JPH0262170A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPH0262170A
JPH0262170A JP63213023A JP21302388A JPH0262170A JP H0262170 A JPH0262170 A JP H0262170A JP 63213023 A JP63213023 A JP 63213023A JP 21302388 A JP21302388 A JP 21302388A JP H0262170 A JPH0262170 A JP H0262170A
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JP
Japan
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vccd
charges
read
sweeping
drain
Prior art date
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Pending
Application number
JP63213023A
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English (en)
Inventor
Akinori Yokoyama
横山 紀典
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/713Transfer or readout registers; Split readout registers or multiple readout registers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50Control of the SSIS exposure
    • H04N25/53Control of the integration time
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/62Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
    • H04N25/621Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of blooming
    • H04N25/622Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of blooming by controlling anti-blooming drains

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固体撮像装置に関し、特に不要電荷を掃き出
すための掃き出し用垂直シフトレジスタを備え、電子シ
ャッタ動作に適した構造になされた固体撮像装置に関す
る。
[従来の技術] 従来のこの種の固体撮像装置は、第5図に示すように、
フォトダイオード(以下、PDと略す)11、垂直シフ
トレジスタ(以下、VCCDと略す)14、水平シフト
レジスタ(以下、HCCDと略す)15およびドレイン
12により構成されており、通常モードで撮像するとき
は、第6図(a)に示すように、フォトダイオード11
による光電変換領域で光電変換し、蓄積された信号電荷
は、垂直ブランキング期間毎にVCCD I4に読み出
され、1フイ一ルド期間を通じてVCCD内の電荷は、
HCCDへ1水平周期毎に転送され、HCCDの電荷は
1水平周期内に転送され、テレビジョンレートで出力さ
れる0例えばNTSC方式の場合、蓄積時間は1/60
秒となり、この蓄積時間で蓄積された電荷量で像を構築
するため、速く動くものを撮った場合、画像がぼけると
いう欠点があった。
この欠点を改善するため、蓄積期間を短くする電子シャ
ッタ動作が実用化されている。この電子シャッタの動作
は、第6図(b)に示すように垂直ブランキング期間に
ゲートに2回PD読み出しパルスを印加し、その間に、
高速垂直転送パルスを加えて最初のPD読み出しパルス
で読み出された不要蓄積電荷をVCCD 14を介して
電荷転送し、ドレイン12に掃き出す。第1回目のPD
Iみ出しパルス印加後にPDIIに蓄積された電荷が2
回目のPD読み出しパルスで読み出され出力される。こ
の期間が電子シャッタ時間となり、例えば1/1000
秒のシャッタ時間の場合、不要電荷蓄積時間は、有効蓄
積時間より約16倍長くなりブルーミング制御で決定す
るPDllの飽和レベルまで電荷を蓄積することになる
[発明が解決しようとする問題点] 上述した従来の固体撮像装置は、電子シャッタ動作時に
は、VCCDを介して不要蓄積電荷をドレインに掃き出
すものであるが、その掃き出し期間が、画像に影響の無
い垂直ブランキング期間に限られるため、電子シャッタ
を使用した場合、通常の垂直転送周波数より高い周波数
で高速転送する必要がある。しかし、2層あるいは3層
のポリシリコンで形成されるVCCD電極は、比較的大
きな抵抗と静電容量を有するため、このような高い周波
数で駆動すると、素子内部での波形のなまり、および遅
延により最大転送電荷量が大幅に減少する。特に画面中
央部では通常転送時の1/2乃至1/3程度まで減少し
、掃き出し残りとなって、飽和信号レベルの白い妨害画
像を生じることになる。これを避けるために、掃き出し
転送回数を垂直レジスタの段数より多くとり掃き出し残
りを減少させているが、垂直ブランキング期間の制限に
よって、十分な転送回数は得られない。そのため高輝度
被写体が画面内に入った場合、PDllには飽和レベル
の電荷が蓄積され、この電荷の転送を受けたVCCDは
、これを完全には掃き出すことができず、ここに掃き出
しのこりが生じることになる。
[問題点を解決するための手段] 本発明の固体撮像装置は、水平および垂直方向に配列さ
れた複数の受゛光部と該受光部の垂直方向の列に沿って
設けられ、該受光部からの電荷を受け取りこれを転送す
る複数の垂直シフトレジスタと、該複数の垂直シフトレ
ジスタからの電荷を並列に受け取り、これを出力部へ転
送する水平シフトレジスタとを具備しており、そして、
更に、前記受光部の垂直方向の列に沿って、前記受光部
からの電荷を受け取りこれを転送する複数の掃き出し用
垂直シフトレジスタが設けられ、かつ、該掃き出し用垂
直シフトレジスタの後段には、掃き出し用ドレインが設
けられているものである。
[実施例] 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は、本発明の一実施例を示す平面図であって、本
実施例においては、複数列にPDllが配置され、PD
の各列の両側には、VCCD I 4と掃き出し用VC
CD 13とが配置され、PDllと各垂直シフトレジ
スタ間には、それぞれ、PDll内に蓄積された電荷を
読み出すためのトランスファゲート16.17が設けら
れている。そして、掃き出し用VCCD 13へ読み出
された不要な電荷は、トレイン12へ掃き出され、また
VCCD 14へ読み出された電荷は、従来例で行われ
ていたのと同様に、不要な電荷はドレイン12へ高速転
送され、必要な信号電荷はHCCDへ転送される。
この撮像装置は、次のように駆動される。
■通常動作時 第6図(a)に示した従来例の場合と同様に、垂直ブラ
ンキング期間内に読み出しパルスを印加して、それまで
にPDllに蓄積してあった電荷をVCCD電極へ読み
出し、これをHCCD 15へ転送する。この通常動作
時には掃き出し用VCCD13は使用しない。
■掃き出し用VCCD 13使用時 PDIIに蓄積した光電変換キャリアを、適当な時期に
トランスファゲート17を用いて掃き出し用VCCD 
13へ読み出す、その後、PDIIで蓄積した信号電荷
は、垂直ブランキング期間内にトランスファゲート16
を用いてVCCD14へ読み出す9両方のVCCDに読
み出された電荷は、同じ周波数のパルスを用いて、一方
は、ドレイン12へ、他方はHCCDI 5へ転送され
る。
この場合、シャッタ時間は1/60秒以下の任意の時間
に設定できる。
■掃き出し用VCCDとVCCDの高速掃き出し動作と
の併用 第2図(b)に示すように、まず、トランスファゲート
17に読み出しパルスを印加して、不要な蓄積電荷を掃
き出し用VCCDへ読み出す。その後、第2図(a)に
示すように、時間to経過後に、トランスファゲート1
6に読み出しパルスを印加して、時間1oの期間にPD
llに蓄積された電荷を、VCCDI4へ読み出し、こ
れを高速転送してドレイン12へ掃き出す、トランスフ
ァゲート16に1番目の読み出しパルスを印加した後、
電子シャッタ時間1+  (例えば、1/1000秒)
経過後に、2番目の読み出しパルスを印加して、必要な
信号電荷をVCCD14へ読み出す。
その後、先の■の場合と同様に、不要な電荷は、ドレイ
ン12へ、必要とする信号電荷は、HCCDI5へ転送
される。この例においては、VCCD14へ読み出され
た不要電荷は、高速転送されるが、転送すべき電荷が少
量であって、高速転送可能な範囲内の量であるので、V
CCD14は、不要な電荷を完全にドレインへ婦き出す
ことができる。
次に、第3図を参照して本発明の他の実施例を説明する
。この実施例においては、掃き出し用VCCD 13も
VCCD 14とも同一方向に電荷を転送する。そして
、両方のVCCDは、ともに電荷をHCCD 15へ送
り込む。この場合に、掃き出し用VCCD 13とVC
CD14とは交互に電荷をHCCDI5へ送り込むよう
にして、不要な電荷がHCCD 15へ送り込まれた場
合には、トランスファゲート18を操作して、この電荷
をドレイン12へ掃き出す。
この実施例の変更例として、両方のVCCDI3.14
の電荷を並列にHCCDに送り込み、HCCDの出力部
において、不要電荷と信号電荷とを弁別するようにして
もよい。
第4図は、更に、他の実施例を示すものであって、この
実施例では、VCCD14と掃き出し用VCCD13と
がトランスファーゲート(図示なし)を介して隣り合う
、この例においては、不要の電荷を−HVCCD14へ
読み出し、これを図示しないトランスファーゲートに転
送パルスを印加することにより、掃き出し用VCCD1
3へ転送する。
[発明の効果] 以上説明したように本発明は、電子シャッタ動作時にお
いて不要蓄積電荷を掃き出し用VCCDに読み出し、こ
のVCCDを介して不要蓄積電荷をドレイン部に掃き出
すものであるから、本発明によれば、従来の装置で問題
となった掃き出し残りを完全に無くすことができ、鮮明
な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第3図および第4図は、それぞれ本発明の実施
例を示す平面図、第2図は、第1図の装置の駆動パルス
波形図、第5図は、従来例の平面図、第6図は、従来例
装置の駆動パルス波形図である。 11・・・フォトダイオード、  12・・・ドレイン
、13・・・掃き出し用垂直シフトレジスタ、  14
・・垂直シフトレジスタ、 15・・・水平シフl−レ
ジスタ、 16.17.18・・・トランスファゲート

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  水平および垂直方向に配列された複数の受光部と、該
    受光部の垂直方向の列に沿って設けられ、該受光部から
    の電荷を受け取りこれを転送する複数の垂直シフトレジ
    スタと、該複数の垂直シフトレジスタからの電荷を並列
    に受け取り、これを出力部へ転送する水平シフトレジス
    タとを具備する固体撮像装置において、前記受光部の垂
    直方向の列に沿って、前記受光部からの電荷を受け取り
    、これを転送する複数の掃き出し用垂直シフトレジスタ
    が設けられ、かつ、該掃き出し用垂直シフトレジスタの
    後段には掃き出し用ドレインが設けられていることを特
    徴とする固体撮像装置。
JP63213023A 1988-08-27 1988-08-27 固体撮像装置 Pending JPH0262170A (ja)

Priority Applications (2)

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JP63213023A JPH0262170A (ja) 1988-08-27 1988-08-27 固体撮像装置
US07/398,618 US5043818A (en) 1988-08-27 1989-08-25 Imaging period controllable solid-stage image pickup device comprising a drain shift register

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ID=16632230

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JP (1) JPH0262170A (ja)

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