JPH11122535A - 固体撮像素子及びその駆動方法 - Google Patents
固体撮像素子及びその駆動方法Info
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- JPH11122535A JPH11122535A JP9282226A JP28222697A JPH11122535A JP H11122535 A JPH11122535 A JP H11122535A JP 9282226 A JP9282226 A JP 9282226A JP 28222697 A JP28222697 A JP 28222697A JP H11122535 A JPH11122535 A JP H11122535A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 36
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 39
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/745—Circuitry for generating timing or clock signals
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電荷転送部にＣＣＤを用いた固体撮像装置に
おいて、パルスの伝播遅延による実質的なパルス振幅の
低下及び最大取り扱い電荷量の減少を防止する。 【解決手段】 光電変換素子の信号電荷を個別に出力す
る動作と、垂直方向に隣接する複数個の光電変換素子の
信号電荷を加算して出力する動作とで、垂直電荷転送レ
ジスタを駆動するパルスの相数および蓄積電極数を変え
る。
おいて、パルスの伝播遅延による実質的なパルス振幅の
低下及び最大取り扱い電荷量の減少を防止する。 【解決手段】 光電変換素子の信号電荷を個別に出力す
る動作と、垂直方向に隣接する複数個の光電変換素子の
信号電荷を加算して出力する動作とで、垂直電荷転送レ
ジスタを駆動するパルスの相数および蓄積電極数を変え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置およ
び固体撮像装置の駆動方法に関する。
び固体撮像装置の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は、インターライン転送型の固体撮
像装置の構成を示す図である。図８に示すインターライ
ン転送型固体撮像装置では、半導体基板８０１上に、複
数列の電荷転送装置からなる垂直電荷転送レジスタ８０
２群と、各垂直電荷転送レジスタ８０２に対応して配置
された光電変換素子８０３群と、各垂直電荷転送レジス
タ８０２の一端に電気的に結合された水平電荷転送レジ
スタ８０４とが設けられている。また、水平電荷転送レ
ジスタ８０４の一端には、電気的に結合された電荷検出
部８０５が設けられている。また、電荷検出部８０５か
らの信号出力は、出力端子８０６を介して外部に出力さ
れる。
像装置の構成を示す図である。図８に示すインターライ
ン転送型固体撮像装置では、半導体基板８０１上に、複
数列の電荷転送装置からなる垂直電荷転送レジスタ８０
２群と、各垂直電荷転送レジスタ８０２に対応して配置
された光電変換素子８０３群と、各垂直電荷転送レジス
タ８０２の一端に電気的に結合された水平電荷転送レジ
スタ８０４とが設けられている。また、水平電荷転送レ
ジスタ８０４の一端には、電気的に結合された電荷検出
部８０５が設けられている。また、電荷検出部８０５か
らの信号出力は、出力端子８０６を介して外部に出力さ
れる。
【０００３】図９は、光電変換素子と垂直電荷転送レジ
スタの転送電極の配置、およびパスラインと転送電極と
の接続を説明するための図であり、図９は、全画素同時
読み出し方式の固体撮像装置で、垂直電荷転送レジスタ
が４相のパルスで駆動される場合を示している。図９に
おいて、１つの光電変換素子８０３に対して４つの垂直
転送電極９０１が配置されており、これらにより単位画
素が構成されている。垂直転送電極９０１は、４電極お
きに同一のパスライン９０２に接続されている。また、
垂直電荷転送レジスタの一端には水平転送電極９０３が
設けられている。
スタの転送電極の配置、およびパスラインと転送電極と
の接続を説明するための図であり、図９は、全画素同時
読み出し方式の固体撮像装置で、垂直電荷転送レジスタ
が４相のパルスで駆動される場合を示している。図９に
おいて、１つの光電変換素子８０３に対して４つの垂直
転送電極９０１が配置されており、これらにより単位画
素が構成されている。垂直転送電極９０１は、４電極お
きに同一のパスライン９０２に接続されている。また、
垂直電荷転送レジスタの一端には水平転送電極９０３が
設けられている。
【０００４】このような固体撮像装置において、各光電
変換素子の信号電荷を個別に出力する動作と、垂直方向
に隣接した２つの光電変換素子の信号電荷を加算して出
力する動作との両方の駆動が必要な場合がある。２つの
光電変換素子の信号電荷を加算して出力すると解像度は
落ちるが、全信号電荷を出力するのに必要な時間を短く
することができる。また、インターレースモードで駆動
する場合にも、垂直方向に隣接した２つの光電変換素子
の信号電荷を加算して出力する。
変換素子の信号電荷を個別に出力する動作と、垂直方向
に隣接した２つの光電変換素子の信号電荷を加算して出
力する動作との両方の駆動が必要な場合がある。２つの
光電変換素子の信号電荷を加算して出力すると解像度は
落ちるが、全信号電荷を出力するのに必要な時間を短く
することができる。また、インターレースモードで駆動
する場合にも、垂直方向に隣接した２つの光電変換素子
の信号電荷を加算して出力する。
【０００５】固体撮像装置の全画素同時独立読み出しモ
ードと、垂直方向に隣接した２つの光電変換素子の信号
電荷を加算する駆動（以下、垂直２画素加算モードとい
う）とを切り替える方法に、水平ブランキング期間内に
垂直電荷転送レジスタ内の信号電荷を２回転送する方法
がある。かかる方法は例えば特開平４−２６２６７９号
公報に開示されている。水平ブランキング期間内の垂直
電荷転送レジスタの電荷転送は、全画素同時独立読み出
しモードでは１回（１画素シフト）であり、垂直２画素
加算モードにおいては２回（２画素シフト）である。
ードと、垂直方向に隣接した２つの光電変換素子の信号
電荷を加算する駆動（以下、垂直２画素加算モードとい
う）とを切り替える方法に、水平ブランキング期間内に
垂直電荷転送レジスタ内の信号電荷を２回転送する方法
がある。かかる方法は例えば特開平４−２６２６７９号
公報に開示されている。水平ブランキング期間内の垂直
電荷転送レジスタの電荷転送は、全画素同時独立読み出
しモードでは１回（１画素シフト）であり、垂直２画素
加算モードにおいては２回（２画素シフト）である。
【０００６】図１０は、全画素同時独立読み出しモード
における、水平ブランキング期間内に垂直転送電極およ
び水平転送電極に印加されるパルスのタイミング図であ
る。ここで、水平駆動パルスは、水平転送電極９０３に
印加されるパルスφＨ１のみ示している。図１１は、図
１０の各時刻における垂直電荷転送レジスタ内の信号電
荷の蓄積状態の模式図である。
における、水平ブランキング期間内に垂直転送電極およ
び水平転送電極に印加されるパルスのタイミング図であ
る。ここで、水平駆動パルスは、水平転送電極９０３に
印加されるパルスφＨ１のみ示している。図１１は、図
１０の各時刻における垂直電荷転送レジスタ内の信号電
荷の蓄積状態の模式図である。
【０００７】光電変換素子８０３から垂直電荷転送レジ
スタ８０２へ読み出された信号電荷は、水平ブランキン
グ期間に各垂直転送電極にパルスを１回印加することに
より、垂直電荷転送レジスタ内を１画素分転送される。
このとき、垂直電荷転送レジスタの最終段の信号電荷
は、水平電荷転送レジスタに転送される。垂直電荷転送
レジスタより１行分の信号電荷を受け取った水平電荷転
送レジスタは、これを出力部へ順次転送する。この動作
を垂直の画素数分繰り返すことにより、撮像領域内の全
画素の信号電荷が出力される。
スタ８０２へ読み出された信号電荷は、水平ブランキン
グ期間に各垂直転送電極にパルスを１回印加することに
より、垂直電荷転送レジスタ内を１画素分転送される。
このとき、垂直電荷転送レジスタの最終段の信号電荷
は、水平電荷転送レジスタに転送される。垂直電荷転送
レジスタより１行分の信号電荷を受け取った水平電荷転
送レジスタは、これを出力部へ順次転送する。この動作
を垂直の画素数分繰り返すことにより、撮像領域内の全
画素の信号電荷が出力される。
【０００８】図１２は、垂直２画素加算モードにおけ
る、水平ブランキング期間内に垂直転送電極および水平
転送電極に印加されるパルスのタイミング図である。ま
た、図１３は、図１２の各時刻における垂直電荷転送レ
ジスタ内の信号電荷の蓄積状態の模式図である。
る、水平ブランキング期間内に垂直転送電極および水平
転送電極に印加されるパルスのタイミング図である。ま
た、図１３は、図１２の各時刻における垂直電荷転送レ
ジスタ内の信号電荷の蓄積状態の模式図である。
【０００９】光電変換素子８０３から垂直電荷転送レジ
スタ８０２へ読み出された信号電荷は、水平ブランキン
グ期間に各垂直転送電極にパルスを２回印加することに
より垂直電荷転送レジスタ内を２画素分転送される。こ
のとき、垂直電荷転送レジスタの最終段の信号電荷、お
よびその前段の信号電荷は連続して水平電荷転送レジス
タに転送され、水平電荷転送レジスタ内で加算される。
垂直電荷転送レジスタより２行分の信号電荷を受け取っ
た水平電荷転送レジスタは、これを出力部へ順次転送す
る。この動作を垂直の画素数分の半数分繰り返すことに
より、撮像領域内の全画素の信号電荷が出力される。
スタ８０２へ読み出された信号電荷は、水平ブランキン
グ期間に各垂直転送電極にパルスを２回印加することに
より垂直電荷転送レジスタ内を２画素分転送される。こ
のとき、垂直電荷転送レジスタの最終段の信号電荷、お
よびその前段の信号電荷は連続して水平電荷転送レジス
タに転送され、水平電荷転送レジスタ内で加算される。
垂直電荷転送レジスタより２行分の信号電荷を受け取っ
た水平電荷転送レジスタは、これを出力部へ順次転送す
る。この動作を垂直の画素数分の半数分繰り返すことに
より、撮像領域内の全画素の信号電荷が出力される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、垂直２画素
加算モードで、一定の水平ブランキング期間内に、各垂
直転送電極に２回パルスを印加すると、各パルスの幅が
短くなる。従来例の固体撮像装置では、パルスの幅が短
くなると、転送電極の容量と抵抗のために生じるパルス
の伝播遅延の影響により実質的な転送パルスの振幅が小
さくなり、垂直電荷転送レジスタで転送できる最大取り
扱い電荷量が減少する。
加算モードで、一定の水平ブランキング期間内に、各垂
直転送電極に２回パルスを印加すると、各パルスの幅が
短くなる。従来例の固体撮像装置では、パルスの幅が短
くなると、転送電極の容量と抵抗のために生じるパルス
の伝播遅延の影響により実質的な転送パルスの振幅が小
さくなり、垂直電荷転送レジスタで転送できる最大取り
扱い電荷量が減少する。
【００１１】また、パルスの伝播遅延を抑制するため
に、水平ブランキング期間を長くすると、その分だけ水
平電荷転送レジスタ内の信号電荷を出力するための時間
が短くなるために、水平電荷転送レジスタを駆動するパ
ルスの周波数を高くする必要があり、水平電荷転送レジ
スタの転送不良、固体撮像装置および駆動回路の消費電
力の増大等の問題が生じる。
に、水平ブランキング期間を長くすると、その分だけ水
平電荷転送レジスタ内の信号電荷を出力するための時間
が短くなるために、水平電荷転送レジスタを駆動するパ
ルスの周波数を高くする必要があり、水平電荷転送レジ
スタの転送不良、固体撮像装置および駆動回路の消費電
力の増大等の問題が生じる。
【００１２】本発明の目的は、低消費電力化、最大取り
扱い電荷量の拡大等を実現する固体撮像装置及びその駆
動方法を提供することにある。
扱い電荷量の拡大等を実現する固体撮像装置及びその駆
動方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る固体撮像装置は、電荷転送部からなる
複数列の垂直電荷転送レジスタ群と、前記垂直電荷転送
レジスタ群に対応して配置される光電変換素子群と、前
記垂直電荷転送レジスタ群の一端に電気的に結合された
水平電荷転送レジスタと、前記水平電荷転送レジスタの
一端に電気的に結合された電荷検出部とを有し、垂直方
向に隣接する複数の画素内の垂直電荷転送レジスタの転
送電極の配線は、独立に設けたものである。
め、本発明に係る固体撮像装置は、電荷転送部からなる
複数列の垂直電荷転送レジスタ群と、前記垂直電荷転送
レジスタ群に対応して配置される光電変換素子群と、前
記垂直電荷転送レジスタ群の一端に電気的に結合された
水平電荷転送レジスタと、前記水平電荷転送レジスタの
一端に電気的に結合された電荷検出部とを有し、垂直方
向に隣接する複数の画素内の垂直電荷転送レジスタの転
送電極の配線は、独立に設けたものである。
【００１４】また、前記電荷転送部にＣＣＤを用いたも
のである。
のである。
【００１５】また、本発明に係る固体撮像装置の駆動方
法は、少なくとも、電荷転送部からなる複数列の垂直電
荷転送レジスタ群と、前記垂直電荷転送レジスタ群に対
応して配置される光電変換素子群とを有する固体撮像装
置を駆動するものであり、垂直方向に隣接した２つの光
電変換素子の信号電荷を加算して出力するモードにおい
て、垂直駆動方法を多相駆動に切り替え、垂直電荷転送
レジスタの最大取り扱い電荷量を増加するものである。
法は、少なくとも、電荷転送部からなる複数列の垂直電
荷転送レジスタ群と、前記垂直電荷転送レジスタ群に対
応して配置される光電変換素子群とを有する固体撮像装
置を駆動するものであり、垂直方向に隣接した２つの光
電変換素子の信号電荷を加算して出力するモードにおい
て、垂直駆動方法を多相駆動に切り替え、垂直電荷転送
レジスタの最大取り扱い電荷量を増加するものである。
【００１６】また、本発明に係る固体撮像装置の駆動方
法は、少なくとも、電荷転送部からなる複数列の垂直電
荷転送レジスタ群と、前記垂直電荷転送レジスタ群に対
応して配置される光電変換素子群とを有する固体撮像装
置を駆動するものであって、前記各光電変換素子の信号
電荷を個別に出力する動作と、垂直方向に隣接する複数
個の光電変換素子の信号電荷を加算して出力する動作と
により、固体撮像装置を駆動し、前記動作において、前
記垂直電荷転送レジスタを駆動するパルスの相数および
蓄積電極数を切り替えるものである。
法は、少なくとも、電荷転送部からなる複数列の垂直電
荷転送レジスタ群と、前記垂直電荷転送レジスタ群に対
応して配置される光電変換素子群とを有する固体撮像装
置を駆動するものであって、前記各光電変換素子の信号
電荷を個別に出力する動作と、垂直方向に隣接する複数
個の光電変換素子の信号電荷を加算して出力する動作と
により、固体撮像装置を駆動し、前記動作において、前
記垂直電荷転送レジスタを駆動するパルスの相数および
蓄積電極数を切り替えるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。
により説明する。
【００１８】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１に係る固体撮像装置における垂直電荷転送レジスタの
転送電極と光電変換素子との配置を示す構成図である。
図１は、全画素同時独立読み出し方式の固体撮像装置で
あって、垂直電荷転送レジスタが４相のパルスで駆動さ
れる例を示している。
１に係る固体撮像装置における垂直電荷転送レジスタの
転送電極と光電変換素子との配置を示す構成図である。
図１は、全画素同時独立読み出し方式の固体撮像装置で
あって、垂直電荷転送レジスタが４相のパルスで駆動さ
れる例を示している。
【００１９】図１に示す本発明の実施形態１に係る固体
撮像装置は、１つの光電変換素子８０３に対して４つの
垂直転送電極９０１を配置し、これらにより単位画素を
構成している。さらに、垂直方向に隣接する２画素の垂
直転送電極９０１、例えばＶ１Ａと、Ｖ１Ｂは、独立し
て垂直パスライン９０２に配線しており、個別のパルス
を供給するようになっている。
撮像装置は、１つの光電変換素子８０３に対して４つの
垂直転送電極９０１を配置し、これらにより単位画素を
構成している。さらに、垂直方向に隣接する２画素の垂
直転送電極９０１、例えばＶ１Ａと、Ｖ１Ｂは、独立し
て垂直パスライン９０２に配線しており、個別のパルス
を供給するようになっている。
【００２０】次に、本発明の実施形態１に係る固体撮像
装置の駆動方法について説明する。本発明に係る固体撮
像装置の駆動方法の特徴は、各光電変換素子の信号電荷
を個別に出力する動作と、垂直方向に隣接する複数個の
光電変換素子の信号電荷を加算して出力する動作とによ
り、固体撮像装置を駆動し、前記動作において、前記垂
直電荷転送レジスタを駆動するパルスの相数および蓄積
電極数を切り替えるものであって、具体的には、全画素
同時独立読み出しモードと、垂直２画素加算モードとに
おいて、垂直電荷転送レジスタを駆動するパルスの相数
を変える点にある。
装置の駆動方法について説明する。本発明に係る固体撮
像装置の駆動方法の特徴は、各光電変換素子の信号電荷
を個別に出力する動作と、垂直方向に隣接する複数個の
光電変換素子の信号電荷を加算して出力する動作とによ
り、固体撮像装置を駆動し、前記動作において、前記垂
直電荷転送レジスタを駆動するパルスの相数および蓄積
電極数を切り替えるものであって、具体的には、全画素
同時独立読み出しモードと、垂直２画素加算モードとに
おいて、垂直電荷転送レジスタを駆動するパルスの相数
を変える点にある。
【００２１】図２は、全画素同時独立読み出しモードに
おける、水平ブランキング期間内に垂直転送電極および
水平転送電極に印加されるパルスのタイミング図であ
る。本モードでは、φＶ１ＡとφＶ１Ｂ、φＶ２Ａとφ
Ｖ２Ｂ、φＶ３ＡとφＶ３Ｂ、φＶ４ＡとφＶ４Ｂは、
それぞれ同相のパルスである。すなわち、垂直電荷転送
レジスタは、４相のパルスφＶ１Ａ〜φＶ４Ａで駆動さ
れる。図３は、図２の各時刻における垂直電荷転送レジ
スタ内の信号電荷の蓄積状態を示す模式図である。信号
電荷の転送動作は図１１に示した従来例と同様である。
おける、水平ブランキング期間内に垂直転送電極および
水平転送電極に印加されるパルスのタイミング図であ
る。本モードでは、φＶ１ＡとφＶ１Ｂ、φＶ２Ａとφ
Ｖ２Ｂ、φＶ３ＡとφＶ３Ｂ、φＶ４ＡとφＶ４Ｂは、
それぞれ同相のパルスである。すなわち、垂直電荷転送
レジスタは、４相のパルスφＶ１Ａ〜φＶ４Ａで駆動さ
れる。図３は、図２の各時刻における垂直電荷転送レジ
スタ内の信号電荷の蓄積状態を示す模式図である。信号
電荷の転送動作は図１１に示した従来例と同様である。
【００２２】図４は、垂直２画素加算モードにおける、
水平ブランキング期間内に垂直転送電極および水平転送
電極に印加されるパルスのタイミング図である。本モー
ドでは、垂直方向に隣接した２画素の垂直転送電極に
は、それぞれ個別のパルスを印加し、垂直電荷転送レジ
スタを８相のパルスで駆動する。
水平ブランキング期間内に垂直転送電極および水平転送
電極に印加されるパルスのタイミング図である。本モー
ドでは、垂直方向に隣接した２画素の垂直転送電極に
は、それぞれ個別のパルスを印加し、垂直電荷転送レジ
スタを８相のパルスで駆動する。
【００２３】図５は、図４の各時刻における垂直電荷転
送レジスタ内の信号電荷の蓄積状態の模式図である。信
号電荷は、少なくとも連続した４つの垂直転送電極の下
部に蓄積された状態で垂直電荷転送レジスタ内に転送さ
れる。
送レジスタ内の信号電荷の蓄積状態の模式図である。信
号電荷は、少なくとも連続した４つの垂直転送電極の下
部に蓄積された状態で垂直電荷転送レジスタ内に転送さ
れる。
【００２４】図１２に示した従来の駆動方法でのパルス
幅に比べ、図４に示す本発明に係る駆動方法でのパルス
幅は長いため、パルスの伝播遅延によりパルスがなまっ
ても、パルス振幅の低下を抑制できる。したがって、垂
直電荷転送部の最大取り扱い電荷量の減少を防止するこ
とができる。
幅に比べ、図４に示す本発明に係る駆動方法でのパルス
幅は長いため、パルスの伝播遅延によりパルスがなまっ
ても、パルス振幅の低下を抑制できる。したがって、垂
直電荷転送部の最大取り扱い電荷量の減少を防止するこ
とができる。
【００２５】ここで、垂直２画素加算モードの垂直電荷
転送レジスタの最大取り扱い電荷量について検討する。
例えば、水平ブランキング期間の長さが３μｓであり、
垂直転送電極のパルス伝播遅延の時定数が０．１４μｓ
である場合について考える。この場合、図１２に示した
従来の駆動方法における各パルスの幅（パルスがロウレ
ベルである期間）は約０．６μｓであり、一方、図４に
示す本発明による駆動方法における各パルスの幅は約
１．６μｓである。これにより、実質的なパルス振幅
は、パルス供給源における振幅に対して従来の駆動方法
では約７６％、本発明による駆動方法では約９９％とな
る。その結果、本発明による駆動方法における垂直電荷
転送レジスタの最大取り扱い電荷量は、従来の駆動方法
に比べて約１．３倍に向上する。
転送レジスタの最大取り扱い電荷量について検討する。
例えば、水平ブランキング期間の長さが３μｓであり、
垂直転送電極のパルス伝播遅延の時定数が０．１４μｓ
である場合について考える。この場合、図１２に示した
従来の駆動方法における各パルスの幅（パルスがロウレ
ベルである期間）は約０．６μｓであり、一方、図４に
示す本発明による駆動方法における各パルスの幅は約
１．６μｓである。これにより、実質的なパルス振幅
は、パルス供給源における振幅に対して従来の駆動方法
では約７６％、本発明による駆動方法では約９９％とな
る。その結果、本発明による駆動方法における垂直電荷
転送レジスタの最大取り扱い電荷量は、従来の駆動方法
に比べて約１．３倍に向上する。
【００２６】他の例として、水平ブランキング期間の長
さが３μｓであり、垂直転送電極のパルス伝播遅延の時
定数が０．３μｓである場合について考える。この場
合、図１２に示した従来の駆動方法における各パルスの
幅は約０．６μｓであり、一方、図４に示す本発明によ
る駆動方法における各パルスの幅は約１．６μｓであ
る。これにより、実質的なパルス振幅は、パルス供給源
における振幅に対して従来の駆動方法では約５０％、本
発明による駆動方法では約９９％となる。その結果、本
発明による駆動方法における垂直電荷転送レジスタの最
大取り扱い電荷量は、従来の駆動方法に比べて約２倍に
向上する。
さが３μｓであり、垂直転送電極のパルス伝播遅延の時
定数が０．３μｓである場合について考える。この場
合、図１２に示した従来の駆動方法における各パルスの
幅は約０．６μｓであり、一方、図４に示す本発明によ
る駆動方法における各パルスの幅は約１．６μｓであ
る。これにより、実質的なパルス振幅は、パルス供給源
における振幅に対して従来の駆動方法では約５０％、本
発明による駆動方法では約９９％となる。その結果、本
発明による駆動方法における垂直電荷転送レジスタの最
大取り扱い電荷量は、従来の駆動方法に比べて約２倍に
向上する。
【００２７】（実施形態２）次に、本発明の実施形態２
に係る固体撮像装置の駆動方法について説明する。
に係る固体撮像装置の駆動方法について説明する。
【００２８】実施形態２において、全画素同時独立読み
出しモードでのパルスタイミングは実施形態１と同様で
ある。図６は、垂直２画素加算モードにおける、水平ブ
ランキング期間内に垂直転送電極および水平転送電極に
印加されるパルスのタイミング図である。垂直方向に隣
接した２画素の垂直転送電極には独立したパルスを供給
し、垂直電荷転送レジスタを８相のパルスで駆動する。
出しモードでのパルスタイミングは実施形態１と同様で
ある。図６は、垂直２画素加算モードにおける、水平ブ
ランキング期間内に垂直転送電極および水平転送電極に
印加されるパルスのタイミング図である。垂直方向に隣
接した２画素の垂直転送電極には独立したパルスを供給
し、垂直電荷転送レジスタを８相のパルスで駆動する。
【００２９】図７は、図６の各時刻における垂直電荷転
送レジスタ内の信号電荷の蓄積状態の模式図である。信
号電荷は、少なくとも連続した６つの垂直転送電極の下
部に蓄積された状態で垂直電荷転送レジスタ内に転送さ
れる。
送レジスタ内の信号電荷の蓄積状態の模式図である。信
号電荷は、少なくとも連続した６つの垂直転送電極の下
部に蓄積された状態で垂直電荷転送レジスタ内に転送さ
れる。
【００３０】実施形態２では、実施形態１に比べて幅が
短いため、パルスなまりによる電荷量の減少を抑制する
ことはできない。しかし、信号電荷の蓄積状態であるハ
イレベルの印加された垂直転送電極の数が、図５に示し
た４電極から図７に示した６電極に増えるため、最大取
り扱い電荷量が約１．５倍に増加する。したがって、パ
ルスの伝播遅延が小さい場合には、実施形態１より実施
形態２の方が有利である。
短いため、パルスなまりによる電荷量の減少を抑制する
ことはできない。しかし、信号電荷の蓄積状態であるハ
イレベルの印加された垂直転送電極の数が、図５に示し
た４電極から図７に示した６電極に増えるため、最大取
り扱い電荷量が約１．５倍に増加する。したがって、パ
ルスの伝播遅延が小さい場合には、実施形態１より実施
形態２の方が有利である。
【００３１】上記した例では、パルス伝播遅延の時定数
が０．１４μｓである場合は実施形態２が有利であり、
パルス伝播遅延の時定数が０．３μｓである場合は実施
形態１が有利である。
が０．１４μｓである場合は実施形態２が有利であり、
パルス伝播遅延の時定数が０．３μｓである場合は実施
形態１が有利である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、垂
直方向に隣接した２つの光電変換素子の信号電荷を加算
して出力するモードにおいて、垂直駆動方法を多相駆動
に切り替えることにより、垂直電荷転送レジスタの最大
取り扱い電荷量を増加することができる。
直方向に隣接した２つの光電変換素子の信号電荷を加算
して出力するモードにおいて、垂直駆動方法を多相駆動
に切り替えることにより、垂直電荷転送レジスタの最大
取り扱い電荷量を増加することができる。
【図１】本発明の実施形態１に係る固体撮像装置におけ
る、垂直電荷転送レジスタの転送電極と光電変換素子の
配置を示す構成図である。
る、垂直電荷転送レジスタの転送電極と光電変換素子の
配置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る固体撮像装置の駆動
方法における、全画素同時独立読み出しモードにおけ
る、水平ブランキング期間内に垂直転送電極および水平
転送電極に印加されるパルスを示す図である。
方法における、全画素同時独立読み出しモードにおけ
る、水平ブランキング期間内に垂直転送電極および水平
転送電極に印加されるパルスを示す図である。
【図３】図２の各時刻における垂直電荷転送レジスタ内
の信号電荷の蓄積状態を示す模式図である。
の信号電荷の蓄積状態を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る固体撮像装置の駆動
方法における、垂直２画素加算モードにおける、水平ブ
ランキング期間内に垂直転送電極および水平転送電極に
印加されるパルスを示すタイミング図である。
方法における、垂直２画素加算モードにおける、水平ブ
ランキング期間内に垂直転送電極および水平転送電極に
印加されるパルスを示すタイミング図である。
【図５】図４の各時刻における垂直電荷転送レジスタ内
の信号電荷の蓄積状態を示す模式図である。
の信号電荷の蓄積状態を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態２に係る固体撮像装置の駆動
方法における、垂直２画素加算モードにおける、水平ブ
ランキング期間内に垂直転送電極および水平転送電極に
印加されるパルスを示すタイミング図である。
方法における、垂直２画素加算モードにおける、水平ブ
ランキング期間内に垂直転送電極および水平転送電極に
印加されるパルスを示すタイミング図である。
【図７】図６の各時刻における垂直電荷転送レジスタ内
の信号電荷の蓄積状態を示す模式図である。
の信号電荷の蓄積状態を示す模式図である。
【図８】インターライン転送型固体撮像装置を示す構成
図である。
図である。
【図９】光電変換素子と垂直電荷転送レジスタの転送電
極の配置、およびパスラインと転送電極との接続を示す
図である。
極の配置、およびパスラインと転送電極との接続を示す
図である。
【図１０】全画素同時独立読み出しモードにおける、水
平ブランキング期間内に垂直転送電極および水平転送電
極に印加されるパルスを示すタイミング図である。
平ブランキング期間内に垂直転送電極および水平転送電
極に印加されるパルスを示すタイミング図である。
【図１１】図１０の各時刻における垂直電荷転送レジス
タ内の信号電荷の蓄積状態を示す模式図である。
タ内の信号電荷の蓄積状態を示す模式図である。
【図１２】垂直２画素加算モードにおける、水平ブラン
キング期間内に垂直転送電極および水平転送電極に印加
されるパルスを示すタイミング図である。
キング期間内に垂直転送電極および水平転送電極に印加
されるパルスを示すタイミング図である。
【図１３】図１２の各時刻における垂直電荷転送レジス
タ内の信号電荷の蓄積状態を示す模式図である。
タ内の信号電荷の蓄積状態を示す模式図である。
８０１ 半導体基板 ８０２ 垂直電荷転送レジスタ ８０３ 光電変換素子 ８０４ 水平電荷転送レジスタ ８０５ 電荷検出部 ８０６ 出力端子 ９０１ 垂直転送電極 ９０２ 駆動パスライン ９０３ 水平転送電極
Claims (4)
- 【請求項１】 電荷転送部からなる複数列の垂直電荷転
送レジスタ群と、 前記垂直電荷転送レジスタ群に対応して配置される光電
変換素子群と、 前記垂直電荷転送レジスタ群の一端に電気的に結合され
た水平電荷転送レジスタと、 前記水平電荷転送レジスタの一端に電気的に結合された
電荷検出部とを有し、 垂直方向に隣接する複数の画素内の垂直電荷転送レジス
タの転送電極の配線は、独立に設けたものであることを
特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記電荷転送部にＣＣＤを用いたもので
あることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。 - 【請求項３】 固体撮像装置を駆動する固体撮像装置の
駆動方法であって、 前記固体撮像装置は、少なくとも、電荷転送部からなる
複数列の垂直電荷転送レジスタ群と、前記垂直電荷転送
レジスタ群に対応して配置される光電変換素子群とを有
しており、 垂直方向に隣接した２つの光電変換素子の信号電荷を加
算して出力するモードにおいて、垂直駆動方法を多相駆
動に切り替え、垂直電荷転送レジスタの最大取り扱い電
荷量を増加すること特徴とする固体撮像装置の駆動方
法。 - 【請求項４】 固体撮像装置を駆動する固体撮像装置の
駆動方法であって、 前記固体撮像装置は、少なくとも、電荷転送部からなる
複数列の垂直電荷転送レジスタ群と、前記垂直電荷転送
レジスタ群に対応して配置される光電変換素子群とを有
しており、 前記各光電変換素子の信号電荷を個別に出力する動作
と、垂直方向に隣接する複数個の光電変換素子の信号電
荷を加算して出力する動作とに切替えて、固体撮像装置
を駆動し、 前記動作において、前記垂直電荷転送レジスタを駆動す
るパルスの相数および蓄積電極数を切り替えるものであ
ることを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28222697A JP3262216B2 (ja) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
| US09/170,719 US6211507B1 (en) | 1997-10-15 | 1998-10-14 | Signal charge transferring method in image sensor in which clock signal phase is switched |
| KR1019980042984A KR100305334B1 (ko) | 1997-10-15 | 1998-10-14 | 클럭신호위상이스위칭되는촬상장치의신호전하전송방법 |
| CN98122336A CN1115862C (zh) | 1997-10-15 | 1998-10-15 | 具备时钟信号相位切换的图象传感器中信号电荷的传输方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28222697A JP3262216B2 (ja) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11122535A true JPH11122535A (ja) | 1999-04-30 |
| JP3262216B2 JP3262216B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=17649708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28222697A Expired - Fee Related JP3262216B2 (ja) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3262216B2 (ja) |
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| CN (1) | CN1115862C (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1091567A2 (en) * | 1999-10-07 | 2001-04-11 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Charge transfer device, solid state image pickup device using the same, and control method |
| JP2002330347A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像素子、撮像素子の駆動方法及び撮像装置 |
| JP2003032550A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-01-31 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置 |
| US6677998B1 (en) * | 1999-01-25 | 2004-01-13 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Solid-state electronic image sensing device and method of controlling operation of same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003017951A (ja) | 2001-06-29 | 2003-01-17 | Harada Ind Co Ltd | Ｆｍアンテナ用増幅器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH02196567A (ja) | 1989-01-25 | 1990-08-03 | Toshiba Corp | 固体撮像素子の駆動方法 |
| JP2853216B2 (ja) | 1989-11-09 | 1999-02-03 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置 |
| JP2652255B2 (ja) | 1990-02-07 | 1997-09-10 | 富士写真フイルム株式会社 | 固体撮像デバイス |
| JP2652256B2 (ja) | 1990-02-16 | 1997-09-10 | 富士写真フイルム株式会社 | 高精細静止画カメラシステム |
| JPH04262679A (ja) | 1991-02-15 | 1992-09-18 | Nec Corp | 固体撮像素子の駆動方法 |
| JPH06165041A (ja) | 1992-11-27 | 1994-06-10 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
| JP3687124B2 (ja) * | 1995-02-23 | 2005-08-24 | 三菱電機株式会社 | 固体撮像素子及びその駆動方法 |
-
1997
- 1997-10-15 JP JP28222697A patent/JP3262216B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-10-14 US US09/170,719 patent/US6211507B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-14 KR KR1019980042984A patent/KR100305334B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-10-15 CN CN98122336A patent/CN1115862C/zh not_active Expired - Fee Related
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| US6677998B1 (en) * | 1999-01-25 | 2004-01-13 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Solid-state electronic image sensing device and method of controlling operation of same |
| EP1091567A2 (en) * | 1999-10-07 | 2001-04-11 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Charge transfer device, solid state image pickup device using the same, and control method |
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| US7079183B1 (en) | 1999-10-07 | 2006-07-18 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Charge transfer device for increasing data rate and reducing power consumption |
| JP2002330347A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像素子、撮像素子の駆動方法及び撮像装置 |
| JP4540878B2 (ja) * | 2001-04-27 | 2010-09-08 | オリンパス株式会社 | 撮像素子の駆動方法及び撮像装置 |
| JP2003032550A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-01-31 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1221282A (zh) | 1999-06-30 |
| US6211507B1 (en) | 2001-04-03 |
| JP3262216B2 (ja) | 2002-03-04 |
| KR100305334B1 (ko) | 2001-09-29 |
| CN1115862C (zh) | 2003-07-23 |
| KR19990037081A (ko) | 1999-05-25 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |