JPH03171771A - 固体撮像装置及びその駆動方法 - Google Patents

固体撮像装置及びその駆動方法

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JPH03171771A
JPH03171771A JP1311005A JP31100589A JPH03171771A JP H03171771 A JPH03171771 A JP H03171771A JP 1311005 A JP1311005 A JP 1311005A JP 31100589 A JP31100589 A JP 31100589A JP H03171771 A JPH03171771 A JP H03171771A
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JP
Japan
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transfer
signal charges
gate
shift gate
charge
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Pending
Application number
JP1311005A
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English (en)
Inventor
Hiroshige Goto
浩成 後藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は固体撮像装置及びその駆動方法に関するもので
ある。
(従来の技術) 多線読出しセンサの構成を第4図に示す2線読出しセン
サを例に取って説明する。この2線読出しセンサは、列
状に配列された複数の両素1に並列に複数の転送電極か
らなるCCDレジスタ3が設けられ、更にこのCCDレ
ジスタ3と並列に複数の転送電極からなるCCDレジス
タ5が設けられている。又、複数の画素1とCCDレジ
スタ3との間にシフトゲート2が、モしてCCDレジス
タ3とCCDレジスタ5との間にはトランスフ7ゲート
4が設けられている。なお、シフトゲート2は全画索1
に対応して設けられ、トランスファゲート4は1画素置
きに設けられている。シフトゲート2、CCDレジスタ
3の転送電極、トランスファゲート4、及びCCDレジ
スタ5の転送電極に各々所定の駆動パルスを印加するこ
とにより、第4図の矢印に示すように奇数番目の画素1
からの信号電荷はシフトゲート2、CCDレジスタ3の
転送電極、及びトランスファゲート4を介してCCDレ
ジスタ5に移送され、偶数番口の画素1からの信号電荷
はシフトゲート2を介してCCDレジスタ3に移送され
、各々CODレジスタ内を転送されて出力バッファ7.
6を介して外部に出力される。これを第5図乃至第7図
を参照して詳細に説明する。
第5図(A)及び(B)は各々第4図に示す切断線A−
A及びB−Bで切断した場合の2線読出しセンサの断面
図であり、第5図(C)及び(D)は各々切断線A−A
及びB−Bに沿う電位井戸を示すグラフである。第5図
(A)及び(B)において、3A及び5Aは第1相のク
ロック駆動パルスφAが印加されるCCDレジスタ3及
び5の転送電極を各々示し、3B及び5Bは第2相のク
ロック駆動パルスφBが印加されるCCDレジスタ3及
び5の転送電極を各々示す。又、第5図(C)及びCD
)において、電位井戸に付してあるLとHの符号は各々
印加パルスのレベルが“ロウ”のときと“ハイ゜のとき
の井戸を示している。なお、第5図において第4図に示
すものと共通のものは同一の符号を付してある。
クロック駆動パルスφ 及びφB1シフトゲーA ト2に印加される駆動パルスSH,及びトランスファゲ
ート4に印加される駆動パルスTRを第6図に示し、こ
れらのパルスが印加された時の信号電荷の移送を第7図
に示す。第7図において、黒丸はA−A断面に沿う信号
電荷の移送を、白丸はB−B断面に沿う信号電荷の移送
を示す。時刻11において画素1に信号電荷が蓄積され
ている(第7図参照)。このとき、駆動パルスφA,φ
,,SH,及びTRはロウレベル状態である(第6図参
照)。時刻12 (>11)になると駆動バルスSHの
みがハイレベル状態となるとともに次の時刻1   (
>12)において総ての駆動バ3 ルスがロウレベル状態となるため(第6図参照)、画素
1に蓄積された信号電荷は、シフトゲート2を介してC
ODレジスタ3の転送電極3A及び3Bに移送される。
そして、時刻t  ( > t S )4 において駆動パルスTRのみがハイレベル状態となると
ともに次の時刻1  (>14)において総5 ての駆動パルスがロウレベル状態となるため(第6図参
照)、転送電極3A下の信号電荷はトランスファゲート
4を介してCCDレジスタ5の転送電極5Aに移送され
(第7図の黒丸参照)、転送電極3B下の信号電荷は転
送電極3B下に留まる(第7図の白丸参照)。このよう
にしてCCDレジスタ3及び5の転送電極3B及び5A
に移送された信号電荷は、CCDレジスタ3及び5の転
送電極に駆動パルスφA,φBを印加することにより転
送され、出力バッファ6及び7を介して各々外部に出力
される。
(発明が解決しようとする課題) このような従来の固体撮像装置においては、時刻t3に
CODレジスタ3の転送電極3A及び3Bからなる一転
送股下に2つの信号電荷が蓄積される状態となる。この
ため、これらの転送電極3A.3Bに印加される駆動バ
ルスφA,φBのレベルが各々ロウレベルである限り問
題は起きないが、誘導ノイズ等でこのロウレベル状態に
アンバランスが起こると、蓄積されている信号電荷に混
合が起こるという問題がある。例えば瞬時に駆動バルス
φI3のロウレベルが少し高くなると、転送電極3B下
に蓄積されている信号電伺が一部転送電極3A下に移動
して信号電萄に混合が起こる。
なお、多線読出しをしない時は、転送電極3A,3Bか
らなる一転送段に一つの信号電荷が蓄積されるのみであ
って、例えば駆動パルスφ^をハイ、駆動パルスφBを
ロウとして転送電極φ^下に蓄積することができ、クロ
ックパルス振幅分だけのノイズマージンが有り、上述の
ような問題は起きにくい。
本発明は上記事情を考慮してなされたものであって、信
号電荷を正確に読出すことができる固体撮像装置及びそ
の駆動方法を提供することを目的とする。
〔発明の構或〕
(課題を解決するための手段) 第1の発明は、各々が光信号に応じた信号電荷を蓄積す
る複数の画素と、各々が所定の駆動パルスに基づいて信
号電荷を転送する複数の転送電極を有する第1および第
2の?i! raj転送部と、複数の画素に蓄積された
信号電荷を所定の駆動パルスに基づいて第1の電荷転送
部の所定の転送電極下に移送するシフトゲートと、第1
の電荷転送部の所定の転送電極下の信号電荷を所定の駆
動パルスに基づいて第29電荷転送部の所定の転送電極
下に移送するトランファゲートとを備えている固体撮像
装置において、シフトゲートからトランスファゲートへ
向う方向の第1の電荷転送部下の電位分布が前記シフト
ゲートからトランスファゲートに向うにつれて深くなっ
ているとともに、シフトゲート下の電位分布が画素から
第1の電荷転送部に向うにつれて深くなっていることを
特徴とする。
又、第2の発明による固体撮像装置の駆動方法は、第1
の発明の固体撮像装置において、画素下に蓄積された信
号電荷のうち第1の電荷転送部までしか移送されない信
号電荷を第1群の信号電荷とし、第1の電荷転送部の所
定の転送電極およびトランスファゲートを介して第2の
電荷転送部まで移送される信号電荷を第2群の信号電荷
とした時、第2群の信号電荷が第1の電荷転送部および
トランスファゲートを介して第2の電荷転送部に移送さ
れる動作が終了するまで第1群の信号電荷をシフトゲー
ト下に蓄積し、上記動作が終了した後第1群の信号電荷
を第1の電荷転送部に移送させることを特徴とする。
(作 用) このように構成された第1の発明の固体撮像装置によれ
ば、シフトゲートからトランスファゲートヘ向う方向の
第1の電Gj転送部下の電位分布がシフトゲートからト
ランスファゲートに向うにつれて深くなっているととも
に、シフトゲート下の電位分布が画素から第1の電aj
転送部に向うにつれて深くなっている。これにより信号
電荷の混合が生じるのを可及的に防止することが可能と
なり、信号電萄を正確に読出すことができる。
又、上述のように構威された第2の発明の固体撮像装置
の駆動方法によれば、第コの電荷転送部およびトランス
ファゲートを介して第2群の信号電荷が第2の電荷転送
部に移送される動作が終了するまで第1群の信号電荷が
シフトゲート下に蓄積され、上記動作が終了した後節1
群の信号電荷が第1の電荷転送部に移送される。これに
より信号電荷の混合が生じるのを可及的に防止すること
が可能となり、信号電荷を正確に読出すことができる。
(実施例) 本発明による固体撮像装置の一実施例を2線読出しセン
サを例にとって第1図乃至第3図を参照して説明する。
第1図(A)及び(B)は、各々第4図に示す切断$l
A−A及びB−Bで切断した場合の本大施例の断面図で
あり、第1図(C)及び(D)は各々切断線A−A及び
B−Bに沿う本実施例の電位井戸を示すグラフである。
第2図は本実施例の固体撮像装置を駆動する駆動パルス
のタイミングチャートである。第3図は第2図に示す駆
動パルスが印加されたときの信号電荷の移送状態を説明
する図である。
本実施例の固体撮像装置は第4図に示す固体撮像装置に
おいて、第1図(C)及び(D)の破線部に示すように
シフトゲート2を介して信号電荷を受けるCCDレジス
タ3の転送電極下にシフトゲート2への信号電荷の逆流
を防止するためのポテンシャル障壁を設けるとともに、
シフトゲート2、CCDレジスタ3.5の転送電極3A
.5A.トランスファゲート4、及びCCDレジスタ3
.5の転送電極に第2図に示す駆動パルスSH,φ  
TR,及びφ8を各々印加したものである。
A’ すなわち、第2図に示すように時刻11において駆動パ
ルスφAのみをハイレベル状態にしておき、次の時刻1
(>1)に駆動パルスφAをハイ2l レヘル状態に保つとともに駆動パルスφBを除いて駆動
パルスSH,TRをハイレベル状態にする。
すると、画素1に蓄積された信号電荷はシフトゲート2
下に移送される(第3図参照)。 次の時刻1  (>
12)に駆動パルスφA及びTRをノ\3 イレベル状態に、駆動パルスφBをロウレベル状態に保
つとともに駆動パルスSHをロウレベル状態にする(第
2図参照)。すると、第4図に示すA−A断面において
は、シフトゲート2下からCCDレジスタ3の転送電極
3A下に信号電荷が移送されるが(第3図の黒丸参照)
、第4図に示すB−B断面においては、信号電荷は依然
シフトゲート2下に蓄積されるままとなる(第3図の白
丸参照)。
次に時刻t  (〉t3)に駆動バルスTRをノ\4 イレベル状態に、駆動パルスSH, φBをロウレベル
状態に保ち、駆動パルスφAをロウレベル状態にする。
するとA−A断面においては、信号電荷はCCDレジス
タ3の転送電極3A下からトランスファゲート4下に移
送されるが(第3図の黒丸参照)、B−B断面において
は、信号電荷は依然シフトゲート2下に蓄積されたまま
である。
次に時刻t  ( > t 4 )に駆動ノくルスTR
を口5 ウレベル状態にして、総ての駆動パルスφA,φB%S
H,TRをロウレベル状態にする(第2図参照)。トラ
ンスファゲート4のロウレベルがCCDレジスタ5の転
送電極5Aのロウレベルよりも浅いため、A−A断面に
おいては、信号電荷はトランスファゲート4下からCC
Dレジスタ5の転送電極5A下に移送されるが(第3図
の黒丸参照)、B−B断面においては、信号電荷は依然
シフトゲート2下に蓄積されたままとなっている(第3
図の白丸参照)。
次に時刻1(>1)に駆動パルスφBのみ65 をハイレベル状態にする。すると、B−B断面において
シフトゲート2下に蓄積されたままとなっていた信号電
荷はCCDレジスタ3の転送電極3B下に移送される(
第3図の白丸参照)。
以上説明したように本実施例によればシフトゲート2下
の信号電荷を転送電極φえ側だけ選択的に読出すことが
可能となり、これにより信号’111 farの混合が
生じるのを可及的に防止することができ、信号電荷を正
確に読出すことができる。
なお、上記実施例においては、CCDレジスタ3の転送
電極3A,3B下にシフトゲート2への信号電荷の逆流
を防止.するためポテンシャル井戸を設けたが、シフト
ゲート2からトランスファゲ−}41.:向うにつれて
CCDレジスタ3の電位分布が深くなっており、かつ画
素1からCODレジスタ3に向うにつれてシフトゲート
2下の電位分布が深くなっていても、上記実施例と同様
の効果を得ることができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば信号電荷の混合が生じるのを可及的に防
止することが可能となり、信号電荷を正確に読出すこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)゜及びCB)は本発明による固体撮像装置
の所定の断面における断面図、第1図(C)及びCD)
は各々第1図(A)及び(B)に示す断面における本発
明による固体撮像装置の電位井戸を表すグラフ、第2図
は本発明による固体撮像装置を駆動する駆動パルスのタ
イミングチャート、第3図は第2図に示す駆動パルスが
印加されたときの本発明の固体撮像装置の信号電荷の移
送状態を説明する説明図、第4図は2線読出しセンサの
構或を示すブロック図、第5図(A)及び(B)は各々
第4図に示す切断線A−A及びB−Bで切断した場合の
従来の固体撮像装置の断面図、第5図(C)及び(D)
は第5図(A)及び(B)に示す断面における従来の固
体撮像装置の電位井戸を表すグラフ、第6図は従来の固
体撮像装置を駆動する駆動パルスのタイミングチャート
、第7図は第6図に示す駆動パルスが印加されたときの
従来の固体撮像装置における信号電荷の移送状態を説明
する説明図である。 1・・・画素、2・・・シフトゲート、3,5・・・C
CDレジスタ、4・・・トランスファゲート。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、各々が光信号に応じた信号電荷を蓄積する複数の画
    素と、各々が所定の駆動パルスに基づいて信号電荷を転
    送する複数の転送電極を有する第1および第2の電荷転
    送部と、前記複数の画素に蓄積された信号電荷を所定の
    駆動パルスに基づいて前記第1の電荷転送部の所定の転
    送電極下に移送するシフトゲートと、前記第1の電荷転
    送部の所定の転送電極下の信号電荷を所定の駆動パルス
    に基づいて前記第2の電荷転送部の所定の転送電極下に
    移送するトランファゲートとを備えている固体撮像装置
    において、 前記シフトゲートからトランスファゲートへ向う方向の
    前記第1の電荷転送部下の電位分布が前記シフトゲート
    からトランスファゲートに向うにつれて深くなっている
    とともに、前記シフトゲート下の電位分布が前記画素か
    ら第1の電荷転送部に向うにつれて深くなっていること
    を特徴とする固体撮像装置。 2、請求項1記載の固体撮像装置において、前記画素下
    に蓄積された信号電荷のうち前記第1の電荷転送部まで
    しか移送されない信号電荷を第1群の信号電荷とし、前
    記第1の電荷転送部の所定の転送電極およびトランスフ
    ァゲートを介して前記第2の電荷転送部まで移送される
    信号電荷を第2群の信号電荷とした時、前記第2群の信
    号電荷が前記第1の電荷転送部およびトランスファゲー
    トを介して前記第2の電荷転送部に移送される動作が終
    了するまで前記第1群の信号電荷を前記シフトゲート下
    に蓄積し、上記動作が終了した後前記第1群の信号電荷
    を前記第1の電荷転送部に移送させることを特徴とする
    固体撮像装置の駆動方法。
JP1311005A 1989-11-30 1989-11-30 固体撮像装置及びその駆動方法 Pending JPH03171771A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0587179A2 (en) * 1992-09-11 1994-03-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Charge transfer device
US5777672A (en) * 1991-05-03 1998-07-07 Thomson Composants Militaires Et Spatiaux Photosensitive device with juxtaposed reading registers

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EP0587179A2 (en) * 1992-09-11 1994-03-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Charge transfer device
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