JP2554621B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JP2554621B2 JP2554621B2 JP60294144A JP29414485A JP2554621B2 JP 2554621 B2 JP2554621 B2 JP 2554621B2 JP 60294144 A JP60294144 A JP 60294144A JP 29414485 A JP29414485 A JP 29414485A JP 2554621 B2 JP2554621 B2 JP 2554621B2
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- horizontal
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は水平走査の手段として電荷転送素子を用いた
固体撮像装置に関する。
固体撮像装置に関する。
（従来技術） 固体撮像素子は撮像管と比較し、小型、低消費電力、
無歪、焼き付きが皆無等の長所がある反面、ブルーミン
グやスミヤといった固体撮像素子特有の問題点がある。
これらの問題点解決のため、例えば電荷転送型の固体撮
像素子ではブルーミングに対しては、第３図のように光
電変換セル１に隣接してオーバーフロードレイン７を設
けオーバーフローゲート６を介して過剰電荷を排出する
構造、スミヤに対しては、例えば第４図のフレーム転送
型では光電変換セル１から蓄積領域２への電荷転送を高
速化することにより低減をはかる方法や、この拘束の転
送期間に光学的にシャッターをかけて、スミヤを除去す
る方法があり、また、インターライン転送型にフレーム
転送型の蓄積部を設けることにより低減をはかる方法も
提案されている。
無歪、焼き付きが皆無等の長所がある反面、ブルーミン
グやスミヤといった固体撮像素子特有の問題点がある。
これらの問題点解決のため、例えば電荷転送型の固体撮
像素子ではブルーミングに対しては、第３図のように光
電変換セル１に隣接してオーバーフロードレイン７を設
けオーバーフローゲート６を介して過剰電荷を排出する
構造、スミヤに対しては、例えば第４図のフレーム転送
型では光電変換セル１から蓄積領域２への電荷転送を高
速化することにより低減をはかる方法や、この拘束の転
送期間に光学的にシャッターをかけて、スミヤを除去す
る方法があり、また、インターライン転送型にフレーム
転送型の蓄積部を設けることにより低減をはかる方法も
提案されている。
このようなヘーレーム転送型やインターライン転送型
に蓄積部を設けた構造では光電変換後、垂直転送レジス
タに読み出された信号電荷を蓄積部へ高速で転送する
際、蓄積部に存在する暗電流成分やスミヤ成分、その他
の不要電荷が高速で水平転送レジスタに転送されるた
め、水平転送レジスタは垂直転送レジスタから一水平走
査期間に多数回の電荷を受けとることになり、オーバー
フローする欠点があった。
に蓄積部を設けた構造では光電変換後、垂直転送レジス
タに読み出された信号電荷を蓄積部へ高速で転送する
際、蓄積部に存在する暗電流成分やスミヤ成分、その他
の不要電荷が高速で水平転送レジスタに転送されるた
め、水平転送レジスタは垂直転送レジスタから一水平走
査期間に多数回の電荷を受けとることになり、オーバー
フローする欠点があった。
また、インターライン転送型素子においても同素子を
スチルカメラに応用する場合、読出し以前に光電変換セ
ル、垂直転送レジスタで発生した不要電荷を高速で排出
させる必要があり、フレーム転送型と同様に水平転送レ
ジスタがオーバーフローする欠点があった。
スチルカメラに応用する場合、読出し以前に光電変換セ
ル、垂直転送レジスタで発生した不要電荷を高速で排出
させる必要があり、フレーム転送型と同様に水平転送レ
ジスタがオーバーフローする欠点があった。
（発明の目的） 本発明は水平転送レジスタに隣接してオーバーフロー
ドレインを設けることにより、水平転送レジスタにより
転送可能な電荷容量を越えた過剰電荷が転送される場合
に生ずる水平転送レジスタのブルーミング、及び水平転
送レジスタがオーバーフローした場合、水平入力ゲート
部から水平転送レジスタへの信号電荷の転送が不可能と
なることから生ずる水平入力ゲート部のオーバーフロー
を簡単な構造、駆動により取り除くことのできる装置を
提供しようとするものである。
ドレインを設けることにより、水平転送レジスタにより
転送可能な電荷容量を越えた過剰電荷が転送される場合
に生ずる水平転送レジスタのブルーミング、及び水平転
送レジスタがオーバーフローした場合、水平入力ゲート
部から水平転送レジスタへの信号電荷の転送が不可能と
なることから生ずる水平入力ゲート部のオーバーフロー
を簡単な構造、駆動により取り除くことのできる装置を
提供しようとするものである。
（発明の構成） 本発明によれば半導体板上に２次元に配置された光電
変換セルと電荷転送型の水平転送レジスタと、前記水平
転送レジスタの近傍に設けられたオーバーフロードレイ
ンと前記水平転送レジスタを前記オーバーフロードレイ
ンとの間に設けられたオーバーフローゲート部とを含む
固体撮像装置において、チャネル幅を変化させることに
よりナローチャネル効果を利用して、前記オーバーフロ
ーゲート部と前記水平転送レジスタのストレージ領域と
のポテンシャル障壁を前記水平転送レジスタの入力ゲー
ト領域と前記ストレージ領域との間のポテンシャル障壁
より低く、かつ、前記ストレージ領域と前記ストレージ
領域と隣接する前記水平転送レジスタのバリア領域との
間のポテンシャル障壁より低く、設定したことを特徴と
する固体撮像装置が得られる。
変換セルと電荷転送型の水平転送レジスタと、前記水平
転送レジスタの近傍に設けられたオーバーフロードレイ
ンと前記水平転送レジスタを前記オーバーフロードレイ
ンとの間に設けられたオーバーフローゲート部とを含む
固体撮像装置において、チャネル幅を変化させることに
よりナローチャネル効果を利用して、前記オーバーフロ
ーゲート部と前記水平転送レジスタのストレージ領域と
のポテンシャル障壁を前記水平転送レジスタの入力ゲー
ト領域と前記ストレージ領域との間のポテンシャル障壁
より低く、かつ、前記ストレージ領域と前記ストレージ
領域と隣接する前記水平転送レジスタのバリア領域との
間のポテンシャル障壁より低く、設定したことを特徴と
する固体撮像装置が得られる。
（実施例の説明） 次に本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。第１図は基本的なフレーム転送型の電荷転送素子に
適用した場合である。撮像された画像は光電変換セル１
で光電変換され信号電荷が蓄積される。もちろん、この
場合φV1,φV2のクロックパルスは与えない。一垂直走
査期間が終了すると光電変換セル１に蓄積された信号電
荷はブランキング期間にφV1,φV2,φV1′，φV2′に印
加されるクロックパルスにより高速で少なくとも光電変
換セル１の垂直方向の数に等しい段数分まで転送され、
蓄積部２にたくわえられる。このようにして蓄積部２に
蓄えられた電荷はφV1′，φV2′に印加される垂直転送
クロックパルスにより、水平転送レジスタ３に−水平走
査期間毎に、順次転送され、さらにφH1,φH2のクロッ
クパルスにより出力増幅器４に導れ標準テレビジョン信
号として端子５より取り出される。上記の動作は一般的
なフレーム転送の撮像時を示したものであるが、光電変
換部１の信号電荷が蓄積部２へ高速転送する際蓄積部２
の転送電極φV1′，φV2′にもクロックパルスが印加さ
れるので、この時蓄積部２に存在する暗電流成分等の不
要電荷は高速で水平転送レジスタ３へ転送されることに
なる。従って水平転送レジスタ３は順次画像の信号電荷
を読み出している場合は−水平走査期間が終了して後蓄
積部２より一回電荷を受け取るが、蓄積部２を高速で動
作させる場合、水平転送レジスタ３は−水平走査期間中
に複数回、不要電荷を受け取ることになる。従って、水
平転送レジスタ３の飽和電荷量を越える不要電荷が蓄積
部２より転送されると水平転送レジスタ３はオーバーフ
ローする。たとえオーバーフローした場合でも、垂直ブ
ランキング期間中にオーバーフローした状態が解消され
れば問題はない。しかしながら水平転送レジスタ３がオ
ーバーフローした場合、蓄積部２からの転送は不可能と
なり蓄積部２がオーバーフローする。従って画面上部に
ブルーミングが発生することになる。このブルーミング
は第１図のように水平転送レジスタ３にオーバーフロー
ドレイン７を設けることによって抑制できる。第１図は
このオーバーフロードレイン７を蓄積部２を構成する垂
直転送チャネルの反対側に設けた例だが、この部分の動
作を第２図を用いて詳細に説明する。蓄積部２に蓄えら
れた電荷は蓄積部２自体を構成する垂直転送チャネル９
を通して水平転送チャネル10へ導れる。この時水平転送
チャネル10の幅は垂直転送チャネル９、及びオーバーフ
ローゲート６の幅より広くナローチャネル効果によるチ
ャネル障壁により一度水平転送チャネル10へ転送された
電荷は垂直転送チャネル９及びオーバーフローゲート６
へ逆戻りせずに、水平転送クロックパルスにより順次転
送される。すなわち、オーバーフローゲート６と水平転
送チャネル10の電位障壁を垂直転送レジスタの転送電荷
量の最大値が転送された場合でもオーバーフローしない
ように大きく設定しておけば、通常の信号電荷の転送は
オーバーフロードレイン７を設けても全く支障なく行う
ことができる。そして過剰な不要電荷が水平転送チャネ
ル10に転送され、オーバーフロードレイン６との電位障
壁を越えてはじめてオーバーフロードレイン７に不要電
荷が排出される。従ってブランキング期間に不要電荷が
−水平走査期間に複数回水平転送チャネル10に転送され
る場合のみオーバーフロードレインの構造が動作するこ
とになり効果的にブルーミングが抑制できる。また、オ
ーバーフロードレイン７を電極を設けることなく、同一
導電形の基板を形成する。半導体で代用することにより
構造的にも非常に簡単になる。
る。第１図は基本的なフレーム転送型の電荷転送素子に
適用した場合である。撮像された画像は光電変換セル１
で光電変換され信号電荷が蓄積される。もちろん、この
場合φV1,φV2のクロックパルスは与えない。一垂直走
査期間が終了すると光電変換セル１に蓄積された信号電
荷はブランキング期間にφV1,φV2,φV1′，φV2′に印
加されるクロックパルスにより高速で少なくとも光電変
換セル１の垂直方向の数に等しい段数分まで転送され、
蓄積部２にたくわえられる。このようにして蓄積部２に
蓄えられた電荷はφV1′，φV2′に印加される垂直転送
クロックパルスにより、水平転送レジスタ３に−水平走
査期間毎に、順次転送され、さらにφH1,φH2のクロッ
クパルスにより出力増幅器４に導れ標準テレビジョン信
号として端子５より取り出される。上記の動作は一般的
なフレーム転送の撮像時を示したものであるが、光電変
換部１の信号電荷が蓄積部２へ高速転送する際蓄積部２
の転送電極φV1′，φV2′にもクロックパルスが印加さ
れるので、この時蓄積部２に存在する暗電流成分等の不
要電荷は高速で水平転送レジスタ３へ転送されることに
なる。従って水平転送レジスタ３は順次画像の信号電荷
を読み出している場合は−水平走査期間が終了して後蓄
積部２より一回電荷を受け取るが、蓄積部２を高速で動
作させる場合、水平転送レジスタ３は−水平走査期間中
に複数回、不要電荷を受け取ることになる。従って、水
平転送レジスタ３の飽和電荷量を越える不要電荷が蓄積
部２より転送されると水平転送レジスタ３はオーバーフ
ローする。たとえオーバーフローした場合でも、垂直ブ
ランキング期間中にオーバーフローした状態が解消され
れば問題はない。しかしながら水平転送レジスタ３がオ
ーバーフローした場合、蓄積部２からの転送は不可能と
なり蓄積部２がオーバーフローする。従って画面上部に
ブルーミングが発生することになる。このブルーミング
は第１図のように水平転送レジスタ３にオーバーフロー
ドレイン７を設けることによって抑制できる。第１図は
このオーバーフロードレイン７を蓄積部２を構成する垂
直転送チャネルの反対側に設けた例だが、この部分の動
作を第２図を用いて詳細に説明する。蓄積部２に蓄えら
れた電荷は蓄積部２自体を構成する垂直転送チャネル９
を通して水平転送チャネル10へ導れる。この時水平転送
チャネル10の幅は垂直転送チャネル９、及びオーバーフ
ローゲート６の幅より広くナローチャネル効果によるチ
ャネル障壁により一度水平転送チャネル10へ転送された
電荷は垂直転送チャネル９及びオーバーフローゲート６
へ逆戻りせずに、水平転送クロックパルスにより順次転
送される。すなわち、オーバーフローゲート６と水平転
送チャネル10の電位障壁を垂直転送レジスタの転送電荷
量の最大値が転送された場合でもオーバーフローしない
ように大きく設定しておけば、通常の信号電荷の転送は
オーバーフロードレイン７を設けても全く支障なく行う
ことができる。そして過剰な不要電荷が水平転送チャネ
ル10に転送され、オーバーフロードレイン６との電位障
壁を越えてはじめてオーバーフロードレイン７に不要電
荷が排出される。従ってブランキング期間に不要電荷が
−水平走査期間に複数回水平転送チャネル10に転送され
る場合のみオーバーフロードレインの構造が動作するこ
とになり効果的にブルーミングが抑制できる。また、オ
ーバーフロードレイン７を電極を設けることなく、同一
導電形の基板を形成する。半導体で代用することにより
構造的にも非常に簡単になる。
なお、このようなオーバーフロードレインの構造は垂
直走査手段がMOSスイッチとMOSスイッチの開閉制御信号
を発生する垂直シフトレジスタからなる。いわゆるMOS
構造であるものや水平転送レジスタがBBD（Bucket Brig
ode Device）で構成されているものにも適用できること
は言うまでもない。
直走査手段がMOSスイッチとMOSスイッチの開閉制御信号
を発生する垂直シフトレジスタからなる。いわゆるMOS
構造であるものや水平転送レジスタがBBD（Bucket Brig
ode Device）で構成されているものにも適用できること
は言うまでもない。
（発明の効果） 本発明は以上のように水平転送レジスタにそのチャネ
ル幅による電位障壁を利用したオーバーフロードレイン
を設けることにより、簡単な構造、駆動によりブルーミ
ングを除去する効果がある。
ル幅による電位障壁を利用したオーバーフロードレイン
を設けることにより、簡単な構造、駆動によりブルーミ
ングを除去する効果がある。
第１図は、本発明の実施例のブロック図、第２図は第１
図で示した水平転送レジスタのオーバーフロードレイン
の部分の構造図、第３図は従来の光電変換セルのオーバ
ーフロードレインの図、第４図はフレーム転送型電荷転
送素子を示す図である。 １……光電変換セル、２……蓄積部、３……水平転送レ
ジスタ、６……オーバーフローゲート、７……オーバー
フロードレイン、10……水平転送チャネル
図で示した水平転送レジスタのオーバーフロードレイン
の部分の構造図、第３図は従来の光電変換セルのオーバ
ーフロードレインの図、第４図はフレーム転送型電荷転
送素子を示す図である。 １……光電変換セル、２……蓄積部、３……水平転送レ
ジスタ、６……オーバーフローゲート、７……オーバー
フロードレイン、10……水平転送チャネル
Claims (1)
- 【請求項１】光電変換セルで光電変換された信号電荷を
複数の電極に対し複数種のクロック信号をそれぞれ印加
することにより垂直方向に転送する垂直転送レジスタ
と、前記垂直転送レジスタの一端に接続され前記信号電
荷を水平方向に転送する水平転送レジスタと、前記水平
転送レジスタの近傍に平行に設けられたオーバーフロー
ドレインと、前記水平転送レジスタと前記オーバーフロ
ードレインとの間に設けられたオーバーフローゲートと
を有し、前記オーバーフローゲートのチャネル幅を前記
水平転送レジスタのチャネル幅より狭く、前記水平転送
レジスタと接続している部分の前記垂直転送レジスタの
チャネル幅より広くして、狭チャネル効果により前記オ
ーバーフローゲートのポテンシャルを前記水平転送レジ
スタのポテンシャルより高く、前記水平転送レジスタと
接続している部分の前記垂直転送レジスタのチャネル部
分のポテンシャルよりは低くしたことを特徴とする固体
撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60294144A JP2554621B2 (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60294144A JP2554621B2 (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62154881A JPS62154881A (ja) | 1987-07-09 |
| JP2554621B2 true JP2554621B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=17803877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60294144A Expired - Fee Related JP2554621B2 (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2554621B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2523717B2 (ja) * | 1987-11-26 | 1996-08-14 | 松下電子工業株式会社 | 固体撮像装置 |
| JPH07112059B2 (ja) * | 1989-02-03 | 1995-11-29 | シャープ株式会社 | 固体撮像装置 |
| US5990953A (en) | 1995-12-15 | 1999-11-23 | Nec Corporation | Solid state imaging device having overflow drain region provided in parallel to CCD shift register |
| JP2812310B2 (ja) * | 1996-07-30 | 1998-10-22 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| JP2914496B2 (ja) | 1996-12-05 | 1999-06-28 | 日本電気株式会社 | 固体撮像素子 |
| JP3317248B2 (ja) | 1998-09-18 | 2002-08-26 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5930378A (ja) * | 1982-08-12 | 1984-02-17 | Canon Inc | 撮像装置 |
| JPS6089177A (ja) * | 1983-10-21 | 1985-05-20 | Canon Inc | 撮像素子 |
-
1985
- 1985-12-26 JP JP60294144A patent/JP2554621B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62154881A (ja) | 1987-07-09 |
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| JPH07112058B2 (ja) | 固体撮像素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |