直施加基板快门电压的φSUB脉冲。根据该方法，不仅能使污点减少，还能使水平消隐期间缩短。补充说明一下，在本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)中，偏压约是10V。
补充说明一下，本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置，使φSUB脉冲的脉冲宽度大于或等于4微秒，或者是大于或等于水平移位寄存器停止期间的40％，不仅如此，还可在与φV脉冲施加期间相同的施加期间施加φSUB脉冲。φV脉冲是垂直移位寄存器传送电荷所必须的脉冲。于是，根据该方法，能够使污点的减少和水平消隐期间的缩短二者两立。
(第二个实施例)-固体摄像装置的结构-在说明本发明的第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法时，仍使用在第一个实施例中所说明的行间型固体摄像装置。
如图1(a)、图1(b)所示，在摄像区域100中，矩阵状(行列状)地配置有将入射光中的红(图中的“R”)、蓝(图中的“B”)、绿(图中的“Gr”或者“Gb”)各种成份中的任一成份变换为电荷的光电二极管(光电变换部)，在每一个像素列(各个光电二极管的列)之间沿着列方向配置有能够将从光电二极管传送来的影像信号积累起来的垂直移位寄存器(VCCD)13。垂直移位寄存器13将该影像信号传送给由移位寄存器构成的分配转送部130，由分配转送部130保持的影像信号被传送到沿着行方向配置的多个水平移位寄存器(HCCD)120中。补充说明一下，在间苗活动图像模式下的驱动方法即该实施例的驱动方法下，分配转送部130不进行后述那样的影像信号分配。
在图1(a)所示的例子中，垂直移位寄存器13在分别施加了φV1、φV2…φV6的期间内进行影像信号的传送。而且，从水平移位寄存器传送来的影像信号由信号输出部(未示)变换为电压信号后被输出。
分配转送部130沿着摄像区域100的一条边排列着，将从一定的像素内的光电二极管传送来的影像信号送到水平移位寄存器120中。
补充说明一下，分配转送部130是为了进行像素混合活动图像模式下的驱动而有，但在后述本发明的第二个实施例所涉及的驱动方法中，换句话说，仅在间苗活动图像模式下驱动之际并不需要分配转送部130。不过，在该实施例中，因为在同一个摄像装置(例如照相机)中要进行像素混合活动图像模式和间苗活动图像模式两个模式的驱动，所以固体摄像装置中包括分配转送部130。
具体而言，在间苗活动图像模式下，图1中为了使V3＝V3R＝V3L、V5＝V5R＝V5L而施加脉冲，便能在像素混合活动图像模式、间苗活动图像模式中的任一模式下驱动图1所示的固体摄像装置。
因此，该实施例的驱动方法中所用的固体摄像装置，和图2所示的第一个实施例的驱动方法下所用的固体摄像装置是一样的。于是，省略对包括垂直型溢出沟道结构的该实施例的固体摄像装置的详细说明。
补充说明一下，在以下所述的本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法中，基板偏压越高，污点特性越好，而且，在曝光期间(自φSUB脉冲到读出脉冲的期间)若Vsub变低，则灵敏度特性变好。
补充说明一下，后述的驱动方法的特征在于，使φSUB脉冲的宽度大于φV脉冲的宽度。
如后述的图12所示，φSUB脉冲的宽度，比加给垂直移位寄存器的φV脉冲中连续施加的第一φV脉冲、第二φV脉冲的从第一φV脉冲的上升沿到第二φV脉冲的上升沿的期间(L1)还宽。
如后述的图12所示，φSUB脉冲的宽度，比加给同一个垂直移位寄存器的φV脉冲中连续施加的从第三φV脉冲的上升沿到第四φV脉冲的上升沿的期间(L2)还宽。
<第二个实施例的驱动方法1>
图8(a)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法1的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
补充说明一下，在图的右侧，示意地显示了用各种驱动方法对高亮度被摄体进行摄像时得到的图像。
如图8(a)所示，本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法1在间苗活动图像模式下工作，所以和图4(a)所示的现有固体摄像装置相比，在间苗活动图像模式下的整个工作期间一直施加在半导体基板上的偏压变大。
补充说明一下，间苗活动图像模式的开始时刻例如是按下摄像装置(照相机)的快门，静止图像的摄像结束(信号电荷转送结束)的那一时刻。而且，在例如再次按下摄像装置(照相机)的快门，触发脉冲上升的时刻，间苗活动图像模式结束。
若设图8(a)所示的φSUB脉冲的下端为例如5V，则φSUB脉冲的上端为例如25V。相对于此，因为在1V期间一直将偏压施加给半导体基板，所以图8(a)所示的φSUB脉冲的下端为例如10V，上端则为例如25V。
这样一来，通过施加偏压，在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法1中，便能够将相加后的影像信号的电荷量抑制在垂直移位寄存器和水平移位寄存器的饱和电荷量以内，从而能够抑制污点的产生。例如，若使施加在半导体基板的偏压上升5V，就能看到大约2dB左右的污点改善效果。
本发明的第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法1可以是这样的，在施加基板快门电压的φSUB脉冲之际，用和静止图像摄像模式和间苗活动图像模式一样的基板偏压(例如5V)将φSUB脉冲固定后，再将积累在光电二极管的电荷扫出扔到基板中。施加φSUB脉冲后，对基板施加比该基板偏压大的直流电压(例如10V)，就能从光电二极管将不需要的电荷排出去。
也就是说，虽然从φSUB脉冲停止到读出信号这一期间是相机(摄像装置)的曝光时间，却能够使该曝光时间中的污点减少。
<第二个实施例的驱动方法2>
图8(b)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法2的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
如图8(b)所示，该本发明的第二个实施例所涉及的固体摄像装置的的驱动方法2中，除了在水平移位寄存器的停止期间中将高电压的φSUB脉冲施加给基板的驱动方法1以外，还在基板快门电压的施加结束后且垂直消隐期间中所进行的马上就要将信号从光电二极管转送给垂直移位寄存器(读出脉冲的施加)前，高速地将残留在垂直移位寄存器的污点电荷扫出。该污点电荷的扫出，是例如让垂直移位寄存器工作一个垂直画面来进行。
补充说明一下，间苗活动图像模式的开始时刻例如是按下摄像装置(照相机)的快门，静止图像的摄像结束(信号电荷转送结束)的那一时刻。而且，在例如再次按下摄像装置(照相机)的快门，触发脉冲上升的时刻，间苗活动图像模式结束。
高速污点扫出是电影用CCD中所经常采用的技术，但缺点是会在高亮度被摄体的下面存留下污点白带。但是，在第二个实施例的驱动方法2中，通过将φSUB脉冲的宽度扩宽，同时进行高速污点扫出，在高亮度被摄体的上下污点都能够减少。
补充说明一下，和第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法1相比，本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法2中，最好是施加给半导体基板的偏压有点高，例如是10V。
本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法2可以是这样的，在施加基板快门电压的φSUB脉冲之际，用和静止图像摄像模式一样的基板偏压(例如5V)将φSUB脉冲固定后，再将积累在光电二极管的电荷扫出扔到基板中。施加φSUB脉冲后，对基板施加比该基板偏压大的直流电压(例如10V)，就能从光电二极管将不需要的电荷排出去。
也就是说，虽然从φSUB脉冲停止到读出信号这一期间是相机(摄像装置)的曝光时间，却能够使该曝光时间中的污点减少。
<第二个实施例的驱动方法3>
图9(a)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法3的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法3中，因为在施加快门脉冲之前且施加读出脉冲之后，使施加给半导体基板的偏压升高，施加快门脉冲后再使偏压下降，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
<第二个实施例的驱动方法4>
图9(b)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法4的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
如图9(b)所示，该实施例的驱动方法4中，在间苗活动图像模式下，除了在水平移位寄存器的停止期间中将高电压的φSUB脉冲施加给基板外，还在垂直消隐期间中所进行的马上就要将信号从光电二极管转送给垂直移位寄存器之前，高速地将污点电荷扫出。
这样一来，如图9(b)的右图所示，通过将φSUB脉冲的宽度扩宽，同时进行高速污点扫出，在高亮度被摄体的上下污点都能够减少。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法4中，因为在施加快门脉冲之前且施加读出脉冲之后，使施加给半导体基板的偏压升高，施加快门脉冲后再使偏压下降，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
<第二个实施例的驱动方法5>
图10(a)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法5的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法5中，因为在施加快门脉冲前和施加读出脉冲前，使施加给半导体基板的偏压升高，施加快门脉冲后再使偏压下降，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
<第二个实施例的驱动方法6>
图10(b)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法6的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
如图10(b)所示，在间苗活动图像模式中，也和第一个实施例的驱动方法2(参看图4(c))一样，除了在水平移位寄存器的停止期间中将高电压的φSUB脉冲施加给基板以外，还在垂直消隐期间中所进行的马上就要将信号从光电二极管转送给垂直移位寄存器前，高速地进行污点电荷的扫出。这样一来，如图10(b)的右图所示，通过将φSUB脉冲的宽度扩宽，同时进行高速污点扫出，在高亮度被摄体的上下污点都能够减少。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法6中，因为在施加快门脉冲之前和施加读出脉冲之前，使施加给半导体基板的偏压升高，施加快门脉冲后再使偏压下降，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
<第二个实施例的驱动方法7>
图11(a)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法7的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法7中，因为在施加快门脉冲之前和施加读出脉冲之前，使施加给半导体基板的偏压升高，施加快门脉冲后再使偏压下降，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法7的特点在于，在施加完宽度较宽的快门脉冲之后到施加偏压为止的期间，进一步施加第二宽幅脉冲。
换句话说，从施加完宽度较宽的φSUB脉冲后到施加读出脉冲这一期间是曝光期间，在该曝光期间也能够施加用以使饱和特性降低(调整)的宽幅脉冲(第二宽幅脉冲)，根据这一驱动方法，便能够使污点特性比本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法5下的污点特性更优良。
<第二个实施例的驱动方法8>
图11(b)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法8的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
如图11(b)所示，在间苗活动图像模式中，也和第一个实施例的驱动方法2(参看图4(c))一样，除了在水平移位寄存器的停止期间中将高电压的φSUB脉冲施加给基板以外，还在垂直消隐期间中所进行的马上就要将信号从光电二极管转送给垂直移位寄存器前，高速地进行污点电荷的扫出。这样一来，如图11(b)的右图所示，通过将φSUB脉冲的宽度扩宽，同时进行高速污点扫出，在高亮度被摄体的上下污点都能够减少。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法8中，因为在施加快门脉冲之前和施加读出脉冲之前，使施加给半导体基板的偏压升高，施加快门脉冲后再使偏压下降，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法8的特点在于，在施加完宽度较宽的快门脉冲之后到施加偏压为止的期间，进一步施加第二宽幅脉冲。
换句话说，从施加完宽度较宽的φSUB脉冲后到施加读出脉冲这一期间是曝光期间，在该曝光期间也能够施加用以使饱和特性降低(调整)的宽幅脉冲(第二宽幅脉冲)，根据这一驱动方法，便能够使污点特性比本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法6下的污点特性更优良。
<第二个实施例的驱动方法9>
图12是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法9的时序图。在该图中，将本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法下1HD期间中各个脉冲的波形做了放大。
在图12中，偏压大约是5V。当该偏压为5V时基本上不产生污点减少效果。而若施加约10V的直流电压，或者是例如25V的宽幅φSUB脉冲，便能够谋求该污点的减少。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(第二个实施例的驱动方法1到8)中，在固体摄像装置的整个工作期间施加在半导体基板上的偏压可以是例如5V左右。
于是，和不对半导体基板施加电压的情况相比，能够使积累在光电二极管的污点电荷的量减少。高电压的φSUB脉冲的上端为例如25V，与垂直消隐期间重叠的期间内例如10V左右的φSUB脉冲施加在半导体基板上。
补充说明一下，这时，可以将直流电压施加到半导体基板上，也可以在垂直消隐期间马上就要读出信号电荷之前将电压施加给半导体基板。换句话说，在从光电二极管将电荷读出到垂直移位寄存器之前使基板电压从例如5V上升到10V，便能够进行使光电二极管的电荷量减少的控制。
如图12所示，例如φV1到φV6施加在图1(a)所示的像素阵列上的垂直移位寄存器的栅电极上，φV3A、φV3B、φV3L、φV3R、φV5A、φV5B、φV5L、φV5R等脉冲信号施加到分配转送部。这里，在该实施例的驱动方法下，仅有从被配置成矩阵状的光电二极管中的一部分(例如整体的1/9)光电二极管转送来的影像信号被作为信号处理。
垂直移位寄存器的饱和电荷量，大致与像素混合活动图像模式下工作的第一个实施例中的垂直移位寄存器的饱和电荷量相等。
换句话说，因为在像素混合活动图像模式下在垂直移位寄存器中将信号相加，所以为使信号电荷不从垂直移位寄存器中溢出来，而将基板偏压从例如5V提高到10V从而使光电二极管的信号电荷减少。另一方面，在间苗活动图像模式下在垂直移位寄存器中不进行信号的相加，而在水平移位寄存器中进行信号的相加。
此时，因为水平移位寄存器的饱和电荷量一般情况下比垂直移位寄存器的大，所以在φSUB脉冲与φV脉冲重叠的情况下，因为有时候垂直移位寄存器的饱和电荷量减少，所以此时让基板偏压从例如5V提高到10V从而使光电二极管的信号量减少就是更加理想的了。
如用图8(a)、图8(b)、图9(a)、图9(b)、图10(a)、图10(b)、图11(a)、11(b)以及图12所做的说明那样，本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，φSUB脉冲的宽度大于或等于图4(a)所示的现有驱动方法中的φSUB脉冲的宽度。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，和第一个实施例一样，在水平移位寄存器停止工作的期间内，比施加在相邻的两个垂直移位寄存器的栅电极上的脉冲电压的宽度和还长的期间内，将电压施加给半导体基板。具体而言，将脉冲宽度大于或等于4微秒，或者是大于或等于水平移位寄存器停止期间的40％的基板快门电压的φSUB脉冲施加给半导体基板。
这样一来，和图4(a)所示的现有固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)相比，能够在更长的期间内将积累在光电二极管中的污点电荷扫出到基板方向，所以如图的右图所示，特别是在高亮度被摄体下方污点减少了。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1～9)中，在施加φV脉冲的期间中，换句话说，在垂直移位寄存器工作的期间中也将基板快门电压的φSUB脉冲施加给半导体基板。
于是，根据本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1～9)，这样做，在垂直消隐期间中将溢出势垒不消失的电压(例如10V)的φSUB脉冲施加给半导体基板，即使垂直移位寄存器的饱和电荷量变小，积累在垂直移位寄存器中的电荷也不饱和。
这样一来，根据本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)，在间苗动画模式下摄下高亮度被摄体之际也抑制了污点的发生，从而能够抑制图像质量恶化。
而且，本发明的第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)，虽然所得到的影像的像素数比本发明第一个实施例示出的驱动方法亦即像素混合活动图像模式的少，但因为影像信号的处理量却很少，故能够提高一秒钟以内所能摄下的图像的帧数，从而能够摄下、记录高速动作的被摄体。
于是，本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)，用在例如摄像机的液晶取景屏幕上、随身用照相机等上是很理想的。
而且，在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，在对高速活动的被摄体、高亮度被摄体进行摄影之际由设置在外部的信号处理部控制了动作，使得电子快门的开关速度变短，进一步使曝光时间变短。在该情况下，虽然影像信号的电荷量减少，而污点电荷却不太减少，所以一般情况下污点的出现很明显。
换句话说，不仅在像素混合活动图像模式下对高亮度被摄体摄像时电子式快门的间隔会变短，而且在间苗活动图像模式下对高亮度被摄体摄像时电子式快门的间隔也会变短。
可以对固体摄像装置进行驱动，使得曝光时间越短，φSUB脉冲的宽度越长。这里，基板快门电压的φSUB脉冲的宽度的改变方法是任意的，随着快门速度变快，慢慢地使脉冲宽度变长的方法，可以以污点容易很显眼的快门速度为境界，改变φSUB脉冲的宽度。在例如快门速度比1/500秒短的情况下，可以考虑将φSUB脉冲的宽度扩宽等控制方法。
根据该方法，能够根据被摄体的亮度适当地将污点电荷从光电二极管排出，所以在对高亮度被摄体进行摄影之际也能够得到污点显著减少了的活动图像或者图像。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，可以在水平移位寄存器的整个停止期间一直将基板快门电压的φSUB脉冲施加给半导体基板。这样一来，就能更有效地减少污点。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，可以在水平移位寄存器的工作停止期间，即施加φV脉冲的整个施加期间一直施加基板快门电压的φSUB脉冲。根据该方法，不仅能使污点减少，还能使水平消隐期间缩短。补充说明一下，在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，偏压约是10V。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，在一个水平消隐期间内施加的φSUB脉冲分为多次，则就是使施加φSUB脉冲的期间合计大于或等于4微秒或者是大于或等于水平移位寄存器停止期间的40％，也能够抑制污点的产生。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，如图4(a)所示，在垂直消隐期间内的信号读出时刻之前，将例如10V左右的φSUB脉冲施加在半导体基板上，使光电二极管的饱和电荷量下降。φV脉冲的施加是在垂直消隐期间内的信号读出时之前，于是，因为在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，不需要在垂直消隐期间中另外施加φSUB脉冲，故能够很容易地控制φSUB脉冲。
(第三个实施例)图13是显示本发明第三个实施例所涉及的摄像装置的方框图。该实施例的摄像装置，是包括用到现在为止说明的方法驱动固体摄像装置的电路的摄像装置。在图13中，示出的是摄像装置是数字相机的例子。
如图13所示，该实施例的摄像装置，包括用以聚集外光的透镜(光学部件)50、将通过透镜50的光变换为影像信号并输出的固体摄像装置60、控制固体摄像装置60的动作的驱动电路70、根据从固体摄像装置60输出的影像信号进行信号处理的信号处理部80、进行和信号处理部80之间的信号授受且连接在外部机器(未示)上的外部接口部90。信号处理部80，根据从固体摄像装置60输出的影像信号将控制信号输出给驱动电路70，进行控制而使固体摄像装置60进行预定的动作。补充说明一下，曝光时间的控制分为根据影像信号进行的情况和内装上AE(自动露出)传感器而进行的情况。例如，在单透镜反射式照相机中使用的就是AE传感器。驱动电路70是所谓的时刻产生器，将水平同步信号、垂直同步信号等提供给固体摄像装置。
该实施例的摄像装置中所包括的固体摄像装置60，可使用第一个实施例、第二个实施例所涉及的任一个固体摄像装置。
例如，在使用第一个实施例所涉及的固体摄像装置的情况下，由驱动电路70在固体摄像装置60内产生垂直同步信号、水平同步信号。驱动电路70在每一个HD期间的预定期间中将φH脉冲供向水平移位寄存器的栅电极，另一方面，驱动电路70，在各个HD期间中φH脉冲停止的期间(水平移位寄存器的停止时间)中将基板快门电压的φSUB脉冲供向固体摄像装置60的半导体基板。这里，进行控制使得φSUB脉冲的宽度大于或等于4微秒，或者大于或等于水平移位寄存器停止期间的40％。这样一来，设置在固体摄像装置60的摄像区域中的光电二极管中所积累的污点电荷便被排出到半导体基板。
驱动电路70，在各个HD期间中的水平消隐期间将φV脉冲施加给垂直移位寄存器的栅电极，而让垂直移位寄存器动作。此时，可以在各个垂直移位寄存器中，将来自多个同一种颜色的像素的影像信号相加并保持好(像素混合活动图像模式)。或者是，可以进行控制，使得在垂直移位寄存器中仅保持来自一部分像素的影像信号(间苗活动图像模式)。在像素混合活动图像模式下驱动固体摄像装置60的情况下，驱动电路70在整个工作期间或者读出信号前将10V左右的偏压施加在半导体基板上而使积累在光电二极管中的电荷量变少。这样一来，便能够防止垂直移位寄存器饱和。这里，只要事先将用以摄下活动图像、静止图像的各个模式的工作数据存储到摄像装置内的存储部等中即可。
这样一来，根据该实施例的摄像装置，因为能够利用信号处理部80和驱动电路70对基板快门电压的φSUB脉冲的宽度和其施加时刻等进行控制，故能够实现第一个实施例及第二个实施例中所说明的固体摄像装置的驱动方法，从而即使在被摄体的亮度很高的情况下也能摄下污点减少了的活动图像。
补充说明一下，信号处理部80，能够根据从固体摄像装置60输出的信号对被摄体的亮度、动作速度等进行测量，在被摄体的亮度很高、被摄体的动作速度很快的情况下等，给驱动电路70发出命令来使电子式快门的间隔缩短而使曝光时间缩短。此时，驱动电路70接受该命令，使将基板快门电压施加给固体摄像装置60的半导体基板的间隔相互一样。补充说明一下，在该实施例中，因为改变脉冲宽度，所以脉冲的上升和下降的时刻就改变了。而且，信号处理部80，还能够发出命令来根据曝光时间改变基板快门电压的φSUB脉冲的宽度。进行控制，使得在曝光时间变短的情况下，φSUB脉冲的宽度变长。从而能够有效地抑制污点的发生。
补充说明一下，以上说明的是由信号处理部80和驱动电路70控制固体摄像装置的动作之例。根据该实施例的摄像装置，也能够对在到现在为止的实施例中所说明的固体摄像装置进行控制。
补充说明一下，既可使固体摄像装置60和信号处理部80形成在不一样的芯片内，也可以使固体摄像装置60和信号处理部80形成在同一个芯片内。
该实施例的摄像装置，不仅能够用像素混合活动图像模式、间苗活动图像模式中任一个模式进行驱动，还能够在以多个场为单位将在多个光电二极管中所产生的电荷读出来构成帧静止图像的静止图像摄像模式(帧模式)下驱动。这里，摄像装置中可以有机械式快门。在静止图像摄像模式下，可以选择机械式快门、电子式快门二者中有益的一个进行曝光控制。这些动作模式可以通过安装在摄像装置内的开关等进行切换。补充说明一下，在静止图像摄像模式下，使用机械式快门时的好处是几乎不会产生污点；使用电子式快门的好处是能够更精密地控制快门的速度。若在静止图像摄像模式下使用电子式快门，便能够使用在第一个实施例、第二个实施例中所说明的驱动方法。
(第四个实施例)图14是示意地显示本发明第四个实施例所涉及的摄像装置的方框图。如该图所示，该实施例中的摄像装置201包括用以聚集外光的透镜(光学部件)50、将通过透镜50的光转换为影像信号并输出的固体摄像装置60、被设置在透镜50和固体摄像装置60之间并限制入射到固体摄像装置60的外光的光圈203、控制固体摄像装置60的动作的驱动电路204、根据从固体摄像装置60输出的影像信号进行信号处理的信号处理部205。
在该实施例的摄像装置201中，由驱动电路204控制第一个实施例或者第二个实施例所涉及的固体摄像装置60的动作和光圈203的动作。在摄像装置201内储存有像素混合活动图像模式、间苗活动图像模式、静止图像摄像模式等下的动作数据，驱动电路204根据该动作数据控制固体摄像装置60的动作。在静止图像、活动图像的各个摄像模式下让光圈203根据被摄体的亮度动作。
根据该实施例的摄像装置201，对活动图像进行摄影时，驱动电路204使在各个HD期间中的φH脉冲停止期间(水平移位寄存器的停止期间)中将基板快门电压的φSUB脉冲供给固体摄像装置60的半导体基板。驱动电路204进行控制，使得φSUB脉冲的宽度大于或等于4微秒，或者是大于或等于水平移位寄存器停止期间的40％。根据该结构，也能够抑制污点的产生。
补充说明一下，在该实施例的摄像装置201中，因为由驱动电路204控制φSUB脉冲的宽度，所以能够使光圈203的结构简单化。而且，还可以根据摄像装置201的规格使光圈203成为简单的固定光圈结构。因此，能够使摄像装置201的制造成本下降。补充说明一下，这样的简单的光圈结构，还能够被用到第三个实施例所涉及的摄像装置中。
-工业实用性-综上所述，本发明的固体摄像装置和摄像装置的驱动方法，对数字相机、摄像机、专业用相机等能够对活动图像进行摄影的摄像装置都适用。
权利要求
1.一种固体摄像装置的驱动方法，该固体摄像装置，包括光电转换部、垂直移位寄存器以及水平移位寄存器，所述光电转换部在半导体基板上矩阵状地配置着，与所述半导体基板间形成势垒，将入射光转换为信号电荷，所述垂直移位寄存器被配置在所述光电转换部的各列之间，读出在所述光电转换部生成的所述信号电荷并转送到垂直方向上，所述水平移位寄存器将从所述垂直移位寄存器转送来的所述信号电荷转送到水平方向上，其特征在于摄下活动图像的模式时，将使所述势垒消失的第一电压施加给所述半导体基板，而将在所述光电转换部产生的电荷扫出到所述半导体基板内，所述第一电压的宽度比施加给所述垂直移位寄存器的栅电极的脉冲电压的宽度宽。
2.根据权利要求1所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于所述半导体基板及所述光电转换部，构成为借助所述势垒减小来将在所述光电转换部产生的电荷扫出到所述半导体基板内的垂直型溢出沟道结构，设置有多个所述垂直移位寄存器。
3.根据权利要求1所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于将使所述势垒消失的第一电压施加给所述半导体基板，施加时间是所述水平移位寄存器停止动作的各个期间中的4微秒以上，而将在所述光电转换部产生的电荷扫出到所述半导体基板内。
4.根据权利要求3所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于在所述水平移位寄存器停止动作的各个期间内，将所述第一电压施加给所述半导体基板的期间大于或等于所述水平移位寄存器的各个停止期间的40％。
5.根据权利要求1所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于在所述摄下活动图像的模式的整个期间中除所述施加第一电压的期间以外的期间，将使所述势垒的高度降低且比所述第一电压还低的第二电压施加给所述半导体基板。
6.根据权利要求1所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于所述摄下活动图像的模式包括像素混合活动图像模式，所述垂直移位寄存器的饱和电荷量比所述光电转换部的饱和电荷量大.在所述像素混合活动图像模式下，所述各个垂直移位寄存器将在多个光电转换部生成的所述信号电荷相加并转送给所述水平移位寄存器。
7.根据权利要求1所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于在所述第一电压的施加期间结束后且将所述信号电荷从所述光电转换部转送到所述垂直移位寄存器之前，让所述垂直移位寄存器动作一个垂直画面，再将残留在所述垂直移位寄存器的电荷扫出。
8.根据权利要求1所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于在所述摄下活动图像的模式的整个期间中除所述施加第一电压的期间以外的期间，将比使所述势垒的高度降低的第二电压低且使所述势垒的高度降低的第三电压施加给所述半导体基板。
9.根据权利要求8所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于在马上就要从所述光电转换部读出所述信号电荷之前，将使所述势垒的高度下降且比所述第二电压低的第四电压施加给所述半导体基板。
10.根据权利要求1所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于所述摄下活动图像的模式包括间苗活动图像模式，在所述间苗活动图像模式下，所述垂直移位寄存器仅将在所述光电转换部中的一部分光电转换部中所生成的所述信号电荷读出并转送给所述水平移位寄存器。
11.根据权利要求1到10中之任一项权利要求所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于使射向所述光电转换部的入射光的亮度很高时让所述第一电压施加给所述半导体基板的脉冲与脉冲的间隔，比所述入射光的亮度很低时让所述第一电压施加给所述半导体基板的脉冲与脉冲的间隔短。
12.一种摄像装置，包括用以聚集外光的光学部件，包括光电转换部、垂直移位寄存器、水平移位寄存器以及信号输出部的固体摄像装置，所述光电转换部在半导体基板上矩阵状地配置着，与所述半导体基板间形成势垒，将穿过所述光学部件的光转换为信号电荷，所述垂直移位寄存器配置在所述光电转换部的各列之间，读出在所述光电转换部产生的所述信号电荷并转送到垂直方向上，所述水平移位寄存器将从所述垂直移位寄存器转送来的所述信号电荷转送到水平方向上，所述信号输出部将由所述水平移位寄存器输出的所述信号电荷转换为信号电压，对从所述信号输出部转送来的信号电压进行处理的信号处理部，以及控制所述固体摄像装置的动作的驱动电路；所述驱动电路，摄下活动图像的模式时让使所述势垒消失的第一电压施加给所述半导体基板，而让在所述光电转换部产生的电荷扫出到所述半导体基板内，所述第一电压的宽度比施加给所述垂直移位寄存器的栅电极的脉冲电压的宽度宽。
13.根据权利要求12所述的摄像装置，其特征在于所述半导体基板及所述光电转换部，构成为借助所述势垒减小来将在所述光电转换部产生的电荷扫出到所述半导体基板内的垂直型溢出沟道结构，设置有多个所述垂直移位寄存器。
14.根据权利要求13所述的摄像装置，其特征在于所述驱动电路，使让所述势垒消失的基板快门电压施加给所述半导体基板，施加时间是所述水平移位寄存器停止动作的各个期间中的4微秒以上，而使在所述光电转换部产生的电荷扫出到所述半导体基板内。
15.根据权利要求14所述的摄像装置，其特征在于所述信号处理部，将对应于射向所述光电转换部的入射光的亮度的第一控制信号输出到所述驱动电路中，所述驱动电路，根据所述第一控制信号，使射向所述光电转换部的入射光的亮度很高时让所述第一电压施加给所述半导体基板的脉冲和脉冲的间隔，比所述入射光的亮度很低时让所述第一电压施加给所述半导体基板的脉冲与脉冲的间隔短。
16.根据权利要求15所述的摄像装置，其特征在于所述信号处理部，将对应于射向所述光电转换部的入射光的亮度的第二控制信号输出到所述驱动电路中，所述驱动电路，根据所述第二控制信号，使射向所述光电转换部的入射光的亮度很高时将所述第一电压施加给所述半导体基板的期间，比所述入射光的亮度很低时将所述第一电压施加给所述半导体基板的期间长。
17.根据权利要求12所述的摄像装置，其特征在于进一步包括保持多个摄像模式的数据的存储部，所述驱动电路，根据保持在所述存储部的数据控制所述固体摄像装置的动作。
18.根据权利要求17所述的摄像装置，其特征在于所述驱动电路，让所述固体摄像装置在以下几个模式下动作，让所述第一电压的施加期间根据模式的不同来变化，模式是让在多个所述光电转换部生成的所述信号电荷同时转送给所述各个垂直移位寄存器且让相加的信号电荷转送给所述水平移位寄存器的像素混合活动图像模式，仅让在所述光电转换部中的一部分光电转换部中所生成的所述信号电荷读出到所述垂直移位寄存器中，并让已读出的所述信号电荷转送给所述水平移位寄存器的间苗活动图像模式，或者以场为单位读出在多个所述光电转换部生成的所述信号电荷，在所述信号处理部构成帧静止图像的静止图像摄像模式。
19.根据权利要求12所述的摄像装置，其特征在于所述光学部件和所述光电转换部之间，进一步包括具有单一光圈结构的光圈。
全文摘要
本发明公开了一种摄像装置及固体摄像装置的驱动方法。固体摄像装置包括具有垂直型溢出沟道结构的光电二极管、将从光电二极管传送来的信号暂时积累起来的垂直移位寄存器、以及将从垂直移位寄存器传送来的信号积累起来并传送到水平方向的水平移位寄存器。对该固体摄像装置，将脉冲宽度比施加到各个垂直移位寄存器的栅电极的φV脉冲的宽的φSUB施加给基板。这样便能将积累在光电二极管中的污点电荷扫出到基板方向。
文档编号H04N5/3728GK101064789SQ200710005409
公开日2007年10月31日 申请日期2007年2月8日 优先权日2006年4月25日
发明者藤田武, 河野明启, 加藤良章, 本多智宏 申请人:松下电器产业株式会社
技术领域：
本发明涉及一种使用了CCD(Charge Cpupled Device)等的固体摄像装置的驱动方法。
背景技术：
近年来，固体摄像装置被广泛地应用在摄像机、数字静止图像相机(digital still camera)等摄像装置中。随着固体摄像装置的多像素化的不断发展，便不仅要求这些摄像装置能摄下、记录高精细的静止图像，还要求这些摄像装置能够摄下、记录高精细的活动图像。而且，摄像装置中具有了多种模式。
摄像装置的驱动模式有以下几种。例如摄下、记录静止图像时的模式、用以在内装在相机机体内的液晶取景屏幕(view finder)中显示出预映图像的模式以及摄下高速活动的被摄体和高亮度的被摄体时的模式等。
通常情况下，在摄下静止图像时，通过使用机械式快门来控制曝光时间，以进行露出补正。此时，若利用机械式快门控制曝光时间，就能够借助进行机械式快门关闭后将污点信号扫出的驱动，将垂直移位寄存器的污点信号扔掉，故在固体摄像装置中能够阻止污点信号电荷混入，从而能够记录下污点噪音极少的良好图像。
相对于此，记录活动图像之际以及在液晶取景屏幕中显示液晶取景屏幕的预映图像之际，为了做到即使摄下活动着的被摄体也不会有任何异常的感觉这一点，一般做法是一秒钟连续输出15帧到60帧的图像。
记录活动图像之际，以及将液晶取景屏幕的预映图像显示在液晶取景屏幕中之际，有必要一秒钟连续输出15帧到60帧的图像。因此，便采用了对多个像素的CCD图像传感器的像素进行间苗而使输出行数减少的“间苗活动图像模式”、使多个像素的信号电荷相混合而使输出像素数量减少的“像素混合活动图像模式”等，而能够在一秒钟内连续输出15帧到60帧的图像。
因为在这些模式下是连续取入图像，所以无法使用机械式快门。于是，在CCD图像传感器中采用垂直型溢出沟道结构，边控制时间边将积累在光电二极管中的电荷(像素信号)扫到基板方向，同时控制光圈，这样来进行曝光控制。这里所说的“垂直型溢出沟道结构”指的是，在形成在N型基板上的P型阱上形成由N型层和P型层构成的光电二极管，在垂直于基板面的方向上设置了P型层-N型层-P型阱-N型基板这样的结构。这样进行曝光控制的结构被称为“电子式快门”。
图4(a)是时序图，显示使用了电子式快门的现有固体摄像装置的驱动方法中垂直移位寄存器转送脉冲(以下称为φV脉冲)和基板扫出脉冲(以下称为φSUB脉冲)之例。高电压的φSUB脉冲起到所述电子式快门的作用，在施加了该脉冲的那一期间内积累在所述光电二极管中的电荷被扫出到基板方向，施加φV脉冲时垂直移位寄存器将图像信号(电荷)转送给水平移位寄存器。补充说明一下，图中的“1V期间”表示垂直同步信号的周期。
在现有的驱动方法下，为控制积累在光电二极管中的信号电荷，在一个水平同步信号的周期(1HD期间)施加一次φSUB，时间很短。在1HD期间中的水平移位寄存器停止的期间(称为水平(H)消隐期间)施加φSUB脉冲。
若用将多个光电二极管的信号加起来的像素混合活动图像模式进行驱动，则即使相等的光量入射到图CCD图像传感器中，可以作为图像处理的电子数即灵敏电子数，和使用一个光电二极管的信号的模式相比还是会增加的。此时，若进行适当的露出补正，则和使用一个光电二极管的信号的模式相比，像素混合活动图像模式下，为控制灵敏电子数，要施加φSUB脉冲，使电子式快门高速化来缩短曝光时间，从而减少灵敏电子数。
根据该方法，通过将宽度较窄的脉冲状高电压(φSUB脉冲)施加给基板，便能将积累在光电二极管的电荷扫出扔到基板方向。
发明内容
-发明要解决的技术问题-但是，在包括一般情况是以主要作固体摄像装置用的CCD图像传感器的摄像装置中，在被摄体中存在高亮度部分的情况下，垂直移位寄存器中混入被称为污点电荷的噪音信号电荷，以高亮度部分为中心，在图像的上下方向上产生纵向线状噪音，图像质量显著恶化。这是一种不良现象。污点噪音在摄下静止图像的时候因为能够使用机械式快门和机械式快门关闭后的污点扫出驱动而不会成为什么问题，但在驱动液晶取景屏幕的时候，摄像(记录)活动图像的时候就会成为大问题了。例如在间苗活动图像模式下仅处理从一部分像素输出的影像信号，但因为光也入射到不被使用的像素中，所以要传送这些不被使用的像素，垂直移位寄存器中的污点电荷进到所谓的空包中，而容易导致污点噪音增加(污点特性恶化)。
上述的间苗活动图像模式、像素混合活动图像模式等下，若按照用电子式快门进行曝光控制的方法去处理，则因为光电二极管的信号电荷被扫出扔到基板方向，所以在高亮度光入射进来曝光时间变短的情况下，混入垂直移位寄存器中的污点电荷量没有什么变化。而相对于此，信号电荷量却减少了。这样一来，污点信号在信号电荷中所占有的比例就变大，图像质量显著下降。这是一个不良现象。
为克服该不良现象，在特开平9-270503号公报中公开了以下技术，在水平信号期间(HD期间)在基板上施加高电压，将光电二极管的信号电荷扫出到基板方向这一技术。这样一来，因为能够抑制污点电荷积累在光电二极管中，所以能够多少地抑制出现污点。
但是，本案发明人研讨的结果表明在特开平9-270503号公报所公开的驱动方法下，画像中出现了成为污点特性恶化的原因的纵向条状噪音和横向线条这样的界限线条噪音等，于是图像质量下降。所以本案发明人得知这不是一个改善污点特性的良好对策。本案发明人进一步究其原因，发现这是因为在1HD期间中的水平移位寄存器工作的影像期间中φSUB脉冲也施加到基板之故。具体而言，明确地知道了因为若在影像期间中施加φSUB脉冲，便会对基板电位和位于光电二极管下方的P型阱的电位造成影响，故图像中出现了纵向条状的噪音。
还知道了若在由于φV脉冲的施加而在垂直移位寄存器工作的期间内施加φSUB脉冲，会给垂直移位寄存器下的P阱产生不良影响而使垂直移位寄存器的(VCCD)的饱和电荷量减少，CCD图像传感器的动态范围特性下降。可以认为这也是图像质量之下降的原因。
本发明正是为解决上述问题而研究开发出来的，其目的在于提供一种在像素混合活动图像模式、间苗活动图像模式等使用电子式快门的驱动模式下，能够得到污点减少了的图像的固体摄像装置、摄像装置的驱动方法以及摄像装置。
-用以解决课题的技术方案-为达成所述目的，本发明的固体摄像装置的驱动方法是这样的，该固体摄像装置包括光电转换部、垂直移位寄存器以及水平移位寄存器，光电转换部在半导体基板上矩阵状地配置着，与半导体基板间形成势垒，将入射光转换为信号电荷，垂直移位寄存器被配置在光电转换部的各列之间，读出在光电转换部生成的信号电荷并转送到垂直方向上，水平移位寄存器将从垂直移位寄存器转送来的信号电荷转送到水平方向上。摄下活动图像的模式时，将使势垒消失的第一电压施加给半导体基板，而将在光电转换部产生的电荷扫出到半导体基板内；第一电压的宽度比施加给垂直移位寄存器的栅电极的脉冲电压的宽度宽。
根据该驱动方法，因为能够在非常长的期间内将在光电转换部周围产生的污点电荷扫出，所以和现有的第一电压的施加期间很短的驱动方法相比，能够更加可靠地将污点电荷积累到光电转换部。因此，能够有效地抑制污点的产生。
半导体基板及光电转换部，构成为能够借助势垒将在光电转换部产生的电荷扫出到半导体基板内的垂直型溢出沟道结构，设置有多个垂直移位寄存器，故能够迅速地将污点电荷扫出到半导体基板中。
因为在将信号电荷转送给水平移位寄存器的那一期间内不将第一电压施加给半导体基板，所以能够防止水平移位寄存器的动作受第一电压的影响，从而能够防止图像质量恶化。补充说明一下，该第一电压是电子式快门中基板快门电压。
作为将第一电压施加给基板的施加期间的具体例如下，水平移位寄存器停止动作的各个期间中的4微秒以上，或者水平移位寄存器各个停止期间的40％以上。
在第一驱动方法中，可以是这样的，摄下活动图像的模式的整个期间中除施加第一电压的期间以外的期间，将使势垒的高度降低且比第一电压还低的第二电压施加给半导体基板。这样一来，即使在光电二极管中所产生的电荷超过规定的饱和电荷量的情况下，也能够将剩余电荷扫出到半导体基板中，故能够进一步减少污点。
这样一来，便可以根据驱动模式来改变施加在半导体基板上的偏压。例如，可以使在像素混合活动图像模式下施加的偏压(第二电压)比在间苗活动图像模式施加的偏压高。在像素混合活动图像模式下，因为将在多个光电转换部中所产生的电荷读出到每一个垂直移位寄存器中，所以通过施加较高的偏压，便能防止垂直移位寄存器饱和。而且，若这样事先将高偏压施加好，则在例如马上就要从光电二极管读出到垂直移位寄存器之前，就不用另外施加用以将多余的电荷从光电二极管扫出的偏压了。因此，能够将用以使基板电压变化的功耗减少。这样将第一驱动方法适用于像素混合活动图像模式后，便能收到显著效果。
本发明摄像装置的驱动方法是这样的，该摄像装置包括用以聚集外光的光学部件，包括光电转换部、垂直移位寄存器以及水平移位寄存器的固体摄像装置，光电转换部在半导体基板上矩阵状地配置着，与半导体基板间形成势垒，将入射光转换为信号电荷，垂直移位寄存器配置在光电转换部的各列之间，读出在光电转换部产生的信号电荷并转送到垂直方向上，水平移位寄存器将从垂直移位寄存器转送来的信号电荷转送到水平方向上，对从信号输出部转送来的信号电压进行处理的信号处理部，以及控制固体摄像装置的动作的驱动电路。摄下活动图像的模式时使势垒消失的第一电压施加给半导体基板，而将在光电转换部产生的电荷扫出到半导体基板内；第一电压的宽度比施加给垂直移位寄存器的栅电极的脉冲电压的宽度宽。
根据该方法，因为能够将在光电转换部产生的污点电荷有效地扫出到半导体基板，所以能够抑制污点的产生。借助从驱动电路输出的信号便能够控制这样的固体摄像装置的动作。这里，由信号处理部将对应于从固体摄像装置得到的信号电压的控制信号输出给驱动电路，驱动电路便能够根据该控制信号进行控制固体摄像装置的动作的反馈控制。例如，在入射光的亮度很大的情况下，可以这样做，使施加第一电压的期间长一些，使施加第一电压的间隔短一些等，从而更可靠地抑制污点的产生。
本发明的摄像装置中，驱动电路，让固体摄像装置在以下几个模式下动作，让第一电压的施加期间根据模式的不同来变化，模式是让在多个光电转换部生成的信号电荷同时转送给各个垂直移位寄存器且让相加的信号电荷转送给水平移位寄存器的像素混合活动图像模式，仅让在光电转换部中的一部分光电转换部中所生成的信号电荷读出到垂直移位寄存器中，并让已读出的信号电荷转送给水平移位寄存器的间苗活动图像模式，或者由场读出在多个光电转换部生成的信号电荷，在信号处理部构成帧静止图像的静止图像摄像模式。
根据该结构，在不使图像质量下降的情况下，便能将在光电转换部周围产生的污点电荷有效地扫出，所以能够得到使污点减少了的图像。
本发明的摄像装置，能够在例如用以摄下活动图像等的像素混合活动图像模式下、用以将影像显示在液晶取景屏幕等的间苗活动图像模式等下动作。该摄像装置还可以在静止图像摄像模式(帧模式)下动作。在该情况下，驱动电路能够对应于各个模式来调整将第一电压施加给半导体基板的期间。
-发明的效果-根据本发明的固体摄像装置及摄像装置的驱动方法，能够得到污点噪音很少的活动图像、液晶取景屏幕图像。
附图的简单说明
图1(a)是概念性地显示本发明第一个实施例所涉及的行间型固体摄像装置中的摄像区域及其周围电路的结构的图，图1(b)是概念性地显示摄像区域中的分配转送部的放大图。
图2是显示第一个实施例所涉及的固体摄像装置中光电二极管及垂直移位寄存器的结构的剖面图。
图3(a)是显示第一个实施例所涉及的固体摄像装置中垂直移位寄存器和光电二极管中导带端的势能的图；图3(b)是显示施加在半导体基板的基板电压的图。
图4(a)时序图，显示使用了电子式快门的现有固体摄像装置的驱动方法中φV脉冲和φSUB脉冲之例；图4(b)和图4(c)是显示第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法的时序图。
图5(a)到图5(c)是显示第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法之例的时序图。
图6(a)和图6(b)是显示第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法之例的时序图。
图7是将图4(a)所示的期间A中的各个脉冲的波形放大后的时序图。
图8(a)和图8(b)是显示本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法之例的时序图。
图9(a)和图9(b)是显示本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法之例的时序图。
图10(a)和图10(b)是显示本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法之例的时序图。
图11(a)和图11(b)是显示本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法之例的时序图。
图12是将图8(a)所示的期间B中的各个脉冲的波形放大后的时序图。
图13是显示本发明第三个实施例所涉及的摄像装置的方框图。
图14是示意地显示本发明第四个实施例所涉及的摄像装置的方框图。
具体实施例方式
本案发明人经过种种研究探讨发现了以下现象。通过使φSUB脉冲的脉冲宽度比图4(a)所示的现有例中的宽，且仅在1HD期间中的水平移位寄存器停止的那一期间施加高电压的φSUB脉冲，这样便能够边抑制污点的产生，边抑制画面整体的图像质量下降。和处理静止图像的模式相比，在处理活动图像的模式中，因为水平消隐期间变长，所以根据该方法能够使φSUB脉冲的宽度充分地宽。下面，用具体例子对本发明进行详细的说明。
(第一个实施例)-固体摄像装置的结构-图1(a)是概念性地显示本发明第一个实施例所涉及的行间型固体摄像装置中摄像区域(图像阵列)及其周边电路的结构的图。图1(b)是概念性地显示摄像区域中分配转送部的放大图。
如图1(a)和图1(b)所示，在摄像区域100中，矩阵状(行列状)地配置有将入射光中的红(图中的“R”)、蓝(图中的“B”)、绿(图中的“Gr”或者“Gb”)各种成份中的任一成份变换为电荷的光电二极管(光电变换部)，在每一个像素列(各个光电二极管的列)之间沿着列方向配置有能够将从光电二极管传送来的影像信号积累起来的垂直移位寄存器(VCCD)13。垂直移位寄存器13将该影像信号传送给由移位寄存器构成的分配转送部130，由分配转送部130保持的影像信号被适当地分配后再被传送到沿着行方向配置的多个水平移位寄存器(HCCD)120中。
在图1(a)所示的例子中，垂直移位寄存器13在分别施加了φV1、φV2…φV6的期间内进行影像信号的传送。而且，从水平移位寄存器传送来的影像信号由信号输出部(未示)变换为电压信号后被输出。
分配转送部130沿着摄像区域100的一条边排列着，对从一定的像素内的光电二极管传送来的影像信号分一分后，就传送到水平移位寄存器120中。在以像素混合活动图像模式驱动的情况下，分配转送部130进行影像信号的分配。在水平移位寄存器120中在来自一定像素的影像信号相加后的状态下保持该影像信号，再将相加起来的影像信号传送到水平方向(图1(a)中的左方向)。实际的固体摄像装置中多个同一种颜色的影像信号相加。
图2是剖面图，显示在该实施例的固体摄像装置中，光电二极管和垂直移位寄存器(VCCD)的结构。图3(a)是显示在该实施例的固体摄像装置中，垂直移位寄存器和光电二极管中的导带端的电势的图，图3(b)是显示该实施例的固体摄像装置中施加在半导体基板上的基板电压的图。
如图2所示，在该实施例的固体摄像装置中，在N型半导体基板17上形成有P型阱31。在P型阱31上形成有垂直移位寄存器13、光电二极管11以及形成在垂直移位寄存器13和光电二极管11之间的读出栅电极部12。光电二极管11由P型阱31和形成在N型层32上的P+层33构成。通过使光电二极管11被P型阱31包围起来，便在N型层32下面和P型阱31之间的界面形成有图3(a)所示的被称为溢出垒(OFB)的势垒。
换句话说，该实施例的光电二极管11具有垂直型溢出沟道结构。因此和现有的固体摄像装置一样，能够在N型层32中将由入射光而产生的电荷积累起来，同时能够将φSUB脉冲施加给N型半导体基板17来控制信号电荷量并将污点电荷排出到基板方向。
垂直移位寄存器13包括形成在P型阱31上的P+层37、形成在P+层37上的N型层35、与N型层35相邻而形成的P+层36以及夹着绝缘膜形成在N型层35和P+层36上的栅电极39。
补充说明一下，因为该实施例的固体摄像装置在像素混合活动图像模式下工作，所以和一个光电二极管11的饱和电荷量相比，一个垂直移位寄存器13的饱和电荷量变得非常大。在该实施例的固体摄像装置中，具体而言，垂直移位寄存器的饱和电荷量是光电二极管的1.5倍。
-该实施例的固体摄像装置的驱动方法-首先，对该实施例的固体摄像装置中利用了垂直型溢出沟道结构的光电二极管的工作情况进行说明。
如图3(a)所示，在具有垂直型溢出沟道结构的光电二极管中，当将正电压施加给半导体基板时，若从作为基准的基板电压使施加给基板的电压提高，提高到第一、第二、第三、第四基板电压中的任一个基板电压，则溢出势垒变低。因此，如图3所示，通过将能够使溢出势垒消失的高电压施加给半导体基板，便能够将积累在光电二极管中的电荷扫出到基板方向。下面，称该高电压(第一基板电压)为“基板快门电压”。
而且，还能够将不使溢出势垒消失那么大的电压施加给半导体基板，将过剩地积累在光电二极管中的电荷排出到基板方向。还控制能够积累在垂直移位寄存器、水平移位寄存器中的电荷量，而使电荷不会充满垂直移位寄存器、水平移位寄存器。一般情况下，摄下并记录活动图像的时候，为了让像素数量减少，将来自多个光电二极管的信号相加后再进行信号处理。此时，在具有垂直型溢出沟道结构的该实施例的固体摄像装置中，通过将图3(a)所示的直流或者交流第一偏压电压(第一基板电压)(例如25V)施加给基板，便能够从光电二极管将过剩电荷排出，从而能够防止相加后的信号电荷量过大。补充说明一下，象在以后的实施例中所说明的那样，因为间苗活动图像模式下无需将那么高的高电压施加给基板，所以只要将例如8V左右的第三偏压(第三基板电压)施加给半导体基板，便能够抑制污点电荷的影响。
在后述的第二个实施例中的间苗活动图像模式下，施加高电压，使污点减少。
补充说明一下，因为在摄下静止图像的模式下使用机械式快门，所以污点特性不会成为问题。于是，只要施加低电压(例如3.5V左右)来获得灵敏度、饱和特性即可。
接着，说明将φSUB脉冲施加给半导体基板的时刻。
补充说明一下，后述的驱动方法的特征在于使φSUB脉冲的宽度比φV脉冲的宽幅。
如后述的图7所示，若假设加给垂直移位寄存器的φV脉冲中连续施加的脉冲为第一φV脉冲、第二φV脉冲，则φSUB脉冲的宽度就比从第一φV脉冲的上升沿到第二φV脉冲的上升沿的期间(L1)还宽。
如后述的图7所示，φSUB脉冲的宽度，比加给同一个垂直移位寄存器的φV脉冲中连续施加的从第三φV脉冲的上升沿到第四φV脉冲的上升沿的期间(L2)还宽。
补充说明一下，在下述本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法下，基板偏压越高，污点特性就越好，而且若在曝光期间(从φSUB脉冲到读出脉冲的期间)Vsub变低，则灵敏度特性变好。
<第一个实施例的驱动方法1>
图4(b)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用像素混合活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法1的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。补充说明一下，图的右侧示意地示出了在各个驱动方法下摄下高亮度被摄体时所得到的图像。
如图4(b)所示，因为该实施例的固体摄像装置在像素混合活动图像模式下工作，所以和图4(a)所示的现有固体摄像装置相比，在整个工作期间一直施加在半导体基板上的偏压变大。
补充说明一下，像素混合活动图像模式的开始时刻例如是按下摄像装置(照相机)的快门，静止图像的摄像结束(信号电荷转送结束)的那一时刻。而且，在例如再次按下摄像装置(照相机)的快门，触发脉冲上升的时刻，像素混合活动图像模式结束。
具体而言，若设图4(a)所示的φSUB脉冲的下端为例如5V，则φSUB脉冲的上端为例如25V。相对于此，因为在1V期间一直将偏压施加给半导体基板，所以图4(b)所示的φSUB脉冲的下端为例如10V，上端则为例如25V。
这样一来，通过施加偏压，在该实施例的固体摄像装置中，便能够将相加后的影像信号的电荷量抑制在垂直移位寄存器和水平移位寄存器的饱和电荷量以内，从而能够抑制污点的产生。例如，若使施加在半导体基板的偏压上升5V，就能看到大约2dB左右的污点改善效果。
<第一个实施例的驱动方法2>
图4(c)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用像素混合活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法2的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
补充说明一下，像素混合活动图像模式的开始时刻例如是按下摄像装置(照相机)的快门，静止图像的摄像结束(信号电荷转送结束)的那一时刻。而且，在例如再次按下摄像装置(照相机)的快门，触发脉冲上升的时刻，像素混合活动图像模式结束。
如图4(c)所示，在该第一个实施例所涉及的驱动方法2中，除了象在图4(b)所示的驱动方法1那样在水平移位寄存器的停止期间将高电压φSUB脉冲施加给基板以外，还在基板快门电压的施加结束后且垂直消隐期间所进行的马上就要将信号从光电二极管转送给垂直移位寄存器(读出脉冲的施加)前，高速地将残留在垂直移位寄存器的污点电荷扫出。
该污点电荷的扫出，是例如让垂直移位寄存器工作一个垂直画面来进行。
高速污点扫出，是电影用CCD中所经常采用的技术，但缺点是会在高亮度被摄体的下面存留下污点白带。
但是，在第一个实施例的驱动方法2中，通过将φSUB脉冲的宽度扩宽，同时进行高速污点扫出，在高亮度被摄体的上下污点都能够减少。
补充说明一下，和第一个实施例的驱动方法1相比，在第一个实施例的驱动方法2中，最好是施加给半导体基板的偏压有点高，例如是10V。
<第一个实施例的驱动方法3>
图5(a)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用像素混合活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法3的时序图。
如图5(a)所示，在固体摄像装置的整个工作期间内施加在半导体基板上的偏压，比本发明第一个实施例的驱动方法1和驱动方法2中的低，例如大约是5V左右。
这样一来，和不在半导体基板上施加电压的情况相比，本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法3能够使积累在光电二极管的污点电荷的量减少。
高电压的φSUB脉冲的上端为例如25V，与垂直消隐期间重叠的期间内例如10V左右的φSUB脉冲施加在半导体基板上。补充说明一下，这时，可以将直流电压施加到半导体基板上，也可以在垂直消隐期间的最后且马上就要读出信号前将电压施加给半导体基板。
根据本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法3，是先使施加给半导体基板的偏压提高，在再次使该偏压下降后才将宽度较宽的快门脉冲施加给半导体基板，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
<第一个实施例的驱动方法4>
图5(b)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用像素混合活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法4的时序图。
该驱动时序之例，是在第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法3中，再加上高速地扫出存留在垂直移位寄存器中的污点电荷这一动作后而得到的。
也就是说，在该驱动方法下，除了在水平移位寄存器的停止期间将高电压φSUB脉冲施加给基板以外，还在垂直消隐期间所进行的马上就要将信号从光电二极管转送给垂直移位寄存器(读出脉冲的施加)前，高速地将污点电荷扫出。这样一来，如图5(b)的右图所示，通过将φSUB脉冲的宽度扩宽，同时进行高速污点扫出，在高亮度被摄体的上下污点都能减少。
在本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法4中，因为是先使施加给半导体基板的偏压提高，在再次使该偏压降下后才将宽度较宽的快门脉冲施加给半导体基板，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
<第一个实施例的驱动方法5>
图5(c)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用像素混合活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法5的时序图。
该驱动方法5可以这样的，在施加基板快门电压的φSUB脉冲之际，用基板偏压(例如第十一基板偏压例如5V)将φSUB脉冲固定后，再将积累在光电二极管的电荷扫出扔到基板中。施加φSUB脉冲后，对基板施加比该基板偏压大的直流电压(例如10V)，就能从光电二极管将不需要的电荷排出去。根据该方法能够有效地抑制污点的产生。换句话说，虽然从φSUB脉冲停止到读出信号这一期间是相机(摄像装置)的曝光期间，却能够使该曝光期间中的污点减少。
根据该实施例所涉及的驱动方法5，是先使施加给半导体基板的偏压提高，在再次使该偏压下降后才将宽度较宽的快门脉冲施加给半导体基板，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
也就是说，根据该实施例的驱动方法5，从φSUB脉冲的施加结束后到施加读出脉冲这一期间是曝光期间，在该曝光期间也能通过暂时使施加给半导体基板的偏压提高，则和本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法4相比，能够使灵敏度特性进一步提高。
<第一个实施例的驱动方法6>
图6(a)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用像素混合活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法6的时序图。
如图6(a)所示，在固体摄像装置的整个工作期间内施加在半导体基板上的偏压，比本发明第一个实施例的驱动方法1和驱动方法2中的低，例如大约是5V左右。
这样一来，和不在半导体基板上施加电压的情况相比，本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法6能够使积累在光电二极管的污点电荷的量减少。
高电压φSUB脉冲的上端为例如25V，与垂直消隐期间重叠的期间内例如10V左右的φSUB脉冲施加在半导体基板上。补充说明一下，这时可以将直流电压施加到半导体基板上，也可以在垂直消隐期间的最后且马上就要读出信号前将电压施加给半导体基板。
本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法6的特点在于，在施加完宽度较宽的快门脉冲之后到施加偏压为止的期间，进一步施加第二宽幅脉冲。
换句话说，从施加完宽度较宽的φSUB脉冲后到施加读出脉冲这一期间是曝光期间，在该曝光期间也能够施加用以使饱和特性降低(调整)的宽幅脉冲(第二宽幅脉冲)，根据这一驱动方法，便能够使污点特性比本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法3下的污点特性更优良。
<第一个实施例的驱动方法7>
图6(b)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用像素混合活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法7的时序图。
该驱动时序之例，是在第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法6中，再加上高速地扫出存留在垂直移位寄存器中的污点电荷这一动作后而得到的。
也就是说，在该驱动方法下，除了在水平移位寄存器的停止期间中将高电压φSUB脉冲施加给基板以外，还在垂直消隐期间所进行的马上就要将信号从光电二极管转送给垂直移位寄存器前，高速地将污点电荷扫出。这样一来，如图6(b)的右图所示，通过将φSUB脉冲的宽度扩宽，同时进行高速污点扫出，则在高亮度被摄体的上下污点都能减少。
本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法7的特征在于，在施加完宽度较宽的快门脉冲后到施加偏压的期间进一步施加第二宽幅脉冲。
换句话说，从施加完宽度较宽的φSUB脉冲后到施加脉冲这一期间是曝光期间，在该曝光期间也能够施加用以使饱和特性降低(调整)的宽幅脉冲(第二宽幅脉冲)，根据这一驱动方法，便能够使污点特性比本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法4下的污点特性更优良。补充说明一下，既可使快门脉冲的脉冲间隔和第二宽幅脉冲的脉冲间隔不一样，也可使二者相同。
<第一个实施例的驱动方法8>
图7是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用像素混合活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法8的时序图。
如图7所示，该实施例的驱动方法的特征在于，在各个HD期间中的水平移位寄存器停止传送信号的那一期间(换句话说，水平消隐期间)内，基板快门电压的φSUB脉冲被施加在半导体基板上。
图7中偏压例如约为5V。当该偏压为5V时基本上不产生污点减少效果。而若施加约10V的直流电压，或者是例如25V的宽幅φSUB脉冲，便能够谋求该污点的减少。
该实施例的驱动方法的特征在于，使φSUB脉冲的宽度比φV脉冲的宽度宽。具体而言，最好是，使φSUB脉冲的宽度大于或等于4微秒，或者是大于或等于水平移位寄存器停止期间的40％。这里，图4(b)、图4(c)。图5(a)到图5(c)、图6(a)、图6(b)中所示的φV，将图7所示的φV1到φV6都包括在内。因此，φV脉冲的施加期间意味着施加了所有φV脉冲(φV1到φV6)中至少一个脉冲的期间。
如用图4(b)、图4(c)。图5(a)到图5(c)、图6(a)、图6(b)及图7所做的说明那样，本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)中，φSUB脉冲的宽度大于或等于图4(a)所示的现有驱动方法中的φSUB脉冲的宽度。
于是，本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置，污点电荷难以积累在光电二极管中，如图4到图7右图所示，能够更有效地防止污点的发生。
由本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)可知，尽管污点减少效果会因为光电二极管、P型阱的结构不同而有所不同，但通过使φSUB脉冲的宽度比φV脉冲的宽度宽，就能够得到很大的污点减少效果。例如可知尽管污点减少效果会因为光电二极管、P型阱的结构不同而有所不同，通过使φSUB脉冲的宽度大于或等于水平移位寄存器停止期间的40％，污点减少效果就是2dB左右。
根据本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)，就是使φSUB脉冲的宽度大于或等于4微秒，也能够收到同样的污点减少效果。补充说明一下，对φSUB脉冲的宽度做这样的限制，是因为若φSUB脉冲的宽度小于4微秒，则由于该污点而引起的图像质量下降有可能是实际使用时所不允许的之故。
本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)，因为在水平移位寄存器的工作期间不施加φSUB脉冲，所以与特开平9-270503号公报中所记载的驱动方法相比，能够在不对位于光电二极管下的P型阱31(参考图2)产生影响的情况下，传送影像信号。因此，不仅能够抑制污点的产生，还能抑制纵向条状噪音和横向线条这样的界限线条噪音等的产生，从而能够防止图像质量恶化。
在本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)中，在将垂直移位寄存器的饱和电荷量设定为光电二极管的饱和电荷量的大约1.5倍的情况下，使基板偏压升高来减少光电二极管的饱和电荷量。为的是该固体摄像装置能够在像素混合活动图像模式下工作。
于是，在该实施例的驱动方法中，因为即使在与φV脉冲重叠的期间内施加φSUB脉冲，垂直移位寄存器的饱和电荷量仍然有余头，故难以使固体摄像装置的动态范围特性下降。
本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)，即使在垂直消隐期间不另外施加φSUB脉冲，也能够使φV脉冲的施加期间和高电压的φSUB脉冲的施加期间一样，故能够使施加φSUB脉冲之际的控制简易化。
本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)，因为能够使半导体基板的电位变化次数减少，故也能够谋求功耗的减少。
补充说明一下，本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)，在对高速活动的被摄体、高亮度被摄体进行摄影之际由设置在外部的信号处理部和驱动电路控制了动作，使得电子快门的开关时间缩短。在该情况下，虽然影像信号的电荷量减少，而污点电荷却不太减少，所以一般情况下污点的出现很明显。
为此，可以驱动固体摄像装置，使得曝光时间越短，φSUB脉冲的宽度就越长。根据该方法，能够根据被摄体的亮度适当地将污点电荷从光电二极管排出，所以在对高亮度被摄体进行摄影之际也能够得到污点显著减少了的活动图像或者图像。
因此，本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)，非常适合在数字相机、摄像机、监视相机、广播用相机等包括在动画摄影模式下被驱动的图像传感器的各种摄像装置中使用。
如图7最下面所示，可以在水平移位寄存器的整个停止期间一直将基板快门电压的φSUB脉冲施加给半导体基板。这样一来，就能更有效地减少污点。但是，在该情况下，考虑φSUB脉冲对被设置在光电二极管下方的P型阱的影响对固体摄像装置进行驱动。
本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)，在一个水平消隐期间内施加的φSUB脉冲分为多次，则就是使施加φSUB脉冲的期间合计大于或等于4微秒或者是大于或等于水平移位寄存器停止期间的40％，也能够抑制污点的产生。
补充说明一下，本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)中，可以控制固体摄像装置，使得随着被摄体亮度的增大，基板快门电压的φSUB脉冲宽度变大。不过，φSUB脉冲的施加仅限于水平移位寄存器停止工作的那一期间。这样一来，因为被摄体的亮度越大，就能够将越多的污点电荷排出到基板方向，故能够有效地抑制污点的产生。
该实施例的固体摄像装置是在像素混合活动图像模式下被驱动，还可以是能够在后述的间苗活动图像模式、静止图像摄像模式(帧模式)等模式下都能使用的装置结构。
在该情况下，能够在静止图像摄像模式下利用机械式快门，所以无需谋求污点的减少，即可使高电压的φSUB脉冲的宽度减小。在间苗活动图像模式、像素混合活动图像模式下，使φSUB脉冲宽度变长。这样一来，无论在哪一个模式下使用污点都会减少，且能够使静止图像摄像模式下的垂直消隐期间缩短。
以上用行间型固体摄像装置作为本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置说明了驱动方法。不仅如此，该实施例的驱动方法对帧传送型等其它类型的固体摄像装置也适用。
在本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)中，可以在水平移位寄存器的工作停止期间，即施加φV脉冲的整个施加期间一直施加基板快门电压的φSUB脉冲。根据该方法，不仅能使污点减少，还能使水平消隐期间缩短。补充说明一下，在本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到8)中，偏压约是10V。
补充说明一下，本发明第一个实施例所涉及的固体摄像装置，使φSUB脉冲的脉冲宽度大于或等于4微秒，或者是大于或等于水平移位寄存器停止期间的40％，不仅如此，还可在与φV脉冲施加期间相同的施加期间施加φSUB脉冲。φV脉冲是垂直移位寄存器传送电荷所必须的脉冲。于是，根据该方法，能够使污点的减少和水平消隐期间的缩短二者两立。
(第二个实施例)-固体摄像装置的结构-在说明本发明的第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法时，仍使用在第一个实施例中所说明的行间型固体摄像装置。
如图1(a)、图1(b)所示，在摄像区域100中，矩阵状(行列状)地配置有将入射光中的红(图中的“R”)、蓝(图中的“B”)、绿(图中的“Gr”或者“Gb”)各种成份中的任一成份变换为电荷的光电二极管(光电变换部)，在每一个像素列(各个光电二极管的列)之间沿着列方向配置有能够将从光电二极管传送来的影像信号积累起来的垂直移位寄存器(VCCD)13。垂直移位寄存器13将该影像信号传送给由移位寄存器构成的分配转送部130，由分配转送部130保持的影像信号被传送到沿着行方向配置的多个水平移位寄存器(HCCD)120中。补充说明一下，在间苗活动图像模式下的驱动方法即该实施例的驱动方法下，分配转送部130不进行后述那样的影像信号分配。
在图1(a)所示的例子中，垂直移位寄存器13在分别施加了φV1、φV2…φV6的期间内进行影像信号的传送。而且，从水平移位寄存器传送来的影像信号由信号输出部(未示)变换为电压信号后被输出。
分配转送部130沿着摄像区域100的一条边排列着，将从一定的像素内的光电二极管传送来的影像信号送到水平移位寄存器120中。
补充说明一下，分配转送部130是为了进行像素混合活动图像模式下的驱动而有，但在后述本发明的第二个实施例所涉及的驱动方法中，换句话说，仅在间苗活动图像模式下驱动之际并不需要分配转送部130。不过，在该实施例中，因为在同一个摄像装置(例如照相机)中要进行像素混合活动图像模式和间苗活动图像模式两个模式的驱动，所以固体摄像装置中包括分配转送部130。
具体而言，在间苗活动图像模式下，图1中为了使V3＝V3R＝V3L、V5＝V5R＝V5L而施加脉冲，便能在像素混合活动图像模式、间苗活动图像模式中的任一模式下驱动图1所示的固体摄像装置。
因此，该实施例的驱动方法中所用的固体摄像装置，和图2所示的第一个实施例的驱动方法下所用的固体摄像装置是一样的。于是，省略对包括垂直型溢出沟道结构的该实施例的固体摄像装置的详细说明。
补充说明一下，在以下所述的本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法中，基板偏压越高，污点特性越好，而且，在曝光期间(自φSUB脉冲到读出脉冲的期间)若Vsub变低，则灵敏度特性变好。
补充说明一下，后述的驱动方法的特征在于，使φSUB脉冲的宽度大于φV脉冲的宽度。
如后述的图12所示，φSUB脉冲的宽度，比加给垂直移位寄存器的φV脉冲中连续施加的第一φV脉冲、第二φV脉冲的从第一φV脉冲的上升沿到第二φV脉冲的上升沿的期间(L1)还宽。
如后述的图12所示，φSUB脉冲的宽度，比加给同一个垂直移位寄存器的φV脉冲中连续施加的从第三φV脉冲的上升沿到第四φV脉冲的上升沿的期间(L2)还宽。
<第二个实施例的驱动方法1>
图8(a)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法1的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
补充说明一下，在图的右侧，示意地显示了用各种驱动方法对高亮度被摄体进行摄像时得到的图像。
如图8(a)所示，本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法1在间苗活动图像模式下工作，所以和图4(a)所示的现有固体摄像装置相比，在间苗活动图像模式下的整个工作期间一直施加在半导体基板上的偏压变大。
补充说明一下，间苗活动图像模式的开始时刻例如是按下摄像装置(照相机)的快门，静止图像的摄像结束(信号电荷转送结束)的那一时刻。而且，在例如再次按下摄像装置(照相机)的快门，触发脉冲上升的时刻，间苗活动图像模式结束。
若设图8(a)所示的φSUB脉冲的下端为例如5V，则φSUB脉冲的上端为例如25V。相对于此，因为在1V期间一直将偏压施加给半导体基板，所以图8(a)所示的φSUB脉冲的下端为例如10V，上端则为例如25V。
这样一来，通过施加偏压，在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法1中，便能够将相加后的影像信号的电荷量抑制在垂直移位寄存器和水平移位寄存器的饱和电荷量以内，从而能够抑制污点的产生。例如，若使施加在半导体基板的偏压上升5V，就能看到大约2dB左右的污点改善效果。
本发明的第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法1可以是这样的，在施加基板快门电压的φSUB脉冲之际，用和静止图像摄像模式和间苗活动图像模式一样的基板偏压(例如5V)将φSUB脉冲固定后，再将积累在光电二极管的电荷扫出扔到基板中。施加φSUB脉冲后，对基板施加比该基板偏压大的直流电压(例如10V)，就能从光电二极管将不需要的电荷排出去。
也就是说，虽然从φSUB脉冲停止到读出信号这一期间是相机(摄像装置)的曝光时间，却能够使该曝光时间中的污点减少。
<第二个实施例的驱动方法2>
图8(b)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法2的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
如图8(b)所示，该本发明的第二个实施例所涉及的固体摄像装置的的驱动方法2中，除了在水平移位寄存器的停止期间中将高电压的φSUB脉冲施加给基板的驱动方法1以外，还在基板快门电压的施加结束后且垂直消隐期间中所进行的马上就要将信号从光电二极管转送给垂直移位寄存器(读出脉冲的施加)前，高速地将残留在垂直移位寄存器的污点电荷扫出。该污点电荷的扫出，是例如让垂直移位寄存器工作一个垂直画面来进行。
补充说明一下，间苗活动图像模式的开始时刻例如是按下摄像装置(照相机)的快门，静止图像的摄像结束(信号电荷转送结束)的那一时刻。而且，在例如再次按下摄像装置(照相机)的快门，触发脉冲上升的时刻，间苗活动图像模式结束。
高速污点扫出是电影用CCD中所经常采用的技术，但缺点是会在高亮度被摄体的下面存留下污点白带。但是，在第二个实施例的驱动方法2中，通过将φSUB脉冲的宽度扩宽，同时进行高速污点扫出，在高亮度被摄体的上下污点都能够减少。
补充说明一下，和第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法1相比，本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法2中，最好是施加给半导体基板的偏压有点高，例如是10V。
本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法2可以是这样的，在施加基板快门电压的φSUB脉冲之际，用和静止图像摄像模式一样的基板偏压(例如5V)将φSUB脉冲固定后，再将积累在光电二极管的电荷扫出扔到基板中。施加φSUB脉冲后，对基板施加比该基板偏压大的直流电压(例如10V)，就能从光电二极管将不需要的电荷排出去。
也就是说，虽然从φSUB脉冲停止到读出信号这一期间是相机(摄像装置)的曝光时间，却能够使该曝光时间中的污点减少。
<第二个实施例的驱动方法3>
图9(a)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法3的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法3中，因为在施加快门脉冲之前且施加读出脉冲之后，使施加给半导体基板的偏压升高，施加快门脉冲后再使偏压下降，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
<第二个实施例的驱动方法4>
图9(b)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法4的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
如图9(b)所示，该实施例的驱动方法4中，在间苗活动图像模式下，除了在水平移位寄存器的停止期间中将高电压的φSUB脉冲施加给基板外，还在垂直消隐期间中所进行的马上就要将信号从光电二极管转送给垂直移位寄存器之前，高速地将污点电荷扫出。
这样一来，如图9(b)的右图所示，通过将φSUB脉冲的宽度扩宽，同时进行高速污点扫出，在高亮度被摄体的上下污点都能够减少。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法4中，因为在施加快门脉冲之前且施加读出脉冲之后，使施加给半导体基板的偏压升高，施加快门脉冲后再使偏压下降，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
<第二个实施例的驱动方法5>
图10(a)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法5的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法5中，因为在施加快门脉冲前和施加读出脉冲前，使施加给半导体基板的偏压升高，施加快门脉冲后再使偏压下降，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
<第二个实施例的驱动方法6>
图10(b)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法6的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
如图10(b)所示，在间苗活动图像模式中，也和第一个实施例的驱动方法2(参看图4(c))一样，除了在水平移位寄存器的停止期间中将高电压的φSUB脉冲施加给基板以外，还在垂直消隐期间中所进行的马上就要将信号从光电二极管转送给垂直移位寄存器前，高速地进行污点电荷的扫出。这样一来，如图10(b)的右图所示，通过将φSUB脉冲的宽度扩宽，同时进行高速污点扫出，在高亮度被摄体的上下污点都能够减少。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法6中，因为在施加快门脉冲之前和施加读出脉冲之前，使施加给半导体基板的偏压升高，施加快门脉冲后再使偏压下降，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
<第二个实施例的驱动方法7>
图11(a)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法7的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法7中，因为在施加快门脉冲之前和施加读出脉冲之前，使施加给半导体基板的偏压升高，施加快门脉冲后再使偏压下降，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法7的特点在于，在施加完宽度较宽的快门脉冲之后到施加偏压为止的期间，进一步施加第二宽幅脉冲。
换句话说，从施加完宽度较宽的φSUB脉冲后到施加读出脉冲这一期间是曝光期间，在该曝光期间也能够施加用以使饱和特性降低(调整)的宽幅脉冲(第二宽幅脉冲)，根据这一驱动方法，便能够使污点特性比本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法5下的污点特性更优良。
<第二个实施例的驱动方法8>
图11(b)是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法8的时序图。在该图中，示出了施加在垂直移位寄存器的栅电极上的φV脉冲与施加在N型半导体基板上的φSUB脉冲。
如图11(b)所示，在间苗活动图像模式中，也和第一个实施例的驱动方法2(参看图4(c))一样，除了在水平移位寄存器的停止期间中将高电压的φSUB脉冲施加给基板以外，还在垂直消隐期间中所进行的马上就要将信号从光电二极管转送给垂直移位寄存器前，高速地进行污点电荷的扫出。这样一来，如图11(b)的右图所示，通过将φSUB脉冲的宽度扩宽，同时进行高速污点扫出，在高亮度被摄体的上下污点都能够减少。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法8中，因为在施加快门脉冲之前和施加读出脉冲之前，使施加给半导体基板的偏压升高，施加快门脉冲后再使偏压下降，所以能够使固体摄像装置的灵敏度特性进一步提高。
本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法8的特点在于，在施加完宽度较宽的快门脉冲之后到施加偏压为止的期间，进一步施加第二宽幅脉冲。
换句话说，从施加完宽度较宽的φSUB脉冲后到施加读出脉冲这一期间是曝光期间，在该曝光期间也能够施加用以使饱和特性降低(调整)的宽幅脉冲(第二宽幅脉冲)，根据这一驱动方法，便能够使污点特性比本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法6下的污点特性更优良。
<第二个实施例的驱动方法9>
图12是显示该实施例中固体摄像装置的驱动方法，即利用间苗活动图像模式摄下活动图像时所用的驱动方法9的时序图。在该图中，将本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法下1HD期间中各个脉冲的波形做了放大。
在图12中，偏压大约是5V。当该偏压为5V时基本上不产生污点减少效果。而若施加约10V的直流电压，或者是例如25V的宽幅φSUB脉冲，便能够谋求该污点的减少。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(第二个实施例的驱动方法1到8)中，在固体摄像装置的整个工作期间施加在半导体基板上的偏压可以是例如5V左右。
于是，和不对半导体基板施加电压的情况相比，能够使积累在光电二极管的污点电荷的量减少。高电压的φSUB脉冲的上端为例如25V，与垂直消隐期间重叠的期间内例如10V左右的φSUB脉冲施加在半导体基板上。
补充说明一下，这时，可以将直流电压施加到半导体基板上，也可以在垂直消隐期间马上就要读出信号电荷之前将电压施加给半导体基板。换句话说，在从光电二极管将电荷读出到垂直移位寄存器之前使基板电压从例如5V上升到10V，便能够进行使光电二极管的电荷量减少的控制。
如图12所示，例如φV1到φV6施加在图1(a)所示的像素阵列上的垂直移位寄存器的栅电极上，φV3A、φV3B、φV3L、φV3R、φV5A、φV5B、φV5L、φV5R等脉冲信号施加到分配转送部。这里，在该实施例的驱动方法下，仅有从被配置成矩阵状的光电二极管中的一部分(例如整体的1/9)光电二极管转送来的影像信号被作为信号处理。
垂直移位寄存器的饱和电荷量，大致与像素混合活动图像模式下工作的第一个实施例中的垂直移位寄存器的饱和电荷量相等。
换句话说，因为在像素混合活动图像模式下在垂直移位寄存器中将信号相加，所以为使信号电荷不从垂直移位寄存器中溢出来，而将基板偏压从例如5V提高到10V从而使光电二极管的信号电荷减少。另一方面，在间苗活动图像模式下在垂直移位寄存器中不进行信号的相加，而在水平移位寄存器中进行信号的相加。
此时，因为水平移位寄存器的饱和电荷量一般情况下比垂直移位寄存器的大，所以在φSUB脉冲与φV脉冲重叠的情况下，因为有时候垂直移位寄存器的饱和电荷量减少，所以此时让基板偏压从例如5V提高到10V从而使光电二极管的信号量减少就是更加理想的了。
如用图8(a)、图8(b)、图9(a)、图9(b)、图10(a)、图10(b)、图11(a)、11(b)以及图12所做的说明那样，本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，φSUB脉冲的宽度大于或等于图4(a)所示的现有驱动方法中的φSUB脉冲的宽度。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，和第一个实施例一样，在水平移位寄存器停止工作的期间内，比施加在相邻的两个垂直移位寄存器的栅电极上的脉冲电压的宽度和还长的期间内，将电压施加给半导体基板。具体而言，将脉冲宽度大于或等于4微秒，或者是大于或等于水平移位寄存器停止期间的40％的基板快门电压的φSUB脉冲施加给半导体基板。
这样一来，和图4(a)所示的现有固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)相比，能够在更长的期间内将积累在光电二极管中的污点电荷扫出到基板方向，所以如图的右图所示，特别是在高亮度被摄体下方污点减少了。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1～9)中，在施加φV脉冲的期间中，换句话说，在垂直移位寄存器工作的期间中也将基板快门电压的φSUB脉冲施加给半导体基板。
于是，根据本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1～9)，这样做，在垂直消隐期间中将溢出势垒不消失的电压(例如10V)的φSUB脉冲施加给半导体基板，即使垂直移位寄存器的饱和电荷量变小，积累在垂直移位寄存器中的电荷也不饱和。
这样一来，根据本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)，在间苗动画模式下摄下高亮度被摄体之际也抑制了污点的发生，从而能够抑制图像质量恶化。
而且，本发明的第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)，虽然所得到的影像的像素数比本发明第一个实施例示出的驱动方法亦即像素混合活动图像模式的少，但因为影像信号的处理量却很少，故能够提高一秒钟以内所能摄下的图像的帧数，从而能够摄下、记录高速动作的被摄体。
于是，本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)，用在例如摄像机的液晶取景屏幕上、随身用照相机等上是很理想的。
而且，在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，在对高速活动的被摄体、高亮度被摄体进行摄影之际由设置在外部的信号处理部控制了动作，使得电子快门的开关速度变短，进一步使曝光时间变短。在该情况下，虽然影像信号的电荷量减少，而污点电荷却不太减少，所以一般情况下污点的出现很明显。
换句话说，不仅在像素混合活动图像模式下对高亮度被摄体摄像时电子式快门的间隔会变短，而且在间苗活动图像模式下对高亮度被摄体摄像时电子式快门的间隔也会变短。
可以对固体摄像装置进行驱动，使得曝光时间越短，φSUB脉冲的宽度越长。这里，基板快门电压的φSUB脉冲的宽度的改变方法是任意的，随着快门速度变快，慢慢地使脉冲宽度变长的方法，可以以污点容易很显眼的快门速度为境界，改变φSUB脉冲的宽度。在例如快门速度比1/500秒短的情况下，可以考虑将φSUB脉冲的宽度扩宽等控制方法。
根据该方法，能够根据被摄体的亮度适当地将污点电荷从光电二极管排出，所以在对高亮度被摄体进行摄影之际也能够得到污点显著减少了的活动图像或者图像。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，可以在水平移位寄存器的整个停止期间一直将基板快门电压的φSUB脉冲施加给半导体基板。这样一来，就能更有效地减少污点。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，可以在水平移位寄存器的工作停止期间，即施加φV脉冲的整个施加期间一直施加基板快门电压的φSUB脉冲。根据该方法，不仅能使污点减少，还能使水平消隐期间缩短。补充说明一下，在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，偏压约是10V。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，在一个水平消隐期间内施加的φSUB脉冲分为多次，则就是使施加φSUB脉冲的期间合计大于或等于4微秒或者是大于或等于水平移位寄存器停止期间的40％，也能够抑制污点的产生。
在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，如图4(a)所示，在垂直消隐期间内的信号读出时刻之前，将例如10V左右的φSUB脉冲施加在半导体基板上，使光电二极管的饱和电荷量下降。φV脉冲的施加是在垂直消隐期间内的信号读出时之前，于是，因为在本发明第二个实施例所涉及的固体摄像装置的驱动方法(驱动方法1到9)中，不需要在垂直消隐期间中另外施加φSUB脉冲，故能够很容易地控制φSUB脉冲。
(第三个实施例)图13是显示本发明第三个实施例所涉及的摄像装置的方框图。该实施例的摄像装置，是包括用到现在为止说明的方法驱动固体摄像装置的电路的摄像装置。在图13中，示出的是摄像装置是数字相机的例子。
如图13所示，该实施例的摄像装置，包括用以聚集外光的透镜(光学部件)50、将通过透镜50的光变换为影像信号并输出的固体摄像装置60、控制固体摄像装置60的动作的驱动电路70、根据从固体摄像装置60输出的影像信号进行信号处理的信号处理部80、进行和信号处理部80之间的信号授受且连接在外部机器(未示)上的外部接口部90。信号处理部80，根据从固体摄像装置60输出的影像信号将控制信号输出给驱动电路70，进行控制而使固体摄像装置60进行预定的动作。补充说明一下，曝光时间的控制分为根据影像信号进行的情况和内装上AE(自动露出)传感器而进行的情况。例如，在单透镜反射式照相机中使用的就是AE传感器。驱动电路70是所谓的时刻产生器，将水平同步信号、垂直同步信号等提供给固体摄像装置。
该实施例的摄像装置中所包括的固体摄像装置60，可使用第一个实施例、第二个实施例所涉及的任一个固体摄像装置。
例如，在使用第一个实施例所涉及的固体摄像装置的情况下，由驱动电路70在固体摄像装置60内产生垂直同步信号、水平同步信号。驱动电路70在每一个HD期间的预定期间中将φH脉冲供向水平移位寄存器的栅电极，另一方面，驱动电路70，在各个HD期间中φH脉冲停止的期间(水平移位寄存器的停止时间)中将基板快门电压的φSUB脉冲供向固体摄像装置60的半导体基板。这里，进行控制使得φSUB脉冲的宽度大于或等于4微秒，或者大于或等于水平移位寄存器停止期间的40％。这样一来，设置在固体摄像装置60的摄像区域中的光电二极管中所积累的污点电荷便被排出到半导体基板。
驱动电路70，在各个HD期间中的水平消隐期间将φV脉冲施加给垂直移位寄存器的栅电极，而让垂直移位寄存器动作。此时，可以在各个垂直移位寄存器中，将来自多个同一种颜色的像素的影像信号相加并保持好(像素混合活动图像模式)。或者是，可以进行控制，使得在垂直移位寄存器中仅保持来自一部分像素的影像信号(间苗活动图像模式)。在像素混合活动图像模式下驱动固体摄像装置60的情况下，驱动电路70在整个工作期间或者读出信号前将10V左右的偏压施加在半导体基板上而使积累在光电二极管中的电荷量变少。这样一来，便能够防止垂直移位寄存器饱和。这里，只要事先将用以摄下活动图像、静止图像的各个模式的工作数据存储到摄像装置内的存储部等中即可。
这样一来，根据该实施例的摄像装置，因为能够利用信号处理部80和驱动电路70对基板快门电压的φSUB脉冲的宽度和其施加时刻等进行控制，故能够实现第一个实施例及第二个实施例中所说明的固体摄像装置的驱动方法，从而即使在被摄体的亮度很高的情况下也能摄下污点减少了的活动图像。
补充说明一下，信号处理部80，能够根据从固体摄像装置60输出的信号对被摄体的亮度、动作速度等进行测量，在被摄体的亮度很高、被摄体的动作速度很快的情况下等，给驱动电路70发出命令来使电子式快门的间隔缩短而使曝光时间缩短。此时，驱动电路70接受该命令，使将基板快门电压施加给固体摄像装置60的半导体基板的间隔相互一样。补充说明一下，在该实施例中，因为改变脉冲宽度，所以脉冲的上升和下降的时刻就改变了。而且，信号处理部80，还能够发出命令来根据曝光时间改变基板快门电压的φSUB脉冲的宽度。进行控制，使得在曝光时间变短的情况下，φSUB脉冲的宽度变长。从而能够有效地抑制污点的发生。
补充说明一下，以上说明的是由信号处理部80和驱动电路70控制固体摄像装置的动作之例。根据该实施例的摄像装置，也能够对在到现在为止的实施例中所说明的固体摄像装置进行控制。
补充说明一下，既可使固体摄像装置60和信号处理部80形成在不一样的芯片内，也可以使固体摄像装置60和信号处理部80形成在同一个芯片内。
该实施例的摄像装置，不仅能够用像素混合活动图像模式、间苗活动图像模式中任一个模式进行驱动，还能够在以多个场为单位将在多个光电二极管中所产生的电荷读出来构成帧静止图像的静止图像摄像模式(帧模式)下驱动。这里，摄像装置中可以有机械式快门。在静止图像摄像模式下，可以选择机械式快门、电子式快门二者中有益的一个进行曝光控制。这些动作模式可以通过安装在摄像装置内的开关等进行切换。补充说明一下，在静止图像摄像模式下，使用机械式快门时的好处是几乎不会产生污点；使用电子式快门的好处是能够更精密地控制快门的速度。若在静止图像摄像模式下使用电子式快门，便能够使用在第一个实施例、第二个实施例中所说明的驱动方法。
(第四个实施例)图14是示意地显示本发明第四个实施例所涉及的摄像装置的方框图。如该图所示，该实施例中的摄像装置201包括用以聚集外光的透镜(光学部件)50、将通过透镜50的光转换为影像信号并输出的固体摄像装置60、被设置在透镜50和固体摄像装置60之间并限制入射到固体摄像装置60的外光的光圈203、控制固体摄像装置60的动作的驱动电路204、根据从固体摄像装置60输出的影像信号进行信号处理的信号处理部205。
在该实施例的摄像装置201中，由驱动电路204控制第一个实施例或者第二个实施例所涉及的固体摄像装置60的动作和光圈203的动作。在摄像装置201内储存有像素混合活动图像模式、间苗活动图像模式、静止图像摄像模式等下的动作数据，驱动电路204根据该动作数据控制固体摄像装置60的动作。在静止图像、活动图像的各个摄像模式下让光圈203根据被摄体的亮度动作。
根据该实施例的摄像装置201，对活动图像进行摄影时，驱动电路204使在各个HD期间中的φH脉冲停止期间(水平移位寄存器的停止期间)中将基板快门电压的φSUB脉冲供给固体摄像装置60的半导体基板。驱动电路204进行控制，使得φSUB脉冲的宽度大于或等于4微秒，或者是大于或等于水平移位寄存器停止期间的40％。根据该结构，也能够抑制污点的产生。
补充说明一下，在该实施例的摄像装置201中，因为由驱动电路204控制φSUB脉冲的宽度，所以能够使光圈203的结构简单化。而且，还可以根据摄像装置201的规格使光圈203成为简单的固定光圈结构。因此，能够使摄像装置201的制造成本下降。补充说明一下，这样的简单的光圈结构，还能够被用到第三个实施例所涉及的摄像装置中。
-工业实用性-综上所述，本发明的固体摄像装置和摄像装置的驱动方法，对数字相机、摄像机、专业用相机等能够对活动图像进行摄影的摄像装置都适用。
权利要求
1.一种固体摄像装置的驱动方法，该固体摄像装置，包括光电转换部、垂直移位寄存器以及水平移位寄存器，所述光电转换部在半导体基板上矩阵状地配置着，与所述半导体基板间形成势垒，将入射光转换为信号电荷，所述垂直移位寄存器被配置在所述光电转换部的各列之间，读出在所述光电转换部生成的所述信号电荷并转送到垂直方向上，所述水平移位寄存器将从所述垂直移位寄存器转送来的所述信号电荷转送到水平方向上，其特征在于摄下活动图像的模式时，将使所述势垒消失的第一电压施加给所述半导体基板，而将在所述光电转换部产生的电荷扫出到所述半导体基板内，所述第一电压的宽度比施加给所述垂直移位寄存器的栅电极的脉冲电压的宽度宽。
2.根据权利要求1所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于所述半导体基板及所述光电转换部，构成为借助所述势垒减小来将在所述光电转换部产生的电荷扫出到所述半导体基板内的垂直型溢出沟道结构，设置有多个所述垂直移位寄存器。
3.根据权利要求1所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于将使所述势垒消失的第一电压施加给所述半导体基板，施加时间是所述水平移位寄存器停止动作的各个期间中的4微秒以上，而将在所述光电转换部产生的电荷扫出到所述半导体基板内。
4.根据权利要求3所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于在所述水平移位寄存器停止动作的各个期间内，将所述第一电压施加给所述半导体基板的期间大于或等于所述水平移位寄存器的各个停止期间的40％。
5.根据权利要求1所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于在所述摄下活动图像的模式的整个期间中除所述施加第一电压的期间以外的期间，将使所述势垒的高度降低且比所述第一电压还低的第二电压施加给所述半导体基板。
6.根据权利要求1所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于所述摄下活动图像的模式包括像素混合活动图像模式，所述垂直移位寄存器的饱和电荷量比所述光电转换部的饱和电荷量大.在所述像素混合活动图像模式下，所述各个垂直移位寄存器将在多个光电转换部生成的所述信号电荷相加并转送给所述水平移位寄存器。
7.根据权利要求1所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于在所述第一电压的施加期间结束后且将所述信号电荷从所述光电转换部转送到所述垂直移位寄存器之前，让所述垂直移位寄存器动作一个垂直画面，再将残留在所述垂直移位寄存器的电荷扫出。
8.根据权利要求1所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于在所述摄下活动图像的模式的整个期间中除所述施加第一电压的期间以外的期间，将比使所述势垒的高度降低的第二电压低且使所述势垒的高度降低的第三电压施加给所述半导体基板。
9.根据权利要求8所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于在马上就要从所述光电转换部读出所述信号电荷之前，将使所述势垒的高度下降且比所述第二电压低的第四电压施加给所述半导体基板。
10.根据权利要求1所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于所述摄下活动图像的模式包括间苗活动图像模式，在所述间苗活动图像模式下，所述垂直移位寄存器仅将在所述光电转换部中的一部分光电转换部中所生成的所述信号电荷读出并转送给所述水平移位寄存器。
11.根据权利要求1到10中之任一项权利要求所述的固体摄像装置的驱动方法，其特征在于使射向所述光电转换部的入射光的亮度很高时让所述第一电压施加给所述半导体基板的脉冲与脉冲的间隔，比所述入射光的亮度很低时让所述第一电压施加给所述半导体基板的脉冲与脉冲的间隔短。
12.一种摄像装置，包括用以聚集外光的光学部件，包括光电转换部、垂直移位寄存器、水平移位寄存器以及信号输出部的固体摄像装置，所述光电转换部在半导体基板上矩阵状地配置着，与所述半导体基板间形成势垒，将穿过所述光学部件的光转换为信号电荷，所述垂直移位寄存器配置在所述光电转换部的各列之间，读出在所述光电转换部产生的所述信号电荷并转送到垂直方向上，所述水平移位寄存器将从所述垂直移位寄存器转送来的所述信号电荷转送到水平方向上，所述信号输出部将由所述水平移位寄存器输出的所述信号电荷转换为信号电压，对从所述信号输出部转送来的信号电压进行处理的信号处理部，以及控制所述固体摄像装置的动作的驱动电路；所述驱动电路，摄下活动图像的模式时让使所述势垒消失的第一电压施加给所述半导体基板，而让在所述光电转换部产生的电荷扫出到所述半导体基板内，所述第一电压的宽度比施加给所述垂直移位寄存器的栅电极的脉冲电压的宽度宽。
13.根据权利要求12所述的摄像装置，其特征在于所述半导体基板及所述光电转换部，构成为借助所述势垒减小来将在所述光电转换部产生的电荷扫出到所述半导体基板内的垂直型溢出沟道结构，设置有多个所述垂直移位寄存器。
14.根据权利要求13所述的摄像装置，其特征在于所述驱动电路，使让所述势垒消失的基板快门电压施加给所述半导体基板，施加时间是所述水平移位寄存器停止动作的各个期间中的4微秒以上，而使在所述光电转换部产生的电荷扫出到所述半导体基板内。
15.根据权利要求14所述的摄像装置，其特征在于所述信号处理部，将对应于射向所述光电转换部的入射光的亮度的第一控制信号输出到所述驱动电路中，所述驱动电路，根据所述第一控制信号，使射向所述光电转换部的入射光的亮度很高时让所述第一电压施加给所述半导体基板的脉冲和脉冲的间隔，比所述入射光的亮度很低时让所述第一电压施加给所述半导体基板的脉冲与脉冲的间隔短。
16.根据权利要求15所述的摄像装置，其特征在于所述信号处理部，将对应于射向所述光电转换部的入射光的亮度的第二控制信号输出到所述驱动电路中，所述驱动电路，根据所述第二控制信号，使射向所述光电转换部的入射光的亮度很高时将所述第一电压施加给所述半导体基板的期间，比所述入射光的亮度很低时将所述第一电压施加给所述半导体基板的期间长。
17.根据权利要求12所述的摄像装置，其特征在于进一步包括保持多个摄像模式的数据的存储部，所述驱动电路，根据保持在所述存储部的数据控制所述固体摄像装置的动作。
18.根据权利要求17所述的摄像装置，其特征在于所述驱动电路，让所述固体摄像装置在以下几个模式下动作，让所述第一电压的施加期间根据模式的不同来变化，模式是让在多个所述光电转换部生成的所述信号电荷同时转送给所述各个垂直移位寄存器且让相加的信号电荷转送给所述水平移位寄存器的像素混合活动图像模式，仅让在所述光电转换部中的一部分光电转换部中所生成的所述信号电荷读出到所述垂直移位寄存器中，并让已读出的所述信号电荷转送给所述水平移位寄存器的间苗活动图像模式，或者以场为单位读出在多个所述光电转换部生成的所述信号电荷，在所述信号处理部构成帧静止图像的静止图像摄像模式。
19.根据权利要求12所述的摄像装置，其特征在于所述光学部件和所述光电转换部之间，进一步包括具有单一光圈结构的光圈。
全文摘要
本发明公开了一种摄像装置及固体摄像装置的驱动方法。固体摄像装置包括具有垂直型溢出沟道结构的光电二极管、将从光电二极管传送来的信号暂时积累起来的垂直移位寄存器、以及将从垂直移位寄存器传送来的信号积累起来并传送到水平方向的水平移位寄存器。对该固体摄像装置，将脉冲宽度比施加到各个垂直移位寄存器的栅电极的φV脉冲的宽的φSUB施加给基板。这样便能将积累在光电二极管中的污点电荷扫出到基板方向。
文档编号H04N5/3728GK101064789SQ200710005409
公开日2007年10月31日 申请日期2007年2月8日 优先权日2006年4月25日
发明者藤田武, 河野明启, 加藤良章, 本多智宏 申请人:松下电器产业株式会社
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