JPH0341879A

JPH0341879A - 固体撮像装置およびその駆動方法

Info

Publication number: JPH0341879A
Application number: JP1175672A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Toyoda; 泰之豊田; Shiyunei Nobusada; 俊英信定; Masamichi Azuma; 吾妻　正道
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1989-07-10
Publication date: 1991-02-22

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、イメージセンサ−に用いることができる固体
撮像装置とその駆動方法に関するものである。

（従来の技術）近年、固体撮像装置は、産業用、家庭用を問わず、撮像
管に替わり急速に普及してきた。しがし、強い光が入射
したときに、電荷転送部へ光が漏れ込むことによって発
生する垂直方向の偽信号、いわゆるスミアについては、
改善すべき点がある。

このスミアに対して、フレーム・インターライン・トラ
ンスファ転送法が有効であると考えられている。

第３図は従来の固定撮像装置の原理的な構造を示すもの
である。同図において、２１は受光領域、２２は信号電
荷蓄積領域、２３は水平転送部、２４は光電変換部、２
５は信号電荷読み出し部、２６は第１の垂直転送部、２
７は第２の垂直転送部、２８は分離領域であり、２９は
信号出力部である。

次に動作を説明する。まず、光電変換部２４に光が入射
すると、電荷が発生し蓄積される。そして垂直ブランキ
ング期間内に読み出しパルスが加えられると、イａ号電
荷は読み出し部を通って、第１の垂直転送部２６に読み
出される。次に読み出された電荷は、全て高速で第２の
垂直転送部２７へ転送される。そして、この電荷は水平
ブランキング期間内に、第２の垂直転送部２７から水平
転送部２３へ一段ずつ転送されたのちに、信号出力部２
９から出力される。そして第４図に示すように、第１の
垂直転送部２Ｇから、第２の垂直転送部２７への転送が
高速であれば、それに応じて、出力に占めるスミアの割
合が低下する。

（発声が解決しようとする課題）上記のような構成では、水平方向に並んだ垂直転送部間
に配線抵抗と寄生容量が存在するために、配線部両端か
ら加えられた転送パルスの波型が、第５図に示すように
くずれる。転送パルス波型がくずれると、垂直転送部が
取り扱うことができる信号量が減少するために、第６図
に示すように。

最大取扱い電荷量、いわゆるダイナミックレンジが垂直
転送を高速化するにつれて、低下する欠点があった。

本発明の目的は、従来の欠点を解消し、スミアを低下し
、さらに最大取扱い電荷量を増大させることのできる固
体撮像装置およびその駆動方法を提供することである。

（課題を解決するための手段）本発明の固体撮像装置およびその駆動方法は、光電変換
部と信号読み出し部および第１の垂直転送部からなる受
光領域と、この受光領域から送られてきた信号電荷を一
時的に蓄積する蓄積専用領域と信号書き込み読み出し部
および第２の垂直転送部を備え、信号電荷混合領域と第
３の垂直転送部からなる蓄積領域を有するものであり、
また、光電変換部から第１の垂直転送部へ読み出しを行
なうパルスを垂直ブランキング期間および、この垂直ブ
ランキング期間と次の垂直ブランキング期間の中間に設
けられた読み出し期間に印加するものである。

（作　用）上記構成によって、垂直ブランキング期間と次の垂直ブ
ランキング期間との中間に設けられた読み出し期間に、
受光領域から信号混合領域に転送された電荷は、混合領
域内の信号電荷蓄積専用領域に蓄積される。そして次の
垂直ブランキング期間に受光領域から信号混合領域に信
号電荷が転送されたのち、先に信号電荷蓄積専用領域に
蓄積されていた電荷を読み出すことによって、信号電荷
を混合する。そののち、混合領域から蓄積領域に信号電
荷は転送されて蓄積される。そして、水平ブランキング
期間に水平転送部から一段ずつ取り出されることになる
。

（実施例）本発明の一実施例を第１図および第２図に基づいて説明
する。

第１図は本発明の固体撮像装置の原理的な構造を示す図
である。同図において、１は受光領域。

２は信号電荷混合領域、３は信号電荷蓄積領域。

４は水平転送部、５は光電変換部、６は信号電荷読み出
し部、７は第１の垂直転送部、８は信号電荷蓄積専用領
域、９は信号書き込み読み出し部、１０は第２の垂直転
送部、１１は分離領域、　１２は第３の垂直転送部であ
り、１３は信号出力部である。

次に、その動作を説明する。

まず、光電変換部５に光が入射すると、電荷が発生し蓄
積される。そして垂直ブランキング期間と次の垂直ブラ
ンキング期間との中間に設けた読み出し期間に読み出し
パルスが加えられると、信号電荷は読み出し部６を通っ
て第１の垂直転送部７に読み出される０次に読み出され
た電荷は全て高速で第２の垂直転送部ｌＯへ転送される
。そののち信号書き込み読み出し部９を通って蓄積専用
領域８に書き込まれる。そして次の垂直ブランキング期
間にもう一度読み出しパルスが加えられると。

その間に蓄積された信号電荷は、信号電荷読み出し部６
を通って第１の垂直転送部７に読み出される１次に読み
出された電荷は高速で第２の垂直転送部１０へ転送され
る。そののち、先に信号電荷蓄積専用領域８に蓄積され
ていた電荷を読み出すことによって、第２の垂直転送部
１０で信号電荷が混合される。そして、混合された電荷
は第２の垂直転送部１０から第３の垂直転送部１２へ転
送される。

そののち、水平ブランキング期間内に第３の垂直転送部
１２から水平転送部４へ転送されたのちに、信号出力部
１３から出力される。

以上のように本実施例によれば、受光領域１と信号電荷
蓄積領域３との間に、信号電荷蓄積専用領域８と信号書
き込み読み出し部９および第２の垂直転送部１０からな
る信号電荷混合領域２を設けることにより、垂直ブラン
キング期間と次の垂直ブランキング期間の中間に設けた
読み出し期間に読み出した電荷を、信号電荷蓄積専用領
域８に蓄積し、次の垂直ブランキング期間に読み出され
た電荷を混合領域２内の第２の垂直転送部１０で混合し
たのちに、第３の垂直転送部１２に転送し蓄積すること
が可能となるため、第２図に示すように、従来の転送で
、たとえば転送周波数がＩＭＨｚのときに最大取扱い可
能な電荷量が５００ｎＡであったとすると、垂直転送を
２回に分けて行うことで、同じＩＭＩ（ｚで最大取扱い
可能な電荷量を約２倍にすることが可能となる。

（発明の効果）本発明によれば、垂直ブランキング期間に読み出した信
号を加え合わせることが可能となるため、スミアを低下
し、さらに取扱い電荷量を増大させることができ、その
実用上の効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第上図は本発明の一実施例における固体撮像装置の原理
的な構造図、第２図は開動作説明図、第３図は従来の装
置の原理的な構造図、第４図はスミア特性に及ぼす垂直
転送速度の影響を説明する図、第５図は高速転送時にお
ける転送パルス波形のくずれを説明する図、第６図は従
来の装置における動作説明図である。１　・・・受光領域、　２　・・・信号電荷混合領域、
　３・・・信号電荷蓄積領域、　４　・・・水平転送部
、　５　・・・光電変換部、　６　・・信号電荷読み出
し部、　７　・・・重上の垂直転送部、　８　・・信号
電荷蓄積専用領域、９　・・　信号書き込み読み出し部
、１０第２の垂直転送部、１１・・・分離領域、１２・
・第３の垂直転送部、１３・・・信号出力部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光電変換部と信号読み出し部および第１の垂直転
送部からなる受光領域と、前記受光領域から送られてき
た信号電荷を一時的に蓄積する蓄積専用領域と信号書き
込み読み出し部、および第２の垂直転送部を備え、信号
電荷混合領域と第３の垂直転送部からなる蓄積領域を有
することを特徴とする固体撮像装置。
（２）光電変換部から第１の垂直転送部へ読み出しを行
うパルスを、垂直ブランキング期間および、前記垂直ブ
ランキング期間と次の垂直ブランキング期間の中間に設
けられた読み出し期間に印加することを特徴とする固体
撮像装置の駆動方法。