专利名称：固体摄影元件及其驱动方法
技术领域：
本发明是关于一种多个受光像素于行列方向上配置排列的固体摄影元件及其驱动方法。
图11为可在输出部中进行像素的混合的情形下进行像素数的选择性删除的摄影装置的结构的方框图。图12为用以说明水平转送输出动作的计时图。再者，在图11中，为简化说明起见，是以6行×8列的固体摄影元件1的结构进行说明。固体摄影元件1例如是画面转换型(frame transfer type)。固体摄影元件1由接受被照物体影像而发生情报电荷的受光部1i、暂时累积所发生的情报电荷的累积部1s、将情报电荷在水平方向上进行转送输出的水平转送部1h、以及将情报电荷转换成对应其电荷量的电压值并进行输出的输出部1d所构成。
驱动电路2是由画面转送时脉发生部2f、垂直转送时脉发生部2v、水平转送时脉发生部2h、重置时脉(reset clock)发生部2r、抽样时脉(sampling clock)发生部2s、以及基板时脉发生部2b所构成。画面转送时脉发生部2f对画面转换计时(frame shift timing)信号FT进行应答，例如是发生4相的画面转送时脉ψf，并提供给受光部1i。由此，再将受光部1i的受光像素上所累积的1画面份的情报电荷，于垂直扫描期间，同步转送至累积部1s。垂直转送时脉发生部2v是对垂直同步信号VT及水平同步信号HT进行应答，例如是发生4相的垂直转送时脉ψv，并提供给累积部1s。由此，由受光部1i所输出的情报电荷，于画面转送计时下，同步暂时累积于累积部1s中，而且其所累积的情报电荷在每次的各水平扫描期间1H，以1行为单位输出至水平转送部1h。
水平转送时脉发生部2h是对水平同步信号HT进行应答，例如是发生2相的水平转送时脉ψh，并提供给水平转送部1h。由此，水平转送部1h的各位(bit)所取得的1行份的情报电荷，于依序1像素单位之下，输出至输出部1d。重置时脉发生部2r是与水平转送时脉发生部2h的动作同步发生重置时脉ψr，并提供给输出部1d。由此，将来自水平转送部1h的1像素单位所转送的情报电荷，以对应其电荷量的方式变换成电压值，并依序输出。
抽样时脉发生部2s是与重置时脉发生部2r相同，与水平转送时脉发生部2h的动作同步发生抽样时脉ψs，并输出至式样保持(samplehold)电路4。由此，于水平扫描期间，同步将重置标准与信号标准从重复影像信号Y0(t)内，仅取出信号标准，并将信号标准连续使图像信号Y1(t)进行输出。基板时脉发生部2b是对排出计时信号BT进行应答，而发生将累积于受光部1i的情报电荷排出的基板时脉ψb，并提供给固体摄影元件1的基板侧。
计时控制电路3是以一定周期的基准时脉CK为基准进行动作，在发生用以决定固体摄影元件1的垂直扫描及水平扫描的各计时的垂直同步信号VT及水平同步信号HT的同时，发生周期与垂直同步信号VT一致的画面转换计时信号FT。再者，计时控制电路3是以由数字信号处理电路(未图标)所提供的1画面份、或用以表示任意区域份的积分值的积分数据为基准，生成排出计时信号BT，并与垂直同步信号VT、水平同步信号HT及画面转换计时信号FT同时输出至驱动电路2。此排出计时信号BT是在积分数据大于适当值的情形下，则延迟排出计时，以缩短情报电荷的累积时间。反之，当小于适当值的情形下，则提早排出计时，以延长情报电荷的累积时间。由此，通过回馈(feedback)控制将固体摄影元件1的曝光状态变更为较适当。
分配电路5是由进行重置时脉ψr的分配的第一分配器5a及进行抽样时脉ψs的分配的第二分配器5b所构成。此分配电路5是在必要的情形下，将对应的重置时脉ψr及抽样时脉ψs进行分配，且于间断输出部1d的动作之际，会于输出部1d中进行多个情报电荷的混合。例如，分配1/2与水平转送时脉ψh同一周期下所生成的重置时脉ψr，并将周期变为2倍的重置时脉ψr′提供给输出部1d。此周期变为2倍的重置时脉ψr′是在每次在输出部1d中累积2像素份的情报电荷之际，重置情报电荷。由此，将水平方向上相邻接的2像素的情报电荷合成，以进行情报电荷的选择性删除。
在上述摄影装置中，进行彩色摄影之际，会于固体摄影元件1的受光部1i上安装彩色滤光片(color filter)。此彩色滤光片为对应三原色或其互补色的相异多个的片段(segment)的2次元的配置排列，各片段是对应各受光像素进行配置，在多个受光像素中为规则的对应。在附有各受光像素中对应特定的色成分的彩色摄影用的固体摄影元件1中，由于在水平方向上相邻接的受光像素的色成分相异，因此不易对水平方向的多个像素的情报电荷进行合成。
例如是，当在安装由三个色成分R(红(red))、G(绿(green))、B(蓝(blue))所构成的马赛克(mosaic)型彩色滤光片的情形时，所输出的关系信号Y0(t)，如图12所示，在与水平转送时脉ψh一致的周期下，色成分R及G、或色成分B及G反复交叉。因而，在相邻接的受光像素的情报电荷的转送过程中进行合成，会导致相异色成分彼此之间相互混合，而无法在再生侧重现出所期望的颜色。
鉴于上述目的，本发明提出一种固体摄影元件，其特征是，用以输出在水平方向上剔除m/n(m、n为自然数，且m＜n)的多个受光像素上所累积的情报电荷，且此固体摄影元件包括多个垂直移位寄存器、水平移位寄存器及排出部。其中多个垂直移位寄存器系用以在垂直方向上转送累积于前述受光像素的情报电荷。水平移位寄存器是用以在水平方向上进行转送，以使各位取得由前述垂直寄存器所转送输出的情报电荷。排出部系用以排出前述水平移位寄存器的1位单位所取得的情报电荷。再者，前述水平移位寄存器是在连续的n·k(k为自然数)位单位中，以k·(n-m)位与排出部相连接，且所连接的位上的情报电荷排出至前述排出部中。
在本发明中，于用以输出剔除m/n的多个受光像素上所发生的情报电荷的固体摄影元件之中，设有用以将水平移位寄存器的各位上所转送的情报电荷排出的排出部。在构成水平移位寄存器的各位之中，通过每n·k位单位中k·(n-m)位与排出部相连接，以将累积于此连接的位上的情报电荷排出。借此，即可将水平移位寄存器所取得的1行份的情报电荷剔除m/n。
再者，本发明提出一种固体摄影元件的驱动方法，其固体摄影元件用以输出在水平方向上剔除m/n(m、n为自然数，且m＜n)的多个受光像素上所累积的情报电荷，且前述固体摄影元件具有用以在垂直方向上转送累积于前述受光像素的情报电荷的多个垂直移位寄存器、用以在水平方向上进行转送以使各位取得由前述垂直寄存器所转送输出的情报电荷的水平移位寄存器、及与前述水平移位寄存器的连续的n·k(k为自然数)位单位中的k·(n-m)位相连接，且排出所连接的位上的情报电荷的排出部，其中前述驱动方法包括四步骤。第一步骤是将前述受光像素上所累积的情报电荷取至前述垂直移位寄存器的各位中。第二步骤系将前述垂直移位寄存器所取得的情报电荷于1行单位下垂直转送至前述水平移位寄存器。第三步骤将前述水平移位寄存器的n·k位上所累积的情报电荷中的k·(n-m)位的情报电荷排出。第四步骤是在水平方向上转送输出前述水平移位寄存器的m·k位的情报电荷。
在本发明的固体摄影元件的驱动方法中，水平移位寄存器所取得的1行份的情报电荷之中，每n·k位单位中排出k·(n-m)位的情报电荷。之后，于水平方向上，依序将水平移位寄存器上所残留的情报电荷转送输出。借此，可于水平方向上，将由水平移位寄存器所转送输出的情报电荷剔除m/n。
图8为步骤S103～S104的电位状态的电位图；
图9为用以说明情报电荷的垂直方向的选择性删除的动作的计时图；图10为用以说明情报电荷的垂直方向的选择性删除的动作的模式图；图11为公知的摄影装置的结构的方框图。
图12为公知的摄影装置的动作的计时图。
1，11固体摄影元件1d，11d输出部1H水平扫描期间1h，11h水平转送部1i，11i受光部1s，11s累积部1T周期2驱动电路2b，12b基板时脉发生部2f画面转送时脉发生部2h水平转送时脉发生部2r重置时脉发生部2s抽样时脉发生部2v垂直转送时脉发生部3，13计时控制电路4，14式样保持电路5，15分配电路5a，15a第一分配器5b，15b第二分配器11h-a～11h-d位11t排出部12f画面转送时脉发生电路12h水平转送时脉发生电路12r重置时脉发生电路12s抽样时脉发生电路12t排出时脉发生电路12v垂直转送时脉发生电路21，24分离区域22a～22d垂直转送信道23水平转送信道25a，25d排出信道26垂直转送电极27a～27d，27a-1～27d-4水平转送电极(转送电极)28排出电极29排出区域31N型区域32绝缘层33硅基板
34信道区域30a～30d连接信道BT，FT，HT，VT，Y0(t)，Y1(t)信号CK，ψb，ψf，ψh，ψh1～ψh4，ψr，ψr＇，ψr0，ψr1，ψs，ψs′，ψs0，ψs1，ψt，ψv，ψv1～ψv4时脉S101，S102，S103，S104，S105步骤t0～t9计时Vd排出电压本发明的固体摄影元件11是由受光部11i、累积部11s、水平转送部11h及排出部11t所构成。受光部11i是由相互平行配置排列的多个垂直移位寄存器(shift register)所构成，且此多个垂直移位寄存器的各位是由各受光像素所构成，多个受光像素是在行及列方向配置排列。在此受光部11i中，例如是安装由3个色成分R、G、B所构成的马赛克型的彩色滤光片。在各受光像素中，是依据所定的顺序，对应各色成分。由此，奇数行的受光像素由色成分R及色成分G交互对应的同时，偶数行的受光像素则由色成分G、色成分B交互对应，如此，各行中是由2个色成分交互对应。在此受光部11i中，是与垂直扫描计时同步施加画面转送时脉ψf，各受光像素所发生的情报电荷是在对应各色成分的情形下，转送至累积部11s。
累积部11s是由与受光部11i的垂直移位寄存器相连接的多个垂直移位寄存器所构成，并接受由受光部11i的垂直移位寄存器所输出的1画面份的情报电荷。构成累积部11s的垂直移位寄存器的各位可暂时累积各受光像素所发生的情报电荷。在此累积部11s中，施加垂直转送时脉ψv且将所取得的由受光部11i的垂直移位寄存器所输出的情报电荷进行累积，所取得的情报电荷同步于水平扫描计时下以1行为单位在垂直方向上进行输出。
水平转送部11h是由1列的水平移位寄存器所构成，此水平移位寄存器的各位是与累积部11s的各列相对应。在水平转送部11h中，是与水平扫描计时同步施加水平转送时脉ψh，再将由累积部11s所转送的情报电荷取至各位中，并于水平方向上进行转送。输出部11d设于水平转送部11h的输出侧，且其结构具有可接受由水平转送部11h所输出的情报电荷的容量，并将由水平转送部11h所转送输出的情报电荷变换成对应其电荷量的电压值，再依序输出影像信号Y0(t)。
再者，水平转送部11h是以构成水平转送部11h的水平移位寄存器的11h-a～11h-d等4(m×k)位为单位的情形下，对应同一色成分的11h-a、11h-c等2(n)位之中的11h-a的1(n-m)位是与排出部11t相连接。再者，对于11h-b、11h-d等2(n)位而言也是相同的，11h-d的1(n-m)位是与排出部11t相连接。也就是，水平转送部11h是在每4位单位中，对应同一色成分的2位中的1位与排出部11t相连接，以将取至此连接位的情报电荷从排出部11t排出。
再者，水平转送部11h固体摄影元件11在彩色摄影用(k＝1)时，将所发生的情报电荷的1/2(m＝1，n＝2)剔除的情形下构成水平转送部11h的水平移位寄存器的各位中，以连续的2(n·k)位为单位下，使1(k·(n-m))位与排出部11t相连接，以使累积于与排出部11t相连接的位内的情报电荷排出。
排出部11t是由将取自于水平转送部11h的情报电荷中的所定情报电荷取出的排出区域，以及控制朝此排出区域的情报电荷的排出的排出控制栅所构成。在此排出部11t中，施加与水平同步信号HT同步的排出时脉ψt，且排出部11t对排出时脉ψt进行应答，而取得取自于水平移位寄存器的所定的位的情报电荷。
图2为从累积部11s的输出侧至水平转送部11h的连接部，及水平转送部11h与排出部11t之间的连接部的结构的一实例的平面图。再者，在此图中，仅显示图1所示的6行×8列的固体摄影部11的一部份，也就是4列的结构。
在硅基板上所形成的P型区域的表面上，于高浓度的P型区域形成多个分离区域21。在此分离区域21所挟持的表面区域中扩散N型不纯物，以在垂直方向上形成相互平行延伸的垂直转送信道22a～22d。于此垂直转送信道22a～22d的输出端，连续进行N型不纯物的扩散，而形成连接信道30a～30d。之后，于连接信道30a～30d连续进行N型不纯物的扩散，而形成水平转送信道23。此水平转送信道23受到高浓度的P型区域所形成的分离区域24所区分，并于水平发向延伸。
在水平转送信道23的垂直方向侧，连续进行N型不纯物的扩散，形成排出信道25a、25d。在排出信道25a、25d之内，排出信道25a是与垂直转送信道22a相对应，而排出信道25d则与垂直转送信道22d相对应。在排出信道25a、25d的输出侧，形成由高浓度的N型扩散区域所形成的排出区域29，且排出区域29在与排出信道25a、25d的输出侧相邻接的水平方向上延伸。此时，在此排出信道25a、25d上施加有排出电压Vd。
在垂直转送信道22a～22d上具有2层结构的多个垂直转送电极26是在水平方向上延伸，并于彼此之间相互绝缘的状态下平行配置。在多个垂直转送电极26上，例如是施加4相的垂直转送时脉ψv1～ψv4。其中，在图式上仅绘出前述ψv1～ψv4中的ψv1、ψv2作为代表。总之，多个垂直转送电极26在合计有4条的情形下于第一垂直转送信道22a～22d的各列中，形成1个受光像素，以使每1像素的各受光像素上所累积的情报电荷，可独自在垂直方向上进行转送。
在水平转送信道23上，配置排列具有2层结构的多个水平转送电极27a～27d，且其彼此之间是以相互绝缘的状态下平行地配置。在此多个水平转送电极27a～27d之内，奇数编号的转送电极27a-1、27a-3、27b-1、27b-3、27c-1、27c-3、27d-1、27d-3形成为下层侧的转送电极，而此水平转送电极的另一部份，偶数编号的转送电极27a-2、27a-4、27b-2、27b-4、27c-2、27c-4、27d-2、27d-4则形成为上层侧的转送电极。在上述的多个水平转送电极27a-1～27d-4中，分别施加4相的水平转送时脉ψh1～ψh4。亦即，转送电极27a-1、27a-2及27c-1、27c-2是与同一配线相连接，共同接受水平转送时脉ψh1，而转送电极27a-3、27a-4及27c-3、27c-4是与同一配线相连接，共同接受水平转送时脉ψh2。再者，转送电极27b-1、27b-2及27d-1、27d-2是与同一配线相连接，共同接受水平转送时脉ψh3，而转送电极27b-3、27b-4及27d-3、27d-4是与同一配线相连接，共同接受水平转送时脉ψh4。
在下层侧所形成的水平转送电极之内，转送电极27a-3、27b-3、27c-3、27d-3披覆于连接信道30a～30d上，并朝垂直转送信道22a～22d侧延伸。再者，在上述的水平转送电极27a-3～27d-3之内，转送电极27a-3、27d-3披覆于排出信道25a、25d上，以形成在垂直方向上，比其它转送电极更延长的情形。
在水平转送电极27a-3、27d-3的排出区域29侧，配置有在水平方向上延伸的排出电极28。在此排出电极28中，施加有与垂直转送时脉ψv同步的排出时脉ψt，以将水平转送电极27a-3、27d-3下的信道区域所转送的情报电荷转送至排出区域29中。由此，可从水平移位寄存器的各位所取得的情报电荷之内，将1/2的位的情报电荷排出，而仅将残留的1/2的位的情报电荷累积于水平转送信道23中。此时，在同一色成分所对应的2个位中所取得的情报电荷内，仅将一边的位所取得的情报电荷排出。借此，色成分R、G或色成分G、B的2个的色成分内所各自对应的情报电荷可以均等地剔除。
图3为图2中的X-X线的剖面图，也就是水平转送信道23与排出区域29借着排出信道25d而接合的局部剖面图。再者，在此图中，与图2相同的构件，是以相同的符号表示。在硅基板33上形成有P型区域的表面上，形成由N型区域所形成的水平转送信道23。与此水平转送信道23相连续者，为由N型区域所形成的排出信道25d。在此排出信道25d的表面，形成浓度低于排出信道25d的N型区域31，且与此区域相邻接处，形成浓度高于排出信道25d的N型区域而得到排出区域24。在水平转送信道23的表面上，借着以二氧化硅等氧化膜所形成的绝缘层32，而形成下层侧的水平转送电极27d-3。之后，于披覆此水平转送电极27d-3的一部份的排出电极28借着绝缘层32而形成上层侧。
图4为图2中的Y-Y线的剖面图，也就是，水平转送信道23与排出区域29在受到分离区域24分离的情形下的局部剖面图。再者，在此图中，与图2及图3相同的构件，是以相同的符号表示。与硅基板上所形成的水平转送信道23相邻接处，形成由高浓度的P型区域所形成的分离区域24。在此分离区域24的作用下，从水平转送信道23分离形成排出区域侧的信道区域34。在水平转送信道23的表面，借着绝缘层32而形成上层侧的水平转送电极27d-4。
图5为具有本发明的固体摄影元件11的摄影装置的方框图。固体摄影元件11与图1的结构相同。例如是安装有马赛克型的彩色滤光片，此固体摄影元件11是由可累积对应各色成分的情报电荷的受光部11i、暂时累积1画面份的情报电荷的累积部11s、将1行单位中所取得的情报电荷依序在水平方向上输出的水平转送部11h、以及将累积于水平移位寄存器的所定位上的情报电荷排除的排出部11t等所构成。
画面转送时脉发生电路12f是对与垂直扫描的计时同步发生的画面转送计时信号FT进行应答，生成4相的画面转送时脉ψf，并提供给受光部1i。垂直转送时脉发生电路12v是提供4相的垂直转送时脉ψv给累积部11s，并在将来自受光部11i的1画面单位所转送的情报电荷取至累积部11s的同时，将所取得的情报电荷以1行为单位朝垂直方向进行转送。水平转送时脉发生电路12h将与水平同步信号HT同步的4相的水平转送时脉ψh提供给水平转送部11h，且将来自累积部11s的1行单位所转送的情报电荷，以2像素为单位在水平方向上进行转送。排出时脉发生电路12t将1相的排出时脉ψt提供给排出部11t，且水平移位寄存器的各位所取得的情报电荷之内，在将所定位所取得的情报电荷进行水平转送之前的计时的情形下，于排出区域中进行排出。
基板时脉发生部12b是与图11所示的基板时脉发生部2b具有相同的结构，用以对多个受光像素内的情报电荷的累积时间进行伸缩控制。重置时脉发生电路12r、抽样时脉发生电路12s、分配电路15、及式样保持电路14分别与图11所示的重置时脉发生部2r、抽样时脉发生部2s、分配电路5、及式样保持电路4具有相同的结构，在水平转送周期的计时中，对每2像素所输出的情报电荷进行重置，并对输出部11d的输出计时进行应答而进行式样保持。另外，从重置时脉ψr0及抽样时脉ψs0所生成的重置时脉ψr1及抽样时脉ψs1借着分配电路15内的第一分配器15a及第二分配器15b，而于2倍的周期中进行分配，以对应由2像素单位所输出的关系信号Y0(t)。计时控制电路13是以一定周期的时脉信号CK为基准，决定垂直扫描及水平扫描的计时，以及对各时脉发生部的动作计时进行控制。
图6为用以说明固体摄影元件11的动作步骤的流程图。在此所说明的动作步骤为图1所示的固体摄影元件11的动作，在其受光部11i上安装有马赛克型彩色滤光片，且在多个受光像素的各行中对应2(k＝2)色的色成分，并将1/2(m＝1、n＝2)的多个受光像素所累积的情报电荷剔除。
首先，在步骤S101中，在固体摄影元件11的受光部11i上所配置排列的多个受光像素是对入射光产生应答而发生情报电荷。之后，将此情报电荷累积于各受光像素内，再将所累积的情报电荷取至构成受光部11i的多个垂直移位寄存器的各位中。
接着，在步骤S102中，将多个垂直移位寄存器的各位所取得的1画面份的情报电荷，对垂直转送时脉进行应答，而在1行单位下进行垂直转送。由此，多个垂直移位寄存器的各列的情报电荷输出至构成水平转送部11h的水平移位寄存器的各位中，而使水平转送部11h内取得1行份的情报电荷。
之后，在步骤S103中，在构成水平转送部11h的水平移位寄存器的4(n·k)位单位下，将对应同一色成分的2(n-m)位排出至排出部11t。由此，水平转送部11h上所转送的1行份的情报电荷是在水平方向的1/2(n/m)进行剔除。
接着，在步骤S104中，将排出动作之后残留于水平转送部11h的4位中的2(m·k)位的情报电荷，对水平转送时脉ψh进行应答，而逐次在水平方向上进行转送。由此，可将在水平方向上被剔除1/2的状态下的情报电荷依序转送至输出部11d，并变换成对应情报电荷的电荷量的电压值，再输出影像信号Y0(t)。之后，进行步骤S105，当1画面份的情报电荷在水平转送输出不足之际，则回到步骤S102，返附近型步骤S102～步骤S104的动作，直到完成1画面份的情报电荷变换输出影像信号Y0(t)为止。
图7为用以说明图6的步骤S103～S104的动作计时的计时图，其中为垂直转送时脉ψv、水平转送时脉ψh及排出时脉ψt。图8为图7的各计时t0～t9的水平转送信道23的电位(potential)状态的电位图。在此，垂直转送时脉ψv实际上具有4相的时脉ψv1～ψv4，在图面上，仅绘示前述多相的时脉中的代表时脉ψv1。再者，各水平转送电极27a-1～27d-4在所施加的时脉为高等级(H level)之际为开(on)，而于低等级(L level)之际则为闭(off)。
在计时t0中，水平转送时脉ψh1、ψh3为高等级，且ψh2、ψh4为低等级之际，在施加高等级的时脉的水平转送电极27a-1、27b-1、27c-1、27d-1等4条电极下的水平转送信道区域中，会形成较深的电位，进而形成电位井。借此，借着接合信道30a～30d，由垂直转送信道22a～22d的各列所转送输出的情报电荷累积于电位井中。
在计时t1中，当排出时脉ψt为高等级之际，水平转送电极27a-1、27d-1等2条电极下的水平转送信道中所累积的情报电荷将借着排出信道25a、25d进行转送，而取至排出区域29。借此，水平转送部11h所转送的1行份的情报电荷，会从对应同一色成分的2像素的情报电荷内，仅排出一边的情报电荷，而使对应各色成分的情报电荷分别在水平方向上剔除1/2。
在计时t2中，当水平转送时脉ψh2为高等级之际，会于施加水平转送时脉ψh2的水平转送电极27a-3、27a-4之下的水平转送信道区域中形成电位井。在计时t3中，当水平转送时脉ψh3为低等级之际，会使施加水平转送时脉ψh3的水平转送电极27b-1、27b-2之下的水平转送信道中所形成的较深的电位变浅。借此，水平转送电极27b-1、27b-2上所累积的情报电荷会转送至水平转送电极27a-3、27a-4之下的水平转送信道中所形成的电位井中。
在计时t4中，当水平转送时脉ψh2为低等级之际，会使施加水平转送时脉ψh2的水平转送电极27a-3、27a-4之下的水平转送信道中所形成的较深的电位变浅。借此，情报电荷转送至水平转送电极27a-1、27a-2之下的水平转送信道中所形成的电位井中。由此，在水平方向上剔除1/2的情报电荷一旦转送至施加水平转送时脉ψh1的水平转送电极27a-1、27c-1之下的信道区域中进行累积。
接着，在计时t5～t9中，水平转送时脉ψh1～ψh4是周期性的反复进行高等级→低等级，或低等级→高等级，而使水平转送电极27a-1、27c-1之下的水平转送信道所累积的情报电荷依序在水平方向上进行转送。在此计时t5～t9中，于水平转送时脉ψh1～ψh4的1周期1T的期间，将情报电荷在水平方向上8电极份，也就是，朝水平移位寄存器的2位之前的区域(2像素之前的区域)进行转送。
其中，首先，将水平转送部11h所转送的情报电荷，从对应同一色成分的2个位所累积的情报电荷之内，仅排出一边的位上所累积的情报电荷，以将对应各色成分的情报电荷分别剔除1/2。接着，剔除的情报电荷会于4相的水平转送时脉ψh1～ψh4之内，转送至施加有水平转送时脉ψh1的转送电极下的信道区域中累积。之后，对4相的水平转送时脉ψh1～ψh4进行应答，而依序输出至输出部11d。
当水平转送部11h所取得的情报电荷剔除了1/2之际，对应同一色成分的2位之内的一边位上所累积的情报电荷将被排出，而在水平转送部11h中，2位单位下所进行的转送，使构成水平转送部11h的水平移位寄存器的转送区段数变为1/2。为此，水平转送时脉ψh的频率数比起公知从1位单位下所读出的情形，可设定成1/2的频率数。
可是，本发明不仅可以将多个受光像素所发生的情报电荷在水平发向上进行剔除，也可以在垂直方向上进行剔除的动作，以下是就此动作进行说明。
图9及图10为用以说明累积部11s所累积的情报电荷在垂直方向上的剔除的示意图。在此，图9为垂直转送时脉ψv、水平转送时脉ψh及排出时脉ψt。图10为水平转送部11h所转送的情报电荷的状态的示意图。再者，垂直转送时脉ψv实际上具有4相的时脉，在图面上，仅绘出前述多相的时脉中的代表时脉ψv1。
在计时t0中，由累积部11s所输出的情报电荷取至水平转送部11h的各位中。在计时t1中，提高排出时脉ψt，以于与排出部11t之间，将具有转送通路的水平移位寄存器的所定的位所取得的情报电荷垂直转送至排出区域。借此，可将对应色成分G的2个位及对应色成分B的2个位的一边的位中所取得的情报电荷分别排出。
在计时t2中，残留于水平转送部11h的情报电荷在水平方向上进行1区段转送之后，再进行排出动作，以将对应色成分B的2个位之内的另一边的位所取得的情报电荷排出。之后，在计时t3中，更于水平转送动作进行1区段之后，再进行排出动作，以将对应色成分G的2个位之内的另一边的位所取得的情报电荷排出。由此，即可将水平转送部11h中所转送的1行份的情报电荷的全部排出。上述的动作是对所定的行所进行的动作，以将情报电荷在垂直方向上剔除。
以上，虽然以情报电荷的水平方向的剔除量为1/2，受光像素的各行所对应的色成分为2色的情形为例进行说明，然本发明并不以此为限。例如当情报电荷在水平方向上剔除2/3(m＝2，n＝3)的情形时，在受光像素的各行中对应3(k＝3)色的色成分之际，较佳是在构成水平转送部11h的各位之中，在每6(n·k)位中，将对应同一色成分的3(n)位之中的1(n-m)位与排出部相互连接。也就是，本发明可对应情报电荷的水平方向的剔除量、及受光像素的各行所对应的色成分的色数的变更而进行适当地变化。
再者，上述所进行的水平方向的剔除及垂直方向的剔除等动作，可于进行全像素的情报电荷的读取之际，在排出电极28关闭的同时，将水平转送部11h上所施加的水平转送时脉ψh1及ψh3切换成共通的时脉脉冲。同样地，也可以将水平转送时脉ψh2及ψh4切换成共通的转送时脉。借此，水平转送部11h是由2相驱动，而使水平转送部11h所取得的情报电荷，在水平方向上依序转送输出1像素单位。
在本发明的技术中，可于水平移位寄存器的各位所转送的1行份的情报电荷之内，将所定的位上所累积的情报电荷排出。借此，在彩色摄影的情形下可以将水平方向的情报电荷选择性地删除。
权利要求
1.一种固体摄影元件，用以输出在水平方向上剔除m/n(m、n为自然数，且m＜n)的多个受光像素上所累积的情报电荷，其特征是，该固体摄影元件包括多个垂直移位寄存器，用以在垂直方向上转送累积于该些受光像素的情报电荷；一水平移位寄存器，用以在水平方向上进行转送，以使该水平移位寄存器的各位取得由该些垂直寄存器所转送输出的情报电荷；以及一排出部，用以排出该水平移位寄存器的1位单位所取得的情报电荷，其中该水平移位寄存器是在连续的n·k(k为自然数)位单位中，以k·(n-m)位与该排出部相连接，且所连接的位上的情报电荷排出至该排出部中。
2.如权利要求1所述的固体摄影元件，其特征是，该些受光像素的各行是以各像素依据所定顺序对应k色的色成分之中的一个色成分，且该水平移位寄存器是在n·k位单位下，将对应同一色成分的n位之中的n-m位与该排出部相连接。
3.如权利要求1项或第2所述的固体摄影元件，其特征是，该排出部更包括一排出控制栅，用以控制来自该水平移位寄存器的情报电荷的排出；以及一排出区域，用以取得待排出的情报电荷。
4.一种固体摄影元件的驱动方法，该固体摄影元件具有用以在垂直方向上转送累积于多个受光像素的情报电荷的多个垂直移位寄存器、用以在水平方向上进行转送以使各位取得由该些垂直寄存器所转送输出的情报电荷的一水平移位寄存器、及与该水平移位寄存器的连续的n·k(n、k为自然数)位单位中的k·(n-m)位相连接且排出所连接的位上的情报电荷的一排出部，其特征是，用以输出在水平方向上剔除m/n(n为自然数，且m＜n)的该些受光像素上所累积的情报电荷的方法包括一第一步骤，将该些受光像素上所累积的情报电荷取至该些垂直移位寄存器的各位中；一第二步骤，将该些垂直移位寄存器所取得的情报电荷于1行单位下垂直转送至该水平移位寄存器；一第三步骤，将该水平移位寄存器的n·k位上所累积的情报电荷中的k·(n-m)位的情报电荷排出；以及一第四步骤，在水平方向上转送输出该水平移位寄存器的m·k位的情报电荷。
5.如权利要求4所述的固体摄影元件的驱动方法，其特征是，该些受光像素的各行是以各像素依据所定顺序对应k色的色成分之中的一个色成分，且在该第三步骤中，于n·k位单位下，将对应同一色成分的n位之中的n-m位的情报电荷排出。
6.如权利要求4或5所述的固体摄影元件的驱动方法，其特征是，于该第三步骤之后，更包括该第四步骤变更为将该水平移位寄存器的m·k位的情报电荷水平转送至与该排出部连接的位中；以及一第五步骤，将已排出m·k位的情报电荷的该水平移位寄存器上所转送输出的1行份的情报电荷的全部排出。
全文摘要
一种固体摄影元件可将多个受光像素所发生的情报电荷在水平方向上剔除。其排出部可将水平转送部所取得的情报电荷排出,且与水平转送部的各位之中的所定位相连接。如此,排出部可从水平转送部所取得的1行份的情报电荷中,将与排出部相连接的位所取得的情报电荷排出。之后,水平转送部将残留于水平转送部的情报电荷依序在水平方向上转送输出。
文档编号H04N5/376GK1387368SQ02120489
公开日2002年12月25日 申请日期2002年5月20日 优先权日2001年5月18日
发明者冈田吉弘 申请人:三洋电机株式会社