JPS58125981A - 電荷転送撮像素子の駆動回路 - Google Patents

電荷転送撮像素子の駆動回路

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JPS58125981A
JPS58125981A JP57008454A JP845482A JPS58125981A JP S58125981 A JPS58125981 A JP S58125981A JP 57008454 A JP57008454 A JP 57008454A JP 845482 A JP845482 A JP 845482A JP S58125981 A JPS58125981 A JP S58125981A
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charge
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Akihiro Kono
明啓 河野
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Nippon Electric Co Ltd
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    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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    • H04N25/76Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
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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】 本発明はM荷転送撮鎗素子特にインターライン転送方式
の撮鹸素子の駆m回路に関するものである。
固体撮像素子の小チツプ化あるいは一業種化に伴ない改
良されたインターライン転送方式の固体撮像素子として
#!1図に示すような2次元的tCB数分離配列された
光電変換部1.1に%光電変換部と対応した垂直転送電
極群岡えば2相駆動の場合はINの垂直転送電極群12
と菖2の垂直転送電極群13とを交互に配置した垂直電
荷転送レジスタ(以後単に垂直レジスタとする)列14
と、前記光電変換部12と対応する垂直転送電極群12
あるいは13間に前記垂直転送IEW&で被われたゲ−
ト領域15とからなる構造の光電変換部から蓄積電荷を
読み出すためのゲート領域上のゲート電極の無い撮像素
子が提案されている。
こOような撮像素子は、第2図に示すように!i!直転
送動作時は第2図22と23に示す電位関係にある範囲
内で駆動し、一方光電変換部での蓄積電荷を垂直レジス
タKi1!み出す時には、各垂直転送電極*[!II直
転送時より更に大きな電圧を印加しhfsz図24図示
4電位状態とし1元電変換部の蓄積電荷を読み出すと共
に光電変換部をゲート領域Ot位にリセットするごとく
駆動する。このような撮像素子を周知のインターレース
走査させるにはtlN3EK示すような3tレベルの垂
直レジスタ駆動波形によって駆動することが必要となる
ところで、電荷転送撮像素子の各転送電極は完全な容量
負荷であル、かり2相あるいけ4相パルス等で駆動され
る各電極相関結合容量は対基板間て生じる容量と同等あ
るいはそれ以上の場合が多いため、このような転送電極
を駆動する駆動回路は低インピーダンスが不可欠で6n
、*来の2値−ルの駆動においても消費電力が大きくな
りやすく回路構成部品も多くなることが避けられなかっ
た。このような駆動回路を最も確実に3値レベル化する
Kは、第4図に示すように、[来の2値レベルのスイッ
チング駆動回路41の電源電圧を3値の中間電圧VMと
最大電圧Vmとで切シ換える電源電圧切シ換え回路42
を付加する方法であるが、このような3値レベルの垂直
転送電極駆動回路では31[の最大レベル期間の非常に
短か^第3図に示す駆動波形では消費電力が非常に多く
なる欠点が避けられなかった。
本発明の目的は前記の欠点を無くシ、低消費電力でかつ
構成部品も少なi電荷転送撮像素子の駆動回路を提供す
ること忙ある。
本発@によれば、同一半導体基板上に2次元的に複数分
離配列された光電変換部と%この光電変換@に対応して
設けられた垂直転送電極群で構成される複数の垂直電荷
転送レジスタ列と、前記光電変換部と対応する垂直転送
電極群との関に前記垂直転送電極群で被われたゲート領
域と、前起電直電荷転送レジスタ列の並列電荷を順次読
み出す水平転送レジスタとを少なくとも備えた電荷転送
撮像素子の駆動回路において、fi直転送に必要なパル
ス振巾を発生させる嬉lのスイッチング回路と、光電変
換領域の蓄積電荷を読み出す際に必要とする垂直転送パ
ルス振巾を更に上乗せするパルス振巾を発生させるため
のlE2のスイッチング回路と、嬉lのスイッチング回
路の電源入力部をカソードとし電源供給側をアノードと
するダイオードと、112のスイッチング回路の出力部
と前記ダイオードのカソード関に接続されたコンデンサ
とを少欧くとも備え、第1のスイッチング回路の出力端
を前記−直電荷転送レジスタ電極へのII続端としたこ
とを特徴とする電荷転送撮像素子の駆動回路が得られる
前記本発明によれd、低消費電力でかつ構成部品も少な
いインターライン電荷転送撮像素子用の3値しベル駆動
回路が実現される。
次に本@明の一実施ガを示す図面を用いて詳細に説明す
る。
第5図は本発明による駆動回路を示す図で、こζでは説
明を簡単にする九め2相パルスで動作する撮橡素子の駆
動回路を示している。51はIIIのスイッチング回路
でこのスイッチング回路では垂直転送に必要なパルス発
生させてお〕、52の電源入力部には電源供給ll53
をアノードとしたダイオード54を通して垂直転送に必
要な振巾和相轟する電圧が印加されて−る。このKIC
)スイッチング回路は従来の2籠レベルの駆動回路と全
く同一のスイッチング回路でかつ入力信号も全く同一の
タイミングパルスである。ζ(41のスイッチング回路
は容量負荷を効率良く低インビーダ7XK動fb*め、
Pチャンネルエンハンスメン)MO8)ランジスタ55
!:NチャンネルエンハンスメントMθBトランジスタ
56とによるコンプリメンタリスイッチング回路を構成
している。
この構成のスイッチング回路は容量負荷ではほとんど負
荷への充電電流しか流れ1に−ため消費電力は非常に少
ない、61は第2のスイッチング回路でこのスイッチン
グ回路で#i元電変換領域O1l積電荷を纜み出すlI
に必要とする重置転送パルス振巾KI!に上乗せするパ
ルス振巾に相当する電圧が電源入力部62へ印加されて
いる0本実施岡では1直転送に必要なパルス振巾とfi
t!’等しい電圧であるためjllのスイッチング電源
供給部53へ接続しである。この縞2のスイッチング回
路はalのスイッチング回路と同機にPチャンネルエン
ハンスメントMO8)ランジスタロ5とNチャンネル二
ン^ンスメントMOeiト2ンジス/66とによって;
ンプリメンタリスイッチング回路が構成されてbる。
ζC)182oスイッチング回路61の出方端67には
、一方の端が第1のスイッチング回路51の電源入力部
52に@続されたコンデンサ64の他の一方の端が*a
されて−る。なおこのコンデンサ640容量は通常駆動
電極容置より十分大きい値に遺ばれる。この第2のスイ
ッチング回路はテレビジ1ン走査の一方プランキング期
間毎に1パルス発生するような入力信号が加えられてい
る。
また、2相の垂直転送電極φV、71 、φへ72はそ
れぞれ第1のスイッチング回路51の出力端57へ接続
されている。この駆動回路における動作は、垂直転送期
間では第2のスイッチング回路のトランジスタ66がO
Nしているためコンデンサ64はmlのスイッチング回
路への供給電圧で充電されてbる。そして垂直ブランキ
ング期間第2のスイッチング回路のトランジスタ65が
ONすると今までGNDg位であったコンデンサ64の
一端が第2の供給電8Eまで上昇する丸め、コンデンサ
64の他の一端である52の電位は垂直転送パルス振巾
よりI12のスイッチング回路への供給電圧外上昇する
。すなわち読み出しパルスが上乗せされることになる。
そしてこの時IIIのスイッチング回路51のトランジ
スタ55がONI、てbれば第Iの出力端57の電位は
垂直転送パルス振巾に光電変換部を読み出すに必I!な
パルス振巾が上乗せされる。そこでφ■2.φV!の重
置転送パルスを発生させる第1のスイッチング回路51
が交互に!1直ブランキング期間ハイレベルすなわちト
ランジスタ55をONするように垂直転送タインングパ
ルスを入力すれば交互に光電変換部を貌み出す際に必要
なlEa図忙示したようなパルスが印加され、インター
レース−作が実現される1以上の夷−丙では、第3−に
示したよりな光電変換−の醜み出しパルスが311[レ
ベルの中間レベルVwから上乗せされる動作すなわち臨
lのスイッチング−路のトランジスタ55があらかじめ
ONしてお1、その後スイッチング回路のトランジスタ
65がONする動作の岡を示したが、その逆の場合であ
るlI2のスイッチング回路のトランジスタ65がON
した時、第1のスイッチング−路のトランジスタ56が
(jFFでその後嬉lのスイッチング回路のトランジス
タ55がONした場合でも、落20スイッチング回路の
トランジスタ65が(JNした時点でmlのスイッチン
グ−路0電諏入カ端52O電圧は光電変換部の続み出し
電圧(3値レベルの最大値VM)まで上昇し、この時点
では嬉lのスイッチング回路のトランジスタ56がON
であるため出力端57のめカti(iNj)電位である
が、トランジスタ55がOhするとその時点て光電変換
部貌み出し電圧が発生し、前記の実施ガとri4mK垂
直転送パルス振巾に上乗せされ、このようなパルスタイ
ミングにおいても同1aK駆動が出来る。な也以上の説
明において第1.第2のスイッチング回路のスイッチン
グ動作について、コンプリメンタリトランジスタの一方
のトランジスタのONあるvFiUFFのみで説明した
が、このようなコンプリメンタリトランジスタのスイッ
チングでは一方のトランジスタがONのHは一方のトラ
ンジスタは確ずOFFである仁とを申しそえる。
以上のような回路動作から判るように、零宛羽の駆動回
路では3値レベルの最大電8E%前後の電源電圧しか必
要とせず、また薬2のスイッチング回路は垂直ブランキ
ング期間の光電変換部を読み出し時のみしかスイッチン
グ動作をしな^なめ消費電力は非常に少なく、従来の2
籠レベル0駆動とはぼM機の消費電力が実現されかっS
成藝品も最少限にすることか出来る。
なお、本発明でFi2相駆励0場会についてa明したが
、4相駆勅の撮f11装置に関して同様Kl!l出現る
【図面の簡単な説明】
Ill図は光電変換部から蓄積電荷を読み出すためのグ
ー)tliO無いインターライン転送方式によるms素
子の構成図、嬉2図は嬉1図の遠慮素子の11に作を示
す電位模式−1第3図は第1図に示す推量素子の垂直電
荷転送レジスタに印加する駆―波形、81411は従来
の3値レベルの駆動回路のブロック図% !115a1
1は本発1jiによる3値レベルの一誕電荷転送しジス
タowe−路である。 図において、1lIIi元電変換部、12.13は垂直
転送電1i評h14は垂直電荷転送レジスタ。 15はゲート領域、22.’23は垂直転送時の電位を
示し、24は光電変換部読み出し時の電位を示し、41
はスイッチング駆m1回路、42は電源電圧切〕換え回
路、51は第1のスイッチング回路、52は電源入力1
!、53は電源供給部、54はダイオード、55.65
はPチャンネルエンハンスメン)MO8)ランジスタ、
56.66はNチャンネルエンハンスメントMO8)ラ
ンジスタ。 57はIllのスイッチング回路の出力端、61は第2
のスイッチング回路、62は電源入力wI。 64絋コンデンサ、67は第2のスイッチング回路を示
す。 代理人弁理士内 原  普 第 1 図 鵬Z図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 同一半導体基板上に2次元的に複数分離配列さ転送レジ
    スタ列と、前記光電変換部と、対応する垂直転送電極群
    との間に前記垂直転送電極群で被われたゲート領域と、
    前記−直電荷転送しジスタタりの並列電荷を順次読み出
    す水平転送レジスタとを少なくとも備えた電荷転送縁縁
    素子の駆動回路において、垂直転送に必要なパルス振巾
    な発生させる第1のスイッチング回路と、光電変換領域
    の蓄積電荷を読み出す際に必要とする垂直転送パルス振
    巾に更に上乗せするパルス振巾を発生させるための第2
    のスイッチング回路と、第1のスイッチング回路の電源
    入力部をカソードとし電源供給側をアノードとするダイ
    オードと、8g2のスイッチング回路の出力部と前記ダ
    イオードのカンード関に接続されたコンデンサとを少な
    くとも偏え。 第1のスイッチング回路の出力端を前記m厘電荷転送し
    ジスタ域極への接続端としたことを特徴とする電荷転送
    ms素子の駆動回路。
JP57008454A 1982-01-22 1982-01-22 電荷転送撮像素子の駆動回路 Granted JPS58125981A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60235590A (ja) * 1984-05-08 1985-11-22 Hitachi Ltd 固体撮像素子の駆動方法および駆動回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60235590A (ja) * 1984-05-08 1985-11-22 Hitachi Ltd 固体撮像素子の駆動方法および駆動回路
JPH0528031B2 (ja) * 1984-05-08 1993-04-23 Hitachi Ltd

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