JPH0414967A - 焦電型固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents
焦電型固体撮像装置の駆動方法Info
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- JPH0414967A JPH0414967A JP2117588A JP11758890A JPH0414967A JP H0414967 A JPH0414967 A JP H0414967A JP 2117588 A JP2117588 A JP 2117588A JP 11758890 A JP11758890 A JP 11758890A JP H0414967 A JPH0414967 A JP H0414967A
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Landscapes
- 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に係り、特に赤外線画像を撮像す
る固体撮像装置に関するものである。
る固体撮像装置に関するものである。
焦電型赤外線センサーは赤外線を熱として焦電膜に吸収
し膜面にはその赤外線画像に対応した温度変化分布が生
じる。焦電膜では焦電効果によって温度変化分布が膜の
表面電荷分布に変換される。
し膜面にはその赤外線画像に対応した温度変化分布が生
じる。焦電膜では焦電効果によって温度変化分布が膜の
表面電荷分布に変換される。
焦電効果は誘電体の時間的温度変化によるものであるか
ら、静止物体の撮像には固体撮像素子の前面に赤外光を
時間的に断続するチョッパーを設ける必要がある。
ら、静止物体の撮像には固体撮像素子の前面に赤外光を
時間的に断続するチョッパーを設ける必要がある。
本発明はこのチョッパが開又は閉であってもバイアス電
荷キャンセル時の演算の方向を同じにできるようにする
ことを目的とするもので、この目的を達成するため、チ
ョッパ開閉のそれぞれの期間に対応もして容量素子から
結合素子を通して信号電荷転送素子に転送する順序が、
チョッパ開閉のいずれかの期間で焦電膜の上面に誘起し
た電荷を先に転送した後に焦電膜の下面に誘起した電荷
を転送し、別のチョッパの期間ではその逆を行うように
したものである。その結果２本発明によればチョッパの
開閉の状態がどちらであっても、バイアス電荷キャンセ
ル時の演算の方向を一定にできることになり、信号通過
経路の簡略化およびそれらの回路から混入する雑音も低
減できることになる。
荷キャンセル時の演算の方向を同じにできるようにする
ことを目的とするもので、この目的を達成するため、チ
ョッパ開閉のそれぞれの期間に対応もして容量素子から
結合素子を通して信号電荷転送素子に転送する順序が、
チョッパ開閉のいずれかの期間で焦電膜の上面に誘起し
た電荷を先に転送した後に焦電膜の下面に誘起した電荷
を転送し、別のチョッパの期間ではその逆を行うように
したものである。その結果２本発明によればチョッパの
開閉の状態がどちらであっても、バイアス電荷キャンセ
ル時の演算の方向を一定にできることになり、信号通過
経路の簡略化およびそれらの回路から混入する雑音も低
減できることになる。
〔従来の技術〕
焦電型赤外線センサーでは可視光センサーとは異なりＧ
ｅなどの赤外線光学材料を使用した光学レンズを用いて
赤外線画像を結像する。赤外線は熱として焦電膜に吸収
され、膜面には赤外線画像に対応した温度変化分布が生
じる。焦電膜の分極は温度上昇によって減少するため、
その焦電効果によって温度変化分布が膜の表面電荷分布
に変換される。焦電効果は誘電体の時間的温度変化によ
るものであるから、静止物体の撮像には固体撮像素子の
前面に赤外光を時間的に断続するチョッパーを設ける必
要がある。赤外光の時間的断続によって焦電膜の温度が
ΔＴだけ変化した時、焦電係数をＰＴとすると膜面に誘
起する電荷量ＡＱはＰＴ・ΔＴとなる。ΔＱは分極の増
減によるものであるから、焦電膜の両側に誘起する電荷
量の絶対値は等しく、符号は逆である。
ｅなどの赤外線光学材料を使用した光学レンズを用いて
赤外線画像を結像する。赤外線は熱として焦電膜に吸収
され、膜面には赤外線画像に対応した温度変化分布が生
じる。焦電膜の分極は温度上昇によって減少するため、
その焦電効果によって温度変化分布が膜の表面電荷分布
に変換される。焦電効果は誘電体の時間的温度変化によ
るものであるから、静止物体の撮像には固体撮像素子の
前面に赤外光を時間的に断続するチョッパーを設ける必
要がある。赤外光の時間的断続によって焦電膜の温度が
ΔＴだけ変化した時、焦電係数をＰＴとすると膜面に誘
起する電荷量ＡＱはＰＴ・ΔＴとなる。ΔＱは分極の増
減によるものであるから、焦電膜の両側に誘起する電荷
量の絶対値は等しく、符号は逆である。
第４図は従来の赤外線画像を撮像する焦電型固体撮像装
置の画素部を等測的に示した図である。
置の画素部を等測的に示した図である。
焦電素子はコンデンサＣと電流源Ｉｓにより表現されて
いる。焦電素子の両端を短絡させて初期電圧Ｖ １ｎｉ
ｔにするために、リセット・トランジスタＭＨＩ、ＭＲ
２が接続されている。容量素子として信号の積分を行う
ダイオードＤｉ、Ｄ２に蓄積された電荷は読み出しトラ
ンジスタＭＹ１．ＭＹ２のゲートＹＧＩ、ＹＧ２を制御
して結合部を経てＣＣＤに転送される。２０−１．２０
−２はＣＣＤの転送単位をしめしている。
いる。焦電素子の両端を短絡させて初期電圧Ｖ １ｎｉ
ｔにするために、リセット・トランジスタＭＨＩ、ＭＲ
２が接続されている。容量素子として信号の積分を行う
ダイオードＤｉ、Ｄ２に蓄積された電荷は読み出しトラ
ンジスタＭＹ１．ＭＹ２のゲートＹＧＩ、ＹＧ２を制御
して結合部を経てＣＣＤに転送される。２０−１．２０
−２はＣＣＤの転送単位をしめしている。
第５図（ａ）は焦電素子の一端に接続されたリセット・
トランジスタＭＹＩ、ダイオードＤ１゜読み出しトラン
ジスタＭＹＩ、結合部ＭＣ，ＣＣＤに沿った断面図であ
る。第５図（ｂ）は焦電素子の他の一端についての同様
な構造についての断面図である。このように本従来例で
は焦電素子から信号を読み出すために各画素ごとくに２
系統の信号転送機構を有している。
トランジスタＭＹＩ、ダイオードＤ１゜読み出しトラン
ジスタＭＹＩ、結合部ＭＣ，ＣＣＤに沿った断面図であ
る。第５図（ｂ）は焦電素子の他の一端についての同様
な構造についての断面図である。このように本従来例で
は焦電素子から信号を読み出すために各画素ごとくに２
系統の信号転送機構を有している。
３−１は配線も兼ねたリセット・ドレインＲＤ用。十形
拡散層、３−３は焦電膜１２の下面と接続する信号積分
ダイオードＤ１形成用ｎ＋形拡散層、３−４は焦電膜１
２の上面と接続する信号積分ダイオードＤ２形成用のｎ
＋十形拡散層ある。
拡散層、３−３は焦電膜１２の下面と接続する信号積分
ダイオードＤ１形成用ｎ＋形拡散層、３−４は焦電膜１
２の上面と接続する信号積分ダイオードＤ２形成用のｎ
＋十形拡散層ある。
４−１．４−２はそれぞれ焦電膜１２の下面および上面
を初期電圧Ｖ １ｎｉｔに設定するためのリセット・ト
ランジスタＭＨＩ、ＭＲ２のチャネル用Ｐ形拡散層、９
−１．９−２はそれぞれＭＲＩ、ＭＲ２のゲート電極で
ある。８−１．８−２はそれぞれＤＩ、Ｄ２を読み出し
電圧Ｖｒｅａｄに設定するための読み出しゲートＹＧＩ
、ＹＧ２，２１はダイオードＤｉ、Ｄ２からの２つの信
号の流れを一本にまとめてＣＣＤチャネル２に転送する
ための結合ゲー）−ＣＧであり、ＹＧＩ、ＹＯ２および
ＣＣＤゲート７と若干型なりを持った７字形のゲート電
極である。１１−４．１１−５はそれぞれＹＧｌ、ＹＯ
２と接続する第一層目のＡ１層である。
を初期電圧Ｖ １ｎｉｔに設定するためのリセット・ト
ランジスタＭＨＩ、ＭＲ２のチャネル用Ｐ形拡散層、９
−１．９−２はそれぞれＭＲＩ、ＭＲ２のゲート電極で
ある。８−１．８−２はそれぞれＤＩ、Ｄ２を読み出し
電圧Ｖｒｅａｄに設定するための読み出しゲートＹＧＩ
、ＹＧ２，２１はダイオードＤｉ、Ｄ２からの２つの信
号の流れを一本にまとめてＣＣＤチャネル２に転送する
ための結合ゲー）−ＣＧであり、ＹＧＩ、ＹＯ２および
ＣＣＤゲート７と若干型なりを持った７字形のゲート電
極である。１１−４．１１−５はそれぞれＹＧｌ、ＹＯ
２と接続する第一層目のＡ１層である。
第６図は従来例の動作を説明するパルスタイミング図、
第７図（ａ）および（ｂ）は第６図の時刻ｔ１〜ｔ５に
おける第５図（ａ）および（ｂ）に対応した表面ポテン
シャルである。以下、チョッパを開いて素子面に入射赤
外光を当て焦電膜の温度が上昇した時、焦電効果によっ
て焦電膜１２の下面に負電荷が誘起するように分極処理
をした場合についての動作を説明する。
第７図（ａ）および（ｂ）は第６図の時刻ｔ１〜ｔ５に
おける第５図（ａ）および（ｂ）に対応した表面ポテン
シャルである。以下、チョッパを開いて素子面に入射赤
外光を当て焦電膜の温度が上昇した時、焦電効果によっ
て焦電膜１２の下面に負電荷が誘起するように分極処理
をした場合についての動作を説明する。
第６図の時刻ｔ工で示したように、垂直帰線期間（Ｖ−
ＢＬＫ）においてチョッパが開いた状態に変わる間、リ
セットゲート（ＲＧ）に電圧ＶＧＨを印加してＭＨＩ、
ＭＲ２をＯＮ状態とし、焦電膜１２の両面を短絡して電
圧をＶ １ｎｉｔにセットする。
ＢＬＫ）においてチョッパが開いた状態に変わる間、リ
セットゲート（ＲＧ）に電圧ＶＧＨを印加してＭＨＩ、
ＭＲ２をＯＮ状態とし、焦電膜１２の両面を短絡して電
圧をＶ １ｎｉｔにセットする。
ＲＧに電圧ＶＧＬを印加してＭＲｌ、Ｍ、Ｒ２を○ＦＦ
状態にすると、ＹＧＩ、ＹＧ２ゲート下のチャネルがＯ
ＦＦ状態になっているため、フローティング状態になっ
た信号積分用ダイオードＤｉ、Ｄ２では信号積分を開始
する。温度上昇により焦電膜の下面に負電荷、上面に正
電荷が誘起するため。
状態にすると、ＹＧＩ、ＹＧ２ゲート下のチャネルがＯ
ＦＦ状態になっているため、フローティング状態になっ
た信号積分用ダイオードＤｉ、Ｄ２では信号積分を開始
する。温度上昇により焦電膜の下面に負電荷、上面に正
電荷が誘起するため。
第６図の時刻ｔ２でしめしたようにＤｌの電位は低下し
、Ｄ２の電位は上昇する。時刻ｔ、ではＤｌからＣＣＤ
２０−１へ電荷を転送するためＹＧＩ。
、Ｄ２の電位は上昇する。時刻ｔ、ではＤｌからＣＣＤ
２０−１へ電荷を転送するためＹＧＩ。
ＣＧにそれぞれＶＹＨ、ＶＣ）ｌを印加し、ゲートのチ
ャネルを開く。この時の電荷量ＱｒｅａｄはＶｉｎｉｔ
とＶｒｅａｄによって決まるバイアス電荷量Ｑ ｂｉａ
ｓと焦電膜１２の下面に誘起した電荷量Ｑｓｉｇとによ
ってＱ ｂｉａｓ十Ｑ ｓｉｇとなる。Ｖ ｒｅａｄは
ゲート印加電圧ＶＹＨとＹＧＩのしきい値電圧で決まる
。Ｄｌからの電荷転送が終了する（ダイオードの電圧が
Ｖｒｅａｄになる）と、ＹＧＩ、ＣＧにそれぞれＶＹＬ
−■ｃＬを印加し、ゲート下のチャネルを閉じる。この
時、電荷Ｑ ｒｅａｄは第４図のＣＣＤ２０−１に蓄積
されているが、ＣＣＤを駆動して１ビット分シフトさせ
２次のＣＣＤの転送単位２０−２に移動させる。時刻ｔ
４ではＹＯ２，ＣＧのチャネルを開きダイオードＤ２か
らＣＣＤ２０−１へ電荷を転送する。この時の電荷量Ｑ
’ｒｅａｄは焦電膜の上面に誘起した電荷量Ｑ’ｓｉｇ
によりＱ ｂｉａｓ −Ｑ ’ ｇｉｇとなる。ＹＯ２
，ＣＧのチャネルを閉じた後２時刻ｔ、では時刻ｔ１と
同様にＭＨＩ、ＭＲ２をＯＮ状態にしてダイオードＤｉ
、Ｄ２の電圧をＶｉｎｉｔに再設定する。チョッパを閉
じて赤外光を遮断すると焦電膜の温度が低下するため、
これまでとは逆の符号の電荷が誘起する。この信号電荷
積分中に、先にＣＣＤへ転送していた電荷を順次走査し
。
ャネルを開く。この時の電荷量ＱｒｅａｄはＶｉｎｉｔ
とＶｒｅａｄによって決まるバイアス電荷量Ｑ ｂｉａ
ｓと焦電膜１２の下面に誘起した電荷量Ｑｓｉｇとによ
ってＱ ｂｉａｓ十Ｑ ｓｉｇとなる。Ｖ ｒｅａｄは
ゲート印加電圧ＶＹＨとＹＧＩのしきい値電圧で決まる
。Ｄｌからの電荷転送が終了する（ダイオードの電圧が
Ｖｒｅａｄになる）と、ＹＧＩ、ＣＧにそれぞれＶＹＬ
−■ｃＬを印加し、ゲート下のチャネルを閉じる。この
時、電荷Ｑ ｒｅａｄは第４図のＣＣＤ２０−１に蓄積
されているが、ＣＣＤを駆動して１ビット分シフトさせ
２次のＣＣＤの転送単位２０−２に移動させる。時刻ｔ
４ではＹＯ２，ＣＧのチャネルを開きダイオードＤ２か
らＣＣＤ２０−１へ電荷を転送する。この時の電荷量Ｑ
’ｒｅａｄは焦電膜の上面に誘起した電荷量Ｑ’ｓｉｇ
によりＱ ｂｉａｓ −Ｑ ’ ｇｉｇとなる。ＹＯ２
，ＣＧのチャネルを閉じた後２時刻ｔ、では時刻ｔ１と
同様にＭＨＩ、ＭＲ２をＯＮ状態にしてダイオードＤｉ
、Ｄ２の電圧をＶｉｎｉｔに再設定する。チョッパを閉
じて赤外光を遮断すると焦電膜の温度が低下するため、
これまでとは逆の符号の電荷が誘起する。この信号電荷
積分中に、先にＣＣＤへ転送していた電荷を順次走査し
。
撮像素子から取り呂す。
外部回路ではこの電荷量を検出して、チョッパの開期間
に蓄積された信号Ｑｓｉｇ、 Ｑ’ｓｉｇを含む読み出
し電荷に対しては各々の単位画素ごとにＱｒｅａｄ −
Ｑ ’ ｒｅａｄ 、その逆の期間にライてはＱ ’ｒ
ｅａｄＱｒｅａｄを行うことによってバイアス電荷Ｑ
ｂｉａｓをキャンセルし、単位画素から出力されてきた
信号Ｑ ｓｉｇ＋ Ｑ ’ｓｉｇを得られるようになる
。
に蓄積された信号Ｑｓｉｇ、 Ｑ’ｓｉｇを含む読み出
し電荷に対しては各々の単位画素ごとにＱｒｅａｄ −
Ｑ ’ ｒｅａｄ 、その逆の期間にライてはＱ ’ｒ
ｅａｄＱｒｅａｄを行うことによってバイアス電荷Ｑ
ｂｉａｓをキャンセルし、単位画素から出力されてきた
信号Ｑ ｓｉｇ＋ Ｑ ’ｓｉｇを得られるようになる
。
このような焦電型固体撮像装置の構造および駆動方法は
２例えば特願平１−２４２０１６ ｒ焦電型固体撮像装
置」の明細書に記載されている。
２例えば特願平１−２４２０１６ ｒ焦電型固体撮像装
置」の明細書に記載されている。
本従来例では単位画素ごとにバイアス電荷をキャンセル
し、焦電膜の上面と下面に誘起する電荷を全て信号とし
て扱うことができるという利点を持つ反面、チョッパの
開閉期間に対応してバイアス電荷キャンセル時の演算の
方法が異なるため処理回路が複雑になり２回路から混入
する雑音量もそれにしたがって増加するという欠点があ
る。
し、焦電膜の上面と下面に誘起する電荷を全て信号とし
て扱うことができるという利点を持つ反面、チョッパの
開閉期間に対応してバイアス電荷キャンセル時の演算の
方法が異なるため処理回路が複雑になり２回路から混入
する雑音量もそれにしたがって増加するという欠点があ
る。
本発明の目的はチョッパの開閉によらずバイアス電荷キ
ャンセル時の演算の方法を同じにできる焦電型固体撮像
装置の駆動方法を提供することにある。
ャンセル時の演算の方法を同じにできる焦電型固体撮像
装置の駆動方法を提供することにある。
本発明の目的は上記の目的を達成するため、チョッパ開
閉のそれぞれの期間に対応して容量素子から結合素子を
通して信号電荷転送素子に転送するｊ＠序が、チョッパ
開閉のいずれかの期間で焦電膜の上面に誘起した電荷を
先に転送した後に焦電膜の下面に誘起した電荷を転送し
、別のチョッパの期間ではその逆を行うようにしたもの
である。
閉のそれぞれの期間に対応して容量素子から結合素子を
通して信号電荷転送素子に転送するｊ＠序が、チョッパ
開閉のいずれかの期間で焦電膜の上面に誘起した電荷を
先に転送した後に焦電膜の下面に誘起した電荷を転送し
、別のチョッパの期間ではその逆を行うようにしたもの
である。
その結果、チョッパの開閉によらずバイアス電荷キャン
セル時の演算の方法が同じになり、信号処理回路が簡略
化し２回路から混入する雑音量も減少させることができ
るようになる。
セル時の演算の方法が同じになり、信号処理回路が簡略
化し２回路から混入する雑音量も減少させることができ
るようになる。
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
第１図は本発明の焦電型固体撮像装置のブロック図であ
る。１０１は焦電型固体撮像素子、１０３はプリアンプ
、１０４，１０５はアナログ・スイッチ等による分離回
路、１ｏ２は撮像素子１０１および分離回路１０４．１
０５の駆動回路、１０６は時間合わせをするための遅延
回路、１０７は遅延回路１０６の出力Ｑと分離回路１０
５の出力Ｒとの差分を出力する減算回路、１ｏ８はＧｅ
等の赤外光用レンズ、１０９は赤外光を時間的に断続す
るチョッパ、１１０はチョッパの開閉動作をコントロー
ルする制御回路である。第２図は第４図および第５図（
ａ）、（ｂ）で示した構造の焦電型固体撮像素子を用い
て第１図のように構成した撮像装置の動作の一例を説明
するためのパルス・タイミング図である。
る。１０１は焦電型固体撮像素子、１０３はプリアンプ
、１０４，１０５はアナログ・スイッチ等による分離回
路、１ｏ２は撮像素子１０１および分離回路１０４．１
０５の駆動回路、１０６は時間合わせをするための遅延
回路、１０７は遅延回路１０６の出力Ｑと分離回路１０
５の出力Ｒとの差分を出力する減算回路、１ｏ８はＧｅ
等の赤外光用レンズ、１０９は赤外光を時間的に断続す
るチョッパ、１１０はチョッパの開閉動作をコントロー
ルする制御回路である。第２図は第４図および第５図（
ａ）、（ｂ）で示した構造の焦電型固体撮像素子を用い
て第１図のように構成した撮像装置の動作の一例を説明
するためのパルス・タイミング図である。
素子面に赤外光を当てた時、焦電効果によって焦電膜１
２の下面に負電荷が誘起するように分極処理をした場合
についての動作を説明する。第２図の時刻ｔ８で示した
ようにＹＧＩ、ＣＧにそれぞれｖＹ□、■ｃＨを印加し
てゲート下のチンネルを開き、第４図のダイオードＤ１
からＣＣＤ２０−１へ電荷を転送する。この時の電荷量
Ｑｒｅａｄはバイアス電荷量Ｑ ｂｉａｓと焦電膜の下
面に誘起した電荷量Ｑ ｓｉｇとによってＱ ｂｉａｓ
＋ Ｑ ｓｉｇとなる。ＹＧｌ、ＣＧのゲート下のチ
ャネルを閉じた後ＣＣＤを駆動して１ビット分シフトさ
せ、 Ｑｒｅａｄを転送単位２０−２に転送する。時刻
ｔｂではＹＯ２゜ＣＧのチャネルを開きダイオードＤ２
からＣＣＤ２０−１へ電荷を転送する。この時の電荷量
Ｑ’ｒｅａｄは焦電膜の上面に誘起した電荷量Ｑ’ｓｉ
ｇによりＱｂｉａｓ Ｑ’ｓｉｇとなる。ＹＯ２，Ｃ
Ｇのチャネルを閉じた後Ｄｉ、Ｄ２の電位をＶ １ｎｉ
ｔに再設定し。
２の下面に負電荷が誘起するように分極処理をした場合
についての動作を説明する。第２図の時刻ｔ８で示した
ようにＹＧＩ、ＣＧにそれぞれｖＹ□、■ｃＨを印加し
てゲート下のチンネルを開き、第４図のダイオードＤ１
からＣＣＤ２０−１へ電荷を転送する。この時の電荷量
Ｑｒｅａｄはバイアス電荷量Ｑ ｂｉａｓと焦電膜の下
面に誘起した電荷量Ｑ ｓｉｇとによってＱ ｂｉａｓ
＋ Ｑ ｓｉｇとなる。ＹＧｌ、ＣＧのゲート下のチ
ャネルを閉じた後ＣＣＤを駆動して１ビット分シフトさ
せ、 Ｑｒｅａｄを転送単位２０−２に転送する。時刻
ｔｂではＹＯ２゜ＣＧのチャネルを開きダイオードＤ２
からＣＣＤ２０−１へ電荷を転送する。この時の電荷量
Ｑ’ｒｅａｄは焦電膜の上面に誘起した電荷量Ｑ’ｓｉ
ｇによりＱｂｉａｓ Ｑ’ｓｉｇとなる。ＹＯ２，Ｃ
Ｇのチャネルを閉じた後Ｄｉ、Ｄ２の電位をＶ １ｎｉ
ｔに再設定し。
チョッパを閉じて赤外光を遮断する。焦電膜の温度は低
下し、各部にはこれまでと逆の電荷が誘起する。この信
号積分中、先にＣＣＤへ転送していた電荷を順次走査し
撮像素子から取り出す。時刻ｔｃではＹＯ２，ＣＧのチ
ャネルを開き、焦電膜の上面に誘起した電荷Ｑ’ ｓｉ
ｇによりＱｂｊａｓ＋ Ｑ”ｓｊｇで表わされる電荷量
Ｑ’ ｒｅａｄをＣＣＤ２０−１に転送する。ＹＯ２，
ＣＧのチャネルを閉じ、ＣＯＤを開動して１ビット分シ
フトさせＱ’ｒｅａｄを次の転送単位２０−２に転送す
る。時刻ｔｄはＹＧｌ、ＣＧのチャネルを開き、焦電膜
の下面に誘起した電荷量Ｑ”ｓｉｇによりＱｂｉａｓ
−Ｑ”ｓｉｇで表わされる電荷量Ｑ”ｒｅａｄをＣＣＤ
２０−１に転送する。
下し、各部にはこれまでと逆の電荷が誘起する。この信
号積分中、先にＣＣＤへ転送していた電荷を順次走査し
撮像素子から取り出す。時刻ｔｃではＹＯ２，ＣＧのチ
ャネルを開き、焦電膜の上面に誘起した電荷Ｑ’ ｓｉ
ｇによりＱｂｊａｓ＋ Ｑ”ｓｊｇで表わされる電荷量
Ｑ’ ｒｅａｄをＣＣＤ２０−１に転送する。ＹＯ２，
ＣＧのチャネルを閉じ、ＣＯＤを開動して１ビット分シ
フトさせＱ’ｒｅａｄを次の転送単位２０−２に転送す
る。時刻ｔｄはＹＧｌ、ＣＧのチャネルを開き、焦電膜
の下面に誘起した電荷量Ｑ”ｓｉｇによりＱｂｉａｓ
−Ｑ”ｓｉｇで表わされる電荷量Ｑ”ｒｅａｄをＣＣＤ
２０−１に転送する。
第３図は第１図のＰ、Ｑ、Ｒ，Ｓの各点での撮像素子に
おける読み出し電荷量に対応した波形である。Ｐ点での
波形は前述のＱｒｅａｄ、 Ｑ’ｒｅａｄ’。
おける読み出し電荷量に対応した波形である。Ｐ点での
波形は前述のＱｒｅａｄ、 Ｑ’ｒｅａｄ’。
Ｑ’ ｒｅａｄ、 Ｑ”ｒｅａｄ等と直接対応している
。図のようにチョッパの開期間に蓄積された電荷はチョ
ッパの開期間にバイアス電荷と共に撮像素子から出力さ
れる。バイアス電荷分を除去するため、第１図の駆動回
路１０２から第２図のように出力される５ＥＰＩ、５Ｅ
Ｐ２によりＱ ｒｅａｄ 、 Ｑ ｒｅａｄ 。
。図のようにチョッパの開期間に蓄積された電荷はチョ
ッパの開期間にバイアス電荷と共に撮像素子から出力さ
れる。バイアス電荷分を除去するため、第１図の駆動回
路１０２から第２図のように出力される５ＥＰＩ、５Ｅ
Ｐ２によりＱ ｒｅａｄ 、 Ｑ ｒｅａｄ 。
Ｑ“ｒｅａｄ、 Ｑ”ｒｅａｄに相当する信号を各々に
分離する。Ｑｒｅａ（Ｌ又はＱ″ｒｅａｄに相当する信
号は分離回路１０４を通過し、遅延回路１０６で第３図
に示したようにΔｔたけ時間合わせをする。Ｑ ’ ｒ
ｅａｄ 。
分離する。Ｑｒｅａ（Ｌ又はＱ″ｒｅａｄに相当する信
号は分離回路１０４を通過し、遅延回路１０６で第３図
に示したようにΔｔたけ時間合わせをする。Ｑ ’ ｒ
ｅａｄ 。
又はＱ”ｒｅａｄに相当する信号は分離回路１０５を通
過し、減算回路１０７の入力Ｑ、Ｒ点での波形は第３図
のようになるため、５点ではバイアス電荷分が除去され
た信号出力が得られる。さらにローパス・フィルタを通
して同期信号を付加するなどの処理を行えばビデオ信号
として扱える。
過し、減算回路１０７の入力Ｑ、Ｒ点での波形は第３図
のようになるため、５点ではバイアス電荷分が除去され
た信号出力が得られる。さらにローパス・フィルタを通
して同期信号を付加するなどの処理を行えばビデオ信号
として扱える。
以上９本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
その要旨を逸脱しない範囲において変形可能である。例
えば、第２図ではチョッパ開閉の周期が２フイールドの
周期と同じであるが、チョッパ開閉の周期はフィールド
周期の整数倍であっても良い。また、チョッパの開期間
の長さが異なっても良い。焦電膜の分極の方向や半導体
の導電型を逆にしてもかまわない。
その要旨を逸脱しない範囲において変形可能である。例
えば、第２図ではチョッパ開閉の周期が２フイールドの
周期と同じであるが、チョッパ開閉の周期はフィールド
周期の整数倍であっても良い。また、チョッパの開期間
の長さが異なっても良い。焦電膜の分極の方向や半導体
の導電型を逆にしてもかまわない。
以上説明したように本発明の駆動方法によればチョッパ
の開閉によらずバイアス電荷キャンセル時の演算の方向
を一定にできることになる。従来の方法によると第１図
の減算回路１０７の次段には２つの分離回路と１つの反
転回路を設けてチョッパの開閉期間に合わせて信号の極
性をそろえるようにしなければならないが９本発明によ
ればこれらの回路が不用になり、信号通過経路の簡略化
およびそれらの回路から混入する雑音も低減できること
になる。
の開閉によらずバイアス電荷キャンセル時の演算の方向
を一定にできることになる。従来の方法によると第１図
の減算回路１０７の次段には２つの分離回路と１つの反
転回路を設けてチョッパの開閉期間に合わせて信号の極
性をそろえるようにしなければならないが９本発明によ
ればこれらの回路が不用になり、信号通過経路の簡略化
およびそれらの回路から混入する雑音も低減できること
になる。
第１図は本発明の焦電型固体撮像装置のブロッ田
り置、第２図は本発明の詳細な説明するためのバ像素子
の動作を説明するためのパルスタイミング図、第７図は
第５図、第６図に対応させた表面ポテンシャル図である
。 １０１：焦電型固体撮像素子、１０２：［動回路、１０
３：プリアンプ、１０４，１０５：分離回路、１０６：
遅延回路、１０７：減算回路、１０８：レンズ、１０９
：チョッパ、１１０：制御回路。 第２図 フィー）しド 第］ １１Ｌ） 千うリハ１閉 ナヨ・ソバ＋開 第５図 ｔｖｌＲｌ 〜ＭＹ１〜ＣＣ［） ｌＰｒ面ＭＲ２〜Ｍ
Ｙ２〜ＣＣＤ断め 第７図 （Ｑ） ＭＰ１〜ＭＹ１〜ＣＣＤ （ｂ） ＭＰ２〜ＭＹ２〜ＣＣＤ
の動作を説明するためのパルスタイミング図、第７図は
第５図、第６図に対応させた表面ポテンシャル図である
。 １０１：焦電型固体撮像素子、１０２：［動回路、１０
３：プリアンプ、１０４，１０５：分離回路、１０６：
遅延回路、１０７：減算回路、１０８：レンズ、１０９
：チョッパ、１１０：制御回路。 第２図 フィー）しド 第］ １１Ｌ） 千うリハ１閉 ナヨ・ソバ＋開 第５図 ｔｖｌＲｌ 〜ＭＹ１〜ＣＣ［） ｌＰｒ面ＭＲ２〜Ｍ
Ｙ２〜ＣＣＤ断め 第７図 （Ｑ） ＭＰ１〜ＭＹ１〜ＣＣＤ （ｂ） ＭＰ２〜ＭＹ２〜ＣＣＤ
Claims (1)
- １、第一導電型の半導体基板の主表面に焦電気性を示す
誘電体によって形成された焦電素子と、該焦電膜の上面
および下面に誘起する電荷を別々に蓄積するための容量
素子群からなる光変換素子群を形成し、各々の容量素子
について容量素子の初期電圧設定素子と読み出し電圧設
定素子を設け、前記読み出し電圧設定素子のうち、前記
焦電膜の上面に誘起した電荷を読み出すための第一の読
み出し電圧設定素子と前記焦電膜の上面に相対する下面
に誘起した電荷を読み出す第二の読み出し電圧設定素子
に接続して設けた結合素子を通して信号電荷を順次転送
する信号電荷転送素子を集積化した焦電型固体撮像素子
と、該固体撮像素子の前面に入射赤外光の断続を行うチ
ョッパを設けてなる焦電型固体撮像装置において、前記
チョッパによって入射赤外光の遮断期間と通過期間を交
互に設けることに対応して、容量素子から結合素子を通
して信号電荷転送素子に転送する順序が、前記チョッパ
による入射光の遮断期間もしくは通過期間のいずれか一
方の期間において前記焦電膜の上面に誘起した電荷を先
に転送した後に前記焦電膜の下面に誘起した電荷を転送
し、残る他方の期間においては前記焦電膜の下面に誘起
した電荷を先に転送した後に前記焦電膜の上面に誘起し
た電荷を転送するように駆動することを特徴とした焦電
型固体撮像装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2117588A JPH0414967A (ja) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | 焦電型固体撮像装置の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2117588A JPH0414967A (ja) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | 焦電型固体撮像装置の駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0414967A true JPH0414967A (ja) | 1992-01-20 |
Family
ID=14715535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2117588A Pending JPH0414967A (ja) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | 焦電型固体撮像装置の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0414967A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2699779A1 (fr) * | 1992-12-22 | 1994-06-24 | Thomson Csf Semiconducteurs | Détecteur d'image thermique muni de moyens d'élimination du motif de bruit fixe. |
| US5878807A (en) * | 1996-02-16 | 1999-03-09 | Takahashi; Kei | Fluid channeling unit |
| US5954129A (en) * | 1996-02-14 | 1999-09-21 | Takahashi; Kei | Flow control unit |
-
1990
- 1990-05-09 JP JP2117588A patent/JPH0414967A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2699779A1 (fr) * | 1992-12-22 | 1994-06-24 | Thomson Csf Semiconducteurs | Détecteur d'image thermique muni de moyens d'élimination du motif de bruit fixe. |
| EP0604282A1 (fr) * | 1992-12-22 | 1994-06-29 | Thomson-Csf Semiconducteurs Specifiques | Détecteur d'image thermique muni de moyens d'élemination du motif de bruit fixe |
| US5446283A (en) * | 1992-12-22 | 1995-08-29 | Thomson-Csf Semiconducteurs Specifiques | Thermal image detector provided with means to eliminate fixed pattern noise |
| US5954129A (en) * | 1996-02-14 | 1999-09-21 | Takahashi; Kei | Flow control unit |
| US5878807A (en) * | 1996-02-16 | 1999-03-09 | Takahashi; Kei | Fluid channeling unit |
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