專利名稱：固態(tài)圖像俘獲裝置、方法、產(chǎn)品、負(fù)載的驅(qū)動(dòng)方法、裝置及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固態(tài)圖像俘獲裝置及其驅(qū)動(dòng)方法和一種照相機(jī)，具體而言，涉及一種采用具有溢漏(OFD)構(gòu)造的CCD(電荷耦合器件)型固態(tài)圖像俘獲裝置(下文稱為CCD圖像俘獲裝置)的固態(tài)圖像俘獲裝置及其驅(qū)動(dòng)方法和一種照相機(jī)。
本發(fā)明還涉及一種電荷轉(zhuǎn)移裝置、一種固態(tài)圖像俘獲裝置和一種照相機(jī)，以及一種固態(tài)圖像俘獲裝置的驅(qū)動(dòng)方法。
本發(fā)明還涉及采用脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)諸如容抗或感抗等的負(fù)載的驅(qū)動(dòng)方法和驅(qū)動(dòng)裝置，以及應(yīng)用了所述驅(qū)動(dòng)方法和驅(qū)動(dòng)裝置的電子設(shè)備。更具體而言，本發(fā)明涉及一種配置，其用于降低在執(zhí)行脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)由各種類型的變化或環(huán)境變化導(dǎo)致的影響，以獲得預(yù)定瞬變速度，從而使負(fù)載輸出信號(hào)逐漸變化。
背景技術(shù)：
以n型半導(dǎo)體基板為例，在這一n型半導(dǎo)體基板上形成p型阱區(qū)，并且在這一阱區(qū)的表面上進(jìn)一步形成n型光電轉(zhuǎn)換單元，即光接收部分，CCD固態(tài)圖像俘獲裝置的圖像俘獲區(qū)包括以矩陣形式排列的多個(gè)光接收部分。
就此類CCD固態(tài)圖像俘獲裝置而言，將參考圖1A和圖1B描述在入射光的作用下累積于光接收部分內(nèi)的信號(hào)電荷e的容許量，即所謂的光接收部分的處理電荷量。
圖1A和圖1B是示出了具有公共垂直型溢漏構(gòu)造的固態(tài)圖像俘獲裝置中用于執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換的光接收部分的電勢(shì)分布的示意圖。圖1A是調(diào)節(jié)基板電壓Vsub之前的電勢(shì)分布示意圖，圖1B是調(diào)節(jié)基板電壓Vsub之后的電勢(shì)分布示意圖。
如圖1A和圖1B中的電勢(shì)分布示意圖所示，所謂的光接收部分的處理電荷量由溢出勢(shì)壘OFB的勢(shì)壘Φa的高度決定，其中，所述溢出勢(shì)壘OFB由p型阱區(qū)構(gòu)成。
也就是說(shuō)，如果光接收部分內(nèi)累積的信號(hào)電荷e的量超過(guò)了所述的處理電荷量，那么超出的電荷量將越過(guò)溢出勢(shì)壘的勢(shì)壘Φa在構(gòu)成溢漏OFD的n型基板上溢流，從而導(dǎo)致放電。注意，圖1A和圖1B中的附圖標(biāo)記“a”表示光接收部分上的氧化物膜。
光接收部分的處理電荷量，即溢出勢(shì)壘OFB的勢(shì)壘Φa的高度由施加至起著溢漏作用的基板上的偏壓，即所謂的基板電壓Vsub控制。
但是，就這一構(gòu)造而言，在裝置的制造差異的影響下，溢出勢(shì)壘OFB的勢(shì)壘Φ的高度將根據(jù)不同芯片而發(fā)生變化，例如如圖1A的虛線所示，甚至同一芯片的勢(shì)壘高度也會(huì)根據(jù)不同的光接收部分而變化。現(xiàn)在，就固態(tài)圖像俘獲裝置而言，從質(zhì)量管理的角度，光接收部分內(nèi)累積的信號(hào)電荷的最大量必須大于等于某一規(guī)定值，相應(yīng)地，我們說(shuō)將某一芯片的基板電壓Vsub設(shè)定為基板偏壓Vsub，從而使所述芯片內(nèi)的所有光接收部分都能夠表現(xiàn)出滿足上述規(guī)定的飽和信號(hào)量。
在用于設(shè)定這一基板偏壓Vsub的電路內(nèi)形成射極跟隨器電路，人們已經(jīng)提出了各種包括射極跟隨器電路的基板電壓置位電路(例如，參見(jiàn)未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本No.8-32065、未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本No.2004-328203和日本專利No.3440722)。
圖2是示出了一固態(tài)圖像俘獲裝置的示意性構(gòu)造的示意圖，在所述固態(tài)圖像俘獲裝置上安裝了基礎(chǔ)基板偏壓置位電路。
如圖2所示，構(gòu)成固態(tài)圖像俘獲裝置的CCD芯片1設(shè)有基板偏壓置位電路2。
基板偏壓置位電路2包括形成射極跟隨器的NPN晶體管3、偏壓電路4、電阻元件5和耦合電容器6。
將晶體管3的集電極連接至電源電勢(shì)VDD，將其基極連接至偏壓電路4，從而在電阻分壓的作用下產(chǎn)生預(yù)定電壓，并且通過(guò)電阻元件5將其發(fā)射極連接至地GND。
將晶體管3的發(fā)射極與電阻元件5之間的連接點(diǎn)與耦合電容器6連接，從用于向基板偏壓Vsub輸入電流脈沖的端子施加電子快門(shutter)脈沖ΦSUB，所述電子快門脈沖ΦSUB是從基板外部通過(guò)耦合電容器6提供的快門脈沖，所述耦合電容器6是從晶體管3的發(fā)射極和電阻元件5之間引出的。
這里，當(dāng)電子流入射極跟隨器電路時(shí)，電子穿過(guò)晶體管內(nèi)的PN結(jié)，在電場(chǎng)作用下，電子受到加速，從而與晶格發(fā)生碰撞，由此釋放出次級(jí)電子和光子。這時(shí)，如果在像素區(qū)周圍設(shè)置射極跟隨器電路，那么經(jīng)驗(yàn)證將產(chǎn)生次級(jí)電子和光子進(jìn)入CCD芯片的像素區(qū)內(nèi)的現(xiàn)象，所探測(cè)到的這些次級(jí)電子和光子將稱為噪聲。
也就是說(shuō)，如圖3中的示意圖所示，以圖3中的附圖標(biāo)記“C”表示以圖3中的附圖標(biāo)記“B”表示的區(qū)域與以圖3中的附圖標(biāo)記“A”表示的區(qū)域的重疊區(qū)域，附圖標(biāo)記“B”表示CCD芯片的像素區(qū)，附圖標(biāo)記“A”表示受到次級(jí)電子和光子影響的區(qū)域，次級(jí)電子作為像素電荷混合于所述重疊區(qū)域內(nèi)，從而使該區(qū)域看起來(lái)在發(fā)光，或者在要進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的像素區(qū)內(nèi)混合了光子，從而使該區(qū)域也看起來(lái)在發(fā)光，這些都是圖像質(zhì)量的異常。
具體地，如果在曝光時(shí)間通常為一秒到幾分鐘左右的拍攝模式(下文稱為長(zhǎng)時(shí)曝光模式)下拍攝夜景，那么上述由次級(jí)電子和光子引起的發(fā)光現(xiàn)象看起來(lái)很明顯，其中，所述拍攝模式用來(lái)利用CCD照相機(jī)在黑暗中拍攝。注意，就每秒拍攝3到5張圖片的普通拍攝模式(下文稱為普通曝光模式)，其曝光時(shí)間短，因而所產(chǎn)生的次級(jí)電子和光子的量小，因而發(fā)光現(xiàn)象不會(huì)達(dá)到引起圖像質(zhì)量異常的程度。
在進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)曝光時(shí)將產(chǎn)生暗電流等，并且，在俘獲信號(hào)圖像之后，將連續(xù)俘獲光屏蔽圖像，取得二者之間的差值，由此消除黑暗中的固定圖形的噪聲。
將固態(tài)圖像設(shè)備，例如，二相驅(qū)動(dòng)方法用于CCD(電荷耦合器件)面積傳感器的水平轉(zhuǎn)移寄存器。
圖14示出了二相驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)實(shí)例。H1和H2表示驅(qū)動(dòng)脈沖，RG表示復(fù)位柵極脈沖，CCDout表示CCD的輸出。
未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本No.2004-328203公開(kāi)了一種采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)移配置的二相驅(qū)動(dòng)技術(shù)，其中，著重強(qiáng)調(diào)高性能。
憑借電路和電子設(shè)備，采用了各種類型的配置，其中，將阻抗部件看作負(fù)載，并采用脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)這一負(fù)載。
例如，電子設(shè)備的例子包括圖像俘獲裝置，其中，對(duì)具有起著容抗作用的轉(zhuǎn)移電極的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置進(jìn)行二維排列。此外，還設(shè)有具有起著感抗作用的線圈的馬達(dá)。
另一方面，在采用脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)容抗或感抗等作為負(fù)載的阻抗部件時(shí)，驅(qū)動(dòng)脈沖的相位和變換(transition)特性受到負(fù)載與驅(qū)動(dòng)裝置之間的關(guān)系的影響，具體而言，受到負(fù)載變化與裝置性能變化和環(huán)境波動(dòng)之間的關(guān)系的影響，因此，將帶來(lái)難以適當(dāng)驅(qū)動(dòng)這些負(fù)載的問(wèn)題。就低速驅(qū)動(dòng)而言，其影響小，但是就高速驅(qū)動(dòng)而言，微小的偏差有時(shí)會(huì)造成對(duì)性能的極大影響。
而且，例如，在采用相位一點(diǎn)一點(diǎn)地漂移的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)多個(gè)負(fù)載的情況下，各相位的微小偏差有時(shí)會(huì)妨礙正確的驅(qū)動(dòng)。而且，在采用反轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)負(fù)載的情況下，各相位的微小偏差有時(shí)也會(huì)妨礙正確的驅(qū)動(dòng)。
在下文中將采用具體例子進(jìn)行說(shuō)明。就具有起著容抗作用的轉(zhuǎn)移電極的圖像俘獲裝置而言，近年來(lái)，就其上安裝了CCD固態(tài)圖像俘獲裝置的攝像機(jī)而言，存在這樣一種強(qiáng)烈的需求，即以高速執(zhí)行圖像俘獲的照相機(jī)部分執(zhí)行緩慢回放，而不管電視系統(tǒng)如何，而且，就其上安裝了CCD固態(tài)圖像俘獲裝置的數(shù)字靜物照相機(jī)而言，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了連續(xù)拍攝速度的降低連同多像素化的問(wèn)題，因而需要圖像俘獲裝置具有高速性能。
圖49A和圖49B是描述現(xiàn)有圖像俘獲裝置的配置的示意圖。這里，圖49A是示出了現(xiàn)有圖像俘獲裝置的一個(gè)構(gòu)造實(shí)例的主要部分的示意圖，所述圖像俘獲裝置采用了利用行間(interline)轉(zhuǎn)移(IT)法的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置，圖49B是示出了CCD固態(tài)圖像俘獲裝置的驅(qū)動(dòng)方法的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
現(xiàn)有的圖像俘獲裝置1003包括CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1030和起著用于驅(qū)動(dòng)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1030的驅(qū)動(dòng)裝置的作用的驅(qū)動(dòng)電路1004。
就CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1030而言，以二維矩陣的形式排列起著像素作用的多個(gè)光接收傳感器1031。CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1030還包括圖像俘獲部分(光接收部分)1030a，其中，對(duì)應(yīng)于每一光接收傳感器列(row)形成多個(gè)具有CCD構(gòu)造的垂直轉(zhuǎn)移寄存器1033。在圖像俘獲部分(光接收部分)1030a的外部，形成具有CCD構(gòu)造的水平轉(zhuǎn)移寄存器1034，從而使其連接至各垂直轉(zhuǎn)移寄存器1033的最后一級(jí)上，將水平轉(zhuǎn)移寄存器1034的下一級(jí)連接至輸出部分36。
在沿列(垂直)方向延伸的垂直轉(zhuǎn)移寄存器1033上(光接收表面一側(cè))，沿垂直方向按照預(yù)定順序設(shè)置四種類型的垂直轉(zhuǎn)移電極1032(每者采用子標(biāo)記_1、_2、_3或_4表示)，從而在光接收傳感器1031的光接收表面上形成開(kāi)口部分，所述四種類型的垂直轉(zhuǎn)移電極1032沿水平方向延伸，從而使其為處于每一列的同一垂直位置處的垂直轉(zhuǎn)移寄存器1033所共享。
將所述四種類型的垂直轉(zhuǎn)移電極1032形成為使兩個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1032對(duì)應(yīng)于一個(gè)光接收傳感器1031，并且將所述四種類型的垂直轉(zhuǎn)移電極1032配置為采用由驅(qū)動(dòng)電路1004提供的四種類型的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1、ΦV_2、ΦV_3和ΦV_4沿垂直方向轉(zhuǎn)移和激勵(lì)信號(hào)電荷。換言之，形成這樣一種布置，其中，將兩個(gè)光接收傳感器1031作為一對(duì)耦合(水平轉(zhuǎn)移寄存器1034一側(cè)的最后一級(jí)除外)，并將垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1、ΦV_2、ΦV_3和ΦV_4從驅(qū)動(dòng)電路1004施加至四個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1032的每一個(gè)上。
就圖示實(shí)例而言，在水平轉(zhuǎn)移寄存器1034一側(cè)，對(duì)應(yīng)于處于垂直方向的四個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器1033中的一對(duì)設(shè)置垂直轉(zhuǎn)移電極1032，其中，位于垂直方向的最上面部分的光接收傳感器1031對(duì)應(yīng)于其上施加了垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1的垂直轉(zhuǎn)移電極1032_1。將垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_2施加至向前一級(jí)(更加靠近水平轉(zhuǎn)移寄存器1034一側(cè))的垂直轉(zhuǎn)移電極1032_2上，將垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_3施加至再向前一級(jí)(更加靠近水平轉(zhuǎn)移寄存器1034一側(cè))的垂直轉(zhuǎn)移電極1032_3上，將垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_4施加至最靠近水平轉(zhuǎn)移寄存器1034一側(cè)的垂直轉(zhuǎn)移電極1032_4上。
將垂直轉(zhuǎn)移寄存器1033通過(guò)一對(duì)垂直轉(zhuǎn)移電極1032(其上施加了ΦV_1到ΦV_4的轉(zhuǎn)移電極32_1到32_4)的最后一級(jí)連接至水平轉(zhuǎn)移寄存器1034。
就水平轉(zhuǎn)移寄存器1034而言，對(duì)應(yīng)于每一垂直轉(zhuǎn)移寄存器1033形成兩個(gè)水平電極1035(通過(guò)子標(biāo)記_1和_2表示每者)，其作用在于采用由驅(qū)動(dòng)電路1004提供的二相水平驅(qū)動(dòng)脈沖ΦH_1和ΦH_2沿水平方向轉(zhuǎn)移和激勵(lì)信號(hào)電荷。
就具有這樣的構(gòu)造的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1030而言，在光接收傳感器1031處接收光，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，并對(duì)應(yīng)于其接收的光的量累積信號(hào)電荷。在垂直消隱期內(nèi)，將光接收傳感器1031的信號(hào)電荷從光接收傳感器1031內(nèi)讀到垂直轉(zhuǎn)移寄存器1033中，之后，在水平消隱期內(nèi)，針對(duì)每條水平行垂直轉(zhuǎn)移信號(hào)電荷，由此執(zhí)行垂直線位移(shift)，從而將信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移到水平轉(zhuǎn)移寄存器1034內(nèi)。接下來(lái)，在水平有效轉(zhuǎn)移期內(nèi)，沿水平方向轉(zhuǎn)移已經(jīng)轉(zhuǎn)移到了水平轉(zhuǎn)移寄存器1034內(nèi)的信號(hào)電荷，并通過(guò)輸出部分1036向外輸出。
現(xiàn)有的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1030內(nèi)的信號(hào)電荷的垂直線位移被設(shè)計(jì)為在電視系統(tǒng)的水平消隱期Hb內(nèi)采用垂直轉(zhuǎn)移脈沖(ΦV_1到ΦV_4)轉(zhuǎn)移和激勵(lì)電荷，例如，可以采用圖49B所示的垂直線位移的驅(qū)動(dòng)定時(shí)。具體而言，如圖49B所示，就信號(hào)電荷的垂直線位移而言，例如，通過(guò)四種類型的垂直驅(qū)動(dòng)脈沖ΦV_1到ΦV_4，使在對(duì)應(yīng)于ΦV_2和ΦV_3的垂直轉(zhuǎn)移電極1032_2和1032_3內(nèi)等待的信號(hào)電荷行位移到水平轉(zhuǎn)移寄存器1034內(nèi)。換言之，在垂直轉(zhuǎn)移電極1032_4的垂直驅(qū)動(dòng)脈沖ΦV_4的下降沿處，將信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移至水平轉(zhuǎn)移電極1035_1，所述水平轉(zhuǎn)移電極1035_1上施加了水平轉(zhuǎn)移寄存器1034的每一水平驅(qū)動(dòng)脈沖ΦH_1。
盡管圖中未示出，但是在進(jìn)行垂直線位移時(shí)，在水平消隱期內(nèi)施加至垂直轉(zhuǎn)移電極1032_1到1032_4上的各垂直驅(qū)動(dòng)脈沖ΦV_1到ΦV_4的上升沿和下降沿的傾斜ΔV/ΔT(ΔV表示電壓，ΔT表示時(shí)間)與在垂直消隱期內(nèi)施加至垂直轉(zhuǎn)移電極1032_1到1032_4上的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1到ΦV_4的瞬變速度(ΔV/ΔT)相似。圖49B所示的驅(qū)動(dòng)脈沖采用了垂直上升和垂直降落的矩形脈沖。
另一方面，例如，在圖像俘獲裝置中，例如在采用CCD固態(tài)圖像俘獲裝置的攝像機(jī)和采用用于廣播商務(wù)的幀行間轉(zhuǎn)移(FIT)系統(tǒng)的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置中，在執(zhí)行電子攝像機(jī)抖動(dòng)校正時(shí)的操作必須在垂直消隱期內(nèi)執(zhí)行高速垂直轉(zhuǎn)移。
此外，有人提出了一種配置，其中，CCD圖像俘獲裝置在水平消隱期內(nèi)利用四種類型的垂直轉(zhuǎn)移脈沖執(zhí)行垂直線位移(例如，參見(jiàn)未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本)。
與之相應(yīng)，到目前為止，就上述CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1030而言，通過(guò)在驅(qū)動(dòng)電路1004內(nèi)提供具有相同特性的垂直驅(qū)動(dòng)掃描電路，即所謂的垂直驅(qū)動(dòng)器，為垂直線位移和垂直高速轉(zhuǎn)移提供了驅(qū)動(dòng)，并且共同利用了高速CMOS型垂直驅(qū)動(dòng)器。因而，當(dāng)在水平有效掃描周期內(nèi)執(zhí)行這一垂直轉(zhuǎn)移時(shí)，在施加垂直轉(zhuǎn)移脈沖(ΦV_1到ΦV_4)時(shí)，在CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1030內(nèi)由于串?dāng)_的影響而產(chǎn)生噪聲(耦合噪聲)。
換言之，當(dāng)在水平有效掃描周期執(zhí)行垂直轉(zhuǎn)移時(shí)，驅(qū)動(dòng)波形的上升沿和下降沿處的瞬變速度快，即，垂直轉(zhuǎn)移脈沖(ΦV_1到ΦV_4)的上升沿和下降沿的傾斜ΔV/ΔT大，因而在CCD輸出信號(hào)上疊加了串?dāng)_噪聲，由此出現(xiàn)了垂直線圖像噪聲。也就是說(shuō)，在驅(qū)動(dòng)波形的高瞬變速度的影響下產(chǎn)生了圖像質(zhì)量的劣化(產(chǎn)生了噪聲)。在下文中將憑借實(shí)施例對(duì)這一點(diǎn)予以進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但是其原因在于，用于某一電極的驅(qū)動(dòng)電壓的瞬態(tài)波動(dòng)干擾了用于其他電極的驅(qū)動(dòng)電壓。
因此，到目前為止，為了防止圖像質(zhì)量的劣化，已經(jīng)在除了水平有效掃描周期的周期內(nèi)執(zhí)行了垂直驅(qū)動(dòng)(垂直轉(zhuǎn)移)。也就是說(shuō)，在執(zhí)行垂直線位移的情況下，施加垂直轉(zhuǎn)移脈沖(ΦV_1到ΦV_4)惟獨(dú)在水平消隱期不會(huì)對(duì)圖像產(chǎn)生不良影響，因而，就現(xiàn)有CCD固態(tài)圖像俘獲裝置而言，在這一水平消隱期內(nèi)執(zhí)行用于實(shí)現(xiàn)垂直線位移的垂直轉(zhuǎn)移。
TV制式界定了水平消隱期，因而當(dāng)TV為主流時(shí)，在水平消隱期內(nèi)執(zhí)行垂直線位移就足夠了。然而，當(dāng)試圖在電視制式之外執(zhí)行多像素化操作或提高幀率時(shí)，垂直線位移所需的水平消隱期就變成了浪費(fèi)時(shí)間，其將阻礙幀率的提高。
為了實(shí)現(xiàn)幀率的提高，必須縮小水平消隱期，但是如此就必須高速執(zhí)行垂直線位移，因而必須降低轉(zhuǎn)移電極的電阻。為了實(shí)現(xiàn)電阻的降低，可以設(shè)想一種根據(jù)某項(xiàng)技術(shù)擴(kuò)大電極截面面積的方案，但是難以沿橫向(面(areal)方向)難以擴(kuò)大所述面積，因而有必要增大轉(zhuǎn)移電極的膜厚度。然而，增大轉(zhuǎn)移電極的膜厚度導(dǎo)致了中心孔周圍的臺(tái)階的高度增大，在光入射至該處時(shí)，將產(chǎn)生斜射光的漸暈，其將導(dǎo)致諸如靈敏度降低、產(chǎn)生暗影等問(wèn)題，因而難以實(shí)現(xiàn)垂直轉(zhuǎn)移速度的提高。
如上所述，在提高幀率時(shí)，就數(shù)字照相機(jī)等采用非電視系統(tǒng)的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置的電子設(shè)備而言，即使提高了信號(hào)的輸出率，提高了水平消隱期，也難以獲得超過(guò)某一速度的高速。
為了解決這樣的問(wèn)題，本申請(qǐng)人提出了一種極度降低水平消隱期的方案，其實(shí)現(xiàn)了幀率的提高(參見(jiàn)未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本No.2005-269060)。
就在這一未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本No.2005-269060中描述的方案而言，特別采用了一種具有起著瞬變速度V/T(其中V表示電壓，T表示時(shí)間)的作用的上升沿和下降沿傾斜的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘波形，即，具有平滑適中的傾斜的脈沖信號(hào)作為轉(zhuǎn)移脈沖，從而將其提供至起著容抗負(fù)載的作用的轉(zhuǎn)移電極。因而，就高像素CCD而言，可以通過(guò)在有效像素周期內(nèi)執(zhí)行垂直轉(zhuǎn)移而以低時(shí)鐘速率提高幀率，但是其必須提供具有平滑適中傾斜的脈沖信號(hào)。
然而，盡管已經(jīng)通過(guò)上述方法執(zhí)行了對(duì)黑暗中的固定圖形噪聲的清除，但是，由于昂貴的單鏡頭照相機(jī)的數(shù)字化已經(jīng)取得了進(jìn)展，連續(xù)俘獲所需的時(shí)耗帶來(lái)了問(wèn)題，人們需要一種不執(zhí)行黑暗中的固定圖形噪聲的差異的清除的模式。
然而，這時(shí)，就現(xiàn)有的內(nèi)置CCD的基板偏壓電路而言，將殘留與流入位于最后一級(jí)的NPN晶體管3的基極和發(fā)射極之間的結(jié)的電流成正比的熱載流子和熒光，因而熱點(diǎn)現(xiàn)象將使圖像劣化。
注意，“熱點(diǎn)”一詞是指一種現(xiàn)象，其中，不必要的電荷以產(chǎn)生了熱載流子或熒光的位置為中心在傳感器上呈環(huán)形累積，并且經(jīng)投射而發(fā)光。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能夠防止產(chǎn)生熱點(diǎn)，并且能夠提供一種能夠防止圖像劣化的固態(tài)圖像俘獲裝置及其驅(qū)動(dòng)方法和一種照相機(jī)。
就未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本No.2004-328203公開(kāi)的技術(shù)而言，采用了一種用于二相驅(qū)動(dòng)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)移構(gòu)造，其用于在數(shù)字靜物照相機(jī)內(nèi)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)圖像和靜止圖像，因而必須在驅(qū)動(dòng)脈沖處于低電平的周期內(nèi)執(zhí)行轉(zhuǎn)移，還必須將其占空比設(shè)為驅(qū)動(dòng)相位的數(shù)目之一。
因此，其電荷存儲(chǔ)量與在二相中相同，即僅為一個(gè)柵極的存儲(chǔ)部分，而且其驅(qū)動(dòng)幅度與二相中相同，因此，難以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)范圍的擴(kuò)大和電功率的降低。
也就是說(shuō)，就未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本No.2004-328203所公開(kāi)的技術(shù)而言，未采用諸如普通的多相驅(qū)動(dòng)的多柵極存儲(chǔ)，因而難以實(shí)現(xiàn)處理電荷量的提高，并且難以由幅度降低實(shí)現(xiàn)電功率的降低。
或者，有人提出了一種所謂的多相驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，例如三相驅(qū)動(dòng)等，與二相驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，其能夠?qū)崿F(xiàn)低壓驅(qū)動(dòng)。
圖15示出了三相驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)實(shí)例。H1、H2和H3表示驅(qū)動(dòng)脈沖，RG表示復(fù)位柵極脈沖，CCDout表示CCD的輸出，SHP和SHD表示抽樣脈沖和保持脈沖。
如圖15所示，就通常的三相驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)而言，存在一些弊端，例如CDS抽樣部分內(nèi)的串?dāng)_噪聲問(wèn)題、難以確保數(shù)據(jù)輸出周期等。
也就是說(shuō)，就普通的多相驅(qū)動(dòng)而言，根據(jù)諸如轉(zhuǎn)移和存儲(chǔ)的操作，在至少一個(gè)柵極處于低電平的狀態(tài)下，將另一柵極變?yōu)閳?zhí)行轉(zhuǎn)移，因而存在兩個(gè)柵極均變?yōu)榈碗娖降闹芷凇?br> 這樣的多相順次驅(qū)動(dòng)引起了變換部分的增大，由于串?dāng)_噪聲問(wèn)題的影響，無(wú)法將其用于執(zhí)行信號(hào)抽樣的水平CCD的驅(qū)動(dòng)。
就日本專利No.3440722而言，公開(kāi)了一種采用三相驅(qū)動(dòng)的串?dāng)_噪聲改進(jìn)技術(shù)。
然而，就日本專利No.3440722公開(kāi)的技術(shù)而言，必須僅在窄復(fù)位周期內(nèi)執(zhí)行轉(zhuǎn)移，因此，不適于提高速度。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，提供了一種電荷轉(zhuǎn)移裝置、一種固態(tài)圖像俘獲裝置和一種照相機(jī)，以及一種驅(qū)動(dòng)固態(tài)圖像俘獲裝置的方法，由此有可能實(shí)現(xiàn)抑制串?dāng)_和提高速度，同時(shí)保持多相原有的優(yōu)點(diǎn)，例如處理電荷量的提高和由幅度降低導(dǎo)致的電功率的降低。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在，為了在采用傾斜平滑適中的脈沖信號(hào)(該例中為電壓脈沖)驅(qū)動(dòng)作為容抗的負(fù)載時(shí)，使驅(qū)動(dòng)脈沖的傾斜盡可能地保持恒定值，如未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本No.2005-269060所述，可以構(gòu)想一種采用恒定電流驅(qū)動(dòng)負(fù)載電容的系統(tǒng)。然而，簡(jiǎn)單地以恒定電流驅(qū)動(dòng)有時(shí)會(huì)受到負(fù)載電容的制造不規(guī)則性、驅(qū)動(dòng)裝置的制造不規(guī)則性或者環(huán)境波動(dòng)的影響，這些均妨礙適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)。此外，在由于負(fù)載電容的制造不規(guī)則性以及驅(qū)動(dòng)裝置的制造不規(guī)則性而導(dǎo)致相位關(guān)系產(chǎn)生偏差的情況下，有時(shí)會(huì)妨礙正常的驅(qū)動(dòng)。注意，在以下的實(shí)施例中將描述這些問(wèn)題的細(xì)節(jié)。
此外，這些問(wèn)題同樣符合采用感抗作為負(fù)載的情況，其相對(duì)于容抗具有對(duì)偶關(guān)系。也就是說(shuō)，為了在采用傾斜平滑適中的脈沖信號(hào)(該例中為電流脈沖)驅(qū)動(dòng)作為感抗的負(fù)載時(shí)，使驅(qū)動(dòng)脈沖的傾斜盡可能地保持恒定值，可以構(gòu)想一種采用恒定電壓驅(qū)動(dòng)負(fù)載電感的系統(tǒng)，但是，在負(fù)載電感的制造不規(guī)則性和驅(qū)動(dòng)裝置的制造不規(guī)則性的影響下，有時(shí)會(huì)妨礙適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)。此外，在由于負(fù)載電感的制造不規(guī)則性以及驅(qū)動(dòng)裝置的制造不規(guī)則性而導(dǎo)致相位關(guān)系產(chǎn)生偏差的情況下，有時(shí)會(huì)妨礙正常的驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明是在考慮上述情況的條件下而構(gòu)思的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了這樣一種配置，其中，能夠在采用具有平滑適中的變換特性的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí)，解決由不規(guī)則性和環(huán)境波動(dòng)而導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)能力的劣化的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種固態(tài)圖像俘獲裝置，其置入了圖像俘獲區(qū)，其包括設(shè)置于半導(dǎo)體基板上的光接收元件；基板偏壓電路；以及箝位電路，其用于接收所述基板偏壓電路的輸出，并根據(jù)基板脈沖將所述基板偏壓電路的輸出施加至所述半導(dǎo)體基板，所述固態(tài)圖像俘獲裝置包括基板偏壓控制電路，其用于通過(guò)控制在預(yù)定周期內(nèi)降低所述箝位電路的電流。
優(yōu)選地，所述基板偏壓控制電路執(zhí)行控制，從而在所述預(yù)定周期內(nèi)降低所述箝位電路的輸入電壓端子的中間輸出與基板電壓輸出之間的差值。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種固態(tài)圖像俘獲裝置的驅(qū)動(dòng)方法，所述固態(tài)圖像俘獲裝置置入了圖像俘獲區(qū)，其包括設(shè)置于半導(dǎo)體基板上的光接收元件；基板偏壓電路；以及箝位電路，其用于接收所述基板偏壓電路的輸出，并根據(jù)基板脈沖將所述基板偏壓電路的輸出施加至所述半導(dǎo)體基板，所述方法包括的步驟有降低所述箝位電路的電流，從而永久性地或在長(zhǎng)時(shí)曝光周期內(nèi)降低所述箝位電路的輸入電壓端子的中間輸出與基板電壓的輸出之間的差值。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種照相機(jī)，其包括固態(tài)圖像俘獲裝置；光學(xué)系統(tǒng)，用于將入射光引導(dǎo)至所述固態(tài)圖像俘獲裝置的圖像俘獲區(qū)；以及信號(hào)處理電路，用于對(duì)通過(guò)所述固態(tài)圖像俘獲裝置獲得的圖像進(jìn)行預(yù)定處理，其中，所述固態(tài)圖像俘獲裝置置入了圖像俘獲區(qū)，其包括設(shè)置于半導(dǎo)體基板上的光接收元件；基板偏壓電路；以及箝位電路，其用于接收所述基板偏壓電路的輸出，并根據(jù)基板脈沖將所述基板偏壓電路的輸出施加至所述半導(dǎo)體基板，所述固態(tài)圖像俘獲裝置包括基板偏壓控制電路，其用于在預(yù)定周期內(nèi)降低所述箝位電路的電流。
根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，經(jīng)由向其上施加了基板脈沖的箝位電路將基板電壓施加至半導(dǎo)體基板，但是，在預(yù)定周期內(nèi)，例如在長(zhǎng)時(shí)曝光周期內(nèi)，基板偏壓控制電路控制所述箝位電路的電流使之降低。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種電荷轉(zhuǎn)移裝置，其包括電荷轉(zhuǎn)移單元，以不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)，以轉(zhuǎn)移信號(hào)電荷；以及驅(qū)動(dòng)單元，其提所述的不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖，以驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元；其中所述的不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖采用了第一電平和第二電平；并且，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元采用了不少于三相的多相驅(qū)動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元，從而使所述第一電平周期每次僅存在于一相內(nèi)，并按照轉(zhuǎn)移方向的順序輸出對(duì)應(yīng)的第一電平電壓。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種固態(tài)圖像俘獲裝置，其包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件；電荷轉(zhuǎn)移單元，以不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)，以轉(zhuǎn)移在所述光電轉(zhuǎn)換元件內(nèi)獲得的信號(hào)電荷；以及驅(qū)動(dòng)單元，其提所述的不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖，以驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元；其中所述的不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖采用了第一電平和第二電平；并且，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元采用了不少于三相的多相驅(qū)動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元，從而使所述第一電平周期每次僅存在于一相內(nèi)，并按照轉(zhuǎn)移方向的順序輸出對(duì)應(yīng)的第一電平電壓。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種照相機(jī)，其包括固態(tài)圖像俘獲裝置；光學(xué)系統(tǒng)，用于將入射光引導(dǎo)至所述固態(tài)圖像俘獲裝置的圖像俘獲區(qū)；以及信號(hào)處理電路，用于對(duì)通過(guò)所述固態(tài)圖像俘獲裝置獲得的圖像進(jìn)行預(yù)定處理，所述固態(tài)圖像俘獲裝置包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件；電荷轉(zhuǎn)移單元，以不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)，以轉(zhuǎn)移在所述光電轉(zhuǎn)換元件內(nèi)獲得的信號(hào)電荷；以及驅(qū)動(dòng)單元，其提所述的不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖，以驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元，其中所述的不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖采用了第一電平和第二電平；并且，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元采用了不少于三相的多相驅(qū)動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元，從而使所述第一電平周期每次僅存在于一相內(nèi)，并按照轉(zhuǎn)移方向的順序輸出對(duì)應(yīng)的第一電平電壓。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種固態(tài)圖像俘獲裝置的驅(qū)動(dòng)方法，所述固態(tài)圖像俘獲裝置包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件；以及電荷轉(zhuǎn)移單元，以采用了第一電平和第二電平的不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)，以轉(zhuǎn)移在所述光電轉(zhuǎn)換元件內(nèi)獲得的信號(hào)電荷，所述方法包括的步驟有采用不少于三相的多相驅(qū)動(dòng)；以及驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元，從而使所述第一電平周期每次僅存在于一相內(nèi)，并按照轉(zhuǎn)移方向的順序輸出對(duì)應(yīng)的第一電平電壓。
此外，就根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的配置而言，在基于輸入脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí)，將波形整形處理單元配置為對(duì)輸入脈沖信號(hào)執(zhí)行預(yù)定波形整形處理，脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元監(jiān)視負(fù)載上產(chǎn)生的脈沖輸出信號(hào)，并控制波形整形處理單元處的調(diào)節(jié)量，從而使脈沖輸出信號(hào)的諸如延遲量的變換特性和變化特性表現(xiàn)出預(yù)定特性。
換言之，監(jiān)視在負(fù)載上產(chǎn)生的實(shí)際工作狀態(tài)下的脈沖輸出信號(hào)，并執(zhí)行反饋控制，從而使脈沖輸出信號(hào)的變換特性變?yōu)轭A(yù)定特性。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，能夠防止在長(zhǎng)時(shí)曝光周期等周期內(nèi)產(chǎn)生熱點(diǎn)，由此防止圖像的劣化。
此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，能夠?qū)崿F(xiàn)防止串?dāng)_和速度增大，同時(shí)保持多相本來(lái)的優(yōu)點(diǎn)，例如處理電荷量的提高，以及在幅度降低的影響下降低電功率等。
此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，監(jiān)視實(shí)際工作狀態(tài)下的脈沖輸出信號(hào)，并執(zhí)行反饋控制，從而使脈沖輸出信號(hào)的變換特性變?yōu)轭A(yù)定特性，因而即使存在負(fù)載特性的各自不規(guī)則性、驅(qū)動(dòng)特性的各自不規(guī)則性或環(huán)境波動(dòng)，也能夠獲得恒定變換特性。
在采用具有適中的變換特性的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí)，能夠在不受負(fù)載電容的制造不規(guī)則性、驅(qū)動(dòng)裝置的制造不規(guī)則性和環(huán)境波動(dòng)的影響的情況下，實(shí)現(xiàn)以適當(dāng)?shù)南辔谎舆t量和適當(dāng)?shù)膬A斜特性進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。


圖1A和圖1B是示出了具有公共垂直型溢漏構(gòu)造的固態(tài)圖像俘獲裝置中用于執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換的光接收部分的電勢(shì)分布的示意圖；圖2是示出了一固態(tài)圖像俘獲裝置的示意性構(gòu)造的示意圖，在所述固態(tài)圖像俘獲裝置上安裝了基礎(chǔ)基板偏壓置位電路；圖3是用于說(shuō)明由第三電子引起的發(fā)光現(xiàn)象的示意圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的固態(tài)圖像俘獲裝置的構(gòu)造實(shí)例的示意圖；圖5是示出了根據(jù)本實(shí)施例的圍繞傳感器單元的基板深度方向的構(gòu)造的截面圖；圖6是示出了根據(jù)本實(shí)施例的基板偏壓控制電路的第一構(gòu)造實(shí)例的電路圖；圖7是示出了根據(jù)本實(shí)施例的基板偏壓控制電路的第二構(gòu)造實(shí)例的電路圖；圖8是示出了根據(jù)本實(shí)施例的基板偏壓控制電路的第三構(gòu)造實(shí)例的電路圖；圖9是圖8中的電路的時(shí)序圖；圖10是示出了根據(jù)本實(shí)施例的基板偏壓控制電路的第四構(gòu)造實(shí)例的電路圖；圖11是圖10中的電路的時(shí)序圖；圖12是示出了根據(jù)本實(shí)施例的基板偏壓控制電路的第五構(gòu)造實(shí)例的電路圖；圖13是采用根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像俘獲裝置作為圖像俘獲裝置的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的照相機(jī)的示意性構(gòu)造圖；圖14是示出了二相驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)實(shí)例的示意圖；圖15是示出了三相驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)實(shí)例的示意圖；圖16是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的固態(tài)圖像俘獲裝置的構(gòu)造實(shí)例的示意圖；圖17是根據(jù)本實(shí)施例的三相驅(qū)動(dòng)方法的對(duì)轉(zhuǎn)移電極的脈沖供應(yīng)狀態(tài)的簡(jiǎn)化截面圖；
圖18是示出了根據(jù)本實(shí)施例的水平轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的等效電路的示意圖；圖19是示出了根據(jù)本實(shí)施例的水平轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各脈沖的時(shí)序關(guān)系的示意圖；圖20是示出了根據(jù)本實(shí)施例的三相驅(qū)動(dòng)方法的驅(qū)動(dòng)定時(shí)和與之對(duì)應(yīng)的電勢(shì)變換狀態(tài)的示意圖；圖21是示出了根據(jù)本實(shí)施例的四相驅(qū)動(dòng)方法的驅(qū)動(dòng)定時(shí)和與之對(duì)應(yīng)的電勢(shì)變換狀態(tài)的示意圖；圖22是用于說(shuō)明二相驅(qū)動(dòng)方法的功耗的示意圖；圖23是用于說(shuō)明根據(jù)本實(shí)施例的三相驅(qū)動(dòng)方法的功耗的示意圖；圖24是用于說(shuō)明根據(jù)本實(shí)施例的四相驅(qū)動(dòng)方法的功耗的示意圖；圖25是示出了圖像俘獲裝置的一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造示意圖，所述圖像俘獲裝置起著根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電子設(shè)備的一個(gè)實(shí)例的作用。
圖26是示出了圖25所示的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的四種類型的垂直轉(zhuǎn)移電極1012的布局構(gòu)造的一個(gè)實(shí)例的示意圖；圖27A到圖27C是用于說(shuō)明垂直驅(qū)動(dòng)器的等效電路與CCD固態(tài)圖像俘獲裝置之間的關(guān)系的示意圖；圖28是說(shuō)明垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV的階躍響應(yīng)的示意圖；圖29是示出了驅(qū)動(dòng)定時(shí)的時(shí)序圖，將用于驅(qū)動(dòng)圖25所示的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置的互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用于所述驅(qū)動(dòng)定時(shí)；圖30是示出了驅(qū)動(dòng)定時(shí)的時(shí)序圖，將用于驅(qū)動(dòng)圖25所示的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置的互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用于所述驅(qū)動(dòng)定時(shí)；圖31A到圖31C是用于說(shuō)明垂直驅(qū)動(dòng)器的等效電路與CCD固態(tài)圖像俘獲裝置之間的關(guān)系的示意圖；圖32A和圖32B是說(shuō)明能夠采用垂直驅(qū)動(dòng)器降低瞬變速度的原理的示意圖；圖33是示出了脈沖驅(qū)動(dòng)裝置的整體示意性構(gòu)造實(shí)例的示意圖，所述脈沖驅(qū)動(dòng)裝置具有對(duì)脈沖驅(qū)動(dòng)波形的反饋控制整形功能；圖34A和圖34B是說(shuō)明圖33所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器的操作的時(shí)序圖(尤其關(guān)注相位延遲量)；圖35A和圖35B是描述圖33所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器的操作的時(shí)序圖(尤其關(guān)注變換時(shí)的傾斜特性)；
圖36是說(shuō)明圖33所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器的用于容抗負(fù)載驅(qū)動(dòng)的詳細(xì)構(gòu)造實(shí)例的示意圖；圖37是說(shuō)明圖36中的脈沖驅(qū)動(dòng)器的操作的時(shí)序圖；圖38是說(shuō)明圖33所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器的用于感抗負(fù)載驅(qū)動(dòng)的詳細(xì)構(gòu)造實(shí)例的示意圖；圖39是說(shuō)明圖38中的脈沖驅(qū)動(dòng)器的操作的時(shí)序圖；圖40是說(shuō)明圖33所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器的構(gòu)造實(shí)例的示意圖，其尤其關(guān)注相位延遲調(diào)節(jié)單元和通過(guò)速率(through rate)調(diào)節(jié)單元的詳細(xì)構(gòu)造；圖41是說(shuō)明圖40中的脈沖驅(qū)動(dòng)器的操作的時(shí)序圖；圖42是說(shuō)明另一構(gòu)造實(shí)例(圖41所示構(gòu)造的變型)的示意圖，其尤其關(guān)注圖33所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器的相位延遲調(diào)節(jié)單元和通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元的詳細(xì)構(gòu)造；圖43是說(shuō)明一構(gòu)造實(shí)例的示意圖，其尤其關(guān)注圖33所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器的脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元的詳細(xì)構(gòu)造；圖44A到44C是說(shuō)明圖43中的脈沖驅(qū)動(dòng)器的操作的時(shí)序圖；圖45是示出了第一構(gòu)造實(shí)例的示意圖，在所述第一構(gòu)造實(shí)例中，將脈沖驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用于垂直驅(qū)動(dòng)器；圖46是示出了第二構(gòu)造實(shí)例的示意圖，在所述第二構(gòu)造實(shí)例中，將脈沖驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用于垂直驅(qū)動(dòng)器；圖47是示出了第三構(gòu)造實(shí)例的示意圖，在所述第三構(gòu)造實(shí)例中，將脈沖驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用于垂直驅(qū)動(dòng)器；圖48是示出了第四構(gòu)造實(shí)例的示意圖，在所述第四構(gòu)造實(shí)例中，將脈沖驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用于垂直驅(qū)動(dòng)器；以及圖49A和圖49B是描述現(xiàn)有圖像俘獲裝置的配置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的固態(tài)圖像俘獲裝置的構(gòu)造實(shí)例的示意圖。
這里給出的根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像俘獲裝置10的例子示出了(例如)根據(jù)行間轉(zhuǎn)移(IT)法的CCD面積傳感器的應(yīng)用實(shí)例。
沿列(垂直)方向和行(水平)方向按照矩陣形式排列圖4中的固態(tài)圖像俘獲裝置10。圖像俘獲區(qū)14由多個(gè)傳感器單元(光電轉(zhuǎn)換元件)11和多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器12構(gòu)成，所述傳感器單元用于將入射光轉(zhuǎn)化為電荷量對(duì)應(yīng)于其光量的信號(hào)電荷，并存儲(chǔ)所述電荷，將所述垂直轉(zhuǎn)移寄存器提供給這些傳感器單元11的每一垂直列，從而垂直轉(zhuǎn)移通過(guò)讀出柵部分(未示出)從各傳感器單元11讀出的信號(hào)電荷。
就這一圖像俘獲區(qū)14而言，傳感器單元11，例如，由PN結(jié)光二極管構(gòu)成。
通過(guò)施加至讀出柵部分12的讀出脈沖XSG讀出存儲(chǔ)在傳感器單元11內(nèi)的信號(hào)電荷，在下文中將對(duì)讀出脈沖XSG予以說(shuō)明。
由(例如)四相垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘ΦV1到ΦV4對(duì)垂直CCD 13進(jìn)行轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)，垂直CCD 13在水平消隱期的一部分內(nèi)沿垂直方向按順序每次轉(zhuǎn)移一部分讀出信號(hào)電荷，所述的一部分讀出信號(hào)電荷對(duì)應(yīng)于一個(gè)掃描行(一行)。
就垂直CCD 13而言，起著第一相和第三相作用的轉(zhuǎn)移電極還起著讀出柵部分12的柵電極的作用。因此，在四相垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘ΦV1到ΦV4中，將起著第一相作用的轉(zhuǎn)移脈沖ΦV1和起著第三相作用的轉(zhuǎn)移脈沖ΦV3設(shè)為采用低電平、中電平和高電平的三個(gè)值，起著第三值作用的高電平脈沖變成了提供給讀出柵部分12的讀出脈沖XSG。
在圖中將水平CCD 15設(shè)置在圖像俘獲區(qū)14的下側(cè)。依次將相對(duì)于一行的信號(hào)電荷從多個(gè)垂直CCD 13轉(zhuǎn)移到這一水平CCD 15。
例如，以二相水平轉(zhuǎn)移時(shí)鐘ΦH1和ΦH2對(duì)水平CCD 15進(jìn)行轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)，水平CCD 15在跟隨水平消隱期的水平掃描周期內(nèi)沿水平方向順次轉(zhuǎn)移信號(hào)電荷，所述信號(hào)電荷相當(dāng)于從多個(gè)垂直CCD 13轉(zhuǎn)移的一行。
水平CCD 15的轉(zhuǎn)移目的地(destination)的端部設(shè)有(例如)電荷電壓轉(zhuǎn)換單元16，所述電荷電壓轉(zhuǎn)換單元16具有浮動(dòng)擴(kuò)散放大器構(gòu)造。
電荷電壓轉(zhuǎn)換單元16依次將由水平CCD 15水平轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，并將其輸出。這一電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)輸出電路(未示出)，隨后從輸出端子17輸出至外部，所述輸出為對(duì)應(yīng)于來(lái)自物體的光的入射量的CCD輸出。
在半導(dǎo)體基板(下文簡(jiǎn)稱基板)18上形成上述傳感器單元11、讀出柵部分12、垂直CCD 13、水平CCD 15和電荷電壓轉(zhuǎn)換單元16等。由此構(gòu)造出了采用行間轉(zhuǎn)移法的CCD圖像俘獲裝置10。
用于驅(qū)動(dòng)CCD圖像俘獲裝置10的四相垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘ΦV1到ΦV4和二相水平轉(zhuǎn)移時(shí)鐘ΦH1和ΦH2是由定時(shí)發(fā)生電路19生成的。
通過(guò)形成于基板上的端子(焊盤)22-1到22-4將四相垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘ΦV1到ΦV4提供給垂直CCD 13。通過(guò)端子23-1和23-2將二相水平轉(zhuǎn)移時(shí)鐘ΦH1和ΦH2提供給水平CCD 15。
除了這些轉(zhuǎn)移時(shí)鐘外，定時(shí)發(fā)生電路19還生成其他各種類型的定時(shí)信號(hào)，例如用于推掃存儲(chǔ)在傳感器單元11內(nèi)的信號(hào)電荷的快門脈沖ΦSUB。
此外，在基板18上形成偏壓發(fā)生電路20，其生成用于對(duì)基板18進(jìn)行偏置的偏壓(下文稱為基板偏壓)Vsub。
通過(guò)構(gòu)成箝位電路21的NPN晶體管Q11將由這一偏壓發(fā)生電路20產(chǎn)生的基板偏壓Vsub施加至基板18。在下文中將對(duì)基板偏壓Vsub的作用予以詳細(xì)說(shuō)明。此外，在基板18上形成連接端子24和26。
將晶體管Q11的基極連接至偏壓發(fā)生電路20的輸出，將其發(fā)射極連接至端子24，由其集電極將基板偏壓Vsub提供給基板18。
通過(guò)基板端子24將晶體管Q11的發(fā)射極連接至電阻元件R11的一端，將電阻元件R11的另一端連接至地GND(參考電勢(shì))，將其集電極連接至電源電勢(shì)VDD。
將端子24與電阻元件R11的一端之間的連接點(diǎn)(節(jié)點(diǎn))ND11連接至耦合電容器C11的第一電極，將電容器C11的第二電極連接至定時(shí)發(fā)生電路19的快門脈沖ΦSUB的輸出端子。
此外，就本實(shí)施例而言，將端子25連接至晶體管Q11的基極，將端子25連接至基板偏壓控制電路26?；迤珘嚎刂齐娐?6包括基板偏壓調(diào)制功能和用于降低箝位電路21的電流以防止在長(zhǎng)時(shí)曝光模式下產(chǎn)生熱點(diǎn)的控制功能。
在下文中將描述基板偏壓控制電路26的構(gòu)造和功能。
偏壓發(fā)生電路20、箝位電路21、電阻元件R11、電容器C11和基板偏壓控制電路26構(gòu)成了基板偏壓置位電路30。
圖5是示出了傳感器單元11附近沿基板深度方向的構(gòu)造的截面圖。
在圖5中，例如，在N型基板18的表面上形成P型阱區(qū)31。在阱區(qū)31的表面上形成N+型信號(hào)電荷存儲(chǔ)區(qū)32，并在其上進(jìn)一步形成P+型空穴存儲(chǔ)區(qū)33，由此形成具有所謂的HAD(空穴存儲(chǔ)二極管)構(gòu)造的傳感器單元11。
存儲(chǔ)在傳感器單元11內(nèi)的信號(hào)電荷e的電荷量由溢出勢(shì)壘OFB的勢(shì)壘高度決定，所述溢出勢(shì)壘OFB由P型阱區(qū)31構(gòu)成。換言之，這一溢出勢(shì)壘OFB用于確定存儲(chǔ)在傳感器單元11內(nèi)的飽和信號(hào)電荷量Qs，在存儲(chǔ)電荷量超過(guò)這一飽和信號(hào)電荷量Qs的情況下，對(duì)應(yīng)于超過(guò)量的電荷將跨越勢(shì)壘，從而被推掃至基板18一側(cè)。
于是，形成了具有所謂的垂直型溢漏構(gòu)造的傳感器單元11。就垂直型溢漏構(gòu)造而言，基板18起著溢漏的作用。就傳感器單元11而言，飽和信號(hào)電荷量Qs由裝置的S/N特性和垂直CCD 13的處理電荷量等決定，但是制造的不規(guī)則性將導(dǎo)致溢出勢(shì)壘OFB的電勢(shì)的不規(guī)則性。
可以由溢漏偏壓，即上述基板偏壓Vsub控制溢出勢(shì)壘OFB的電勢(shì)。
在傳感器單元11的橫向內(nèi)，經(jīng)由構(gòu)成讀出柵部分12的P型區(qū)34形成N+型信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移區(qū)35和P+型溝道截?cái)喹h(huán)區(qū)36在信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移區(qū)35的下面形成P+型雜質(zhì)散布區(qū)37，其用于防止涂片(smear)部件受到污染。此外，經(jīng)由柵極絕緣膜38在信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移區(qū)35上形成(例如)由多晶硅構(gòu)成的轉(zhuǎn)移電極39，由此形成垂直CCD 13。就轉(zhuǎn)移電極39而言，位于P型區(qū)34之上的部分還起著讀出柵部分12的柵電極的作用。
經(jīng)由層間膜40在垂直CCD 13之上形成Al(鋁)光屏蔽膜41，并使其覆蓋轉(zhuǎn)移電極39。按照傳感器單元11對(duì)這一Al光屏蔽膜41進(jìn)行有選擇的蝕刻清除，光L經(jīng)由通過(guò)這一清除形成的開(kāi)口42從外部射入到傳感器單元11內(nèi)。如上所述，相基板18施加用于確定存儲(chǔ)在傳感器單元11內(nèi)的信號(hào)電荷量，即用于確定溢出勢(shì)壘OFB的電勢(shì)的基板偏壓Vsub。
考慮到與各裝置的制造不規(guī)則性伴生的傳感器單元11內(nèi)的溢出勢(shì)壘OFB的電勢(shì)不規(guī)則性，針對(duì)圖4所示的基板偏壓發(fā)生電路20中的每一芯片，將基板偏壓Vsub設(shè)為最適當(dāng)?shù)闹?，在晶體管Q11內(nèi)所述基板偏壓Vsub將受到阻抗變換，其后被提供至基板18。
如上所述，這一晶體管Q11也連同基板偏壓發(fā)生電路20一起形成于基板18上。
另一方面，在進(jìn)行電子快門操作時(shí)由定時(shí)發(fā)生電路19產(chǎn)生的快門脈沖ΦSUB在電容器C11內(nèi)受到直流剪切，隨后將其通過(guò)端子24施加至晶體管Q11的發(fā)射極。
如上所述，晶體管Q11構(gòu)成了箝位電路21，其用于將快門脈沖ΦSUB的低電平箝定為基板偏壓Vsub的直流電平。
在下文中將對(duì)基板偏壓控制電路26的構(gòu)造實(shí)例予以說(shuō)明。如下所述的外部基板偏壓控制電路具有防止產(chǎn)生熱點(diǎn)的功能單元。
圖6是示出了根據(jù)本實(shí)施例的基板偏壓控制電路的第一構(gòu)造實(shí)例的電路圖。
圖6中的基板偏壓控制電路26A包括NPN晶體管Q21、PNP晶體管Q22、電阻元件R21、R22和R23、二極管D21和電容器C21。
將晶體管Q21的發(fā)射極連接至地GND，將其基極連接至電阻元件R21的一端，將電阻元件R21的另一端連接至基板電壓控制信號(hào)VsubCont的輸入端子，將晶體管Q21的集電極連接至電阻元件R22的一端。將電阻元件R22的另一端連接至晶體管Q22的基極、基板端子25和電容器C21的第一電極，將電容器C22的第二電極連接至地GND。
將晶體管Q22的集電極連接至地GND，將其發(fā)射極連接至電阻元件R23的一端和二極管D21的陽(yáng)極，將電阻元件R23的另一端連接至電源電勢(shì)VDD。將二極管D21的陰極連接至基板端子24(節(jié)點(diǎn)ND11)。
在這些部件當(dāng)中，晶體管Q22、電阻元件R23和二極管D21構(gòu)成了內(nèi)置箝位電路21的電流降低部分261。
就基板偏壓控制電路26A而言，通過(guò)電阻元件R21將從外部提供的基板電壓控制信號(hào)VsubCont施加至晶體管Q21的基極。
如上所述，將這一晶體管Q21的發(fā)射極接地，將其集電極通過(guò)電阻元件R22連接至端子25。端子25與雙極晶體管Q11的基極連接。晶體管Q21以及電阻元件R21和R22構(gòu)成了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)262，其用于在基板電壓控制信號(hào)VsubCont的基礎(chǔ)上使基板偏壓Vsub暫時(shí)降低。
具體而言，就這一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)262而言，當(dāng)基板電壓控制信號(hào)VsubCont為低電平時(shí)，晶體管Q21處于截止?fàn)顟B(tài)，從而通過(guò)晶體管Q11將基板偏壓發(fā)生電路20內(nèi)產(chǎn)生的基板偏壓Vsub照原樣施加至基板18。
另一方面，當(dāng)基板電壓控制信號(hào)VsubCont變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，雙極晶體管Q21變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，晶體管Q11的基極通過(guò)電阻元件R22接地，因此，降低了基板偏壓發(fā)生電路20內(nèi)產(chǎn)生的基板偏壓Vsub，所降低的電勢(shì)對(duì)應(yīng)于電阻器R22的電阻值。
在其內(nèi)內(nèi)置了CCD的構(gòu)成基板偏壓置位電路30的箝位裝置為諸如本實(shí)施例所示的NPN晶體管(或PN二極管)時(shí)，電流降低部分261控制Vsub與中間輸出Csub之間的差值小于晶體管Q11的VF(基極與發(fā)射極之間的電壓)。
具體而言，將PNP晶體管Q22的射極跟隨器電路構(gòu)造為用于提高電壓的預(yù)驅(qū)動(dòng)器(pre-driver)，并將其輸入(基極)連接至中間輸出Csub端子25。
將負(fù)載電阻元件R23設(shè)為相當(dāng)于其內(nèi)內(nèi)置了CCD的偏置電路的中間輸出Csub的輸出阻抗，由此可以保持負(fù)載對(duì)各種變化的耐受性。
將這一預(yù)驅(qū)動(dòng)器輸出預(yù)PN二極管D21連接，將其N側(cè)連接至CCD的Vsub端子24。
因而，平衡了PNP晶體管Q22的基極與發(fā)射極之間的電壓VBE和PN二極管D21的正向電壓Vf，中間輸出Csub的電壓通常與基板偏壓Vsub保持一致，其防止了電流流入內(nèi)置箝位電路21，還防止了產(chǎn)生熱點(diǎn)。
圖7是示出了根據(jù)本實(shí)施例的基板偏壓控制電路的第二構(gòu)造實(shí)例的電路圖。
圖7中的第二構(gòu)造實(shí)例與圖6中的第一構(gòu)造實(shí)例之間的差異在于，將用于VBE校正的電阻元件R24連接于PNP晶體管Q22的基極和地GND之間。
就第一構(gòu)造實(shí)例而言，可以觀察到基板偏壓Vsub提高了。
因此，就第二構(gòu)造實(shí)例而言，采用了偏壓發(fā)生電路20的輸出阻抗Zo，并且將負(fù)載電阻元件R24連接至中間輸出Csub，由此提供用于降低Vsub電壓的電路。
換言之，就第二構(gòu)造實(shí)例而言，在內(nèi)部箝位裝置的輸入電壓端子中間輸出Csub內(nèi)插入負(fù)載電路(裝置)，其相當(dāng)于預(yù)驅(qū)動(dòng)器的電壓的增大，由此降低電壓，從而使起著其輸出作用的基板電壓Vsub返回至初始設(shè)定值。
圖8是示出了根據(jù)本實(shí)施例的基板偏壓控制電路的第三構(gòu)造實(shí)例的電路圖。
圖8中的第三構(gòu)造實(shí)例與圖6中的第一構(gòu)造實(shí)例之間的區(qū)別在于，在電阻元件R23的另一端與電源電勢(shì)VDD之間提供起著開(kāi)關(guān)作用的PNP晶體管Q23，并提供控制電路2611，其用于僅當(dāng)處于長(zhǎng)時(shí)曝光模式時(shí)導(dǎo)通起著開(kāi)關(guān)作用的這一晶體管Q23，從而激勵(lì)電流降低部分261C。
控制電路2611包括NPN晶體管Q24以及電阻元件R25和R26。
將晶體管Q24的發(fā)射極連接至地GND，將其基極連接至電阻元件R25的一端，將電阻元件R25的另一端連接至長(zhǎng)時(shí)曝光信號(hào)開(kāi)關(guān)SW的輸入端子，將晶體管Q24的集電極連接至電阻元件R26的一端。將電阻元件R26的另一端連接至晶體管Q24的基極。
圖9是圖7中的電路的時(shí)序圖。在圖9中，(A)示出了機(jī)械快門的操作狀態(tài)，(B)示出了電子快門脈沖ΦSUB，(C)示出了垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘ΦV，(E)示出了長(zhǎng)時(shí)曝光信號(hào)SW。
例如，在顧慮功耗增大的情況下，采用第三構(gòu)造實(shí)例，從而惟獨(dú)在長(zhǎng)時(shí)曝光周期內(nèi)激勵(lì)外部電路。
將NPN開(kāi)關(guān)晶體管Q24連接至充當(dāng)外部預(yù)驅(qū)動(dòng)器的PNP射極跟隨器的接地部分，同時(shí)還采用電平移動(dòng)電路執(zhí)行邏輯電平的控制，由此與長(zhǎng)時(shí)曝光信號(hào)SW的轉(zhuǎn)換時(shí)序同步僅在機(jī)械快門曝光周期內(nèi)激勵(lì)外部電路。
換言之，就第三構(gòu)造實(shí)例而言，在包括長(zhǎng)時(shí)曝光周期的不施加基板脈沖的周期內(nèi)導(dǎo)通開(kāi)關(guān)，由此防止電流流入內(nèi)置箝位晶體管Q11。
就這一第三構(gòu)造實(shí)例而言，在某種程度上增大了電路規(guī)模，但是除了長(zhǎng)時(shí)曝光周期外并未提高電功率，因此，未縮短電池壽命。
在大多數(shù)情況下，在黑暗中執(zhí)行長(zhǎng)時(shí)曝光，因而降低了由外部電路導(dǎo)致的Vsub的增大引發(fā)問(wèn)題的幾率。
然而，但是，如果需要對(duì)這一點(diǎn)予以改進(jìn)，那么可以同時(shí)采用根據(jù)第二構(gòu)造實(shí)例的技術(shù)，其中，在中間輸出Csub內(nèi)插入負(fù)載電阻，或者在長(zhǎng)時(shí)曝光信號(hào)SW的同時(shí)調(diào)制用于Vsub的調(diào)制的最初存在的基板電壓控制信號(hào)VsubCont，由此能夠保持或降低Vsub電壓。
圖10是示出了根據(jù)本實(shí)施例的基板偏壓控制電路的第四構(gòu)造實(shí)例的電路圖。
圖11是圖10中的電路的時(shí)序圖。在圖11中，(A)示出了機(jī)械快門的操作狀態(tài)，(B)示出了電子快門脈沖ΦSUB，(C)示出了垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘ΦV，(E)示出了長(zhǎng)時(shí)曝光信號(hào)SW。
就第四構(gòu)造實(shí)例而言，關(guān)于改善電路規(guī)模和電能消耗二者的方法，采用了一種利用垂直CCD驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的方法。
就采用了長(zhǎng)時(shí)曝光信號(hào)SW這一點(diǎn)而言，第四構(gòu)造實(shí)例與第三構(gòu)造實(shí)例相同(但是反轉(zhuǎn)了極性)，但是第四構(gòu)造實(shí)例采用了利用大幅度時(shí)鐘導(dǎo)通/截止的(例如)介質(zhì)壓縮MOS型開(kāi)關(guān)元件31，而不是采用外部預(yù)驅(qū)動(dòng)器和外部箝位二極管。
在就垂直CCD驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器40而言，最初保留了一個(gè)溝道的情況下，唯一需要做的就是添加MOS開(kāi)關(guān)元件31，并且使MOS開(kāi)關(guān)31即使在長(zhǎng)時(shí)曝光周期內(nèi)也導(dǎo)通，因此，幾乎沒(méi)有增大作為低功率的直流功率。
然而，必須確保MOS元件31的閾值電壓Vgs(柵極和源極之間的電壓)，在Vsub給定值接近電源電壓VDD的情況下，存在Vgs可能不足的問(wèn)題。
在這種情況下，在開(kāi)始曝光的同時(shí)調(diào)制基板電壓控制信號(hào)VsubCont，由此能夠降低源極電壓Vs，從而使電壓Vgs獲得增益。
圖12是示出了根據(jù)本實(shí)施例的基板偏壓控制電路的第五構(gòu)造實(shí)例的電路圖。
圖12中的第五構(gòu)造實(shí)例與圖10中的第四構(gòu)造實(shí)例之間的區(qū)別在于，在MOS開(kāi)關(guān)31的源極和地GND之間提供NPN開(kāi)關(guān)晶體管Q25，將利用逆變器32反轉(zhuǎn)長(zhǎng)時(shí)曝光信號(hào)SW獲得的信號(hào)施加至晶體管Q25的基極。
在這種情況下，在開(kāi)始曝光的同時(shí)降低源極電壓Vs，由此能夠使電壓Vgs獲得增益。
如上所述，提供了一種基板偏壓控制電路，例如如第一到第五構(gòu)造實(shí)例所示，憑借其能夠獲得下述優(yōu)點(diǎn)
1.能夠徹底防止在長(zhǎng)時(shí)曝光時(shí)產(chǎn)生熱載流子和熒光，其消除了在黑暗中俘獲固定圖形圖像的必要性，由此提高了照相機(jī)的響應(yīng)。
2.隨著特定長(zhǎng)周期內(nèi)的響應(yīng)的提高，即使在黑暗中執(zhí)行固定圖形的差值俘獲時(shí)，也能夠提高其精確度，以降低殘留的熱點(diǎn)噪聲。所述殘留的噪聲是由長(zhǎng)周期內(nèi)的溫度漂移等引起的。
3.能夠改善快門拍攝(Bulb shooting)以及任意曝光周期內(nèi)拍攝的圖像(取消了差異校正)等。
圖13是采用根據(jù)本實(shí)施例的具有上述構(gòu)造的固態(tài)圖像俘獲裝置作為圖像俘獲裝置的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的照相機(jī)的示意性構(gòu)造圖。
在圖13的照相機(jī)50中，來(lái)自物體(未示出)的光通過(guò)諸如透鏡51和機(jī)械快門52的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)入CCD固態(tài)設(shè)備53的圖像俘獲區(qū)。機(jī)械快門52用于阻擋光進(jìn)入CCD固態(tài)圖像俘獲裝置的圖像俘獲區(qū)，并決定曝光周期。
就CCD固態(tài)圖像俘獲裝置53而言，采用了根據(jù)上述實(shí)施例(圖4)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置。
采用CCD驅(qū)動(dòng)電路54驅(qū)動(dòng)這一CCD固態(tài)圖像俘獲裝置53，所述CCD驅(qū)動(dòng)電路54包括上述定時(shí)發(fā)生電路19、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等。
在作為下一級(jí)的信號(hào)處理電路55內(nèi)對(duì)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置53的輸出信號(hào)進(jìn)行各種類型的信號(hào)處理，例如自動(dòng)白平衡調(diào)整等，隨后將其作為圖像俘獲信號(hào)引至外部。系統(tǒng)控制器56執(zhí)行機(jī)械快門52的開(kāi)啟/關(guān)閉控制、CCD驅(qū)動(dòng)電路54的控制、信號(hào)處理電路55的控制等。
就這一照相機(jī)50而言，首先，在按下快門(未示出)時(shí)，響應(yīng)于此產(chǎn)生觸發(fā)脈沖TRIG，其脈沖寬度為幾毫秒，在其周期內(nèi)將產(chǎn)生幾個(gè)快門脈沖ΦSUB，因而所有的傳感器單元11的信號(hào)電荷將被推掃到基板18上。接下來(lái)，在某一曝光周期過(guò)去之后，機(jī)械快門52關(guān)閉，之后，例如，變換至所有像素的讀取周期，其中利用幀讀出器讀出所有像素的信號(hào)電荷。
就這一所有像素讀取周期而言，首先，通過(guò)垂直CCD 13的高速轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)推掃垂直CCD 13內(nèi)的電荷。接下來(lái)，與垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘ΦV1上的讀出脈沖XSG的上升沿同步，讀出第一區(qū)段(field)內(nèi)的每一像素的信號(hào)電荷。在讀出了第一區(qū)段內(nèi)的信號(hào)電荷之后，再次通過(guò)高速轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)推掃垂直CCD 13內(nèi)的電荷，接下來(lái)，與垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘ΦV3上的讀出脈沖XSG的上升沿同步，讀出第二區(qū)段的每一像素的信號(hào)電荷。
接下來(lái)，打開(kāi)機(jī)械快門52，并變換至高速圖像俘獲周期。就這一高速圖像俘獲周期而言，執(zhí)行各種類型的自動(dòng)控制，例如，在監(jiān)視器上反映被俘獲的圖像的監(jiān)視、通過(guò)控制光圈(未示出)的張開(kāi)程度調(diào)整曝光的自動(dòng)光圈控制、通過(guò)控制在透鏡51的光軸方向內(nèi)的位置調(diào)整焦點(diǎn)的自動(dòng)聚焦控制、調(diào)整白平衡的自動(dòng)白平衡控制等。
此外，在執(zhí)行長(zhǎng)曝光模式時(shí)，就基板偏壓控制電路26的電流降低部分261而言，在構(gòu)成基板偏壓設(shè)定電路30的內(nèi)置了CCD的箝位電路21為諸如本實(shí)施例所示的NPN晶體管(或PN二極管)時(shí)，執(zhí)行控制，使得Vsub的中間輸出Csub與晶體管Q11的VF(基極與發(fā)射極之間的電壓)之間的差值小。
因而，校正了PNP晶體管Q22的基極與發(fā)射極之間的電壓VBE，平衡了PN二極管D21的正向電壓Vf，中間輸出Csub的電壓幾乎與基板偏壓Vsub保持一致，其防止了電流流入內(nèi)置箝位電路21，還防止了產(chǎn)生熱點(diǎn)。
這里的照相機(jī)采用了上述包括基板偏壓控制電路的固態(tài)圖像俘獲裝置，因而能夠在長(zhǎng)時(shí)曝光時(shí)徹底防止熱載流子和熒光的產(chǎn)生，其消除了在黑暗中俘獲固定圖形圖像的必要性，由此提高了照相機(jī)的響應(yīng)。
此外，隨著特定長(zhǎng)周期內(nèi)的響應(yīng)的提高，即使在黑暗中執(zhí)行固定圖形的差值俘獲時(shí)，也能夠提高其精確度，以降低殘留的熱點(diǎn)噪聲。
此外，能夠改善在任意曝光周期內(nèi)拍攝時(shí)獲得的圖像(取消了差異校正)，例如快門拍攝(bulb shooting)時(shí)的圖像。
圖16是示出了根據(jù)本發(fā)明的本實(shí)施例的固態(tài)圖像俘獲裝置的構(gòu)造實(shí)例的示意圖。
根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像俘獲裝置10處于(例如)根據(jù)行間轉(zhuǎn)移法應(yīng)用CCD傳感器的情況。
沿列(垂直)方向和行(水平)方向按照矩陣形式排列圖16中的固態(tài)圖像俘獲裝置10。圖像俘獲區(qū)113由多個(gè)傳感器單元(光電轉(zhuǎn)換元件)11和多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器112構(gòu)成，所述傳感器單元用于將入射光轉(zhuǎn)化為電荷量對(duì)應(yīng)于其光量的信號(hào)電荷，并存儲(chǔ)所述電荷，將所述垂直轉(zhuǎn)移寄存器提供給這些感傳器單元11的每一垂直列，從而垂直轉(zhuǎn)移通過(guò)讀出柵部分(未示出)從各感傳器單元11讀出的信號(hào)電荷。
就這一圖像俘獲區(qū)113而言，傳感器單元11，例如，由PN結(jié)光二極管構(gòu)成。
由(例如)四相垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV1到ΦV4對(duì)垂直轉(zhuǎn)移寄存器112進(jìn)行轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)，垂直轉(zhuǎn)移寄存器112在水平消隱期的一部分內(nèi)沿垂直方向按順序每次轉(zhuǎn)移一部分從各傳感器單元11讀出的信號(hào)電荷，所述的一部分信號(hào)電荷對(duì)應(yīng)于一個(gè)掃描行(一行)。
在圖中，將水平水平轉(zhuǎn)移寄存器114設(shè)置在圖像俘獲區(qū)113的下側(cè)。將相對(duì)于一行的信號(hào)電荷從多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器112的每一個(gè)順次轉(zhuǎn)移至這一水平轉(zhuǎn)移寄存器114。
以三相水平轉(zhuǎn)移脈沖(驅(qū)動(dòng)脈沖)HΦ1、HΦ2和HΦ3以及最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1對(duì)水平轉(zhuǎn)移寄存器114進(jìn)行轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)，水平轉(zhuǎn)移寄存器114在跟隨水平消隱期的水平掃描周期內(nèi)沿水平方向順次轉(zhuǎn)移信號(hào)電荷，所述信號(hào)電荷相當(dāng)于從多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器112轉(zhuǎn)移的一行。
水平轉(zhuǎn)移脈沖(驅(qū)動(dòng)脈沖)HΦ1、HΦ2和HΦ3以及最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1為驅(qū)動(dòng)脈沖，其采取了第一電平(本實(shí)施例中為低電平)和第二電平(本實(shí)施例中為高電平)。
注意，這里，示出了三相驅(qū)動(dòng)方法作為例子，但是本發(fā)明也適用于除了三相以外的多相驅(qū)動(dòng)(四相等)。
就水平轉(zhuǎn)移寄存器114的構(gòu)造而言，可以采用用于垂直轉(zhuǎn)移寄存器等的三相驅(qū)動(dòng)構(gòu)造。例如，由起著驅(qū)動(dòng)單元作用的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器115生成四相垂直轉(zhuǎn)移脈沖VΦ1到VΦ4、三相水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1到HΦ3以及最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1等。
例如，水平轉(zhuǎn)移寄存器114的轉(zhuǎn)移目的地一側(cè)的端部設(shè)有(例如)電荷探測(cè)單元116，所述電荷探測(cè)單元116具有浮動(dòng)擴(kuò)散放大器構(gòu)造。
電荷探測(cè)單元116由浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)(FD)118、復(fù)位漏極(RD)119和復(fù)位柵極(RG)120構(gòu)成，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)118用于存儲(chǔ)通過(guò)水平輸出柵部分117從水平轉(zhuǎn)移寄存器114提供的信號(hào)電荷，復(fù)位漏極119用于釋放信號(hào)電荷，復(fù)位柵極120設(shè)置于浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)118和復(fù)位漏極119之間。
就這一電荷探測(cè)單元116而言，利用信號(hào)電荷的探測(cè)周期，向復(fù)位漏極119施加預(yù)定的復(fù)位漏電壓VRD，向復(fù)位柵極120施加復(fù)位脈沖RGΦ。
接下來(lái)，將存儲(chǔ)在浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)118內(nèi)的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)化信號(hào)電壓，并將其作為輸出信號(hào)CCDout經(jīng)由輸出電路121引至，例如，未示出的CDS(相關(guān)二次抽樣)電路。
在下文中將對(duì)由水平轉(zhuǎn)移寄存器114、復(fù)位柵極120等構(gòu)成的根據(jù)本實(shí)施例的電荷轉(zhuǎn)移裝置的水平轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)予以詳細(xì)說(shuō)明。
圖17是根據(jù)本實(shí)施例的三相驅(qū)動(dòng)方法的對(duì)轉(zhuǎn)移電極的脈沖供應(yīng)狀態(tài)的簡(jiǎn)化截面圖。
圖18是示出了根據(jù)本實(shí)施例的水平轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的等效電路的示意圖。
圖19是示出了根據(jù)本實(shí)施例的水平轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各脈沖的時(shí)序關(guān)系的示意圖。在圖19中，(A)示出了水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1(第一相轉(zhuǎn)移脈沖)，(B)示出了水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2(第二相轉(zhuǎn)移脈沖)，(C)示出了水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3(第三相轉(zhuǎn)移脈沖)，(D)示出了最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1，(E)示出了復(fù)位脈沖RGΦ1，(F)示出了輸出信號(hào)CCDout。
就本實(shí)施例而言，如圖17和圖18所示，從水平輸出柵部分117的柵電極122開(kāi)始按順序排列轉(zhuǎn)移電極123到127。
將柵電極122連接至輸出柵脈沖OG的供應(yīng)線131，將轉(zhuǎn)移電極123和124共同連接至最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1的供應(yīng)線(供應(yīng)線路)132，將轉(zhuǎn)移電極125連接至水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3的供應(yīng)線(供應(yīng)線路)133，將轉(zhuǎn)移電極126連接至水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2的供應(yīng)線(供應(yīng)線路)134，將轉(zhuǎn)移電極127連接至水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1的供應(yīng)線(供應(yīng)線路)135。
就根據(jù)本實(shí)施例的電荷轉(zhuǎn)移裝置而言，采用了三相(或不少于三相的多相驅(qū)動(dòng))驅(qū)動(dòng)方法，其中，對(duì)于每一低電平周期僅有一相，并且沿轉(zhuǎn)移方向按順序輸出其低電壓。
就本實(shí)施例而言，如圖19中的(A)到(C)所示，在水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1處于低電平的周期內(nèi)，使水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2和HΦ3保持高電平。類似地，在水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2處于低電平的周期內(nèi)，使水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1和HΦ3保持高電平。此外，在水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3處于低電平的周期內(nèi)，使水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1和HΦ2保持高電平。
換言之，就三相驅(qū)動(dòng)而言，只將一種水平轉(zhuǎn)移脈沖設(shè)為低電平。出于以下原因使用了這種構(gòu)造。
就通常的多相驅(qū)動(dòng)而言，根據(jù)轉(zhuǎn)移和存儲(chǔ)操作，在至少一個(gè)柵極處于低電平的狀態(tài)下，另一柵極的狀態(tài)變?yōu)檗D(zhuǎn)移，因此存在至少兩個(gè)柵極處于低電平的周期。就這樣的多相順次驅(qū)動(dòng)而言，增大了變換部分，因而用于執(zhí)行信號(hào)抽樣的水平CCD包括串?dāng)_噪聲問(wèn)題。
因此，根據(jù)本實(shí)施例，就多相驅(qū)動(dòng)而言，變換部分發(fā)生重疊，因而對(duì)于水平轉(zhuǎn)移脈沖處于低電平的每一周期僅有一相。
根據(jù)這種配置，降低了變換的數(shù)量，并采用了在信號(hào)抽樣部分無(wú)變換的驅(qū)動(dòng)定時(shí)，由此避免了串?dāng)_噪聲，并且能夠?qū)⒍鄠€(gè)柵極變?yōu)楦唠娖?，由此能夠提高處理電荷量?br> 這時(shí)，沿轉(zhuǎn)移方向按順序使電壓變?yōu)榈碗娖降臇艠O輸出，由此能夠執(zhí)行CCD轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)。
此外，就本實(shí)施例而言，如圖17所示，將處于水平轉(zhuǎn)移的最后一級(jí)的轉(zhuǎn)移電極(柵極)123和124連接至獨(dú)立線路132，并且如圖19中的(D)所示，將施加至最后一級(jí)轉(zhuǎn)移電極(柵極)的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1的占空比設(shè)為50％。
如上所述，就本實(shí)施例而言，變換部分發(fā)生重疊，因而，在水平轉(zhuǎn)移脈沖處于低電平的每一周期內(nèi)僅有一相，但是在這種情況下，如果這一低電平周期變窄，那么由于浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)變窄，無(wú)法確保足夠的轉(zhuǎn)移周期，可能具有降低最后一級(jí)柵極的轉(zhuǎn)移效率的問(wèn)題，因而妨礙的速度的提高。
因此，在要求提高速度的情況下，僅將最后一級(jí)柵極與其他柵極隔開(kāi)，并將施加至這一柵極的最后轉(zhuǎn)移脈沖設(shè)為具有50∶50的占空比，由此能夠確保對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD的轉(zhuǎn)移時(shí)間。
注意，同時(shí)可以采用這樣一種方案，其中，將這一最后一級(jí)配置為具有存儲(chǔ)轉(zhuǎn)移構(gòu)造，這樣，即使前一級(jí)提前變?yōu)楦唠娖?，也能夠防止反向電流流?dòng)。
因而，在必須盡可能確保最后一級(jí)的轉(zhuǎn)移效率和處理電荷量的情況下，僅提高最后一級(jí)的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1的幅度，并使施加至轉(zhuǎn)移級(jí)的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1到HΦ3保持低幅(就多相而言，最開(kāi)始的處理電荷量最大)，由此能夠提供低功率高動(dòng)態(tài)范圍水平寄存器，并且在DSC的活動(dòng)圖像或高靈敏度模式下，易于處理像素的添加。最后一級(jí)變?yōu)榱诵^(qū)域，因而，即使提高了幅度，功耗也小，而且對(duì)速度增大造成的影響也小。
就本實(shí)施例而言，將施加至轉(zhuǎn)移級(jí)的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1到HΦ3的驅(qū)動(dòng)幅度設(shè)為小于最后一級(jí)的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1的驅(qū)動(dòng)幅度。
例如，將復(fù)位脈沖RGΦ1和最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1設(shè)為3.3V左右，將施加至轉(zhuǎn)移級(jí)的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1到HΦ3設(shè)為1.9V左右。
此外，就本實(shí)施例而言，在圖19的(A)到(F)中的虛線<1>所示的周期內(nèi)，形成一種布局，其中，將施加至最后一級(jí)的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1的上升沿trL設(shè)為慢于施加至轉(zhuǎn)移級(jí)的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1的上升沿tr1，并且水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2的上升沿tr2的變換部分重疊到了復(fù)位脈沖RGΦ內(nèi)，由此避免了在P相位抽樣周期內(nèi)產(chǎn)生串?dāng)_噪聲，所述水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2的上升沿tr2面對(duì)水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3的下降沿tf3，水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3施加至比施加至最后一級(jí)柵極的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1靠前一級(jí)的柵極上。
此外，就本實(shí)施例而言，在如圖19中的虛線<2>所示的周期內(nèi)，在施加至最后一級(jí)柵極的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1的下降沿tfL部分處，使水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1的下降沿tf1和水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3的上升沿tr3發(fā)生變換，由此避免對(duì)數(shù)據(jù)相位(D相位)產(chǎn)生串?dāng)_噪聲，其中水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1施加至轉(zhuǎn)移級(jí)，水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3施加至比施加至最后一級(jí)柵極的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1靠前一級(jí)的柵極上。
此外，就本實(shí)施例而言，在如圖19的虛線<3>所示的周期內(nèi)，就施加至在D相位抽樣點(diǎn)發(fā)生變換的轉(zhuǎn)移級(jí)的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1到HΦ3而言，利用了由其互補(bǔ)(complementary)特性導(dǎo)致的抵消效果，由此降低了串?dāng)_噪聲。
就圖19中的<3>所示的例子而言，以互補(bǔ)的方式(并行同步)執(zhí)行水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1的上升沿tr1的上升變換和水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2的下降邊tf的上升變換。
因而，在水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1的上升沿tr1進(jìn)行上升變換時(shí)產(chǎn)生的噪聲與在水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2的下降沿tf2進(jìn)行上升變換時(shí)產(chǎn)生的噪聲相互抵消，由此降低了串?dāng)_噪聲。
圖20是示出了根據(jù)本實(shí)施例的三相驅(qū)動(dòng)方法的驅(qū)動(dòng)定時(shí)和與之對(duì)應(yīng)的電勢(shì)變換狀態(tài)的示意圖。
將參考圖20描述采用了根據(jù)本實(shí)施例的三相驅(qū)動(dòng)方法的水平轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的操作。
就時(shí)間點(diǎn)t1和t2而言，將低電平水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1施加至轉(zhuǎn)移電極127，將高電平水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2施加至轉(zhuǎn)移電極126，將高電平水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3施加至轉(zhuǎn)移電極125，將低電平最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1施加至位于最后一級(jí)的轉(zhuǎn)移電極123和124。這時(shí)，將復(fù)位脈沖RGΦ設(shè)為低電平。
這時(shí)，將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG1存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極125和126的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t5而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1從低電平變換為高電平，與此同時(shí)，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2從高電平變換為低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持低電平。這時(shí)，使復(fù)位脈沖RGΦ保持低電平。
這時(shí)，將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG1僅存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極125的形成位置的區(qū)域內(nèi)，接下來(lái)將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG2僅存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極127的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t6而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1從低電平變換為高電平。這時(shí)，復(fù)位脈沖RGΦ從低電平變換為高電平。接下來(lái)，輸出CCDout變換為比P相位電平更高的電平。
這時(shí)，開(kāi)始將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG1從對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極125的形成位置的區(qū)域轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)于最后一級(jí)電極123的形成位置的區(qū)域。此外，接下來(lái)將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG2存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極127的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t7而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持高電平。這時(shí)，使復(fù)位脈沖RGΦ保持高電平，使輸出CCDout保持高于P相位電平的電平。
這時(shí)，將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG1從對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極125的形成位置的區(qū)域轉(zhuǎn)移并存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)于最后一級(jí)電極123的形成位置的區(qū)域內(nèi)。此外，接下來(lái)將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG2存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極127的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t8而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2從低電平變換為高電平，與此同時(shí)，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3從低電平變換為高電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持高電平。這時(shí)，使復(fù)位脈沖RGΦ保持高電平，使輸出CCDout保持高于P相位電平的電平。
這時(shí)，接下來(lái)將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG1轉(zhuǎn)移并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于最后一級(jí)電極123的形成位置的區(qū)域內(nèi)。此外，接下來(lái)，將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG2存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極127和126的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t9而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持低電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持高電平。這時(shí)，復(fù)位脈沖RGΦ從高電平變換至低電平，輸出CCDout變換至P相位電平。
這時(shí)，接下來(lái)將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG1轉(zhuǎn)移并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于最后一級(jí)電極123的形成位置的區(qū)域內(nèi)。此外，接下來(lái)，將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG2存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極127和126的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t11而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1從高電平變換至低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持高電平，在水平脈沖HΦ1變換至低電平的同時(shí)施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3從低電平變換為高電平，與此同時(shí)，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1從高電平變換至低電平。這時(shí)，復(fù)位脈沖RGΦ保持低電平，輸出CCDout從P相位電平變換至D相位電平。
這時(shí)，將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG1轉(zhuǎn)移并存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)于超出充當(dāng)輸出柵的電極122的位置的區(qū)域內(nèi)。此外，接下來(lái)，將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG2存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極126和125的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
此外，就時(shí)間點(diǎn)t14而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1從低電平變換為高電平，與此同時(shí)，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2從高電平變換為低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平不變，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持低電平。這時(shí)，復(fù)位脈沖RGΦ保持低電平，輸出CCDout保持D相位電平。
這時(shí)，將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG1轉(zhuǎn)移并存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)于超出充當(dāng)輸出柵的電極122的位置的區(qū)域內(nèi)。此外，接下來(lái)將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG2存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極125的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t15而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平不變，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1從低電平變換為高電平。這時(shí)，復(fù)位脈沖RGΦ從低電平變換至高電平，輸出CCDout從D相位電平變換至高于P相位電平的電平。
這時(shí)，開(kāi)始將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG2從對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極125的形成位置的區(qū)域轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)于最后一級(jí)電極123的形成位置的區(qū)域。接著，將前一信號(hào)電荷CRG1轉(zhuǎn)移至充當(dāng)下一級(jí)的CDS電路。
就時(shí)間點(diǎn)t16而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平不變，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持高電平。這時(shí)，使復(fù)位脈沖RGΦ保持高電平，使輸出CCDout保持高于P相位電平的電平。
這時(shí)，將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG2從對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極125的形成位置的區(qū)域轉(zhuǎn)移并存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)于最后一級(jí)電極123的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t17而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2從低電平變換為高電平，與此同時(shí)，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3從高電平變換為低電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持高電平。這時(shí)，使復(fù)位脈沖RGΦ保持高電平，使輸出CCDout保持高于P相位電平的電平。
這時(shí)，接下來(lái)將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG2轉(zhuǎn)移并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于最后一級(jí)電極123的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t18而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持低電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持高電平。這時(shí)，復(fù)位脈沖RGΦ從高電平變換至低電平，輸出CCDout變換至P相位電平。
這時(shí)，接下來(lái)將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG2轉(zhuǎn)移并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于最后一級(jí)電極123的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
接下來(lái)，就時(shí)間點(diǎn)t20而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1從高電平變換至低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持高電平，在水平脈沖HΦ1變換至低電平的同時(shí)施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3從低電平變換為高電平，與此同時(shí)，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1從高電平變換至低電平。此時(shí)，復(fù)位脈沖RGΦ保持低電平，輸出CCDout從P相位電平變換至D相位電平。
這時(shí)，將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG2轉(zhuǎn)移并存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)于超出充當(dāng)輸出柵的電極122的位置的區(qū)域內(nèi)。
注意，這里，將三相驅(qū)動(dòng)方法作為例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明也適用于除了三相以外的多相，例如，四相驅(qū)動(dòng)方法。
圖21是示出了根據(jù)本實(shí)施例的四相驅(qū)動(dòng)方法的驅(qū)動(dòng)定時(shí)和與之對(duì)應(yīng)的電勢(shì)變換狀態(tài)的示意圖。
在下文中，將參考圖21描述采用了根據(jù)本實(shí)施例的四相驅(qū)動(dòng)方法的水平轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的操作。
注意，就四相驅(qū)動(dòng)方法的轉(zhuǎn)移級(jí)的水平轉(zhuǎn)移脈沖而言，除了水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1到HΦ3外，還采用水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4，在轉(zhuǎn)移電極124和轉(zhuǎn)移電極125之間形成向其上施加水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4的轉(zhuǎn)移電極128。
而且，在這種情況下，就轉(zhuǎn)移級(jí)的水平轉(zhuǎn)移脈沖而言，在水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1到HΦ4當(dāng)中，只能在預(yù)定周期內(nèi)將一種水平轉(zhuǎn)移脈沖設(shè)為低電平。
就時(shí)間點(diǎn)t1和t2而言，將高電平水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1施加至轉(zhuǎn)移電極127，將高電平水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2施加至轉(zhuǎn)移電極126，將高電平水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3施加至轉(zhuǎn)移電極125，將低電平水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4施加至轉(zhuǎn)移電極128，將低電平最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1施加至最后一級(jí)電極123和124。這時(shí)，將復(fù)位脈沖RGΦ設(shè)為低電平。
這時(shí)，將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG11存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極125、126和127的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t3而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1從高電平變換至低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平，在施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1變換至低電平的同時(shí)施加至轉(zhuǎn)移電極128的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4從低電平變換至高電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持低電平。這時(shí)，使復(fù)位脈沖RGΦ保持低電平。
接下來(lái)，就時(shí)間點(diǎn)t4而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極128的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4保持高電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持低電平。這時(shí)，使復(fù)位脈沖RGΦ保持低電平。
這時(shí)，將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG11存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極128、126和127的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t5而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1從低電平變換至高電平，與此同時(shí)，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2從高電平變換至低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極128的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4保持高電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持低電平。這時(shí)，使復(fù)位脈沖RGΦ保持低電平。
接下來(lái)，就時(shí)間點(diǎn)t6而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極128的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4保持高電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持低電平。這時(shí)，使復(fù)位脈沖RGΦ保持低電平。
這時(shí)，將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG11存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極128和125的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t7而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平不變，施加至轉(zhuǎn)移電極128的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4保持高電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1從低電平變換至高電平。這時(shí)，復(fù)位脈沖RGΦ從低電平變換為高電平。接下來(lái)，輸出CCDout變換為比P相位電平更高的電平。
這時(shí)，開(kāi)始將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG11從對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極128和125的形成位置的區(qū)域轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)于最后一級(jí)電極123的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t8而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2從低電平變換至高電平，與此同時(shí)，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3從高電平變換為低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極128的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4保持高電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持高電平。這時(shí)，使復(fù)位脈沖RGΦ保持高電平，使輸出CCDout保持高于P相位電平的電平。
接下來(lái)，就時(shí)間點(diǎn)t9而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極128的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4保持高電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持高電平。這時(shí)，使復(fù)位脈沖RGΦ保持高電平，使輸出CCDout保持高于P相位電平的電平。
這時(shí)，進(jìn)一步將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG11從對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移電極128和125的形成位置的區(qū)域轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)于最后一級(jí)電極123的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t10而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3從低電平變換為高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極128的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4從高電平變?yōu)榈碗娖?，與此同時(shí)，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持高電平。這時(shí)，復(fù)位脈沖RGΦ從高電平變換至低電平，輸出CCDout變換至P相位電平。
接下來(lái)，就時(shí)間點(diǎn)t11而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極128的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4保持低電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持高電平。這時(shí)，復(fù)位脈沖RGΦ從高電平變換至低電平，使輸出CCDout保持P相位電平。
這時(shí)，將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG11轉(zhuǎn)移并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于最后一級(jí)轉(zhuǎn)移電極123的形成位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t12而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1從高電平變換至低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平，在水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1變換至低電平的同時(shí)施加至轉(zhuǎn)移電極128的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4從低電平變換為高電平，與此同時(shí)，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1從高電平變換至低電平。這時(shí)，復(fù)位脈沖RGΦ保持低電平，輸出CCDout從P相位電平變換至D相位電平。
接下來(lái)，就時(shí)間點(diǎn)t13而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極128的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4保持高電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持低電平。這時(shí)，復(fù)位脈沖RGΦ保持低電平，輸出CCDout保持D相位電平。
這時(shí)，將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG11轉(zhuǎn)移并存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)于超出充當(dāng)輸出柵的電極122的位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t14而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1從低電平變換為高電平，與此同時(shí)，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2從從高電平變換為低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極128的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4保持高電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持低電平。這時(shí)，復(fù)位脈沖RGΦ保持低電平，輸出CCDout保持D相位電平。
接下來(lái)，就時(shí)間點(diǎn)t15而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極128的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4保持高電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持低電平。這時(shí)，復(fù)位脈沖RGΦ保持低電平，輸出CCDout保持D相位電平。
這時(shí)，將有待轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷CRG11存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)于超出充當(dāng)輸出柵的電極122的位置的區(qū)域內(nèi)。
就時(shí)間點(diǎn)t16而言，施加至轉(zhuǎn)移電極127的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1保持高電平，施加至轉(zhuǎn)移電極126的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ2保持低電平，施加至轉(zhuǎn)移電極125的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ3保持高電平不變，施加至轉(zhuǎn)移電極128的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ4保持高電平，施加至最后一級(jí)電極123和124的最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1保持高電平。這時(shí)，復(fù)位脈沖RGΦ從低電平變換至高電平，輸出CCDout從D相位電平變換至高于P相位電平的電平。
這時(shí)，將信號(hào)電荷CRG11轉(zhuǎn)移至充當(dāng)下一級(jí)的CDS電路。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，就用于多相驅(qū)動(dòng)的水平CCD構(gòu)造而言，在擴(kuò)大轉(zhuǎn)移脈沖的高電平周期以確保處理電荷量的同時(shí)，延遲了瞬變速度，并且部分利用其他轉(zhuǎn)移脈沖和互補(bǔ)特性執(zhí)行噪聲抵消驅(qū)動(dòng)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)有關(guān)動(dòng)態(tài)范圍、轉(zhuǎn)換效率、信號(hào)輸出周期、高速驅(qū)動(dòng)和降低功率方面的改進(jìn)。
此外，通過(guò)將最后轉(zhuǎn)移脈沖LHΦ1與其他脈沖隔離，防止了對(duì)臨近浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)的柵極的脈沖串?dāng)_，并且憑借小電容量提高了驅(qū)動(dòng)波形的速度，由此能夠提高信號(hào)輸出速度。此外，轉(zhuǎn)移級(jí)的水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1到HΦ3能夠受到低幅的適度瞬變驅(qū)動(dòng)，由此提供了易于獲得低功耗的優(yōu)點(diǎn)。
也就是說(shuō)，根據(jù)本實(shí)施例，就用于執(zhí)行多像素化和提高速度的DSC等而言，將具有最大功耗的水平CCD驅(qū)動(dòng)方法用作三相驅(qū)動(dòng)，將最后一級(jí)柵極與其他級(jí)柵極隔開(kāi)，從而使轉(zhuǎn)移級(jí)幅度降低，并且采用驅(qū)動(dòng)定時(shí)抑制串?dāng)_噪聲，由此能夠同時(shí)尋求有關(guān)低功耗和速度提高以及高動(dòng)態(tài)范圍和噪阻方面的改進(jìn)。
因而，例如，即使就大尺寸多像素?cái)?shù)字單鏡頭反射式照相機(jī)等而言，也能夠執(zhí)行利用液晶監(jiān)視器的預(yù)覽。
注意，就上述實(shí)施例而言，已經(jīng)對(duì)采用三相驅(qū)動(dòng)方法和四相驅(qū)動(dòng)方法的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但是，本發(fā)明不限于這些驅(qū)動(dòng)方法，可以采用相數(shù)不小于五的驅(qū)動(dòng)方法。
而且，在這種情況下，可以在預(yù)定周期內(nèi)僅將一種水平脈沖設(shè)為低電平，因此，如上所述，必須執(zhí)行水平轉(zhuǎn)移脈沖ΦH1到ΦHn(其中，n為不小于五的整數(shù))的定時(shí)設(shè)置。
此外，就本實(shí)施例而言，已經(jīng)對(duì)將本實(shí)施例應(yīng)用于CCD面積傳感器的水平轉(zhuǎn)移寄存器的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但是，可以通過(guò)同樣的方式將本實(shí)施例應(yīng)用于CCD線性(線)傳感器的轉(zhuǎn)移寄存器，而且，不僅可以將其應(yīng)用于固態(tài)圖像俘獲裝置的電荷轉(zhuǎn)移部分，還可以將其應(yīng)用于諸如CCD等的延遲線的電荷轉(zhuǎn)移部分。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移部分的低壓驅(qū)動(dòng)，并且由此能夠?qū)崿F(xiàn)諸如固態(tài)圖像俘獲裝置或延遲線等的裝置的電源電壓的降低。
現(xiàn)在，將考慮根據(jù)本實(shí)施例的作為多相驅(qū)動(dòng)的三相驅(qū)動(dòng)方法和四相驅(qū)動(dòng)方法的功耗，其中，采用二相驅(qū)動(dòng)的功耗作為對(duì)比實(shí)例。
圖22是用于說(shuō)明二相驅(qū)動(dòng)方法的功耗的示意圖。
在這種情況下，假設(shè)水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1和HΦ2的幅度為3.45V。
就這一二相驅(qū)動(dòng)方法而言，采用諸如(E)所示的等效電路，其電流消耗為156mW。
圖23是用于說(shuō)明根據(jù)本實(shí)施例的三相驅(qū)動(dòng)方法的功耗的示意圖。
在這種情況下，假設(shè)水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1到HΦ3的幅度為1.9V。
就這一三相驅(qū)動(dòng)方法而言，采用諸如(E)所示的等效電路，其電流消耗為33.3mW。
也就是說(shuō)，降低了無(wú)效幅度，因而能夠?qū)崿F(xiàn)低幅度驅(qū)動(dòng)，由此與二相驅(qū)動(dòng)方法相比將無(wú)效幅度從156mW劇降至33.3mW。
圖24是用于說(shuō)明根據(jù)本實(shí)施例的四相驅(qū)動(dòng)方法的功耗的示意圖。
在這種情況下，假設(shè)水平轉(zhuǎn)移脈沖HΦ1到HΦ4的幅度為1.9V。
就這一四相驅(qū)動(dòng)方法而言，采用諸如(E)所示的等效電路，其電流消耗為35.3mW。
也就是說(shuō)，降低了無(wú)效幅度，因而能夠?qū)崿F(xiàn)低幅度驅(qū)動(dòng)，由此與二相驅(qū)動(dòng)方法相比將無(wú)效幅度從156mW劇降至35.3mW。
因而，就多相位驅(qū)動(dòng)的電功率優(yōu)點(diǎn)而言，在采用相同的處理電荷量的情況下，從二相到三相的幅度降低使電流消耗從156mW劇降至33.3mW，但是在采用四相驅(qū)動(dòng)的情況下，在方程中不包括由相數(shù)增大而引起的柵極之間的電容量的增大，但是H驅(qū)動(dòng)器的流通電流卻增大了對(duì)應(yīng)于相數(shù)的增加的量，因而與三相驅(qū)動(dòng)相比引起了某種程度的功率增大，例如功率為35.3mW或更高。
因此，從功耗的角度來(lái)看，我們認(rèn)為三相驅(qū)動(dòng)是最有效的驅(qū)動(dòng)。
圖13是采用根據(jù)本實(shí)施例的具有上述構(gòu)造的固態(tài)圖像俘獲裝置作為圖像俘獲裝置的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的照相機(jī)的示意性構(gòu)造圖。
在圖13的照相機(jī)50中，來(lái)自物體(未示出)的光通過(guò)諸如透鏡51和機(jī)械快門52的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)入CCD固態(tài)設(shè)備53的圖像俘獲區(qū)。機(jī)械快門52用于阻擋光進(jìn)入CCD固態(tài)圖像俘獲裝置的圖像俘獲區(qū)，并決定曝光周期。
就CCD固態(tài)圖像俘獲裝置53而言，采用了根據(jù)上述實(shí)施例(圖16)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置。
采用CCD驅(qū)動(dòng)電路54驅(qū)動(dòng)這一CCD固態(tài)圖像俘獲裝置53，所述CCD驅(qū)動(dòng)電路54包括上述定時(shí)發(fā)生電路115和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等。
在作為下一級(jí)的信號(hào)處理電路55內(nèi)對(duì)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置53的輸出信號(hào)進(jìn)行各種類型的信號(hào)處理，例如自動(dòng)白平衡調(diào)整等，隨后將其作為圖像俘獲信號(hào)引至外部。系統(tǒng)控制器56執(zhí)行機(jī)械快門52的開(kāi)啟/關(guān)閉控制、CCD驅(qū)動(dòng)電路54的控制、信號(hào)處理電路55的控制等。
本照相機(jī)采用了上述包括電荷轉(zhuǎn)移裝置的固態(tài)圖像俘獲裝置，因此，能夠防止串?dāng)_的產(chǎn)生并且能夠提高速度，同時(shí)保持多相的初始處理電荷量的提高和由幅度降低引起的功率的降低，由此能夠同時(shí)尋求有關(guān)低功耗和速度提高以及高動(dòng)態(tài)范圍和噪阻方面的改進(jìn)。
因而，例如，即使就大尺寸多像素?cái)?shù)字單鏡頭反射式照相機(jī)等而言，也能夠執(zhí)行利用液晶監(jiān)視器的預(yù)覽。
<圖像俘獲裝置的整體構(gòu)造>
圖25是示出了圖像俘獲裝置的一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造示意圖，所述圖像俘獲裝置起著根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電子設(shè)備的一個(gè)實(shí)例的作用。注意，在這里所示的情況中，采用利用行間轉(zhuǎn)移(IT)法的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置。所述CCD固態(tài)圖像俘獲裝置具有充當(dāng)容抗的轉(zhuǎn)移電極。
就采用IT法的普通CCD固態(tài)圖像俘獲裝置而言，形成這樣一種布置，其中，按照二維矩陣的形式排列大量光電池(光接收部分)，并且在每一垂直列的光電池之間排列多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移CCD(V寄存器)，臨近最后一行垂直轉(zhuǎn)移CCD設(shè)置相當(dāng)于通常的一行的水平轉(zhuǎn)移CCD。在下文中將對(duì)其予以詳細(xì)說(shuō)明。
如圖所示，根據(jù)本實(shí)施例的圖像俘獲裝置1001包括采用IT法的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010和充當(dāng)驅(qū)動(dòng)所述CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電路1005。
就固態(tài)圖像俘獲裝置1010而言，按照二維矩陣的形式排列多個(gè)充當(dāng)像素的光接收傳感器(電荷生成單元)1011，在固態(tài)圖像俘獲裝置1010內(nèi)包括圖像俘獲部分(光接收部分)1010a，在圖像俘獲部分1010a中，形成多個(gè)具有CCD構(gòu)造的垂直轉(zhuǎn)移寄存器(第一電荷轉(zhuǎn)移部分的一個(gè)例子)1013，其在圖中的垂直方向上對(duì)應(yīng)于各光接收傳感器列延伸。光接收傳感器1011將入射光轉(zhuǎn)換為電荷量對(duì)應(yīng)于其光量的信號(hào)電荷，并存儲(chǔ)所述電荷。
就圖像俘獲部分1010a而言，在每一垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013和每一光接收傳感器1011之間還設(shè)有讀出柵部分1018，并且在每一像素(單位單元)的邊界部分還設(shè)有溝道截?cái)嗖糠?019。
根據(jù)本實(shí)施例的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的特征在于，在圖像俘獲部分(光接收部分)1010a的外部設(shè)有電荷儲(chǔ)存部分1010b，其臨時(shí)保持從圖像俘獲部分1010a垂直轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷，并且形成連接至電荷儲(chǔ)存部分1010b的具有CCD構(gòu)造的水平轉(zhuǎn)移寄存器(第二電荷轉(zhuǎn)移部分的一個(gè)例子)。也就是說(shuō)，與圖49所示的現(xiàn)有CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1030相比，其顯著區(qū)別在于，在圖像俘獲部分1010a和水平轉(zhuǎn)移寄存器1014之間設(shè)有電荷儲(chǔ)存部分1010b。
與圖像俘獲部分1010a一樣，電荷存儲(chǔ)部分1010b包括具有CCD構(gòu)造的垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013，并且將其配置為分兩階設(shè)置垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013?，F(xiàn)在，將包括位于圖像俘獲部分1010a一側(cè)的垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013的區(qū)域稱為存儲(chǔ)柵極部分STG，將包括位于水平轉(zhuǎn)移寄存器1014一側(cè)的垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013的區(qū)域稱為保持柵極部分HLG。
形成沿圖中的水平方向延伸的，相當(dāng)于一行的，具有CCD構(gòu)造的水平轉(zhuǎn)移寄存器1014，并使其連接至電荷儲(chǔ)存部分1010b的各垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013的最后一級(jí)(即保持柵極部分HLG)。接下來(lái)，將水平轉(zhuǎn)移寄存器1014的下一級(jí)與充當(dāng)將電荷信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)(通常為電壓信號(hào))的電荷探測(cè)單元(或輸出單元)的輸出放大器單元1016連接，并進(jìn)一步將輸出放大器單元1016的下一級(jí)與相關(guān)二次抽樣(CDS)電路1017連接。
注意，就本實(shí)例而言，將CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010配置為包括相關(guān)二次抽樣電路1017，但是，在某些情況下，可以形成這樣的布置，其中，在CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010之外設(shè)置相關(guān)二次抽樣電路1017。
輸出放大器單元1016存儲(chǔ)將被從水平轉(zhuǎn)移寄存器1014順次注入到未示出的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)內(nèi)的信號(hào)電荷，并將這一存儲(chǔ)的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)化為信號(hào)電壓，并且通過(guò)輸出電路將其作為CCD輸出信號(hào)輸出至相關(guān)二次抽樣電路1017，其中，所述輸出電路由未示出的具有(例如)源極輸出器構(gòu)造的晶體管電路構(gòu)成。相關(guān)二次抽樣電路1017抑制CCD輸出信號(hào)中包括的諸如復(fù)位噪聲的噪聲成分，并將其作為圖像俘獲信號(hào)Sout從輸出端子tout輸出至裝置外部。
在垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013(光接受面一側(cè))上，沿垂直方向按照預(yù)定順序形成四種類型的垂直轉(zhuǎn)移電極1012(采用子標(biāo)記_1、_2、_3和_4表示每者)，從而使其為每一列的同一垂直位置處的垂直轉(zhuǎn)移寄存器所共用，并且在光接收傳感器1011的光接收表面內(nèi)形成開(kāi)口部分。將所述垂直轉(zhuǎn)移電極1012通過(guò)線路連接起來(lái)，使之沿水平方向延伸，即跨越水平方向，同時(shí)在光接收傳感器1011的光接收表面內(nèi)形成開(kāi)口部分。
將所述四種類型的垂直轉(zhuǎn)移電極1012形成為使兩個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012對(duì)應(yīng)于一個(gè)光接收傳感器1011，并且還采用由驅(qū)動(dòng)電路1005提供的四種類型的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1、ΦV_2、ΦV_3和ΦV_4沿垂直方向轉(zhuǎn)移和激勵(lì)信號(hào)電荷。換言之，形成這樣的布置，其中，使兩個(gè)光接收傳感器1011成為一對(duì)(包括位于電荷儲(chǔ)存部分1010b一側(cè)的最后一級(jí))，并將每一垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1、ΦV_2、ΦV_3和ΦV_4從驅(qū)動(dòng)電路105施加至四個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012。
就圖示的實(shí)例而言，在電荷儲(chǔ)存部分1010b一側(cè)對(duì)應(yīng)于處于垂直方向的四個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013中的一對(duì)為每一對(duì)設(shè)置垂直轉(zhuǎn)移電極1012，并且在其垂直轉(zhuǎn)移電極1012當(dāng)中，位于垂直方向的最上面部分的光接收傳感器1011對(duì)應(yīng)于其上施加了垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1的垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1。將垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_2施加至前一級(jí)(更加靠近電荷儲(chǔ)存部分1010b一側(cè))垂直轉(zhuǎn)移電極1012_2，將垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_3施加至再前一級(jí)的垂直轉(zhuǎn)移電極1012_3(更加靠近電荷儲(chǔ)存部分1010b一側(cè))，將垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_4施加至最靠近電荷儲(chǔ)存部分1010b一側(cè)的垂直轉(zhuǎn)移電極1012_4。
垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013經(jīng)由最后一級(jí)的一對(duì)垂直轉(zhuǎn)移電極1012(其上施加了ΦV_1到ΦV_4的轉(zhuǎn)移電極1012_1到1012_4)進(jìn)一步延續(xù)到電荷儲(chǔ)存部分1010b的垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013內(nèi)。在電荷儲(chǔ)存部分1010b上(與圖像俘獲部分1010a的光接收面相同的一側(cè))設(shè)置兩種類型的轉(zhuǎn)移電極，例如存儲(chǔ)柵電極1021和保持柵電極1022，從而使之被每一列的相同垂直位置的垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013所共用。將存儲(chǔ)柵電極1021和保持柵電極1022通過(guò)線路連接起來(lái)，從而使其沿水平方向延伸，即使其跨越水平方向。
從驅(qū)動(dòng)電路1005分別向存儲(chǔ)柵電極1021提供存儲(chǔ)柵極脈沖ΦVSTG，向保持柵極部分HLG的保持柵電極1022提供保持柵極脈沖ΦVHLG，存儲(chǔ)柵電極1021形成于轉(zhuǎn)移電極(其上施加了ΦV_4的轉(zhuǎn)移電極)1012_4的隨后一級(jí)，轉(zhuǎn)移電極1012_4形成于圖像俘獲部分1010a的最后一級(jí)的垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013上。
將水平轉(zhuǎn)移寄存器1014形成為使兩個(gè)水平轉(zhuǎn)移電極1015(通過(guò)子標(biāo)記_1和_2表示每者)對(duì)應(yīng)于每一垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013，并且將水平轉(zhuǎn)移寄存器1014配置為采用由驅(qū)動(dòng)電路1005提供的二相水平驅(qū)動(dòng)脈沖ΦH_1和ΦH_2沿水平方向轉(zhuǎn)移和激勵(lì)信號(hào)電荷。
對(duì)具有這樣的構(gòu)造的圖像俘獲裝置的一系列操作的一般說(shuō)明如下。將由驅(qū)動(dòng)電路1005傳輸?shù)淖x出脈沖ΦROG施加至讀出柵部分1018的柵電極，其柵電極之下的電勢(shì)深，由此經(jīng)由讀出柵部分1018將存儲(chǔ)在CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的每一光接收傳感器1011內(nèi)的信號(hào)電荷讀出至垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013。也可以將從光接收傳感器向垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013讀出信號(hào)電荷具體稱為區(qū)段位移。
采用對(duì)應(yīng)于四種類型的垂直轉(zhuǎn)移電極1012的四種類型的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1到ΦV_4轉(zhuǎn)移并驅(qū)動(dòng)圖像俘獲部分1010a的垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013，采用存儲(chǔ)柵極脈沖ΦVSTG驅(qū)動(dòng)電荷存儲(chǔ)部分1010b的存儲(chǔ)柵極部分STG，采用保持柵極脈沖ΦVHLG驅(qū)動(dòng)保持柵極部分HLG。于是，沿垂直方向按順序轉(zhuǎn)移從每一光接收傳感器1011內(nèi)讀取的信號(hào)電荷，其中每一部分相當(dāng)于一個(gè)掃描行(一行)，并將其傳輸至水平轉(zhuǎn)移寄存器1014。
在設(shè)計(jì)由存儲(chǔ)柵極部分STG和保持柵極部分HLG構(gòu)成的，與圖像俘獲部分1010a不同的電荷儲(chǔ)存部分1010b時(shí)，可以不考慮垂直像素間距，因而可以極大擴(kuò)展存儲(chǔ)柵電極1021和保持柵電極1022的電極寬度，由此能夠降低每一電極1021和1022的電阻。在以高速執(zhí)行從電荷儲(chǔ)存部分1010b到水平轉(zhuǎn)移寄存器1014的垂直電荷轉(zhuǎn)移時(shí)，這一點(diǎn)非常有利。
現(xiàn)在，盡管將在下文中進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是，就根據(jù)本實(shí)施例的垂直電荷轉(zhuǎn)移(所謂的垂直線位移)而言，形成了這樣一種布置，其中，與在一部分普通的水平消隱期內(nèi)執(zhí)行垂直線位移不同，其在一部分水平有效期內(nèi)執(zhí)行圖像俘獲部分1010a的垂直線位移，在一部分水平消隱期內(nèi)執(zhí)行電荷儲(chǔ)存部分1010b的垂直線位移。
水平轉(zhuǎn)移寄存器1014在由驅(qū)動(dòng)電路1005生成的二相水平轉(zhuǎn)移脈沖ΦH_1和ΦH_2的基礎(chǔ)上，將從多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013中的每一個(gè)順次垂直轉(zhuǎn)移的相當(dāng)于一行的信號(hào)電荷水平轉(zhuǎn)移至輸出放大器單元1016一側(cè)。
輸出放大器單元1016將從水平轉(zhuǎn)移寄存器1014順次注入的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)化為信號(hào)電壓，并將其作為CCD輸出信號(hào)提供給相關(guān)二次抽樣電路1017。相關(guān)二次抽樣電路1017抑制了CCD輸出信號(hào)內(nèi)包含的噪聲成分，并將其作為圖像俘獲信號(hào)Sout從輸出端子tout輸出至外部。
<垂直轉(zhuǎn)移電極的線路構(gòu)造>
圖26是示出了圖25所示的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的四種類型的垂直轉(zhuǎn)移電極1012的布局構(gòu)造的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
如圖所示，在按照二維矩陣設(shè)置的光接收傳感器1011的各垂直列的光接收傳感器1011之間排列多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器(V-CCD)1013，并且在各光接收傳感器1011和各垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013之間布置讀出柵部分1018。此外，在各像素(單位單元)的邊界部分處設(shè)置溝道截?cái)嗖糠?019。
在垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013的光接收面(空間的正面)上設(shè)置四種類型的由減薄的多晶硅膜構(gòu)成的沿水平方向延伸的垂直轉(zhuǎn)移電極1012，從而使其為處于每一列的相同垂直位置處的垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013所共享，并且在光接收傳感器1011的光接收面上形成傳感器開(kāi)口部分1118。
具體地，就本實(shí)例而言，通過(guò)形成這樣一種布局構(gòu)造實(shí)現(xiàn)兩層電極和四相驅(qū)動(dòng)，其中，在向其上施加垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_2和ΦV_4的第一層垂直轉(zhuǎn)移電極1012_2和1012_4上提供作為第二層的向其上施加垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1和ΦV_3的垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1和1012_3。
每一層垂直轉(zhuǎn)移電極具有基本相同的圖案形狀。就圖示的實(shí)例而言，第一層的垂直轉(zhuǎn)移電極(第二電極)1012_2和垂直轉(zhuǎn)移電極(第四電極)1012_4具有幾乎相同的圖案構(gòu)造，第二層的垂直轉(zhuǎn)移電極(第一電極)1012_1和垂直轉(zhuǎn)移電極(第三電極)1012_3也具有幾乎相同的圖案構(gòu)造，此外將垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1和垂直轉(zhuǎn)移電極1012_2形成為兩層構(gòu)造，將垂直轉(zhuǎn)移電極1012_3和垂直轉(zhuǎn)移電極1012_4也形成為兩層構(gòu)造。注意，第一層和第二層互不相同。
由此可以理解，四種類型的垂直轉(zhuǎn)移電極1012幾乎覆蓋CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的圖像俘獲部分1010a的整個(gè)面，并且還具有兩層構(gòu)造，因而在電極之間具有大重疊電容量。
<驅(qū)動(dòng)電路基礎(chǔ)>
圖27A到圖27C以及圖28是說(shuō)明驅(qū)動(dòng)圖像俘獲裝置1003的驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)例的基本構(gòu)造的示意圖。圖27A到圖27C是示出了垂直驅(qū)動(dòng)器的等效電路與CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1030(參見(jiàn)圖49A和圖49B)之間的關(guān)系的示意圖；此外，圖28是說(shuō)明垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV的階躍響應(yīng)的示意圖。
首先，盡管將省略參考附圖的說(shuō)明，但還是要指出，在圖像俘獲部分一側(cè)，耦合電容C1形成于垂直轉(zhuǎn)移電極1032與光屏蔽膜之間，耦合電容C2形成于垂直轉(zhuǎn)移電極1032與半導(dǎo)體基板NSUB之間。此外，在輸出放大器單元1036一側(cè)，在背柵效應(yīng)的作用下，在構(gòu)成輸出放大器單元1036的晶體管柵極與半導(dǎo)體基板NSUB之間形成了耦合電容C3。
我們可以認(rèn)為每一垂直轉(zhuǎn)移電極1032與CCD基板之間的等效電容CL大體等于耦合電容C1與耦合電容C2之間的并聯(lián)分量(parallelcomponents)。注意，就與垂直轉(zhuǎn)移電極1032相關(guān)的電容而言，除了耦合電容C1和C2外，還有與另一垂直轉(zhuǎn)移電極1032形成的電極間電容。
此外，作為存在于CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1030內(nèi)的接地電阻，有產(chǎn)生于光屏蔽膜與地GND之間的光屏蔽膜電阻R1和半導(dǎo)體基板NSUB的基板電阻R2。我們可以認(rèn)為，充當(dāng)這些組合分量(compoundcomponents)的總接地電阻R大體等于光屏蔽電阻R1與基板電阻R2之間的并聯(lián)分量。
在圖27A中，由充當(dāng)?shù)刃щ娐返腃CD固態(tài)圖像俘獲裝置1060表示CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1030，并將其配置為通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路1004驅(qū)動(dòng)。注意，就以等效電路示出的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060而言，接地電阻R61表示CCD基板的等效電阻，其相當(dāng)于接地電阻R，并且大體等于光屏蔽電阻R1和基板電阻R2之間的并聯(lián)分量。此外，電阻元件R62和R63表示垂直轉(zhuǎn)移電極1032的電極電阻。此外，電容元件C62和C63表示垂直轉(zhuǎn)移電極1032與CCD基板之間的等效電容。此外，電容元件C64表示電極之間的等效電容。
注意，CCD固態(tài)圖像俘獲裝置內(nèi)的電極等效電容取決于像素的數(shù)量、所采用的工藝或者可能發(fā)生極大變化的布局形狀。通常，等效電容CL(電容元件C62和C63)為100到1000pF左右，接地電阻R61為幾十歐姆左右。此外，電阻元件R62和R63為幾十到幾百歐姆左右。
在驅(qū)動(dòng)電路1004內(nèi)提供垂直驅(qū)動(dòng)器1040，其向垂直轉(zhuǎn)移電極1032提供垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV。垂直驅(qū)動(dòng)器1040生成，例如，垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1到ΦV_4，CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060包括，例如，向其上施加這些垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1到ΦV_4的垂直轉(zhuǎn)移電極1032_1到1032_4。
在圖27A中，垂直驅(qū)動(dòng)器1040僅產(chǎn)生一種垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV(輸出電壓Vout)以促進(jìn)建模(modeling)，但是基本上通過(guò)多個(gè)驅(qū)動(dòng)器(例如，充當(dāng)另一垂直驅(qū)動(dòng)器或水平驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)器1070)分別針對(duì)每一轉(zhuǎn)移電極對(duì)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，例如，所提供的垂直驅(qū)動(dòng)器1040的數(shù)量等于垂直轉(zhuǎn)移電極1032的類型的數(shù)量(相數(shù))，每種垂直轉(zhuǎn)移電極1032由相位驅(qū)動(dòng)。
由等效電路所示的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060可以理解，從垂直驅(qū)動(dòng)器1040來(lái)看，CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060(CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1030)為容抗負(fù)載。
垂直驅(qū)動(dòng)器1040包括對(duì)從端子403輸入的控制信號(hào)Din進(jìn)行邏輯反轉(zhuǎn)的逆變器1041、用于輸出對(duì)應(yīng)于從端子403輸入的控制信號(hào)Din的電平的控制信號(hào)Vg1的電平移動(dòng)電路(L/S)1042以及用于輸出對(duì)應(yīng)于控制信號(hào)NDin的電平的控制信號(hào)Vg2的電平移動(dòng)電路1043，其中，逆變器1041對(duì)從端子403輸入的控制信號(hào)Din進(jìn)行邏輯反轉(zhuǎn)。
垂直驅(qū)動(dòng)器1040還包括位于電平移動(dòng)電路1042和1043的下一級(jí)的開(kāi)關(guān)1048和1049，其用于從端子401輸入恒壓V1(電壓值V)以及從端子402輸入恒壓V2(電壓值V)，并將輸出電壓Vout從輸出端子404輸出至CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060。
垂直驅(qū)動(dòng)器1040將施加至端子401的恒壓V1或施加至端子402的恒壓V2中的任一個(gè)作為輸出電壓Vout從輸出端子404輸出至CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060。例如，將電壓V1設(shè)為高電平，將電壓V2設(shè)為低電平。
就垂直驅(qū)動(dòng)器1040而言，從端子403輸入控制信號(hào)Din，根據(jù)其電平，從電平移動(dòng)電路(L/S)1042輸出用于導(dǎo)通開(kāi)關(guān)1048的控制信號(hào)Vg1，或者從電平移動(dòng)電路(L/S)1043輸出用于導(dǎo)通開(kāi)關(guān)1049的控制信號(hào)Vg2。在導(dǎo)通開(kāi)關(guān)1048時(shí)，處于穩(wěn)態(tài)的輸出電壓Vout變?yōu)殡妷篤1，當(dāng)開(kāi)關(guān)1049導(dǎo)通時(shí)，處于穩(wěn)態(tài)的輸出電壓Vout變?yōu)殡妷篤2。
采用垂直驅(qū)動(dòng)器1040的輸出電壓Vout經(jīng)由電極1068驅(qū)動(dòng)以等效電路示出的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060。因此，此時(shí)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)被經(jīng)由作為電極1068與CCD基板之間的等效電容的電容元件C62施加至接地電阻R61，因而，出現(xiàn)了對(duì)應(yīng)于輸出電壓Vout的噪聲成分。
此外，還可以采用另一垂直驅(qū)動(dòng)器或水平驅(qū)動(dòng)器(下文稱為“驅(qū)動(dòng)器70”)經(jīng)由電極1069驅(qū)動(dòng)等效電路所示的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060。因此，施加至另一電極1069的驅(qū)動(dòng)電壓的瞬態(tài)變化與施加至一個(gè)電極1068的驅(qū)動(dòng)電壓產(chǎn)生干擾，因而產(chǎn)生圖像質(zhì)量的劣化，例如產(chǎn)生串?dāng)_噪聲等。
換言之，將施加至另一電極1069的驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)由電容元件C63施加至接地電阻R61，其中，接地電阻R61表示CCD基板的等效電阻，其大體等于光屏蔽電阻R1與基板電阻R2之間的并聯(lián)分量，電容元件C63為電極1069與CCD基板之間的等效電容。此外，施加至另一電極1069的驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)由電容元件C64出現(xiàn)在電極1068上，并且被經(jīng)由電容元件C63施加至接地電阻R61上，其中，電容元件C64為電極之間的等效電容，電容元件C63為電極1068與CCD基板之間的等效電容。
這里，如圖27B所示，在采用相位存在差異的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV驅(qū)動(dòng)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置時(shí)，出現(xiàn)了對(duì)應(yīng)于其輸出電壓Vout的相差的VSUB變化，從而在圖像上顯示出噪聲成分。注意，將在下文中參考圖27C進(jìn)行說(shuō)明。
將參考圖28對(duì)接地電阻R61對(duì)垂直轉(zhuǎn)移電極1012施加的影響做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。在圖28中，(A2)是用于在沒(méi)有接地電阻R61的情況下(即接地電阻R61的電阻值為零)獲得輸出電壓Vout的階躍響應(yīng)的等效電路圖，(A1)是示出了其各個(gè)波形的示意圖。此外，(B2)是用于在具有接地電阻R61的情況下(即接地電阻R61的電阻值不等于零)獲得輸出電壓Vout的階躍響應(yīng)的等效電路圖，(B1)是示出了其各個(gè)波形的示意圖。注意，(A1)和(B1)的各響應(yīng)波形為仿真結(jié)果。
就(A2)和(B2)而言，電阻元件R44為垂直驅(qū)動(dòng)器1040的輸出電阻(輸出阻抗Ro)與表示垂直轉(zhuǎn)移電極1012的線路電阻的電阻元件R62之間的組合分量(Ro+R62)，就本實(shí)例的情況而言，垂直驅(qū)動(dòng)器1040的輸出電阻主要是開(kāi)關(guān)1048和1049的等效電阻(等效阻抗)。
現(xiàn)在，就圖27A以及圖28中的(A2)和(B2)所示的等效電路圖而言，在獲得輸出電壓Vout的階躍響應(yīng)時(shí)(例如，在提供具有電壓振幅V的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV時(shí))，滿足下述表達(dá)式(1)。
輸出電壓Vout(t)＝V·[1-(Ro/(Ro+R61))·exp(-t/(C62(Ro+R61)))]…(1)具體而言，在t等于零的時(shí)間點(diǎn)處，將t＝0代入表達(dá)式(1)得到表達(dá)式(2)，并由此獲得t＝0時(shí)的輸出電壓Vout的值。
輸出電壓Vout(0)＝V·(R61/(R61+Ro))…(2)現(xiàn)在，(A1)示出了在沒(méi)有接地電阻，即R61＝0的情況下的輸出電壓Vout的響應(yīng)波形，(B1)示出了在具有接地電阻，即R6≠0的情況下的輸出電壓Vout的響應(yīng)波形。就每一附圖而言，線段L1表示提供至垂直轉(zhuǎn)移電極1012的矩形垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV(＝V1)的響應(yīng)波形，線段L2示出了在電阻元件Ro具有小電阻值的情況下的響應(yīng)波形，線段L3示出了在電阻元件Ro具有大電阻值的情況下的響應(yīng)波形。
從(A1)和(B1)可以理解，在CCD基板的等效電阻R61不為零的情況下(通常不為零)，輸出電壓Vout在位于t＝0的時(shí)間點(diǎn)的上升沿部分處陡峭上升。注意，在位于t＝1的時(shí)間點(diǎn)的下降沿部分處，輸出電壓Vout陡峭下降。
此外，就CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060而言，在電極1068上產(chǎn)生了如表達(dá)式(1)所示的電壓，同時(shí)，將響應(yīng)與上述輸出電壓Vout不同的驅(qū)動(dòng)電壓施加至另一電極1069。電容元件C64和驅(qū)動(dòng)器1070的輸出阻抗構(gòu)成了微分電路，并且輸出電壓Vout影響(干擾)電極1069，其中，電容元件C64為電極1068與電極1069之間的耦合電容。當(dāng)輸出電壓Vout在t＝0的時(shí)間點(diǎn)處陡峭上升時(shí)，這一影響變得尤為顯著。
此外，在CCD基板的等效電阻R61不為零的情況下(通常不為零)，在電極1068上觀察到了由表達(dá)式(3)表示的電壓V68(t)，類似地，在t＝0時(shí)，其通過(guò)電容元件C63影響(干擾)電極1069。
V68(t)＝V·(R61/(Ro/(Ro+R61))·exp(-t/(C62(Ro+R61)))…(3)于是，施加至一個(gè)電極的驅(qū)動(dòng)電壓的瞬態(tài)變化干擾了施加至另一電極的驅(qū)動(dòng)電壓，因而將產(chǎn)生圖像質(zhì)量的劣化，例如產(chǎn)生串?dāng)_噪聲等。因此，為了防止圖像質(zhì)量的劣化，常規(guī)方法約定的措施為，不在水平有效掃描周期內(nèi)執(zhí)行垂直驅(qū)動(dòng)(垂直轉(zhuǎn)移)，而是在水平消隱期內(nèi)執(zhí)行，這樣做阻礙了CCD固態(tài)圖像俘獲裝置的轉(zhuǎn)移速度的提高。
作為消除此類噪聲的解決方法的一個(gè)例子，本申請(qǐng)人已經(jīng)在未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本No.2005-269060(日本專利申請(qǐng)No.2004-076598)和日本專利申請(qǐng)No.2005-162034中公開(kāi)了一種方案(也可以將其稱為延遲瞬變速度的驅(qū)動(dòng)方法)，其中，采用具有適中的瞬變特性的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV來(lái)替代具有普通的陡峭瞬變特性的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV實(shí)現(xiàn)圖像俘獲部分10a的垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013的轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)。
此外，除了延遲瞬變速度的驅(qū)動(dòng)方法之外，本申請(qǐng)人還在日本專利申請(qǐng)No.2005-028606中提出了一種互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)方案，其中，當(dāng)在有效轉(zhuǎn)移周期內(nèi)沿行方向進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，針對(duì)每一對(duì)，即針對(duì)至少兩種類型的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以相反相位激勵(lì)各驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
例如，如上所述，在具有接地電阻的情況下(R61≠0)，就其輸出電壓Vout的響應(yīng)波形而言，如圖28所示，在(B1)中，在t＝0時(shí)的上升沿部分，由于接地電阻R61的影響，輸出電壓Vout陡峭上升，在t＝1時(shí)的下降沿部分，輸出電壓Vout陡峭下降。明顯可以通過(guò)表達(dá)式(3)看出這一點(diǎn)，在假設(shè)t＝0時(shí)，滿足V68(0)＝V·(R61/(Ro+R61))，在假設(shè)t＝1時(shí)，滿足V68(1)＝V·(1-(R61/(Ro+R61)))。因此，在此類陡峭的上升沿或下降沿部分的影響下將在圖像上出現(xiàn)噪聲。
另一方面，在采用反相激勵(lì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)時(shí)，在每一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的作用下，噪聲分量也處于相反相位，因而起到抵消噪聲的作用，由此能夠降低在沿列方向進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移時(shí)產(chǎn)生的串?dāng)_噪聲。
<驅(qū)動(dòng)時(shí)序>
圖29和圖30是示出了用于實(shí)現(xiàn)延遲瞬變速度的驅(qū)動(dòng)方法的驅(qū)動(dòng)時(shí)序的實(shí)例的示意圖。這里，圖29是在采用互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)的情況下的例子，圖30是不采用互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)的情況下的例子。
就根據(jù)本實(shí)施例的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置而言，在光接收傳感器1011內(nèi)存儲(chǔ)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換得到的對(duì)應(yīng)于所接收的光的量的信號(hào)電荷。在垂直消隱期內(nèi)，將光接收傳感器1011內(nèi)的所述信號(hào)電荷從光接收傳感器1011讀出到垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013內(nèi)，此后，將所述信號(hào)電荷按照每次一個(gè)水平行垂直轉(zhuǎn)移到電荷儲(chǔ)存部分1010b或水平轉(zhuǎn)移寄存器1014一側(cè)，即執(zhí)行所謂的行位移，并將其轉(zhuǎn)移至水平轉(zhuǎn)移寄存器1014。接下來(lái)，在水平有效轉(zhuǎn)移期內(nèi)，使轉(zhuǎn)移至水平轉(zhuǎn)移寄存器1014的信號(hào)電荷沿水平方向轉(zhuǎn)移，并經(jīng)由輸出放大器單元1016和相關(guān)二次抽樣電路1017輸出至外部。
<低速瞬變驅(qū)動(dòng)>
根據(jù)本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)方法的垂直線位移操作的特征在于，采用兩級(jí)過(guò)程執(zhí)行垂直線位移，所述兩級(jí)過(guò)程包括從圖像俘獲部分1010a到電荷存儲(chǔ)部分1010b的第一級(jí)垂直電荷轉(zhuǎn)移(垂直線位移)，其將四種類型的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1到ΦV_4施加至垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1到1012_4；以及從電荷存儲(chǔ)部分1010b到水平轉(zhuǎn)移寄存器1014的第二級(jí)垂直電荷轉(zhuǎn)移(垂直線位移)，其歸因于向存儲(chǔ)柵極部分STG施加存儲(chǔ)柵極脈沖ΦVSTG，以及向保持柵極部分HLG施加保持柵極脈沖ΦVHLG。
具體而言，如圖29中的(A)所示，形成這樣一種布置，其中，在水平有效掃描周期Hs內(nèi)，采用瞬變速度受到延遲的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV，實(shí)施用于以低速執(zhí)行第一級(jí)垂直線位移的低速瞬變驅(qū)動(dòng)，在水平消隱期Hb內(nèi)，采用具有陡峭的瞬變特性的轉(zhuǎn)移脈沖(存儲(chǔ)柵極脈沖ΦVSTG和保持柵極脈沖ΦVHLG)，實(shí)施以高速執(zhí)行第二級(jí)垂直線位移的高速瞬變驅(qū)動(dòng)。于是，降低了在有效圖像內(nèi)出現(xiàn)的噪聲，并且還縮小了水平消隱期Hb，由此實(shí)現(xiàn)了高速讀取。
作為一種實(shí)現(xiàn)所述兩級(jí)垂直電荷轉(zhuǎn)移的方案，如上所述，在包括圖像俘獲部分1010a的垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013的最后一級(jí)垂直轉(zhuǎn)移電極1012_4的轉(zhuǎn)移部分與水平轉(zhuǎn)移寄存器1014之間設(shè)置包括存儲(chǔ)柵極部分STG和保持柵極部分HLG的電荷儲(chǔ)存部分1010b。
就在水平有效掃描周期Hs內(nèi)執(zhí)行垂直線位移驅(qū)動(dòng)的情況而言，由CCD轉(zhuǎn)移部分內(nèi)的垂直驅(qū)動(dòng)脈沖ΦV_1到ΦV_4導(dǎo)致的串?dāng)_噪聲的影響，即其時(shí)鐘波形的作為所謂的瞬變的上升沿Tr和下降沿Tf引起了問(wèn)題。因此，就第一實(shí)施例而言，如圖29中的(A)所示，形成了這樣一種布置，其中，降低了垂直驅(qū)動(dòng)脈沖ΦV_1到ΦV_4中的上升沿Tr和下降沿Tf的傾斜ΔV/ΔT((ΔV表示脈沖電壓，ΔT表示時(shí)間)，即延遲了瞬變速度?，F(xiàn)在，假設(shè)瞬變速度ΔV/ΔT為低速，從而通過(guò)相關(guān)二次抽樣電路1017消除在施加垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1到ΦV_4時(shí)產(chǎn)生的串?dāng)_噪聲。
在通過(guò)延遲垂直驅(qū)動(dòng)脈沖ΦV_1到ΦV_4的瞬變速度進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，證明，在瞬變速度ΔV/ΔT不超過(guò)50mV每納秒時(shí)(零除外)，在相關(guān)二次抽樣電路1017內(nèi)消除了垂直線位移時(shí)產(chǎn)生的串?dāng)_噪聲，即使在水平有效掃描周期Hs內(nèi)執(zhí)行垂直線位移，也能夠降低對(duì)固態(tài)圖像俘獲裝置的CCD輸出的圖像噪聲影響(垂直線)。換言之，由瞬變速度ΔV/ΔT不超過(guò)50mV每納秒(零除外)的垂直驅(qū)動(dòng)脈沖導(dǎo)致的串?dāng)_噪聲不具有高頻分量，可以在相關(guān)二次抽樣電路1017內(nèi)將其充分清除。
順便提及，現(xiàn)有的垂直線位移的垂直轉(zhuǎn)移脈沖的瞬變速度ΔV/ΔT為1V每納秒左右，由這樣的垂直轉(zhuǎn)移脈沖導(dǎo)致的串?dāng)_噪聲包括高頻分量，因而CDS電路難以清除這樣的串?dāng)_噪聲。
在圖29的(A)中，以斜坡波形(ramp waveform)表示水平有效掃描周期Hs內(nèi)垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1到ΦV_4的時(shí)鐘波形的瞬變周期，但是我們希望，垂直驅(qū)動(dòng)脈沖ΦV_1到ΦV_4的上升沿Tr和下降沿Tf的瞬變特性，即上升沿Tr和下降沿Tf的綜合(comprehensive)傾斜比過(guò)去的傾斜更為平滑，此外，除了斜坡波形以外，所述瞬變特性可以是以指數(shù)形式發(fā)生瞬變的特性，或者可以使以階梯形式發(fā)生瞬變的特性。在以臺(tái)階形式方式瞬變的情況下，希望盡可能降低臺(tái)階的變化，即希望增大臺(tái)階的數(shù)量。
注意，就(A)中所示的驅(qū)動(dòng)定時(shí)而言，延遲了在水平有效掃描周期Hs內(nèi)施加至轉(zhuǎn)移電極上的用于垂直線位移的垂直驅(qū)動(dòng)脈沖的瞬變速度，但是如(B)所示，在垂直消隱期Vb內(nèi)增大了施加至轉(zhuǎn)移電極的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV的瞬變速度，由此能夠執(zhí)行高速轉(zhuǎn)移。例如，就需要高速工作的攝像放像機(jī)或用于廣播商務(wù)等的利用幀行間轉(zhuǎn)移(FIT)法的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置的電子攝像機(jī)抖動(dòng)校正操作而言，必須在垂直消隱期Vb內(nèi)執(zhí)行高速驅(qū)動(dòng)。在這種情況下，通過(guò)采用公共CMOS驅(qū)動(dòng)器將瞬變速度快的垂直驅(qū)動(dòng)脈沖ΦV_1到ΦV_4施加至垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1到1012_4執(zhí)行垂直消隱期內(nèi)的高速驅(qū)動(dòng)。
為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)垂直消隱期Vb內(nèi)的高速操作和水平消隱期Hb內(nèi)的低速操作，可以采用一種包括二速切換功能的驅(qū)動(dòng)器。
根據(jù)這種采用從圖像俘獲部分1010a到電荷存儲(chǔ)部分1010b的低速瞬變驅(qū)動(dòng)的電荷轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)方法，通過(guò)在水平有效掃描周期Hs內(nèi)延遲傾斜和變化，即延遲瞬變速度ΔV/ΔT，將垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1到ΦV_4用于垂直線位移，因此，能夠在下一級(jí)的相關(guān)二次抽樣電路1017內(nèi)消除由施加垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1到ΦV_4引起的串?dāng)_噪聲。因而，能夠抑制圖像噪聲(垂直線)。
此外，同時(shí)采用通過(guò)存儲(chǔ)柵極脈沖ΦVSTG和保持柵極脈沖ΦVHLD實(shí)現(xiàn)從電荷儲(chǔ)存部分1010b到水平轉(zhuǎn)移寄存器1014的高速瞬變驅(qū)動(dòng)的電荷轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)方法實(shí)現(xiàn)了將信號(hào)電荷以高速?gòu)碾姾蓛?chǔ)存部分1010b轉(zhuǎn)移至水平轉(zhuǎn)移寄存器1014，由此能夠縮小水平消隱期Hb。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高速幀率。
此外，可以在不考慮垂直像素間距的情況下設(shè)計(jì)存儲(chǔ)柵極部分STG和保持柵極部分HLG，因而能夠極大擴(kuò)展存儲(chǔ)柵電極1021和保持柵電極1022的電極寬度。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)電極1021和1022的電阻的降低，其促進(jìn)了從存儲(chǔ)柵極部分ST到水平轉(zhuǎn)移寄存器1014的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移速度的提高。而且還能夠促進(jìn)襯套(lining)布線等，并且能夠?qū)崿F(xiàn)電極1021和1022的電阻的降低和轉(zhuǎn)移速度的提高。此外，能夠在短水平消隱期Hb內(nèi)將信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移至水平轉(zhuǎn)移寄存器1014內(nèi)。作為其結(jié)果，能夠進(jìn)一步提高幀率。
因而，采用了延遲瞬變速度的驅(qū)動(dòng)方法，并且采用了高速驅(qū)動(dòng)和低速驅(qū)動(dòng)兩種方式作為垂直線位移驅(qū)動(dòng)，因而，即使在水平有效期Hs內(nèi)執(zhí)行第一級(jí)垂直線位移，在水平消隱期Hb內(nèi)采用高速瞬變垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV執(zhí)行第二級(jí)垂直線位移，由于垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV的瞬變速度低，也不會(huì)出現(xiàn)圖像噪聲(垂直線)，由此能夠極大縮小水平消隱期Hb，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高幀率。因此，即使要求對(duì)攝像放像機(jī)的電子攝像機(jī)抖動(dòng)操作和用于廣播的諸如FIT的高速操作進(jìn)行處理時(shí)，也可以應(yīng)用這一驅(qū)動(dòng)方法。
<互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)>
此外，如圖29中的(A)所示，這一互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)包括的一大特點(diǎn)在于，將多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012中的一些成對(duì)設(shè)置，并向其中的每者提供反相垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV，即垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV發(fā)生互補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。這與圖30中的(A)所示的提供相位不同的四種類型的驅(qū)動(dòng)脈沖的普通情況存在極大不同。
例如，在CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的圖像俘獲部分1010a的垂直轉(zhuǎn)移電極1012的布局構(gòu)造為兩層構(gòu)造時(shí)，垂直轉(zhuǎn)移電極1012交替具有相同構(gòu)造，具有相同構(gòu)造的電極的驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生互補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，由此能夠提供這樣的優(yōu)點(diǎn)，其中，抵消了取決于垂直轉(zhuǎn)移電極1012與PWELL-#2b或半導(dǎo)體基板SUB之間的耦合電容而產(chǎn)生的電勢(shì)變化。
此外，采用互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)(反相驅(qū)動(dòng))能夠使垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV的周期降低一半，作為其結(jié)果，能夠使瞬變周期加倍，由此能夠減小瞬變速度，還能夠降低串?dāng)_噪聲。
此外，能夠降低串?dāng)_噪聲，因此，即使采用高增益放大器作為輸出放大器單元1016等，也能夠消除噪聲問(wèn)題，由此能夠?qū)崿F(xiàn)高靈敏度和高速度。
<互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)>
圖31A到圖31C以及圖32A和32B是說(shuō)明執(zhí)行互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)的示意圖。這里，圖31A到圖31C是用于說(shuō)明垂直驅(qū)動(dòng)器的等效電路與CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1030之間的關(guān)系的示意圖。此外，圖32A和圖32B是說(shuō)明垂直驅(qū)動(dòng)器1050能夠降低瞬變速度的原理的示意圖。
在圖31A中，采用與圖3中相同的方式，由作為CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060的等效電路表示固態(tài)圖像俘獲裝置1010，并采用驅(qū)動(dòng)電路1005對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電路1005包括本實(shí)施例特有的垂直驅(qū)動(dòng)器1050，其用于向垂直轉(zhuǎn)移電極1012提供垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV、存儲(chǔ)柵極脈沖ΦVSTG和保持柵極脈沖ΦVHLG。
垂直驅(qū)動(dòng)器1050生成，例如，垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1到ΦV_4，CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060包括，例如，向其上施加這些垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1到ΦV_4的垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1到1012_4。在圖31A中，為了促進(jìn)建模，垂直驅(qū)動(dòng)器1050僅生成一種垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV(輸出電壓Vout)，但是通過(guò)多個(gè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060(例如，作為另一垂直驅(qū)動(dòng)器或水平驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)器70)。
例如，如圖31A和圖31C所示，在向電極1068提供垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1的情況下，向電極1069提供與垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1反相的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_3，在向電極1068提供垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_2的情況下，向電極1069提供與垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_2反相的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_4。
垂直驅(qū)動(dòng)器1050包括對(duì)從端子501輸入的控制信號(hào)Din進(jìn)行邏輯反轉(zhuǎn)的逆變器1051、用于輸出對(duì)應(yīng)于從端子503輸入的控制信號(hào)Din的電平的控制信號(hào)Vg1的電平移動(dòng)電路(L/S)1052以及用于輸出對(duì)應(yīng)于控制信號(hào)NDin的電平的控制信號(hào)Vg2的電平移動(dòng)電路1053，其中，逆變器1051對(duì)從端子503輸入的控制信號(hào)Din進(jìn)行邏輯反轉(zhuǎn)。
此外，垂直驅(qū)動(dòng)器1050還包括電壓輸出部分1054和位于電平移動(dòng)電路1052和1053的下一級(jí)的阻抗控制部分1055。電壓輸出部分1054從端子501和502輸入恒壓V1和V2(電壓值V)，并將其作為輸出電壓Vout從端子504輸出至CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060。例如，將電壓V1設(shè)為高電平，將電壓V2設(shè)為低電平。
阻抗控制部分1055控制從輸出端子504看進(jìn)去的輸出阻抗，其取決于充當(dāng)容抗負(fù)載的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060的傳播特性。在圖31A中，阻抗控制部分1055包括多條多級(jí)連接的延遲線(延遲元件)1056(分別由子標(biāo)記_1、_2到_m表示)、多條多級(jí)連接的延遲線(延遲元件)1057(分別由子標(biāo)記_1、_2到_m表示)、對(duì)應(yīng)于延遲線1056設(shè)置的開(kāi)關(guān)1058(分別由子標(biāo)記_1、_2到_m表示)和對(duì)應(yīng)于延遲線1057設(shè)置的開(kāi)關(guān)1059(分別由子標(biāo)記_1、_2到_m表示)。如后面所述，就各開(kāi)關(guān)1058和1059而言，根據(jù)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060的傳播特性適當(dāng)設(shè)置用于導(dǎo)通和截止的阻抗成分。
垂直驅(qū)動(dòng)器1050采用輸出電壓Vout驅(qū)動(dòng)充當(dāng)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060的一個(gè)電極的電極1068，而充當(dāng)另一垂直驅(qū)動(dòng)器或水平驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)器1069則驅(qū)動(dòng)充當(dāng)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060的另一電極的電極1069。
在將電壓V1作為輸出電壓Vout從端子501輸出時(shí)，延遲線1056和開(kāi)關(guān)1058控制輸出阻抗，在將電壓V2作為輸出電壓Vout從端子502輸出時(shí)，延遲線1057和開(kāi)關(guān)1059控制輸出阻抗。
例如，延遲線1056和開(kāi)關(guān)1058的構(gòu)造如下。也就是說(shuō)，將每一開(kāi)關(guān)1058的一端共同連接至端子501(電壓V1)，將其另一端共同連接至輸出端子504。此外，在各延遲線1056之前和之后排列各開(kāi)關(guān)1058，隨著來(lái)自電平移動(dòng)電路1052的控制信號(hào)Vg1在延遲線1056上的傳播，伴隨延遲從開(kāi)關(guān)1058_1到開(kāi)關(guān)1058_m依次導(dǎo)通。
各開(kāi)關(guān)1058包括阻抗成分。因此，隨著控制信號(hào)Vg1沿延遲線1056傳播，各開(kāi)關(guān)1058順次導(dǎo)通，逐漸降低了由開(kāi)關(guān)1058形成的寄生阻抗的值。也就是說(shuō)，逐漸降低了從端子504看進(jìn)去的垂直驅(qū)動(dòng)器1050的輸出阻抗。
類似地，將每一開(kāi)關(guān)1059的一端共同連接至端子502(電壓V2)，將其另一端共同連接至輸出端子504。此外，在各延遲線1057之前和之后排列各開(kāi)關(guān)1059，隨著來(lái)自電平移動(dòng)電路1053的控制信號(hào)Vg2在延遲線1057上的傳播，伴隨延遲從開(kāi)關(guān)1058_1到開(kāi)關(guān)1058_m依次導(dǎo)通。
各開(kāi)關(guān)1059包括阻抗成分。因此，隨著控制信號(hào)Vg2沿延遲線1057傳播，各開(kāi)關(guān)1059順次導(dǎo)通，逐漸降低了由開(kāi)關(guān)1059形成的寄生阻抗的值。也就是說(shuō)，逐漸降低了從端子504看進(jìn)去的垂直驅(qū)動(dòng)器1050的輸出阻抗。
于是，就垂直驅(qū)動(dòng)器1050而言，從端子503輸入控制信號(hào)Din，根據(jù)其電平，從電平移動(dòng)電路1052或1053之一將用于導(dǎo)通開(kāi)關(guān)1058或1059的控制信號(hào)Vg1或Vg2提供至延遲線1056或1057。也就是說(shuō)，通過(guò)逆變器1051使電平移動(dòng)電路1052和1053中的一個(gè)輸入變?yōu)楦唠娖?，所述電平移?dòng)電路中的一個(gè)的輸出信號(hào)在對(duì)應(yīng)的一條延遲線上傳播，從而依次導(dǎo)通對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)。
因而，如果通過(guò)阻抗控制部分1055控制垂直驅(qū)動(dòng)器1050的輸出阻抗，則能夠降低輸出電壓Vout的瞬變速度ΔV/ΔT。
例如，圖32A對(duì)應(yīng)于圖28中的(A2)和(B2)，其示出了用于獲得輸出電壓Vout的階躍響應(yīng)的等效電路，圖32B示出了其響應(yīng)波形，圖32B對(duì)應(yīng)于圖28中的(A1)和(B1)。注意，圖32B示出了假設(shè)所述等效電路不包括電容元件C62的響應(yīng)波形。
在圖32A中，阻抗分量Z58是從垂直驅(qū)動(dòng)器1050的輸出端子看進(jìn)去的輸出阻抗Zo與表示垂直轉(zhuǎn)移電極1012的線路電阻的電阻元件R62之間的組合分量(Zo+R62)，就本實(shí)例而言，垂直驅(qū)動(dòng)器1050的輸出阻抗Zo主要是開(kāi)關(guān)1058和1059的等效阻抗?，F(xiàn)在，假設(shè)垂直驅(qū)動(dòng)器1050的輸出阻抗Zo的值根據(jù)Zo(t)＝rs0·exp(-αt)(rs0初始值＝Z(0)，α常數(shù))而隨時(shí)間變化。
現(xiàn)在，就圖32A所示的等效電路圖而言，如果我們獲得了輸出電壓Vout的階躍響應(yīng)(例如，在提供具有電壓振幅V的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV時(shí))，那么能夠獲得諸如表達(dá)式(4-1)的表達(dá)式。這里，如果忽略表示垂直轉(zhuǎn)移電極1012的線路電阻的電阻元件R62，那么能夠獲得諸如表達(dá)式(4-2)的表達(dá)式，此外，如果不包括電容元件C62，則能夠獲得諸如表達(dá)式(4-3)的表達(dá)式。
輸出電壓Vout(t)＝V·[1-(Z58(t)/(Z58(t)+R61))·exp(-t/(C62(Z58(t)+R61)))]…(4-1)輸出電壓Vout(t)＝V·[1-(Zo(t)/(Zo(t)+R61))·exp(-t/(C62(Zo(t)+R61)))]…(4-2)輸出電壓Vout(t)＝V·R61/(R61+Zo(t))＝R61/(R61+rs0·exp(-αt))…(4-3)具體而言，在t＝0的時(shí)間點(diǎn)處，將t＝0代入表達(dá)式(4-2)和表達(dá)式(4-3)，由此如表達(dá)式(5)所示，得到了t＝0時(shí)的輸出電壓Vout的值。
輸出電壓Vout(0)＝V·(R61/(R61+Zo(0))＝V·(R61/(R61+rs0))…(5)現(xiàn)在，如果我們將表達(dá)式(5)與在t＝0時(shí)現(xiàn)有的輸出電壓Vout(0)＝V·(R 61/(R61+Ro))(參見(jiàn)表達(dá)式(2))相比，就會(huì)發(fā)現(xiàn)調(diào)整了垂直驅(qū)動(dòng)器50的輸出阻抗Zo的初始值rs0，因而與現(xiàn)有值相比能夠降低t＝0時(shí)的輸出電壓Vout的值。例如，如果我們假設(shè)rs0＝8·Ro，那么在t＝0時(shí)輸出電壓Vout的值可以降低1/8左右。此外，阻抗分量Z58的值大，因而能夠使輸出電壓Vout的瞬變特性平滑，即能夠降低輸出電壓Vout的瞬變速度。
然而，如果不采取任何措施，則存在瞬變速度可能過(guò)度降低，輸出電壓Vout無(wú)法在垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV的激活期內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定電平(＝V)的問(wèn)題，因而難以充分驅(qū)動(dòng)垂直轉(zhuǎn)移電極1012。
為了避免這種情況，我們希望隨著時(shí)間的推移降低垂直驅(qū)動(dòng)器1050的輸出阻抗，例如，如圖32B所示，使輸出阻抗呈指數(shù)下降，由此能夠使輸出電壓Vout的瞬變響應(yīng)特性(假設(shè)不包括電容元件C62)變得平滑，即能夠降低輸出電壓Vout的瞬變速度。
注意，就圖32A所示的等效電路而言，采用指數(shù)函數(shù)表示垂直驅(qū)動(dòng)器1050的輸出阻抗Zo，但是，如果時(shí)間點(diǎn)只限于t＝0，那么初始值rs0的值將對(duì)輸出電壓Vout的瞬變速度的降低起到重要作用，因此，未必總是采用指數(shù)形式表示垂直驅(qū)動(dòng)器1050的輸出阻抗。但是，由時(shí)間軸(temporal axis)表示的充當(dāng)容抗負(fù)載的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060內(nèi)的傳播特性通常包括指數(shù)因子，與此相應(yīng)地，如果將關(guān)于所述時(shí)間軸的指數(shù)因子包含到垂直驅(qū)動(dòng)器1050的輸出阻抗當(dāng)中，將使輸出電壓Vout的瞬變特性平滑，這是可取的。因而，除了由時(shí)間軸表示的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060的傳播特性包括指數(shù)因子外，理想的做法是將開(kāi)關(guān)1058和1059的阻抗賦值為使其按指數(shù)形式變小，例如開(kāi)關(guān)1058_1、1058_2到1058_m。
注意，就CCD固態(tài)圖像俘獲裝置而言，其電極等效電容根據(jù)像素?cái)?shù)量、所采用的工藝和布局形狀(也稱為裝置特性)而發(fā)生顯著變化，因此，由現(xiàn)有的垂直驅(qū)動(dòng)器提供的針對(duì)某一CCD固態(tài)圖像俘獲裝置優(yōu)化的驅(qū)動(dòng)電壓的瞬變特性相對(duì)于其他CCD固態(tài)圖像俘獲裝置未必是優(yōu)化的。因此，需要這樣一種方法，其中，能夠根據(jù)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置簡(jiǎn)單地控制驅(qū)動(dòng)電壓的瞬變特性。
為了實(shí)現(xiàn)這樣一種方法，優(yōu)選根據(jù)充當(dāng)容抗負(fù)載的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060的傳播特性適當(dāng)設(shè)置各開(kāi)關(guān)1058和1059的阻抗值。具體地，如圖32B所示，輸出電壓Vout(t＝0)的電壓越低，即阻抗的初始值rs0越大，就越能夠優(yōu)選降低瞬態(tài)速度，因此，就垂直驅(qū)動(dòng)器1050而言，將t＝0時(shí)的充當(dāng)輸出阻抗的開(kāi)關(guān)1058_1和1059_1的阻抗設(shè)為最大。對(duì)開(kāi)關(guān)1058_1和1059_1的這一阻抗的簡(jiǎn)單設(shè)置能夠使t＝0時(shí)的輸出電壓Vout的值充分降低，因而與現(xiàn)有方法相比能夠獲得有利的效果。
然而，即使形成了這樣一種配置，其中，提高上升沿(t＝0)和下降沿(t＝1)時(shí)垂直驅(qū)動(dòng)器1050的輸出阻抗Zo，并且輸出阻抗Zo隨著時(shí)間的推移而降低，由此采用瞬變速度低的低速驅(qū)動(dòng)脈沖驅(qū)動(dòng)垂直轉(zhuǎn)移電極1012，但是，輸出電壓Vout(0))＝V·(R61/(R61+rs0))或輸出電壓Vout(1)＝V(1-(R61/(R61+rs0))仍然保持不變，因而在其電壓變化的影響下在圖像上出現(xiàn)串?dāng)_噪聲的垂直線，并且在圖像上出現(xiàn)瞬變周期內(nèi)的電壓變化。
例如，如圖31A和圖31B所示，就以等效電路示出的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1060而言，在采用垂直驅(qū)動(dòng)器1050驅(qū)動(dòng)一個(gè)電極1068時(shí)，采用另一驅(qū)動(dòng)器1070驅(qū)動(dòng)另一電極1069。因此，施加至所述另一電極1069的驅(qū)動(dòng)電壓的瞬態(tài)變化干擾了施加至所述一個(gè)電極1068的驅(qū)動(dòng)電壓。
就未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本No.2005-269060和日本專利申請(qǐng)No.2005-162034公開(kāi)的延遲瞬變速度的驅(qū)動(dòng)方法而言，如圖30(A)和圖31B所示，形成了這樣一種配置，其中，采用相位不同的四種類型的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV驅(qū)動(dòng)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置，因此，即使采用降低了瞬變速度的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV驅(qū)動(dòng)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置，也會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)于其相差的噪聲分量，因而，仍然存在串?dāng)_噪聲。
另一方面，如圖29(A)和圖31C所示，將垂直轉(zhuǎn)移電極1012中的任何兩個(gè)成對(duì)設(shè)置，并分別向其提供具有相反相位的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦVa和ΦVb，由此使垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV進(jìn)行互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)，因而，驅(qū)動(dòng)一個(gè)電極1068的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦVa的電勢(shì)變化和驅(qū)動(dòng)另一個(gè)電極1069的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦVb的電勢(shì)變化變?yōu)楸舜讼喾吹臉O性，其使電勢(shì)變化相互抵消，因而能夠?qū)⒂纱怪鞭D(zhuǎn)移電極1012與PWELL-#2b或半導(dǎo)體基板SUB之間的耦合電容導(dǎo)致的電勢(shì)變化幾乎降低至零。
要想通過(guò)以相反極性驅(qū)動(dòng)而相互抵消電勢(shì)變化，電極構(gòu)造的對(duì)稱性也帶來(lái)了問(wèn)題。就這一點(diǎn)而言，如圖26所示，以二層電極和四相驅(qū)動(dòng)為例，充當(dāng)反相驅(qū)動(dòng)目標(biāo)的垂直轉(zhuǎn)移電極1012為向其上施加垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_1和ΦV_3的第二層的垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1和1012_3，或者向其上施加垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV_2和ΦV_4的第一層的垂直轉(zhuǎn)移電極1012_2和1012_4，這些是包含在第一層或第二層中的電極，并且及其圖案形狀幾乎相同，因此，平衡了二者之間的電容，并且容易地獲得了由互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的噪聲抵消效果。
然而，即使就未實(shí)現(xiàn)良好的電配置均衡的組合體而言，通過(guò)在垂直驅(qū)動(dòng)器1050一側(cè)匹配驅(qū)動(dòng)能力，即，實(shí)質(zhì)上調(diào)整電壓振幅，也能夠?qū)崿F(xiàn)將串?dāng)_噪聲降至最低的條件。
<不規(guī)則性和環(huán)境變化的影響>
于是，在驅(qū)動(dòng)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的轉(zhuǎn)移電極時(shí)，采用了一種利用低速瞬變速度驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)移電極的方法，除此之外，向其施加互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)，由此能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速驅(qū)動(dòng)和噪聲抑制。
然而，如圖31A所示，就輸出級(jí)受到了劃分的驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)造而言，在試圖產(chǎn)生降低了瞬變速度的平滑低速脈沖信號(hào)時(shí)，憑借這一電路構(gòu)造，產(chǎn)生了取決于時(shí)間常數(shù)的特性，例如輸出波形的通過(guò)速率等，所述時(shí)間常數(shù)是針對(duì)每一元件值所特有的，因而，為了確保設(shè)計(jì)裕量，不會(huì)獲得最小輸出傾斜，而且盡管可以采用輸出驅(qū)動(dòng)力根據(jù)負(fù)載電容而變化的配置，變換開(kāi)始時(shí)的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)力仍然可能帶來(lái)問(wèn)題。
此外，在采用具有平滑適中的傾斜的低速脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)充當(dāng)負(fù)載的容抗時(shí)，為了盡可能保持觸發(fā)脈沖的傾斜，如未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本No.2005-269060中所述，可以構(gòu)想這樣一種方案，其采用利用恒定電流簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)負(fù)載電容的方法，但是利用恒定電流的簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)自身對(duì)圖像俘獲系統(tǒng)并不實(shí)用。
例如，驅(qū)動(dòng)脈沖的傾斜與負(fù)載電容的制造不規(guī)則性以及驅(qū)動(dòng)元件的制造不規(guī)則性成比例變化。此外，與CCD垂直驅(qū)動(dòng)器類似，在驅(qū)動(dòng)多個(gè)溝道的情況下，如果在溝道之間存在負(fù)載電容，并且存在驅(qū)動(dòng)特性的偏差，那么同樣會(huì)導(dǎo)致脈沖傾斜在溝道之間不同的問(wèn)題。
此外，為了降低易于在開(kāi)始變換時(shí)產(chǎn)生的諸如毛刺的噪聲分量，必須使將要輸入至最后的驅(qū)動(dòng)電路傳送級(jí)(forward stage)的波形平滑，其在最后的脈沖輸出開(kāi)始變換之前延長(zhǎng)了初始延遲周期，這一延遲周期取決于負(fù)載電容的不規(guī)則性和驅(qū)動(dòng)元件的不規(guī)則性。
作為其結(jié)果，例如，在輸出傾斜發(fā)生極大變化的情況下，存在這樣的問(wèn)題，即從CCD噪阻的角度來(lái)看，在圖像上仍然可能殘留著噪聲，反之，在輸出傾斜發(fā)生微小變化時(shí)，所述變換與用于實(shí)現(xiàn)接下來(lái)的變換的輸出重疊，其可能導(dǎo)致錯(cuò)誤轉(zhuǎn)移。
為了降低負(fù)載電容的制造不規(guī)則性和驅(qū)動(dòng)元件的制造不規(guī)則性的此類影響，可以構(gòu)想這樣一種方案，其中，測(cè)量處于實(shí)際工作狀態(tài)的脈沖信號(hào)，并基于其測(cè)量結(jié)果執(zhí)行反饋控制，從而使實(shí)際工作狀態(tài)的變換特性，例如相對(duì)于輸入脈沖的輸出脈沖波形的延遲時(shí)間、變換時(shí)的通過(guò)速率等，收斂于預(yù)期的變化特性。換言之，能夠構(gòu)想一種有效的方案，其通過(guò)針對(duì)脈沖驅(qū)動(dòng)波形執(zhí)行反饋控制而提供整形功能。在下文中將參照關(guān)注這一點(diǎn)的電路構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。
《針對(duì)脈沖驅(qū)動(dòng)波形的反饋控制整形功能》<總體基本構(gòu)造>
圖33是示出了脈沖驅(qū)動(dòng)器的整體示意性構(gòu)造實(shí)例的示意圖，所述脈沖驅(qū)動(dòng)器是具有針對(duì)脈沖驅(qū)動(dòng)波形的反饋控制整形功能的脈沖驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)例子。此外，圖34A和圖34B以及圖35A和圖35B是說(shuō)明圖33所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器的操作的時(shí)序圖。這里，圖34A和圖34B是特地用于詳細(xì)說(shuō)明相位延遲量的時(shí)序圖，圖35A和圖35B是特地用于詳細(xì)說(shuō)明發(fā)生變換時(shí)的傾斜特性的時(shí)序圖。
如圖33所示，就脈沖驅(qū)動(dòng)器600而言，形成了這樣一種布置，其中，將用于調(diào)整驅(qū)動(dòng)脈沖的高電平一側(cè)的電勢(shì)的電壓V1輸入到端子601，將用于調(diào)整驅(qū)動(dòng)脈沖的低電平一側(cè)的電勢(shì)的電壓V2輸入至端子602。此外，就脈沖驅(qū)動(dòng)器600而言，形成了這樣一種布置，其中，將從省略了其圖示的脈沖信號(hào)發(fā)生器提供的具有邏輯電平(例如0V/5V或0V/3V)的輸入脈沖Pin輸入至端子603，將具有容抗或感抗的負(fù)載609連接至端子604，在端子604處產(chǎn)生了輸出脈沖Pout。
脈沖驅(qū)動(dòng)器600包括相位延遲調(diào)節(jié)單元610、通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元(變化特性調(diào)節(jié)單元)630和負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650，其中，相位延遲調(diào)節(jié)單元610用于調(diào)節(jié)處于從端子603輸入的邏輯電平的輸入脈沖Pin的變換定時(shí)，即相位延遲量(充當(dāng)與負(fù)載609的連接部分的端子604處的輸出脈沖波形的變換特性之一)，所述通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元用于響應(yīng)來(lái)自相位延遲調(diào)節(jié)單元610的控制信號(hào)P10產(chǎn)生前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30，并調(diào)節(jié)通過(guò)速率，所述通過(guò)速率表現(xiàn)出了充當(dāng)與負(fù)載609的連接部分的端子604處的輸出脈沖波形的變換特性的變化特性，負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650用于在由通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630輸出的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30的基礎(chǔ)上驅(qū)動(dòng)負(fù)載609。負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650采用基于前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30的驅(qū)動(dòng)力將輸出脈沖Pout施加至負(fù)載609，所述前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30是由通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630提供的。
相位延遲調(diào)節(jié)單元610、通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630和負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650構(gòu)成了波形整形處理單元660，其用于對(duì)輸入脈沖信號(hào)實(shí)施預(yù)定的波形整形處理。
此外，脈沖驅(qū)動(dòng)器600包括用于執(zhí)行反饋控制的脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元670，其監(jiān)視端子604上的輸出脈沖波形，并基于監(jiān)視結(jié)果控制相位延遲調(diào)節(jié)單元610和通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的調(diào)節(jié)功能，由此使實(shí)際工作狀態(tài)的變換特性，例如端子604處的輸出脈沖Pout相對(duì)于輸入脈沖Pin的延遲時(shí)間、變換時(shí)的通過(guò)速率等收斂于預(yù)期的變換特性。
脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元670包括相位延遲控制單元672和通過(guò)速率控制單元674，前者充當(dāng)控制相位延遲調(diào)節(jié)單元610的功能元件，后者充當(dāng)控制通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的功能元件。
相位延遲控制單元672監(jiān)視端子604處的輸出脈沖Pout，并將延遲量控制信號(hào)P72提供至相位延遲調(diào)節(jié)單元610，從而使輸出脈沖Pout相對(duì)于輸入脈沖Pin的延遲量收斂于預(yù)期值(典型地，使得相對(duì)于技術(shù)指標(biāo)的誤差值變?yōu)榱?，由此執(zhí)行反饋控制。
通過(guò)速率控制單元674監(jiān)視端子604處的輸出脈沖Pout，并將通過(guò)速率控制信號(hào)P74提供至通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630，從而使表現(xiàn)輸出脈沖Pout的變化特性的通過(guò)速率收斂于預(yù)期值(典型地，使得相對(duì)于技術(shù)指標(biāo)的誤差值變?yōu)榱?，由此執(zhí)行反饋控制。
相位延遲調(diào)節(jié)單元610使從端子603輸入的輸入脈沖Pin延遲外部設(shè)定或內(nèi)部設(shè)定的周期，從而將延遲后的控制信號(hào)P10提供至通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630。
現(xiàn)在，相位延遲調(diào)節(jié)單元610可以固定地處理一次性設(shè)定的延遲量，也可以基于來(lái)自脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元670的相位延遲控制單元672的延遲量控制信號(hào)P72動(dòng)態(tài)(根據(jù)實(shí)際工作狀態(tài))調(diào)節(jié)延遲量。注意，在下文中將參照實(shí)現(xiàn)延遲量的調(diào)節(jié)的具體方案進(jìn)行說(shuō)明。
就相對(duì)于輸入脈沖Pin設(shè)置控制信號(hào)P10的延遲量時(shí)的處理方法而言，可以采用各種構(gòu)思。例如，如圖34A所示，可以構(gòu)思這樣一種技術(shù)，其中，控制從輸入脈沖Pin的上升沿點(diǎn)到端子604處的輸出脈沖Pout(在驅(qū)動(dòng)負(fù)載609的狀態(tài)下的實(shí)際工作脈沖波形；下文與之類似)的上升沿的變換起始點(diǎn)Tsr1的延遲量tpdr1，以及從輸入脈沖Pin的下降沿點(diǎn)到輸出脈沖Pout的下降沿的變換起始點(diǎn)Tsf1的延遲量tpdf1。
為了在相位延遲控制單元672執(zhí)行反饋控制時(shí)采用這一技術(shù)，相位延遲控制單元672探測(cè)輸出脈沖Pout實(shí)際開(kāi)始變換的時(shí)間，并將探測(cè)結(jié)果與外部設(shè)定或內(nèi)部設(shè)定的參考值相比較，并將延遲量控制信號(hào)P72提供至相位延遲調(diào)節(jié)單元610，從而依次更新設(shè)定值，由此使誤差差值收斂于零。
或者，如圖34B所示，可以構(gòu)思這樣一種技術(shù)，其中，對(duì)輸出脈沖Pout的上升沿變換周期內(nèi)的從輸入脈沖Pin的上升沿點(diǎn)到預(yù)定電勢(shì)點(diǎn)Tsr2(例如，V1和V2之間的中點(diǎn)左右)的延遲量tpdr2，以及輸出脈沖Pout的下降沿變換周期內(nèi)的從輸入脈沖Pin的下降沿點(diǎn)到預(yù)定電勢(shì)點(diǎn)Tsf2的延遲量tpdf2進(jìn)行控制。
為了在相位延遲控制單元672執(zhí)行反饋控制時(shí)采用這一技術(shù)，相位延遲控制單元672探測(cè)輸出脈沖Pout從開(kāi)始變換直到達(dá)到預(yù)定電勢(shì)點(diǎn)Tsr2和Tsf2的時(shí)間，并將探測(cè)結(jié)果與外部設(shè)定或內(nèi)部設(shè)定的參考值相比較，并將延遲量控制信號(hào)P72提供至相位延遲調(diào)節(jié)單元610，從而依次更新設(shè)定值，由此使誤差差值收斂于零。
現(xiàn)在，就前一種技術(shù)而言，必須確定實(shí)際工作狀態(tài)下端子604上的脈沖波形的變換起始點(diǎn)Tsr1和Tsf1，但實(shí)際上，如圖34A中的虛線所示，變化開(kāi)始得比較緩和，因而難以通過(guò)實(shí)際測(cè)量以高精確度確定變換起始點(diǎn)Tsr1和Tsf1，因而在實(shí)際當(dāng)中，很可能難以實(shí)現(xiàn)。另一方面，就后一種技術(shù)而言，唯一要做的就是確定從開(kāi)始變換到相對(duì)穩(wěn)定的預(yù)定電勢(shì)點(diǎn)Tsr2和Tsf2的時(shí)間，因而其易于實(shí)現(xiàn)。
注意，在采用任一種技術(shù)的情況下，均可以共同或獨(dú)立設(shè)置上升沿一側(cè)的延遲量tpdr1和tpdr2，以及下降沿一側(cè)的延遲量tpdf1和tpdf2。
通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630調(diào)節(jié)提供至負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30的幅度，由此調(diào)節(jié)負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650驅(qū)動(dòng)負(fù)載609的點(diǎn)(端子604)處的通過(guò)速率。
具體而言，在探測(cè)由相位延遲調(diào)節(jié)單元610輸出的延遲量受到了調(diào)節(jié)的控制信號(hào)P10的輸出變換(上升沿和下降沿的每次開(kāi)始)時(shí)，通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630將具有對(duì)應(yīng)于負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650的負(fù)載驅(qū)動(dòng)力的特性的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30提供給負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650。前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30是在負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650驅(qū)動(dòng)負(fù)載609時(shí)，根據(jù)負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650與負(fù)載609之間的關(guān)系使端子604處的輸出脈沖Pout變?yōu)榫哂蓄A(yù)期的通過(guò)速率特性的信號(hào)。在處理除了容抗或感抗外不具有電阻元件的負(fù)載609的情況下，考慮與負(fù)載609的合成效果，如圖34A和34B以及圖35A和圖35B所示，前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30變成了其特性與輸出脈沖Pout自身不同的信號(hào)。
現(xiàn)在，通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630可以固定地處理一次性設(shè)定的通過(guò)速率，也可以基于來(lái)自脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元670的通過(guò)速率控制單元674的通過(guò)速率控制信號(hào)P74動(dòng)態(tài)(根據(jù)實(shí)際工作狀態(tài))調(diào)節(jié)通過(guò)速率。注意，在下文中將參照實(shí)現(xiàn)通過(guò)速率的調(diào)節(jié)的具體方案進(jìn)行說(shuō)明。
就相對(duì)于控制信號(hào)P10設(shè)定通過(guò)速率時(shí)的處理方法而言，可以采用各種構(gòu)思。例如，如圖35A所示，可以構(gòu)思這樣一種技術(shù)，其中，控制從輸出脈沖Pout的上升沿起始點(diǎn)Tsr1的電勢(shì)到上升沿結(jié)束點(diǎn)Ter1的電勢(shì)的變化特性(通過(guò)速率)SRr1和從輸出脈沖Pout的下降沿起始點(diǎn)Tsf1的電勢(shì)到下降沿結(jié)束點(diǎn)Tef1的電勢(shì)的變化特性(通過(guò)速率)SRf1。
或者，如圖35B所示，可以構(gòu)思這樣一種技術(shù)，其中，對(duì)輸出脈沖Pout的上升沿變換周期內(nèi)的兩個(gè)預(yù)定電勢(shì)點(diǎn)Tsr2(例如，V1到V2的下側(cè)1/3左右)和Ter2(例如，V1到V2的上側(cè)1/3左右)之間的變換特性(通過(guò)速率)SRr2，以及輸出脈沖Pout的下降沿變換周期內(nèi)的兩個(gè)預(yù)定電勢(shì)點(diǎn)Tsf2(例如，V1到V2的上側(cè)1/3左右)和Tef2(例如，V1到V2的下側(cè)1/3左右)之間的變換特性(通過(guò)速率)SRf2進(jìn)行控制。
為了在通過(guò)速率控制單元674執(zhí)行反饋控制時(shí)采用這些技術(shù)，通過(guò)速率控制單元674探測(cè)相當(dāng)于輸出脈沖Pout的兩個(gè)電勢(shì)之間的變化速率的量，并將探測(cè)結(jié)果與外部設(shè)定或內(nèi)部設(shè)定的參考值相比較，之后將通過(guò)速率控制信號(hào)P74提供至通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630，從而依次更新設(shè)定值，由此使誤差差值收斂于零。
現(xiàn)在，就前一種技術(shù)而言，可以從上升沿一側(cè)的延遲量tpdr1和下降沿一側(cè)的延遲量tpdf1中的問(wèn)題推定，必須確定實(shí)際工作狀態(tài)下端子604上的脈沖波形的變換起始點(diǎn)Tsr1和Tsf1，以及變換結(jié)束點(diǎn)Ter1和Tef1，但實(shí)際上，如圖35A中的虛線所示，在某些情況下，變化開(kāi)始和結(jié)束得緩慢，因此，盡管在圖中未示出，但是高頻噪聲有時(shí)會(huì)疊加在變化起始點(diǎn)左右，因而，難以采用實(shí)際測(cè)量以高精確度確定起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)，因而在實(shí)際當(dāng)中很可能難于實(shí)現(xiàn)該方案。另一方面，后一種技術(shù)對(duì)應(yīng)于上升沿一側(cè)的延遲量tpdr2和下降沿一側(cè)的延遲量tpdf2，唯一需要做的就是確定變換開(kāi)始之后兩個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的電勢(shì)之間的變換特性，因而其易于實(shí)現(xiàn)。
注意，在采用任何一種技術(shù)的情況下，均可以共同或獨(dú)立設(shè)置上升沿一側(cè)的通過(guò)速率SRr1和SRr2，以及下降沿一側(cè)的通過(guò)速率SRf1和SRf2。
注意，相位延遲控制單元672還能夠基于在通過(guò)速率控制單元674內(nèi)獲得的輸出脈沖Pout的上升沿變化過(guò)程中兩個(gè)預(yù)定電勢(shì)之間的通過(guò)速率SRr2和輸出脈沖Pout的下降沿變換過(guò)程中兩個(gè)預(yù)定電勢(shì)之間的通過(guò)速率SRf2估算輸出脈沖Pout的上升沿變換起始點(diǎn)Tsr1和下降沿變換起始點(diǎn)Tsf1。這是因?yàn)?，如圖35B中的輸出脈沖Pout的右側(cè)所示，可以在獲得了通過(guò)速率SRr2和SRf2的兩點(diǎn)之間的延長(zhǎng)線(extension)上發(fā)現(xiàn)上升沿變換起始點(diǎn)Tsr1和下降沿變換起始點(diǎn)Tsf1。
注意，就本構(gòu)造實(shí)例而言，形成了這樣一種布置，其中，針對(duì)相對(duì)于端子604處的輸出脈沖Pout的輸入脈沖Pin的延遲量和變化特性(變換時(shí)的通過(guò)速率)二者執(zhí)行反饋控制，但是，在不需要對(duì)延遲量和變化特性二者進(jìn)行嚴(yán)格控制時(shí)，可以形成這樣一種布置，其中，可以針對(duì)二者中所需的一個(gè)執(zhí)行反饋控制。
注意，在上升沿時(shí)延遲量和下降沿時(shí)的延遲量發(fā)生不均勻變化的情況下，這些變化影響通過(guò)速率，而且，上升沿起始點(diǎn)和下降沿起始點(diǎn)的特性隨著通過(guò)速率而變化，因此，延遲量受到影響，等等，因此，實(shí)際上，延遲量和變化特性有時(shí)會(huì)相互影響，因此，最好采用針對(duì)二者進(jìn)行反饋控制的配置。
在負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650采用脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元670驅(qū)動(dòng)負(fù)載609時(shí)，具有這樣的構(gòu)造的脈沖驅(qū)動(dòng)器600監(jiān)視實(shí)際工作狀態(tài)下端子604上的輸出脈沖Pout，并執(zhí)行反饋控制，從而使相對(duì)于輸入脈沖Pin的輸出脈沖Pout的變換特性，例如延遲量、變換特性等變?yōu)轭A(yù)期特性。
因此，能夠防止輸出脈沖Pout的變換特性受到負(fù)載609的制造不規(guī)則性和設(shè)置于負(fù)載驅(qū)動(dòng)器650的輸出級(jí)的驅(qū)動(dòng)元件的制造不規(guī)則性的影響，因而，負(fù)載609能夠受到處于正確的變換特性下的脈沖的驅(qū)動(dòng)。此外，還能夠防止輸出脈沖Pout的變換特性受到諸如溫度、濕度等的環(huán)境條件變化的影響。
當(dāng)負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650的驅(qū)動(dòng)力或負(fù)載609的特性(等效輸入電容或等效輸入電感)在難以在設(shè)計(jì)階段考慮的寄生成分(寄生電容和寄生電感)、制造過(guò)程的不規(guī)則性或者諸如溫度變化和濕度變化等的環(huán)境變化的作用下而發(fā)生變化時(shí)，可以調(diào)節(jié)相對(duì)于輸入脈沖Pin的輸出脈沖Pout的延遲量，或者可以調(diào)節(jié)輸出脈沖Pout的傾斜，從而使驅(qū)動(dòng)輸出的變換特性(延遲量和通過(guò)速率)能夠滿足技術(shù)指標(biāo)。
采用本實(shí)施例的構(gòu)造實(shí)例能夠使用于驅(qū)動(dòng)電抗負(fù)載的電路以穩(wěn)定的延遲量和傾斜改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而不管負(fù)載特性和驅(qū)動(dòng)特性的不規(guī)則性以及環(huán)境變化如何。即使在為了方便系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)和負(fù)載609而限定了輸出定時(shí)的情況下，也能夠相對(duì)于延遲量、通過(guò)速率和可復(fù)現(xiàn)性等方面的技術(shù)指標(biāo)而獲得具有最小誤差差值的驅(qū)動(dòng)波形。
<負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元；容抗負(fù)載>
圖36是用于說(shuō)明一種構(gòu)造實(shí)例的示意圖，所述構(gòu)造實(shí)例主要關(guān)注圖33所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器600的負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650的詳細(xì)構(gòu)造，其中，將負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)具有容抗的負(fù)載609的情況。此外，圖37是說(shuō)明圖36所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器600的操作的時(shí)序圖。
在驅(qū)動(dòng)具有容抗的負(fù)載609的情況下，通過(guò)包括電流輸出電路實(shí)現(xiàn)負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650，從而使負(fù)載609受到電流驅(qū)動(dòng)。此外，相應(yīng)地，將通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630配置為將適于負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650處的電流驅(qū)動(dòng)的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30提供至負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650。
具體而言，首先，通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630包括用于將前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_H和P30_L輸出至負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650的電流輸出單元632_H和632_L，前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_H和P30_L表示用于確定輸出脈沖Pout的上升沿或下降沿的傾斜的參考電流Is，并且二者具有彼此互補(bǔ)的關(guān)系。
此外，負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650還包括電流鏡電路652_H和電流鏡電路652_L，前者用于接收提供至端子601的限定高電平一側(cè)的電勢(shì)的電壓V1，并將恒定電流Io給送至端子604，后者用于接收提供至端子602的限定低電平一側(cè)的電勢(shì)的電壓V2，并吸收來(lái)自端子604的恒定電流Io。也就是說(shuō)，負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650由電流鏡電路652_H和652_L的垂直對(duì)構(gòu)成。
使電流鏡電路652_H的輸出級(jí)652_Hout和電流鏡電路652_L的輸出級(jí)652_Lout在連接點(diǎn)656(相當(dāng)于電流加法單元)處連接，并將其經(jīng)由端子604連接至負(fù)載609。將電流鏡電路652_H的輸入級(jí)652_Hin連接至通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的輸出單元632_H，將電流鏡電路652_L的輸入級(jí)652_Lin連接至通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的電流輸出單元632_L。
將對(duì)應(yīng)于上升時(shí)的延遲量的控制信號(hào)P10_H和對(duì)應(yīng)于下降時(shí)的延遲量的控制信號(hào)P10_L從相位延遲調(diào)節(jié)單元610獨(dú)立提供至通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630。
通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630根據(jù)控制信號(hào)P10_H將前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_H經(jīng)由電流輸出單元632_H提供至電流鏡電路652_H的輸入級(jí)652_Hin，并根據(jù)根據(jù)控制信號(hào)P10_L將前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_L經(jīng)由電流輸出單元632_L提供至電流鏡電路652_L的輸入級(jí)652_Lin。
根據(jù)采用這一構(gòu)造，首先，通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630將前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_H和P30_L輸出至負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650，所述前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_H和P30_L表示確定輸出脈沖Pout的上升沿或下降沿的傾斜的參考電流Is。負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650由電流鏡電路652_H和652_L的垂直對(duì)構(gòu)成，因而使產(chǎn)生于通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630內(nèi)的上升和下降參考電流Is乘以常數(shù)(×NH，×NL)，并使其環(huán)回，從而將輸出電流Iout提供至具有容抗的負(fù)載609。
注意，實(shí)際上，從上側(cè)電流鏡電路652H將輸出電流Iout_H(＝+Io)給送至負(fù)載609(源操作)，而下側(cè)電流鏡電路652_L則從負(fù)載609吸收輸出電流Iout(＝-Io)(沉吸(sink)操作)。
產(chǎn)生于端子604內(nèi)的負(fù)載電壓Vout變?yōu)橥ㄟ^(guò)對(duì)提供至負(fù)載609的輸出電流Iout積分，并將其除以負(fù)載609的電容值而得到的值，因而如圖37所示，如果在變換周期內(nèi)向具有容抗的負(fù)載609(電容負(fù)載)連續(xù)施加恒定電流，那么負(fù)載電壓Vout將發(fā)生線性變化直到負(fù)載電壓Vout達(dá)到電流鏡電路652_H的電源電勢(shì)V1或電流鏡電路652_L的電源電勢(shì)V2為止。
注意，當(dāng)負(fù)載電壓Vout達(dá)到電源電勢(shì)V1時(shí)，上側(cè)電流鏡電路652_H的輸出級(jí)652_Hout失去恒定電流特性，并被經(jīng)由等效電阻連接至電源電勢(shì)V1，從而將負(fù)載電壓Vout固定至電源電勢(shì)V1。反之，當(dāng)負(fù)載電壓Vout達(dá)到電源電勢(shì)V2時(shí)，下側(cè)電流鏡電路652_L的輸出級(jí)652_Lout失去恒定電流特性，并被經(jīng)由等效電阻連接至電源電勢(shì)V2，從而將負(fù)載電壓Vout固定至電源電勢(shì)V2。
因此，就從通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的電流輸出單元632_H提供至電流鏡電路652_H的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_H而言，唯一需要做的就是以確實(shí)(sure)的方式在從輸出脈沖Pout的上升起始點(diǎn)開(kāi)始的周期內(nèi)向輸入級(jí)652_Hin提供參考電流Is直到負(fù)載電壓Vout達(dá)到電源電勢(shì)V1為止(實(shí)際為沉吸操作)，并且在下側(cè)電流鏡電路652_L開(kāi)始工作之前停止向輸入級(jí)652_Hin提供參考電流Is。
此外，就從通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的電流輸出單元632_L提供至電流鏡電路652_L的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_L而言，唯一需要做的就是以確實(shí)(sure)的方式在從輸出脈沖Pout的下降起始點(diǎn)開(kāi)始的周期內(nèi)向輸入級(jí)652_Lin提供參考電流Is直到負(fù)載電壓Vout達(dá)到電源電勢(shì)V2為止(實(shí)際為源操作)，并且在上側(cè)電流鏡電路652_H開(kāi)始工作之前停止向輸入級(jí)652_Lin提供參考電流Is。
輸出脈沖Pout，即負(fù)載電壓Vout的變化特性是由提供至負(fù)載609的驅(qū)動(dòng)電流Io(源電流Io和沉吸電流Io)限定的，驅(qū)動(dòng)電流Io是由從通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的電流輸出單元632_H和632_L輸出的參考電流Is(沉吸電流Is和源電流Is)限定的，參考電流Is是由通過(guò)速率控制信號(hào)P74限定的。因此，可以通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)行反饋控制時(shí)的通過(guò)速率控制信號(hào)P74改變負(fù)載電壓Vout的變化特性(通過(guò)速率)。
可以在采用具有容抗的負(fù)載作為負(fù)載609的情況下執(zhí)行反饋控制，在發(fā)生輸出變換時(shí)采用電流鏡電路652_H和652_L以恒定電流Io驅(qū)動(dòng)這一容抗負(fù)載，與此同時(shí)通過(guò)脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元670監(jiān)視輸出脈沖Pout。例如，根據(jù)相位延遲控制單元672的控制功能，可以控制輸出脈沖Pout的負(fù)載電壓Vout，使其變?yōu)橄鄬?duì)于輸入脈沖Pin的穩(wěn)定延遲量。此外，根據(jù)通過(guò)速率控制單元674的控制功能，可以控制輸出脈沖Pout的負(fù)載電壓Vout，使其以某一通過(guò)速率發(fā)生變換。
根據(jù)采用圖36所示的構(gòu)造實(shí)例，就用于驅(qū)動(dòng)容抗負(fù)載的電路而言，驅(qū)動(dòng)信號(hào)(負(fù)載電壓信號(hào))可以以穩(wěn)定延遲量和傾斜變化，而不管負(fù)載電容和驅(qū)動(dòng)特性的不規(guī)則性以及環(huán)境變化如何。即使在為了方便系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)和充當(dāng)負(fù)載609的受驅(qū)動(dòng)元件(具體而言為轉(zhuǎn)移電極等)而限定了輸出定時(shí)的情況下，也能夠相對(duì)于延遲量、通過(guò)速率和可復(fù)現(xiàn)性等方面的技術(shù)指標(biāo)而獲得具有最小誤差差值的驅(qū)動(dòng)波形。
<負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元；感抗負(fù)載>
圖38是用于說(shuō)明一種構(gòu)造實(shí)例的示意圖，所述構(gòu)造實(shí)例主要關(guān)注圖33所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器600的負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650的詳細(xì)構(gòu)造，其中，將負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)具有感抗的負(fù)載609的情況。此外，圖39是說(shuō)明圖38所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器600的操作的時(shí)序圖。
在驅(qū)動(dòng)具有感抗的負(fù)載609的情況下，必須采用相對(duì)于用于驅(qū)動(dòng)具有容抗的負(fù)載609的構(gòu)造具有對(duì)偶構(gòu)造的電路。具體而言，負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650是通過(guò)包括電壓輸出電路實(shí)現(xiàn)的，從而使負(fù)載609受到電壓驅(qū)動(dòng)。此外，相應(yīng)地，將通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630配置為將適于負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650處的電壓驅(qū)動(dòng)的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30提供至負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650。
具體而言，首先，通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630包括用于將前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_H和P30_L輸出至負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650的電壓輸出單元633_H和633_L，前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_H和P30_L表示用于確定輸出脈沖Pout的上升沿或下降沿的傾斜的參考電壓Vs，并且二者具有彼此互補(bǔ)的關(guān)系。
此外，負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650還包括恒壓輸出電路653_H和恒壓輸出電路653_L，前者用于接收提供至端子601的限定高電平一側(cè)的電流的電流I1，并將恒定電壓Vo給送至端子604，后者用于接收提供至端子602的限定低電平一側(cè)的電流的電流I2，并將恒定電壓Vo提供至端子604。也就是說(shuō)，負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650由恒壓輸出電路653_H和653_L的垂直對(duì)構(gòu)成。
注意，形成了這樣一種配置，其中，在端子601內(nèi)插入用于向端子601提供電壓V1，以及向恒壓輸出電路653_H提供恒定電流I1的電路，并且在端子602內(nèi)插入用于向端子602提供電壓V2，以及向恒壓輸出電路653_L提供恒定電流I2的電路。
在恒壓輸出電路653_H的輸出級(jí)653_Hout與恒壓輸出電路653_L的輸出級(jí)653_Lout之間提供電壓加法單元657。將使上側(cè)電壓和下側(cè)電壓相加的電壓加法單元657配置為連接至端子604。將恒壓輸出電路653_H的輸入級(jí)653_Hin連接至通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的電壓輸出單元633_H，將恒壓輸出電路653_L的輸入級(jí)653_Lin連接至通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的電壓輸出單元633_L。
此外，在負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650和負(fù)載609之間提供負(fù)載電流探測(cè)單元658。這一探測(cè)單元用于實(shí)現(xiàn)執(zhí)行反饋控制，其中，脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元670監(jiān)視負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650與端子604之間的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電流，從而使實(shí)際工作狀態(tài)下的變換特性，例如端子604上的輸出脈沖Pout相對(duì)于輸入脈沖Pin的延遲時(shí)間、變換時(shí)的通過(guò)速率等收斂于預(yù)期的變換特性。
就負(fù)載電流探測(cè)單元658的構(gòu)造而言，唯一需要做的就是使對(duì)應(yīng)于負(fù)載驅(qū)動(dòng)電流的探測(cè)信號(hào)傳播至脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元670，例如，如附圖中的功能圖示，可以采用各種類型的方法，例如，采用電流互感器探測(cè)電流自身，或者利用電流電壓轉(zhuǎn)換功能插入電流探測(cè)電阻，并探測(cè)其兩端電壓等。就探測(cè)電流自身的情況而言，脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元670必須將所探測(cè)的電流轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，并對(duì)這一電壓信號(hào)進(jìn)行處理。
注意，就通過(guò)IC提供垂直驅(qū)動(dòng)器的情況而言，難以在IC內(nèi)提供電流互感器，并且難以在IC內(nèi)完成所有的相關(guān)布線，因而實(shí)際上，在端子604和負(fù)載609之間提供電流互感器，并將其探測(cè)電流輸入至IC內(nèi)的脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元670。另一方面，在插入電流探測(cè)電阻的情況下，可以將電流探測(cè)電阻插入到電壓加法單元657和端子604之間，因而能夠在IC內(nèi)完成所有的相關(guān)布線。
恒壓輸出電路653_H和653_L必須像電流鏡電路652_H和652_L一樣具有充當(dāng)對(duì)偶電路的電路構(gòu)造，例如，具有這樣一種構(gòu)造，其中，將輸入至輸入級(jí)653_Hin和653_Lin的輸入電壓乘以常數(shù)，并將其輸出至輸出級(jí)653_Hout和653_Lout?？梢圆捎萌魏螡M足上述要求的電路構(gòu)造。
根據(jù)采用這一構(gòu)造，首先，通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630將前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_H和P30_L輸出至負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650，所述前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_H和P30_L表示確定輸出脈沖Pout的上升沿或下降沿的傾斜的參考電壓Vs。負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650由恒壓輸出電路653_H和653_L的垂直對(duì)構(gòu)成，因而使產(chǎn)生于通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630內(nèi)的上升和下降參考電壓Vs乘以常數(shù)(×NH，×NL)，并使其環(huán)回，從而將輸出電壓Vout提供至具有感抗的負(fù)載609。
注意，實(shí)際上，將輸出電壓Vout_H(＝+Vo)從上側(cè)恒壓輸出電路653_H施加至負(fù)載609(源操作)，將輸出電壓Vout_L(＝-Vo)從下側(cè)恒壓輸出電路653_L施加至負(fù)載609(沉吸操作)。
產(chǎn)生于端子604內(nèi)的負(fù)載電流Iout是通過(guò)對(duì)提供至負(fù)載609的輸出電壓Vout積分，并將其除以負(fù)載609的電感值而得到的值，因而如圖39所示，如果在變換周期內(nèi)向具有感抗的負(fù)載609(電感負(fù)載)連續(xù)施加恒定電壓，那么負(fù)載電流Iout將發(fā)生線性變化直到負(fù)載電流Iout達(dá)到恒壓輸出電路653_H的電源電流I1或恒壓輸出電路653_L的電源電流I2為止。
注意，當(dāng)負(fù)載電流Iout達(dá)到電源電流I1時(shí)，上側(cè)恒壓輸出電路653_H的輸出級(jí)653_Hout失去恒定電壓特性，并被經(jīng)由等效電阻連接至電源電流I1，從而將負(fù)載電流Iout固定至電源電流I1。反之，當(dāng)負(fù)載電流Iout達(dá)到電源電流I2時(shí)，下側(cè)恒壓輸出電路653_L的輸出級(jí)653_Lout失去恒定電壓特性，并被經(jīng)由等效電阻連接至電源電流I2，從而將負(fù)載電流Iout固定至電源電流I2。
因此，就從通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的電壓輸出單元633_H提供至恒壓輸出電路653_H的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_H而言，唯一需要做的就是以確實(shí)(sure)的方式在從輸出脈沖Pout的上升起始點(diǎn)開(kāi)始的周期內(nèi)向輸入級(jí)653_Hin提供參考電壓Vs直到負(fù)載電流Iout達(dá)到電源電流I1為止(實(shí)際為沉吸操作)，并且在下側(cè)恒壓輸出電路653_L開(kāi)始工作之前停止向輸入級(jí)653_Hin提供參考電壓Vs。
此外，就從通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的電壓輸出單元633_L提供至恒壓輸出電路653_L的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_L而言，唯一需要做的就是以確實(shí)(sure)的方式在從輸出脈沖Pout的下降起始點(diǎn)開(kāi)始的周期內(nèi)向輸入級(jí)653_Lin提供參考電壓Vs直到負(fù)載電流Iout達(dá)到電源電流I2為止(實(shí)際為源操作)，并且在上側(cè)恒壓輸出電路653_H開(kāi)始工作之前停止向輸入級(jí)653_Lin提供參考電壓Vs。
可以在采用具有感抗的負(fù)載作為負(fù)載609的情況下執(zhí)行反饋控制，在發(fā)生輸出變換時(shí)采用恒壓輸出電路653_H和653_L以恒定電壓Vo驅(qū)動(dòng)這一感抗負(fù)載，與此同時(shí)通過(guò)脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元670監(jiān)視輸出脈沖Pout。例如，根據(jù)相位延遲控制單元672的控制功能，可以控制輸出脈沖Pout的負(fù)載電流Iout，使其變?yōu)橄鄬?duì)于輸入脈沖Pin的穩(wěn)定延遲量。此外，根據(jù)通過(guò)速率控制單元674的控制功能，可以控制輸出脈沖Pout的負(fù)載電流Iout，使其以某一通過(guò)速率發(fā)生變換。
根據(jù)采用圖38所示的構(gòu)造實(shí)例，就用于驅(qū)動(dòng)感抗負(fù)載的電路而言，驅(qū)動(dòng)信號(hào)(負(fù)載電流信號(hào))可以以穩(wěn)定延遲量和傾斜變化，而不管負(fù)載電感和驅(qū)動(dòng)特性的不規(guī)則性以及環(huán)境變化如何。即使在為了方便系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)和充當(dāng)負(fù)載609的受驅(qū)動(dòng)元件(具體而言為馬達(dá)線圈等)而限定了輸出定時(shí)的情況下，也能夠相對(duì)于延遲量、通過(guò)速率和可復(fù)現(xiàn)性等方面的技術(shù)指標(biāo)而獲得具有最小誤差差值的驅(qū)動(dòng)波形。
<相位延遲調(diào)節(jié)單元和通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元的構(gòu)造實(shí)例>
圖40是說(shuō)明圖33所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器600的構(gòu)造實(shí)例的示意圖，其尤其關(guān)注相位延遲調(diào)節(jié)單元610和通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的詳細(xì)構(gòu)造。此外，圖41是說(shuō)明圖40所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器600的操作的時(shí)序圖。
這里注意，圖示的負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650采用了圖36所示的適用于驅(qū)動(dòng)具有容抗的負(fù)載609的情況的構(gòu)造，但是，也可以將相位延遲調(diào)節(jié)單元610和通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的各詳細(xì)構(gòu)造應(yīng)用于圖38所示的適用于驅(qū)動(dòng)具有感抗的負(fù)載609的情況的構(gòu)造。
首先，為脈沖驅(qū)動(dòng)器600提供向其上施加時(shí)鐘信號(hào)CK的端子605。相位延遲調(diào)節(jié)單元610包括脈沖延遲單元612和延遲時(shí)鐘數(shù)寄存器614，前者具有這樣的功能，其中，使輸入至端子601的輸入脈沖Pin(邏輯輸入)延遲外部設(shè)定的時(shí)鐘數(shù)量，從而參考經(jīng)由端子605輸入的時(shí)鐘信號(hào)CK輸出受到延遲的輸入脈沖，后者用于存儲(chǔ)每一時(shí)鐘數(shù)(延遲時(shí)鐘的數(shù)量)，所述時(shí)鐘數(shù)分別由與脈沖延遲單元612內(nèi)的延遲量相關(guān)的上升時(shí)的延遲量和下降時(shí)的延遲量限定。延遲時(shí)鐘數(shù)寄存器614將所存儲(chǔ)的延遲時(shí)鐘數(shù)CKD_H和CKD_L設(shè)置到脈沖延遲單元612內(nèi)。
如圖41所示，上升時(shí)的延遲量tpdr(圖中的tpdr1)是通過(guò)將延遲時(shí)鐘數(shù)CKD_H(＝N1)除以時(shí)鐘信號(hào)CK的頻率fCLK而得到的，下降時(shí)的延遲量tpdf(圖中的tpdf1)是通過(guò)將延遲時(shí)鐘數(shù)(＝N2)除以時(shí)鐘信號(hào)CK的頻率fCLK而得到的。于是，可以以諸如時(shí)鐘數(shù)量的計(jì)數(shù)值調(diào)節(jié)延遲量，由此簡(jiǎn)化處理。
脈沖延遲單元612輸出高態(tài)有效(active high)控制信號(hào)P10_H(＝Vs1)和相對(duì)于控制信號(hào)P10_H邏輯反轉(zhuǎn)的高態(tài)有效控制信號(hào)P10_L(＝Vs2)，所述控制信號(hào)P10_H在從輸入脈沖Pin的上升點(diǎn)開(kāi)始延遲了延遲量tpdr的點(diǎn)上升，在從輸入脈沖Pin的下降點(diǎn)開(kāi)始延遲了延遲量tpdf的點(diǎn)下降。
現(xiàn)在，延遲時(shí)鐘數(shù)寄存器614可以固定地將一次性設(shè)定的延遲時(shí)鐘數(shù)，例如內(nèi)部設(shè)定或外部設(shè)定的寄存器初始設(shè)定值CKD_Hini和CKD_Lini等，提供至脈沖延遲單元612，但是其也可以基于來(lái)自脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元670的相位延遲控制單元672的延遲量控制信號(hào)P72動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)延遲時(shí)鐘數(shù)CKD_H和CKD_L。寄存器初始設(shè)定值CKD_Hini和CKD_Lini可以被事先保持在延遲時(shí)鐘數(shù)寄存器614內(nèi)，也可以對(duì)其進(jìn)行外部設(shè)置。
注意，“動(dòng)態(tài)”是指，調(diào)節(jié)量是以端子604上的實(shí)際輸出脈沖Pout相對(duì)于輸入脈沖Pin的延遲量的探測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)的。相位延遲控制單元672利用延遲量控制信號(hào)P72提高或降低延遲時(shí)鐘數(shù)CKD_H和CKD_L，從而使實(shí)際工作狀態(tài)下的延遲量總是預(yù)期延遲量。
在進(jìn)行反饋控制時(shí)，可以以諸如時(shí)鐘數(shù)量的計(jì)數(shù)值調(diào)節(jié)延遲量，并且可以以計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)處理控制相位延遲調(diào)節(jié)單元610的控制信息，由此簡(jiǎn)化調(diào)節(jié)的處理。
通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630包括用于上升控制的DA轉(zhuǎn)換器(DAC)634_H和切換單元(開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu))636_H，此外還包括用于下降控制的DA轉(zhuǎn)換器(DAC)634_L和切換單元(開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu))636_L。
此外，通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630還包括DAC數(shù)據(jù)寄存器638，其用于存儲(chǔ)針對(duì)DA轉(zhuǎn)換器634_H和634_L限定參考電流Is的參考數(shù)據(jù)DAC_H和DAC_L。DAC寄存器638將所存儲(chǔ)的參考數(shù)據(jù)DAC_H和DAC_L設(shè)置到對(duì)應(yīng)的DA轉(zhuǎn)換器634_H和634_L內(nèi)。DA轉(zhuǎn)換器634_H和634_L產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所設(shè)置的參考數(shù)據(jù)DAC_H和DAC_L的參考電流(源側(cè)Is和沉吸側(cè)Is)。注意，相對(duì)于其絕對(duì)值，源側(cè)的參考電流和沉吸側(cè)的參考電流可以是相同的，也可以不同的。
盡管在圖中未示出，但是DA轉(zhuǎn)換器634_H的輸出級(jí)設(shè)有圖36所示的電流輸出單元632_H，并且DA轉(zhuǎn)換器634_L的輸出級(jí)設(shè)有圖36所示的電流輸出單元632_L。
現(xiàn)在，DAC數(shù)據(jù)寄存器638可以固定地將一次性設(shè)定的參考數(shù)據(jù)DAC_H和DAC_L，例如寄存器初始設(shè)定值DAC_Hini和DAC_Lini等提供至DA轉(zhuǎn)換器634_H和634_L，也可以基于來(lái)自脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元670的通過(guò)速率控制單元674的通過(guò)速率控制信號(hào)P74動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)參考數(shù)據(jù)DAC_H和DAC_L。寄存器初始設(shè)定值DAC_Hini和DAC_Lini可以事先保持在DAC數(shù)據(jù)寄存器638內(nèi)部，也可以對(duì)其進(jìn)行外部設(shè)置。
注意，“動(dòng)態(tài)”是指，調(diào)節(jié)量是以端子604上的實(shí)際輸出脈沖Pout的通過(guò)速率的探測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)的。通過(guò)速率控制單元674利用通過(guò)速率控制信號(hào)P74提高或降低參考數(shù)據(jù)DAC_H和DAC_L，從而使實(shí)際工作狀態(tài)下的通過(guò)速率恒定地表現(xiàn)出預(yù)期值。
輸出脈沖Pout，即負(fù)載電壓Vout的變化特性是由提供至負(fù)載609的驅(qū)動(dòng)電流Io(源電流Io和沉吸電流Io)限定的，驅(qū)動(dòng)電流Io是由從DA轉(zhuǎn)換器634_H和634_L輸出的參考電流Is(沉吸電流Is和源電流Is)限定的，參考電流Is是由參考數(shù)據(jù)DAC_H和DAC_L限定的。因此，負(fù)載電壓Vout的變化特性(通過(guò)速率)是隨驅(qū)動(dòng)電流Io而變化的。
在進(jìn)行反饋控制時(shí)，可以在提供至負(fù)載609的負(fù)載電壓進(jìn)行變換時(shí)采用諸如DAC數(shù)據(jù)的計(jì)數(shù)值調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流Io，由此調(diào)節(jié)負(fù)載電壓Vout的通過(guò)速率，并且可以以計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)處理用于控制通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的控制信息，由此能夠簡(jiǎn)化調(diào)節(jié)的處理。
通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630被配置為只有當(dāng)切換單元636_H或636_L導(dǎo)通時(shí)將對(duì)應(yīng)的DA轉(zhuǎn)換器634_H或634_L(本實(shí)例中以參考電流Is表示)內(nèi)產(chǎn)生的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_H或P30_L提供至負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650的對(duì)應(yīng)的電流鏡電路652_H或652_L。
脈沖延遲單元612適用于將充當(dāng)對(duì)應(yīng)于上升時(shí)的延遲量的控制信號(hào)P10_H的切換控制信號(hào)Vs1提供至切換單元636_H的控制輸入端子，并且將充當(dāng)對(duì)應(yīng)于下降時(shí)的延遲量的控制信號(hào)P10_L的切換控制信號(hào)Vs2提供至切換單元636_L的控制輸入端子。
假設(shè)DA轉(zhuǎn)換器634_H和634_L具有足夠高的分辨率(resolution)，足以覆蓋與下述內(nèi)容相關(guān)的變化負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650的驅(qū)動(dòng)力、由負(fù)載609的制造不規(guī)則性導(dǎo)致的負(fù)載609的特性、負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650的輸出級(jí)所采用的驅(qū)動(dòng)元件的制造不規(guī)則性以及諸如溫度變化、濕度變化等的環(huán)境變化。此外，優(yōu)選地，最好具有能夠?qū)?yīng)于各種類型的負(fù)載609的分辨率。
在從輸入脈沖Pin的上升開(kāi)始延遲了延遲量tpdr1之后，脈沖延遲單元612使控制信號(hào)P10_H(＝Vs1)高態(tài)有效。響應(yīng)于此，端子604上的負(fù)載電壓Vout在控制信號(hào)P10_H的高電平處上升。
也就是說(shuō)，就通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630而言，當(dāng)來(lái)自脈沖延遲單元612的輸入脈沖Pin_H(＝Vs1)從低電平變換至高電平時(shí)，切換單元636_H變?yōu)閷?dǎo)電，DA轉(zhuǎn)換器634_H內(nèi)產(chǎn)生的限定參考電流Is的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_H被提供至負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650的電流鏡電路652_H(沉吸操作)。
電流鏡電路652_H將驅(qū)動(dòng)電流Io提供至具有容抗的負(fù)載609，在驅(qū)動(dòng)電流Io中，將由前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_H表示的參考電流乘以常數(shù)(NH倍)。于是，負(fù)載電壓Vout以穩(wěn)定的通過(guò)速率從低電平變換至高電平。接下來(lái)，當(dāng)負(fù)載電壓Vout達(dá)到電源電壓V1時(shí)，盡管參考電流Is被連續(xù)提供至電流鏡電路652_H的輸入級(jí)652_Hin，但是電流鏡電路652_H的輸出級(jí)652_Hout將失去恒定電流特性，負(fù)載609將被經(jīng)由等效電阻連接至電源電壓V1，因而負(fù)載電壓Vout將被固定至電源電壓V1。
接下來(lái)，當(dāng)輸入脈沖Pin下降時(shí)，將執(zhí)行與上述方向相反的操作。具體而言，在從輸入脈沖Pin的下降開(kāi)始延遲了延遲量tpdf1之后，脈沖延遲單元612使控制信號(hào)Pin_H(＝Vs1)變低，并使控制信號(hào)P10_L(＝Vs2)高態(tài)有效。響應(yīng)于此，端子604上的負(fù)載電壓Vout在控制信號(hào)P10_L的高電平處下降。
就通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630而言，當(dāng)來(lái)自脈沖延遲單元612的輸入脈沖Pin_L(＝Vs2)從低電平變換至高電平時(shí)，切換單元636_L變?yōu)閷?dǎo)電，DA轉(zhuǎn)換器634_L內(nèi)產(chǎn)生的限定參考電流Is的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_L被提供至負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650的電流鏡電路652_L(源操作)。
電流鏡電路652_L將驅(qū)動(dòng)電流Io提供至具有容抗的負(fù)載609，在驅(qū)動(dòng)電流Io中，將由前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_L表示的參考電流乘以常數(shù)(NL倍)。于是，負(fù)載電壓Vout以穩(wěn)定的通過(guò)速率從高電平變換至低電平。接下來(lái)，當(dāng)負(fù)載電壓Vout達(dá)到電源電壓V2時(shí)，盡管參考電流Is被連續(xù)提供至電流鏡電路652_L的輸入級(jí)652_Lin，但是電流鏡電路652_L的輸出級(jí)652_Lout將失去恒定電流特性，負(fù)載609將并被經(jīng)由等效電阻連接至電源電壓V2，因而負(fù)載電壓Vout將被固定至電源電壓V2。
<通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元的變型>
圖42是說(shuō)明另一構(gòu)造實(shí)例的示意圖(圖41所示構(gòu)造的變型)，其尤其關(guān)注圖33所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器600的相位延遲調(diào)節(jié)單元610和通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的詳細(xì)構(gòu)造。
這里注意，圖示的負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650采用了圖36所示的適用于驅(qū)動(dòng)具有容抗的負(fù)載609的情況的構(gòu)造，但是，也可以將相位延遲調(diào)節(jié)單元610和通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的各詳細(xì)構(gòu)造應(yīng)用于圖38所示的適用于驅(qū)動(dòng)具有感抗的負(fù)載609的情況的構(gòu)造。
圖38所示的構(gòu)造與圖41所示的構(gòu)造之間的區(qū)別在于，通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630內(nèi)的DA轉(zhuǎn)換器具有用于粗調(diào)和細(xì)調(diào)的兩級(jí)構(gòu)造(將其稱為DA轉(zhuǎn)換器634A和634B)。
用于粗調(diào)的DA轉(zhuǎn)換器634A_H和634A_L產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于外部設(shè)定的驅(qū)動(dòng)力粗調(diào)設(shè)定值DAC_Coarse(粗略DAC數(shù)據(jù)DAC_Hcrs和DAC_Lcrs)，并將其傳輸至用于細(xì)調(diào)的DA轉(zhuǎn)換器634B_H和634B_L。粗略DAC數(shù)據(jù)是不受來(lái)自通過(guò)速率控制單元674的通過(guò)速率控制信號(hào)P74的影響(控制)的數(shù)據(jù)，DA轉(zhuǎn)換器634A_H和634A_L產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)力粗調(diào)設(shè)定值的粗略參考電流Is_Coarse，而不管從通過(guò)速率控制單元674輸出的通過(guò)速率控制信號(hào)P74如何。
用于細(xì)調(diào)的DA轉(zhuǎn)換器634B_H和634B_L參考用于粗調(diào)的DA轉(zhuǎn)換器634A_H和634A_L內(nèi)產(chǎn)生的粗略參考電流Is_Coarse產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于由DAC數(shù)據(jù)寄存器638基于通過(guò)速率控制信號(hào)P74設(shè)定的值的參考電流(源側(cè)Is和沉吸側(cè)Is)。在這種情況下，參考數(shù)據(jù)DAC_H和DAC_L相當(dāng)于對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)力粗調(diào)設(shè)定值DAC_Coarse的驅(qū)動(dòng)力細(xì)調(diào)設(shè)定值DAC_Fine。
為了參考粗略參考電流Is_Coarse產(chǎn)生參考電流Is，我們可以采用乘法和加法中的任何一種，前者以DA轉(zhuǎn)換器634A_H和634A_L內(nèi)產(chǎn)生的粗略參考電流Is_Coarse為參考電流，根據(jù)參考數(shù)據(jù)DAC_H和DAC_L調(diào)諧放大程度，由此產(chǎn)生參考電流Is，后者在DA轉(zhuǎn)換器634B_H和634B_L內(nèi)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于參考數(shù)據(jù)DAC_H和DAC_L的精細(xì)參考電流Is_Fine(Is_Hfine和Is_Lfine)，并將其與DA轉(zhuǎn)換器634A_H和634A_L內(nèi)產(chǎn)生的粗略參考電流Is_Coarse相加。
必須根據(jù)驅(qū)動(dòng)力或負(fù)載不規(guī)則性的趨勢(shì)等確定采用所述方法中的任一種還是二者均采用。盡管有一些例外，但是，與加法相比，乘法通常能夠擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍，因此，就DA轉(zhuǎn)換器634B_H和634B_L而言，最好采用用于實(shí)現(xiàn)乘法的電路構(gòu)造。
即使在采用乘法和加法中的任一種的情況下，在進(jìn)行反饋控制時(shí)，粗略參考電流Is_Coarse也不受通過(guò)速率控制信號(hào)P74的影響，因而，負(fù)載電壓Vout的通過(guò)速率是由用于細(xì)調(diào)的DA轉(zhuǎn)換器634B_H和634B_L調(diào)諧的。
即使DA轉(zhuǎn)換器634具有一級(jí)構(gòu)造，原則上，其也能夠具有充分高的分辨率，足以覆蓋與下述內(nèi)容相關(guān)的變化負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650的驅(qū)動(dòng)力、由負(fù)載609的制造不規(guī)則性導(dǎo)致的負(fù)載609的特性、負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650的輸出級(jí)所采用的驅(qū)動(dòng)元件的制造不規(guī)則性、諸如溫度變化、濕度變化等的環(huán)境變化以及負(fù)載609的其他各種類型等。
然而，由于實(shí)際上與由負(fù)載609的制造不規(guī)則性、負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650的輸出級(jí)所采用的驅(qū)動(dòng)元件的制造不規(guī)則性以及諸如溫度變化和濕度變化的環(huán)境變化所導(dǎo)致的變化相比，對(duì)應(yīng)于負(fù)載609的多種類型所必需的變化增大了，因而，要想采用一級(jí)構(gòu)造加以實(shí)現(xiàn)，DA轉(zhuǎn)換器634的分辨率就會(huì)變成不切實(shí)際的分辨率，因此，這一構(gòu)造是不可行的。
另一方面，就系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，所采用的負(fù)載609的技術(shù)指標(biāo)和特性(輸入等效電容、輸入等效電感、驅(qū)動(dòng)頻率等)通常是明確的，因此，如果將DA轉(zhuǎn)換器634A配置為處理與之相當(dāng)?shù)母鞣N變化，通常能夠獲得預(yù)期的驅(qū)動(dòng)力。
就用于細(xì)調(diào)的DA轉(zhuǎn)換器634B而言，如果形成通過(guò)執(zhí)行反饋控制來(lái)處理實(shí)際工作中的不規(guī)則性的配置，那么可以利用實(shí)際分辨率對(duì)通過(guò)速率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)諧。也就是說(shuō)，在用于粗調(diào)的DA轉(zhuǎn)換器634A內(nèi)設(shè)定通常預(yù)期的驅(qū)動(dòng)力的情況下，當(dāng)負(fù)載609的驅(qū)動(dòng)力或特性(例如輸入等效電容)在設(shè)計(jì)階段無(wú)法預(yù)計(jì)的寄生電容、制造工藝的不規(guī)則性或溫度變化等作用下而發(fā)生變化時(shí)，即使在某些情況下驅(qū)動(dòng)輸出的通過(guò)速率無(wú)法滿足技術(shù)指標(biāo)，那么通過(guò)速率控制單元674也可以控制用于細(xì)調(diào)的DA轉(zhuǎn)換器634B，使其執(zhí)行用于對(duì)輸出的傾斜進(jìn)行調(diào)諧的操作，由此能夠滿足輸出通過(guò)速率的技術(shù)指標(biāo)。
<脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元的構(gòu)造實(shí)例>
圖43是說(shuō)明一構(gòu)造實(shí)例的示意圖，其尤其關(guān)注圖33所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器600的脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元670的詳細(xì)構(gòu)造。此外，圖44A到44C是說(shuō)明圖43所示的脈沖驅(qū)動(dòng)器600的操作的時(shí)間圖。
這里注意，就相位延遲調(diào)節(jié)單元610和通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630而言，采用圖42所示的構(gòu)造。此外，盡管圖示的負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650采用了圖36所示的適用于驅(qū)動(dòng)具有容抗的負(fù)載609的情況的構(gòu)造，但是，同樣可以將相位延遲調(diào)節(jié)單元610和通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的各詳細(xì)構(gòu)造應(yīng)用于圖38所示的適用于驅(qū)動(dòng)具有感抗的負(fù)載609的情況的構(gòu)造。
脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元670包括兩個(gè)比較單元682和684，還包括由相位延遲控制單元672和通過(guò)速率控制單元674共享的判決單元686。兩個(gè)比較單元682和684以及判決單元686的延遲量控制功能部分構(gòu)成了相位延遲控制單元672，兩個(gè)比較單元682和684以及判決單元686的通過(guò)速率控制功能部分構(gòu)成了通過(guò)速率控制單元674。注意，可以為相位延遲控制單元672和通過(guò)速率控制單元674中的每者設(shè)置兩個(gè)比較單元682和684以及判決單元686。
將比較單元682和684配置為用于比較負(fù)載電壓Vout和參考電壓Vref的比較器。也就是說(shuō)，形成了這樣一種布置，其中，首先將端子604上的輸出脈沖Pout輸入到每一比較單元682和684的一個(gè)輸入端子上。
此外，形成了這樣一種配置，其中，首先將對(duì)應(yīng)于端子604上的輸出脈沖Pout的高電平電勢(shì)與低電平電勢(shì)之間的預(yù)定電勢(shì)的第一參考電壓Vref1輸入到比較部件682的另一個(gè)輸入端子，將對(duì)應(yīng)于端子604上的輸出脈沖Pout的高電平電勢(shì)與低電平電勢(shì)之間的預(yù)定電勢(shì)的第二參考電壓Vref2(假設(shè)Vref2＞Vref1)輸入到比較部件684的另一個(gè)輸入端子。
也就是說(shuō)，如圖44A所示，將兩個(gè)參考電壓Vref1和Vref2設(shè)置為負(fù)載電壓Vout能夠采用的值之間的適當(dāng)值。例如，將第一參考電壓Vref1設(shè)置在V1到V2的下側(cè)的1/3左右，將第二參考電壓Vref2設(shè)置在V1到V2的上側(cè)1/3左右。
比較單元682和684參考經(jīng)由端子605從外部輸入的時(shí)鐘信號(hào)CK比較兩個(gè)輸入電壓，并將電壓比較結(jié)果傳輸至判決單元686。具體而言，就比較單元682和684而言，采用了AD轉(zhuǎn)化法，可以將其稱為所謂的單斜面積分型或斜坡信號(hào)比較型，其中，將輸出脈沖Pout的模擬電壓信號(hào)與用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的參考電壓Vref1和Vref2進(jìn)行比較，在執(zhí)行上述比較過(guò)程的同時(shí)采用時(shí)鐘信號(hào)CK執(zhí)行計(jì)數(shù)過(guò)程，并基于比較過(guò)程完成時(shí)的計(jì)數(shù)值得到表示輸出脈沖Pout的變換過(guò)程中的兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
因此，各比較單元682和684由電壓比較器682A和684A以及計(jì)數(shù)單元(CNT)682B和684B構(gòu)成，前者用于比較輸出脈沖Pout和參考電壓Vref1和Vref2，后者用于采用時(shí)鐘信號(hào)CK計(jì)時(shí)，直到電壓比較器682A和684A完成比較過(guò)程為止。
就具有這樣的構(gòu)造的比較單元682和684而言，首先，電壓比較單元682A和684A將參考電壓vref1和Vref2與輸出脈沖Pout(的傾斜部分)進(jìn)行比較，在兩電壓相同的情況下，反轉(zhuǎn)電壓比較單元682和684的比較器輸出。
將計(jì)數(shù)單元682B和684B配置為，與時(shí)鐘信號(hào)CK同步，以輸入至端子603的輸入脈沖Pin的上升或下降為起點(diǎn)開(kāi)始計(jì)數(shù)操作，在電壓比較器682A和684A提交比較器輸出受到反轉(zhuǎn)的信息的情況下，停止計(jì)數(shù)操作，并鎖定(保持或存儲(chǔ))此時(shí)的計(jì)數(shù)值，由此完成了AD轉(zhuǎn)換。也就是說(shuō)，采用兩個(gè)比較器682A和684A測(cè)量輸出脈沖Pout的傾斜部分的時(shí)間。
就計(jì)數(shù)值而言，獲得的計(jì)數(shù)值為用于確定輸出脈沖Pout的上升變換過(guò)程中的電勢(shì)點(diǎn)Tsr2(對(duì)應(yīng)于參考電壓Vref1)的計(jì)數(shù)值Nsr2、用于確定電勢(shì)點(diǎn)Ter2(對(duì)應(yīng)于參考電壓Vref2)的計(jì)數(shù)值Ner2、用于確定輸出脈沖Pout的下降變換過(guò)程中的電勢(shì)點(diǎn)Tsf2(對(duì)應(yīng)于參考電壓Vref2)的計(jì)數(shù)值Nsf2以及用于確定電勢(shì)點(diǎn)Tef2(對(duì)應(yīng)于參考電壓Vref1)的計(jì)數(shù)值Nef2。
于是，能夠?qū)?yīng)于輸入脈沖Pin測(cè)量出在電壓比較器682A和684A的兩個(gè)輸出從輸入脈沖Pin的上升或下降發(fā)生反轉(zhuǎn)之前，即在負(fù)載609內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)載電壓Vout達(dá)到參考電壓Vref1和Vref2之前的時(shí)鐘數(shù)(計(jì)數(shù)值Nsr2、Ner2、Nsf2和Nef2)。比較單元682和684將測(cè)得的時(shí)鐘數(shù)傳輸至判決單元686。
判決單元686計(jì)算達(dá)到輸出脈沖Pout(負(fù)載電壓Vout)的斜坡上的預(yù)定電勢(shì)點(diǎn)之前的延遲量，以及基于在比較單元682和684內(nèi)測(cè)得的計(jì)數(shù)值Nsr2、Ner2、Nsf2和Nef2與輸入脈沖Pin之間的關(guān)系，隨著時(shí)鐘周期的遞增，計(jì)算參考電壓Vref1和Vref2之間的變換所需的時(shí)間，由此確定實(shí)際工作狀態(tài)下輸出脈沖Pout相對(duì)于輸入脈沖Pin的延遲量和通過(guò)速率，并采用延遲量控制信號(hào)P72控制相位延遲調(diào)節(jié)單元610，從而使這些值收斂于預(yù)期值，并采用通過(guò)速率控制信號(hào)P74控制通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630。
例如，如圖44B所示，計(jì)數(shù)值Nsr2與Ner2的平均值是表示從輸入脈沖Pin的上升點(diǎn)開(kāi)始達(dá)到輸出脈沖Pout中的參考電壓Vref1和Vref2的中間電勢(shì)的時(shí)間的延遲時(shí)鐘數(shù)CKD_H(＝NH)，將延遲時(shí)鐘數(shù)CKD_H除以時(shí)鐘信號(hào)CK的頻率fCLK得到的值(NH/fCLK)是上升時(shí)的延遲量tpdr2。
類似地，計(jì)數(shù)值Nsf2與Nef2的平均值是表示從輸入脈沖Pin的下降點(diǎn)開(kāi)始達(dá)到輸出脈沖Pout中的參考電壓Vref1和Vref2的中間電勢(shì)的時(shí)間的延遲時(shí)鐘數(shù)CKD_L(＝NL)，將延遲時(shí)鐘數(shù)CKD_L除以時(shí)鐘信號(hào)CK的頻率fCLK得到的值(NL/fCLK)是下降時(shí)的延遲量tpdf2。
此外，計(jì)數(shù)值Nsr2與Ner2之間差值表示上升時(shí)的通過(guò)速率SRr2，計(jì)數(shù)值Nsf2與Nef2之間的差值表示下降時(shí)的通過(guò)速率SRf2。
此外，如圖44C所示，采用計(jì)數(shù)值Nsr2和Ner2能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)估算得到用于在對(duì)應(yīng)于限定通過(guò)速率SRr2的兩個(gè)參考電壓Vref1和Vref2的兩個(gè)點(diǎn)的延遲線上提供上側(cè)電源電壓V1和下側(cè)電源電壓V2的計(jì)數(shù)值，即用于確定上升時(shí)的變換起始點(diǎn)Tsr1的計(jì)數(shù)值Nsr1和用于確定變換結(jié)束點(diǎn)Ter1的計(jì)數(shù)值Ner1。計(jì)數(shù)值Nsr1是表示從輸入脈沖Pin的上升點(diǎn)到輸出脈沖Pout的上升變換起始點(diǎn)Tsr1之間的時(shí)間的延遲時(shí)鐘數(shù)CKD_H(＝N1)，將延遲時(shí)鐘數(shù)CKD_H(＝N1)除以時(shí)鐘信號(hào)CK的頻率fCLK所得到的值(N1/fCLK)為上升時(shí)的延遲量tpdr1。
類似地，如圖44C所示，采用計(jì)數(shù)值Nsf2和Nef2能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)估算得到用于在對(duì)應(yīng)于限定通過(guò)速率SRf2的兩個(gè)參考電壓Vref1和Vref2的兩個(gè)點(diǎn)的延遲線上提供上側(cè)電源電壓V1和下側(cè)電源電壓V2的計(jì)數(shù)值，即用于確定下降時(shí)的變換起始點(diǎn)Tsf1的計(jì)數(shù)值Nsf1和用于確定變換結(jié)束點(diǎn)Tef1的計(jì)數(shù)值Nef1。計(jì)數(shù)值Nsf1是表示從輸入脈沖Pin的下降點(diǎn)到輸出脈沖Pout的下降變換起始點(diǎn)Tsf1之間的時(shí)間的延遲時(shí)鐘數(shù)CKD_L(＝N2)，將延遲時(shí)鐘數(shù)CKD_L(＝N2)除以時(shí)鐘信號(hào)CK的頻率fCLK所得到的值(N2/fCLK)為下降時(shí)的延遲量tpdf1。
判決單元686利用延遲量控制信號(hào)P72對(duì)延遲時(shí)鐘數(shù)寄存器614的設(shè)定值(延遲時(shí)鐘數(shù)CKD_H和CKD_L)進(jìn)行提高/降低控制，從而使如此確定的實(shí)際工作狀態(tài)下的輸出脈沖Pout的變換特性(相對(duì)于輸入脈沖Pin的延遲量或通過(guò)速率)收斂于對(duì)應(yīng)于計(jì)數(shù)指標(biāo)的值，并且利用通過(guò)速率控制信號(hào)P74執(zhí)行對(duì)DAC數(shù)據(jù)寄存器638的設(shè)定值(參考數(shù)據(jù)DAC_H和DAC_L)的提高/降低控制。
于是，可以以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理用于控制相位延遲調(diào)節(jié)單元610和通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的控制信息，并且可以以數(shù)字方式對(duì)實(shí)際工作狀態(tài)下的輸出脈沖Pout的變換特性進(jìn)行實(shí)際測(cè)量或估算，因而，可以以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理整個(gè)反饋控制系統(tǒng)，由此簡(jiǎn)化了對(duì)測(cè)量和調(diào)整的處理。
<垂直驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用實(shí)例；第一實(shí)例>
圖45是示出了第一構(gòu)造實(shí)例的示意圖，其中，將上述脈沖驅(qū)動(dòng)器600應(yīng)用于用于對(duì)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的垂直轉(zhuǎn)移電極1012進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的垂直驅(qū)動(dòng)器1050。在這種情況下，負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650驅(qū)動(dòng)充當(dāng)容抗的垂直轉(zhuǎn)移電極1012，由此采用了圖36所示的構(gòu)造。此外，就相位延遲調(diào)節(jié)單元610和通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630而言，采用圖40所示的構(gòu)造。
如圖所示，圖像俘獲裝置1001包括CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010、設(shè)置于這一CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010內(nèi)的用于驅(qū)動(dòng)起著容抗作用的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012的垂直轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1007和用于驅(qū)動(dòng)起著容抗作用的多個(gè)水平轉(zhuǎn)移寄存器1014的水平轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1008。垂直轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1007包括用于獨(dú)立驅(qū)動(dòng)多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1到1012_z(1到z；z是相數(shù)，就四相而言，z＝4)中的每一個(gè)的垂直驅(qū)動(dòng)器700，垂直驅(qū)動(dòng)器700的數(shù)量等于垂直轉(zhuǎn)移電極1012的數(shù)量。換言之，就垂直轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1007而言，提供了相當(dāng)于垂直轉(zhuǎn)移電極1012的數(shù)量的垂直驅(qū)動(dòng)器700，每一垂直驅(qū)動(dòng)器700根據(jù)相位驅(qū)動(dòng)每一相的垂直轉(zhuǎn)移電極1012?？梢酝ㄟ^(guò)一個(gè)半導(dǎo)體IC封裝提供每一垂直驅(qū)動(dòng)器700。
就圖示的實(shí)例而言，分別通過(guò)等效輸入電容C12_1到C12_z(例如100到1000pF左右)之一表示設(shè)置于CCD固態(tài)圖像俘獲裝置內(nèi)的垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1到1012_z之一，從垂直驅(qū)動(dòng)器700的角度來(lái)看，CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010為容抗負(fù)載。
注意，等效輸入電容C12只相當(dāng)于圖27所示的一個(gè)電極1068。具體而言，可以以串聯(lián)電路表示這一電路，所述串聯(lián)電路由垂直轉(zhuǎn)移電極1012的線路電阻(例如，幾十到幾百歐姆左右)和接地電阻(例如幾十歐姆左右)以及等效輸入電容C12構(gòu)成。
此外，圖像俘獲裝置1001還包括定時(shí)信號(hào)發(fā)生單元810、模擬前端(AFE)單元820、圖像計(jì)算處理單元832、圖像記錄單元834和包括圖像顯示單元836的圖像信號(hào)處理單元830，定時(shí)信號(hào)發(fā)生單元810用于產(chǎn)生控制垂直轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1007的每一垂直驅(qū)動(dòng)器700和水平轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1008的脈沖信號(hào)，模擬前端單元820用于執(zhí)行模擬信號(hào)處理，圖像計(jì)算處理單元832由DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)構(gòu)成，用于對(duì)來(lái)自模擬前端單元820的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定圖像計(jì)算處理，圖像記錄單元834用于將CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010俘獲的圖像存儲(chǔ)到預(yù)定存儲(chǔ)器內(nèi)，圖像顯示單元836用于顯示CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010俘獲的圖像。
注意，就附圖所示的例子而言，描述了一種最適于表現(xiàn)圖像俘獲裝置1001(CCD圖像俘獲系統(tǒng))的例子，但是其構(gòu)造可以根據(jù)半導(dǎo)體工藝和照相機(jī)的整體設(shè)計(jì)而變化，因而不限于這一例子。就任何一種設(shè)計(jì)構(gòu)造而言，一般可以包括附圖所示的所有功能元件，但是某些情況下，可以采用省略了其中的一部分功能元件(例如具有監(jiān)視功能的圖像顯示單元836)的系統(tǒng)。此外，可以對(duì)各功能部分進(jìn)行合并和分割，例如，可以以一體的方式配置水平轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1008和定時(shí)信號(hào)發(fā)生單元810。
此外，盡管圖中未示出，但是，除了上述功能元件以外，圖像俘獲裝置1001還可以包括，例如，光學(xué)系統(tǒng)和用于控制整個(gè)圖像俘獲裝置1001的控制單元，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)可以由下述部分構(gòu)成具有用于停止CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的傳感器單元(電荷生成單元)內(nèi)的信號(hào)電荷存儲(chǔ)的功能的機(jī)械快門、用于會(huì)聚物體的光學(xué)圖像的透鏡以及包括用于調(diào)整光學(xué)圖像的光量的光圈的圖像俘獲透鏡?？梢栽O(shè)想所述控制單元包括定時(shí)信號(hào)發(fā)生單元810。
所述控制單元包括由CPU(中央處理單元)構(gòu)成的中央控制單元，其用于控制未示出的驅(qū)動(dòng)(驅(qū)動(dòng)裝置)，從而讀出存儲(chǔ)在磁盤、光盤、磁光盤或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器內(nèi)的控制程序，并基于讀出的控制程序或用戶的命令等對(duì)圖像俘獲設(shè)備1001的整體進(jìn)行控制。
此外，所述控制單元還包括曝光控制器(曝光控制單元)和操作單元，其中，曝光控制器用于控制快門或光圈，從而使傳輸至圖像信號(hào)處理單元830的圖像保持適當(dāng)?shù)牧炼?，用戶向操作單元?nèi)輸入快門定時(shí)或其他命令。
中央控制單元控制連接至圖像俘獲裝置1001的總線的定時(shí)信號(hào)發(fā)生單元810、圖像信號(hào)處理單元830和曝光控制器(曝光控制單元)。因此，如圖所示，可以將系統(tǒng)時(shí)鐘和其他控制信號(hào)從圖中未示出的中央控制單元提供至定時(shí)信號(hào)發(fā)生單元810和圖像信號(hào)處理單元830。
定時(shí)信號(hào)發(fā)生單元810將轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010所需的各種類型的脈沖信號(hào)提供至垂直轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1007和水平轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1008，并將用于相關(guān)二次抽樣或AD轉(zhuǎn)換的脈沖信號(hào)提供至模擬前端單元820。
模擬前端單元820基于由定時(shí)信號(hào)發(fā)生單元810提供的脈沖信號(hào)對(duì)從CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的輸出放大器單元1016輸出的圖像俘獲信號(hào)進(jìn)行諸如相關(guān)二次抽樣等的預(yù)定模擬信號(hào)處理，并對(duì)受到模擬信號(hào)處理的圖像俘獲信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換(AD轉(zhuǎn)換)，從而將經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換的圖像俘獲數(shù)據(jù)提供至圖像信號(hào)處理單元830。
圖像計(jì)算處理單元832由DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)構(gòu)成，其用于對(duì)從模擬前端單元820輸入的圖像俘獲數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定的數(shù)字圖像計(jì)算處理。
盡管圖中未示出，但是圖像記錄單元834由閃速存儲(chǔ)器等用于存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器(記錄媒質(zhì))和CODEC(編碼/譯碼或壓縮/解壓的縮寫)構(gòu)成，CODEC用于對(duì)經(jīng)過(guò)圖像計(jì)算處理單元832處理的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，以將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)，或者讀出圖像數(shù)據(jù)并對(duì)其解碼，以將其提供至圖像計(jì)算處理單元832。
圖像顯示單元836由下述部件構(gòu)成D/A(數(shù)字/模擬)轉(zhuǎn)換單元，其用于將經(jīng)過(guò)圖像計(jì)算處理單元832處理的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)據(jù)；由液晶顯示器(LCD)構(gòu)成的視頻監(jiān)視器，其通過(guò)顯示對(duì)應(yīng)于輸入視頻信號(hào)的圖像而起著取景器的作用；以及視頻編碼器，其用于將轉(zhuǎn)化成了模擬信號(hào)的圖像信號(hào)編碼成適用于處于下一級(jí)的視頻監(jiān)視器的視頻信號(hào)。
對(duì)應(yīng)于各垂直轉(zhuǎn)移電極的垂直驅(qū)動(dòng)器700與具有如圖43所示的構(gòu)造的脈沖驅(qū)動(dòng)器600具有相同的構(gòu)造，其包括相當(dāng)于相位延遲調(diào)節(jié)單元610的相位延遲調(diào)節(jié)單元710、相當(dāng)于通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元630的通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元730、相當(dāng)于負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650的負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750以及包括相當(dāng)于相位延遲控制單元672的相位延遲控制單元772和相當(dāng)于通過(guò)速率控制單元674的通過(guò)速率控制單元774的脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770。
相位延遲調(diào)節(jié)單元710、通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元730和負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750構(gòu)成了波形整形處理單元760，其用于對(duì)輸入脈沖信號(hào)實(shí)施預(yù)定的波形整形處理。
垂直驅(qū)動(dòng)器700包括相當(dāng)于脈沖驅(qū)動(dòng)器600的端子601、602、603、604和605的端子701、702、703、704和705。將z相垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V1到Vz中的任何一種輸入至端子703，將對(duì)應(yīng)的垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1到1012_z中的任何一個(gè)連接至端子704。
垂直驅(qū)動(dòng)器700包括用于驅(qū)動(dòng)垂直轉(zhuǎn)移電極1012的作為獨(dú)特構(gòu)造的端子706和707以及切換單元(開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu))708。將限定垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV1到ΦVz的高電平側(cè)的電勢(shì)的電壓VH輸入至端子706，將限定垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV1到ΦVz的中間電平的電勢(shì)的電壓VM輸入至端子701，將限定垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV1到ΦVz的低電平側(cè)的電勢(shì)的電壓VL輸入至端子702。此外，將起著輸入脈沖Pin的作用的垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V1到Vz從定時(shí)信號(hào)發(fā)生單元810提供至各端子703，并將讀出時(shí)鐘ROG提供至各端子707。
就本構(gòu)造實(shí)例而言，垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V1到Vz涉及垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV1到ΦVz的VM和VL之間的變換，時(shí)鐘ROG設(shè)計(jì)垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV1到ΦVz的VM和VH之間的變換。
切換單元708設(shè)置于端子704和端子706之間，在發(fā)生區(qū)段位移時(shí)，其基于經(jīng)由端子707輸入的作為控制脈沖的一個(gè)例子的讀出時(shí)鐘ROG將端子704連接至端子706，因而端子704出的負(fù)載電壓Vout變成了處于高電平的電壓VH。也就是說(shuō)，切換單元708起著開(kāi)關(guān)的作用，其用于向端子704提供高壓電勢(shì)VH，從而將脈沖電壓提供至垂直轉(zhuǎn)移電極1012，所述脈沖電壓是在進(jìn)行圖像俘獲時(shí)將信號(hào)電荷從CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的光接收傳感器(光電轉(zhuǎn)換傳感器)1011轉(zhuǎn)移至垂直轉(zhuǎn)移寄存器1013所需的脈沖電壓。
根據(jù)這種配置，在采用具有不同相位的垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)每一相的垂直轉(zhuǎn)移電極1012時(shí)，通過(guò)監(jiān)視實(shí)際工作狀態(tài)下每一垂直轉(zhuǎn)移電極1012的脈沖輸出信號(hào)執(zhí)行反饋控制，從而使每一脈沖輸出信號(hào)的變化特性變?yōu)轭A(yù)定特性，因此，即使存在每一垂直轉(zhuǎn)移電極1012的負(fù)載特性(具體而言為輸入電容C12)的個(gè)體不規(guī)則性，負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750的驅(qū)動(dòng)特性的個(gè)體不規(guī)則性或者環(huán)境變化，也能夠相對(duì)于這些中的每者恒定地獲得穩(wěn)定的變換特性。
因而，可以在不受負(fù)載電容的制造不規(guī)則性、驅(qū)動(dòng)裝置的制造不規(guī)則性或者環(huán)境變化的影響的情況下恒定地實(shí)現(xiàn)正確驅(qū)動(dòng)。此外，幾乎可以完全消除驅(qū)動(dòng)輸出脈沖的變換特性的不規(guī)則性，因而能夠處理更高速度的驅(qū)動(dòng)。如果存在有關(guān)變換特性的不規(guī)則性，那么必須執(zhí)行包括相當(dāng)于所述不規(guī)則性的裕量的驅(qū)動(dòng)，但是，幾乎可以在將所述裕量降為零的情況下執(zhí)行驅(qū)動(dòng)，由此能夠執(zhí)行高速驅(qū)動(dòng)。
注意，這里示出的垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V1到Vz和讀出時(shí)鐘ROG與垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV1到ΦVz的電壓電平VH、VM和VL之間的對(duì)應(yīng)邏輯只是一個(gè)例子，可以根據(jù)系統(tǒng)要求對(duì)其任意設(shè)置，因而其不局限于本實(shí)例。
此外，就這里示出的垂直驅(qū)動(dòng)器700的構(gòu)造實(shí)例而言，采用了上述脈沖驅(qū)動(dòng)器600，其用于在提供至各端子703的垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V1到Vz的基礎(chǔ)上產(chǎn)生低速脈沖信號(hào)，所述低速脈沖信號(hào)在垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV1到ΦVz的低電平電勢(shì)VL和中間電平電勢(shì)VM之間具有處于預(yù)定的低速的變化特性，并且形成了這樣一種配置，其中，由用于在讀出時(shí)鐘ROG的基礎(chǔ)上輸出高電平電勢(shì)VH的切換單元708直接驅(qū)動(dòng)基于讀出時(shí)鐘ROG的中間電平電勢(shì)VM與高電平電勢(shì)VH之間的變換，因此，不必產(chǎn)生具有緩慢變化特性的低速脈沖。
然而，也可以形成這樣一種配置，其中，還可以根據(jù)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的特性和驅(qū)動(dòng)方法將脈沖驅(qū)動(dòng)器600的配置應(yīng)用于中間電平電勢(shì)VM與高電平電勢(shì)VH之間的變換，或者低電平電勢(shì)VL與高電平電勢(shì)VH之間的變換，由此使得所述電勢(shì)之間的每一變換都具有平滑傾斜。
此外，在附圖中，單獨(dú)采用通過(guò)半導(dǎo)體IC提供的相同的垂直驅(qū)動(dòng)器700驅(qū)動(dòng)每一相的垂直轉(zhuǎn)移電極1012，并向每一端子707提供讀出時(shí)鐘ROG，但實(shí)際上，需要讀出時(shí)鐘ROG的垂直轉(zhuǎn)移電極并不是所有的垂直轉(zhuǎn)移電極1012，因此并非意在將讀出時(shí)鐘ROG提供至所有垂直驅(qū)動(dòng)器700的端子707。
例如，就采用行間法的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010而言，在四相垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V1到V4中，將V1和V3與讀出時(shí)鐘ROG成對(duì)設(shè)置，以提供采用三值電平VL、VM和VH的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV1和ΦV3，因而垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV1和ΦV3不僅可以用于原始垂直轉(zhuǎn)移操作，還可以用于信號(hào)電荷的讀出。此外，就所有像素讀出方法而言，在三相垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V1到V3當(dāng)中，將V1與讀出時(shí)鐘ROG成對(duì)設(shè)置，從而提供采用三值電平VL、VM和VH的垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV1，因而垂直轉(zhuǎn)移脈沖ΦV1不僅可以用于原始垂直轉(zhuǎn)移操作，還可以用于信號(hào)電荷的讀出。
<垂直驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用實(shí)例；第二實(shí)例>
圖46是示出了第二構(gòu)造實(shí)例的示意圖，其中，將上述脈沖驅(qū)動(dòng)器600應(yīng)用于用于對(duì)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的垂直轉(zhuǎn)移電極1012進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的垂直驅(qū)動(dòng)器1050。采用圖43所示的構(gòu)造，而不是圖40所示的構(gòu)造作為根據(jù)圖45所示的第一構(gòu)造實(shí)例的相當(dāng)于脈沖驅(qū)動(dòng)器600的垂直驅(qū)動(dòng)器700的部分。注意，在對(duì)應(yīng)于脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元670的，包括比較單元782和784以及判決單元786的脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770中，以簡(jiǎn)化的方式示出了比較單元782和784。
此外，形成了這樣一種配置，其中，從定時(shí)信號(hào)發(fā)生單元810，將寄存器初始設(shè)定值CKD_Hini和CKD_Lini從外部設(shè)置到延遲時(shí)鐘數(shù)寄存器714內(nèi)，將驅(qū)動(dòng)力粗調(diào)設(shè)定值(粗略DAC數(shù)據(jù))設(shè)置到用于粗調(diào)的DA轉(zhuǎn)換器734A中，以及將寄存器初始設(shè)定值DAC_Hini和DAC_Lini從外部設(shè)置到DAC數(shù)據(jù)寄存器738中。
此外，本實(shí)例包括的特征在于，增加了操作控制單元790，其用于根據(jù)圖像俘獲裝置1001的操作狀態(tài)控制垂直驅(qū)動(dòng)器700(相當(dāng)于脈沖驅(qū)動(dòng)器600)中的脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770對(duì)波形整形處理單元760的控制操作。
注意，安裝操作控制單元790的位置可以是如圖所示的垂直轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1007的外部，也可以是其內(nèi)部。在這種情況下，如果以包括各垂直驅(qū)動(dòng)器700的一個(gè)IC封裝的形式提供各垂直驅(qū)動(dòng)器700，那么將安裝一個(gè)操作控制單元790，但是如果以獨(dú)立的IC的形式提供用于驅(qū)動(dòng)各垂直轉(zhuǎn)移電極1012的垂直驅(qū)動(dòng)器700，則優(yōu)選在每一垂直驅(qū)動(dòng)器700內(nèi)安裝操作控制單元790，并采用這些操作控制單元790中的任何一個(gè)。
形成這樣一種布置，其中，將充當(dāng)輸入脈沖Pin的垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V1到Vz、時(shí)鐘信號(hào)CK和圖像同步信號(hào)從定時(shí)信號(hào)發(fā)生單元810提供至操作控制單元790，將用于控制脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770的操作的輸出波形整形許可信號(hào)P690提供至脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770。所述圖像同步信號(hào)包括水平同步信號(hào)、垂直同步信號(hào)或者用于控制其他各種圖像俘獲模式的某種控制信號(hào)。
操作控制單元790基于圖像同步信號(hào)許可或停止脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770的操作。這時(shí)，采用用于具體指定原始輸出脈沖的極性的邏輯輸入等作為圖像同步信號(hào)的一個(gè)成分。
例如，就圖像俘獲裝置1001而言，在普通圖像俘獲模式下，在CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的有效像素周期內(nèi)停止采用脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770的反饋控制，從而使出現(xiàn)在圖像上的噪聲分量降至最低，僅在不出現(xiàn)噪聲分量的垂直消隱期內(nèi)激活采用脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770的反饋控制，由此調(diào)節(jié)延遲時(shí)間和通過(guò)速率，從而使實(shí)際工作狀態(tài)下的用于驅(qū)動(dòng)垂直轉(zhuǎn)移電極1012的垂直轉(zhuǎn)移脈沖的變換特性與技術(shù)指標(biāo)吻合。
另一方面，在切換圖像俘獲模式的情況下，或在類似情況下，如果確保用于穩(wěn)定系統(tǒng)的時(shí)間相當(dāng)于一屏或更長(zhǎng)，那么甚至要在相當(dāng)于一屏的有效像素周期內(nèi)激活采用脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770的反饋控制，并調(diào)節(jié)延遲時(shí)間和通過(guò)速率，從而使實(shí)際工作狀態(tài)下用于驅(qū)動(dòng)垂直轉(zhuǎn)移電極1012的垂直轉(zhuǎn)移脈沖的變換特性與技術(shù)指標(biāo)吻合，由此能夠?qū)崿F(xiàn)正確的使用，例如迅速達(dá)到穩(wěn)態(tài)。
除了圖像同步信號(hào)外，向用于計(jì)算和判決的操作控制單元790提供用于控制系統(tǒng)的信號(hào)，由此易于配置更為靈活的系統(tǒng)。
<垂直驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用實(shí)例；第三實(shí)例；相對(duì)于多個(gè)負(fù)載的電路共享法的第一實(shí)例>
圖47是示出了第三構(gòu)造實(shí)例的示意圖，其中，將上述脈沖驅(qū)動(dòng)器600用在用于對(duì)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的垂直轉(zhuǎn)移電極1012進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的垂直驅(qū)動(dòng)器1050。第三構(gòu)造實(shí)例示出了一種減少硬件的方法，其方式為與圖45所示的第一構(gòu)造實(shí)例一樣，將圖40所示的構(gòu)造應(yīng)用于相當(dāng)于脈沖驅(qū)動(dòng)器600的部分，并且使多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012共享一部分功能部件。
現(xiàn)在，第一種共享方法所依據(jù)的原理為，就用于轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)某一垂直轉(zhuǎn)移電極1012的邏輯輸入以及用于轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)另一垂直轉(zhuǎn)移電極1012的邏輯輸入而言，在各垂直轉(zhuǎn)移電極1012具有相同的等效輸入電容C12的情況下，相對(duì)于每一邏輯輸入的延遲量和通過(guò)速率能夠被設(shè)置為相同值。第一共享方法的特征在于，具有相同等效輸入電容C12的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012共享脈沖驅(qū)動(dòng)波形控制單元770，其用于監(jiān)視輸出脈沖Pout相對(duì)于輸入脈沖Pin的延遲量，以及通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元730的變換特性(通過(guò)速率)，以控制相位延遲調(diào)節(jié)單元710和通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元730。
具體而言，第一共享方法的特征在于，將用于實(shí)現(xiàn)第一共享方法的垂直轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1007A配置為，相對(duì)于CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010所采用的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012中具有彼此相同的等效輸入電容C12的垂直轉(zhuǎn)移電極，共享除了負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元650以外的相當(dāng)于脈沖驅(qū)動(dòng)器600的部分。
更具體而言，將用于實(shí)現(xiàn)第一共享方法的垂直轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1007A的垂直驅(qū)動(dòng)器700A配置為，使脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770監(jiān)視在具有相同特性的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012中的任何一個(gè)上產(chǎn)生的脈沖輸出信號(hào)，并對(duì)應(yīng)于多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012中的每一個(gè)控制波形整形處理單元760，從而使具有相同特性的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012的脈沖輸出信號(hào)的變換特性變?yōu)轭A(yù)定特性。
例如，提供負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750A和750B，其分別對(duì)應(yīng)于連接至具有彼此相同的等效輸入電容C12的兩個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012的兩個(gè)負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750，并將其他的相位延遲調(diào)節(jié)單元710、通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元730和脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770配置為被各垂直轉(zhuǎn)移電極1012共享。此外，將通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元730配置為在與各負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750A和750B之間的連接級(jí)提供電流分配單元740A和740B，以分配從DA轉(zhuǎn)換器734輸出至各負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750A和750B的由前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30表示的參考電流Is。
能夠提供這樣一種功能，其中，采用電流分配單元740分配由DA轉(zhuǎn)換器734限定的參考電流Is，從而將輸出驅(qū)動(dòng)力設(shè)定到用于某一垂直轉(zhuǎn)移電極1012_a的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_Ha和P30_La，以及用于另一垂直轉(zhuǎn)移電極1012_b的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30_Hb和P30_Lb中。
注意，這里示出了在假設(shè)兩個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012具有相同電容的情況下針對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分配的例子，但是并不限于此，在任意多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012具有相同電容的情況下，可以采用這樣一種布置，其中，執(zhí)行對(duì)多個(gè)系統(tǒng)的分配，所述多個(gè)系統(tǒng)的數(shù)量相當(dāng)于垂直轉(zhuǎn)移電極1012的數(shù)量。
例如，在圖25中，提供了對(duì)應(yīng)于四相驅(qū)動(dòng)的四種類型的垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1到1012_4。在轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)這四種類型的垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1到1012_4的情況下，可以設(shè)想其中的每一個(gè)由一個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，也可以設(shè)想這樣一種配置，其中，將這些垂直轉(zhuǎn)移電極劃分成多個(gè)系統(tǒng)，每一系統(tǒng)由獨(dú)立的垂直驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，由此降低了每一個(gè)的負(fù)荷。
例如，從功能上，可以設(shè)想這樣一種配置，其中，可以將一個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極從物理上劃分為圖像俘獲部分1010a的上半部和下半部的兩個(gè)系統(tǒng)，并在圖像俘獲部分1010a的上側(cè)部分和下側(cè)部分安裝垂直驅(qū)動(dòng)器(相當(dāng)于本實(shí)例中的負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750)的兩個(gè)輸出級(jí)，由安裝在上側(cè)部分的輸出級(jí)驅(qū)動(dòng)上側(cè)系統(tǒng)的垂直轉(zhuǎn)移電極，由安裝在下側(cè)部分的輸出級(jí)驅(qū)動(dòng)下側(cè)系統(tǒng)的垂直轉(zhuǎn)移電極。
在這種情況下，四種類型的垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1到1012_4的各系統(tǒng)(由_a表示的系統(tǒng)和由_b表示的系統(tǒng))最初為一個(gè)，目標(biāo)驅(qū)動(dòng)定時(shí)可以是相同的，可以構(gòu)想這樣一種配置，其中，將由一個(gè)輸入脈沖構(gòu)成的信號(hào)分配至兩個(gè)系統(tǒng)的輸出級(jí)。這時(shí)，在分配目的地的負(fù)載電容不同的情況下，如果將提供至兩個(gè)系統(tǒng)的輸出級(jí)的分配信號(hào)(相當(dāng)于在本實(shí)例中提供至負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30)設(shè)至相同的定時(shí)，將變得難以以同樣的方式控制分配之后的驅(qū)動(dòng)定時(shí)。
然而，就本實(shí)例而言，各系統(tǒng)最初具有相同的圖案形狀，因而各系統(tǒng)的等效輸入電容C12_a和C12_b通常相同。因此，在將由一個(gè)輸入脈沖構(gòu)成的信號(hào)分配至兩個(gè)系統(tǒng)的輸出級(jí)時(shí)，可以將提供至所述輸出級(jí)的信號(hào)(相當(dāng)于本實(shí)施例中提供至負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)P30)設(shè)置得完全相同。
在這種情況下，在應(yīng)用第一實(shí)例的共享方法時(shí)，首先，就垂直轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1007A的垂直驅(qū)動(dòng)器700A而言，將充當(dāng)邏輯輸入1a的垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V1提供至脈沖延遲單元712，以驅(qū)動(dòng)垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1的兩個(gè)系統(tǒng)的垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1a和1012_1b，并將充當(dāng)邏輯輸入2a的讀出時(shí)鐘ROG提供至切換單元708。
此外，盡管圖中未示出詳細(xì)構(gòu)造，但是就垂直轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1007A而言，可以提供與垂直驅(qū)動(dòng)器700A中相同的構(gòu)造，以驅(qū)動(dòng)其他垂直轉(zhuǎn)移電極1012_2、1012_3和1012_4的各系統(tǒng)。
接下來(lái)，每一垂直驅(qū)動(dòng)器700A的脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770監(jiān)視任何一個(gè)具有相同等效輸入電容C12的負(fù)載電壓Vout的實(shí)際工作狀態(tài)，(例如，垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1a上的負(fù)載電壓Vout1a)，并基于其結(jié)果調(diào)節(jié)相對(duì)于每一邏輯輸入的延遲量和通過(guò)速率。
只需通過(guò)采用一個(gè)波形整形處理單元760簡(jiǎn)單地監(jiān)視兩系統(tǒng)之一的輸出，即垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1a處的負(fù)載電壓Vout1a(或垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1b處的負(fù)載電壓Vout1b)，就能夠調(diào)節(jié)垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1a上對(duì)應(yīng)于從定時(shí)信號(hào)發(fā)生單元810提供的作為邏輯輸入1a的垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V1的負(fù)載電壓Vout1a，使其變得具有預(yù)定延遲量和通過(guò)速率，以及調(diào)節(jié)垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1b上對(duì)應(yīng)于同一垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V1的負(fù)載電壓Vout1b，使其變得具有預(yù)定延遲量和通過(guò)速率。
共享邏輯輸入1a(垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V1)，以轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)從物理的角度劃分的兩個(gè)系統(tǒng)的垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1a和1012_1b，但是垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1a和1012_1b具有相同的等效輸入電容C12，因而可以將由施加至相位延遲調(diào)節(jié)單元710(具體而言為延遲時(shí)鐘數(shù)寄存器714)的延遲量控制信號(hào)P72控制的延遲量和由施加至通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元730(具體而言為DAC數(shù)據(jù)寄存器738)的通過(guò)速率控制信號(hào)P74控制的通過(guò)速率的調(diào)節(jié)量設(shè)為相同值。
于是，就用于實(shí)現(xiàn)第一共享方法的垂直轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1007A所采用的構(gòu)造實(shí)例而言，在基于CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的電極構(gòu)造的對(duì)稱性將某一等效輸入電容C12設(shè)計(jì)為與另一等效輸入電容C12相等的情況下，去除脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制一側(cè)的冗余電路是有效的。
注意，就用于實(shí)現(xiàn)第一共享方法的垂直轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1007A而言，在存在具有相同的等效輸入電容C12的垂直轉(zhuǎn)移電極1012的情況下，已經(jīng)示出了共享相位延遲調(diào)節(jié)單元710和通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元730，以及脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770的構(gòu)造，但是，能夠共享的電路不限于這一實(shí)例，因而可以根據(jù)圖像俘獲裝置1001的系統(tǒng)配置以及CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的構(gòu)造和特性等采用各種類型的配置。接著，將參考這些變型配置進(jìn)行說(shuō)明。
<垂直驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用實(shí)例；第三實(shí)例的變型>
在還應(yīng)用諸如圖29所示的互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)的情況下，可以形成這樣一種配置，其中，應(yīng)用第一共享方法，使脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770監(jiān)視在具有相同特性的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012中的任何一個(gè)上產(chǎn)生的脈沖輸出信號(hào)，并對(duì)應(yīng)于多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012中的每一個(gè)控制波形整形處理單元760，從而使具有相同特性的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012的脈沖輸出信號(hào)的變換特性變?yōu)轭A(yù)定特性。
例如，如上文參考圖26所示，在對(duì)應(yīng)于利用行間法的CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的四相驅(qū)動(dòng)的情況下，CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010設(shè)有對(duì)應(yīng)于各相的四種類型的垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1到1012_4。這時(shí)，第一相的垂直轉(zhuǎn)移電極(第二電極)1012_2和垂直轉(zhuǎn)移電極(第四電極)1012_4具有幾乎相同的圖案外形構(gòu)造，第二相的垂直轉(zhuǎn)移電極(第一電極)1012_1和垂直轉(zhuǎn)移電極(第三電極)1012_3具有幾乎相同的圖案外形構(gòu)造，第一相和第三相存在區(qū)別，因此垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1和1012_3的等效輸入電容C12_1和C12_3通常相同，垂直轉(zhuǎn)移電極1012_2和1012_4的等效輸入電容C12_2和C12_4通常相同，等效輸入電容C12_1和C12_3與等效輸入電容C12_2和C12_4不同。
于是，在將諸如圖29所示的互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用于具有相同等效輸入電容C12的垂直轉(zhuǎn)移電極1012的情況下，盡管省略了其圖示，但是唯一需要做的就是，將相對(duì)于具有相同等效輸入電容C12的垂直轉(zhuǎn)移電極1012以相反相位變化的垂直轉(zhuǎn)移脈沖施加至各垂直轉(zhuǎn)移電極1012，因而，例如，就垂直轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1007A而言，在只將邏輯輸入1a(垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V1)和1b(垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V3)之一提供至脈沖延遲單元612時(shí)，在電流分配單元740A和740B處將DA轉(zhuǎn)換器734_H和734_L的輸出分配至負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750A和750B，可以采用反相分配具體而言，將DA轉(zhuǎn)換器734_H的輸出提供至負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750A的電流鏡電路752_H和負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750B的電流鏡電路752_L，并且將DA轉(zhuǎn)換器734_L的輸出提供至負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750A的電流鏡電路752_L和負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750B的電流鏡電路752_H。
采用這樣的配置實(shí)現(xiàn)了這樣一種優(yōu)點(diǎn)，其中，可以基于一個(gè)輸入脈沖Pin將采用相同的相位延遲調(diào)節(jié)單元710和通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元730生成的經(jīng)調(diào)節(jié)的參考電流Is以相同的量分配至用于多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012的負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750A和750B，如果在進(jìn)行互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)時(shí)，垂直轉(zhuǎn)移電極1012二者的等效輸入電容C12不存在不規(guī)則性，那么可以以高精確度將另一端的上升特性和下降特性設(shè)置得相同。
此外，盡管省略了圖示，但是可以形成這樣一種配置，其中，首先，提供各自對(duì)應(yīng)于兩個(gè)負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750的負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750A和750B，從而使之對(duì)應(yīng)于具有彼此相同的等效輸入電容C12的兩個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012中的每者，提供各自對(duì)應(yīng)于相位延遲調(diào)節(jié)單元710的脈沖延遲單元712的脈沖延遲單元712A和712B，并提供各自對(duì)應(yīng)于通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元730的DA轉(zhuǎn)換器734和切換單元736的DA轉(zhuǎn)換器734A和734B以及切換單元736A和736B。
將基于來(lái)自相位延遲控制單元772的延遲量控制信號(hào)P72設(shè)置于延遲時(shí)鐘數(shù)寄存器714內(nèi)的延遲時(shí)鐘數(shù)CKD_H和CKD_L共同設(shè)置到各自對(duì)應(yīng)的脈沖延遲單元712A和712B內(nèi)。此外，通常將基于來(lái)自通過(guò)速率控制單元774的通過(guò)速率控制信號(hào)P74設(shè)置于DAC數(shù)據(jù)寄存器738內(nèi)的參考數(shù)據(jù)DAC_H和DAC_L設(shè)置到各自對(duì)應(yīng)的DA轉(zhuǎn)換器734A和734B內(nèi)。
就這樣的變型而言，每一垂直驅(qū)動(dòng)器700B的脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770監(jiān)視任何一個(gè)具有相同等效輸入電容C12的負(fù)載電壓Vout的實(shí)際工作狀態(tài)，(例如，垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1上的負(fù)載電壓Vout1)，并基于其結(jié)果調(diào)節(jié)相對(duì)于每一邏輯輸入(例如一對(duì)垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V1和V3)的延遲量和通過(guò)速率。
調(diào)節(jié)垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1上對(duì)應(yīng)于從定時(shí)信號(hào)發(fā)生單元810提供的作為邏輯輸入1a的垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V1的負(fù)載電壓Vout1，使之具有預(yù)定延遲量和通過(guò)速率，并調(diào)節(jié)垂直轉(zhuǎn)移電極1012_3上對(duì)應(yīng)于從定時(shí)信號(hào)發(fā)生單元810提供的作為邏輯輸入1b的垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V3的負(fù)載電壓Vout3，使之具有預(yù)定延遲量和通過(guò)速率。
獨(dú)立輸入用于轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1的邏輯輸入1a(垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V1)以及用于轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)電極1012_3的邏輯輸入1b(垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘V3)，兩邏輯輸入相位不同，但是垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1和1012_3具有相同的等效輸入電容C12，因而如果向垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1和1012_3二者設(shè)定相同的相位調(diào)節(jié)量，就能夠獲得相同的相位延遲量，如果向二者設(shè)定相同的負(fù)載電流調(diào)節(jié)量(Io的調(diào)節(jié)量)，就能夠獲得相同的通過(guò)速率。
因此，如果通過(guò)施加至相位延遲調(diào)節(jié)單元710(具體是延遲時(shí)鐘數(shù)寄存器714)的延遲量控制信號(hào)P72以相同的量控制每一脈沖延遲單元712A和712B處的相位延遲量，并且通過(guò)施加至通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元730(具體是DAC數(shù)據(jù)寄存器738)的通過(guò)速率控制信號(hào)P74以相同的量控制每一DA轉(zhuǎn)換器734A和734B的通過(guò)速率，那么對(duì)于垂直轉(zhuǎn)移電極1012_1和1012_3二者而言，都能夠獲得相位延遲量和通過(guò)速率滿足技術(shù)指標(biāo)的輸出脈沖。
<垂直驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用實(shí)例；第四實(shí)例；相對(duì)于多個(gè)負(fù)載的電路共享法的第二實(shí)例>
圖48是示出了第四構(gòu)造實(shí)例的示意圖，其中，將上述脈沖驅(qū)動(dòng)器600應(yīng)用于用于對(duì)CCD固態(tài)圖像俘獲裝置1010的垂直轉(zhuǎn)移電極1012進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的垂直驅(qū)動(dòng)器1050。這一第四構(gòu)造實(shí)例示出了第二種方法，其方式為，與圖45所示的第一構(gòu)造實(shí)例一樣，將圖40所示的構(gòu)造應(yīng)用于相當(dāng)于脈沖驅(qū)動(dòng)器600的部分，并且使多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012共享一部分功能部分。
現(xiàn)在，就第二種共享方法而言，與第一種共享方法一樣，由多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012共享脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770，其用于監(jiān)視相對(duì)于輸入脈沖Pin的輸出脈沖Pout的延遲量以及輸出脈沖Pout的變化特性(通過(guò)速率)，以控制相位延遲調(diào)節(jié)單元710和通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元730，因而能夠減少硬件，但是，第二共享方法與第一共享方法的區(qū)別在于，不管等效輸入電容C12是否相同，均共享脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770，并以時(shí)分方式對(duì)其加以使用。
就用于實(shí)現(xiàn)第二共享方法的垂直轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1007C的垂直驅(qū)動(dòng)器700C而言，形成這樣一種配置，其中，脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770以時(shí)分方式監(jiān)視多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012中的每一個(gè)上產(chǎn)生的脈沖輸出信號(hào)，并對(duì)應(yīng)于多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012中的每一個(gè)以時(shí)分方式控制波形整形處理單元760，從而使多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012的脈沖輸出信號(hào)的變換特性變?yōu)轭A(yù)定特性。
例如，為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012以時(shí)分方式采用脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770，首先，提供切換單元852，其用于將每一負(fù)載驅(qū)動(dòng)電壓750的輸出有選擇地輸入至脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770。將切換單元852的輸入側(cè)連接至負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元750與端子704之間的輸出線，將其輸出側(cè)連接至脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770的相位延遲控制單元772和通過(guò)速率控制單元774。
此外，脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770還包括切換單元854和切換單元856，前者用于將來(lái)自相位延遲控制單元772的延遲量控制信號(hào)P72有選擇地提供至每一相位延遲調(diào)節(jié)單元710的延遲時(shí)鐘數(shù)寄存器714，后者用于將來(lái)自通過(guò)速率控制單元774的通過(guò)速率控制信號(hào)P74有選擇地提供至每一通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元730的DAC數(shù)據(jù)寄存器738。
此外，垂直轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1007C還包括選擇信號(hào)發(fā)生單元860，其用于產(chǎn)生控制每一切換單元852、854和856處的選擇操作的選擇信號(hào)P860A和P860B。將用于轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)某一垂直轉(zhuǎn)移電極1012A的邏輯輸入1a(垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘VA)以及用于轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)另一垂直轉(zhuǎn)移電極1012B的邏輯輸入1b(垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘VB)從定時(shí)信號(hào)發(fā)生單元810提供至選擇信號(hào)發(fā)生單元860。
選擇信號(hào)發(fā)生單元860基于邏輯輸入1a和1b激活選擇信號(hào)P860A和P860B中的任一個(gè)，由此實(shí)現(xiàn)脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770對(duì)控制目標(biāo)通道的選擇(相對(duì)于垂直轉(zhuǎn)移電極1012A還是1012B進(jìn)行波形整形調(diào)節(jié))。
具體而言，選擇信號(hào)發(fā)生單元860通過(guò)選擇信號(hào)P860A和P860B控制對(duì)每一切換單元852、854和856的選擇操作的執(zhí)行，以對(duì)應(yīng)于垂直轉(zhuǎn)移電極1012。例如，將選擇信號(hào)P860A共同輸入到與一個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012A相關(guān)的切換單元852A、854A和856A的控制輸入端子，將選擇信號(hào)P860B共同輸入到與另一垂直轉(zhuǎn)移電極1012B相關(guān)的切換單元852B、854B和856B的控制輸入端子。
當(dāng)參考從定時(shí)信號(hào)發(fā)生單元810提供的邏輯輸入1a(垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘VA)和邏輯輸入1b(垂直轉(zhuǎn)移時(shí)鐘VB)在脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770內(nèi)采用相對(duì)于垂直轉(zhuǎn)移電極1012A的反饋控制執(zhí)行延遲量調(diào)節(jié)和通過(guò)速率調(diào)節(jié)時(shí)，選擇信號(hào)發(fā)生單元860僅激活選擇信號(hào)P860A，由此導(dǎo)通切換單元852A、854A和856A，當(dāng)在脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770內(nèi)采用相對(duì)于垂直轉(zhuǎn)移電極1012B的反饋控制執(zhí)行延遲量調(diào)節(jié)和通過(guò)速率調(diào)節(jié)時(shí)，選擇信號(hào)發(fā)生單元860僅激活選擇信號(hào)P860B，由此導(dǎo)通切換單元852B、854B和856B。
于是，就用于實(shí)現(xiàn)第二種方法的垂直轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)單元1007C所采用的構(gòu)造實(shí)例而言，提供充當(dāng)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的切換單元852、854和856，由脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770以時(shí)分的方式切換控制目標(biāo)通道，從而能夠通過(guò)監(jiān)視輸出脈沖Pout相對(duì)于輸入脈沖Pin的延遲量和輸出脈沖Pout的變換特性(通過(guò)速率)而相對(duì)于多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極1012共享用于控制相位延遲調(diào)節(jié)單元710和通過(guò)速率調(diào)節(jié)單元730的脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元770，由此能夠減少硬件。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在所附的權(quán)利要求及其等同要件的范圍內(nèi)，可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素做出各種變型、組合、次組合和修改。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)圖像俘獲裝置，其置入了圖像俘獲區(qū)，其包括設(shè)置于半導(dǎo)體基板上的光接收元件，基板偏壓電路，以及箝位電路，其用于接收所述基板偏壓電路的輸出，并根據(jù)基板脈沖將所述基板偏壓電路的輸出施加至所述半導(dǎo)體基板，所述固態(tài)圖像俘獲裝置包括基板偏壓控制電路，其用于通過(guò)控制在預(yù)定周期內(nèi)降低所述箝位電路的電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像俘獲裝置，其中，所述基板偏壓控制電路執(zhí)行控制，從而在所述預(yù)定周期內(nèi)降低所述箝位電路的輸入電壓端子的中間輸出與基板電壓輸出之間的差值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)圖像俘獲裝置，其中，所述基板偏壓控制電路包括電流降低部分，其包括用于提高電壓的預(yù)驅(qū)動(dòng)器，以及外部箝位電路其在所述特定周期內(nèi)位于所述箝位電路的輸入電壓端子的中間輸出與基板電壓輸出之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)圖像俘獲裝置，其中，所述電流降低部分包括負(fù)載電路，其用于降低所述預(yù)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的電壓的增大，并執(zhí)行校正，使得所述基板電壓的所述輸出返回至初始設(shè)定值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)圖像俘獲裝置，其中，所述基板偏壓控制電路包括用于導(dǎo)通/截止所述電流降低部分的操作的開(kāi)關(guān)；并且執(zhí)行控制，從而在包括長(zhǎng)時(shí)曝光周期的不向其上施加基板脈沖的周期內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)通所述開(kāi)關(guān)阻止電流流入所述內(nèi)置箝位電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固態(tài)圖像俘獲裝置，其中，所述基板偏壓控制電路包括用于導(dǎo)通/截止所述電流降低部分的操作的開(kāi)關(guān)；并且執(zhí)行控制，從而在包括長(zhǎng)時(shí)曝光周期的不向其上施加基板脈沖的周期內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)通所述開(kāi)關(guān)阻止電流流入所述內(nèi)置箝位電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)圖像俘獲裝置，其中，所述基板偏壓控制電路包括連接于所述內(nèi)置箝位電路的輸入電壓端子的中間輸出與所述基板電壓的輸出之間的開(kāi)關(guān)元件；并且執(zhí)行控制，從而在包括長(zhǎng)時(shí)曝光周期的不向其上施加基板脈沖的周期內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)通所述開(kāi)關(guān)元件阻止電流流入所述箝位電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固態(tài)圖像俘獲裝置，其中，所述基板偏壓控制電路具有在長(zhǎng)時(shí)曝光周期內(nèi)，根據(jù)控制，降低所述內(nèi)置箝位電路的輸入電壓端子的中間輸出電壓的功能。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固態(tài)圖像俘獲裝置，其中，所述基板偏壓控制電路具有在長(zhǎng)時(shí)曝光周期內(nèi)，根據(jù)控制，降低所述內(nèi)置箝位電路的輸入電壓端子的中間輸出電壓的功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固態(tài)圖像俘獲裝置，其中，所述基板偏壓控制電路具有在長(zhǎng)時(shí)曝光周期內(nèi)，根據(jù)控制，降低所述內(nèi)置箝位電路的輸入電壓端子的中間輸出電壓的功能。
11.一種固態(tài)圖像俘獲裝置的驅(qū)動(dòng)方法，所述固態(tài)圖像俘獲裝置置入了圖像俘獲區(qū)，其包括設(shè)置于半導(dǎo)體基板上的光接收元件，基板偏壓電路，以及箝位電路，其用于接收所述基板偏壓電路的輸出，并根據(jù)基板脈沖將所述基板偏壓電路的輸出施加至所述半導(dǎo)體基板，所述方法包括的步驟有降低所述箝位電路的電流，從而永久性地或在長(zhǎng)時(shí)曝光周期內(nèi)降低所述箝位電路的輸入電壓端子的中間輸出與基板電壓的輸出之間的差值。
12.一種照相機(jī)，包括固態(tài)圖像俘獲裝置；光學(xué)系統(tǒng)，用于將入射光引導(dǎo)至所述固態(tài)圖像俘獲裝置的圖像俘獲區(qū)；以及信號(hào)處理電路，用于對(duì)通過(guò)所述固態(tài)圖像俘獲裝置獲得的圖像進(jìn)行預(yù)定處理；所述固態(tài)圖像俘獲裝置置入了圖像俘獲區(qū)，其包括設(shè)置于半導(dǎo)體基板上的光接收元件，基板偏壓電路，以及箝位電路，其用于接收所述基板偏壓電路的輸出，并根據(jù)基板脈沖將所述基板偏壓電路的輸出施加至所述半導(dǎo)體基板，所述固態(tài)圖像俘獲裝置還包括基板偏壓控制電路，其用于在預(yù)定周期內(nèi)降低所述箝位電路的電流。
13.一種電荷轉(zhuǎn)移裝置，包括電荷轉(zhuǎn)移單元，以不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)，以轉(zhuǎn)移信號(hào)電荷；以及驅(qū)動(dòng)單元，其提供所述的不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖，以驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元；其中所述的不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖采用了第一電平和第二電平；并且其中，所述驅(qū)動(dòng)單元采用了不少于三相的多相驅(qū)動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元，從而使所述第一電平周期每次僅存在于一相內(nèi)，并按照轉(zhuǎn)移方向的順序輸出對(duì)應(yīng)的第一電平電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電荷轉(zhuǎn)移裝置，其中，就所述電荷轉(zhuǎn)移單元而言，平行排列向其上施加所述各轉(zhuǎn)移脈沖的轉(zhuǎn)移柵電極，并且將處于最后一級(jí)的轉(zhuǎn)移柵電極連接至與所述轉(zhuǎn)移脈沖不同的最后轉(zhuǎn)移脈沖的供應(yīng)線路上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電荷轉(zhuǎn)移裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元將所述的不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖的幅度設(shè)為低于所述最后轉(zhuǎn)移脈沖的幅度。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電荷轉(zhuǎn)移裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元將所述最后轉(zhuǎn)移脈沖的占空比設(shè)為50％，并驅(qū)動(dòng)最后一級(jí)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電荷轉(zhuǎn)移裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元將所述最后轉(zhuǎn)移脈沖的占空比設(shè)為50％，并驅(qū)動(dòng)最后一級(jí)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電荷轉(zhuǎn)移裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元采用三相轉(zhuǎn)移脈沖驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元內(nèi)除了最后一級(jí)的轉(zhuǎn)移級(jí)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電荷轉(zhuǎn)移裝置，其中，所述電荷轉(zhuǎn)移單元包括復(fù)位單元，其用于在復(fù)位脈沖為第二電平時(shí)執(zhí)行復(fù)位操作；并且其中，所述驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元，從而使施加至所述最后一級(jí)柵電極的最后轉(zhuǎn)移脈沖從第一電平變?yōu)榈诙娖降闹芷谘舆t于所述三相轉(zhuǎn)移脈沖的第一相轉(zhuǎn)移脈沖從第一電平變?yōu)榈诙娖降闹芷?，并使與第三相轉(zhuǎn)移脈沖從第二電平變?yōu)榈谝浑娖降闹芷谙喾吹牡诙噢D(zhuǎn)移脈沖從第一電平變?yōu)榈诙娖降闹芷谥丿B到所述復(fù)位脈沖的第二電平周期內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電荷轉(zhuǎn)移裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元，使得就所述最后轉(zhuǎn)移脈沖從第二電平變?yōu)榈谝浑娖降闹芷诙?，在所述三相轉(zhuǎn)移脈沖當(dāng)中，設(shè)定第一相轉(zhuǎn)移脈沖從第二電平變?yōu)榈谝浑娖降闹芷?，以及第三相轉(zhuǎn)移脈沖從第一電平變?yōu)榈诙娖降闹芷凇?br> 21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電荷轉(zhuǎn)移裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元，使得在數(shù)據(jù)相位的抽樣點(diǎn)發(fā)生變化的三相轉(zhuǎn)移脈沖當(dāng)中，某一轉(zhuǎn)移脈沖在第一電平和第二電平之間的變換變?yōu)榕c另一轉(zhuǎn)移脈沖在第一電平和第二電平之間的變換互補(bǔ)。
22.一種固態(tài)圖像俘獲裝置，包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件；電荷轉(zhuǎn)移單元，以不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)，以轉(zhuǎn)移在所述光電轉(zhuǎn)換元件內(nèi)獲得的信號(hào)電荷；以及驅(qū)動(dòng)單元，其提所述的不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖，以驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元；其中所述的不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖采用了第一電平和第二電平；并且其中，所述驅(qū)動(dòng)單元采用了不少于三相的多相驅(qū)動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元，從而使所述第一電平周期每次僅存在于一相內(nèi)，并按照轉(zhuǎn)移方向的順序輸出對(duì)應(yīng)的第一電平電壓。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的固態(tài)圖像俘獲裝置，其中，就所述電荷轉(zhuǎn)移單元而言，平行排列向其上施加所述各轉(zhuǎn)移脈沖的轉(zhuǎn)移柵電極，并將處于最后一級(jí)的轉(zhuǎn)移柵電極連接至與所述轉(zhuǎn)移脈沖不同的最后轉(zhuǎn)移脈沖的供應(yīng)線路上；并且，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元將所述最后轉(zhuǎn)移脈沖的占空比設(shè)為50％，并驅(qū)動(dòng)最后一級(jí)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的固態(tài)圖像俘獲裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元將所述的不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖的幅度設(shè)為低于所述最后轉(zhuǎn)移脈沖的幅度。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的固態(tài)圖像俘獲裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元采用三相轉(zhuǎn)移脈沖驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元內(nèi)除了最后一級(jí)的轉(zhuǎn)移級(jí)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的固態(tài)圖像俘獲裝置，其中，所述電荷轉(zhuǎn)移單元包括復(fù)位單元，其用于在復(fù)位脈沖為第二電平時(shí)執(zhí)行復(fù)位操作；并且，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元，從而使施加至所述最后一級(jí)柵電極的最后轉(zhuǎn)移脈沖從第一電平變?yōu)榈诙娖降闹芷谘舆t于所述三相轉(zhuǎn)移脈沖的第一相轉(zhuǎn)移脈沖從第一電平變?yōu)榈诙娖降闹芷?，并使與第三相轉(zhuǎn)移脈沖從第二電平變?yōu)榈谝浑娖降闹芷谙喾吹牡诙噢D(zhuǎn)移脈沖從第一電平變?yōu)榈诙娖降闹芷谥丿B到所述復(fù)位脈沖的第二電平周期內(nèi)。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的固態(tài)圖像俘獲裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元，使得就所述最后轉(zhuǎn)移脈沖從第二電平變?yōu)榈谝浑娖降闹芷诙裕谒鋈噢D(zhuǎn)移脈沖當(dāng)中，設(shè)定第一相轉(zhuǎn)移脈沖從第二電平變?yōu)榈谝浑娖降闹芷冢约暗谌噢D(zhuǎn)移脈沖從第一電平變?yōu)榈诙娖降闹芷凇?br> 28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的固態(tài)圖像俘獲裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元，使得在數(shù)據(jù)相位的抽樣點(diǎn)發(fā)生變化的三相轉(zhuǎn)移脈沖當(dāng)中，某一轉(zhuǎn)移脈沖在第一電平和第二電平之間的變換變?yōu)榕c另一轉(zhuǎn)移脈沖在第一電平和第二電平之間的變換互補(bǔ)。
29.一種照相機(jī)，包括固態(tài)圖像俘獲裝置；光學(xué)系統(tǒng)，用于將入射光引導(dǎo)至所述固態(tài)圖像俘獲裝置的圖像俘獲區(qū)；以及信號(hào)處理電路，用于對(duì)通過(guò)所述固態(tài)圖像俘獲裝置獲得的圖像進(jìn)行預(yù)定處理；所述固態(tài)圖像俘獲裝置包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件，電荷轉(zhuǎn)移單元，以不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)，以轉(zhuǎn)移在所述光電轉(zhuǎn)換元件內(nèi)獲得的信號(hào)電荷，以及驅(qū)動(dòng)單元，其提所述的不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖，以驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元；其中所述的不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖采用了第一電平和第二電平；并且其中，所述驅(qū)動(dòng)單元采用了不少于三相的多相驅(qū)動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元，從而使所述第一電平周期每次僅存在于一相內(nèi)，并按照轉(zhuǎn)移方向的順序輸出對(duì)應(yīng)的第一電平電壓。
30.一種固態(tài)圖像俘獲裝置的驅(qū)動(dòng)方法，所述固態(tài)圖像俘獲裝置包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件；以及電荷轉(zhuǎn)移單元，以采用了第一電平和第二電平的不少于三相的轉(zhuǎn)移脈沖對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)，以轉(zhuǎn)移在所述光電轉(zhuǎn)換元件內(nèi)獲得的信號(hào)電荷，所述方法包括的步驟有采用不少于三相的多相驅(qū)動(dòng)；以及驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元，從而使所述第一電平周期每次僅存在于一相內(nèi)，并按照轉(zhuǎn)移方向的順序輸出對(duì)應(yīng)的第一電平電壓。
31.一種基于脈沖信號(hào)輸入驅(qū)動(dòng)負(fù)載的方法，其包括的步驟有監(jiān)視所述負(fù)載處產(chǎn)生的脈沖輸出信號(hào)；對(duì)所述輸入脈沖信號(hào)進(jìn)行預(yù)定的波形整形處理，從而使所述脈沖輸出信號(hào)的變換特性表現(xiàn)出預(yù)定特性；以及采用經(jīng)過(guò)了所述波形整形處理的信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述負(fù)載。
32.一種基于脈沖信號(hào)輸入驅(qū)動(dòng)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)裝置，其包括波形整形處理單元，其用于對(duì)所述輸入脈沖信號(hào)進(jìn)行預(yù)定波形整形處理；以及脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元，其用于監(jiān)視所述負(fù)載處產(chǎn)生的脈沖輸出信號(hào)，并控制所述波形整形處理單元，從而使所述脈沖輸出信號(hào)的變換特性表現(xiàn)出預(yù)定特性。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述波形整形處理單元包括相位延遲調(diào)節(jié)單元，其用于調(diào)節(jié)所述輸入脈沖信號(hào)的變換定時(shí)；并且，其中，所述脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元將所述負(fù)載處產(chǎn)生的脈沖輸出信號(hào)相對(duì)于所述輸入脈沖信號(hào)的相位延遲量作為所述變換特性予以監(jiān)視，并控制所述相位延遲調(diào)節(jié)單元，從而使所述脈沖輸出信號(hào)的相位延遲量表現(xiàn)出預(yù)定值。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述相位延遲調(diào)節(jié)單元包括脈沖延遲單元，其用于使所述變換時(shí)序延遲設(shè)定的時(shí)鐘數(shù)；并且，其中，所述脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元調(diào)節(jié)設(shè)置到所述脈沖延遲單元內(nèi)的所述設(shè)定時(shí)鐘數(shù)，從而使所述脈沖輸出信號(hào)的相位延遲量表現(xiàn)為預(yù)定值。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的驅(qū)動(dòng)裝置，還包括變化特性調(diào)節(jié)單元，其用于調(diào)節(jié)所述輸入脈沖信號(hào)的變化特性；其中，所述脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元監(jiān)視作為所述變換特性的所述負(fù)載處產(chǎn)生的脈沖輸出信號(hào)的變化特性，并控制所述變化特性調(diào)節(jié)單元，從而使所述脈沖輸出信號(hào)的變化特性表現(xiàn)出預(yù)定值。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述波形整形處理單元包括變化特性調(diào)節(jié)單元，其用于調(diào)節(jié)所述輸入脈沖信號(hào)的變化特性；并且其中，所述脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元監(jiān)視作為所述變換特性的所述負(fù)載處產(chǎn)生的脈沖輸出信號(hào)的變化特性，并控制所述變化特性調(diào)節(jié)單元，從而使所述脈沖輸出信號(hào)的變化特性表現(xiàn)出預(yù)定值。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述波形整形處理單元包括負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元，其用于驅(qū)動(dòng)具有電抗特性的所述負(fù)載，并利用所述具有電抗特性的負(fù)載執(zhí)行積分運(yùn)算；并且，其中，所述變化特性調(diào)節(jié)單元包括DA轉(zhuǎn)換單元，其用于基于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)節(jié)提供至所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元的前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度；并且，其中，所述脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元調(diào)節(jié)設(shè)置到所述DA轉(zhuǎn)換單元內(nèi)的所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，從而使所述脈沖輸出信號(hào)的變化特性表現(xiàn)為預(yù)定值。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述DA轉(zhuǎn)換單元包括第一DA轉(zhuǎn)換單元，其用于基于預(yù)定的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)節(jié)提供至所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元的所述前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度；以及第二DA轉(zhuǎn)換單元，其用于在參考所述第一DA轉(zhuǎn)換單元的輸出的同時(shí)，基于第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)節(jié)提供至所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元的所述前一級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度；并且，其中，所述脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元調(diào)節(jié)設(shè)置到所述第二DA轉(zhuǎn)換單元內(nèi)的所述第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，從而使所述脈沖輸出信號(hào)的變化特性表現(xiàn)為預(yù)定值。
39.根據(jù)權(quán)利要求32所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述負(fù)載為容抗；并且，其中，所述波形整形處理單元包括負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元，其用于采用恒定電流驅(qū)動(dòng)所述容抗，并利用所述容抗執(zhí)行積分運(yùn)算；并且，其中，所述脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元監(jiān)視在所述容抗處產(chǎn)生的脈沖輸出電壓信號(hào)。
40.根據(jù)權(quán)利要求32所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述負(fù)載為感抗；并且，其中，所述波形整形處理單元包括負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元，其用于采用恒定電流驅(qū)動(dòng)所述感抗，并利用所述感抗執(zhí)行積分運(yùn)算；并且，其中，所述脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元監(jiān)視在所述感抗處產(chǎn)生的脈沖輸出電流信號(hào)。
41.一種電子設(shè)備，包括驅(qū)動(dòng)控制單元，其用于基于輸入脈沖信號(hào)采用預(yù)定定時(shí)驅(qū)動(dòng)負(fù)載；以及信號(hào)處理單元，其用于采用來(lái)自所述驅(qū)動(dòng)控制單元的通過(guò)驅(qū)動(dòng)獲得的輸出信號(hào)執(zhí)行預(yù)定信號(hào)處理；其中，所述驅(qū)動(dòng)控制單元包括波形整形處理單元，其用于對(duì)所述輸入脈沖信號(hào)進(jìn)行預(yù)定波形整形處理，以及脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元，其用于監(jiān)視所述負(fù)載處產(chǎn)生的脈沖輸出信號(hào)，并控制所述波形整形處理單元，從而使所述脈沖輸出信號(hào)的變換特性表現(xiàn)出預(yù)定特性。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的電子設(shè)備，還包括圖像俘獲單元，其包括按矩陣形式排列的電荷發(fā)生單元，其用于對(duì)應(yīng)于輸入電磁波產(chǎn)生信號(hào)電荷，第一電荷轉(zhuǎn)移單元，其設(shè)有第一轉(zhuǎn)移電極，用于沿某一方向順次轉(zhuǎn)移所述電荷發(fā)生單元內(nèi)產(chǎn)生的信號(hào)電荷，以及第二電荷轉(zhuǎn)移單元，其設(shè)有第二轉(zhuǎn)移電極，用于沿不同于所述某一方向的另一方向順次轉(zhuǎn)移從所述第一電荷轉(zhuǎn)移單元轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷；其中，所述信號(hào)處理單元采用從所述圖像俘獲單元輸出的圖像俘獲信號(hào)執(zhí)行預(yù)定的信號(hào)處理；并且，其中，所述負(fù)載為容抗，其形成于用于驅(qū)動(dòng)所述電荷轉(zhuǎn)移單元的所述轉(zhuǎn)移電極處。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的電子設(shè)備，其中，所述波形整形處理單元包括負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元，其用于相對(duì)于多個(gè)所述負(fù)載獨(dú)立驅(qū)動(dòng)所述負(fù)載；并且，其中，將所述脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元配置成被所述多個(gè)負(fù)載所共用。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的電子設(shè)備，其中，所述脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元監(jiān)視在具有相同特性的所述多個(gè)負(fù)載中的任何一個(gè)上產(chǎn)生的脈沖輸出信號(hào)，并對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)負(fù)載中的每一個(gè)控制所述波形整形處理單元，從而使所述多個(gè)負(fù)載中的每一個(gè)的所述脈沖輸出信號(hào)的變換特性表現(xiàn)為預(yù)定特性。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的電子設(shè)備，其中，所述脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元以時(shí)分的方式監(jiān)視在所述多個(gè)負(fù)載中的每一個(gè)上產(chǎn)生的脈沖輸出信號(hào)，并對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)負(fù)載中的每一個(gè)以時(shí)分的方式控制所述波形整形處理單元，從而使所述多個(gè)負(fù)載中的每一個(gè)的所述脈沖輸出信號(hào)的變換特性表現(xiàn)為預(yù)定特性。
46.根據(jù)權(quán)利要求43所述的電子設(shè)備，還包括操作控制單元，其用于根據(jù)電子設(shè)備的工作狀態(tài)，通過(guò)所述脈沖驅(qū)動(dòng)波形整形控制單元，控制針對(duì)所述波形整形處理單元的控制操作。
全文摘要
一種固態(tài)圖像俘獲裝置，其置入了圖像俘獲區(qū)，其包括設(shè)置于半導(dǎo)體基板上的光接收元件；基板偏壓電路；以及箝位電路，其用于接收所述基板偏壓電路的輸出，并根據(jù)基板脈沖將所述基板偏壓電路的輸出施加至所述半導(dǎo)體基板，所述固態(tài)圖像俘獲裝置包括基板偏壓控制電路，其用于通過(guò)控制在預(yù)定周期內(nèi)降低所述箝位電路的電流。
文檔編號(hào)H03K17/695GK101039385SQ200710005158
公開(kāi)日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日
發(fā)明者瀨上雅博, 中山憲二, 廣田功 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社