JPH06268923A - Drive method for solid-state image pickup device - Google Patents

Drive method for solid-state image pickup device

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Publication number
JPH06268923A
JPH06268923A JP5056191A JP5619193A JPH06268923A JP H06268923 A JPH06268923 A JP H06268923A JP 5056191 A JP5056191 A JP 5056191A JP 5619193 A JP5619193 A JP 5619193A JP H06268923 A JPH06268923 A JP H06268923A
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JP
Japan
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solid
vertical transfer
field shift
electrodes
vertical
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Pending
Application number
JP5056191A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukio Endo
幸雄 遠藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5056191A priority Critical patent/JPH06268923A/en
Publication of JPH06268923A publication Critical patent/JPH06268923A/en
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a solid-state image pickup device with a high dynamic range by devising a clock pulse so as to realize the increase in the maximum transfer signal charge of a vertical CCD transfer electrode. CONSTITUTION:In the drive method for the solid-state image pickup device provided with photosensing picture elements arranged on a semiconductor substrate in 2-dimension and plural vertical transfer sections provided along a vertical arrangement direction of the photosensing picture elements and a horizontal transfer section at the end of the vertical transfer sections to provide a signal charge, it is characterized in that a field shift gate reading a signal charge from the photosensing picture element and a vertical transfer electrode impress bipolar clock pulses to the vertical transfer electrode used not in common and a negative clock pulse and a 0 are impressed to the common vertical transfer electrode.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、CCD(固体撮像装
置)の駆動方法に係わり、特にダイナミックレンジの拡
大を図った駆動方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving method for a CCD (solid-state image pickup device), and more particularly to a driving method for expanding a dynamic range.

【0002】[0002]

【従来の技術】CCD固体撮像素子は、その特徴を生か
して広い分野に使われている。特に、小型化、高解像度
化のカメラへの応用が大きい。図11に、インターライ
ン転送型のCCDの構成図を示す。このCCDは、感光
画素(PD)、垂直CCD(VCCD)、水平CCD
(HCCD)、出力アンプ(AMP)で構成される。感
光画素で光電変換された信号電荷は、VCCDへ印加さ
れる4相パルスφV1 ,φV2 ,φV3 ,φV4 で水平
CCD方向へ転送され、そして水平CCDでは2相パル
スφH1 ,φH2 で信号電荷はAMP方向へ転送され
る。そして信号電荷は出力OSへ読出される。
2. Description of the Related Art CCD solid-state image pickup devices are used in a wide variety of fields by taking advantage of their features. In particular, it has a great application to miniaturized and high-resolution cameras. FIG. 11 shows a block diagram of an interline transfer type CCD. This CCD is a photosensitive pixel (PD), vertical CCD (VCCD), horizontal CCD
(HCCD) and output amplifier (AMP). The signal charges photoelectrically converted by the photosensitive pixels are transferred in the horizontal CCD direction by four-phase pulses φV 1 , φV 2 , φV 3 , and φV 4 applied to the VCCD, and in the horizontal CCD, two-phase pulses φH 1 and φH 2 are transferred. The signal charges are transferred in the AMP direction. Then, the signal charges are read out to the output OS.

【0003】このCCDの感度、ダイナミックレンジと
向上する方法として感光画素部を二階建て構造するもの
がある。第12図に示す二階建て固体撮像装置の構造図
を用いて従来の問題点を以下に説明する。11は例えば
p型Si基板であり、その表面には信号電荷読み出しチ
ャネルである第1のn+ 型層121 と信号電荷蓄積部の
+ 型層122 、この蓄積部と例えばアルミニウム(A
l)で形成された金属電極17aとをオーミック接続さ
せるためのn+ + 型層14及びチャネルストッパとなる
+ 型層13がある。そしてCCDチャネル上にはゲー
ト酸化膜を介して例えば2層多結晶シリコン膜により形
成されたCCD転送電極15a,15bがある。この2
層転送電極15a,15b上には第1の絶縁膜16aが
堆積され、これに開けられたコンタクトホールを介して
前記n+ + 型層14に接続される第2の金属電極17b
が各画素領域に設けられる。この上に例えばアモルファ
スSiによる光導電膜18とITOなどの透明導電膜1
9が形成されている。
As a method of improving the sensitivity and dynamic range of this CCD, there is a structure in which the photosensitive pixel portion has a two-story structure. The conventional problems will be described below with reference to the structure of the two-story solid-state imaging device shown in FIG. 11 is a p-type Si substrate, for example, n + -type layer 12 2 of the first n + -type layer 12 1 and the signal charge storage portion is a signal charge readout channels on the surface thereof, the storage unit and, for example, aluminum (A
There is an n + + type layer 14 for making ohmic contact with the metal electrode 17a formed in 1) and ap + type layer 13 serving as a channel stopper. On the CCD channel, there are CCD transfer electrodes 15a and 15b formed of, for example, a two-layer polycrystalline silicon film via a gate oxide film. This 2
A first insulating film 16a is deposited on the layer transfer electrodes 15a and 15b, and a second metal electrode 17b is connected to the n + + type layer 14 through a contact hole formed in the first insulating film 16a.
Are provided in each pixel region. On top of this, for example, a photoconductive film 18 made of amorphous Si and a transparent conductive film 1 such as ITO.
9 is formed.

【0004】ここで信号電荷蓄積部n+ 型層122 、n
+ + 型層14、第1の金属電極17a及び第2の金属電
極17bは、各画素毎に独立に二次元的に配列形成され
る。即ち、第2の金属電極17bが撮像画素領域を定義
するものとなり、光導電膜18による撮像の結果第2の
金属電極17bに得られる電位変化が第1の金属電極1
7aを介して信号電荷蓄積部のn+ 型層122 に伝達さ
れ、ここに信号電荷として蓄積される。図ではチャネル
ストッパであるp+ 型層13が見える断面を示している
が、各画素毎にn+ 型層122 の信号電荷をCCDチャ
ネルであるn+型層121 にに転送する転送部を有し、
インタライン転送型CCD撮像素子を構成している。
Here, the signal charge storage section n + type layers 12 2 and n
+ + -Type layer 14, a first metal electrode 17a and the second metal electrode 17b are arranged two-dimensionally formed independently for each pixel. That is, the second metal electrode 17b defines the image pickup pixel region, and the potential change obtained by the second metal electrode 17b as a result of the image pickup by the photoconductive film 18 is the first metal electrode 1.
It is transmitted to the n + type layer 12 2 of the signal charge storage portion via 7a and is stored therein as signal charge. Although the figure shows a cross section in which the p + -type layer 13 that is the channel stopper is visible, a transfer unit that transfers the signal charges of the n + -type layer 12 2 to the n + -type layer 12 1 that is the CCD channel for each pixel. Have
An interline transfer type CCD image pickup device is configured.

【0005】このように二階建構造にしたインターライ
ン転送型(IT)CCDでは光利用率が向上するため、
高感度化が実現できる。しかし、この二階建構造のIT
−CCDでは、感度が高いため、光電変換された信号電
荷量も多くなる。この多量の信号電荷を運ぶには垂直C
CDの転送電荷量を大きくしなければならない、しか
し、垂直CCDを大きくすることは、画素サイズを大き
くすることになり、小型,多画素化に対して不利となる
問題が生じる。
Since the interline transfer type (IT) CCD having the two-story structure as described above improves the light utilization rate,
Higher sensitivity can be realized. However, this two-story IT structure
-CCD has a high sensitivity, and therefore the amount of signal charges photoelectrically converted increases. Vertical C to carry this large amount of signal charge
It is necessary to increase the transfer charge amount of the CD, but increasing the size of the vertical CCD results in increasing the pixel size, which is disadvantageous in reducing the size and increasing the number of pixels.

【0006】また、多画素化を行った場合、垂直CCD
のチャネル幅が小さくなり、扱う転送電荷量が下がると
いう問題も生じる。さらに、ハイビジョン用CCDでは
垂直CCDで転送する時間が水平ブランキング時間3.
77μs少ないことになり、短時間で多量の信号電荷量
が運べずダイナミックレンジが低下する問題が生じる。
When the number of pixels is increased, the vertical CCD
There is also a problem that the channel width becomes smaller and the amount of transfer charge handled decreases. Furthermore, in the high-definition CCD, the horizontal blanking time is 3.
This is 77 μs less, which causes a problem that a large amount of signal charge cannot be carried in a short time and the dynamic range is reduced.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の固
体撮像素子では2階建構造にした場合や、多画素化にし
た場合や、ハイビジョン用に製作した場合などでは垂直
CCDの最大転送電荷量が下がり、ダイナミックレンジ
の低下、飽和電荷量の低下の問題があり、再生画像を劣
化させる問題があった。
As described above, when the conventional solid-state image pickup device has a two-story structure, has a large number of pixels, or is manufactured for high-definition, the maximum transfer charge of the vertical CCD is required. However, there is a problem that the reproduced image is deteriorated due to a decrease in the amount, a decrease in dynamic range, a decrease in saturated charge amount, and the like.

【0008】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、垂直CCDのチャネル幅を現行のままで最大転送
電荷量を増大させることのできる、高ダイナミックレン
ジの固体撮像装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a solid-state image pickup device having a high dynamic range capable of increasing the maximum transfer charge amount while keeping the channel width of the vertical CCD as it is. It is in.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、複数の
垂直CCD転送電極のうち感光画素からの信号電荷を読
み出すゲートと共通に接続されてない電極をプラス・マ
イナスパルスで転送し、感光画素からの信号電荷を読み
出すゲートと共通に接続されている電極は0とマイナス
のクロックパルスで転送することにある。
The essence of the present invention is to transfer a plurality of vertical CCD transfer electrodes, which are not commonly connected to a gate for reading out a signal charge from a photosensitive pixel, with plus / minus pulses to transfer the light. The electrode commonly connected to the gate for reading out the signal charge from the pixel is to transfer by 0 and a negative clock pulse.

【0010】[0010]

【作用】本発明によれば、従来の構造のままの垂直CC
Dで最大信号電荷を増加することができる。すなわち、
本発明では、二階建構造にしたIT−CCDにおける高
感度の信号電荷量を損失なく転送することが可能にな
る。また、ハイビジョン用固体撮像装置などのように水
平ブランキング期間が小さくなった場合においても、信
号電荷量を扱うことなく転送することが可能となる。
According to the present invention, the vertical CC of the conventional structure is maintained.
The maximum signal charge can be increased with D. That is,
According to the present invention, it becomes possible to transfer a highly sensitive signal charge amount in an IT-CCD having a two-story structure without loss. Further, even when the horizontal blanking period becomes short as in a high-definition solid-state imaging device, it is possible to transfer without handling the signal charge amount.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。図1は本発明の第1の実施例に係わる固体撮
像装置の一部の拡大図と動作図を示す。図2は図1に印
加するクロックパルスの全体図、図3は図1に印加する
クロックパルスの拡大図を示し、図4は図3のクロック
パルス印加時の垂直CCDのチャネルポテンシャル動作
図を示す図である。この装置はフォトダイオードPD,
垂直CCDのVCCD,チャネルストッパCS,フィー
ルドシフトゲートFSG,垂直CCDの転送電極φV
1 ,φV2 ,φV3 ,φV4 の4相電極,で構成されて
いる。なお、従来例で説明した二階建構造のIT−CC
Dではこの図のPD部を信号電荷蓄積部のn+ 型層12
2 ,n+ + 型層14に代えた構造で見れば垂直CCD部
については同様となる。
The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows an enlarged view and an operation diagram of a part of a solid-state image pickup device according to the first embodiment of the present invention. 2 is an overall view of the clock pulse applied to FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged view of the clock pulse applied to FIG. 1, and FIG. 4 is a channel potential operation diagram of the vertical CCD when the clock pulse of FIG. 3 is applied. It is a figure. This device is a photodiode PD,
Vertical CCD VCCD, channel stopper CS, field shift gate FSG, vertical CCD transfer electrode φV
It is composed of four-phase electrodes of 1 , φV 2 , φV 3 , and φV 4 . In addition, the IT-CC of the two-story structure described in the conventional example
In D, the PD portion in this figure is the n + type layer 12 of the signal charge storage portion
The same applies to the vertical CCD section when viewed from the structure in which the 2 , n + + type layer 14 is replaced.

【0012】VCCDのチャネル幅は多画素化になって
くると狭くなるそして、FSGのあるチャネル幅Aと両
側がチャネルストッパCSに挟まれたチャネル幅Bの2
つのチャネル幅ができる。このときチャネルBでは狭チ
ャネル効果により図1(C)のポテンシャル図に示すよ
うに段差ができ、ちょうどφV2 とφV4 の電極下では
信号電荷がQ2a,Q4aとチャネル幅Aの場所のQ13
に比べ小さくなってしまう。このことは、最大転送電荷
量を下げてしまうことになる。
The channel width of the VCCD becomes narrower as the number of pixels increases, and the channel width A having the FSG and the channel width B sandwiched by the channel stoppers CS on both sides are two.
Can have one channel width. At this time, a step is formed in the channel B due to the narrow channel effect as shown in the potential diagram of FIG. 1C, and just below the electrodes of φV 2 and φV 4 , the signal charges Q 2a , Q 4a and the channel width A are located. Q 1 , 3
Will be smaller than. This lowers the maximum transfer charge amount.

【0013】本実施例では、この垂直CCDのチャネル
ストッパCSに挟まれた電極の信号電荷量の減少分を、
他の電極と同じにするだけではなく、むしろ、それ以上
に増加できる駆動法である。そのポジシャルの状態は図
1(d)に示す。すなわち、垂直CCDのチャネルスト
ッパCSにはさまれた電極のみ通常の0とマイナスのク
ロックパルスからプラスとマイナスのクロックパルスを
印加してQ2b,Q4bとなると にして、図に示すように
max 増加分だけ最大転送電荷量が大きくできる。この
増加電荷量は発明者の実験結果によれば4電極とも従来
法の0とマイナスのクロックパルスを印加した場合に比
べ2倍以上になった。
In this embodiment, the decrease in the signal charge amount of the electrodes sandwiched by the channel stoppers CS of the vertical CCD is
The driving method is not limited to the same method as other electrodes, but rather can be increased more. The state of the position is shown in FIG. That is, only the electrodes sandwiched by the channel stoppers CS of the vertical CCD are applied with the plus and minus clock pulses from the normal 0 and minus clock pulses to become Q 2b and Q 4b, and as shown in FIG. The maximum transfer charge amount can be increased by the increase of max . According to the experimental results of the inventor, this increased charge amount is more than twice as much as that in the case of applying 0 and a negative clock pulse in the conventional method to all four electrodes.

【0014】図2はφV1 〜φV4 に印加する具体的ク
ロックパルス波形である。インタレース動作を行なうの
でODDフィールドとEVENフィールドで画素からの
信号読出しタイミングが異ならしている。FSはフィー
ルドシフトパルス期間、ADは2つの画素の信号電荷を
加算する期間、LSは垂直CCDの信号電荷を転送する
ラインシフト期間、このラインシフト期間の動作が本発
明の第1の実施例の駆動法である。この期間のクロック
パルスの電圧を、ここではφV1 とφV3 は0Vとマイ
ナスのVLV、そしてφV2 とφV4 はプラスのVHVとマ
イナスのVLVにして垂直CCDを駆動する。
FIG. 2 shows a concrete clock pulse waveform applied to φV 1 to φV 4 . Since the interlace operation is performed, the signal read timing from the pixel differs between the ODD field and the EVEN field. FS is a field shift pulse period, AD is a period for adding the signal charges of two pixels, LS is a line shift period for transferring the signal charges of the vertical CCD, and the operation of this line shift period is the same as that of the first embodiment of the present invention. It is a driving method. In this period, the voltage of the clock pulse is set to 0V and negative V LV for φV 1 and φV 3 , and the positive V HV and negative V LV for φV 2 and φV 4 to drive the vertical CCD.

【0015】より具体的なパルスタイミングを図3に示
す。HBLは水平ブランキング期間である。ラインシフ
ト動作はこの期間内で行なうことがノイズ防止の観点か
ら必要である。したがって高速でかつダイナミックレン
ジの広い転送法が要求される。ここに示したパルスのポ
テンシャル動作図を図4に示す。パルスタイミングのt
1 〜t9 はポテンシャル動作図のt1 〜t9 に対応して
いる。垂直CCD転送電極φV1 ,φV2 ,φV3 ,φ
4 を印加したときの高レベル側で生じるポテンシャル
レベルをP1 ,P2 ,P3 ,P4 で示している。信号電
荷Qはt1 から順次t9 へと正確に信号電荷量を増大し
た状態で転送されていくのが明らかである。
A more specific pulse timing is shown in FIG. HBL is a horizontal blanking period. From the viewpoint of noise prevention, it is necessary to perform the line shift operation within this period. Therefore, a transfer method having a high speed and a wide dynamic range is required. The potential operation diagram of the pulse shown here is shown in FIG. Pulse timing t
1 to t 9 correspond to t 1 to t 9 in the potential operation diagram. Vertical CCD transfer electrodes φV 1 , φV 2 , φV 3 , φ
Potential levels generated on the high level side when V 4 is applied are indicated by P 1 , P 2 , P 3 , and P 4 . It is apparent that the signal charge Q is transferred from t 1 to t 9 in sequence with the amount of signal charge being accurately increased.

【0016】次に本発明の第2の実施例について説明す
る。この実施例ではプラス,マイナスを印加するクロッ
クパルスを2段にすることが特徴である。図5にクロッ
クパルス波形を示す。φV2 ,φV4 のクロックパルス
の立上り時間,立下り時間とを示すようにφV2 の立下
りではt4 ,t5 、φV4 の立上りではt2 ,t3 、φ
2 の立上りではt8 ,t9 、φV4 の立下りでは
10,t11と2段階にする。これにより、本発明の効果
をより確実に引き出すことが可能になる。この理由を図
6で説明する。図6(b)に示すようにクロックパルス
の振幅が大きくなると波形63で示したパルスリンギン
ギングが生じる。これにより、垂直CCDのチャネルポ
テンシャルがかすれ、信号電荷量が各画素で分離してい
たものが混合して、扱かう信号電荷量が減少することも
ある。図6(a)に示す回路構成でマルチプレクサ61
とその出力をドライバ62で出力し、φV1 へ印加す
る。マルチプレクサ入力は図6(d),(e)に示すP
A ,PB のパルスを入力する。そしてVH ,VM ,V
L ,VC の電圧をマルチプレクサで選択すれば図6
(c)に示す2段のクロックパルスが作れる。図6
(b)に比べパルスの立上り,立下り時間が半分になり
リンギングがなくなる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The feature of this embodiment is that the clock pulses for applying plus and minus are in two stages. FIG. 5 shows a clock pulse waveform. .phi.V 2, the rise time of the clock pulses of .phi.V 4, the falling edge of .phi.V 2 as shown and fall time t 4, t 5, the rise of φV 4 t 2, t 3, φ
There are two stages, t 8 and t 9 at the rising edge of V 2 and t 10 and t 11 at the falling edge of φV 4 . This makes it possible to more reliably bring out the effects of the present invention. The reason for this will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6B, when the amplitude of the clock pulse increases, the pulse ringing shown by the waveform 63 occurs. As a result, the channel potential of the vertical CCD may be faint, and the signal charge amounts separated in each pixel may be mixed to reduce the signal charge amount to be handled. With the circuit configuration shown in FIG.
And its output by the driver 62 and applied to φV 1 . The multiplexer input is P shown in FIGS. 6 (d) and 6 (e).
Input the A and P B pulses. And V H , V M , V
If the voltages of L and V C are selected by the multiplexer,
The two-stage clock pulse shown in (c) can be created. Figure 6
Compared to (b), the rise and fall times of the pulse are halved, and ringing disappears.

【0017】次に第3の実施例について説明する。ここ
では、フィールドシフト動作時の信号電荷量の増大法に
ついて説明する。図7はクロックパルス波形を示し、図
8は図7のクロックパルス波形印加時のフィールドシフ
ト期間と信号電荷加算期間のポテンシャル動作図を示
す。フィールドシフト直後にφV1 とφV3 の電極をV
F →VB →VM と2段階に下げていく。そして、この期
間φV2 又はφV4 はプラスとマイナスの中間の電圧に
設置する。この一連の動作tA 〜tE でのポテンシャル
動作図は図8のtA 〜tE に示す。ポテンシャルPA
電圧VF ,ポテンシャルPB は電圧VL 、ポテンシャル
C は電圧VB 、ポテンシャルPD は電圧VD 、ポテン
シャルPE は電圧VM 、ポテンシャルPF は電圧VH
対応する。この2段フィールドシフト動作がない場合は
B の期間に相当する。このときはポテンシャルPE
B の差によって最大転送電荷量が決まる。図から明ら
かなようにtB の動作に比べ電荷量は半分以下で各画素
であふれてしまう。本第3の実施例と第1又は第2の実
施例を絡み合わせることにより、最大の信号電荷転送量
が得られる。
Next, a third embodiment will be described. Here, a method of increasing the signal charge amount during the field shift operation will be described. 7 shows a clock pulse waveform, and FIG. 8 shows a potential operation diagram during the field shift period and the signal charge addition period when the clock pulse waveform shown in FIG. 7 is applied. Immediately after the field shift, the electrodes of φV 1 and φV 3 are set to V
F → V B → V M and lower it in two steps. Then, this period φV 2 or φV 4 is set to a voltage intermediate between plus and minus. A potential operation diagram in this series of operations t A to t E is shown as t A to t E in FIG. Potential P A voltage V F, the potential P B voltage V L, the potential P C voltage V B, the potential P D voltage V D, the potential P E is the voltage V M, the potential P F corresponds to the voltage V H . If this two-stage field shift operation is not performed, it corresponds to the period of t B. At this time, the maximum transfer charge amount is determined by the difference between the potentials P E and P B. As is apparent from the figure, the amount of charge is less than half that of the operation at t B and overflows at each pixel. The maximum signal charge transfer amount can be obtained by intertwining the third embodiment with the first or second embodiment.

【0018】次に第4の実施例について説明する。本実
施例は水平ブランキング期間が狭い場合、特にハイビジ
ョン用固体撮像装置の駆動法に有効である。本発明のφ
2とφV4 をプラス,マイナスの電圧で駆動すること
で、クロックパルスの形状を簡単にして、短かい時間で
の転送が可能になる。第1の実施例での4相駆動パルス
ではパルスの立上り,立下り変化時差が8ヶ所あるのに
対して第4の実施例では5ヶ所で済む。このことは、高
速転送が可能であることになる。又は、短い期間で信号
電荷の転送が可能になる。この動作は図9に示すように
4相駆動パルスのうち、高レベルが3電極,1電極,3
電極になるよう繰り返し、さらにφV2とφV4 はプラ
ス,マイナス電圧に設定し、φV1 とφV3 は0,マイ
ナス電圧に設定する。このパルスを印加したときのポテ
ンシャル動作図を図10に示す。ここでt1 〜t6 は図
9のタイミングのt1 〜t6 に対応する。ハッチング部
は信号電荷を示す矢印は信号電荷の流れを示す。特にt
2 〜t3 とt4 〜t5 に示す期間は点線のようにポテン
シャルが変化し信号電荷が矢印の方向へ転送できること
を示している。この動作を行なう場合は垂直CCDの電
極の大きさをφV1とφV3 を大きくし、φV2 とφV4
を小さくすると効果はより大きくできる。
Next, a fourth embodiment will be described. This embodiment is particularly effective as a driving method for a high-definition solid-state imaging device when the horizontal blanking period is narrow. Φ of the present invention
By driving V 2 and φV 4 with positive and negative voltages, the shape of the clock pulse can be simplified and transfer in a short time becomes possible. In the four-phase drive pulse in the first embodiment, there are eight pulse rising / falling change time differences, whereas in the fourth embodiment, only five points are required. This means that high speed transfer is possible. Alternatively, the signal charge can be transferred in a short period. In this operation, as shown in FIG. 9, among the four-phase drive pulses, the high level is 3 electrodes, 1 electrode, 3 electrodes.
The electrodes are repeated so that φV 2 and φV 4 are set to plus and minus voltages, and φV 1 and φV 3 are set to 0 and minus voltages. FIG. 10 shows a potential operation diagram when this pulse is applied. Wherein t 1 ~t 6 corresponds to t 1 ~t 6 timing of FIG. The hatched portion indicates the signal charge, and the arrow indicates the flow of the signal charge. Especially t
During the periods indicated by 2 to t 3 and t 4 to t 5 , the potential changes as indicated by the dotted line, indicating that the signal charges can be transferred in the direction of the arrow. When this operation is performed, the size of the electrodes of the vertical CCD is increased by φV 1 and φV 3 , and φV 2 and φV 4 are increased.
The effect can be increased by decreasing.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、複
数の垂直CCD転送電極のうちフィールドシフトゲート
と共有してなり垂直CCD転送電極にプラス,マイナス
パルスを印加し、フィールドシフトゲートと共有してい
る垂直CCD転送電極は0,マイナスパルスを印加する
駆動法を行なうことによって最大信号電荷量を増大させ
ることができる。これによって従来見られた再生画像上
での目つぶれ現象を大幅に改善することが可能となる。
さらに、本発明では垂直CCD転送電極を従来より小さ
くしても最大転送信号電荷量が下がらない効果もあり、
将来の微細化素子や、多画素化素子に有効な手段とな
る。
As described above in detail, according to the present invention, a field shift gate is formed by sharing a field shift gate among a plurality of vertical CCD transfer electrodes and applying positive and negative pulses to the vertical CCD transfer electrodes. The maximum vertical signal transfer amount can be increased by performing a driving method in which the shared vertical CCD transfer electrode is applied with 0 or a negative pulse. As a result, it is possible to significantly improve the blinding phenomenon on the reproduced image, which has been conventionally seen.
Further, the present invention has an effect that the maximum transfer signal charge amount does not decrease even if the vertical CCD transfer electrode is made smaller than the conventional one.
It is an effective means for future miniaturization elements and multi-pixel elements.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第1の実施例に係わる固体撮像装置
の一部拡大図と動作図。
FIG. 1 is a partially enlarged view and an operation diagram of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 第1の実施例におけるクロックパルス波形
図。
FIG. 2 is a clock pulse waveform diagram in the first embodiment.

【図3】 第1の実施例におけるクロックパルス波形の
拡大図。
FIG. 3 is an enlarged view of a clock pulse waveform according to the first embodiment.

【図4】 第1の実施例におけるチャネルポテンシャル
動作図。
FIG. 4 is a channel potential operation diagram in the first embodiment.

【図5】 第2の実施例のクロックパルス波形の拡大
図。
FIG. 5 is an enlarged view of a clock pulse waveform according to the second embodiment.

【図6】 第2の実施例におけるクロックパルス波形発
生を説明する図。
FIG. 6 is a diagram for explaining clock pulse waveform generation in the second embodiment.

【図7】 第3の実施例におけるクロックパルス波形
図。
FIG. 7 is a clock pulse waveform diagram in the third embodiment.

【図8】 第3の実施例におけるチャネルポテンシャル
動作図。
FIG. 8 is a channel potential operation diagram in the third embodiment.

【図9】 第4の実施例におけるクロックパルス波形拡
大図。
FIG. 9 is an enlarged view of a clock pulse waveform according to the fourth embodiment.

【図10】 第4の実施例におけるチャネルポテンシャ
ル動作図。
FIG. 10 is a channel potential operation diagram in the fourth embodiment.

【図11】 インターライン転送型CCDの構成図。FIG. 11 is a block diagram of an interline transfer CCD.

【図12】 二階建て固体撮像装置の構造図。FIG. 12 is a structural diagram of a two-story solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

PD…感光画素 FSG…フィールドシフトゲート VCCD…垂直CCD転送チャネル φV1 ,φV2 ,φV3 ,φV4 …垂直CCD転送電極 CS…チャネルストッパ FS…フィールドシフトパルス LS…ラインシフトパルス VH …プラス電圧 VL …マイナス電圧PD ... photosensitive pixels FSG ... field shift gate VCCD ... vertical CCD transfer channel φV 1, φV 2, φV 3 , φV 4 ... vertical CCD transfer electrode CS ... channel stopper FS ... field shift pulse LS ... line shift pulse V H ... positive voltage VL ... Negative voltage

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に二次元的に配列された感光
画素と、これらの感光画素の垂直配列方向に沿って設け
られた複数本の垂直転送部と、これらの垂直転送部の転
送端部に隣接して設けられた水平転送部とを備え、感光
画素で光電変換された信号電荷を垂直転送部と水平転送
部を通して出力する固体撮像装置の駆動方法において、 前記感光画素から前記垂直転送部へ信号電荷を読み出す
フィールドシフトゲート電極と複数の垂直転送電極の一
部の電極が共通に構成された手段と、複数の垂直転送電
極の残りの電極はフィールドシフトゲート電極と非共通
に構成された手段と、フィールドシフトゲート電極と非
共通の電極はプラス・マイナスのクロックパルスを印加
する手段とを具備してなることを特徴とする固体撮像装
置の駆動方法。
1. A photosensitive pixel arranged two-dimensionally on a semiconductor substrate, a plurality of vertical transfer sections provided along the vertical arrangement direction of these photosensitive pixels, and transfer ends of these vertical transfer sections. And a horizontal transfer unit provided adjacent to the unit, and outputting the signal charges photoelectrically converted by the photosensitive pixel through the vertical transfer unit and the horizontal transfer unit. A unit in which a field shift gate electrode for reading out signal charges to a portion and a part of the plurality of vertical transfer electrodes are configured in common, and the remaining electrodes in the plurality of vertical transfer electrodes are configured in common with the field shift gate electrode. And a means for applying a plus / minus clock pulse to an electrode that is not common to the field shift gate electrode, and a driving method for a solid-state imaging device.
【請求項2】前記プラス・マイナスのクロックパルスの
立上り、立下り波形は2段以上で行うことを特徴とする
請求項1記載の固体撮像装置の駆動方法。
2. The method for driving a solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the rising and falling waveforms of the plus and minus clock pulses are performed in two or more stages.
【請求項3】前記フィールドシフトゲート電極のフィー
ルドシフト動作は、前記フィールドシフトゲート電極と
非共通の電極少なくもの1個の印加パルスを前記プラス
・マイナス電圧中間に設定し、フィールドシフトパルス
の立下りを2段以上の階段パルスで行なうことを特徴と
する請求項1記載の固体撮像装置の駆動方法。
3. The field shift operation of the field shift gate electrode is such that at least one applied pulse which is not common to the field shift gate electrode is set to the plus / minus voltage intermediate point, and the field shift pulse falls. The method for driving a solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the step is performed by a staircase pulse having two or more steps.
【請求項4】前記垂直転送電極は4相駆動であり、印加
するクロックパルスは高レベルが3電極印加、1電極印
加、3電極印加と繰り返す手段で行なうことを特徴とす
る請求項1記載の固体撮像装置の駆動方法。
4. The vertical transfer electrode is a four-phase drive, and the clock pulse to be applied is performed by means of repeating high-level application of three electrodes, application of one electrode, and application of three electrodes. Driving method of solid-state imaging device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0951485A (en) * 1995-08-03 1997-02-18 Hitachi Ltd Solid-state image pickup element
KR100795761B1 (en) * 2000-01-07 2008-01-21 사이버옵틱스 코포레이션 Inspection system with vibration resistant video capture
JP2009153057A (en) * 2007-12-21 2009-07-09 Panasonic Corp Solid-state imaging device and method of driving the same, and camera

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0951485A (en) * 1995-08-03 1997-02-18 Hitachi Ltd Solid-state image pickup element
KR100795761B1 (en) * 2000-01-07 2008-01-21 사이버옵틱스 코포레이션 Inspection system with vibration resistant video capture
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