JPS58106964A - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置の駆動方法Info
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- JPS58106964A JPS58106964A JP56205219A JP20521981A JPS58106964A JP S58106964 A JPS58106964 A JP S58106964A JP 56205219 A JP56205219 A JP 56205219A JP 20521981 A JP20521981 A JP 20521981A JP S58106964 A JPS58106964 A JP S58106964A
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- Japan
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- charge
- gate
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/62—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
- H04N25/621—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of blooming
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- H04N25/625—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of smear
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- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (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】
本発明は、受光部にホトダイオードアレーを設け、読出
し用水平レジスタとして電荷移送素子（Ｃｈａｒｇｅ
Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｄｅｖｉｃｅ 、以下本明細書にお
いてはＯＴＤと略称する）を設けた２次元固体撮像装置
の駆動方法に関するものである。
し用水平レジスタとして電荷移送素子（Ｃｈａｒｇｅ
Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｄｅｖｉｃｅ 、以下本明細書にお
いてはＯＴＤと略称する）を設けた２次元固体撮像装置
の駆動方法に関するものである。
第１図は、受光部にダイオードアレーを、読出しレジス
タにＯＴＤを設けたホトセンサの１例を示すものである
（実願昭５４−１５７０１０号）図中、１はホトダイオ
ード、２ｉｄ垂直スイッチＭＩＳ）ランジスタ、３は垂
直走査回路、４は垂直信号線、 ５ （５’）、
６ （６’）、 １１ （１１’）はゲ−）ＭＩ
Ｓ ）ランジスタ、７（７’）は出力アンプ８（８’）
は水平レジスタとしてのＣＴＤ、９ （９’）はＯＴＤ
の入力部であり、１０（１０’）はブルーミング抑圧回
路である。普通、０ＴＤ８ （８’）は２相（Ｈｌ、Ｈ
２パルス）、３相、もしくは擬４相で駆動される。水平
走査期間中に垂直信号線４に蓄積された。ブルーミング
や垂直スメアなどの擬似信号を、水平ブランキング期間
の最初にゲート５と１０および１１を通して外部に掃き
出す。その後、第１図■で示した横−行の画素が選択さ
れ一行分の信号は一括して上方のＡチャ坏ルのＯＴＤレ
ジスタ８に移送され、それぞれのメモリ部にストアされ
る。
タにＯＴＤを設けたホトセンサの１例を示すものである
（実願昭５４−１５７０１０号）図中、１はホトダイオ
ード、２ｉｄ垂直スイッチＭＩＳ）ランジスタ、３は垂
直走査回路、４は垂直信号線、 ５ （５’）、
６ （６’）、 １１ （１１’）はゲ−）ＭＩ
Ｓ ）ランジスタ、７（７’）は出力アンプ８（８’）
は水平レジスタとしてのＣＴＤ、９ （９’）はＯＴＤ
の入力部であり、１０（１０’）はブルーミング抑圧回
路である。普通、０ＴＤ８ （８’）は２相（Ｈｌ、Ｈ
２パルス）、３相、もしくは擬４相で駆動される。水平
走査期間中に垂直信号線４に蓄積された。ブルーミング
や垂直スメアなどの擬似信号を、水平ブランキング期間
の最初にゲート５と１０および１１を通して外部に掃き
出す。その後、第１図■で示した横−行の画素が選択さ
れ一行分の信号は一括して上方のＡチャ坏ルのＯＴＤレ
ジスタ８に移送され、それぞれのメモリ部にストアされ
る。
図中、ＴＸＩは過剰電荷掃出し端子、ＢＬＤおよびＢＬ
Ｇはそれぞれブルーミング抑圧回路の電源端子およびゲ
ート端子、ＴＸ２およびＴＸ３はゲートＭＩＳ）ランジ
スタのゲート端子でそれらの後に付されたＡおよびＢは
それぞれＡおよびＢチャネルに属することを示す。同様
に、ダッシュを付さない走査回路の引用番号はＡチャネ
ルに属しダッシュを付された対応する引用番号はＢチャ
イ、ＡＫ属する。ＴＸ２には直流電圧が印加されており
、トランジスタ１１．１１’はゲートの役を果さず、ダ
イオードアレーと走査回路の間に電位差を設ける役をし
、これに関しては本出願人による前の出願（実願昭５６
−７７２０７号）に記載されている。
Ｇはそれぞれブルーミング抑圧回路の電源端子およびゲ
ート端子、ＴＸ２およびＴＸ３はゲートＭＩＳ）ランジ
スタのゲート端子でそれらの後に付されたＡおよびＢは
それぞれＡおよびＢチャネルに属することを示す。同様
に、ダッシュを付さない走査回路の引用番号はＡチャネ
ルに属しダッシュを付された対応する引用番号はＢチャ
イ、ＡＫ属する。ＴＸ２には直流電圧が印加されており
、トランジスタ１１．１１’はゲートの役を果さず、ダ
イオードアレーと走査回路の間に電位差を設ける役をし
、これに関しては本出願人による前の出願（実願昭５６
−７７２０７号）に記載されている。
以上の動作を水平ブランキング期間の前半に行ない、後
半は同様に第１図下方のＢチャネルのＯＴＤレジスタに
図中■で示したホトダイオードの横−桁分の信号を移送
しストアする。水平走査期間はゲー）６．６’をオフと
し、ＯＴＤを駆動して出力アンプ７と７′から２ライン
の信号が同時にのは、単板カラーセンサとしての画像の
解像度を向上させるためである。第２図に各パル孔特に
水平ブランキング期間前半のタイミングチャートが示さ
れている。
半は同様に第１図下方のＢチャネルのＯＴＤレジスタに
図中■で示したホトダイオードの横−桁分の信号を移送
しストアする。水平走査期間はゲー）６．６’をオフと
し、ＯＴＤを駆動して出力アンプ７と７′から２ライン
の信号が同時にのは、単板カラーセンサとしての画像の
解像度を向上させるためである。第２図に各パル孔特に
水平ブランキング期間前半のタイミングチャートが示さ
れている。
さて１以上の従来例には以下に示す問題点がある。第１
図において垂直信号線４［蓄えられているプルーミング
や垂直スメアの過剰雑音電荷を掃き出す際に１図中Ｂ、
ＬＤＡ （ＢＬＤＢ）から電荷が垂直信号線４へ注入さ
れる。この時、注入される電荷が各垂直信号線によって
ばらつくと、そのばらつきの一部が掃出し時に残留して
固定パターン雑音となる。注入ばらつきを少なくするた
めに注入時間を十分長くとると垂直信号線への注入電荷
が多くなりすぎて、与えられた時間内に十分な掃出しが
行なえなくなる。の二つの問題点が生じる。
図において垂直信号線４［蓄えられているプルーミング
や垂直スメアの過剰雑音電荷を掃き出す際に１図中Ｂ、
ＬＤＡ （ＢＬＤＢ）から電荷が垂直信号線４へ注入さ
れる。この時、注入される電荷が各垂直信号線によって
ばらつくと、そのばらつきの一部が掃出し時に残留して
固定パターン雑音となる。注入ばらつきを少なくするた
めに注入時間を十分長くとると垂直信号線への注入電荷
が多くなりすぎて、与えられた時間内に十分な掃出しが
行なえなくなる。の二つの問題点が生じる。
本発明の目的は、したがって、与えられた時間内に十分
な掃出しを行なうことを保証しながら上記固定雑音パタ
ーンを除去することを可能にする背戸に述べた種類の固
体撮像素子の駆動方法を提供することである。
な掃出しを行なうことを保証しながら上記固定雑音パタ
ーンを除去することを可能にする背戸に述べた種類の固
体撮像素子の駆動方法を提供することである。
上記目的を達成するために１本発明による駆動方法は水
平ブランキング期間で垂直信号線の擬似信号を読み出し
、その後、垂直信号線の信号を水平レジスタに読み出し
、水平走査期間中は上記水平レジスタを駆動して信号読
み出しを行なう固体撮像装置において、過剰電荷掃出し
端子から素子内へ注入されることなく、上記過剰電荷掃
出し端子と上記垂直信号線の間に存在する容量に電荷が
蓄積された後にその電荷が垂直信号線へ注入されること
を要旨とする。すなわち１本発明は、過剰電荷掃出し用
のバイアス電荷を注入する際、垂直信号線の容量Ｃｖよ
り小さいバッファ容量０２（第１図１２．１２’）に−
担電荷を蓄え、その後ゲートＭＩＳトランジスタ１１．
１１’を動作させてＣ２の電荷を垂直信号線の容量Ｃｖ
へ移送することにより固定パターン雑音を低減させるも
のであるすなわち１本発明による装置の等価回路図は実
願昭５６−７７２０７号に記載されているものと同じで
ある。しかしながら、ＭＩＤ）ランジスタ１１のゲート
は速度を高めるために、チャネル寸法比（Ｗ／Ｌ）を大
きく選ぶのが有利である。このため本発明の方法を実施
するための装置においては、第３図に示すように、上記
ゲートは屈折しているのが好ましい。第４図は第３図の
ＩＶ−ＩＶ’断面図で１図中、１３は半導体基板、１４
はｐ型エピタキシャル層、１５および１６はｎ 型領域
。
平ブランキング期間で垂直信号線の擬似信号を読み出し
、その後、垂直信号線の信号を水平レジスタに読み出し
、水平走査期間中は上記水平レジスタを駆動して信号読
み出しを行なう固体撮像装置において、過剰電荷掃出し
端子から素子内へ注入されることなく、上記過剰電荷掃
出し端子と上記垂直信号線の間に存在する容量に電荷が
蓄積された後にその電荷が垂直信号線へ注入されること
を要旨とする。すなわち１本発明は、過剰電荷掃出し用
のバイアス電荷を注入する際、垂直信号線の容量Ｃｖよ
り小さいバッファ容量０２（第１図１２．１２’）に−
担電荷を蓄え、その後ゲートＭＩＳトランジスタ１１．
１１’を動作させてＣ２の電荷を垂直信号線の容量Ｃｖ
へ移送することにより固定パターン雑音を低減させるも
のであるすなわち１本発明による装置の等価回路図は実
願昭５６−７７２０７号に記載されているものと同じで
ある。しかしながら、ＭＩＤ）ランジスタ１１のゲート
は速度を高めるために、チャネル寸法比（Ｗ／Ｌ）を大
きく選ぶのが有利である。このため本発明の方法を実施
するための装置においては、第３図に示すように、上記
ゲートは屈折しているのが好ましい。第４図は第３図の
ＩＶ−ＩＶ’断面図で１図中、１３は半導体基板、１４
はｐ型エピタキシャル層、１５および１６はｎ 型領域
。
１７は絶縁層を示し、端子ＴＸ２ＡＫ接続されたＭＩＳ
）ランジスタ５のゲートと端子ＴＸ３Ａに接続されたＭ
ＩＳ）ランジスタ１１のゲートの間に存在するｎ 型領
域１５はＭＩＳ）ランジスタ５のゲートのＷ／Ｌを大き
く保つのに役立ち、この領域１５が形成する容量が容量
Ｃ２を構成する。
）ランジスタ５のゲートと端子ＴＸ３Ａに接続されたＭ
ＩＳ）ランジスタ１１のゲートの間に存在するｎ 型領
域１５はＭＩＳ）ランジスタ５のゲートのＷ／Ｌを大き
く保つのに役立ち、この領域１５が形成する容量が容量
Ｃ２を構成する。
以下本発明の実施例を第３図により説明する。
第５図は低雑音駆動法の一例である。第２図の従来例と
異なる点はつぎの通りである。
異なる点はつぎの通りである。
（１）第５図において、ＢＬＤＡがオンして立ち上がる
時点はＢＬＧＡがオフして立ち下がる時点より後である
。また、この時ＴＸ３Ａはパルスで低レベルとなってい
る。したがって第１図において画素部と水平電荷移送素
子の結合部９点■と■のみがＢＬＤＡの低レベル′ｖＢ
Ｌに充電されかつ保持されることになる。これに対して
第２図の従来例では１点■と■だけでなく、垂直信号線
４もＢ ＬＤＡの低レベルＶＢＬになり、パルスＢＬＤ
Ａがオンして立ち上がると点■と■、および垂直信号線
４の電位も変化する。
時点はＢＬＧＡがオフして立ち下がる時点より後である
。また、この時ＴＸ３Ａはパルスで低レベルとなってい
る。したがって第１図において画素部と水平電荷移送素
子の結合部９点■と■のみがＢＬＤＡの低レベル′ｖＢ
Ｌに充電されかつ保持されることになる。これに対して
第２図の従来例では１点■と■だけでなく、垂直信号線
４もＢ ＬＤＡの低レベルＶＢＬになり、パルスＢＬＤ
Ａがオンして立ち上がると点■と■、および垂直信号線
４の電位も変化する。
（２）上記の動作により１本発明では端子ＢＬＤＡから
のバイアス電荷はゲー）ＴＸ２Ａのゲート容量と第１図
の点■の容量Ｃ２に蓄えられる。
のバイアス電荷はゲー）ＴＸ２Ａのゲート容量と第１図
の点■の容量Ｃ２に蓄えられる。
これに対し第２図の従来例ではバイアス電荷は垂直信号
線容量Ｃｖに直接注入される。
線容量Ｃｖに直接注入される。
（５）本発明において、その後ＴＸ２ＡがオフしＴＸ３
Ａがオンすると、第１図のゲー）ＴＸ２Ａと点■に蓄え
られていた電荷が垂直信号線４へ転送され、過剰電荷掃
出し用のバイアス電荷として働らくことになる。その後
の各パルスは従来例と同じである。
Ａがオンすると、第１図のゲー）ＴＸ２Ａと点■に蓄え
られていた電荷が垂直信号線４へ転送され、過剰電荷掃
出し用のバイアス電荷として働らくことになる。その後
の各パルスは従来例と同じである。
（４）ところが第２図に示す従来例では、バイアス電荷
はＢＬＤＡから垂直信号線へ直接注入される。この注入
される際の時定数τは、トランジスタ５．６．１１のウ
チコンダクタンスの一番小さいトランジスタのコンダク
タンスｇ と垂直信号線４の容量Ｃｖで次式で求められ
る。
はＢＬＤＡから垂直信号線へ直接注入される。この注入
される際の時定数τは、トランジスタ５．６．１１のウ
チコンダクタンスの一番小さいトランジスタのコンダク
タンスｇ と垂直信号線４の容量Ｃｖで次式で求められ
る。
τ＝Ｃｖ／ｇｒｎ（１）
したがって注入される電荷はトランジスタのチャネル寸
法比（Ｗ／Ｌ）のばらつき、酸化膜厚のほらつき、閾電
圧のばらつき、垂直信号線容量Ｃｖのばらつきなどによ
りばらつき、固定パターン雑音の原因となる。また、注
入される電荷量そのものが、大きな（２〜４ｐＦ）垂直
信号線容量Ｃｖに比例して大きく、与えられた掃出し時
間内に全て掃き出すことはむずかしい。
法比（Ｗ／Ｌ）のばらつき、酸化膜厚のほらつき、閾電
圧のばらつき、垂直信号線容量Ｃｖのばらつきなどによ
りばらつき、固定パターン雑音の原因となる。また、注
入される電荷量そのものが、大きな（２〜４ｐＦ）垂直
信号線容量Ｃｖに比例して大きく、与えられた掃出し時
間内に全て掃き出すことはむずかしい。
（５）これに対して第５図に示す本発明による実施例で
は、ＢＬＤＡからのノくイアスミ荷は一担。
は、ＢＬＤＡからのノくイアスミ荷は一担。
第１図のゲートＴＸ２Ａと０２に蓄えられるのでばらつ
きが小さく、電荷量そのものも比較的小さい（Ｃの値は
００５〜”’Ｃ１，２ｐＦ ’） 、、したがって本発
明の駆動方法によれば、従来例に比べて固定ノくターン
雑音がＪＪ＼さく、ノ（イアスミ荷が十分掃き出せる固
体撮像装置を実現することができる。
きが小さく、電荷量そのものも比較的小さい（Ｃの値は
００５〜”’Ｃ１，２ｐＦ ’） 、、したがって本発
明の駆動方法によれば、従来例に比べて固定ノくターン
雑音がＪＪ＼さく、ノ（イアスミ荷が十分掃き出せる固
体撮像装置を実現することができる。
第５図およびつぎに示す第６図には、第２図におけると
同様にＡチャネル動作のみが示されており１．この後に
全く同様なりチャネル動作が続く。
同様にＡチャネル動作のみが示されており１．この後に
全く同様なりチャネル動作が続く。
第６図は本発明の他の実施例を示す。第６図ではＴＸ２
Ａがオフした後にＢＬＧＡがオフしている。
Ａがオフした後にＢＬＧＡがオフしている。
このためＢＬＤＡからのバイアス電荷が第１図の点■の
容量Ｃ２ｖｃのみ蓄えられ、ゲー）ＴＸ２Ａには蓄えら
れない。このためバイアス電荷の量をさらに小さく押さ
えることができ、ばらつきも小さくなる。駆動の原理そ
のものは第５図の実施例と何ら変わる所はない。
容量Ｃ２ｖｃのみ蓄えられ、ゲー）ＴＸ２Ａには蓄えら
れない。このためバイアス電荷の量をさらに小さく押さ
えることができ、ばらつきも小さくなる。駆動の原理そ
のものは第５図の実施例と何ら変わる所はない。
以上説明した通り９本発明による固体撮像素子の駆動方
法によれば、与えられた時間内に十分な掃出しを行なう
ことを保証しながら、固定雑音パターンを除去すること
ができる。
法によれば、与えられた時間内に十分な掃出しを行なう
ことを保証しながら、固定雑音パターンを除去すること
ができる。
第１図は固体撮像素子の回路構成図、第２図は従来の動
作パルスタイミングチャート、第６図は本発明による方
法を実施するのに有利な半導体装置の平面図、第４図は
第３図に示す装置のＩＶ−ＩＶ’線に沿って切った断面
図、第５図および第６図は本発明によるパルスタイミン
グチャートを示す図である。 １・・ホトダイオード ２・・・垂直スイッチＭＩＳ）ランジスタ３・・垂直走
査回路 ４・・垂直信号線 ５、 ５’、 ６． ６’、 １１． １１’
・・ゲートＭＩＳトランジスタ ７．７′・・・出力アンプ ８８′ ・・・水平レジスタとしての０ＴＤ９．９′
・・・ＯＴＤの入力部 １０．１０’・・・ブルーミング抑圧回路１２．１２’
・・・バッファ容量 １３・・・半導体基板 １４・・・ｐ型エピタキシャル層 １５．１６・・・計型領域 １７・・・絶縁層代理
人弁理士 中村純之助 第１頁の続き （塑合 明 者 青木正和 国分寺市東恋ケ窪−丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ０発 明 者 竹本−へ男 国分寺市東恋ケ窪−丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ０発 明 者 今出宅哉 横浜市戸塚区吉田町２９２番地株 式会社日立製作所家電研究所内 ０発 明 者 高橋健二 国分寺市東恋ケ窪−丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ０発 明 者 秋山俊之 国分寺市東恋ケ窪−丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 ０発 明 者 長原脩策 国分寺市東恋ケ窪−丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内
作パルスタイミングチャート、第６図は本発明による方
法を実施するのに有利な半導体装置の平面図、第４図は
第３図に示す装置のＩＶ−ＩＶ’線に沿って切った断面
図、第５図および第６図は本発明によるパルスタイミン
グチャートを示す図である。 １・・ホトダイオード ２・・・垂直スイッチＭＩＳ）ランジスタ３・・垂直走
査回路 ４・・垂直信号線 ５、 ５’、 ６． ６’、 １１． １１’
・・ゲートＭＩＳトランジスタ ７．７′・・・出力アンプ ８８′ ・・・水平レジスタとしての０ＴＤ９．９′
・・・ＯＴＤの入力部 １０．１０’・・・ブルーミング抑圧回路１２．１２’
・・・バッファ容量 １３・・・半導体基板 １４・・・ｐ型エピタキシャル層 １５．１６・・・計型領域 １７・・・絶縁層代理
人弁理士 中村純之助 第１頁の続き （塑合 明 者 青木正和 国分寺市東恋ケ窪−丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ０発 明 者 竹本−へ男 国分寺市東恋ケ窪−丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ０発 明 者 今出宅哉 横浜市戸塚区吉田町２９２番地株 式会社日立製作所家電研究所内 ０発 明 者 高橋健二 国分寺市東恋ケ窪−丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ０発 明 者 秋山俊之 国分寺市東恋ケ窪−丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 ０発 明 者 長原脩策 国分寺市東恋ケ窪−丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内
Claims (1)
- 水平ブランキング期間に垂直信号線の擬似信号を読み出
し、その後、垂直信号線の信号を水平レジスタに読み出
し、水平走査期間中は上記水平レジスタを駆動して信号
読出しを行なう固体撮像装置において、過剰電荷掃出し
端子から素子内へ注入されるバイアス電荷が直接垂直信
号線へ注入されることなく、上記過剰電荷掃出し端子と
上記垂、直信号線の間に存在する容量に電荷が蓄積され
た°後にその電荷が垂直信号線へ注入されることを特徴
とする固体撮像装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56205219A JPS58106964A (ja) | 1981-12-21 | 1981-12-21 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56205219A JPS58106964A (ja) | 1981-12-21 | 1981-12-21 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58106964A true JPS58106964A (ja) | 1983-06-25 |
Family
ID=16503375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56205219A Pending JPS58106964A (ja) | 1981-12-21 | 1981-12-21 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58106964A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01252078A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-06 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
-
1981
- 1981-12-21 JP JP56205219A patent/JPS58106964A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01252078A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-06 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
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