撮像素子の駆動方法
【課題】本発明は、撮像素子の駆動方法において、消費電流を抑制できるとともに、暗時出力ノイズを低減できるようにする。
【解決手段】たとえば、ＴＧ１２より、初段のＣＣＤ１に対して、第１パルスおよび第２パルスを含むチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１（Ｔｉｎ）を与え、これ以外のＣＣＤ２〜ＣＣＤ１５の動作を停止する。ＣＣＤ１では、第１パルスに対応してカラ送り走査を開始するとともに、電荷転送部に蓄積されている残留電荷を掃き出させる。その後、ＣＣＤ１は、第２パルスに対応して実走査を開始するとともに、光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部へのシフト動作、および、電荷転送部での信号電荷の水平転送を行って、画像信号出力ＯＳを発生させる。また、ＣＣＤ１は、第２パルスにもとづいて、次段のＣＣＤ２に同様のチップ選択制御信号Ｔｏｕｔ（Ｔｉｎ）を出力する。こうして、ＣＣＤ２〜ＣＣＤ１５において、同様の動作が繰り返される。
【解決手段】たとえば、ＴＧ１２より、初段のＣＣＤ１に対して、第１パルスおよび第２パルスを含むチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１（Ｔｉｎ）を与え、これ以外のＣＣＤ２〜ＣＣＤ１５の動作を停止する。ＣＣＤ１では、第１パルスに対応してカラ送り走査を開始するとともに、電荷転送部に蓄積されている残留電荷を掃き出させる。その後、ＣＣＤ１は、第２パルスに対応して実走査を開始するとともに、光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部へのシフト動作、および、電荷転送部での信号電荷の水平転送を行って、画像信号出力ＯＳを発生させる。また、ＣＣＤ１は、第２パルスにもとづいて、次段のＣＣＤ２に同様のチップ選択制御信号Ｔｏｕｔ（Ｔｉｎ）を出力する。こうして、ＣＣＤ２〜ＣＣＤ１５において、同様の動作が繰り返される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子の駆動方法に関するもので、たとえば、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｆｅｒａｌ）などで使用される、密着型イメージセンサモジュール（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ Ｍｏｄｕｌｅ（以下、ＣＩＳＭ））またはパッケージ型のイメージセンサに組み込まれる、１次元のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光信号を電気信号に置き換えることにより、撮像面に投影された像を電気的に読み出す撮像素子として、ＣＣＤイメージセンサが知られている。撮像面に配置された複数のＣＣＤイメージセンサの駆動を、１つのＴｉｍｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（以下、ＴＧ）によって制御するようにしたのが、ＣＩＳＭである。
【０００３】
ＣＣＤイメージセンサの場合、暗時にもかかわらず自然発生する電荷があり、これが暗時出力（ダークカレント）ノイズの原因となっている。そのため、従来のＣＩＳＭでは、全てのＣＣＤイメージセンサを同時に駆動して、暗時に電荷転送部に蓄積される残留電荷を掃き出させる（強制的に排出させる）ことによって、暗時出力ノイズの発生を抑えていた。
【０００４】
しかしながら、全てのＣＣＤイメージセンサを同時に駆動することで、大きな駆動電流（消費電流）が必要であり、ＴＧの負荷も大きなものとなる。しかも、ＴＧおよびＣＣＤイメージセンサの発熱によって、ＣＣＤイメージセンサの特性である暗時出力ノイズが増大する傾向となり、暗時出力ノイズ低減策である“電荷掃き出し”の効果を減少させる要因となっていた。
【０００５】
一方、ＣＣＤイメージセンサおよびＴＧの消費電流を抑えるため、実走査期間中のみ、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサを駆動する方式も考えられる。この方式の場合、たとえば、非走査期間中のＣＣＤイメージセンサに対する、ＣＣＤイメージセンサでの電荷転送を制御するための、ＴＧからのタイミング信号（ＣＫ１，ＣＫ２）の供給を遮断すればよい。ところが、タイミング信号（ＣＫ１，ＣＫ２）の供給を遮断するようにした場合、非走査期間中の電荷が電荷転送部に蓄積され、暗時出力ノイズが増大するという問題を有している。
【０００６】
このように、従来のＣＩＳＭにおいては、全てのＣＣＤイメージセンサを同時に駆動することによる消費電流の増加、発熱の増加による暗時出力ノイズの増大を招く。これを避けるために、走査対象のＣＣＤイメージセンサのみを駆動する方式を採用した場合にも、非走査期間中に残留電荷が蓄積し、暗時出力ノイズの増大を招く結果となっていた。
【０００７】
なお、低消費電力の撮像素子として、画素電荷を水平方向に転送する水平転送部のブランキング期間中に水平転送クロックの供給を停止するようにした提案が既になされている（たとえば、特許文献１参照）。しかしながら、この提案は、複数の受光素子がマトリクス配列された受光部からの画素電荷を、垂直転送部を経て、水平転送部に転送する方式のものであって、ＣＩＳＭとは方式（構成）が異なる。しかも、水平転送クロックの停止時には、水平走査ブランキング期間中の画素電荷が水平転送部に蓄積されて、暗時出力ノイズが増大するといった同様の問題もある。
【特許文献１】特開２００４−２３５６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決すべくなされたもので、消費電流を抑制できるとともに、暗時出力ノイズを低減させることが可能な撮像素子の駆動方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明の一態様によれば、撮像面に配置され、それぞれ直列に接続された複数の撮像素子を制御して、１つの画像を撮像するための撮像素子の駆動方法であって、前記複数の撮像素子のうち、初段の撮像素子に対して、２回の走査期間でそれぞれ有効となる第１走査開始信号および第２走査開始信号を含む素子選択制御信号を与え、前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子に対して、前記第１走査開始信号に対応して、光信号を電気信号に変換する光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を禁止し、前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子に対して、前記第２走査開始信号に対応して、前記光電変換部で得た信号電荷の前記電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を許可し、非選択とされた撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送を禁止するとともに、前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子より、前記第２走査開始信号に対応して、非選択状態にある次段の撮像素子に前記素子選択制御信号を出力させることを特徴とする撮像素子の駆動方法が提供される。
【００１０】
また、本願発明の一態様によれば、撮像面に配置され、それぞれ直列に接続された複数の撮像素子を制御して、１つの画像を撮像するための撮像素子の駆動方法であって、前記複数の撮像素子のうち、初段の撮像素子に対して、当該撮像素子が選択されたことを示す素子選択制御信号を与え、前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子に対して、第１の走査開始信号に対応して、光信号を電気信号に変換する光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を禁止し、前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子に対して、第２の走査開始信号に対応して、前記光電変換部で得た信号電荷の前記電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を許可し、非選択とされた撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送を禁止するとともに、前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子より、前記第２の走査開始信号に対応して、非選択状態にある次段の撮像素子に前記素子選択制御信号を出力させることを特徴とする撮像素子の駆動方法が提供される。
【００１１】
また、本願発明の一態様によれば、撮像面に配置され、それぞれ並列に接続された複数の撮像素子を制御して、１つの画像を撮像するための撮像素子の駆動方法であって、前記複数の撮像素子にそれぞれ固有の識別情報を割り当て、前記固有の識別情報と走査開始信号のカウント値との一致により、当該撮像素子が選択されたことを判断し、選択された前記撮像素子に対して、１回目の走査時には、光信号を電気信号に変換する光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を禁止し、選択された前記撮像素子に対して、２回目の走査時には、前記光電変換部で得た信号電荷の前記電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を許可するとともに、非選択とされた撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送を禁止することを特徴とする撮像素子の駆動方法が提供される。
【００１２】
さらに、本願発明の一態様によれば、撮像面に配置され、それぞれ直列に接続された複数の撮像素子を制御して、１つの画像を撮像するための撮像素子の駆動方法であって、前記複数の撮像素子のうち、初段の撮像素子に対して、カウント値に応じて当該撮像素子が選択されたことを示す素子選択制御信号を与え、前記素子選択制御信号のカウント値と走査開始信号のカウント値との一致により、当該撮像素子が選択されたことを判断し、選択された前記撮像素子に対して、１回目の走査時には、光信号を電気信号に変換する光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を禁止し、選択された前記撮像素子に対して、２回目の走査時には、前記光電変換部で得た信号電荷の前記電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を許可し、非選択とされた撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送を禁止するとともに、選択された前記撮像素子より、非選択状態にある次段の撮像素子に対して、前記カウント値が“１”だけ変化する素子選択制御信号を出力させることを特徴とする撮像素子の駆動方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
上記の構成により、消費電流を抑制できるとともに、暗時出力ノイズを低減させることが可能な撮像素子の駆動方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的なものであり、各図面の寸法および比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係および／または比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。特に、以下に示すいくつかの実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置などによって、本発明の技術思想が特定されるものではない。この発明の技術思想は、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１５】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態にしたがった、ＭＦＰなどで使用される、ＣＩＳＭの基本構成を示すものである。ここでは、１つのＴＧと１５個のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤチップ）とを有して構成される場合（１５チップ構成のＣＩＳＭ）を例に説明する。特に、ＣＣＤイメージセンサを選択するためのチップ選択制御信号を用いて、実走査期間の直前に、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサの電荷転送部に非走査期間内に蓄積された残留電荷を掃き出させることによって、消費電流の抑制と暗時出力ノイズの低減とを図るようにした場合の例である。なお、「直前」とは、ＣＣＤイメージセンサの選択から実走査が開始されるまでの期間（タイミング）を指す。
【００１６】
図１において、このＣＩＳＭ１１は、１つのＴＧ１２と１５個のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１，ＣＣＤ２，・・・，ＣＣＤ１４，ＣＣＤ１５）１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏとを有している。ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏは、いずれも、光信号を電気信号に置き換えることにより、撮像面に投影された像を電気的に読み出す１次元の撮像素子であって、撮像面に対して横一列に配置（直列接続）されている。ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏの詳細については、後述する。
【００１７】
ＴＧ１２は、全てのＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏの駆動を制御するもので、各ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏに対して、シフトクロック（走査開始信号）ＳＨＣＫ、ＯＳ（出力）ゲート制御信号ＧＣＫ、および、電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２を供給する。シフトクロックＳＨＣＫは、１走査期間を規定するとともに、ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏのフォトダイオード部の信号電荷を電荷転送部にシフトさせる信号電荷シフト制御信号であり、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫは、ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏのＯＳゲートをハイインピーダンス（ｄｉｓａｂｌｅ）状態から信号出力（ｅｎａｂｌｅ）状態に制御するためのものである。電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２は、ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏの電荷転送部にシフトされた信号電荷を水平転送させるためのものである。
【００１８】
また、ＴＧ１２は、初段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１）１３ａに対してのみ、どのＣＣＤイメージセンサを選択するかを示すチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１を出力する。本実施形態の場合、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１は、２回分の走査期間（シフトクロックＳＨＣＫの２周期分）に対応し、各走査期間内に１度ずつ有効となるものとなっている。たとえば、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１は、シフトクロックＳＨＣＫの１つ目のパルスに応じた電荷掃き出し（カラ送り走査）のための第１パルス（１走査目開始信号）と、２つ目のパルスに応じた実走査（スキャン）のための第２パルス（２走査目開始信号）と、からなっている。このチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１は、ＴＧ１２において、基準パルス信号（たとえば、走査開始パルスＴＲ）を繰り返し分周し、適当なパルス幅を有する２種類のパルス信号の論理和を求めることによって生成される。
【００１９】
すなわち、ＴＧ１２は、たとえば、外部のＭＦＰシステム（図示していない）より供給される走査開始パルスＴＲをもとに、上記シフトクロックＳＨＣＫ、上記ＯＳゲート制御信号ＧＣＫ、上記電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２、および、上記チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１の生成（出力）を制御する。
【００２０】
なお、ＣＩＳＭ１１の基板内には、アナログデータバス（＠ＣＩＳＭ）ＡＤＢが設けられている。このアナログデータバスＡＤＢは、電源Ｖｄｄと接地Ｖｓｓとの間に直列に接続された、エミッタフォロア接続のＮＰＮトランジスタＴｒ１と抵抗素子ｒ１とを有している。このアナログデータバスＡＤＢを介して供給される、各ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏからの画像信号出力ＯＳが、ＣＩＳＭ出力（複数の画像信号をつなぎ合わせた１つの画像）として、ＮＰＮトランジスタＴｒ１と抵抗素子ｒ１との接続点より外部に取り出される。
【００２１】
図２は、ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏの構成例を示すものである。本実施形態の場合、ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏは同一の構成を有するため、ここではＣＣＤイメージセンサ１３ａを例に説明する。
【００２２】
ＣＣＤイメージセンサ１３ａは、フォトダイオード部（光電変換部）１３-1、電荷転送部１３-2、コントローラ１３-3、スイッチ部１３-4、読み出し部１３-5、ＯＳゲート１３-6、および、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ（図示していない）などを有している。
【００２３】
フォトダイオード部１３-1は、走査時に光信号を電気信号に変換し、得た信号電荷を電荷転送部１３-2にシフト（電荷転送）するものである。電荷転送部１３-2は、フォトダイオード部１３-1からの信号電荷を水平転送し、読み出し部１３-5に出力するものである。読み出し部１３-5は、電荷転送部１３-2からの信号電荷を増幅するものである。ＯＳゲート１３-6は、読み出し部１３-5からの増幅出力を、画像信号出力ＯＳとして、アナログデータバスＡＤＢ上に送出するものである。
【００２４】
コントローラ１３-3は、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎをゲート入力とするフリップフロップ（ＦＦ）回路によって構成されるもので、たとえば、ＴＧ１２からの、シフトクロックＳＨＣＫおよびＯＳゲート制御信号ＧＣＫと、前段のＣＣＤイメージセンサからのＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎと、を取り込んで、ＳＨＩＦＴ信号、ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号、ＳＷＩＴＣＨ信号、および、次段のＣＣＤイメージセンサのＣＣＤゲート制御入力信号ＴｉｎとなるＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔを生成するものである。
【００２５】
本実施形態の場合、各ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏは、取り込んだ前段のＣＣＤイメージセンサからのＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎを、そのまま次段のＣＣＤイメージセンサに対するＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔとして出力するようになっている。
【００２６】
なお、初段のＣＣＤイメージセンサ１３ａに与えられるＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎは、ＴＧ１２からのチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１である。
【００２７】
スイッチ部１３-4は、コントローラ１３-3からのＳＷＩＴＣＨ信号に応じて、ＴＧ１２からの電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２の電荷転送部１３-2への供給を制御（スイッチング）するもので、電荷転送期間外の電荷転送部１３-2に対する電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２の供給を遮断する。すなわち、電荷転送部１３-2に対しては、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎをもとに生成されるＳＷＩＴＣＨ信号にしたがって、電荷転送期間内のみ、スイッチ部１３-4より内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’が供給される。
【００２８】
図３は、ＣＣＤイメージセンサ１３ａを例に、ＣＩＳＭ１１の動作タイミングを示すものである。たとえば、走査開始パルスＴＲの入力を受けて、ＴＧ１２により、シフトクロックＳＨＣＫ、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫ、電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２、および、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１が生成される。本実施形態では、シフトクロックＳＨＣＫの１つ目のパルスの立ち上がりのタイミングで、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１の第１パルス（ハイレベル）が生成され、シフトクロックＳＨＣＫの２つ目のパルスの立ち上がりのタイミングで、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１の第２パルス（ハイレベル）が生成される。第１パルスは、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫの１つ目のパルスの立ち下がりのタイミングでロウレベルとなり、第２パルスは、シフトクロックＳＨＣＫの３つ目のパルスの立ち上がりのタイミングでロウレベルとなる。これにより、ＣＣＤイメージセンサ１３ａでの電荷転送動作が、２走査目の実走査期間中と、その直前の、１走査目である残留電荷掃き出し走査期間（カラ送り走査期間）中のみとされる。
【００２９】
これに対し、ＣＣＤイメージセンサ１３ａは、コントローラ１３-3において、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１をもとにＳＷＩＴＣＨ信号を生成し、スイッチ部１３-4のスイッチングのタイミングを制御する。ＳＷＩＴＣＨ信号は、電荷転送期間内のみ、電荷転送部１３-2に内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’が供給されるようにするためのものである。すなわち、ＳＷＩＴＣＨ信号は、たとえば、シフトクロックＳＨＣＫおよびチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１の第１パルスがともにハイレベルのとき、シフトクロックＳＨＣＫがハイレベルの間だけハイレベルとなる。また、ＳＷＩＴＣＨ信号は、シフトクロックＳＨＣＫおよびチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１の第２パルスがともにハイレベルのときにハイレベルとなって、第２パルスがハイレベルの間だけハイレベルのままとなる。これにより、非走査対象のＣＣＤイメージセンサ１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏはもとより、走査対象のＣＣＤイメージセンサ１３ａの電荷転送部１３-2に対する、電荷転送期間外の電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’の供給が阻止される。その結果、実走査期間中およびカラ送り走査期間中を除く、電荷転送不要期間中の電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２の供給にともなう、ＴＧ１２およびＣＣＤイメージセンサ１３ａ（１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏ）での消費電流および発熱の増加を抑制することが可能となる。
【００３０】
また、コントローラ１３-3は、実走査期間にともなって、ＳＨＩＦＴ信号およびＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号を生成する。ＳＨＩＦＴ信号は、シフトクロックＳＨＣＫおよびチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１がともにハイレベルのとき、シフトクロックＳＨＣＫがハイレベルの間だけハイレベルとなる。これにより、フォトダイオード部１３-1の信号電荷を電荷転送部１３-2にシフトさせるシフト動作が、実走査の直前に行われる。本来、シフトクロックＳＨＣＫは、フォトダイオード部１３-1の信号電荷を電荷転送部１３-2にシフトさせるための信号であるが、このＳＨＩＦＴ信号によって、カラ送り走査期間中はシフト動作が行われず、実走査期間の直前にだけシフト動作が行われる。
【００３１】
ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号は、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１がハイレベルのときに、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち上がりのタイミングでハイレベルとなり、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１がハイレベルの間はハイレベルとなる。これにより、実走査期間内は、ＯＳゲート１３-6がオン（ｅｎａｂｌｅ）状態となり、アナログデータバスＡＤＢへの画像信号出力ＯＳの送出が可能とされる。すなわち、カラ送り走査期間中は、内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’によって電荷が電荷転送部１３-2を水平転送されるものの、ＯＳゲート１３-6がハイインピーダンス状態とされて出力動作が禁止されるため、実走査を開始する前に電荷転送部１３-2に蓄積された残留電荷が画像信号出力ＯＳとして出力されることはない。これにより、暗時（非走査期間中）に電荷転送部１３-2に蓄積される残留電荷が暗時出力ノイズとなるのを低減できる。
【００３２】
また、コントローラ１３-3は、シフトクロックＳＨＣＫの２つ目のパルスを基準にして、ＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔの第１パルスを生成するとともに、シフトクロックＳＨＣＫの３つ目のパルスを基準にして、ＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔの第２パルスを生成し、次段のＣＣＤイメージセンサ１３ｂに出力する。
【００３３】
図４は、図１に示した構成のＣＩＳＭ１１において、ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，・・・，１３ｏの動作タイミングを示すものである。
【００３４】
図４に示すように、ＴＧ１２から、まず、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１）１３ａが走査の対象として選択されたことを示すチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１が出力される。すると、初段のＣＣＤイメージセンサ１３ａは、そのチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１を、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎとして取り込む。そして、先に説明した、シフト動作をともなわないカラ送り走査期間とシフト動作をともなう実走査期間とを含む２走査を実行する。すなわち、カラ送り走査期間中は、電荷転送部１３-2への信号電荷のシフトを行わず、電荷転送部１３-2内に蓄積されている残留電荷のみを、内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’によって水平転送（カラ送り）する。一方、実走査期間中は、電荷転送部１３-2への信号電荷のシフトを行って、電荷転送部１３-2内にシフトされた信号電荷を、内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’によって水平転送する。こうして、暗時出力ノイズの掃き出し後に、実走査による画像信号出力ＯＳの読み出しが行われる。
【００３５】
また、ＣＣＤイメージセンサ１３ａは、次段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ２）１３ｂに対して、ＣＣＤイメージセンサ１３ｂが走査の対象として選択されたことを示すＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔを出力する。
【００３６】
ＣＣＤイメージセンサ１３ｂは、前段のＣＣＤイメージセンサ１３ａからのＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔを、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎとして取り込む。同様に、ＣＣＤイメージセンサ１３ｂは、カラ送り走査期間と実走査期間とを含む２走査を実行する。また、次段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ３）１３ｃに対して、ＣＣＤイメージセンサ１３ｃが走査の対象として選択されたことを示すＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔを出力する。
【００３７】
こうして、最終的に、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１４）１３ｎより、最終段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１５）１３ｏに対して、ＣＣＤイメージセンサ１３ｏが走査の対象として選択されたことを示すＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔが出力される。これにより、ＣＣＤイメージセンサ１３ｏは、カラ送り走査期間と実走査期間とを含む２走査を実行する。ただし、ＣＣＤイメージセンサ１３ｏは最終段のため、次段のＣＣＤイメージセンサに対するＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔの生成は行わない。
【００３８】
上記したように、チップ選択制御信号（ＣＣＤゲート制御出力信号）を、実走査期間中のみでなく、実走査期間とカラ送り走査期間とを含む２走査期間中に与えるようにしている。すなわち、チップ選択制御信号として、シフト動作をともなう実走査期間の前に、シフト動作をともなわないカラ送りのための走査期間を設けるようにしている。しかも、直列に接続された複数のＣＣＤイメージセンサにおいて、順次、同一のチップ選択制御信号を生成し、次段のＣＣＤイメージセンサに供給するようにしている。これにより、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサだけを選択的に駆動できるようになるとともに、同様の制御がＣＩＳＭ全体で連続して行われることになる。したがって、個別に駆動される全てのＣＣＤイメージセンサから、実走査の直前（カラ送り走査期間中）に、電荷転送部内の残留電荷を掃き出させることが可能となり、暗時出力ノイズの低減が図れるものである。特に、走査の対象外となるＣＣＤイメージセンサのみでなく、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサに対しても、電荷転送期間外でのＴＧからの電荷転送クロックの供給を阻止するようにしている。このため、動作デューティ（ドライブ負荷）が低下し、同時に駆動されるＣＣＤイメージセンサの個数に応じて増加する、電荷転送クロックの供給にともなうＴＧでの消費電流の抑制とともに、ＴＧおよびＣＣＤイメージセンサでの発熱の増加を抑えることが可能となる。よって、発熱にともなって増大する暗時出力ノイズをも低減できるようになるものである。
【００３９】
なお、上記した実施形態において、チップ選択制御信号を含む、ＣＣＤゲート制御入力信号およびＣＣＤゲート制御出力信号としては、カラ送り走査期間および実走査期間の各開始のタイミングをそれぞれ判断できればよいため、第１パルスおよび第２パルスの長さ（パルス幅）に捉われる必要はない。
【００４０】
［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態にしたがった、ＣＩＳＭを構成する、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤチップ）の構成例を示すものである。本実施形態は、１走査目の走査の開始のタイミングを知ることによって、１走査目の内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’と２走査目の内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’とを生成するようにした場合の例であり、それ以外は第１の実施形態の場合と同様に、実走査期間の直前に、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサの電荷転送部に非走査期間内に蓄積された残留電荷を掃き出させることによって、消費電流の抑制と暗時出力ノイズの低減とを図るようにしたものである。なお、「直前」とは、ＣＣＤイメージセンサの選択から実走査が開始されるまでの期間（タイミング）を指す。
【００４１】
図５に示すように、本実施形態のＣＣＤイメージセンサ２３は、フォトダイオード部２３-1、電荷転送部２３-2、コントローラ２３-3、スイッチ部２３-4、読み出し部２３-5、ＯＳゲート２３-6、カウンタ２３-7、および、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ（図示していない）などを有している。このような構成において、たとえば１５個のＣＣＤイメージセンサ２３が直列に接続されることにより、図１に示したような、１５チップ構成のＣＩＳＭが実現される。
【００４２】
図６は、１５チップ構成のＣＩＳＭとした場合を例に、その動作タイミングを示すものである。
【００４３】
ＣＣＤイメージセンサ２３が初段（ＣＣＤ１）の場合、コントローラ２３-3は、図示していないＴＧからのチップ選択制御信号を、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎとして取り込む。ＣＣＤイメージセンサ２３が初段でない場合、コントローラ２３-3は、前段のＣＣＤイメージセンサからのＣＣＤゲート制御出力信号（チップ選択制御信号）Ｔｏｕｔを、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎとして取り込む。コントローラ２３-3は、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎのハイレベルにより、当該ＣＣＤイメージセンサ２３が、走査の対象として選択されたことを判断する。
【００４４】
一方、カウンタ２３-7は、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎがハイレベル（ｅｎａｂｌｅ）の期間において、ＴＧからのＯＳゲート制御信号（走査開始信号）ＧＣＫのパルス数をカウントする。このカウント値（カウンタ２３-7の出力）は、コントローラ２３-3に送られる。
【００４５】
本実施形態の場合、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎは、あるＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち下がりのタイミングでハイレベルとなり、次のＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち下がりのタイミングでロウレベルとなる。よって、コントローラ２３-3は、カウンタ２３-7の出力により、１走査目（カラ送り走査期間）の開始のタイミングを判別できる。たとえば、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎがハイレベルのとき、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫが１カウントされることにより、１走査目の走査の開始のタイミングであると判別する。また、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎがロウレベルのとき、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫが１カウントされることにより、２走査目（実走査期間）の走査の開始のタイミングであると判別する。
【００４６】
したがって、１走査目の走査のタイミングで１走査目の内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’が、２走査目の走査のタイミングで２走査目の内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’が、それぞれ電荷転送部２３-2へ出力されるように、スイッチ部２３-4のスイッチングを制御する。また、シフト動作のタイミング（ＳＨＩＦＴ信号）、および、ＯＳゲート２３-6がオン状態になってアナログデータバスＡＤＢに画像信号出力ＯＳを送出するタイミング（ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号）などを制御する。その結果、第１の実施形態の場合と同様に、実走査の直前（カラ送り走査期間中）に、電荷転送部２３-2内の残留電荷を掃き出させることが可能となり、消費電流および暗時出力ノイズの低減が図れる。なお、シフト動作のタイミング、および、画像信号出力ＯＳの送出のタイミングは、第１の実施形態に示した通りである。
【００４７】
また、コントローラ２３-3は、次段のＣＣＤイメージセンサのＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎとなる、１つ目のＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち下がりのタイミングでハイレベルとなり、２つ目のＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち下がりのタイミングでロウレベルとなる、ＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔを生成し、それを次段のＣＣＤイメージセンサに出力する。
【００４８】
こうして、各ＣＣＤイメージセンサにおいて、１走査目の走査期間の終わりに、次段のＣＣＤイメージセンサに１走査目の走査の開始のタイミングを伝える、ＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔを生成することにより、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサだけを選択的に駆動できるようになるとともに、同様の制御がＣＩＳＭ全体で連続して行われることになる。
【００４９】
すなわち、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１がなくても、１走査目の走査の開始のタイミングさえ解れば、各ＣＣＤイメージセンサは、シフトクロックＳＨＣＫおよびＯＳゲート制御信号ＧＣＫを用いて、内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’、ＳＨＩＦＴ信号、および、ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号を生成することができる。よって、第１の実施形態の場合と同様の効果が期待できる。
【００５０】
なお、本実施形態では、カウンタを用いるようにした場合を例示しているが、他の構成とした場合にも、１走査目の走査の開始のタイミングを判別することは可能である。
【００５１】
［第２の実施形態の応用例１］
図７は、本発明の第２の実施形態の応用例１にしたがった、ＣＣＤゲート制御出力信号（素子選択制御信号）Ｔｏｕｔを生成する生成回路の構成例を示すものである。本応用例１では、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎを、シフトクロックＳＨＣＫの立ち下がりのタイミングでハイレベルにし、その後の２回目のＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち下りのタイミングでロウレベルにする場合を例に示している。
【００５２】
図７において、生成回路３３は、ＳＨＩＦＴ信号が入力されるインバータ３３ａ、このインバータ３３ａの出力がＳＥＴ入力となるフリップフロップ（Ｓ／Ｒ ＦＦ）３３ｂ、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫが入力されるインバータ３３ｃ、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎが入力されるインバータ３３ｄ、および、上記インバータ３３ｃ，３３ｄの各出力と上記フリップフロップ３３ｂのＱ出力とがそれぞれ入力されるアンド回路３３ｅを有している。このフリップフロップ３３ｂのＱ出力が、ＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔとなる。また、アンド回路３３ｅの出力は、上記フリップフロップ３３ｂのＲＥＳＥＴ入力となる。なお、このＲＥＳＥＴ入力はエッジタイプのリセットである。
【００５３】
図８は、生成回路３３の動作タイミングを示すものである。たとえば、ＳＨＩＦＴ信号は、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎがハイレベルのときに、シフトクロックＳＨＣＫに応じてハイレベルとなる。これにより、フォトダイオード部２３-1の信号電荷は、実走査期間の直前に電荷転送部２３-2へとシフトされる。ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号は、ＣＣＤゲート制御入力信号ＴｉｎをシフトクロックＳＨＣＫの立ち上がりのタイミングでラッチした信号Ｔｉｎ’を、さらに、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち上がりのタイミングでラッチすることにより、生成される。内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’は、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎがハイレベルのときの、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち上がりのタイミングでハイレベルとなり、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎがロウレベルのときの、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち上がりのタイミング（その後の２回目のＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち上がりのタイミング）でロウレベルとなる。ＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔは、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎがハイレベルのときの、ＳＨＩＦＴ信号の立ち下がりのタイミング（シフトクロックＳＨＣＫの立ち下がりのタイミング）でハイレベルとなり、ＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔがハイレベルのとき、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎがロウレベルのときの、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち下がりのタイミングでロウレベルとなる。
【００５４】
本応用例１の場合、図中に※印で示す時点においては、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎの立ち下がりが、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち下がりよりも後になるので、この時点で、ＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔがロウレベルになることはない。
【００５５】
上記の構成によっても、実走査期間の直前のカラ送り走査期間内において、走査期間外に電荷転送部２３-2内に蓄積された残留電荷を掃き出させることが可能となり、暗時出力ノイズの低減が可能である。しかも、走査対象のＣＣＤイメージセンサのみを選択的に駆動できるとともに、走査対象のＣＣＤイメージセンサの電荷転送部２３-2に対して、電荷転送期間内、つまり、カラ送り走査期間と実走査期間との間だけ、内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’の供給を可能としている。このため、他の走査対象でないＣＣＤイメージセンサを含む、電荷転送部２３-2への走査期間外の電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２の供給を止めることができ、ＴＧの消費電流および発熱を抑制できる。同様に、ＣＣＤイメージセンサの消費電流および発熱をも抑制できる。
【００５６】
すなわち、本応用例１によれば、消費電流を小さくしようと、走査対象のＣＣＤイメージセンサのみを駆動する方式とした場合の、電荷転送部の残留電荷による暗時出力ノイズが大きくなるという問題を、単純な信号インタフェースの改良により解消できる。
【００５７】
［第３の実施形態］
図９は、本発明の第３の実施形態にしたがった、ＭＦＰなどで使用される、ＣＩＳＭの基本構成を示すものである。ここでは、１つのＴＧと１５個のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤチップ）とを有して構成される場合（１５チップ構成のＣＩＳＭ）を例に説明する。特に、ＣＣＤイメージセンサが何番目に配置されたものであるかを認識させるための信号（アドレスパターン信号）を用いて、実走査期間の直前に、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサの電荷転送部に非走査期間内に蓄積された残留電荷を掃き出させることによって、消費電流の抑制と暗時出力ノイズの低減とを図るようにした場合の例であり、第１，第２の実施形態と異なる部分について説明する。
【００５８】
本実施形態の場合、たとえば、ＣＣＤイメージセンサごとに固有のアドレスパターン信号（識別情報）を付し、アドレスパターン信号とシフトクロック（走査開始信号）ＳＨＣＫのカウント値との比較により、ＣＣＤイメージセンサの選択と１走査目の走査および２走査目の走査の判別とが行われる。また、アドレスパターン信号は、たとえば、ＣＩＳＭの配線パターンのプルアップ、プルダウンにより作成される、４ｂｉｔのデータ（ＣＳ１〜ＣＳ４）である。
【００５９】
すなわち、このＣＩＳＭ１１Ａは、１つのＴＧ１２ａに対して、１５個のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１〜ＣＣＤ１５）４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏが並列に接続されている。ＴＧ１２ａには、外部のＭＦＰシステム（図示していない）より走査開始パルスＴＲが供給される。ＴＧ１２ａから、各ＣＣＤイメージセンサ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏに対しては、シフトクロックＳＨＣＫ、ＯＳ（出力）ゲート制御信号ＧＣＫ、カウンタリセット信号ＳＴ、および、電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２が、それぞれ供給される。
【００６０】
図１０は、ＣＣＤイメージセンサ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏの構成例を示すものである。本実施形態の場合、ＣＣＤイメージセンサ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏはほぼ同一の構成を有するため、ここではＣＣＤイメージセンサ４３ａを例に説明する。
【００６１】
ＣＣＤイメージセンサ４３ａは、フォトダイオード部４３-1、電荷転送部４３-2、コントローラ４３-3、スイッチ部４３-4、読み出し部４３-5、ＯＳゲート４３-6、カウンタ４３-7、および、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ（図示していない）などを有している。
【００６２】
電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２は、スイッチ部４３-4に供給される。シフトクロックＳＨＣＫは、コントローラ４３-3およびカウンタ４３-7に供給される。ＯＳゲート制御信号ＧＣＫおよびカウンタリセット信号ＳＴは、カウンタ４３-7に供給される。カウンタ４３-7のカウント値は、コントローラ４３-3に供給される。
【００６３】
コントローラ４３-3は、アドレスパターン信号ＣＳ１〜ＣＳ４とカウンタ４３-7からのシフトクロックＳＨＣＫのカウント値とを比較し、その比較結果に応じて、スイッチ部４３-4のスイッチングを制御するＳＷＩＴＣＨ信号、シフト動作のためのＳＨＩＦＴ信号、および、ＯＳゲート４３-6をオン／オフ動作させるためのＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号を生成する。すなわち、アドレスパターン信号ＣＳ１〜ＣＳ４とシフトクロックＳＨＣＫのカウント値とが一致した場合に、コントローラ４３-3は、当該ＣＣＤイメージセンサが走査の対象として選択されたことを判断する。
【００６４】
図１１は、ＣＣＤイメージセンサ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏのアドレスパターン信号の一例を示すものである。
【００６５】
たとえば図１１に示すように、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１）４３ａにはアドレスパターン信号「０００１」が、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ２）４３ｂにはアドレスパターン信号「００１０」が、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ３）４３ｃにはアドレスパターン信号「００１１」が、・・・、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１５）４３ｏにはアドレスパターン信号「１１１１」が、順番に割り当てられる。
【００６６】
図１２は、上記したＣＩＳＭ１１Ａの動作タイミングを示すものである。まず、走査開始パルスＴＲの供給にともなって、ＴＧ１２ａより、各ＣＣＤイメージセンサ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏにカウンタリセット信号ＳＴが出力される。カウンタ４３-7のカウント値がリセットされた後、ＴＧ１２ａからは、各ＣＣＤイメージセンサ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏにシフトクロックＳＨＣＫが供給される。すると、このシフトクロックＳＨＣＫのパルス数が、各ＣＣＤイメージセンサ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏ内のカウンタ４３-7でカウントされ、積算記憶される。そして、各コントローラ４３-3において、そのカウント値が固有のアドレスパターン信号と比較される。
【００６７】
通常、カウント値が自身のアドレスパターン信号と等しい場合、当該ＣＣＤイメージセンサが選択されたと判断し、１走査目の走査（カラ送り走査）を開始する。また、カウント値が自身のアドレスパターン信号よりも「１」だけ大きくなったときに、２走査目の走査（実走査）を開始する。まずは、カウント値「１」によって、アドレスパターン信号が「０００１」である、初段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１）４３ａが選択されるとともに、１走査目である残留電荷掃き出し走査期間内に内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’が電荷転送部４３-2に供給されるようにするための、ＳＷＩＴＣＨ信号の生成が行われる。ついで、カウント値「２」によって、初段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１）４３ａにおいて、２走査目である実走査のための、ＳＷＩＴＣＨ信号、ＳＨＩＦＴ信号、ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号の生成が行われる。同時に、アドレスパターン信号が「００１０」である、２段目のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ２）４３ｂが選択されるとともに、１走査目である残留電荷掃き出し走査のための、ＳＷＩＴＣＨ信号の生成が行われる。
【００６８】
このように、ＣＩＳＭ１１Ａにおいて、アドレスパターン信号により、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサだけを選択的に駆動できるようになるとともに、同様の制御がＣＩＳＭ全体で連続して行われることになる。すなわち、固有のアドレスパターン信号によるＣＣＤイメージセンサの選択のみでなく、非選択のＣＣＤイメージセンサに対する、電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２の遮断が可能となる。よって、第１の実施形態の場合と同様の効果が期待できる。
【００６９】
なお、ＳＷＩＴＣＨ信号によって内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’を電荷転送部４３-2に供給するためにスイッチ部４３-4をスイッチングするタイミング、ＳＨＩＦＴ信号によってフォトダイオード部４３-1内の信号電荷を電荷転送部４３-2にシフトするシフト動作のタイミング、および、ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号によってＯＳゲート４３-6をオンさせるタイミングは、全てのＣＣＤイメージセンサ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏにおいて同様であり、第１，第２の実施形態に示した通りである。
【００７０】
上記したように、本実施形態によっても、第１，第２の実施形態の場合と同様に、ＴＧの消費電流および発熱を抑制できるとともに、ＣＣＤイメージセンサの消費電流および発熱をも抑制でき、消費電流および暗時出力ノイズの少ないＣＩＳＭとすることが可能である。
【００７１】
なお、アドレスパターン信号として４ｂｉｔ、２進数を用いたが、これに限らず、また、アドレスを認識する方法としては、たとえばグレイコードなどを用いることも可能である。
【００７２】
［第４の実施形態］
図１３は、本発明の第４の実施形態にしたがった、ＭＦＰなどで使用される、ＣＩＳＭの基本構成を示すものである。ここでは、１つのＴＧと１５個のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤチップ）とを有して構成される場合（１５チップ構成のＣＩＳＭ）を例に説明する。特に、ＣＣＤイメージセンサが何番目に配置されたものであるかを認識させるための信号（素子選択制御信号）を用いて、実走査期間の直前に、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサの電荷転送部に非走査期間内に蓄積された残留電荷を掃き出させることによって、消費電流の抑制と暗時出力ノイズの低減とを図るようにした場合の例であり、第１〜第３の実施形態と異なる部分について説明する。
【００７３】
図１３において、このＣＩＳＭ１１Ｂは、１つのＴＧ１２ｂと１５個のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１，ＣＣＤ２，ＣＣＤ３，ＣＣＤ４，・・・，ＣＣＤ１４，ＣＣＤ１５）５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏとを有している。ＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏは、撮像面に対して横一列に配置（直列接続）されている。
【００７４】
ＴＧ１２ｂは、全てのＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏの駆動を制御するもので、各ＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏに対して、シフトクロック（走査開始信号）ＳＨＣＫ、ＯＳ（出力）ゲート制御信号ＧＣＫ、カウンタリセット信号ＳＴ０、および、電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２を供給する。
【００７５】
また、ＴＧ１２は、初段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１）５３ａに対してのみ、初段のＣＣＤイメージセンサであることを示すアドレス認識信号（素子選択制御信号）ＣＫＸとして、たとえば「１パルス」を出力する。
【００７６】
図１４は、ＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，４３ｎ，４３ｏの構成例を示すものである。本実施形態の場合、ＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏはほぼ同一の構成を有するため、ここではＣＣＤイメージセンサ５３ａを例に説明する。
【００７７】
ＣＣＤイメージセンサ５３ａは、フォトダイオード部５３-1、電荷転送部５３-2、コントローラ５３-3、スイッチ部５３-4、読み出し部５３-5、ＯＳゲート５３-6、カウンタ（１），（２）５３-7，５３-8、演算器（シフトレジスタ）５３-9、および、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ（図示していない）などを有している。
【００７８】
電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２は、スイッチ部５３-4に供給される。シフトクロックＳＨＣＫは、カウンタ（２）５３-8に供給される。ＯＳゲート制御信号ＧＣＫは、カウンタ（２）５３-8に供給される。カウンタリセット信号ＳＴ０は、カウンタ（１），（２）５３-7，５３-8に供給される。カウンタ（１）５３-7のカウント値は、コントローラ５３-3および演算器５３-9に供給される。カウンタ（２）５３-8のカウント値は、コントローラ５３-3に供給される。
【００７９】
カウンタ（１）５３-7は、ＴＧ１２ｂからのアドレス認識信号ＣＫＸ（もしくは、前段のＣＣＤイメージセンサからのアドレス認識信号ＣＫＸｏ）のパルス数をカウントするもので、カウンタ（２）５３-8は、ＴＧ１２ｂからのシフトクロックＳＨＣＫのパルス数をカウントする。
【００８０】
コントローラ５３-3は、カウンタ（１）５３-7からのアドレス認識信号ＣＫＸのカウント値とカウンタ５３-8からのシフトクロックＳＨＣＫのカウント値とを比較し、その比較結果に応じて、スイッチ部５３-4のスイッチングを制御するＳＷＩＴＣＨ信号、シフト動作のためのＳＨＩＦＴ信号、および、ＯＳゲート５３-6をオン／オフ動作させるためのＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号を生成する。すなわち、アドレス認識信号ＣＫＸのカウント値とシフトクロックＳＨＣＫのカウント値とが一致した場合に、コントローラ５３-3は、当該ＣＣＤイメージセンサが走査の対象として選択されたことを判断する。
【００８１】
一方、演算器５３-9は、カウンタ（１）５３-7からのアドレス認識信号ＣＫＸのカウント値をもとに、次段のＣＣＤイメージセンサに対して、「＋１パルス」のアドレス認識信号ＣＫＸｏを生成し、出力する。たとえば、走査対象がＣＣＤイメージセンサ５３ａの場合には、次段のＣＣＤイメージセンサ５３ｂに対して「２パルス」のアドレス認識信号ＣＫＸｏを、走査対象がＣＣＤイメージセンサ５３ｂの場合には、次段のＣＣＤイメージセンサ５３ｃに対して「３パルス」のアドレス認識信号ＣＫＸｏを、走査対象がＣＣＤイメージセンサ５３ｃの場合には、次段のＣＣＤイメージセンサ５３ｄに対して「４パルス」のアドレス認識信号ＣＫＸｏを、・・・、走査対象がＣＣＤイメージセンサ５３ｎの場合には、最終段のＣＣＤイメージセンサ５３ｏに対して「１５パルス」のアドレス認識信号ＣＫＸｏを、それぞれ出力する。
【００８２】
図１５は、上記したＣＩＳＭ１１Ｂの動作タイミングを示すものである。まず、走査開始パルスＴＲの供給にともなって、ＴＧ１２ｂより、各ＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏにカウンタリセット信号ＳＴ０が出力される。カウンタ（１）５３-7，（２）５３-8のカウント値がリセットされた後、ＴＧ１２ｂからは、ＣＣＤイメージセンサ５３ａに対して、「１パルス」のアドレス認識信号ＣＫＸが供給される。すると、この「１パルス」のアドレス認識信号ＣＫＸのパルス数が、ＣＣＤイメージセンサ５３ａのカウンタ（１）５３-7によってカウントされる。
【００８３】
一方、ＴＧ１２ｂからは、各ＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏにシフトクロックＳＨＣＫが供給される。このシフトクロックＳＨＣＫのパルス数が、各ＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏ内のカウンタ（２）５３-8でカウントされ、積算記憶される。そして、各コントローラ５３-3において、そのカウント値がカウンタ（１）５３-7のカウント値であるアドレス認識信号ＣＫＸのパルス数と比較される。
【００８４】
通常、カウント値が等しい場合、当該ＣＣＤイメージセンサが選択されたと判断し、１走査目の走査（カラ送り走査）を開始する。また、カウンタ（２）５３-8のカウント値がカウンタ（１）５３-7のカウント値よりも「１」だけ大きくなったときに、２走査目の走査（実走査）を開始する。
【００８５】
まずは、パルス数が「１」のアドレス認識信号ＣＫＸとシフトクロックＳＨＣＫのカウント値「１」とによって、初段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１）５３ａが選択されるとともに、１走査目である残留電荷掃き出し走査期間内に内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’が電荷転送部５３-2に供給されるようにするための、ＳＷＩＴＣＨ信号の生成が行われる。また、シフトクロックＳＨＣＫのカウント値が「２」になる前に、演算部５３-9より、次段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ２）５３ｂに対して、パルス数が「２」のアドレス認識信号ＣＫＸｏが出力される。
【００８６】
ついで、シフトクロックＳＨＣＫのカウント値「２（アドレス認識信号ＣＫＸ＋１）」によって、初段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１）５３ａにおいては、２走査目である実走査のための、ＳＷＩＴＣＨ信号、ＳＨＩＦＴ信号、ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号の生成が行われる。同時に、次段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ２）５３ｂにおいては、自身の選択とともに、１走査目である残留電荷掃き出し走査期間内に内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’が電荷転送部５３-2に供給されるようにするための、ＳＷＩＴＣＨ信号の生成が行われる。また、シフトクロックＳＨＣＫのカウント値が「３」になる前に、演算部５３-9より、次段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ３）５３ｃに対して、パルス数が「３」のアドレス認識信号ＣＫＸｏが出力される。
【００８７】
こうして、最終的に、シフトクロックＳＨＣＫのカウント値「１５」によって、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１４）５３ｎにおいては、２走査目である実走査のための、ＳＷＩＴＣＨ信号、ＳＨＩＦＴ信号、ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号の生成が行われる。同時に、最終段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１５）５３ｏにおいては、自身の選択とともに、１走査目である残留電荷掃き出し走査期間内に内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’が電荷転送部５３-2に供給されるようにするための、ＳＷＩＴＣＨ信号の生成が行われる。
【００８８】
ついで、シフトクロックＳＨＣＫのカウント値「１６」によって、最終段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１５）５３ｏにおいては、２走査目である実走査のための、ＳＷＩＴＣＨ信号、ＳＨＩＦＴ信号、ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号の生成が行われる。ただし、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１５）５３ｏは最終段のため、次段のＣＣＤイメージセンサに対するアドレス認識信号ＣＫＸｏは出力されない。
【００８９】
このように、ＣＩＳＭ１１Ｂにおいて、アドレス認識信号により、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサだけを選択的に駆動できるようになるとともに、同様の制御がＣＩＳＭ全体で連続して行われることになる。すなわち、次段のＣＣＤイメージセンサを順に選択しながら、実走査の直前に、残留電荷掃き出し走査を実施できるとともに、非選択のＣＣＤイメージセンサに対する電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２の供給を遮断することが可能となる。よって、第１〜第３の実施形態の場合と同様の効果が期待できる。
【００９０】
なお、ＳＷＩＴＣＨ信号によって内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’を電荷転送部５３-2に供給するためにスイッチ部５３-4をスイッチングするタイミング、ＳＨＩＦＴ信号によってフォトダイオード部５３-1内の信号電荷を電荷転送部５３-2にシフトするシフト動作のタイミング、および、ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号によってＯＳゲート５３-6をオンさせるタイミングは、全てのＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏにおいて同様であり、第１〜第３の実施形態に示した通りである。
【００９１】
上記したように、本実施形態によっても、第１〜第３の実施形態の場合と同様に、ＴＧの消費電流および発熱を抑制できるとともに、ＣＣＤイメージセンサの消費電流および発熱をも抑制でき、消費電流および暗時出力ノイズの少ないＣＩＳＭとすることが可能である。
【００９２】
なお、アドレス認識信号ＣＫＸは、図１５に示したように、各ＣＣＤイメージセンサをイニシャライズするタイミング（走査開始パルスＴＲの供給）ごとに出力されるものであってもよいし、電源投入時に１度だけ出力されるものであってもよい。また、アドレス認識信号ＣＫＸｏは、次段のＣＣＤイメージセンサにおいて、「＋１」増加するといった規則性に制限されるものでもない。
【００９３】
また、上記した各実施形態では、いずれも、１５チップ構成のＣＩＳＭを例に説明したが、これに限定されるものではない。
【００９４】
また、ＣＩＳＭに限らず、パッケージ型のイメージセンサにも適用できる。
【００９５】
さらに、スイッチ部は、アンドゲートによって構成することも可能である。
【００９６】
その他、本願発明は、上記（各）実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、上記（各）実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。たとえば、（各）実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の少なくとも１つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果（の少なくとも１つ）が得られる場合には、その構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１の実施形態にしたがった、ＣＩＳＭの構成例を示すブロック図。
【図２】図１に示したＣＩＳＭにおいて、ＣＣＤイメージセンサの構成例を示す回路図。
【図３】図２に示したＣＣＤイメージセンサを例に、ＣＩＳＭの動作を説明するために示すタイミングチャート。
【図４】図１に示したＣＩＳＭの動作を説明するために示すタイミングチャート。
【図５】本発明の第２の実施形態にしたがった、ＣＣＤイメージセンサの構成例を示す回路図。
【図６】図５に示したＣＣＤイメージセンサを例に、ＣＩＳＭの動作を説明するために示すタイミングチャート。
【図７】本発明の第２の実施形態の応用例１にしたがった、ＣＣＤゲート制御出力信号生成回路の構成例を示す回路図。
【図８】図７に示したＣＣＤゲート制御出力信号生成回路の動作を説明するために示すタイミングチャート。
【図９】本発明の第３の実施形態にしたがった、ＣＩＳＭの構成例を示すブロック図。
【図１０】図９に示したＣＩＳＭにおいて、ＣＣＤイメージセンサの構成例を示す回路図。
【図１１】ＣＣＤイメージセンサに割り付けられるアドレスパターン信号の一例を示す図。
【図１２】図９に示したＣＩＳＭの動作を説明するために示すタイミングチャート。
【図１３】本発明の第４の実施形態にしたがった、ＣＩＳＭの構成例を示すブロック図。
【図１４】図１３に示したＣＩＳＭにおいて、ＣＣＤイメージセンサの構成例を示す回路図。
【図１５】図１３に示したＣＩＳＭの動作を説明するために示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００９８】
１１，１１Ａ，１１Ｂ…ＣＩＳＭ、１２，１２ａ，１２ｂ…ＴＧ、１３ａ〜１３ｏ，２３，４３ａ〜４３ｏ，５３ａ〜５３ｏ…ＣＣＤイメージセンサ、１３-1，２３-1，４３-1，５３-1…フォトダイオード部、１３-2，２３-2，４３-2，５３-2…電荷転送部、１３-3，２３-3，４３-3，５３-3…コントローラ、１３-4，２３-4，４３-4，５３-4…スイッチ部、１３-6，２３-6，４３-6，５３-6…ＯＳゲート、２３-7，４３-7，５３-7，５３-8…カウンタ、５３-9…演算器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子の駆動方法に関するもので、たとえば、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｆｅｒａｌ）などで使用される、密着型イメージセンサモジュール（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ Ｍｏｄｕｌｅ（以下、ＣＩＳＭ））またはパッケージ型のイメージセンサに組み込まれる、１次元のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光信号を電気信号に置き換えることにより、撮像面に投影された像を電気的に読み出す撮像素子として、ＣＣＤイメージセンサが知られている。撮像面に配置された複数のＣＣＤイメージセンサの駆動を、１つのＴｉｍｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（以下、ＴＧ）によって制御するようにしたのが、ＣＩＳＭである。
【０００３】
ＣＣＤイメージセンサの場合、暗時にもかかわらず自然発生する電荷があり、これが暗時出力（ダークカレント）ノイズの原因となっている。そのため、従来のＣＩＳＭでは、全てのＣＣＤイメージセンサを同時に駆動して、暗時に電荷転送部に蓄積される残留電荷を掃き出させる（強制的に排出させる）ことによって、暗時出力ノイズの発生を抑えていた。
【０００４】
しかしながら、全てのＣＣＤイメージセンサを同時に駆動することで、大きな駆動電流（消費電流）が必要であり、ＴＧの負荷も大きなものとなる。しかも、ＴＧおよびＣＣＤイメージセンサの発熱によって、ＣＣＤイメージセンサの特性である暗時出力ノイズが増大する傾向となり、暗時出力ノイズ低減策である“電荷掃き出し”の効果を減少させる要因となっていた。
【０００５】
一方、ＣＣＤイメージセンサおよびＴＧの消費電流を抑えるため、実走査期間中のみ、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサを駆動する方式も考えられる。この方式の場合、たとえば、非走査期間中のＣＣＤイメージセンサに対する、ＣＣＤイメージセンサでの電荷転送を制御するための、ＴＧからのタイミング信号（ＣＫ１，ＣＫ２）の供給を遮断すればよい。ところが、タイミング信号（ＣＫ１，ＣＫ２）の供給を遮断するようにした場合、非走査期間中の電荷が電荷転送部に蓄積され、暗時出力ノイズが増大するという問題を有している。
【０００６】
このように、従来のＣＩＳＭにおいては、全てのＣＣＤイメージセンサを同時に駆動することによる消費電流の増加、発熱の増加による暗時出力ノイズの増大を招く。これを避けるために、走査対象のＣＣＤイメージセンサのみを駆動する方式を採用した場合にも、非走査期間中に残留電荷が蓄積し、暗時出力ノイズの増大を招く結果となっていた。
【０００７】
なお、低消費電力の撮像素子として、画素電荷を水平方向に転送する水平転送部のブランキング期間中に水平転送クロックの供給を停止するようにした提案が既になされている（たとえば、特許文献１参照）。しかしながら、この提案は、複数の受光素子がマトリクス配列された受光部からの画素電荷を、垂直転送部を経て、水平転送部に転送する方式のものであって、ＣＩＳＭとは方式（構成）が異なる。しかも、水平転送クロックの停止時には、水平走査ブランキング期間中の画素電荷が水平転送部に蓄積されて、暗時出力ノイズが増大するといった同様の問題もある。
【特許文献１】特開２００４−２３５６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決すべくなされたもので、消費電流を抑制できるとともに、暗時出力ノイズを低減させることが可能な撮像素子の駆動方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明の一態様によれば、撮像面に配置され、それぞれ直列に接続された複数の撮像素子を制御して、１つの画像を撮像するための撮像素子の駆動方法であって、前記複数の撮像素子のうち、初段の撮像素子に対して、２回の走査期間でそれぞれ有効となる第１走査開始信号および第２走査開始信号を含む素子選択制御信号を与え、前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子に対して、前記第１走査開始信号に対応して、光信号を電気信号に変換する光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を禁止し、前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子に対して、前記第２走査開始信号に対応して、前記光電変換部で得た信号電荷の前記電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を許可し、非選択とされた撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送を禁止するとともに、前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子より、前記第２走査開始信号に対応して、非選択状態にある次段の撮像素子に前記素子選択制御信号を出力させることを特徴とする撮像素子の駆動方法が提供される。
【００１０】
また、本願発明の一態様によれば、撮像面に配置され、それぞれ直列に接続された複数の撮像素子を制御して、１つの画像を撮像するための撮像素子の駆動方法であって、前記複数の撮像素子のうち、初段の撮像素子に対して、当該撮像素子が選択されたことを示す素子選択制御信号を与え、前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子に対して、第１の走査開始信号に対応して、光信号を電気信号に変換する光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を禁止し、前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子に対して、第２の走査開始信号に対応して、前記光電変換部で得た信号電荷の前記電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を許可し、非選択とされた撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送を禁止するとともに、前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子より、前記第２の走査開始信号に対応して、非選択状態にある次段の撮像素子に前記素子選択制御信号を出力させることを特徴とする撮像素子の駆動方法が提供される。
【００１１】
また、本願発明の一態様によれば、撮像面に配置され、それぞれ並列に接続された複数の撮像素子を制御して、１つの画像を撮像するための撮像素子の駆動方法であって、前記複数の撮像素子にそれぞれ固有の識別情報を割り当て、前記固有の識別情報と走査開始信号のカウント値との一致により、当該撮像素子が選択されたことを判断し、選択された前記撮像素子に対して、１回目の走査時には、光信号を電気信号に変換する光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を禁止し、選択された前記撮像素子に対して、２回目の走査時には、前記光電変換部で得た信号電荷の前記電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を許可するとともに、非選択とされた撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送を禁止することを特徴とする撮像素子の駆動方法が提供される。
【００１２】
さらに、本願発明の一態様によれば、撮像面に配置され、それぞれ直列に接続された複数の撮像素子を制御して、１つの画像を撮像するための撮像素子の駆動方法であって、前記複数の撮像素子のうち、初段の撮像素子に対して、カウント値に応じて当該撮像素子が選択されたことを示す素子選択制御信号を与え、前記素子選択制御信号のカウント値と走査開始信号のカウント値との一致により、当該撮像素子が選択されたことを判断し、選択された前記撮像素子に対して、１回目の走査時には、光信号を電気信号に変換する光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を禁止し、選択された前記撮像素子に対して、２回目の走査時には、前記光電変換部で得た信号電荷の前記電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を許可し、非選択とされた撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送を禁止するとともに、選択された前記撮像素子より、非選択状態にある次段の撮像素子に対して、前記カウント値が“１”だけ変化する素子選択制御信号を出力させることを特徴とする撮像素子の駆動方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
上記の構成により、消費電流を抑制できるとともに、暗時出力ノイズを低減させることが可能な撮像素子の駆動方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的なものであり、各図面の寸法および比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係および／または比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。特に、以下に示すいくつかの実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置などによって、本発明の技術思想が特定されるものではない。この発明の技術思想は、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１５】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態にしたがった、ＭＦＰなどで使用される、ＣＩＳＭの基本構成を示すものである。ここでは、１つのＴＧと１５個のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤチップ）とを有して構成される場合（１５チップ構成のＣＩＳＭ）を例に説明する。特に、ＣＣＤイメージセンサを選択するためのチップ選択制御信号を用いて、実走査期間の直前に、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサの電荷転送部に非走査期間内に蓄積された残留電荷を掃き出させることによって、消費電流の抑制と暗時出力ノイズの低減とを図るようにした場合の例である。なお、「直前」とは、ＣＣＤイメージセンサの選択から実走査が開始されるまでの期間（タイミング）を指す。
【００１６】
図１において、このＣＩＳＭ１１は、１つのＴＧ１２と１５個のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１，ＣＣＤ２，・・・，ＣＣＤ１４，ＣＣＤ１５）１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏとを有している。ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏは、いずれも、光信号を電気信号に置き換えることにより、撮像面に投影された像を電気的に読み出す１次元の撮像素子であって、撮像面に対して横一列に配置（直列接続）されている。ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏの詳細については、後述する。
【００１７】
ＴＧ１２は、全てのＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏの駆動を制御するもので、各ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏに対して、シフトクロック（走査開始信号）ＳＨＣＫ、ＯＳ（出力）ゲート制御信号ＧＣＫ、および、電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２を供給する。シフトクロックＳＨＣＫは、１走査期間を規定するとともに、ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏのフォトダイオード部の信号電荷を電荷転送部にシフトさせる信号電荷シフト制御信号であり、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫは、ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏのＯＳゲートをハイインピーダンス（ｄｉｓａｂｌｅ）状態から信号出力（ｅｎａｂｌｅ）状態に制御するためのものである。電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２は、ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏの電荷転送部にシフトされた信号電荷を水平転送させるためのものである。
【００１８】
また、ＴＧ１２は、初段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１）１３ａに対してのみ、どのＣＣＤイメージセンサを選択するかを示すチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１を出力する。本実施形態の場合、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１は、２回分の走査期間（シフトクロックＳＨＣＫの２周期分）に対応し、各走査期間内に１度ずつ有効となるものとなっている。たとえば、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１は、シフトクロックＳＨＣＫの１つ目のパルスに応じた電荷掃き出し（カラ送り走査）のための第１パルス（１走査目開始信号）と、２つ目のパルスに応じた実走査（スキャン）のための第２パルス（２走査目開始信号）と、からなっている。このチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１は、ＴＧ１２において、基準パルス信号（たとえば、走査開始パルスＴＲ）を繰り返し分周し、適当なパルス幅を有する２種類のパルス信号の論理和を求めることによって生成される。
【００１９】
すなわち、ＴＧ１２は、たとえば、外部のＭＦＰシステム（図示していない）より供給される走査開始パルスＴＲをもとに、上記シフトクロックＳＨＣＫ、上記ＯＳゲート制御信号ＧＣＫ、上記電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２、および、上記チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１の生成（出力）を制御する。
【００２０】
なお、ＣＩＳＭ１１の基板内には、アナログデータバス（＠ＣＩＳＭ）ＡＤＢが設けられている。このアナログデータバスＡＤＢは、電源Ｖｄｄと接地Ｖｓｓとの間に直列に接続された、エミッタフォロア接続のＮＰＮトランジスタＴｒ１と抵抗素子ｒ１とを有している。このアナログデータバスＡＤＢを介して供給される、各ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏからの画像信号出力ＯＳが、ＣＩＳＭ出力（複数の画像信号をつなぎ合わせた１つの画像）として、ＮＰＮトランジスタＴｒ１と抵抗素子ｒ１との接続点より外部に取り出される。
【００２１】
図２は、ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏの構成例を示すものである。本実施形態の場合、ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏは同一の構成を有するため、ここではＣＣＤイメージセンサ１３ａを例に説明する。
【００２２】
ＣＣＤイメージセンサ１３ａは、フォトダイオード部（光電変換部）１３-1、電荷転送部１３-2、コントローラ１３-3、スイッチ部１３-4、読み出し部１３-5、ＯＳゲート１３-6、および、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ（図示していない）などを有している。
【００２３】
フォトダイオード部１３-1は、走査時に光信号を電気信号に変換し、得た信号電荷を電荷転送部１３-2にシフト（電荷転送）するものである。電荷転送部１３-2は、フォトダイオード部１３-1からの信号電荷を水平転送し、読み出し部１３-5に出力するものである。読み出し部１３-5は、電荷転送部１３-2からの信号電荷を増幅するものである。ＯＳゲート１３-6は、読み出し部１３-5からの増幅出力を、画像信号出力ＯＳとして、アナログデータバスＡＤＢ上に送出するものである。
【００２４】
コントローラ１３-3は、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎをゲート入力とするフリップフロップ（ＦＦ）回路によって構成されるもので、たとえば、ＴＧ１２からの、シフトクロックＳＨＣＫおよびＯＳゲート制御信号ＧＣＫと、前段のＣＣＤイメージセンサからのＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎと、を取り込んで、ＳＨＩＦＴ信号、ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号、ＳＷＩＴＣＨ信号、および、次段のＣＣＤイメージセンサのＣＣＤゲート制御入力信号ＴｉｎとなるＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔを生成するものである。
【００２５】
本実施形態の場合、各ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏは、取り込んだ前段のＣＣＤイメージセンサからのＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎを、そのまま次段のＣＣＤイメージセンサに対するＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔとして出力するようになっている。
【００２６】
なお、初段のＣＣＤイメージセンサ１３ａに与えられるＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎは、ＴＧ１２からのチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１である。
【００２７】
スイッチ部１３-4は、コントローラ１３-3からのＳＷＩＴＣＨ信号に応じて、ＴＧ１２からの電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２の電荷転送部１３-2への供給を制御（スイッチング）するもので、電荷転送期間外の電荷転送部１３-2に対する電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２の供給を遮断する。すなわち、電荷転送部１３-2に対しては、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎをもとに生成されるＳＷＩＴＣＨ信号にしたがって、電荷転送期間内のみ、スイッチ部１３-4より内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’が供給される。
【００２８】
図３は、ＣＣＤイメージセンサ１３ａを例に、ＣＩＳＭ１１の動作タイミングを示すものである。たとえば、走査開始パルスＴＲの入力を受けて、ＴＧ１２により、シフトクロックＳＨＣＫ、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫ、電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２、および、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１が生成される。本実施形態では、シフトクロックＳＨＣＫの１つ目のパルスの立ち上がりのタイミングで、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１の第１パルス（ハイレベル）が生成され、シフトクロックＳＨＣＫの２つ目のパルスの立ち上がりのタイミングで、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１の第２パルス（ハイレベル）が生成される。第１パルスは、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫの１つ目のパルスの立ち下がりのタイミングでロウレベルとなり、第２パルスは、シフトクロックＳＨＣＫの３つ目のパルスの立ち上がりのタイミングでロウレベルとなる。これにより、ＣＣＤイメージセンサ１３ａでの電荷転送動作が、２走査目の実走査期間中と、その直前の、１走査目である残留電荷掃き出し走査期間（カラ送り走査期間）中のみとされる。
【００２９】
これに対し、ＣＣＤイメージセンサ１３ａは、コントローラ１３-3において、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１をもとにＳＷＩＴＣＨ信号を生成し、スイッチ部１３-4のスイッチングのタイミングを制御する。ＳＷＩＴＣＨ信号は、電荷転送期間内のみ、電荷転送部１３-2に内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’が供給されるようにするためのものである。すなわち、ＳＷＩＴＣＨ信号は、たとえば、シフトクロックＳＨＣＫおよびチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１の第１パルスがともにハイレベルのとき、シフトクロックＳＨＣＫがハイレベルの間だけハイレベルとなる。また、ＳＷＩＴＣＨ信号は、シフトクロックＳＨＣＫおよびチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１の第２パルスがともにハイレベルのときにハイレベルとなって、第２パルスがハイレベルの間だけハイレベルのままとなる。これにより、非走査対象のＣＣＤイメージセンサ１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏはもとより、走査対象のＣＣＤイメージセンサ１３ａの電荷転送部１３-2に対する、電荷転送期間外の電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’の供給が阻止される。その結果、実走査期間中およびカラ送り走査期間中を除く、電荷転送不要期間中の電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２の供給にともなう、ＴＧ１２およびＣＣＤイメージセンサ１３ａ（１３ｂ，・・・，１３ｎ，１３ｏ）での消費電流および発熱の増加を抑制することが可能となる。
【００３０】
また、コントローラ１３-3は、実走査期間にともなって、ＳＨＩＦＴ信号およびＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号を生成する。ＳＨＩＦＴ信号は、シフトクロックＳＨＣＫおよびチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１がともにハイレベルのとき、シフトクロックＳＨＣＫがハイレベルの間だけハイレベルとなる。これにより、フォトダイオード部１３-1の信号電荷を電荷転送部１３-2にシフトさせるシフト動作が、実走査の直前に行われる。本来、シフトクロックＳＨＣＫは、フォトダイオード部１３-1の信号電荷を電荷転送部１３-2にシフトさせるための信号であるが、このＳＨＩＦＴ信号によって、カラ送り走査期間中はシフト動作が行われず、実走査期間の直前にだけシフト動作が行われる。
【００３１】
ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号は、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１がハイレベルのときに、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち上がりのタイミングでハイレベルとなり、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１がハイレベルの間はハイレベルとなる。これにより、実走査期間内は、ＯＳゲート１３-6がオン（ｅｎａｂｌｅ）状態となり、アナログデータバスＡＤＢへの画像信号出力ＯＳの送出が可能とされる。すなわち、カラ送り走査期間中は、内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’によって電荷が電荷転送部１３-2を水平転送されるものの、ＯＳゲート１３-6がハイインピーダンス状態とされて出力動作が禁止されるため、実走査を開始する前に電荷転送部１３-2に蓄積された残留電荷が画像信号出力ＯＳとして出力されることはない。これにより、暗時（非走査期間中）に電荷転送部１３-2に蓄積される残留電荷が暗時出力ノイズとなるのを低減できる。
【００３２】
また、コントローラ１３-3は、シフトクロックＳＨＣＫの２つ目のパルスを基準にして、ＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔの第１パルスを生成するとともに、シフトクロックＳＨＣＫの３つ目のパルスを基準にして、ＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔの第２パルスを生成し、次段のＣＣＤイメージセンサ１３ｂに出力する。
【００３３】
図４は、図１に示した構成のＣＩＳＭ１１において、ＣＣＤイメージセンサ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，・・・，１３ｏの動作タイミングを示すものである。
【００３４】
図４に示すように、ＴＧ１２から、まず、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１）１３ａが走査の対象として選択されたことを示すチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１が出力される。すると、初段のＣＣＤイメージセンサ１３ａは、そのチップ選択制御信号Ｇａｔｅ１を、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎとして取り込む。そして、先に説明した、シフト動作をともなわないカラ送り走査期間とシフト動作をともなう実走査期間とを含む２走査を実行する。すなわち、カラ送り走査期間中は、電荷転送部１３-2への信号電荷のシフトを行わず、電荷転送部１３-2内に蓄積されている残留電荷のみを、内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’によって水平転送（カラ送り）する。一方、実走査期間中は、電荷転送部１３-2への信号電荷のシフトを行って、電荷転送部１３-2内にシフトされた信号電荷を、内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’によって水平転送する。こうして、暗時出力ノイズの掃き出し後に、実走査による画像信号出力ＯＳの読み出しが行われる。
【００３５】
また、ＣＣＤイメージセンサ１３ａは、次段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ２）１３ｂに対して、ＣＣＤイメージセンサ１３ｂが走査の対象として選択されたことを示すＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔを出力する。
【００３６】
ＣＣＤイメージセンサ１３ｂは、前段のＣＣＤイメージセンサ１３ａからのＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔを、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎとして取り込む。同様に、ＣＣＤイメージセンサ１３ｂは、カラ送り走査期間と実走査期間とを含む２走査を実行する。また、次段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ３）１３ｃに対して、ＣＣＤイメージセンサ１３ｃが走査の対象として選択されたことを示すＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔを出力する。
【００３７】
こうして、最終的に、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１４）１３ｎより、最終段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１５）１３ｏに対して、ＣＣＤイメージセンサ１３ｏが走査の対象として選択されたことを示すＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔが出力される。これにより、ＣＣＤイメージセンサ１３ｏは、カラ送り走査期間と実走査期間とを含む２走査を実行する。ただし、ＣＣＤイメージセンサ１３ｏは最終段のため、次段のＣＣＤイメージセンサに対するＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔの生成は行わない。
【００３８】
上記したように、チップ選択制御信号（ＣＣＤゲート制御出力信号）を、実走査期間中のみでなく、実走査期間とカラ送り走査期間とを含む２走査期間中に与えるようにしている。すなわち、チップ選択制御信号として、シフト動作をともなう実走査期間の前に、シフト動作をともなわないカラ送りのための走査期間を設けるようにしている。しかも、直列に接続された複数のＣＣＤイメージセンサにおいて、順次、同一のチップ選択制御信号を生成し、次段のＣＣＤイメージセンサに供給するようにしている。これにより、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサだけを選択的に駆動できるようになるとともに、同様の制御がＣＩＳＭ全体で連続して行われることになる。したがって、個別に駆動される全てのＣＣＤイメージセンサから、実走査の直前（カラ送り走査期間中）に、電荷転送部内の残留電荷を掃き出させることが可能となり、暗時出力ノイズの低減が図れるものである。特に、走査の対象外となるＣＣＤイメージセンサのみでなく、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサに対しても、電荷転送期間外でのＴＧからの電荷転送クロックの供給を阻止するようにしている。このため、動作デューティ（ドライブ負荷）が低下し、同時に駆動されるＣＣＤイメージセンサの個数に応じて増加する、電荷転送クロックの供給にともなうＴＧでの消費電流の抑制とともに、ＴＧおよびＣＣＤイメージセンサでの発熱の増加を抑えることが可能となる。よって、発熱にともなって増大する暗時出力ノイズをも低減できるようになるものである。
【００３９】
なお、上記した実施形態において、チップ選択制御信号を含む、ＣＣＤゲート制御入力信号およびＣＣＤゲート制御出力信号としては、カラ送り走査期間および実走査期間の各開始のタイミングをそれぞれ判断できればよいため、第１パルスおよび第２パルスの長さ（パルス幅）に捉われる必要はない。
【００４０】
［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態にしたがった、ＣＩＳＭを構成する、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤチップ）の構成例を示すものである。本実施形態は、１走査目の走査の開始のタイミングを知ることによって、１走査目の内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’と２走査目の内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’とを生成するようにした場合の例であり、それ以外は第１の実施形態の場合と同様に、実走査期間の直前に、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサの電荷転送部に非走査期間内に蓄積された残留電荷を掃き出させることによって、消費電流の抑制と暗時出力ノイズの低減とを図るようにしたものである。なお、「直前」とは、ＣＣＤイメージセンサの選択から実走査が開始されるまでの期間（タイミング）を指す。
【００４１】
図５に示すように、本実施形態のＣＣＤイメージセンサ２３は、フォトダイオード部２３-1、電荷転送部２３-2、コントローラ２３-3、スイッチ部２３-4、読み出し部２３-5、ＯＳゲート２３-6、カウンタ２３-7、および、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ（図示していない）などを有している。このような構成において、たとえば１５個のＣＣＤイメージセンサ２３が直列に接続されることにより、図１に示したような、１５チップ構成のＣＩＳＭが実現される。
【００４２】
図６は、１５チップ構成のＣＩＳＭとした場合を例に、その動作タイミングを示すものである。
【００４３】
ＣＣＤイメージセンサ２３が初段（ＣＣＤ１）の場合、コントローラ２３-3は、図示していないＴＧからのチップ選択制御信号を、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎとして取り込む。ＣＣＤイメージセンサ２３が初段でない場合、コントローラ２３-3は、前段のＣＣＤイメージセンサからのＣＣＤゲート制御出力信号（チップ選択制御信号）Ｔｏｕｔを、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎとして取り込む。コントローラ２３-3は、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎのハイレベルにより、当該ＣＣＤイメージセンサ２３が、走査の対象として選択されたことを判断する。
【００４４】
一方、カウンタ２３-7は、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎがハイレベル（ｅｎａｂｌｅ）の期間において、ＴＧからのＯＳゲート制御信号（走査開始信号）ＧＣＫのパルス数をカウントする。このカウント値（カウンタ２３-7の出力）は、コントローラ２３-3に送られる。
【００４５】
本実施形態の場合、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎは、あるＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち下がりのタイミングでハイレベルとなり、次のＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち下がりのタイミングでロウレベルとなる。よって、コントローラ２３-3は、カウンタ２３-7の出力により、１走査目（カラ送り走査期間）の開始のタイミングを判別できる。たとえば、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎがハイレベルのとき、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫが１カウントされることにより、１走査目の走査の開始のタイミングであると判別する。また、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎがロウレベルのとき、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫが１カウントされることにより、２走査目（実走査期間）の走査の開始のタイミングであると判別する。
【００４６】
したがって、１走査目の走査のタイミングで１走査目の内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’が、２走査目の走査のタイミングで２走査目の内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’が、それぞれ電荷転送部２３-2へ出力されるように、スイッチ部２３-4のスイッチングを制御する。また、シフト動作のタイミング（ＳＨＩＦＴ信号）、および、ＯＳゲート２３-6がオン状態になってアナログデータバスＡＤＢに画像信号出力ＯＳを送出するタイミング（ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号）などを制御する。その結果、第１の実施形態の場合と同様に、実走査の直前（カラ送り走査期間中）に、電荷転送部２３-2内の残留電荷を掃き出させることが可能となり、消費電流および暗時出力ノイズの低減が図れる。なお、シフト動作のタイミング、および、画像信号出力ＯＳの送出のタイミングは、第１の実施形態に示した通りである。
【００４７】
また、コントローラ２３-3は、次段のＣＣＤイメージセンサのＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎとなる、１つ目のＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち下がりのタイミングでハイレベルとなり、２つ目のＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち下がりのタイミングでロウレベルとなる、ＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔを生成し、それを次段のＣＣＤイメージセンサに出力する。
【００４８】
こうして、各ＣＣＤイメージセンサにおいて、１走査目の走査期間の終わりに、次段のＣＣＤイメージセンサに１走査目の走査の開始のタイミングを伝える、ＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔを生成することにより、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサだけを選択的に駆動できるようになるとともに、同様の制御がＣＩＳＭ全体で連続して行われることになる。
【００４９】
すなわち、チップ選択制御信号Ｇａｔｅ１がなくても、１走査目の走査の開始のタイミングさえ解れば、各ＣＣＤイメージセンサは、シフトクロックＳＨＣＫおよびＯＳゲート制御信号ＧＣＫを用いて、内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’、ＳＨＩＦＴ信号、および、ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号を生成することができる。よって、第１の実施形態の場合と同様の効果が期待できる。
【００５０】
なお、本実施形態では、カウンタを用いるようにした場合を例示しているが、他の構成とした場合にも、１走査目の走査の開始のタイミングを判別することは可能である。
【００５１】
［第２の実施形態の応用例１］
図７は、本発明の第２の実施形態の応用例１にしたがった、ＣＣＤゲート制御出力信号（素子選択制御信号）Ｔｏｕｔを生成する生成回路の構成例を示すものである。本応用例１では、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎを、シフトクロックＳＨＣＫの立ち下がりのタイミングでハイレベルにし、その後の２回目のＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち下りのタイミングでロウレベルにする場合を例に示している。
【００５２】
図７において、生成回路３３は、ＳＨＩＦＴ信号が入力されるインバータ３３ａ、このインバータ３３ａの出力がＳＥＴ入力となるフリップフロップ（Ｓ／Ｒ ＦＦ）３３ｂ、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫが入力されるインバータ３３ｃ、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎが入力されるインバータ３３ｄ、および、上記インバータ３３ｃ，３３ｄの各出力と上記フリップフロップ３３ｂのＱ出力とがそれぞれ入力されるアンド回路３３ｅを有している。このフリップフロップ３３ｂのＱ出力が、ＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔとなる。また、アンド回路３３ｅの出力は、上記フリップフロップ３３ｂのＲＥＳＥＴ入力となる。なお、このＲＥＳＥＴ入力はエッジタイプのリセットである。
【００５３】
図８は、生成回路３３の動作タイミングを示すものである。たとえば、ＳＨＩＦＴ信号は、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎがハイレベルのときに、シフトクロックＳＨＣＫに応じてハイレベルとなる。これにより、フォトダイオード部２３-1の信号電荷は、実走査期間の直前に電荷転送部２３-2へとシフトされる。ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号は、ＣＣＤゲート制御入力信号ＴｉｎをシフトクロックＳＨＣＫの立ち上がりのタイミングでラッチした信号Ｔｉｎ’を、さらに、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち上がりのタイミングでラッチすることにより、生成される。内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’は、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎがハイレベルのときの、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち上がりのタイミングでハイレベルとなり、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎがロウレベルのときの、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち上がりのタイミング（その後の２回目のＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち上がりのタイミング）でロウレベルとなる。ＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔは、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎがハイレベルのときの、ＳＨＩＦＴ信号の立ち下がりのタイミング（シフトクロックＳＨＣＫの立ち下がりのタイミング）でハイレベルとなり、ＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔがハイレベルのとき、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎがロウレベルのときの、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち下がりのタイミングでロウレベルとなる。
【００５４】
本応用例１の場合、図中に※印で示す時点においては、ＣＣＤゲート制御入力信号Ｔｉｎの立ち下がりが、ＯＳゲート制御信号ＧＣＫの立ち下がりよりも後になるので、この時点で、ＣＣＤゲート制御出力信号Ｔｏｕｔがロウレベルになることはない。
【００５５】
上記の構成によっても、実走査期間の直前のカラ送り走査期間内において、走査期間外に電荷転送部２３-2内に蓄積された残留電荷を掃き出させることが可能となり、暗時出力ノイズの低減が可能である。しかも、走査対象のＣＣＤイメージセンサのみを選択的に駆動できるとともに、走査対象のＣＣＤイメージセンサの電荷転送部２３-2に対して、電荷転送期間内、つまり、カラ送り走査期間と実走査期間との間だけ、内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’の供給を可能としている。このため、他の走査対象でないＣＣＤイメージセンサを含む、電荷転送部２３-2への走査期間外の電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２の供給を止めることができ、ＴＧの消費電流および発熱を抑制できる。同様に、ＣＣＤイメージセンサの消費電流および発熱をも抑制できる。
【００５６】
すなわち、本応用例１によれば、消費電流を小さくしようと、走査対象のＣＣＤイメージセンサのみを駆動する方式とした場合の、電荷転送部の残留電荷による暗時出力ノイズが大きくなるという問題を、単純な信号インタフェースの改良により解消できる。
【００５７】
［第３の実施形態］
図９は、本発明の第３の実施形態にしたがった、ＭＦＰなどで使用される、ＣＩＳＭの基本構成を示すものである。ここでは、１つのＴＧと１５個のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤチップ）とを有して構成される場合（１５チップ構成のＣＩＳＭ）を例に説明する。特に、ＣＣＤイメージセンサが何番目に配置されたものであるかを認識させるための信号（アドレスパターン信号）を用いて、実走査期間の直前に、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサの電荷転送部に非走査期間内に蓄積された残留電荷を掃き出させることによって、消費電流の抑制と暗時出力ノイズの低減とを図るようにした場合の例であり、第１，第２の実施形態と異なる部分について説明する。
【００５８】
本実施形態の場合、たとえば、ＣＣＤイメージセンサごとに固有のアドレスパターン信号（識別情報）を付し、アドレスパターン信号とシフトクロック（走査開始信号）ＳＨＣＫのカウント値との比較により、ＣＣＤイメージセンサの選択と１走査目の走査および２走査目の走査の判別とが行われる。また、アドレスパターン信号は、たとえば、ＣＩＳＭの配線パターンのプルアップ、プルダウンにより作成される、４ｂｉｔのデータ（ＣＳ１〜ＣＳ４）である。
【００５９】
すなわち、このＣＩＳＭ１１Ａは、１つのＴＧ１２ａに対して、１５個のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１〜ＣＣＤ１５）４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏが並列に接続されている。ＴＧ１２ａには、外部のＭＦＰシステム（図示していない）より走査開始パルスＴＲが供給される。ＴＧ１２ａから、各ＣＣＤイメージセンサ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏに対しては、シフトクロックＳＨＣＫ、ＯＳ（出力）ゲート制御信号ＧＣＫ、カウンタリセット信号ＳＴ、および、電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２が、それぞれ供給される。
【００６０】
図１０は、ＣＣＤイメージセンサ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏの構成例を示すものである。本実施形態の場合、ＣＣＤイメージセンサ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏはほぼ同一の構成を有するため、ここではＣＣＤイメージセンサ４３ａを例に説明する。
【００６１】
ＣＣＤイメージセンサ４３ａは、フォトダイオード部４３-1、電荷転送部４３-2、コントローラ４３-3、スイッチ部４３-4、読み出し部４３-5、ＯＳゲート４３-6、カウンタ４３-7、および、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ（図示していない）などを有している。
【００６２】
電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２は、スイッチ部４３-4に供給される。シフトクロックＳＨＣＫは、コントローラ４３-3およびカウンタ４３-7に供給される。ＯＳゲート制御信号ＧＣＫおよびカウンタリセット信号ＳＴは、カウンタ４３-7に供給される。カウンタ４３-7のカウント値は、コントローラ４３-3に供給される。
【００６３】
コントローラ４３-3は、アドレスパターン信号ＣＳ１〜ＣＳ４とカウンタ４３-7からのシフトクロックＳＨＣＫのカウント値とを比較し、その比較結果に応じて、スイッチ部４３-4のスイッチングを制御するＳＷＩＴＣＨ信号、シフト動作のためのＳＨＩＦＴ信号、および、ＯＳゲート４３-6をオン／オフ動作させるためのＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号を生成する。すなわち、アドレスパターン信号ＣＳ１〜ＣＳ４とシフトクロックＳＨＣＫのカウント値とが一致した場合に、コントローラ４３-3は、当該ＣＣＤイメージセンサが走査の対象として選択されたことを判断する。
【００６４】
図１１は、ＣＣＤイメージセンサ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏのアドレスパターン信号の一例を示すものである。
【００６５】
たとえば図１１に示すように、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１）４３ａにはアドレスパターン信号「０００１」が、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ２）４３ｂにはアドレスパターン信号「００１０」が、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ３）４３ｃにはアドレスパターン信号「００１１」が、・・・、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１５）４３ｏにはアドレスパターン信号「１１１１」が、順番に割り当てられる。
【００６６】
図１２は、上記したＣＩＳＭ１１Ａの動作タイミングを示すものである。まず、走査開始パルスＴＲの供給にともなって、ＴＧ１２ａより、各ＣＣＤイメージセンサ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏにカウンタリセット信号ＳＴが出力される。カウンタ４３-7のカウント値がリセットされた後、ＴＧ１２ａからは、各ＣＣＤイメージセンサ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏにシフトクロックＳＨＣＫが供給される。すると、このシフトクロックＳＨＣＫのパルス数が、各ＣＣＤイメージセンサ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏ内のカウンタ４３-7でカウントされ、積算記憶される。そして、各コントローラ４３-3において、そのカウント値が固有のアドレスパターン信号と比較される。
【００６７】
通常、カウント値が自身のアドレスパターン信号と等しい場合、当該ＣＣＤイメージセンサが選択されたと判断し、１走査目の走査（カラ送り走査）を開始する。また、カウント値が自身のアドレスパターン信号よりも「１」だけ大きくなったときに、２走査目の走査（実走査）を開始する。まずは、カウント値「１」によって、アドレスパターン信号が「０００１」である、初段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１）４３ａが選択されるとともに、１走査目である残留電荷掃き出し走査期間内に内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’が電荷転送部４３-2に供給されるようにするための、ＳＷＩＴＣＨ信号の生成が行われる。ついで、カウント値「２」によって、初段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１）４３ａにおいて、２走査目である実走査のための、ＳＷＩＴＣＨ信号、ＳＨＩＦＴ信号、ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号の生成が行われる。同時に、アドレスパターン信号が「００１０」である、２段目のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ２）４３ｂが選択されるとともに、１走査目である残留電荷掃き出し走査のための、ＳＷＩＴＣＨ信号の生成が行われる。
【００６８】
このように、ＣＩＳＭ１１Ａにおいて、アドレスパターン信号により、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサだけを選択的に駆動できるようになるとともに、同様の制御がＣＩＳＭ全体で連続して行われることになる。すなわち、固有のアドレスパターン信号によるＣＣＤイメージセンサの選択のみでなく、非選択のＣＣＤイメージセンサに対する、電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２の遮断が可能となる。よって、第１の実施形態の場合と同様の効果が期待できる。
【００６９】
なお、ＳＷＩＴＣＨ信号によって内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’を電荷転送部４３-2に供給するためにスイッチ部４３-4をスイッチングするタイミング、ＳＨＩＦＴ信号によってフォトダイオード部４３-1内の信号電荷を電荷転送部４３-2にシフトするシフト動作のタイミング、および、ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号によってＯＳゲート４３-6をオンさせるタイミングは、全てのＣＣＤイメージセンサ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，・・・，４３ｎ，４３ｏにおいて同様であり、第１，第２の実施形態に示した通りである。
【００７０】
上記したように、本実施形態によっても、第１，第２の実施形態の場合と同様に、ＴＧの消費電流および発熱を抑制できるとともに、ＣＣＤイメージセンサの消費電流および発熱をも抑制でき、消費電流および暗時出力ノイズの少ないＣＩＳＭとすることが可能である。
【００７１】
なお、アドレスパターン信号として４ｂｉｔ、２進数を用いたが、これに限らず、また、アドレスを認識する方法としては、たとえばグレイコードなどを用いることも可能である。
【００７２】
［第４の実施形態］
図１３は、本発明の第４の実施形態にしたがった、ＭＦＰなどで使用される、ＣＩＳＭの基本構成を示すものである。ここでは、１つのＴＧと１５個のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤチップ）とを有して構成される場合（１５チップ構成のＣＩＳＭ）を例に説明する。特に、ＣＣＤイメージセンサが何番目に配置されたものであるかを認識させるための信号（素子選択制御信号）を用いて、実走査期間の直前に、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサの電荷転送部に非走査期間内に蓄積された残留電荷を掃き出させることによって、消費電流の抑制と暗時出力ノイズの低減とを図るようにした場合の例であり、第１〜第３の実施形態と異なる部分について説明する。
【００７３】
図１３において、このＣＩＳＭ１１Ｂは、１つのＴＧ１２ｂと１５個のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１，ＣＣＤ２，ＣＣＤ３，ＣＣＤ４，・・・，ＣＣＤ１４，ＣＣＤ１５）５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏとを有している。ＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏは、撮像面に対して横一列に配置（直列接続）されている。
【００７４】
ＴＧ１２ｂは、全てのＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏの駆動を制御するもので、各ＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏに対して、シフトクロック（走査開始信号）ＳＨＣＫ、ＯＳ（出力）ゲート制御信号ＧＣＫ、カウンタリセット信号ＳＴ０、および、電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２を供給する。
【００７５】
また、ＴＧ１２は、初段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１）５３ａに対してのみ、初段のＣＣＤイメージセンサであることを示すアドレス認識信号（素子選択制御信号）ＣＫＸとして、たとえば「１パルス」を出力する。
【００７６】
図１４は、ＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，４３ｎ，４３ｏの構成例を示すものである。本実施形態の場合、ＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏはほぼ同一の構成を有するため、ここではＣＣＤイメージセンサ５３ａを例に説明する。
【００７７】
ＣＣＤイメージセンサ５３ａは、フォトダイオード部５３-1、電荷転送部５３-2、コントローラ５３-3、スイッチ部５３-4、読み出し部５３-5、ＯＳゲート５３-6、カウンタ（１），（２）５３-7，５３-8、演算器（シフトレジスタ）５３-9、および、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ（図示していない）などを有している。
【００７８】
電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２は、スイッチ部５３-4に供給される。シフトクロックＳＨＣＫは、カウンタ（２）５３-8に供給される。ＯＳゲート制御信号ＧＣＫは、カウンタ（２）５３-8に供給される。カウンタリセット信号ＳＴ０は、カウンタ（１），（２）５３-7，５３-8に供給される。カウンタ（１）５３-7のカウント値は、コントローラ５３-3および演算器５３-9に供給される。カウンタ（２）５３-8のカウント値は、コントローラ５３-3に供給される。
【００７９】
カウンタ（１）５３-7は、ＴＧ１２ｂからのアドレス認識信号ＣＫＸ（もしくは、前段のＣＣＤイメージセンサからのアドレス認識信号ＣＫＸｏ）のパルス数をカウントするもので、カウンタ（２）５３-8は、ＴＧ１２ｂからのシフトクロックＳＨＣＫのパルス数をカウントする。
【００８０】
コントローラ５３-3は、カウンタ（１）５３-7からのアドレス認識信号ＣＫＸのカウント値とカウンタ５３-8からのシフトクロックＳＨＣＫのカウント値とを比較し、その比較結果に応じて、スイッチ部５３-4のスイッチングを制御するＳＷＩＴＣＨ信号、シフト動作のためのＳＨＩＦＴ信号、および、ＯＳゲート５３-6をオン／オフ動作させるためのＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号を生成する。すなわち、アドレス認識信号ＣＫＸのカウント値とシフトクロックＳＨＣＫのカウント値とが一致した場合に、コントローラ５３-3は、当該ＣＣＤイメージセンサが走査の対象として選択されたことを判断する。
【００８１】
一方、演算器５３-9は、カウンタ（１）５３-7からのアドレス認識信号ＣＫＸのカウント値をもとに、次段のＣＣＤイメージセンサに対して、「＋１パルス」のアドレス認識信号ＣＫＸｏを生成し、出力する。たとえば、走査対象がＣＣＤイメージセンサ５３ａの場合には、次段のＣＣＤイメージセンサ５３ｂに対して「２パルス」のアドレス認識信号ＣＫＸｏを、走査対象がＣＣＤイメージセンサ５３ｂの場合には、次段のＣＣＤイメージセンサ５３ｃに対して「３パルス」のアドレス認識信号ＣＫＸｏを、走査対象がＣＣＤイメージセンサ５３ｃの場合には、次段のＣＣＤイメージセンサ５３ｄに対して「４パルス」のアドレス認識信号ＣＫＸｏを、・・・、走査対象がＣＣＤイメージセンサ５３ｎの場合には、最終段のＣＣＤイメージセンサ５３ｏに対して「１５パルス」のアドレス認識信号ＣＫＸｏを、それぞれ出力する。
【００８２】
図１５は、上記したＣＩＳＭ１１Ｂの動作タイミングを示すものである。まず、走査開始パルスＴＲの供給にともなって、ＴＧ１２ｂより、各ＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏにカウンタリセット信号ＳＴ０が出力される。カウンタ（１）５３-7，（２）５３-8のカウント値がリセットされた後、ＴＧ１２ｂからは、ＣＣＤイメージセンサ５３ａに対して、「１パルス」のアドレス認識信号ＣＫＸが供給される。すると、この「１パルス」のアドレス認識信号ＣＫＸのパルス数が、ＣＣＤイメージセンサ５３ａのカウンタ（１）５３-7によってカウントされる。
【００８３】
一方、ＴＧ１２ｂからは、各ＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏにシフトクロックＳＨＣＫが供給される。このシフトクロックＳＨＣＫのパルス数が、各ＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏ内のカウンタ（２）５３-8でカウントされ、積算記憶される。そして、各コントローラ５３-3において、そのカウント値がカウンタ（１）５３-7のカウント値であるアドレス認識信号ＣＫＸのパルス数と比較される。
【００８４】
通常、カウント値が等しい場合、当該ＣＣＤイメージセンサが選択されたと判断し、１走査目の走査（カラ送り走査）を開始する。また、カウンタ（２）５３-8のカウント値がカウンタ（１）５３-7のカウント値よりも「１」だけ大きくなったときに、２走査目の走査（実走査）を開始する。
【００８５】
まずは、パルス数が「１」のアドレス認識信号ＣＫＸとシフトクロックＳＨＣＫのカウント値「１」とによって、初段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１）５３ａが選択されるとともに、１走査目である残留電荷掃き出し走査期間内に内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’が電荷転送部５３-2に供給されるようにするための、ＳＷＩＴＣＨ信号の生成が行われる。また、シフトクロックＳＨＣＫのカウント値が「２」になる前に、演算部５３-9より、次段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ２）５３ｂに対して、パルス数が「２」のアドレス認識信号ＣＫＸｏが出力される。
【００８６】
ついで、シフトクロックＳＨＣＫのカウント値「２（アドレス認識信号ＣＫＸ＋１）」によって、初段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１）５３ａにおいては、２走査目である実走査のための、ＳＷＩＴＣＨ信号、ＳＨＩＦＴ信号、ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号の生成が行われる。同時に、次段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ２）５３ｂにおいては、自身の選択とともに、１走査目である残留電荷掃き出し走査期間内に内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’が電荷転送部５３-2に供給されるようにするための、ＳＷＩＴＣＨ信号の生成が行われる。また、シフトクロックＳＨＣＫのカウント値が「３」になる前に、演算部５３-9より、次段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ３）５３ｃに対して、パルス数が「３」のアドレス認識信号ＣＫＸｏが出力される。
【００８７】
こうして、最終的に、シフトクロックＳＨＣＫのカウント値「１５」によって、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１４）５３ｎにおいては、２走査目である実走査のための、ＳＷＩＴＣＨ信号、ＳＨＩＦＴ信号、ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号の生成が行われる。同時に、最終段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１５）５３ｏにおいては、自身の選択とともに、１走査目である残留電荷掃き出し走査期間内に内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’が電荷転送部５３-2に供給されるようにするための、ＳＷＩＴＣＨ信号の生成が行われる。
【００８８】
ついで、シフトクロックＳＨＣＫのカウント値「１６」によって、最終段のＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１５）５３ｏにおいては、２走査目である実走査のための、ＳＷＩＴＣＨ信号、ＳＨＩＦＴ信号、ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号の生成が行われる。ただし、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ１５）５３ｏは最終段のため、次段のＣＣＤイメージセンサに対するアドレス認識信号ＣＫＸｏは出力されない。
【００８９】
このように、ＣＩＳＭ１１Ｂにおいて、アドレス認識信号により、走査の対象となるＣＣＤイメージセンサだけを選択的に駆動できるようになるとともに、同様の制御がＣＩＳＭ全体で連続して行われることになる。すなわち、次段のＣＣＤイメージセンサを順に選択しながら、実走査の直前に、残留電荷掃き出し走査を実施できるとともに、非選択のＣＣＤイメージセンサに対する電荷転送クロックＣＫ１，ＣＫ２の供給を遮断することが可能となる。よって、第１〜第３の実施形態の場合と同様の効果が期待できる。
【００９０】
なお、ＳＷＩＴＣＨ信号によって内部電荷転送クロックＣＫ１’，ＣＫ２’を電荷転送部５３-2に供給するためにスイッチ部５３-4をスイッチングするタイミング、ＳＨＩＦＴ信号によってフォトダイオード部５３-1内の信号電荷を電荷転送部５３-2にシフトするシフト動作のタイミング、および、ＯＳ Ｅｎａｂｌｅ信号によってＯＳゲート５３-6をオンさせるタイミングは、全てのＣＣＤイメージセンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，・・・，５３ｎ，５３ｏにおいて同様であり、第１〜第３の実施形態に示した通りである。
【００９１】
上記したように、本実施形態によっても、第１〜第３の実施形態の場合と同様に、ＴＧの消費電流および発熱を抑制できるとともに、ＣＣＤイメージセンサの消費電流および発熱をも抑制でき、消費電流および暗時出力ノイズの少ないＣＩＳＭとすることが可能である。
【００９２】
なお、アドレス認識信号ＣＫＸは、図１５に示したように、各ＣＣＤイメージセンサをイニシャライズするタイミング（走査開始パルスＴＲの供給）ごとに出力されるものであってもよいし、電源投入時に１度だけ出力されるものであってもよい。また、アドレス認識信号ＣＫＸｏは、次段のＣＣＤイメージセンサにおいて、「＋１」増加するといった規則性に制限されるものでもない。
【００９３】
また、上記した各実施形態では、いずれも、１５チップ構成のＣＩＳＭを例に説明したが、これに限定されるものではない。
【００９４】
また、ＣＩＳＭに限らず、パッケージ型のイメージセンサにも適用できる。
【００９５】
さらに、スイッチ部は、アンドゲートによって構成することも可能である。
【００９６】
その他、本願発明は、上記（各）実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、上記（各）実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。たとえば、（各）実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の少なくとも１つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果（の少なくとも１つ）が得られる場合には、その構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１の実施形態にしたがった、ＣＩＳＭの構成例を示すブロック図。
【図２】図１に示したＣＩＳＭにおいて、ＣＣＤイメージセンサの構成例を示す回路図。
【図３】図２に示したＣＣＤイメージセンサを例に、ＣＩＳＭの動作を説明するために示すタイミングチャート。
【図４】図１に示したＣＩＳＭの動作を説明するために示すタイミングチャート。
【図５】本発明の第２の実施形態にしたがった、ＣＣＤイメージセンサの構成例を示す回路図。
【図６】図５に示したＣＣＤイメージセンサを例に、ＣＩＳＭの動作を説明するために示すタイミングチャート。
【図７】本発明の第２の実施形態の応用例１にしたがった、ＣＣＤゲート制御出力信号生成回路の構成例を示す回路図。
【図８】図７に示したＣＣＤゲート制御出力信号生成回路の動作を説明するために示すタイミングチャート。
【図９】本発明の第３の実施形態にしたがった、ＣＩＳＭの構成例を示すブロック図。
【図１０】図９に示したＣＩＳＭにおいて、ＣＣＤイメージセンサの構成例を示す回路図。
【図１１】ＣＣＤイメージセンサに割り付けられるアドレスパターン信号の一例を示す図。
【図１２】図９に示したＣＩＳＭの動作を説明するために示すタイミングチャート。
【図１３】本発明の第４の実施形態にしたがった、ＣＩＳＭの構成例を示すブロック図。
【図１４】図１３に示したＣＩＳＭにおいて、ＣＣＤイメージセンサの構成例を示す回路図。
【図１５】図１３に示したＣＩＳＭの動作を説明するために示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００９８】
１１，１１Ａ，１１Ｂ…ＣＩＳＭ、１２，１２ａ，１２ｂ…ＴＧ、１３ａ〜１３ｏ，２３，４３ａ〜４３ｏ，５３ａ〜５３ｏ…ＣＣＤイメージセンサ、１３-1，２３-1，４３-1，５３-1…フォトダイオード部、１３-2，２３-2，４３-2，５３-2…電荷転送部、１３-3，２３-3，４３-3，５３-3…コントローラ、１３-4，２３-4，４３-4，５３-4…スイッチ部、１３-6，２３-6，４３-6，５３-6…ＯＳゲート、２３-7，４３-7，５３-7，５３-8…カウンタ、５３-9…演算器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像面に配置され、それぞれ直列に接続された複数の撮像素子を制御して、１つの画像を撮像するための撮像素子の駆動方法であって、
前記複数の撮像素子のうち、初段の撮像素子に対して、２回の走査期間でそれぞれ有効となる第１走査開始信号および第２走査開始信号を含む素子選択制御信号を与え、
前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子に対して、前記第１走査開始信号に対応して、光信号を電気信号に変換する光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を禁止し、
前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子に対して、前記第２走査開始信号に対応して、前記光電変換部で得た信号電荷の前記電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を許可し、
非選択とされた撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送を禁止するとともに、
前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子より、前記第２走査開始信号に対応して、非選択状態にある次段の撮像素子に前記素子選択制御信号を出力させる
ことを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【請求項２】
撮像面に配置され、それぞれ直列に接続された複数の撮像素子を制御して、１つの画像を撮像するための撮像素子の駆動方法であって、
前記複数の撮像素子のうち、初段の撮像素子に対して、当該撮像素子が選択されたことを示す素子選択制御信号を与え、
前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子に対して、第１の走査開始信号に対応して、光信号を電気信号に変換する光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を禁止し、
前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子に対して、第２の走査開始信号に対応して、前記光電変換部で得た信号電荷の前記電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を許可し、
非選択とされた撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送を禁止するとともに、
前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子より、前記第２の走査開始信号に対応して、非選択状態にある次段の撮像素子に前記素子選択制御信号を出力させる
ことを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【請求項３】
撮像面に配置され、それぞれ並列に接続された複数の撮像素子を制御して、１つの画像を撮像するための撮像素子の駆動方法であって、
前記複数の撮像素子にそれぞれ固有の識別情報を割り当て、
前記固有の識別情報と走査開始信号のカウント値との一致により、当該撮像素子が選択されたことを判断し、
選択された前記撮像素子に対して、１回目の走査時には、光信号を電気信号に変換する光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を禁止し、
選択された前記撮像素子に対して、２回目の走査時には、前記光電変換部で得た信号電荷の前記電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を許可するとともに、
非選択とされた撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送を禁止する
ことを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【請求項４】
撮像面に配置され、それぞれ直列に接続された複数の撮像素子を制御して、１つの画像を撮像するための撮像素子の駆動方法であって、
前記複数の撮像素子のうち、初段の撮像素子に対して、カウント値に応じて当該撮像素子が選択されたことを示す素子選択制御信号を与え、
前記素子選択制御信号のカウント値と走査開始信号のカウント値との一致により、当該撮像素子が選択されたことを判断し、
選択された前記撮像素子に対して、１回目の走査時には、光信号を電気信号に変換する光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を禁止し、
選択された前記撮像素子に対して、２回目の走査時には、前記光電変換部で得た信号電荷の前記電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を許可し、
非選択とされた撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送を禁止するとともに、
選択された前記撮像素子より、非選択状態にある次段の撮像素子に対して、前記カウント値が“１”だけ変化する素子選択制御信号を出力させる
ことを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【請求項５】
選択された前記撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送は、前記電荷転送部に対する電荷転送クロックの供給を制御することにより、走査時のみ許可されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撮像素子の駆動方法。
【請求項１】
撮像面に配置され、それぞれ直列に接続された複数の撮像素子を制御して、１つの画像を撮像するための撮像素子の駆動方法であって、
前記複数の撮像素子のうち、初段の撮像素子に対して、２回の走査期間でそれぞれ有効となる第１走査開始信号および第２走査開始信号を含む素子選択制御信号を与え、
前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子に対して、前記第１走査開始信号に対応して、光信号を電気信号に変換する光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を禁止し、
前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子に対して、前記第２走査開始信号に対応して、前記光電変換部で得た信号電荷の前記電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を許可し、
非選択とされた撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送を禁止するとともに、
前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子より、前記第２走査開始信号に対応して、非選択状態にある次段の撮像素子に前記素子選択制御信号を出力させる
ことを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【請求項２】
撮像面に配置され、それぞれ直列に接続された複数の撮像素子を制御して、１つの画像を撮像するための撮像素子の駆動方法であって、
前記複数の撮像素子のうち、初段の撮像素子に対して、当該撮像素子が選択されたことを示す素子選択制御信号を与え、
前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子に対して、第１の走査開始信号に対応して、光信号を電気信号に変換する光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を禁止し、
前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子に対して、第２の走査開始信号に対応して、前記光電変換部で得た信号電荷の前記電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を許可し、
非選択とされた撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送を禁止するとともに、
前記素子選択制御信号によって選択された撮像素子より、前記第２の走査開始信号に対応して、非選択状態にある次段の撮像素子に前記素子選択制御信号を出力させる
ことを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【請求項３】
撮像面に配置され、それぞれ並列に接続された複数の撮像素子を制御して、１つの画像を撮像するための撮像素子の駆動方法であって、
前記複数の撮像素子にそれぞれ固有の識別情報を割り当て、
前記固有の識別情報と走査開始信号のカウント値との一致により、当該撮像素子が選択されたことを判断し、
選択された前記撮像素子に対して、１回目の走査時には、光信号を電気信号に変換する光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を禁止し、
選択された前記撮像素子に対して、２回目の走査時には、前記光電変換部で得た信号電荷の前記電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を許可するとともに、
非選択とされた撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送を禁止する
ことを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【請求項４】
撮像面に配置され、それぞれ直列に接続された複数の撮像素子を制御して、１つの画像を撮像するための撮像素子の駆動方法であって、
前記複数の撮像素子のうち、初段の撮像素子に対して、カウント値に応じて当該撮像素子が選択されたことを示す素子選択制御信号を与え、
前記素子選択制御信号のカウント値と走査開始信号のカウント値との一致により、当該撮像素子が選択されたことを判断し、
選択された前記撮像素子に対して、１回目の走査時には、光信号を電気信号に変換する光電変換部で得た信号電荷の電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を禁止し、
選択された前記撮像素子に対して、２回目の走査時には、前記光電変換部で得た信号電荷の前記電荷転送部への転送、および、前記電荷転送部からの画像信号の出力を許可し、
非選択とされた撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送を禁止するとともに、
選択された前記撮像素子より、非選択状態にある次段の撮像素子に対して、前記カウント値が“１”だけ変化する素子選択制御信号を出力させる
ことを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【請求項５】
選択された前記撮像素子の、前記電荷転送部での信号電荷の水平転送は、前記電荷転送部に対する電荷転送クロックの供給を制御することにより、走査時のみ許可されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撮像素子の駆動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−１１９０２０（Ｐ２０１０−１１９０２０Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９２２１８（Ｐ２００８−２９２２１８）
【出願日】平成２０年１１月１４日（２００８．１１．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３０１０６３４９６）東芝ソリューション株式会社 (1,478)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１４日（２００８．１１．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３０１０６３４９６）東芝ソリューション株式会社 (1,478)
【Ｆターム（参考）】
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