JP2005269410A - Ccd固体撮像装置の駆動方法、ccd固体撮像装置およびカメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】フレームインターライン転送型CCD固体撮像装置において、低暗出力を実現し、撮像部から蓄積部への不要電荷の混入を抑制する。
【解決手段】マトリクス配置されたフォトダイオード(PD)、第1垂直転送部及び第1転送電極を有する撮像部と、第1垂直転送部からの電荷を蓄積する第2垂直転送部及び第2転送電極を有する蓄積部を備え、映像信号出力期間中は、第1垂直転送部とPD間の分離領域及び第1転送電極間を水平方向に接続する配線下領域において、各画素に含まれる第1転送電極のうちチャネルストップ領域に対応しない領域が最も大きい転送電極に、読出しパルスと逆極性の第1の電圧を印加し、少なくとも1つの他の転送電極に第1の電圧よりも高い第2の電圧を印加し、水平ブランキング期間は、第1転送電極にラインシフトパルスを印加し、第1垂直転送部の転送方向を、第2転送電極による第2垂直転送部の転送方向とは逆方向とする。
【選択図】 図5
【解決手段】マトリクス配置されたフォトダイオード(PD)、第1垂直転送部及び第1転送電極を有する撮像部と、第1垂直転送部からの電荷を蓄積する第2垂直転送部及び第2転送電極を有する蓄積部を備え、映像信号出力期間中は、第1垂直転送部とPD間の分離領域及び第1転送電極間を水平方向に接続する配線下領域において、各画素に含まれる第1転送電極のうちチャネルストップ領域に対応しない領域が最も大きい転送電極に、読出しパルスと逆極性の第1の電圧を印加し、少なくとも1つの他の転送電極に第1の電圧よりも高い第2の電圧を印加し、水平ブランキング期間は、第1転送電極にラインシフトパルスを印加し、第1垂直転送部の転送方向を、第2転送電極による第2垂直転送部の転送方向とは逆方向とする。
【選択図】 図5
Description
本発明は、CCD固体撮像装置の駆動方法、およびその駆動方法を用いたCCD固体撮像装置、ならびにそのCCD固体撮像装置を用いたカメラに関する。
フレームインターライン転送型(以下FIT型)のCCD(Charge Coupled Device)は、インターライン転送型(以下IT型)CCDに比べ低スミアであるため、主に放送用分野における固体撮像装置として使用されてきた。しかし、近年は、静止画撮像の用途においても、メカニカルシャッタ無しで低スミアの画像が得られる点から、デジタルカメラと比較して大幅な小型化が要求される携帯電話等のモバイル端末に、FIT型CCDの搭載が進んでいる。
図1に、FIT型のCCD固体撮像装置1の構成を示す(例えば特許文献1参照)。このCCD固体撮像装置1は、撮像部2と、蓄積部3とを備えている。撮像部2は、二次元状に配置されたフォトダイオード4と、撮像部垂直CCD(第1垂直転送部)5から構成され、1画素あたり2つの転送電極を有している。蓄積部3は、蓄積部垂直CCD(第2垂直転送部)6から構成される。蓄積部垂直CCD6の出力側に水平CCD(水平転送部)7が配置される。8はオーバーフロードレインである。水平CCD7の出力は、フローティングディフュージョン9に供給される。10はリセットゲート、11はリセットドレイン、12は出力アンプである。
図2に、撮像部垂直CCD5と蓄積部垂直CCD6の駆動タイミングを、図3に映像信号出力期間(以下、映像期間と記す)における撮像部垂直CCD5と蓄積部垂直CCD6のポテンシャル図を示す。例として、撮像部垂直CCD5及び蓄積部垂直CCD6が4相で駆動される場合について示される。すなわち、撮像部垂直CCD5上の転送電極には、駆動パルスφVA1〜φVA4が印加され、蓄積部垂直CCD6上の転送電極には、駆動パルスφVB1〜φVB4が印加される。図4には、図2における映像期間に、駆動パルスφVA2、φVA4としてミドルレベル(VM)の電圧が印加される場合のポテンシャル図を示す。
上記構成のFIT型CCD固体撮像装置について、以下その動作を説明する。図2に示すように、垂直ブランキング期間内においては、まず掃き出し転送期間内に、撮像部垂直CCD5及び蓄積部垂直CCD6上の転送電極に掃き出しパルスを印加して、撮像部垂直CCD5における不要電荷を排出する。
次に、駆動パルスφVA1、φVA3が印加される転送電極に読み出しパルス(VH)を印加することで、フォトダイオード4で光電変換され蓄積された信号電荷を撮像部垂直CCD5に読み出す。
信号電荷の読み出し後、撮像部垂直CCD5に読み出された信号電荷は、フレーム転送期間に撮像部垂直CCD5及び蓄積部垂直CCD6上の転送電極に高速転送パルスを印加することで、遮光された蓄積部3にフレーム転送される。
従来例の第一の駆動方法としては、蓄積部3に信号電荷を転送した後の映像期間においては、撮像部垂直CCD5上の転送電極には、撮像部2のフォトダイオード4周辺の分離領域において、界面が空乏化し界面準位を介して暗出力が発生することを抑制するため、また、低消費電力化をはかるため、全転送電極に読み出しパルス(VH)とは逆極性のローレベル(VL)の一定の電圧が印加される。従来例の第二の駆動方法としては、読み出しパルス(VH)が印加される撮像部2の転送電極のみローレベル(VL)の一定電圧とし、他の転送電極は読み出しパルス(VH)よりも低くローレベル(VL)の電圧よりも高いミドルレベル(VM)の一定電圧とする場合もある。
以上は、特許文献1に記載されている内容であるが、従来例の第三の駆動方法として、映像期間の水平転送期間において、読み出しパルス(VH)が印加される転送電極とそれに隣接する一方の転送電極にミドルレベル(VM)の電圧を印加し(例えばφV1とφV2にミドルレベル(VM)の電圧を印加)し、他の転送電極にローレベル(VL)の電圧を印加し(例えばφV3とφV4にローレベル(VL)の電圧を印加)し、映像期間の水平ブランキング期間において、撮像部2の転送電極にもラインシフト用のパルスを印加する例が報告されている。
蓄積部3に転送された信号電荷は、ラインシフト用の転送パルスを蓄積部垂直CCD6上の転送電極に印加することにより、水平CCD7に転送され、水平CCD7上の転送電極に水平転送パルスφH1、φH2を印加することで、フローティングディフュージョン9へ向けて転送される。
信号電荷は、フローティングディフュージョン9において電位変化に変換された後、出力アンプ12を通して信号として出力される。出力後、リセットゲート10にリセットパルスを印加して、フローティングディフュージョン9の信号電荷をリセットドレイン11へ除去し、リセットドレイン11の電圧にフローティングディフュージョン9の電位を固定する。
特許第2851631号
上記従来の構成のFIT型CCD固体撮像装置では、第一と第二の駆動方法においては、低暗出力を実現するため、蓄積部3に信号電荷をフレーム転送した後、撮像部垂直CCD5上の転送電極全てにローレベル(VL)の電圧を印加する、あるいは読み出しパルス(VH)が印加される転送電極のみローレベル(VL)の電圧を印加して、他の転送電極をミドルレベル(VM)の電圧に固定する駆動を行っている。また、第三の駆動方法においては、映像期間の水平転送期間において、読み出しパルス(VH)が印加される2つの駆動パルスのうちの一つと、それに一方で隣接する転送電極に印加される駆動パルスをミドルレベル(VM)の電圧とし、他の駆動パルスにローレベル(VL)の電圧を印加し、映像期間の水平ブランキング期間において、撮像部の転送電極にもラインシフト用のパルスを印加する駆動を行っている。
第一の駆動方法を行う場合には、図3に示すように、撮像部垂直CCD5の電位がほぼ同一になり、高輝度光を撮像した場合、映像期間において、撮像部垂直CCD5に入ったスミア電荷が撮像部垂直CCD5を流れ、蓄積部垂直CCD6に流れ込み信号電荷に混入する欠点を有する。
第二の駆動方法を行う場合、図4に示すように、撮像部の転送電極にローレベル(VL)とミドルレベル(VM)の電圧を印加することで、ポテンシャル段差が出来るため、この段差でスミア電荷を捕獲することが可能であり、第一の駆動に比べるとスミア電荷が蓄積部垂直CCD6に流れ込む現象を大きく改善できる。ところが、ミドルレベル(VM)の電圧印加時に撮像部2の転送電極下で発生する空乏化領域が、読み出しパルス(VH)を印加する転送電極よりも大きい転送電極が存在した場合、読み出しパルス(VH)を印加する転送電極下にミドルレベル(VM)の電圧を印加した場合よりも暗出力が大きくなってしまい、暗出力を効率的に抑制できないという欠点を有している。
第三の駆動方法を行う場合、第二の駆動方法と同様に映像期間に撮像部の転送電極にローレベル(VL)とミドルレベル(VM)の電圧を印加することで、ポテンシャル段差が出来るため、第一の駆動に比べるとスミア電荷が蓄積部垂直CCD6に流れ込む現象は改善されるものの、読み出しパルス(VH)を印加する2つの駆動パルスのうち、1つの駆動パルスにミドルレベル(VM)の電圧を印加し、他方にローレベル(VL)の電圧を印加するため、ミドルレベル(VM)が印加される転送電極をもつ画素とローレベル(VL)が印加される転送電極をもつ画素間で発生する暗出力が異なってしまうという問題を有している。
本発明は、蓄積部への不要電荷の混入抑制と低暗出力を両立するFIT型CCD固体撮像装置の駆動方法を提供することを目的とする。
本発明のCCD固体撮像装置の駆動方法は、入射光を電荷に変換するフォトダイオードをそれぞれ含む複数の画素がマトリクス状に配置され、前記フォトダイオードからの電荷を垂直方向に転送する第1垂直転送部およびその上に設けられた第1転送電極を有する撮像部と、前記第1垂直転送部と接続され前記第1垂直転送部からの電荷を蓄積するための第2垂直転送部およびその上に設けられた第2転送電極を有する蓄積部と、前記蓄積部から転送された電荷をそれぞれ水平方向に転送する水平転送部とを備え、前記第1転送電極に読み出しパルスを印加して、前記フォトダイオードの信号電荷を前記第1垂直転送部に読み出し、前記第1転送電極および前記第2転送電極に転送パルスを印加することで、前記フォトダイオードからの前記信号電荷を前記蓄積部まで転送し、水平ライン毎に前記水平転送部を介して映像信号を出力するCCD固体撮像装置を駆動する方法である。
上記課題を解決するために、本発明の第1の駆動方法は、前記映像信号出力期間中は、前記第1垂直転送部と前記フォトダイオードとの間を分離する領域および水平方向に隣接する前記第1転送電極間を接続するために設けられた配線下の領域において、各画素に含まれる前記第1転送電極のうちチャネルストップ領域が設けられていない領域が最も大きい転送電極に第1の電圧として前記読み出しパルスと逆極性の電圧(ローレベル、VL)を印加し、各画素内の他の転送電極のうち少なくとも1つに前記第1の電圧よりも高い第2の電圧(ミドルレベル、VM)を印加することを特徴とする。
本発明の第2の駆動方法は、前記映像信号出力期間中は、前記第1垂直転送部と前記フォトダイオードとの間を分離する領域および水平方向に隣接する前記第1転送電極間を接続するために設けられた配線下の領域において、前記第1転送電極のうち前記フォトダイオードから前記第1垂直転送部への前記電荷の読み出しを行う読み出し電極に第1の電圧として前記読み出しパルスと逆極性の電圧(ローレベル、VL)を印加し、各画素内の他の転送電極のうち少なくとも1つに前記第1の電圧よりも高い第2の電圧(ミドルレベル、VM)を印加し、水平ブランキング期間は、前記第1転送電極にラインシフトパルスを印加することを特徴とする。
上記のCCD固体撮像装置の駆動方法によれば、蓄積部に信号電荷を転送した後、撮像部において、ミドルレベル(VM)の電圧が印加された転送電極下の第1垂直転送部内のポテンシャルが、ローレベル(VL)の電圧が印加された転送電極下の第1垂直転送部内のポテンシャルに対して深くなるため、ポテンシャル段差が出来、第1垂直転送部に混入したスミア電荷はミドルレベル(VM)の電圧が印加された転送電極下に蓄積される。
また、ローレベル(VL)が印加される転送電極は、第1垂直転送部とフォトダイオードとの間を分離する領域および水平方向に隣接する第1転送電極間を接続するために設けられた配線下の領域において、各画素に含まれる第1転送電極のうちチャネルストップ領域が設けられていない領域が最も大きい転送電極である。その結果、FIT型CCD固体撮像装置において、低暗出力を実現し、高輝度の被写体を撮像した場合に生じる撮像部から蓄積部への不要電荷の流れこみによる偽信号の発生を抑制することができる。
本発明のCCD固体撮像装置の第1及び第2の駆動方法において、例えば、前記映像信号出力期間中、前記第1の電圧を、前記フォトダイオードから前記第1垂直転送部への前記電荷の読み出しを行う読み出し電極以外の転送電極に印加することができる。
本発明のCCD固体撮像装置の第2の駆動方法において、好ましくは、前記撮像部の前記蓄積部と反対側に隣接してオーバーフロードレインを設け、水平ブランキング期間に前記第1転送電極にラインシフトパルスを印加し、前記ラインシフトパルスによる信号電荷の転送方向を、前記第2転送電極に印加するラインシフトパルスによる信号電荷の転送方向とは逆方向とする。
1水平ライン毎に、蓄積部に印加されるラインシフトパルスによる信号電荷の転送方向とは逆方向への転送を可能とするラインシフトパルスを撮像部の転送電極に印加することにより、ミドルレベル(VM)の電圧が印加される転送電極下で、映像信号出力期間中に混入したスミア電荷や発生した暗電荷を蓄積部から離れる方向に転送して、オーバーフロードレインに排出することができる。それにより、混入したスミア電荷と発生した暗電荷を含めた不要電荷が、隣接するローレベル(VL)の電圧が印加された転送電極下のポテンシャルを越えて撮像部の第1垂直転送部から蓄積部に流れ込むことを抑制できる。
また、ミドルレベル(VM)の電圧が印加された転送電極下に映像期間中に残留した不要電荷は、垂直ブランキング期間にフォトダイオードから信号電荷を第1垂直転送部に読み出す前に、掃き出し転送を行うことでオーバーフロードレインに排出されるため、問題にはならない。
以上のいずれかの駆動方法を用いたCCD固体撮像装置を構成することができる。
以下に、本発明の実施の形態におけるCCD固体撮像装置の駆動方法について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図5は、実施の形態1におけるCCD固体撮像装置の駆動方法による、撮像部垂直CCD5と蓄積部垂直CCD6の駆動タイミングを示す。FIT型CCD固体撮像装置の構成は、図1と同じである。図6に、実施の形態1における画素構成図を示す。1層目転送電極13下では、撮像部垂直CCD5以外の領域の大部分に、チャネルストップ領域15が形成されている。一方、2層目転送電極14は、フォトダイオード4から撮像部垂直CCD5へ信号電荷の読み出しを行う必要があるため、転送電極下にはチャネルストップ領域15が形成されていない。
図5は、実施の形態1におけるCCD固体撮像装置の駆動方法による、撮像部垂直CCD5と蓄積部垂直CCD6の駆動タイミングを示す。FIT型CCD固体撮像装置の構成は、図1と同じである。図6に、実施の形態1における画素構成図を示す。1層目転送電極13下では、撮像部垂直CCD5以外の領域の大部分に、チャネルストップ領域15が形成されている。一方、2層目転送電極14は、フォトダイオード4から撮像部垂直CCD5へ信号電荷の読み出しを行う必要があるため、転送電極下にはチャネルストップ領域15が形成されていない。
図5のCCD固体撮像装置の駆動方法による動作について、以下に説明する。一例として、撮像部垂直CCD5及び蓄積部垂直CCD6が4相で駆動される場合について示す。撮像部垂直CCD5上の1層目転送電極13に駆動パルスφV2AとφV4Aが、2層目転送電極14に駆動パルスφV1AとφV3Aが印加される。
本実施の形態では、映像期間の水平転送期間に、チャネルストップ領域15が転送電極下の大部分に形成され、駆動パルスφV2AとφV4Aが印加される1層目転送電極13のみ、ミドルレベル(VM)に固定する。読み出しパルス(VH)が印加されるため、転送電極下にチャネルストップ領域15が形成されていない領域が単位画素内で最も大きい転送電極であり、駆動パルスφV1AとφV3Aが印加される2層目転送電極14を、ローレベル(VL)の電圧に固定する。
映像期間中の水平転送期間において、ミドルレベル(VM)の電圧を印加した撮像部垂直CCD5の1層目転送電極13下のポテンシャルが深くなることにより、撮像部垂直CCD5内にポテンシャル段差が生じ、スミア電荷は1層目転送電極13下に蓄積される。
ミドルレベル(VM)の電圧を印加する撮像部垂直CCD5上の1層目転送電極13下には、チャネルストップ領域15が存在するため、ミドルレベル(VM)の電圧を印加することにより表面が空乏化し、界面から暗電荷が発生することを抑制できる。一方、2層目転送電極14下では、フォトダイオード4から撮像部垂直CCD5に信号電荷を読み出す必要から表面P型濃度を高くできないため、ミドルレベル(VM)の電圧を印加した場合、表面が空乏化し暗電荷が発生する。これに対して、本実施の形態によれば、2層目転送電極14にはローレベル(VL)の電圧を印加するため、界面に正孔が誘起されることにより暗電荷の発生を抑制できる。
本実施の形態ではさらに、図5に示すように、映像期間中の水平ブランキング期間に、蓄積部3に印加されるラインシフトパルスPS1による信号電荷の転送方向と同方向あるいは逆方向の転送を可能とするラインシフトパルスPS2を、撮像部垂直CCD5上の転送電極に印加する。ラインシフトパルスPS1による信号電荷の転送方向は、蓄積部3から水平CCD7へ向かう方向である。従って、ラインシフトパルスPS2による転送方向が、ラインシフトパルスPS1による転送方向と逆方向であれば、信号電荷は、蓄積部3から離れる向きに転送される。
ラインシフトパルスPS2による信号電荷の転送方向が、同方向、逆方向のいずれの場合でも、ポテンシャル段差を付けることによって撮像部垂直CCD5に入ったスミア電荷を捕獲し、蓄積部垂直CCD6に流れ込んで信号電荷に混入することを防止することができる。なお、撮像部垂直CCD5上の転送電極に印加するラインシフトパルスPS2は、蓄積部垂直CCD6に印加されるラインシフトパルスPS1による信号電荷の転送方向とは逆方向の転送を可能とするものであることが、より好ましい。スミア電荷を、蓄積部3での信号電荷の転送方向とは反対方向に積極的に転送することで、信号電荷への混入を防止する効果をさらに高めることができる。
このように、水平ブランキング期間に、撮像部垂直CCD5上の転送電極にラインシフトパルスを印加することにより、1水平転送期間毎に蓄積部3から離れる方向に、不要電荷の転送が行われ、映像期間中にスミア電荷が特定の撮像部垂直CCD5の転送電極下に蓄積され続けることや、暗電荷が発生し続けることが抑制され、蓄積部3への不要電荷の混入を、従来の駆動方法に対して大幅に抑制できる。図7に、本実施の形態における映像期間の撮像部垂直CCD5及び蓄積部垂直CCD6のポテンシャル図を示す。
以上のように本実施の形態によれば、低暗出力で、撮像部から蓄積部への不要電荷の混入を従来に比べ抑制したCCD固体撮像装置を実現できる。
(実施の形態2)
図8は、実施の形態2におけるCCD固体撮像装置の駆動方法を実施するための画素の構造を示す図である。本実施の形態では、2層ポリシリコンで形成する4相駆動の全画素読み出しCCDの場合を示す。4相駆動の全画素読み出しCCDであるため、1画素内に、同層のポリシリコンで形成される転送電極が2つ配置される。そのため、1層目のポリシリコンで形成される転送電極を各々、1層目転送電極A、1層目転送電極Bとして区別し、2層目のポリシリコンで形成される転送電極についても各々、2層目転送電極A、2層目転送電極Bとして区別する。
図8は、実施の形態2におけるCCD固体撮像装置の駆動方法を実施するための画素の構造を示す図である。本実施の形態では、2層ポリシリコンで形成する4相駆動の全画素読み出しCCDの場合を示す。4相駆動の全画素読み出しCCDであるため、1画素内に、同層のポリシリコンで形成される転送電極が2つ配置される。そのため、1層目のポリシリコンで形成される転送電極を各々、1層目転送電極A、1層目転送電極Bとして区別し、2層目のポリシリコンで形成される転送電極についても各々、2層目転送電極A、2層目転送電極Bとして区別する。
図8においては、各画素内に、1層目転送電極A16、1層目転送電極B17、2層目転送電極A18、2層目転送電極B19が配置されている。本実施の形態では、2層目転送電極B19に読み出しパルス(VH)を印加して、フォトダイオード4から撮像部垂直CCD5へ信号電荷を読み出す。
全画素読み出しCCDの場合、隣接する画素間の転送電極を接続するための配線領域は、単位画素中に配置される転送電極数が3以上になるため、実施の形態1に示したようなインターレースCCDに比べて大きくなり、フォトダイオード飽和レベルが低下する。そのためフォトダイオード4を配線領域下にも拡大している。また、1層目転送電極B17には、フォトダイオード飽和レベルを更に向上させるため、配線領域下のフォトダイオード4の領域で、チャネルストップ領域15を設けない領域を形成している。
実施の形態1では、読み出しパルス(VH)が印加されるため、転送電極下にチャネルストップ領域15が形成されない領域の最も大きい2層目転送電極14に、映像期間の水平転送期間においてローレベル(VL)の電圧を印加していたが、本実施の形態では、チャネルストップ領域15を設けた1層目転送電極A16と、フォトダイオード4に接することがない2層目転送電極A18に、ミドルレベル(VM)の電圧を印加し、読み出しパルス(VH)の印加の有無とは無関係に、チャネルストップ領域15が形成されない領域が大きい2層目転送電極B19と1層目転送電極B17に、ローレベル(VL)の電圧を印加する。
つまり、フォトダイオード4に蓄積された電荷を撮像部垂直CCD5に読み出すための2層目転送電極B19のみならず、チャネルストップ領域15が形成されない領域が大きい1層目転送電極B17にも、ローレベル(VL)の電圧を印加する。
このように、ミドルレベル(VM)の電圧が印加された場合に転送電極下で空乏化が起こる領域が最も大きい転送電極に、ローレベル(VL)の電圧を印加することにより、界面が空乏化することによって生じる暗電荷を効果的に抑制することができる。
また、実施の形態1と同様、撮像部垂直CCD5上の転送電極に、映像期間における水平転送期間にはミドルレベル(VM)とローレベル(VL)の一定電圧を印加し、水平ブランキング期間には、蓄積部3に印加されるラインシフトパルスによる信号電荷の転送方向と同方向または逆方向の転送を可能とするラインシフトパルスを印加する駆動を行う。それにより、映像期間内における撮像部2から蓄積部3への不要電荷の混入を、さらに抑制することが可能である。
上記の実施の形態によれば、全画素読み出し方式のFIT型CCD固体撮像装置においても、不要電荷の蓄積部への混入を効果的に抑制することを可能にするCCD固体撮像装置を実現することが可能である。
本発明のCCD固体撮像装置は、低スミアが必要であり、また高輝度のスポットライトを撮像する機会の多い放送用スタジオカメラや、屋外で使用する取材用カメラ、メカシャッタがないため低スミアを実現する必要のあるモバイル端末向けの固体撮像装置として有用である。
1 CCD固体撮像装置
2 撮像部
3 蓄積部
4 フォトダイオード
5 撮像部垂直CCD(第1垂直転送部)
6 蓄積部垂直CCD(第2垂直転送部)
7 水平CCD
8 オーバーフロードレイン
9 フローティングディフュージョン
10 リセットゲート
11 リセットドレイン
12 出力アンプ
13 1層目転送電極
14 2層目転送電極
15 チャネルストップ領域
16 1層目転送電極A
17 1層目転送電極B
18 2層目転送電極A
19 2層目転送電極B
PS1、PS2 ラインシフトパルス
2 撮像部
3 蓄積部
4 フォトダイオード
5 撮像部垂直CCD(第1垂直転送部)
6 蓄積部垂直CCD(第2垂直転送部)
7 水平CCD
8 オーバーフロードレイン
9 フローティングディフュージョン
10 リセットゲート
11 リセットドレイン
12 出力アンプ
13 1層目転送電極
14 2層目転送電極
15 チャネルストップ領域
16 1層目転送電極A
17 1層目転送電極B
18 2層目転送電極A
19 2層目転送電極B
PS1、PS2 ラインシフトパルス
Claims (11)
- 入射光を電荷に変換するフォトダイオードをそれぞれ含む複数の画素がマトリクス状に配置され、前記フォトダイオードからの電荷を垂直方向に転送する第1垂直転送部およびその上に設けられた第1転送電極を有する撮像部と、
前記第1垂直転送部と接続され前記第1垂直転送部からの電荷を蓄積するための第2垂直転送部およびその上に設けられた第2転送電極を有する蓄積部と、
前記蓄積部から転送された電荷をそれぞれ水平方向に転送する水平転送部とを備え、
前記第1転送電極に読み出しパルスを印加して、前記フォトダイオードの信号電荷を前記第1垂直転送部に読み出し、前記第1転送電極および前記第2転送電極に転送パルスを印加することで、前記フォトダイオードからの前記信号電荷を前記蓄積部まで転送し、水平ライン毎に前記水平転送部を介して映像信号を出力するCCD固体撮像装置の駆動方法において、
前記映像信号出力期間中は、前記第1垂直転送部と前記フォトダイオードとの間を分離する領域および水平方向に隣接する前記第1転送電極間を接続するために設けられた配線下の領域において、各画素に含まれる前記第1転送電極のうちチャネルストップ領域が設けられていない領域が最も大きい転送電極に第1の電圧として前記読み出しパルスと逆極性の電圧を印加し、各画素内の他の転送電極のうち少なくとも1つに前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を印加することを特徴とするCCD固体撮像装置の駆動方法。 - 前記映像信号出力期間中、前記第1の電圧を、前記フォトダイオードから前記第1垂直転送部への前記電荷の読み出しを行う読み出し電極以外の転送電極に印加する請求項1記載のCCD固体撮像装置の駆動方法。
- 水平ブランキング期間は、前記第1転送電極にラインシフトパルスを印加する請求項1記載のCCD固体撮像装置の駆動方法。
- 入射光を電荷に変換するフォトダイオードをそれぞれ含む複数の画素がマトリクス状に配置され、前記フォトダイオードからの電荷を垂直方向に転送する第1垂直転送部およびその上に設けられた第1転送電極を有する撮像部と、
前記第1垂直転送部と接続され前記第1垂直転送部からの電荷を蓄積するための第2垂直転送部およびその上に設けられた第2転送電極を有する蓄積部と、
前記蓄積部から転送された電荷をそれぞれ水平方向に転送する水平転送部とを備え、
前記第1転送電極に読み出しパルスを印加して、前記フォトダイオードの信号電荷を前記第1垂直転送部に読み出し、前記第1転送電極および前記第2転送電極に転送パルスを印加することで、前記フォトダイオードからの前記信号電荷を前記蓄積部まで転送し、水平ライン毎に前記水平転送部を介して映像信号を出力するCCD固体撮像装置の駆動方法において、
前記映像信号出力期間中は、前記第1垂直転送部と前記フォトダイオードとの間を分離する領域および水平方向に隣接する前記第1転送電極間を接続するために設けられた配線下の領域において、前記第1転送電極のうち前記フォトダイオードから前記第1垂直転送部への前記電荷の読み出しを行う読み出し電極に第1の電圧として前記読み出しパルスと逆極性の電圧を印加し、各画素内の他の転送電極のうち少なくとも1つに前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を印加し、水平ブランキング期間は、前記第1転送電極にラインシフトパルスを印加することを特徴とするCCD固体撮像装置の駆動方法。 - 前記撮像部の前記蓄積部と反対側に隣接してオーバーフロードレインを設け、
水平ブランキング期間に前記第1転送電極に印加するラインシフトパルスによる信号電荷の転送方向を、前記第2転送電極に印加するラインシフトパルスによる信号電荷の転送方向とは逆方向とする請求項3または4記載のCCD固体撮像装置の駆動方法。 - 入射光を電荷に変換するフォトダイオードをそれぞれ含む複数の画素がマトリクス状に配置され、前記フォトダイオードからの電荷を垂直方向に転送する第1垂直転送部およびその上に設けられた第1転送電極を有する撮像部と、
前記第1垂直転送部と接続され前記第1垂直転送部からの電荷を蓄積するための第2垂直転送部およびその上に設けられた第2転送電極を有する蓄積部と、
前記蓄積部から転送された電荷をそれぞれ水平方向に転送する水平転送部とを備え、
前記第1転送電極に読み出しパルスを印加して、前記フォトダイオードの信号電荷を前記第1垂直転送部に読み出し、前記第1転送電極および前記第2転送電極に転送パルスを印加することで、前記フォトダイオードからの前記信号電荷を前記蓄積部まで転送し、水平ライン毎に前記水平転送部を介して映像信号を出力するCCD固体撮像装置において、
前記映像信号出力期間中は、前記第1垂直転送部と前記フォトダイオードとの間を分離する領域および水平方向に隣接する前記第1転送電極間を接続するために設けられた配線下の領域において、各画素に含まれる前記第1転送電極のうちチャネルストップ領域が設けられていない領域が最も大きい転送電極に第1の電圧として前記読み出しパルスと逆極性の電圧を印加し、各画素内の他の転送電極のうち少なくとも1つに前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を印加することを特徴とするCCD固体撮像装置。 - 前記映像信号出力期間中、前記第1の電圧を、前記フォトダイオードから前記第1垂直転送部への前記電荷の読み出しを行う読み出し電極以外の転送電極に印加する請求項6記載のCCD固体撮像装置。
- 水平ブランキング期間は、前記第1転送電極にラインシフトパルスを印加する請求項6記載のCCD固体撮像装置。
- 入射光を電荷に変換するフォトダイオードをそれぞれ含む複数の画素がマトリクス状に配置され、前記フォトダイオードからの電荷を垂直方向に転送する第1垂直転送部およびその上に設けられた第1転送電極を有する撮像部と、
前記第1垂直転送部と接続され前記第1垂直転送部からの電荷を蓄積するための第2垂直転送部およびその上に設けられた第2転送電極を有する蓄積部と、
前記蓄積部から転送された電荷をそれぞれ水平方向に転送する水平転送部とを備え、
前記第1転送電極に読み出しパルスを印加して、前記フォトダイオードの信号電荷を前記第1垂直転送部に読み出し、前記第1転送電極および前記第2転送電極に転送パルスを印加することで、前記フォトダイオードからの前記信号電荷を前記蓄積部まで転送し、水平ライン毎に前記水平転送部を介して映像信号を出力するCCD固体撮像装置において、
前記映像信号出力期間中は、前記第1垂直転送部と前記フォトダイオードとの間を分離する領域および水平方向に隣接する前記第1転送電極間を接続するために設けられた配線下の領域において、前記第1転送電極のうち前記フォトダイオードから前記第1垂直転送部への前記電荷の読み出しを行う読み出し電極に第1の電圧として前記読み出しパルスと逆極性の電圧を印加し、各画素内の他の転送電極のうち少なくとも1つに前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を印加し、水平ブランキング期間は、前記第1転送電極にラインシフトパルスを印加することを特徴とするCCD固体撮像装置。 - 前記撮像部の前記蓄積部と反対側に隣接してオーバーフロードレインを設け、
水平ブランキング期間に前記第1転送電極に印加するラインシフトパルスによる信号電荷の転送方向を、前記第2転送電極に印加するラインシフトパルスによる信号電荷の転送方向とは逆方向とする請求項8または9記載のCCD固体撮像装置の駆動方法。 - 請求項6〜10のいずれか1項に記載のCCD固体撮像装置を備えたカメラ。
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JP2004081067A JP2005269410A (ja) | 2004-03-19 | 2004-03-19 | Ccd固体撮像装置の駆動方法、ccd固体撮像装置およびカメラ |
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CN112835006A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-25 | 成都汇蓉国科微系统技术有限公司 | 一种基于帧间积累的跟踪雷达海上小目标检测方法及系统 |
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2004
- 2004-03-19 JP JP2004081067A patent/JP2005269410A/ja not_active Withdrawn
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CN112835006A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-25 | 成都汇蓉国科微系统技术有限公司 | 一种基于帧间积累的跟踪雷达海上小目标检测方法及系统 |
CN112835006B (zh) * | 2021-01-05 | 2023-05-16 | 成都汇蓉国科微系统技术有限公司 | 一种基于帧间积累的跟踪雷达海上小目标检测方法及系统 |
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