JPH01202074A - 固体撮像装置 - Google Patents

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。

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に関するものである。

従来の技術 ＮＴＳＣビデオ信号は、１／６０秒に１枚の画面を描く
信号方式であるために高速で動く被写体をビデオカメラ
で撮映したときに、映像のブレが生じる。

固体撮像装置を用いたビデオカメラでは、シャッタスピ
ードに相当する光電変換部の蓄積時間全電気的にコント
ロールし、蓄積時間を１７６０秒より短くすることによ
って、高速で動く被写体でもプレのない映像を得ること
ができる。（以下固体撮像装置の光電変換部の蓄積時間
を電気的にコントロールすることを電子シャッタと称す
る）以下図面全参照しながら上述した電子シャッタを実
現するための固体撮像装置の構造およびその駆動方法に
ついて説明する。

固体撮像装置の構造を第６図に示す。垂直転送ゲート１
および２、垂直転送チャネル４、光電変換部５、水平転
送部７、チャネルストップ領域８から成る。ムーム′間
の断面図を第３図に示す。

１０はｎ型基板で、９はｐウェルである。光電変換部５
で発生した過剰電荷は、ｐウェル９とｎ型基板１０との
パンチスルー効果を利用してプルーシングを抑制する構
造（以後、縦型オーバーフロードレイン構造と称す）と
なっている。

第５図は、通常の電子シャッタ動作時の駆動パルスの１
例である。同図において、ａは複合帰線消去信号、ｂは
垂直転送ゲート電極φ　、φ　。

マ１　　　　　マ２ φ　、φ　に印加する転送パルス。Ｃは水平転送りｓ　
　　　　ｖａ 部の転送ゲートに印加する転送パルス。ｄは固体撮像装
置からの出力信号である。

垂直帰線期間２０の間に光電変換部５の信号電荷を垂直
転送部４へ転送するパルス（以後読み出しパルスと称す
る）１１を用いて、期間１６で光電変換部６に蓄積され
た映像として使用しない信号電荷を垂直転送部４に転送
する。次に垂直転送部４において、期間１６の間に不要
信号電荷を全て、水平転送部７に転送する。さらに水平
転送部７に転送された不要信号電荷は水平転送パルス１
７によって出力部に排出される。

その後第２番目の読み出しパルス１２によジ期間１６に
おいて蓄積された映像として使用する信号電荷を垂直転
送部４へ転送する。これ以後期間１４で、１水平期間毎
に垂直転送パルスによって垂直転送部４から水平転送部
７へ１水平ライン毎に順次信号電荷を転送し、水平転送
パルスによって水平転送部から出力部へ出力する。

この結果、垂直走査期間中に固体撮像装置から出力され
る映像信号は５期間１５において光電変換部れた信号の
みとなり１フイ一ルド期間１／６゜秒に対して１／１ｏ
〜１／３ｏの期間とできる。これはフィルムカメラの１
／６００〜１／１８ｏＯ秒のシャッタ速度に相当する。

以上の電子シャッタを用いることにより、シャッタスピ
ードが速くなった分、速く動く被写体に対してもプレの
ない映像ヲ得ることができる。

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、第５図に示すよう
に、期間１６で、不要信号電荷を出力部へ排出する際に
光電変換部６で蓄積された不要信号電荷は、期間１８に
集中して水平転送部７に転送されるために、水平転送部
７の取り扱い電荷量を越えてしまう。このため、垂直帰
線期間終了後の垂直走査期間に、取り扱いされなかった
信号電荷が出力され、ビデオモニタ上で、上の方が白く
なって表われる。

本発明は、上記欠点に鑑み垂直走査期間終了後に不要信
号電荷の暇り残しが発生するのを防ぐことができる固体
撮像素子の構造を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の固体撮像装置は水平
転送部と、垂直転送部の接合部分に不要信号電荷排出用
のドレインを設け、そこで、水平転送部が取り扱いきれ
ない不要信号電荷を吸収・排出するように構成されてい
る。

作用 この構成により、電子シャッタ動作時に水平転送部で取
り扱うことのできない不要信号電荷は、垂直転送部と水
平転送部との間に設けられたコントロール電極を通して
排出部に排出されるため、不要信号電荷による信号が垂
直走査期間にあられれるという現象を防ぐことができる
。

実施例 以下本発明の一実施例について１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固体撮像装置の構成
を示すものである。

第１図において、６は不要信号電荷排出用のドレイン部
で、構造は光電変換部５と全く同じ構造である（第３図
）。３は不要信号電荷のドレイン部６へ排出をコントロ
ールするポリシリコンゲート電極である。その他の構成
は第６図の同一番号のものと同じである。

以上のように構成された固体撮像装置について以下その
動作を説明する。

第２図は、本実施例における固体撮像装置の駆動パルス
と出力の１例である。第２図においてａは複合帰線消去
信号、ｂは垂直転送パルス、ｂ′は第１図におけるφ。

。のゲートパルス、Ｃは水平転送パルス、ｅは信号出力
である。

第１の読み出しパルス１１によってそれまで光電変換部
５に蓄積されていた映像として使用しない不要信号電荷
を光電変換部６から垂直転送部４へ転送する。次に、垂
直転送パルス１３によって不要信号電荷を水平転送部へ
転送する。さらに水平転送部７では水平転送パルス１７
によって出力部へ排出する。この時、コントロールゲー
ト３には光電変換部６から垂直転送部４へ転送する読み
出しパルスと同じレベルの電圧を印加しておく。

こうすることによって水平転送部７で＠ジ扱いきれなか
った不要信号電荷は、コントロールゲート３全通してド
レイン部６へ流入し、ｐウェル９とｎ型基板１ｏとのパ
ンチルスー効果を利用してｎ型基板１ｏに排出される。

その後筒２の読み出しパルス１２により光電変換期間１
５に蓄積された信号電荷全光電変換部６から垂直転送部
４に転送し、垂直走査期間１６で、１水平毎に垂直転送
部６から水平転送部７へ転送し、水平転送パルスで１水
平ライン分の信号電荷が順次出力される。

この結果期間１４には、映像に使用しない不要信号電荷
が出力されるということがなくなる。

なお、第１の実施例では、光電変換部はたて型オーバフ
ロードレイン構造としたが、光電変換部で発生した過剰
電荷を吸収するために設けられたドレイン金もつもので
あれば何でも構わない。

発明の効果 以上のように本発明は、電子シャッタ動作時において、
不要信号電荷をドレイン部に排出することにより固体撮
像装置の通常の出力部からの不要な信号出力の抑圧金お
こなうことができ、その実用的効果は犬なるものがある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による固体撮像装置の構成を
説明するための図、第２図は第１図の固体撮像装置の駆
動方法の説明図、第３図は第１図のＡ　−Ａ’間の断面
図、第４図は従来の固体撮像装置の構成を説明するため
の図、第６図は第４図の固体撮像装置の電子シャッタを
実現するための駆動方法を説明するための説明図である
。 １および２・・・・・・垂直転送ゲート電極、３・・・
・・・不要信号電荷全ドレイン部へ排出するための電極
、４・・・・・・垂直転送部、６・・・・・・光電変換
部、６・・・・・・光電変換部５と同じ構造をもったド
レイン部、７・・・・・・水平転送部、８・・・・・・
チャネルストップ領域、９・・・・・・ｐウェル、１０
・・・・・・ｎ型基板、１１・・・・・・第１の読み出
しパルス、１２・・・・・・第２の読み出しパルス。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１．
２−−一垂直に還テート ５−光を変換窓 ６−１ζ）１信号電＝引遅ト８じ６ 第１図　　　　　　７−氷＝Ｐ転送部 へへ〜７ ＞　　５　　　　　　き　　　為　　　　　Ｑ′Ｑ　８
　　　　θ・　８　　３ 第３図 ｎ／１０ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入射光を電気信号に変換する光電変換部と、前記光電変
   換部の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部を有す
   る撮像領域と、前記撮像領域の信号を順次読み出す水平
   転送部を有し、前記撮像領域と前記水平転送部との間に
   過剰信号電荷を排出する機能を有する領域をそなえてい
   ることを特徴とする固体撮像装置。