JP2799015B2 - Driving method of solid-state imaging device - Google Patents

Driving method of solid-state imaging device

Info

Publication number
JP2799015B2
JP2799015B2 JP1306481A JP30648189A JP2799015B2 JP 2799015 B2 JP2799015 B2 JP 2799015B2 JP 1306481 A JP1306481 A JP 1306481A JP 30648189 A JP30648189 A JP 30648189A JP 2799015 B2 JP2799015 B2 JP 2799015B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charge
photodiode
signal
state imaging
charges
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP1306481A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03167973A (en
Inventor
忠 杉木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP1306481A priority Critical patent/JP2799015B2/en
Publication of JPH03167973A publication Critical patent/JPH03167973A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2799015B2 publication Critical patent/JP2799015B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、例えば電子スチルカメラやビデオカメラ
等に使用される固体撮像素子に係り、特にその駆動方法
の改良に関する。
The present invention relates to a solid-state imaging device used in, for example, an electronic still camera or a video camera, and particularly to an improvement in a driving method thereof.

(従来の技術) 周知のように、例えば電子スチルカメラやビデオカメ
ラ等にあっては、被写体の光学像を電気的なテレビジョ
ン信号に変換するために、例えばCCD(チャージ・カッ
プルド・デバイス)等に代表される固体撮像素子が用い
られてきている。この固体撮像素子は、一般に、水平及
び垂直方向に平面的に配列された複数のフォトダイオー
ドと、この複数のフォトダイオードにそれぞれ対応して
設置され、フォトダイオードの信号電荷が転送されると
ともに、垂直方向への電荷転送が可能な複数の垂直転送
段と、この複数の垂直転送段によって垂直方向に転送さ
れた信号電荷が供給される水平転送段と、この水平転送
段に転送された信号電荷を増幅して出力する出力増幅部
とを備えている。
(Prior Art) As is well known, for example, in an electronic still camera or a video camera, in order to convert an optical image of a subject into an electric television signal, for example, a CCD (Charge Coupled Device) Solid-state imaging devices such as those described above have been used. The solid-state imaging device is generally provided with a plurality of photodiodes arranged in a plane in the horizontal and vertical directions, and installed corresponding to each of the plurality of photodiodes. A plurality of vertical transfer stages capable of transferring charges in the directions, a horizontal transfer stage to which the signal charges transferred vertically by the plurality of vertical transfer stages are supplied, and a signal charge transferred to the horizontal transfer stages. And an output amplifying unit for amplifying and outputting.

ここで、フォトダイオードから垂直転送段への電荷転
送が非完全転送型の固体撮像素子で、電子シャッタ動作
を行なった場合について考える。この電子シャッタ動作
とは、フォトダイオードに対する信号電荷蓄積時間をフ
ィールドレート(NTSC方式の場合は1/59.94sec)より短
い時間(例えば1/1000sec)とすることにより、動被写
体に対する解像度を向上させる手段であり、信号読み出
しより露光時間だけ前にフォトダイオード内の不要電荷
を掃き出すことで実現される。そして、この信号読み出
しや不要電荷の掃き出しは、転送ゲート電極に信号読み
出し用及び電荷の掃き出し用のフィールドシフトパルス
を与えることにより行なわれる。
Here, a case is considered in which the charge transfer from the photodiode to the vertical transfer stage is an incomplete transfer type solid-state imaging device and the electronic shutter operation is performed. The electronic shutter operation is a means for improving the resolution for a moving subject by setting the signal charge accumulation time for the photodiode to a time shorter than the field rate (1 / 59.94 sec in the case of the NTSC system) (for example, 1/1000 sec). This is realized by sweeping out unnecessary charges in the photodiode just before the signal reading by the exposure time. This signal reading and unnecessary charge sweeping are performed by applying a field shift pulse for signal reading and charge sweeping to the transfer gate electrode.

ところで、フォトダイオードから垂直転送段への電荷
転送が非完全型の固体撮像素子では、電子シャッタ動作
を行なわせた場合、第10図に示すように、信号量が小さ
いときに入射光量と出力信号との直線性が悪くなるとい
う問題が生じる。この原因は、フォトダイオード内に蓄
積された電子のエネルギー準位に対する存在確率が、熱
平衡状態であるFermi−Dirac分布にしたがうために、画
素内に存在する電子数と読み出される信号電子数との間
に直線関係が成立しないためである。
By the way, in a solid-state imaging device in which charge transfer from the photodiode to the vertical transfer stage is incomplete, when the electronic shutter operation is performed, as shown in FIG. 10, when the signal amount is small, the incident light amount and the output signal The problem that the linearity becomes worse. The cause is that the existence probability of the energy level of the electrons stored in the photodiode follows the Fermi-Dirac distribution which is in a thermal equilibrium state, so that the number of electrons existing in the pixel and the number of read signal electrons are different. This is because a linear relationship is not established.

すなわち、フォトダイオード内電子の存在確率がした
がうFermi−Dirac分布PFD(V,VFL)は、 PFD(V,VFL)=1/[1+exp{e(V−VFL)/kT}] で与えられる。ただし、VFLはフォトダイオード内電子
のフェルミ準位であり、Vは電子の持ち得るエネルギー
準位であり、eは電子の電荷量(1.602×10-19C)であ
り、kはボルツマン定数(1.3804×10-23J/K)であり、
Tは絶対温度である。そして、フォトダイオードから垂
直転送段への電荷転送(いわゆるフィールドシフト)
は、第11図に示すように、フォトダイオードPDと垂直転
送段V−CCDとの間に設けられた転送ゲートTGのポテン
シャルを下げることにより、転送ゲートTGのポテンシャ
ルより上のエネルギー準位にある電子(第11図中斜線で
示す)が垂直転送段V−CCDに転送されて行なわれる。
That is, the Fermi-Dirac distribution P FD (V, V FL ) according to the probability of existence of electrons in the photodiode is P FD (V, V FL ) = 1 / [1 + exp {e (V-V FL ) / kT}]. Given by Here, V FL is the Fermi level of the electrons in the photodiode, V is the energy level that the electrons can have, e is the electron charge (1.602 × 10 −19 C), and k is the Boltzmann constant ( 1.3804 × 10 -23 J / K)
T is the absolute temperature. Then, charge transfer from the photodiode to the vertical transfer stage (so-called field shift)
Is at an energy level higher than the potential of the transfer gate TG by lowering the potential of the transfer gate TG provided between the photodiode PD and the vertical transfer stage V-CCD, as shown in FIG. Electrons (indicated by oblique lines in FIG. 11) are transferred to the vertical transfer stage V-CCD and performed.

このため、フォトダイオードPDから垂直転送段V−CC
Dに転送される電荷QRは、転送ゲートTGのポテンシャル
をVTGとし、フォトダイオードPDの準位密度の2倍をg
とすれば、 で与えられる。この積分を行なうと、 QR=(egkT/e) ・ln[1+exp{(VFL−VTG)/VT}] となる。ただし、VTは熱電圧で、kT/eである。そして、
このフォトダイオード内電荷のフェルミレベル(VFL−V
TG)/VTと、 との関係を、第12図に示している。フォトダイオードPD
から垂直転送段V−CCDへの電荷転送により、フォトダ
イオードPD内のフェルミ準位はQR/egだけ低下する。こ
のため、フィールドシフトの前後のフェルミ準位の関係
は、第12図でフィールドシフト前のフェルミ準位に対応
する縦線を引き、曲線との交点から45度の角度で下ろし
た線と横軸との交点が、フィールドシフト後のフェルミ
準位となる。
Therefore, the vertical transfer stage V-CC
Charge is transferred to the D Q R is the potential of the transfer gate TG and V TG, twice the level density of the photodiode PD g
given that, Given by Doing this integration, Q R = (egkT / e ) · ln [1 + exp {(V FL -V TG) / V T}] become. However, V T is a thermal voltage, a kT / e. And
The Fermi level (V FL −V
TG ) / V T Is shown in FIG. Photodiode PD
The charge transfer in the vertical transfer stages V-CCD from the Fermi level in the photodiode PD decreases by Q R / eg. For this reason, the relationship between the Fermi levels before and after the field shift is shown in Fig. 12 by drawing the vertical line corresponding to the Fermi level before the field shift, drawing the line lowered at an angle of 45 degrees from the intersection with the curve, and the horizontal axis. Is the Fermi level after the field shift.

不要電荷掃き出し用のフィールドシフトパルスで不要
電荷を掃き出した後、電子シャッタ露光時間内の入射光
によってフォトダイオードPD内電荷が増加する。その
後、フォトダイオードPDから信号電荷の読み出しを行な
うが、このときに読み出される信号電荷量Eは、第12図
に作図されているように、電子シャッタの露光時間内に
発生した電荷量Dより多くなっている。そして、このよ
うにして求めた入射光量と信号電荷量との関係が、先に
第10図に示したようになり、小信号時に直線性が損なわ
れることになる。
After the unnecessary charges are swept out by the unnecessary charge sweeping field shift pulse, the charges in the photodiode PD increase due to the incident light within the electronic shutter exposure time. Thereafter, the signal charge is read out from the photodiode PD, and the signal charge amount E read out at this time is larger than the charge amount D generated during the exposure time of the electronic shutter as shown in FIG. Has become. Then, the relationship between the amount of incident light and the amount of signal charge obtained in this way is as shown in FIG. 10, and the linearity is impaired at the time of a small signal.

また、不要電荷掃き出し後のフォトダイオードPD内に
は、第13図(a)に作図して示すように、信号電荷量に
対応した残留電荷が多く存在し、同図(b)に斜線で示
すように、残像が発生するという不都合も有している。
Further, as shown in FIG. 13 (a), a large amount of residual charges corresponding to the signal charge amount are present in the photodiode PD after the unnecessary charges have been swept out, and are indicated by oblique lines in FIG. 13 (b). Thus, there is also a disadvantage that an afterimage occurs.

(発明が解決しようとする課題) 以上のように、従来の固体撮像素子の駆動方法では、
非完全転送型の固体撮像素子で電子シャッタ動作を行な
った場合、小信号時に、フィールドシフトの前後のフェ
ルミ準位の関係より、読み出される信号電荷量が露光時
間内に発生した電荷量よりも多くなってしまい、入射光
量に対する出力信号の関係が直線的にならないととも
に、残像も多く発生するという問題を有している。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the driving method of the conventional solid-state imaging device,
When an electronic shutter operation is performed by a non-perfect transfer type solid-state imaging device, the amount of read signal charge is larger than the amount of charge generated during the exposure time due to the relationship between the Fermi level before and after the field shift at the time of a small signal. As a result, the relationship between the output signal and the amount of incident light is not linear, and many afterimages are generated.

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、非完全転送型の固体撮像素子で電子シャッタ動作を
行なった場合に、小信号時に、入射光量に対する出力信
号の関係が非直線になることを防止するとともに、残像
も少なくし得る極めて良好な固体撮像素子の駆動方法を
提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and when an electronic shutter operation is performed by a non-perfect transfer type solid-state imaging device, the relationship between an incident light amount and an output signal at the time of a small signal becomes non-linear. It is an object of the present invention to provide a very good driving method of a solid-state imaging device that can prevent the occurrence of afterimages and reduce afterimages.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明に係る固体撮像素子の駆動方法は、光電変換
素子に対して電荷掃き出しを行ない、該光電変換素子に
対する一定の露光時間が経過した後、光電変換素子から
電荷を読み出すものを対象としている。そして、電荷掃
き出しの前に光電変換素子に所定量の電荷を注入すると
ともに、光電変換素子からの電荷の読み出し時に、該光
電変換素子から電荷を取り出すための転送ゲートのポテ
ンシャルを、電荷掃き出し時よりも低く設定するように
したものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In a method for driving a solid-state imaging device according to the present invention, a charge is discharged to a photoelectric conversion element, and after a predetermined exposure time to the photoelectric conversion element has elapsed. And a device for reading out electric charges from a photoelectric conversion element. Then, a predetermined amount of charge is injected into the photoelectric conversion element before the charge is discharged, and the potential of the transfer gate for taking out the charge from the photoelectric conversion element is set at the time of reading the charge from the photoelectric conversion element. Is also set low.

(作用) 上記のような方法によれば、電荷掃き出しの前に光電
変換素子に所定量の電荷を注入して、電荷掃き出し後の
光電変換素子内の電荷量を一定量にし、転送ゲートのポ
テンシャルを電荷掃き出し時よりも低く設定して、光電
変換素子からの電荷の読み出しを行なうことにより、電
荷読み出し後の光電変換素子内の電荷を一定量にするこ
とができるので、小信号時に、入射光量に対する出力信
号の関係が非直線になることを防止するとともに、残像
も少なくすることができる。
(Operation) According to the above-described method, a predetermined amount of electric charge is injected into the photoelectric conversion element before the electric charge is discharged, the electric charge in the photoelectric conversion element after the electric charge is discharged is made constant, and the potential of the transfer gate is reduced. Is set to be lower than that at the time of sweeping out the charges, and by reading out the charges from the photoelectric conversion element, the charge in the photoelectric conversion element after reading out the charges can be kept constant. Can be prevented from becoming non-linear and the afterimage can be reduced.

(実施例) 以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳
細に説明する。すなわち、第1図に示すように、転送ゲ
ートTGに不要電荷掃き出し用及び信号電荷読み出し用の
各フィールドシフトパルスFS1,FS2を与える前に、電荷
注入用のパルスDT1を発生させ、フォトダイオードPDに
所定量の電荷を注入させるとともに、不要電荷掃き出し
用のフィールドシフトパルスFS1のレベルに対して、信
号電荷読み出し用のフィールドシフトパルスFS2のレベ
ルをΔVFSだけ高くし、つまり、信号電荷読み出し時
に、転送ゲートTGのポテンシャルを不要電荷掃き出し時
よりも低く設定して、フォトダイオードPD内電荷を読み
出すようにしたことが、従来と異なる部分である。ま
た、第2図は、不要電荷掃き出し時と信号電荷読み出し
時とにおける、フォトダイオードPD内電荷のフェルミ準
位とフォトダイオードPDから転送される電荷量との関係
をそれぞれ示している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. That is, as shown in FIG. 1, before applying the field shift pulses FS1 and FS2 for sweeping out unnecessary charges and reading out signal charges to the transfer gate TG, a pulse DT1 for charge injection is generated and the photodiode PD is generated. In addition to injecting a predetermined amount of charge, the level of the field shift pulse FS2 for reading out signal charges is increased by ΔV FS with respect to the level of the field shift pulse FS1 for sweeping out unnecessary charges. The difference from the related art is that the potential of the gate TG is set lower than that at the time of sweeping out unnecessary charges so that charges in the photodiode PD are read out. FIG. 2 shows the relationship between the Fermi level of the charge in the photodiode PD and the amount of charge transferred from the photodiode PD when sweeping out unnecessary charges and when reading out signal charges.

ここで、不要電荷掃き出しに先立つ電荷注入を行なう
ことによって、フォトダイオード内電荷のフェルミ準位
がΔVinjだけ上昇したとすると、電荷掃き出し後のフォ
トダイオード内電荷のフェルミ準位VSは、不要電荷量Δ
VQの関数であり、ΔVFSが十分に大きい場合(信号読み
出し後のフェルミ準位が変化しない)には、 となる。ここで、 (ΔVinj−ΔVFS+ΔVQ)>2VT であれば、6.3%以内の誤差で ln(1+X)=X と近似できるため、 VS(ΔVQ) =−VT×exp{−(ΔVinj−ΔVFS+ΔVQ)/VT} =−VT×exp{−(ΔVinj−ΔVFS)/VT} ×exp{−(ΔVQ/VT)} のように、不要電荷掃き出し後のフォトダイオードPD内
電荷のフェルミ準位が近似できる。その後、信号電荷の
蓄積が行なわれ、フォトダイオードPD内電荷のフェルミ
準位が増加する。
Here, assuming that the Fermi level of the charge in the photodiode is increased by ΔVinj by performing charge injection prior to the sweeping of the unnecessary charge, the Fermi level V S of the charge in the photodiode after the charge sweeping is the amount of the unnecessary charge. Δ
It is a function of V Q and if ΔV FS is large enough (the Fermi level does not change after signal reading), Becomes Here, if (ΔVinj−ΔV FS + ΔV Q )> 2V T, it is possible to approximate ln (1 + X) = X with an error within 6.3%, so that V S (ΔV Q ) = − V T × exp {− ( ΔVinj−ΔV FS + ΔV Q ) / V T == − V T × exp {− (ΔVinj−ΔV FS ) / V T } × exp {− (ΔV Q / V T )} The Fermi level of the charge in the photodiode PD can be approximated. Thereafter, signal charges are accumulated, and the Fermi level of the charges in the photodiode PD increases.

次に、フォトダイオードPDからの信号電荷読み出し時
には、転送ゲートTGのポテンシャルがΔVFSだけ低く設
定されて電荷読み出しが行なわれる。この読み出された
信号電荷量をフォトダイオードPDの静電容量CPD(=e
g)で割った値VROは、 ΔVFS>2VT とし、フォトダイオードPD内に蓄積された電荷のフェル
ミ準位の増加分をΔVsigとすると、 となる。上式において、ΔVsigは信号量であり、ΔVFS
は定数であるため、これらΔVsig,ΔVFSを含む項は非線
形とならない。このため、直線性を劣化させるのは、残
りの、 exp(−ΔVsig/VT) exp(−ΔVQ/VT) を含む項である。これらの項には、 exp(−ΔVFS/VT) exp{−(ΔVinj−ΔVFS)/VT} が乗じられているため、ΔVFSやΔVinj−ΔVFSを大きく
とることにより、非直線成分を減少させることができ
る。
Next, at the time of reading signal charges from the photodiode PD, the potential of the transfer gate TG is set to be lower by ΔV FS to read charges. The read signal charge amount is converted into the capacitance C PD (= e
The value V RO divided by g) is ΔV FS > 2V T, and ΔVsig is the increment of the Fermi level of the charge accumulated in the photodiode PD. Becomes In the above equation, ΔVsig is a signal amount, and ΔV FS
Since is a constant, the term including those [Delta] Vsig, [Delta] V FS is not a non-linear. Therefore, what degrades the linearity is the remaining term including exp (−ΔVsig / V T ) exp (−ΔV Q / V T ). Since these terms are multiplied by exp (−ΔV FS / V T ) exp {− (ΔVinj−ΔV FS ) / V T非, by increasing ΔV FS or ΔVinj−ΔV FS , Ingredients can be reduced.

第3図は、上記実施例による非直線性の改善効果を示
すもので、フィールド周波数が59.94Hzで1/1000secの電
子シャッタ動作を行なわせたときの、入射光量と出力信
号量との関係を、 ΔVFS=ΔVinj−ΔVFS =n×VT(n=0,1,2,3,4,……) としてプロットしたものである。第3図から明らかなよ
うに、 ΔVFS=ΔVinj−ΔVFS>3VT では非線形性はほとんどなくなることがわかる。室温
(27℃)では、VT=25.6mVであるので、 ΔVFS=ΔVinj−ΔVFS>80mV であれば、直線性はほとんど劣化しないと言える。
FIG. 3 shows the effect of improving the nonlinearity according to the above embodiment. The relationship between the amount of incident light and the amount of output signal when an electronic shutter operation is performed at a field frequency of 59.94 Hz and 1/1000 sec is performed. , ΔV FS = ΔVinj−ΔV FS = n × V T (n = 0, 1, 2, 3, 4,...). As is apparent from Figure 3, ΔV FS = ΔVinj-ΔV FS > nonlinearity in 3V T It can be seen that hardly. At room temperature (27 ° C.), V T = 25.6 mV, so that if ΔV FS = ΔVinj−ΔV FS > 80 mV, it can be said that the linearity hardly deteriorates.

したがって、上記実施例によれば、不要電荷掃き出し
の前にフォトダイオードPDにバイアス電荷を注入し、信
号電荷読み出しのときに掃き出し時よりも深い準位の信
号電荷まで読み出すようにしたので、電子シャッタ動作
を行なった場合に、小信号時に、入射光量に対する出力
信号の関係が非直線になることを防止することができ
る。
Therefore, according to the above-described embodiment, the bias charge is injected into the photodiode PD before the unnecessary charge is swept out, and the signal charge at the level deeper than that at the time of the sweeping is read out when reading out the signal charge. When the operation is performed, it is possible to prevent the relationship between the amount of incident light and the output signal from becoming non-linear at the time of a small signal.

ここで、フォトダイオードPDから転送される電荷の最
低準位は、第4図に示すように、転送ゲートTGに与える
パルス電圧を変えることにより、転送ゲートTG電極下の
ポテンシャルをコントロールできるので実現できる。ま
た、フォトダイオードPDへのバイアス電荷の注入方法と
しては、電気的方法と光学的方法とがある。そこで、電
気的注入方法の一例をあげる。固体撮像素子には、強い
光が入射したときにも、フォトダイオードPDから信号伝
送路に過剰電流が流れ出ないように、第5図に示すよう
なオーバーフロードレイン(OFD)が付けられている。
このオーバーフロードレインには、通常、低いポテンシ
ャルVOFDを与えて過剰電流が流れ込むようになってい
る。このドレインに高ポテンシャルのパルスを与える
と、第6図に示すように電荷を注入することができる。
また、光学的注入方法は、第7図に示すように、発光ダ
イオードLEDにパルス電流を流しフォトダイオードPDに
光パルスを照射することにより、バイアス電荷を与える
ことができる。なお、第8図に示すような光導電膜積層
型撮像素子の場合には、透明電極(ITO膜)にパルスを
印加することでも実現できる。
Here, the lowest level of the charges transferred from the photodiode PD can be realized because the potential under the transfer gate TG electrode can be controlled by changing the pulse voltage applied to the transfer gate TG as shown in FIG. . The method of injecting the bias charge into the photodiode PD includes an electric method and an optical method. Therefore, an example of the electric injection method will be described. The solid-state imaging device is provided with an overflow drain (OFD) as shown in FIG. 5 so that an excessive current does not flow from the photodiode PD to the signal transmission line even when strong light enters.
Normally, a low potential V OFD is applied to the overflow drain to allow excess current to flow. When a high-potential pulse is applied to this drain, charges can be injected as shown in FIG.
In the optical injection method, as shown in FIG. 7, a bias current can be applied by applying a pulse current to the light emitting diode LED and irradiating the photodiode PD with a light pulse. In the case of a photoconductive film stacked type image sensor as shown in FIG. 8, it can be realized by applying a pulse to the transparent electrode (ITO film).

また、上記実施例の方法によれば、不要電荷掃き出し
後のフォトダイオードPD内の残留電荷量の信号量依存性
が減少するため、残像が低減されるという効果も生じ
る。第9図に2CPD VTのバイアス電荷を注入しフィール
ドシフトパルスFS1,FS2にVTのオフセットを付けたとき
の、残像量を斜線で示している。このように、先に第13
図に示したものに比して、残像が大幅に低減されている
ことがわかる。さらに、バイアス電荷量とフィールドシ
フトパルスのオフセット量とを大きくすると、残像を指
数関数的に低減することができる。
Further, according to the method of the above embodiment, the signal amount dependency of the residual charge amount in the photodiode PD after the unnecessary charges have been swept out is reduced, so that an effect of reducing the afterimage is also produced. In FIG. 9, the residual image amount when the bias charge of 2C PD V T is injected and the field shift pulses FS1 and FS2 are offset by V T is shown by oblique lines. Thus, the thirteenth first
It can be seen that the afterimage is significantly reduced as compared with the one shown in the figure. Further, when the bias charge amount and the offset amount of the field shift pulse are increased, the afterimage can be reduced exponentially.

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施することができる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications without departing from the scope of the invention.

[発明の効果] 以上詳述したようにこの発明によれば、非完全転送型
の固体撮像素子で電子シャッタ動作を行なった場合に、
小信号時に、入射光量に対する出力信号の関係が非直線
になることを防止するとともに、残像も少なくし得る極
めて良好な固体撮像素子の駆動方法を提供することがで
きる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, when an electronic shutter operation is performed by a non-perfect transfer type solid-state imaging device,
It is possible to provide a very good method of driving a solid-state imaging device that can prevent the relationship between the amount of incident light and the output signal from becoming non-linear at the time of a small signal and can reduce afterimages.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明に係る固体撮像素子の駆動方法の一実
施例を示すタイミング図、第2図は同実施例の電荷転送
量を説明するための図、第3図は同実施例の直線性改善
効果を説明するための図、第4図は同実施例の電荷転送
を説明するための図、第5図乃至第8図はそれぞれバイ
アス電荷注入方法を説明するための図、第9図は残像の
低減を説明するための図、第10図は従来の駆動方法によ
る電子シャッタ動作時の非線形性を説明するための図、
第11図はフォトダイオードから垂直転送段への電荷転送
を説明するための図、第12図は従来の駆動方法での非線
形性の発生を説明するための図、第13図は従来の駆動方
法での残像の発生を説明するための図である。
FIG. 1 is a timing chart showing an embodiment of a method for driving a solid-state imaging device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the charge transfer amount of the embodiment, and FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the charge transfer of the embodiment, FIGS. 5 to 8 are diagrams for explaining a bias charge injection method, and FIGS. FIG. 10 is a diagram for explaining reduction of an afterimage, FIG. 10 is a diagram for explaining non-linearity at the time of an electronic shutter operation according to a conventional driving method,
FIG. 11 is a diagram for explaining charge transfer from a photodiode to a vertical transfer stage, FIG. 12 is a diagram for explaining generation of nonlinearity in a conventional driving method, and FIG. 13 is a diagram for explaining a conventional driving method. FIG. 6 is a diagram for explaining the occurrence of an afterimage in FIG.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光電変換素子に対して電荷掃き出しを行な
い、該光電変換素子に対する一定の露光時間が経過した
後、前記光電変換素子から電荷を読み出す固体撮像素子
の駆動方法において、前記電荷掃き出しの前に前記光電
変換素子に所定量の電荷を注入するとともに、前記光電
変換素子からの電荷の読み出し時に、該光電変換素子か
ら電荷を取り出すための転送ゲートのポテンシャルを、
前記電荷掃き出し時よりも低く設定してなることを特徴
とする固体撮像素子の駆動方法。
1. A method for driving a solid-state imaging device, comprising: discharging electric charges from a photoelectric conversion element; and reading charges from the photoelectric conversion element after a predetermined exposure time has elapsed. A predetermined amount of charge is injected into the photoelectric conversion element before, and at the time of reading out the charge from the photoelectric conversion element, the potential of the transfer gate for taking out the charge from the photoelectric conversion element is set to:
A method for driving a solid-state imaging device, wherein the driving speed is set lower than at the time of discharging electric charges.
JP1306481A 1989-11-28 1989-11-28 Driving method of solid-state imaging device Expired - Fee Related JP2799015B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1306481A JP2799015B2 (en) 1989-11-28 1989-11-28 Driving method of solid-state imaging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1306481A JP2799015B2 (en) 1989-11-28 1989-11-28 Driving method of solid-state imaging device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03167973A JPH03167973A (en) 1991-07-19
JP2799015B2 true JP2799015B2 (en) 1998-09-17

Family

ID=17957539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1306481A Expired - Fee Related JP2799015B2 (en) 1989-11-28 1989-11-28 Driving method of solid-state imaging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2799015B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5124368B2 (en) * 2008-07-03 2013-01-23 富士フイルム株式会社 Imaging apparatus and solid-state imaging device driving method
JP5458869B2 (en) * 2009-12-21 2014-04-02 ソニー株式会社 Solid-state imaging device, driving method thereof, and camera

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03167973A (en) 1991-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4651215A (en) Image sensors
KR100542171B1 (en) Driving method for solid-state imaging device provided with blooming prevention structure
US7511275B2 (en) Semiconductor device, and control method and device for driving unit component of semiconductor device
US4912560A (en) Solid state image sensing device
US7427790B2 (en) Image sensor with gain control
US20070165128A1 (en) Solid-state imaging apparatus and method for driving the same
US4835616A (en) Method for operating an image sensor having an integration period uncoordinated with its frame period
US6995797B2 (en) Charge detecting device for a solid state imaging device
US7365786B2 (en) Solid state image sensing apparatus with enhanced sensitivity realized by improving linear characteristic of photodiode and its driving method
JP2799015B2 (en) Driving method of solid-state imaging device
US4985776A (en) Method of driving solid-state imaging element
JPH02101878A (en) Solid-state image pickup device
JPS6362480A (en) Solid-state image pickup device
JPS61294977A (en) Driving system for solid state image pickup device
JP4001904B2 (en) Driving method of solid-state imaging device
JP2806254B2 (en) Driving circuit for solid-state imaging device and driving method thereof
JP3995983B2 (en) Solid-state imaging device driving method, signal processing method, and substrate voltage adjustment method
JP2000101929A (en) Control method of solid-state image pickup element
JPH0686179A (en) Driving method for solid-state image pickup device
JP2002344818A (en) Method for driving solid-state imaging device and imaging unit
JPH08336075A (en) Solid-state image pickup device
JP2928562B2 (en) Solid-state imaging device
JPH02288686A (en) Solid-state image pickup device
JPS60217763A (en) Driving system of solid-state image pickup device
JPH02262780A (en) Method for driving solid-state image pickup element

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080703

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090703

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees