JP2624334B2 - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置の駆動方法Info
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- JP2624334B2 JP2624334B2 JP1151918A JP15191889A JP2624334B2 JP 2624334 B2 JP2624334 B2 JP 2624334B2 JP 1151918 A JP1151918 A JP 1151918A JP 15191889 A JP15191889 A JP 15191889A JP 2624334 B2 JP2624334 B2 JP 2624334B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は固体撮像装置の駆動方法に関するものであ
る。
る。
従来の技術 近年、固体撮像装置の開発が進み、性能の点から見て
撮像管に匹敵ないし、上回るものがある。そのなかでも
インターライン転送方式CCD固体撮像装置（以下IT−CCD
と略記）は特に優れた特性を持っており実用化されてい
る。
撮像管に匹敵ないし、上回るものがある。そのなかでも
インターライン転送方式CCD固体撮像装置（以下IT−CCD
と略記）は特に優れた特性を持っており実用化されてい
る。
以下、図面を参照しながら、IT−CCDの従来の構成に
ついて説明する。
ついて説明する。
第３図はIT−CCDの全体構成図である。第３図におい
て、１は光電変換素子、２は光電変換素子１に蓄積され
た信号電荷を垂直方向に転送する垂直CCD（以下VCCDと
略記）、３はVCCD2により転送された信号電荷を水平方
向に転送する水平転送CCD（以下HCCDと略記）、４はHCC
D3により転送された信号電荷を検知する出力アンプ部、
である。
て、１は光電変換素子、２は光電変換素子１に蓄積され
た信号電荷を垂直方向に転送する垂直CCD（以下VCCDと
略記）、３はVCCD2により転送された信号電荷を水平方
向に転送する水平転送CCD（以下HCCDと略記）、４はHCC
D3により転送された信号電荷を検知する出力アンプ部、
である。
第４図は第３図の破線部Ａの拡大図である。この図で
は遮光膜は省略してある。５はVCCD2の転送電極で電荷
を光電変換素子１から読み出した後、転送するφ１パル
スの加わる転送電極、６は転送のみ行うφ２パルスの加
わる転送電極、７はφ１パルスの加わる転送電極と同様
の役割を持つφ３パルスの加わる転送電極、８は転送の
み行うφ４パルスの加わる転送電極、９は光電変換素子
１間や、VCCD2と光電変換素子の間を分離する分離領域
であり分離を確実に行うため濃度の高いＰ形層となって
いる。フィールドモード駆動の固体撮像装置では、光電
変換素子１で発生した電荷は、光電変換素子１から、転
送電極５と７によりVCCD2に読み出され、転送電極5,6,
7,8により、隣り合った２個の光電変換素子１の電荷を
ペアとして混合された後、転送電極5,6,7,8により転送
される。
は遮光膜は省略してある。５はVCCD2の転送電極で電荷
を光電変換素子１から読み出した後、転送するφ１パル
スの加わる転送電極、６は転送のみ行うφ２パルスの加
わる転送電極、７はφ１パルスの加わる転送電極と同様
の役割を持つφ３パルスの加わる転送電極、８は転送の
み行うφ４パルスの加わる転送電極、９は光電変換素子
１間や、VCCD2と光電変換素子の間を分離する分離領域
であり分離を確実に行うため濃度の高いＰ形層となって
いる。フィールドモード駆動の固体撮像装置では、光電
変換素子１で発生した電荷は、光電変換素子１から、転
送電極５と７によりVCCD2に読み出され、転送電極5,6,
7,8により、隣り合った２個の光電変換素子１の電荷を
ペアとして混合された後、転送電極5,6,7,8により転送
される。
第５図は第４図のＢ−Ｃ間の断面図である。10は基板
のｎ形層、11は光電変換素子のｎ形層、12はVCCDのｎ形
層、13は分離のＰ形層、14はVCCDの空乏層、15は発生電
荷、16は遮光膜、17は光である。
のｎ形層、11は光電変換素子のｎ形層、12はVCCDのｎ形
層、13は分離のＰ形層、14はVCCDの空乏層、15は発生電
荷、16は遮光膜、17は光である。
光電変換素子のｎ形層11とVCCDのｎ形層12にはさまれ
た領域は、電荷を低電圧で光電変換素子のｎ形層11から
VCCDのｎ形層12に読み出せるように低濃度となってい
る。したがってφ１パルスの加わる転送電極５に高い電
圧が加わった場合、その領域にVCCDの空乏層14が広が
り、入射した光17による発生電荷15がVCCDのｎ形層12に
入り易くなり、よってスミア信号の増加をもたらす。そ
れをなくすために、VCCDの転送パルスのうち、電荷を光
電変換素子のｎ形層11からVCCDのｎ形層12へ読み出す役
割を持つ転送電極５と７は転送パルスの大部分の期間は
低い電圧が加わるようになっている。
た領域は、電荷を低電圧で光電変換素子のｎ形層11から
VCCDのｎ形層12に読み出せるように低濃度となってい
る。したがってφ１パルスの加わる転送電極５に高い電
圧が加わった場合、その領域にVCCDの空乏層14が広が
り、入射した光17による発生電荷15がVCCDのｎ形層12に
入り易くなり、よってスミア信号の増加をもたらす。そ
れをなくすために、VCCDの転送パルスのうち、電荷を光
電変換素子のｎ形層11からVCCDのｎ形層12へ読み出す役
割を持つ転送電極５と７は転送パルスの大部分の期間は
低い電圧が加わるようになっている。
第６図は固体撮像装置の駆動タイミング図である。φ
５は垂直ブランキングパルスである。18は垂直ブランキ
ング期間、19は有効走査期間、20は光電変換素子１から
VCCD2に電荷を読み出す読み出しパルス、21は電荷を転
送する転送パルス振幅である。光電変換素子１で発生し
た電荷は垂直ブランキング期間18に読み出しパルス20に
よりVCCD2に読み出され、転送パルス振幅21により転送
される。φ１とφ３の加わるパルスは、VCCDの空乏層が
広がりをおさえスミアの増加を防ぐため、有効走査期間
19の大部分の期間はLowレベルの電位となっている。
５は垂直ブランキングパルスである。18は垂直ブランキ
ング期間、19は有効走査期間、20は光電変換素子１から
VCCD2に電荷を読み出す読み出しパルス、21は電荷を転
送する転送パルス振幅である。光電変換素子１で発生し
た電荷は垂直ブランキング期間18に読み出しパルス20に
よりVCCD2に読み出され、転送パルス振幅21により転送
される。φ１とφ３の加わるパルスは、VCCDの空乏層が
広がりをおさえスミアの増加を防ぐため、有効走査期間
19の大部分の期間はLowレベルの電位となっている。
第７図は第６図の垂直ブランキング期間18に転送電極
に加わるパルスタイミング図である。t1,t2,t3,t4,t5は
各々時刻を示す。
に加わるパルスタイミング図である。t1,t2,t3,t4,t5は
各々時刻を示す。
第８図は第７図の各時間における第４図,D−Ｅ間の断
面ポテンシャル図である。なお22は電荷である。t1のポ
テンシャル図は、φ１パルスの加わる転送電極５により
光電変換素子１からVCCD2に電荷22が読み出された後の
様子を示す。t2のポテンシャルは、さらに、φ３パルス
の加わる転送電極７により光電変換素子１からVCCD2へ
電荷22が読み出された後の様子を示す。t3のポテンシャ
ル図は、フィールドモード駆動時に転送電極５と７の下
の電荷22が混合された様子を示す。t4のポテンシャル図
は転送電極５と７をLowレベルにしてスミアの増加を防
いだ時の様子を示す。t5のポテンシャル図は、転送電極
８がHighレベルの電位になった様子を示す。このとき第
４図からわかるように、転送電極８の両側は濃度の高い
分離領域９となっているため、転送電極８がHighレベル
の電位になった場合でも、光電変換素子１側へVCCDの空
乏層14が広がらずスミアの大きな増加はない。
面ポテンシャル図である。なお22は電荷である。t1のポ
テンシャル図は、φ１パルスの加わる転送電極５により
光電変換素子１からVCCD2に電荷22が読み出された後の
様子を示す。t2のポテンシャルは、さらに、φ３パルス
の加わる転送電極７により光電変換素子１からVCCD2へ
電荷22が読み出された後の様子を示す。t3のポテンシャ
ル図は、フィールドモード駆動時に転送電極５と７の下
の電荷22が混合された様子を示す。t4のポテンシャル図
は転送電極５と７をLowレベルにしてスミアの増加を防
いだ時の様子を示す。t5のポテンシャル図は、転送電極
８がHighレベルの電位になった様子を示す。このとき第
４図からわかるように、転送電極８の両側は濃度の高い
分離領域９となっているため、転送電極８がHighレベル
の電位になった場合でも、光電変換素子１側へVCCDの空
乏層14が広がらずスミアの大きな増加はない。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では、電荷22はφ２
パルスの加わる転送電極６の下のみに蓄積されていて、
φ４パルスの加わる転送電極８の下には電荷22がない状
態となっており、VCCD2の電荷を転送できる容量が、転
送電極６の容量だけで決まってしまうためVCCD2の電荷
を転送できる容量が小さくなってしまう。
パルスの加わる転送電極６の下のみに蓄積されていて、
φ４パルスの加わる転送電極８の下には電荷22がない状
態となっており、VCCD2の電荷を転送できる容量が、転
送電極６の容量だけで決まってしまうためVCCD2の電荷
を転送できる容量が小さくなってしまう。
課題を解決するための手段 上記問題を解決するために、本発明の固体撮像装置の
駆動方法は、行列状に配列された複数個の光電変換素子
と前記光電変換素子で発生した電荷を読み出し、転送す
る複数個の転送電極を持つ転送部を備えた固体撮像装置
において、前記転送電極の下へ、ひとつの出力信号とな
る電荷を分割して蓄積する期間を有する駆動方法となっ
ている。
駆動方法は、行列状に配列された複数個の光電変換素子
と前記光電変換素子で発生した電荷を読み出し、転送す
る複数個の転送電極を持つ転送部を備えた固体撮像装置
において、前記転送電極の下へ、ひとつの出力信号とな
る電荷を分割して蓄積する期間を有する駆動方法となっ
ている。
作用 この構成によって、転送部の多数の転送電極下へ、ひ
とつの出力信号となる電荷を分割して蓄積することで転
送部の蓄積できる容量を増やすことができる。
とつの出力信号となる電荷を分割して蓄積することで転
送部の蓄積できる容量を増やすことができる。
実施例 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら
説明する。第１図は本発明の実施例における垂直ブラン
キング期間の転送電極に加わるパルスタイミング図であ
る。時刻t6,t7,t8でのパルスタイミングは第７図の従来
のパルスタイミング図のt1,t2,t3と同じであるが、t9,t
10,t11のパルスタイミングで、一度、混合した電荷を２
つの転送電極の下に分割して蓄積することとなる。
説明する。第１図は本発明の実施例における垂直ブラン
キング期間の転送電極に加わるパルスタイミング図であ
る。時刻t6,t7,t8でのパルスタイミングは第７図の従来
のパルスタイミング図のt1,t2,t3と同じであるが、t9,t
10,t11のパルスタイミングで、一度、混合した電荷を２
つの転送電極の下に分割して蓄積することとなる。
第２図は第１図の各時間における転送電極下の断面ポ
テンシャル図である。t6,t7,t8までのポテンシャル図は
第８図のポテンシャル図のt1,t2,t3のポテンシャル図と
同じてある。t9,t10により、t8の時刻に、転送電極5,6,
7の下に蓄積されていた電荷22が、転送電極6,7,8の下へ
転送される。この後、t11の時刻には、スミアの増加を
防ぐため転送電極７がLowレベルの電位となり、この時
蓄積されていたひとつの信号となる電荷を２つの転送電
極6,8へと分割して蓄積できることとなる。
テンシャル図である。t6,t7,t8までのポテンシャル図は
第８図のポテンシャル図のt1,t2,t3のポテンシャル図と
同じてある。t9,t10により、t8の時刻に、転送電極5,6,
7の下に蓄積されていた電荷22が、転送電極6,7,8の下へ
転送される。この後、t11の時刻には、スミアの増加を
防ぐため転送電極７がLowレベルの電位となり、この時
蓄積されていたひとつの信号となる電荷を２つの転送電
極6,8へと分割して蓄積できることとなる。
発明の効果 以上のように、本発明は、ひとつの信号として出力さ
れる電荷を転送中に一度、読み出し転送を行う転送電極
をLowレベルの電位にし、転送を行う２つの転送電極の
下へ分割して蓄積できる転送電極のタイミングとなって
おり、スミアの増加を防止し垂直転送部の転送できる電
荷の容量を増加でき、その実用的効果は大なるものがあ
る。
れる電荷を転送中に一度、読み出し転送を行う転送電極
をLowレベルの電位にし、転送を行う２つの転送電極の
下へ分割して蓄積できる転送電極のタイミングとなって
おり、スミアの増加を防止し垂直転送部の転送できる電
荷の容量を増加でき、その実用的効果は大なるものがあ
る。
第１図は本発明の実施例における垂直ブランキング期間
の転送電極に加わるパルスタイミング図、第２図は第１
図の各時間における転送電極下の断面ポテンシャル図、
第３図はIT−CCDの全体構成図、第４図は第３図の破線
部Ａの拡大図、第５図は第４図のＢ−Ｃ間の断面図、第
６図は固体撮像装置の駆動タイミング図、第７図は第６
図の垂直ブランキング期間に転送電極に加わるパルスタ
イミング図、第８図は第７図の各時間における第４図,D
−Ｅ間の断面ポテンシャル図である。 １……光電変換素子、２……垂直転送CCD（VCCD）、３
……水平転送CCD（HCCD）、４……出力アンプ部、５…
…φ１パルスの加わる転送電極、６……φ２パルスの加
わる転送電極、７……φ３パルスの加わる転送電極、８
……φ４パルスの加わる転送電極、９……分離領域、10
……基板のｎ形層、11……光電変換素子のｎ形層、12…
…VCCDのｎ形層、13……分離のＰ形層、14……VCCDの空
乏層、15……発生電荷、16……遮光膜、17……光、18…
…垂直ブランキング期間、19……有効走査期間、20……
読み出しパルス、21……転送パルス振幅、22……電荷。
の転送電極に加わるパルスタイミング図、第２図は第１
図の各時間における転送電極下の断面ポテンシャル図、
第３図はIT−CCDの全体構成図、第４図は第３図の破線
部Ａの拡大図、第５図は第４図のＢ−Ｃ間の断面図、第
６図は固体撮像装置の駆動タイミング図、第７図は第６
図の垂直ブランキング期間に転送電極に加わるパルスタ
イミング図、第８図は第７図の各時間における第４図,D
−Ｅ間の断面ポテンシャル図である。 １……光電変換素子、２……垂直転送CCD（VCCD）、３
……水平転送CCD（HCCD）、４……出力アンプ部、５…
…φ１パルスの加わる転送電極、６……φ２パルスの加
わる転送電極、７……φ３パルスの加わる転送電極、８
……φ４パルスの加わる転送電極、９……分離領域、10
……基板のｎ形層、11……光電変換素子のｎ形層、12…
…VCCDのｎ形層、13……分離のＰ形層、14……VCCDの空
乏層、15……発生電荷、16……遮光膜、17……光、18…
…垂直ブランキング期間、19……有効走査期間、20……
読み出しパルス、21……転送パルス振幅、22……電荷。
Claims (2)
- 【請求項１】行列状に配列された複数個の光電変換素子
と前記光電変換素子に蓄積された信号電荷を読み出し、
転送する複数の転送電極を持つ転送部を備えた固体撮像
装置の駆動方法において、隣り合う前記光電変換素子に
蓄積されたそれぞれの信号電荷を前記転送電極により読
み出した後に前記転送電極の下で混合して混合電荷を作
り、ついで前記混合電荷を、前記信号電荷の読み出しに
用いた転送電極以外の複数の転送電極の下に分割して蓄
積する期間を有することを特徴とする固体撮像装置の駆
動方法。 - 【請求項２】列方向に隣接する第１、第２の光電変換素
子が二次元状に配列された光電変換部と、前記光電変換
部に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する複数の転
送電極を持つ垂直転送部とを備え、前記複数の転送電極
のうち、前記第１の光電変換素子に対応させて第１の転
送電極と第２の転送電極を配置し、前記第２の光電変換
素子に対応させて第３の転送電極と第４の転送電極を配
置し、かつ第３の転送電極を前記第２の転送電極に隣接
するように配置し、前記第１、第３の転送電極はそれぞ
れ前記第１、第２の光電変換素子から信号電荷を読み出
し転送を行い、前記第２、第４の転送電極は信号電荷の
転送を行う固体撮像装置の駆動方法において、前記第
１、第２の光電変換素子からそれぞれ前記第１、第３の
転送電極の下へそれぞれ第１、第２の信号電荷を読み出
し、ついで前記第１、第２、第３の転送電極下で前記第
１、第２の信号電荷を混合して混合電荷を作り、ついで
前記混合電荷を前記第２、第３、第４の転送電極下に転
送後、前記混合電荷を前記第２、第４の転送電極下へ分
割して蓄積する期間を有することを特徴とする固体撮像
装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151918A JP2624334B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151918A JP2624334B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0316480A JPH0316480A (ja) | 1991-01-24 |
| JP2624334B2 true JP2624334B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=15529045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1151918A Expired - Fee Related JP2624334B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2624334B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS604380A (ja) * | 1983-06-22 | 1985-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP1151918A patent/JP2624334B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0316480A (ja) | 1991-01-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080411 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090411 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |