JPS6143879A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
- Publication number
- JPS6143879A JPS6143879A JP59166171A JP16617184A JPS6143879A JP S6143879 A JPS6143879 A JP S6143879A JP 59166171 A JP59166171 A JP 59166171A JP 16617184 A JP16617184 A JP 16617184A JP S6143879 A JPS6143879 A JP S6143879A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- transfer
- vertical transfer
- vertical
- photoelectric converting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、インターライン電荷結合素子型の固体撮像素
子（以下ｒ Ｉ Ｌ−ＣＣＤＪと記す）に関するもので
ある。
子（以下ｒ Ｉ Ｌ−ＣＣＤＪと記す）に関するもので
ある。
従来例の構成とその問題点
近年、新しい撮像デバイスとして固体Ｗｉ像素子の研究
開発が活発に行われ、急速に実用化の域に達しつつある
。
開発が活発に行われ、急速に実用化の域に達しつつある
。
固体撮像素子を用いたテレビカメラは、従来の撮像管方
式のテレビカメラに比べて、長寿命、堅牢性に冨む、焼
き付きがない、取扱いが容易である等多くの特徴を有す
る。
式のテレビカメラに比べて、長寿命、堅牢性に冨む、焼
き付きがない、取扱いが容易である等多くの特徴を有す
る。
固体撮像素子には、アレイ状に配置された光電変換素子
からの信号電荷を電荷転送により得るＣＣＤ型や、垂直
及び水平方向に配置されたシフトレジスタから出力され
る走査パルスにより光電変換素子の位置をアドレスして
信号を読み出すＭＯＳ型等、多くの方式がある。その中
でテレビカメラとしての固体撮像素子は、感度、疑似信
号等の諸性能を考慮すると、Ｉ Ｌ−ＣＯＤが最も有利
であると考えられる。
からの信号電荷を電荷転送により得るＣＣＤ型や、垂直
及び水平方向に配置されたシフトレジスタから出力され
る走査パルスにより光電変換素子の位置をアドレスして
信号を読み出すＭＯＳ型等、多くの方式がある。その中
でテレビカメラとしての固体撮像素子は、感度、疑似信
号等の諸性能を考慮すると、Ｉ Ｌ−ＣＯＤが最も有利
であると考えられる。
以下、従来のＩ Ｌ−ＣＯＤについて第１８〜第４図を
用いて説明する。第１図において、１は充電変換素子と
してのフォトダイオード、２は垂直転送レジスタであり
、この垂直転送レジスタ２は、垂直転送ゲート３．４．
５．６により構成されている。７は信号読み出しゲート
であり、等価的に前記垂直転送ゲート３もしくは５と共
通となっている。８は垂直転送パルスの供給端子である
。９は水平転送レジスタであり、この水平転送レジスタ
９は水平転送ゲート１０．１１により構成されている。
用いて説明する。第１図において、１は充電変換素子と
してのフォトダイオード、２は垂直転送レジスタであり
、この垂直転送レジスタ２は、垂直転送ゲート３．４．
５．６により構成されている。７は信号読み出しゲート
であり、等価的に前記垂直転送ゲート３もしくは５と共
通となっている。８は垂直転送パルスの供給端子である
。９は水平転送レジスタであり、この水平転送レジスタ
９は水平転送ゲート１０．１１により構成されている。
１２は水平転送パルスの供給端子である。１３は電荷検
出部であり、転送されてきた信号電荷を信号電圧に変換
する。この電荷検出部１３は通常フローティングディフ
ィージョンアンプ（１” １ｏａｔｉｎＱＱ １ｆｆｕ
ｓｉｏｎ Ａ１１）ｌｉｆｔｌ＞で構成されている。
出部であり、転送されてきた信号電荷を信号電圧に変換
する。この電荷検出部１３は通常フローティングディフ
ィージョンアンプ（１” １ｏａｔｉｎＱＱ １ｆｆｕ
ｓｉｏｎ Ａ１１）ｌｉｆｔｌ＞で構成されている。
１４は信号出力端子である。
フォトダイオード１は、被写体よりの入射光を光電変換
し、信号電荷を得る。光電変換により得られた信号電荷
は、信号読み出しゲート７を介して垂直転送レジスタ２
を構成する垂直転送ゲートへ読み込まれた後、供給端子
８より供給された垂直転送パルスにより、水平転送レジ
スタ９の方向へ順次転送され、１水平ライン分毎に水平
転送レジスタ９に転送される。水平転送レジス！９へ読
み込まれた信号電荷は、供給端子１２から供給される水
平転送パルスにより、電荷検出部１３へ順次転送され、
電荷検出部１３により電圧に変換され、信号出力端子１
４から点順次信号として出力される。
し、信号電荷を得る。光電変換により得られた信号電荷
は、信号読み出しゲート７を介して垂直転送レジスタ２
を構成する垂直転送ゲートへ読み込まれた後、供給端子
８より供給された垂直転送パルスにより、水平転送レジ
スタ９の方向へ順次転送され、１水平ライン分毎に水平
転送レジスタ９に転送される。水平転送レジス！９へ読
み込まれた信号電荷は、供給端子１２から供給される水
平転送パルスにより、電荷検出部１３へ順次転送され、
電荷検出部１３により電圧に変換され、信号出力端子１
４から点順次信号として出力される。
かくして得られた点順次信号を電気回路により信号処理
する事により、テレビジョン信号を得る。
する事により、テレビジョン信号を得る。
第２図はＩ Ｌ−ＣＯＤの受光部の平面図で、４相構成
の垂直転送ゲート３，４，５．６には垂直転送パルスφ
Ｖ３ 、φＶ４．φｖ１．φｖ２がそれぞれ供給される
。信号読み出しゲート７は、フォトダイオード１に対応
して、また！！直転送ゲート６．４すなわち垂直転送パ
ルスφＶ２ 、φＶ４に対応して設けられている。１５
は水平方向に画素を分離するためのチャンネルストッパ
ーである。
の垂直転送ゲート３，４，５．６には垂直転送パルスφ
Ｖ３ 、φＶ４．φｖ１．φｖ２がそれぞれ供給される
。信号読み出しゲート７は、フォトダイオード１に対応
して、また！！直転送ゲート６．４すなわち垂直転送パ
ルスφＶ２ 、φＶ４に対応して設けられている。１５
は水平方向に画素を分離するためのチャンネルストッパ
ーである。
このチャンネルストッパー１５は、実際は読み出しゲー
ト部以外のフォトダイオード１の周辺に設置されている
。
ト部以外のフォトダイオード１の周辺に設置されている
。
第３図へは第２図における■−■線に沿う断面図で、１
６はｎ型基板であり、このｎ型基板１６上にｐ＠１７を
エピタキシャル成長させた上に、０層を設けてＰＮ接合
によるフォトダイオード１を構成している。垂直転送ゲ
ート６は、０層１８及び信号読み出しゲート７を構成す
るｐ層の上方に配置されている。前記０層１８と０層１
７との接合部で埋込みチャンネル型ＣＯＤ即ち垂直転送
レジスタ２が構成されている。、１９はフォトダイオー
ド部以外の部分に被写体よりの入射光が照射されてスメ
ア等疑似信号が発生するのを防ぐための遮光用アルミ配
線である。
６はｎ型基板であり、このｎ型基板１６上にｐ＠１７を
エピタキシャル成長させた上に、０層を設けてＰＮ接合
によるフォトダイオード１を構成している。垂直転送ゲ
ート６は、０層１８及び信号読み出しゲート７を構成す
るｐ層の上方に配置されている。前記０層１８と０層１
７との接合部で埋込みチャンネル型ＣＯＤ即ち垂直転送
レジスタ２が構成されている。、１９はフォトダイオー
ド部以外の部分に被写体よりの入射光が照射されてスメ
ア等疑似信号が発生するのを防ぐための遮光用アルミ配
線である。
次に上記固体撮像素子における残像の発生要因について
説明する。残像は被写体像が変化した時に被写体像が数
フイールド期間にわたって残る現象で、カメラとしては
好ましくないものである。
説明する。残像は被写体像が変化した時に被写体像が数
フイールド期間にわたって残る現象で、カメラとしては
好ましくないものである。
さて、固体撮像素子は半導体製品であり、その半導体製
品は、価額や歩留り等の点からチップ面積を小さくする
必要がある。そのような状況の中で、カメラの性能の重
大な要素である感度ということ考慮に入れると、フォト
ダイオード１０面積を減少させることはできない。それ
ゆえ固体撮像素子は、信号読み出しゲート７と転送ゲー
ト６とを共通接続としてチップとのフォトダイオード面
積をできるだけ広くしている。ところがこのような構成
にすると、フォトダイオード１から垂直転送レジスタへ
電荷を転送する際にはＢＢＤ転送くバケットブリゲート
転送）となり、これは不完全転送モードである。これを
第３図Ａの各部のポテンシャルの概要を示す第３図Ｂを
用いて説明する。信号電荷を０層１８からなる垂直転送
段に読み込むには、垂直帰線期間中に信号読み出しパル
スを垂直転送ゲート６に印加する。垂直転送パルスより
も充分大きい信号読み出しパルスを垂直転送ゲート６に
印加すれば、信号読み出しゲート７及び０層１８からな
る垂直転送段のポテンシャルは第３図Ｂの破線で示した
電位となる。すなわち、信号読み出しゲート７のポテン
シャルはＶｅＳｎ層１８からなる垂直転送段のポテンシ
ャルはＶｏとなり、フォトダイオード１に蓄積された信
号電荷は信Ｊ！誘み出しパルスが印加されている期間中
のみ垂直転送段へ読み出される。ところが転送は不完全
モードになっているので、電荷は滑らかに転送されない
。すなわち信号読み出しゲート７が障壁領域となり、−
電荷がフォトダイオード部に残留する。これが残像の発
生する要因である。
品は、価額や歩留り等の点からチップ面積を小さくする
必要がある。そのような状況の中で、カメラの性能の重
大な要素である感度ということ考慮に入れると、フォト
ダイオード１０面積を減少させることはできない。それ
ゆえ固体撮像素子は、信号読み出しゲート７と転送ゲー
ト６とを共通接続としてチップとのフォトダイオード面
積をできるだけ広くしている。ところがこのような構成
にすると、フォトダイオード１から垂直転送レジスタへ
電荷を転送する際にはＢＢＤ転送くバケットブリゲート
転送）となり、これは不完全転送モードである。これを
第３図Ａの各部のポテンシャルの概要を示す第３図Ｂを
用いて説明する。信号電荷を０層１８からなる垂直転送
段に読み込むには、垂直帰線期間中に信号読み出しパル
スを垂直転送ゲート６に印加する。垂直転送パルスより
も充分大きい信号読み出しパルスを垂直転送ゲート６に
印加すれば、信号読み出しゲート７及び０層１８からな
る垂直転送段のポテンシャルは第３図Ｂの破線で示した
電位となる。すなわち、信号読み出しゲート７のポテン
シャルはＶｅＳｎ層１８からなる垂直転送段のポテンシ
ャルはＶｏとなり、フォトダイオード１に蓄積された信
号電荷は信Ｊ！誘み出しパルスが印加されている期間中
のみ垂直転送段へ読み出される。ところが転送は不完全
モードになっているので、電荷は滑らかに転送されない
。すなわち信号読み出しゲート７が障壁領域となり、−
電荷がフォトダイオード部に残留する。これが残像の発
生する要因である。
発明の目的
本発明は上記従来の欠点を解消するもので、フォトダイ
オード部に残留する信号電荷を原因として発生する残像
を低減して良好なテレビカメラ画像を得ることのできる
固体撮像素子を提供することを目的とする。
オード部に残留する信号電荷を原因として発生する残像
を低減して良好なテレビカメラ画像を得ることのできる
固体撮像素子を提供することを目的とする。
発明の構成
上記目的を達成するため、本発明の固体撮像素子は、ア
レイ状に配置された光電変換素子群と複数の転送ゲート
とからなる電荷結合素子により構成された垂直及び水平
転送レジスタと、前記充電変換素子群の各充電変換素子
に対応して配置されかつ前ｔｅａ！！直転送レジスタと
等価的に共通接続された信号読み出しゲートとを備え、
前記光電変換素子から前記垂直転送レジスタへ信号電荷
を読み込むための信号読み出しパルスのパルス幅を２０
μｓ以上でかつ１水平期閤以下としたものである。
レイ状に配置された光電変換素子群と複数の転送ゲート
とからなる電荷結合素子により構成された垂直及び水平
転送レジスタと、前記充電変換素子群の各充電変換素子
に対応して配置されかつ前ｔｅａ！！直転送レジスタと
等価的に共通接続された信号読み出しゲートとを備え、
前記光電変換素子から前記垂直転送レジスタへ信号電荷
を読み込むための信号読み出しパルスのパルス幅を２０
μｓ以上でかつ１水平期閤以下としたものである。
すなわち本発明は、光電変換素子から垂直転送レジスタ
へ信号電荷を読み出す際に、不完全転送モードにおける
信号電荷の転送の場合、その転送時間を無限に長くすれ
ばフォトダイオード内の信号電荷の殆んど全てを垂直転
送段へ転送できる性質を利用したものである。
へ信号電荷を読み出す際に、不完全転送モードにおける
信号電荷の転送の場合、その転送時間を無限に長くすれ
ばフォトダイオード内の信号電荷の殆んど全てを垂直転
送段へ転送できる性質を利用したものである。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例について、図面に基づいて説明
する。
する。
第４図は本発明の一実施例における固体撮像素子の垂直
転送パルスの波形図で、Ａ、Ｂは信号読み出しパルスで
ある。さて、読み出しパルスの時間と残像との関係を実
験により確認したデータを第５図に示す。第５図Ａはパ
ルス幅が５μ＄１同図Ｂは６３．５μｓ時の出力信号特
性の説明図で、横軸は固体搬像素子の走査のフィールド
数、縦軸はその時の出力信号を表わしている。なお第５
図は、０フイールドまでは固体ＪＩＩＩＩ！素子への入
射光が存在し、その後固体Ｉｌ像素子への入射光を遮断
した時の各フィールドの出力信号特性である。第５図よ
りあきらかなように、Ｂの方が入射光遮断後の出力信号
が少なくなり、残像特性は改善されていることがわかる
。実験により最適な読み出しパルス幅を求めた結果、読
み出しパルスの時間を２０μｓ以上でかつ１水平期間内
にすることが望ましいことがわかった。読み出しパルス
幅を１水平期間以上にすると、読み出し期間中に信号が
変動した場合、疑似信号が出るので、１水平期間以上に
とることは好ましくない。
転送パルスの波形図で、Ａ、Ｂは信号読み出しパルスで
ある。さて、読み出しパルスの時間と残像との関係を実
験により確認したデータを第５図に示す。第５図Ａはパ
ルス幅が５μ＄１同図Ｂは６３．５μｓ時の出力信号特
性の説明図で、横軸は固体搬像素子の走査のフィールド
数、縦軸はその時の出力信号を表わしている。なお第５
図は、０フイールドまでは固体ＪＩＩＩＩ！素子への入
射光が存在し、その後固体Ｉｌ像素子への入射光を遮断
した時の各フィールドの出力信号特性である。第５図よ
りあきらかなように、Ｂの方が入射光遮断後の出力信号
が少なくなり、残像特性は改善されていることがわかる
。実験により最適な読み出しパルス幅を求めた結果、読
み出しパルスの時間を２０μｓ以上でかつ１水平期間内
にすることが望ましいことがわかった。読み出しパルス
幅を１水平期間以上にすると、読み出し期間中に信号が
変動した場合、疑似信号が出るので、１水平期間以上に
とることは好ましくない。
発明の詳細
な説明したように本発明によれば、光電変換素子に対応
して配置された信号読み出しゲートと垂直レジスタとを
共通接続した固体！ｌａｌ素像において、残像を大幅に
低減できるので、テレビカメラとしての画質を大幅に改
善できる。
して配置された信号読み出しゲートと垂直レジスタとを
共通接続した固体！ｌａｌ素像において、残像を大幅に
低減できるので、テレビカメラとしての画質を大幅に改
善できる。
第１図はＩ Ｌ−ＣＯＤの等価回路図、第２図はＩ Ｌ
−ＣＯＤの平面図、第３図Ａ４．ｔｌＬ−ＣＯＤの断面
図、同図８は同図Ａの電位ポテンシャルの説明図、第４
図は本発明の一実施例におけるＩＬ−ＣＯＤの垂直駆動
パルスの波形図、第５図は同ＩＬ−ＣＯＤの信号読み出
しパルスと残像との関係の説明図である。 １・・・フォトダイオード、２・・・垂直転送レジスタ
、３〜６・・・垂直転送ゲート、７・・・信号読み出し
ゲート、９・・・水平転送レジスタ、１０．１１・・・
水平転送ゲート 代理人 森 本 義 弘 第１図 戸９つチ吟す縛を吟 第２図 第３図 九 穂号電局
−ＣＯＤの平面図、第３図Ａ４．ｔｌＬ−ＣＯＤの断面
図、同図８は同図Ａの電位ポテンシャルの説明図、第４
図は本発明の一実施例におけるＩＬ−ＣＯＤの垂直駆動
パルスの波形図、第５図は同ＩＬ−ＣＯＤの信号読み出
しパルスと残像との関係の説明図である。 １・・・フォトダイオード、２・・・垂直転送レジスタ
、３〜６・・・垂直転送ゲート、７・・・信号読み出し
ゲート、９・・・水平転送レジスタ、１０．１１・・・
水平転送ゲート 代理人 森 本 義 弘 第１図 戸９つチ吟す縛を吟 第２図 第３図 九 穂号電局
Claims (1)
- １、アレイ状に配置された光電変換素子群と複数の転送
ゲートとからなる電荷結合素子により構成された垂直及
び水平転送レジスタと、前記光電変換素子群の各光電変
換素子に対応して配置されかつ前記垂直転送レジスタと
等価的に共通接続された信号読み出しゲートとを備え、
前記光電変換素子から前記垂直転送レジスタへ信号電荷
を読み込むための信号読み出しパルスのパルス幅を２０
μｓ以上でかつ１水平期間以下とした固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59166171A JPS6143879A (ja) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59166171A JPS6143879A (ja) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6143879A true JPS6143879A (ja) | 1986-03-03 |
Family
ID=15826386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59166171A Pending JPS6143879A (ja) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6143879A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5972877A (ja) * | 1982-10-20 | 1984-04-24 | Toshiba Corp | 固体撮像装置の駆動方法 |
-
1984
- 1984-08-08 JP JP59166171A patent/JPS6143879A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5972877A (ja) * | 1982-10-20 | 1984-04-24 | Toshiba Corp | 固体撮像装置の駆動方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hynecek | A new device architecture suitable for high-resolution and high-performance image sensors | |
| NL8201745A (nl) | Beeldopneeminrichting van het "solid state"-type. | |
| JPH04262679A (ja) | 固体撮像素子の駆動方法 | |
| JPH114385A (ja) | Ｃｍｏｓを基礎とするピクセル構造の高ダイナミックレンジの読み出し信号を得る方法及びそのｃｍｏｓを基礎とするピクセル構造 | |
| US20030173497A1 (en) | Interlined charge-coupled device having an extended dynamic range | |
| US5748232A (en) | Image sensor and driving method for the same | |
| JP3406935B2 (ja) | 撮像装置 | |
| EP0498662B1 (en) | A method of reading out signals for a solid-state imaging device | |
| JPS6143879A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPS6362480A (ja) | 固体撮像装置 | |
| US7212240B1 (en) | Imager with a row of photodiodes or pinned photo diodes | |
| JPH01125074A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPS59122085A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JP4269701B2 (ja) | 固体撮像装置の駆動方法 | |
| EP0936809A2 (en) | Image sensing apparatus and driving method thereof | |
| JP2889103B2 (ja) | 固体撮像素子の駆動方法 | |
| JPS604379A (ja) | 固体カメラ | |
| JP2534105B2 (ja) | 固体撮像装置及びその信号読出し方法 | |
| JP2770367B2 (ja) | 固体撮像素子の駆動方法 | |
| JPH01125073A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0828846B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH01125072A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPS60160661A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPS6281184A (ja) | 固体撮像装置の駆動方法 | |
| JPH0654245A (ja) | 固体撮像素子の駆動方式 |