JPH0316480A - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置の駆動方法Info
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- JPH0316480A JPH0316480A JP1151918A JP15191889A JPH0316480A JP H0316480 A JPH0316480 A JP H0316480A JP 1151918 A JP1151918 A JP 1151918A JP 15191889 A JP15191889 A JP 15191889A JP H0316480 A JPH0316480 A JP H0316480A
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- charge
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 23
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (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。
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の駆動方法に関するものである。
従来の技術
近年、固体撮像装置の開発が進み、性能の点から見て撮
像管に匹敵ないし、上回るものがある。
像管に匹敵ないし、上回るものがある。
そのなかでもインターライン転送方式〇ＣＤ固体撮像装
置（以下ＩＴ−ＣＯＤと略記）は特に優れた特性を持っ
ており実用化されている。
置（以下ＩＴ−ＣＯＤと略記）は特に優れた特性を持っ
ており実用化されている。
以下、図面を参照しながら、Ｉ Ｔ−ＣＯＤの従来の構
成について説明する。
成について説明する。
第３図はＩＴ−ＣＣＤの全体構戊図である。第３図にお
いて、１は光電変換素子、２は光電変換素子１に蓄積さ
れた信号電荷を垂直方向に転送する垂直ＣＣＤ（以下Ｖ
ＣＣＤ．！：略記）、３１ｔＶＣＣＤ２により転送され
た信号電荷を水平方向に転送する水平転送ＣＣＤ （以
下ＨＣＣＤと略記）、４はＨＣＣＤ３により転送された
信号電荷を検知する出力アンプ部、である。
いて、１は光電変換素子、２は光電変換素子１に蓄積さ
れた信号電荷を垂直方向に転送する垂直ＣＣＤ（以下Ｖ
ＣＣＤ．！：略記）、３１ｔＶＣＣＤ２により転送され
た信号電荷を水平方向に転送する水平転送ＣＣＤ （以
下ＨＣＣＤと略記）、４はＨＣＣＤ３により転送された
信号電荷を検知する出力アンプ部、である。
第４図は第３図の破線部Ａの拡大図である。この図では
遮光膜は省略してある。５はＶＣＣＤ２の転送電極で電
荷を光電変換素子１から読み出しタ後、転送するφ１パ
ルスの加わる転送電極、６は転送のみ行うφ２パルスの
加わる転送電極、７はφ１バルスの加わる転送電極と同
様の役割を持つφ３パルスの加わる転送電極、８は転送
のみ行うφ，パルスの加わる転送電極、９は光電変換素
子１間や、ＶＣＣＤ２と光電変換素子の間を分離する分
離領域であり分離を確実に行うため濃度の高いＰ形層と
なっている。フィールドモード駆動の固体撮像装置では
、光電変換素子１で発生した電荷は、充電変換素子１か
ら、転送電極５と７によりＶＣＣＤ２に読み出され、転
送電極５，６７．８により、隣り合った２個の充電変換
素子の電荷をペアとして混合された後、転送電極５，６
．７．８により転送される。
遮光膜は省略してある。５はＶＣＣＤ２の転送電極で電
荷を光電変換素子１から読み出しタ後、転送するφ１パ
ルスの加わる転送電極、６は転送のみ行うφ２パルスの
加わる転送電極、７はφ１バルスの加わる転送電極と同
様の役割を持つφ３パルスの加わる転送電極、８は転送
のみ行うφ，パルスの加わる転送電極、９は光電変換素
子１間や、ＶＣＣＤ２と光電変換素子の間を分離する分
離領域であり分離を確実に行うため濃度の高いＰ形層と
なっている。フィールドモード駆動の固体撮像装置では
、光電変換素子１で発生した電荷は、充電変換素子１か
ら、転送電極５と７によりＶＣＣＤ２に読み出され、転
送電極５，６７．８により、隣り合った２個の充電変換
素子の電荷をペアとして混合された後、転送電極５，６
．７．８により転送される。
第５図は第４図のＢ−Ｃ間の断面図である。１０は基板
のｎ形層、１１は光電変換素子のｎ形層、１２はＶ Ｃ
Ｃ Ｄ （Ｄ ｎ形層、１３は分離１７）Ｐ形層、１
４はＶＣＣＤの空乏層、１５は発生電荷、１６は遮光膜
、１７は光である。
のｎ形層、１１は光電変換素子のｎ形層、１２はＶ Ｃ
Ｃ Ｄ （Ｄ ｎ形層、１３は分離１７）Ｐ形層、１
４はＶＣＣＤの空乏層、１５は発生電荷、１６は遮光膜
、１７は光である。
光電変換素子のｎ形層１１とＶＣＣＤのｎ形層１２には
さまれた領域は、電荷を低電圧で光電変換素子のｎ形層
１１からＶＣＣＤのｎ形層１２に読み出せるように低濃
度となっている。したがってφ１パルスの加わる転送電
極５に高い電圧が加わった場合、その領域にＶＣＣＤの
空乏層１４が広がり、入射した光１７による発生電荷１
５がＶＣＣＤのｎ形層に入り易くなる。よってスミア信
号の増加をもたらすため、ＶＣＣＤの転送パルスのうち
、電荷を光電変換素子のｎ形層１１からＶＣＣＤのｎ形
層１２へ読み出す役割を持つ転送電極５と７は転送パル
スの大部分の期間は低い電圧が加わるようになっている
。
さまれた領域は、電荷を低電圧で光電変換素子のｎ形層
１１からＶＣＣＤのｎ形層１２に読み出せるように低濃
度となっている。したがってφ１パルスの加わる転送電
極５に高い電圧が加わった場合、その領域にＶＣＣＤの
空乏層１４が広がり、入射した光１７による発生電荷１
５がＶＣＣＤのｎ形層に入り易くなる。よってスミア信
号の増加をもたらすため、ＶＣＣＤの転送パルスのうち
、電荷を光電変換素子のｎ形層１１からＶＣＣＤのｎ形
層１２へ読み出す役割を持つ転送電極５と７は転送パル
スの大部分の期間は低い電圧が加わるようになっている
。
第６図は固体撮像装置の駆動タイミング図である。φ５
は垂直プランキングパルスである。１８は垂直プランキ
ング期間、１９は有効走査期間、２０は光電変換素子１
からＶＣＣＤ２に電荷を読み出す読み出しパルス、２１
は電荷を転送する転送パルス振幅である。光電変換素子
１で発生した電荷は垂直プランキング期間１８に読み出
しパルス２０によりＶＣＣＤ２に読み出され、転送パル
ス振幅２１により転送される。φ１とφ３の加わるパル
スは、ＶＣＣＤの空乏層が広がりをおさえスミアの増加
を防ぐため、有効走査期間１９の大部分の期間はＬｏｗ
レベルの電位となっている。
は垂直プランキングパルスである。１８は垂直プランキ
ング期間、１９は有効走査期間、２０は光電変換素子１
からＶＣＣＤ２に電荷を読み出す読み出しパルス、２１
は電荷を転送する転送パルス振幅である。光電変換素子
１で発生した電荷は垂直プランキング期間１８に読み出
しパルス２０によりＶＣＣＤ２に読み出され、転送パル
ス振幅２１により転送される。φ１とφ３の加わるパル
スは、ＶＣＣＤの空乏層が広がりをおさえスミアの増加
を防ぐため、有効走査期間１９の大部分の期間はＬｏｗ
レベルの電位となっている。
第７図は第６図の垂直プランキング期間に転送電極に加
わるパルスタイミング図である。ｔ１ｔ２＋ ｔ ３
１ ｔ ４１ ｔ ｓは各々時間を示す。２２は電
荷である。
わるパルスタイミング図である。ｔ１ｔ２＋ ｔ ３
１ ｔ ４１ ｔ ｓは各々時間を示す。２２は電
荷である。
第８図は第７図の各時間における第４図，Ｄ−Ｅ間の断
面ポテンシャル図である。ｔ１のポテンシャル図は、φ
，パルスの加わる転送電極５により光電変換素子１から
ＶＣＣＤ２に電荷２２が読み出された後の様子を示す。
面ポテンシャル図である。ｔ１のポテンシャル図は、φ
，パルスの加わる転送電極５により光電変換素子１から
ＶＣＣＤ２に電荷２２が読み出された後の様子を示す。
ｔ２のポテンシャルは、さらに、φ３バルスの加わる転
送電極７により光電変換素子１からＶＣＣＤ２へ電荷２
２が読み出された後の様子を示す。ｔ３のポテンシャル
図は、フィールドモード駆動時に転送電極５と７の下の
電荷２２が混合された様子を示す。ｔ４のポテンシャル
図は転送電極５と７をＬｏｗレベルにしてスミアの増加
を防いだ時の様子を示す。ｔ５のポテンシャル図は、転
送電極８がＨｉｇｈレベルの電位になった様子を示す。
送電極７により光電変換素子１からＶＣＣＤ２へ電荷２
２が読み出された後の様子を示す。ｔ３のポテンシャル
図は、フィールドモード駆動時に転送電極５と７の下の
電荷２２が混合された様子を示す。ｔ４のポテンシャル
図は転送電極５と７をＬｏｗレベルにしてスミアの増加
を防いだ時の様子を示す。ｔ５のポテンシャル図は、転
送電極８がＨｉｇｈレベルの電位になった様子を示す。
このとき第４図からわかるように、転送電極８の両側は
濃度の高い分離領域９となっているため、転送電極８が
Ｈｉｇｈレベルの電位になった場合でも、光電変換素子
１側へＶＣＣＤの空乏層１４が広がらずスミアの大きな
増加はない。
濃度の高い分離領域９となっているため、転送電極８が
Ｈｉｇｈレベルの電位になった場合でも、光電変換素子
１側へＶＣＣＤの空乏層１４が広がらずスミアの大きな
増加はない。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記のような構或では、電荷２２はφ２
パルスの加わる転送電極６の下のみに蓄積サレテいて、
φ４バルスの加わる転送電極８の下には電荷２２がない
状態となっており、ＶＣＣＤ２の電荷を転送できる容量
が、転送電極６の容量だけで決まってしまうためＶＣＣ
Ｄ２の電荷を転送できる容量が小さくなってしまう。
パルスの加わる転送電極６の下のみに蓄積サレテいて、
φ４バルスの加わる転送電極８の下には電荷２２がない
状態となっており、ＶＣＣＤ２の電荷を転送できる容量
が、転送電極６の容量だけで決まってしまうためＶＣＣ
Ｄ２の電荷を転送できる容量が小さくなってしまう。
課題を解決するための手段
上記問題を解決するために、本発明の固体撮像装置の駆
動方法は、行列状に配列された複数個の光電変換素子と
前記光電変換素子で発生した電荷を読み出し、転送する
転送電極を持つ転送部を備えた固体撮像装置において、
多数の前記転送電極の下へ、ひとつの出力信号となる電
荷を分割して蓄積する期間を有する駆動方法となってい
る。
動方法は、行列状に配列された複数個の光電変換素子と
前記光電変換素子で発生した電荷を読み出し、転送する
転送電極を持つ転送部を備えた固体撮像装置において、
多数の前記転送電極の下へ、ひとつの出力信号となる電
荷を分割して蓄積する期間を有する駆動方法となってい
る。
作用
この構成によって、ＶＣＣＤ２の多数の電極下へ、ひと
つの出力信号となる電荷を分割して蓄積することでＶＣ
ＣＤ２の蓄積できる容量を増やすことができる。
つの出力信号となる電荷を分割して蓄積することでＶＣ
ＣＤ２の蓄積できる容量を増やすことができる。
実施例
以下、本発明の実施例について、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垂直プランキ
ング期間の転送電極に加わるノくルスタイミング図であ
る。ｔ ６＋ ｔ ７１ Ｌ ｓ時間でのパルスタ
イミングは第７図の従来のノくルスタイミング図のｊ
１，ｔ ２＋ ｔ ３と同じであるが、ｔ９＋ ｊ ｌ
ｏ＋１＋のバルスタイミングで、一度、混合した電荷を
２つの転送電極の下に分割して蓄積することとなる。
明する。第１図は本発明の実施例における垂直プランキ
ング期間の転送電極に加わるノくルスタイミング図であ
る。ｔ ６＋ ｔ ７１ Ｌ ｓ時間でのパルスタ
イミングは第７図の従来のノくルスタイミング図のｊ
１，ｔ ２＋ ｔ ３と同じであるが、ｔ９＋ ｊ ｌ
ｏ＋１＋のバルスタイミングで、一度、混合した電荷を
２つの転送電極の下に分割して蓄積することとなる。
第２図は第１図の各時間における転送電極下の断面ポテ
ンシャル図である。ｊ６＋ ｔ７＋ ｔ８までのポ
テンシャル図は第８図のポテンシャル図のｔｌ＋ ｔ
２＋ ｊ３のポテンシャル図と同じである。
ンシャル図である。ｊ６＋ ｔ７＋ ｔ８までのポ
テンシャル図は第８図のポテンシャル図のｔｌ＋ ｔ
２＋ ｊ３のポテンシャル図と同じである。
ｔ ９＋ ｔ ＋ｏにより、ｔ８の時間に、転送電極
５，６．７の下に蓄積されていた電荷２２が、転送電極
６，７．８の転送電極の下へ転送される。この後、ｔ１
１の時間には、スミアの増加を防ぐため転送電極７がＬ
ｏｗレベルの電位となり、この時蓄積されていたひとつ
の信号となる電荷を２つの転送電極へと分割して蓄積で
きることとなる。
５，６．７の下に蓄積されていた電荷２２が、転送電極
６，７．８の転送電極の下へ転送される。この後、ｔ１
１の時間には、スミアの増加を防ぐため転送電極７がＬ
ｏｗレベルの電位となり、この時蓄積されていたひとつ
の信号となる電荷を２つの転送電極へと分割して蓄積で
きることとなる。
発明の効果
以上のように、本発明は、ひとつの信号として出力され
る電荷を転送中に一度、２つの転送電極の下へ分割して
蓄積できる転送電極のパルスタイミングとなっておりＶ
ＣＣＤ２の転送できる電荷の容量を２倍に増加でき、そ
の実用的効果は大なるものがある。
る電荷を転送中に一度、２つの転送電極の下へ分割して
蓄積できる転送電極のパルスタイミングとなっておりＶ
ＣＣＤ２の転送できる電荷の容量を２倍に増加でき、そ
の実用的効果は大なるものがある。
第１図は本発明の実施例における垂直プランキング期間
の転送電極に加わるパルスタイミング図、第２図は第１
図の各時間における転送電極下の断面ポテンシャル図、
第３図はＩＴ．−ＣＣＤの全体構成図、第４図は第３図
の破線部Ａの拡大図、第５図は第４図のＢ−Ｃ間の断面
図、第６図は固体撮像装置の駆動タイミング図、第７図
は第６図の垂直プランキング期間に転送電極に加わるパ
ルスタイミング図、第８図は第７図の各時間における第
４図，Ｄ−Ｅ間の断面ポテンシャル図である。 １・・・・・・光電変換素子、２・・・・・・垂直転送
ＣＣＤ（ＶＣＣＤ） 、３＝−・・−水平転送ＣＣＤ（
ＨＣＣＤ）、４・・・・・・出力アンプ部、５・・・・
・・φ１パルスの加わる転送電極、６・・・・・・φ２
パルスの加わる転送電極、７・・・・・・φ３バルスの
加わる転送電極、８・・・・・・φ，パルスの加わる転
送電極、９・・・・・・分離領域、１０・・・・・・基
板のｎ形層、１１・・・・・・光電変換素子のｎ形層、
１２・・・・・・ＶＣＣＤのｎ形層、１３・・・・・・
分離のＰ形層、１４・・・・・・ＶＣＣＤの空乏層、１
５・・・・・・発生電荷、１６・・・・・・遮光膜、１
７・・・・・・光、１８・・・・・・垂直プランキング
期間、１９・・・・・・有効走査期間、２０・・・・・
・読み出しパルス、２１・・・・・・転送パルス振幅、
２２・・・・・・電荷。 第１図 第 ２ 図 第 ４ 図 第 ３ 図 第 ５ 図 １６″ 今 男 ６ 図 第 ７ 図 ｔ１ ｔ２ ｔ３ ｔ＋ ｋ
の転送電極に加わるパルスタイミング図、第２図は第１
図の各時間における転送電極下の断面ポテンシャル図、
第３図はＩＴ．−ＣＣＤの全体構成図、第４図は第３図
の破線部Ａの拡大図、第５図は第４図のＢ−Ｃ間の断面
図、第６図は固体撮像装置の駆動タイミング図、第７図
は第６図の垂直プランキング期間に転送電極に加わるパ
ルスタイミング図、第８図は第７図の各時間における第
４図，Ｄ−Ｅ間の断面ポテンシャル図である。 １・・・・・・光電変換素子、２・・・・・・垂直転送
ＣＣＤ（ＶＣＣＤ） 、３＝−・・−水平転送ＣＣＤ（
ＨＣＣＤ）、４・・・・・・出力アンプ部、５・・・・
・・φ１パルスの加わる転送電極、６・・・・・・φ２
パルスの加わる転送電極、７・・・・・・φ３バルスの
加わる転送電極、８・・・・・・φ，パルスの加わる転
送電極、９・・・・・・分離領域、１０・・・・・・基
板のｎ形層、１１・・・・・・光電変換素子のｎ形層、
１２・・・・・・ＶＣＣＤのｎ形層、１３・・・・・・
分離のＰ形層、１４・・・・・・ＶＣＣＤの空乏層、１
５・・・・・・発生電荷、１６・・・・・・遮光膜、１
７・・・・・・光、１８・・・・・・垂直プランキング
期間、１９・・・・・・有効走査期間、２０・・・・・
・読み出しパルス、２１・・・・・・転送パルス振幅、
２２・・・・・・電荷。 第１図 第 ２ 図 第 ４ 図 第 ３ 図 第 ５ 図 １６″ 今 男 ６ 図 第 ７ 図 ｔ１ ｔ２ ｔ３ ｔ＋ ｋ
Claims (2)
- （１）行列状に配列された複数個の光電変換素子と前記
光電変換素子で発生した電荷を読み出し、転送する転送
電極を持つ転送部を備えた固体撮像装置において、多数
の前記転送電極の下へひとつの出力信号となる電荷を分
割して蓄積する期間を有することを特徴とする固体撮像
装置の駆動方法。 - （２）転送電極のうち、ひとつの信号となる電荷が分割
して蓄積される領域上の前記転送電極が、光電変換素子
から読み出されて最初に入る前記転送電極以外の前記転
送電極である特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置
の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151918A JP2624334B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151918A JP2624334B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0316480A true JPH0316480A (ja) | 1991-01-24 |
| JP2624334B2 JP2624334B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=15529045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1151918A Expired - Fee Related JP2624334B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2624334B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS604380A (ja) * | 1983-06-22 | 1985-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP1151918A patent/JP2624334B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS604380A (ja) * | 1983-06-22 | 1985-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2624334B2 (ja) | 1997-06-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080411 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090411 Year of fee payment: 12 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |