JPS5897972A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS5897972A JPS5897972A JP56196455A JP19645581A JPS5897972A JP S5897972 A JPS5897972 A JP S5897972A JP 56196455 A JP56196455 A JP 56196455A JP 19645581 A JP19645581 A JP 19645581A JP S5897972 A JPS5897972 A JP S5897972A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- video signal
- signal
- solid
- picture elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
Landscapes
- 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】
この発明は、映像信号の黒レベル（光入力がゼロのとき
のレベル）に対応した基準レベル信号を発生させるよう
にし友固体撮偉装置に関する。
のレベル）に対応した基準レベル信号を発生させるよう
にし友固体撮偉装置に関する。
従来、半導体基板上に多数のホトダイオード等の充電変
換素子とトランジスタ又Ｆｉ電荷転送氷子等の映像情報
読出素子とを集積化してなる固体撮像装置は知られてい
る。このような固体撮像装置にあっては、ホトダイオー
ド等の光電変換素子の暗電流（リーク電流）が温度上昇
に伴って増大するため映像信号の黒レベルが変動す不。
換素子とトランジスタ又Ｆｉ電荷転送氷子等の映像情報
読出素子とを集積化してなる固体撮像装置は知られてい
る。このような固体撮像装置にあっては、ホトダイオー
ド等の光電変換素子の暗電流（リーク電流）が温度上昇
に伴って増大するため映像信号の黒レベルが変動す不。
また、固体撮像装置からの映像信号を例えば背景の明る
さに応じて利得が制御される可変利得アンプを介して送
出するようにした場合には、たとえ温ＩＩ変動がなくて
も利得変化に応じて映像信号の黒レベルが変動する。
さに応じて利得が制御される可変利得アンプを介して送
出するようにした場合には、たとえ温ＩＩ変動がなくて
も利得変化に応じて映像信号の黒レベルが変動する。
ところで、受像Ｉ／ａ９Ｉ４では映像信号を物足の黒レ
ベルに対応した一定レベルにクランプして幽筺り生を行
なうよ、うになっているので、上記のように映ｍ’ｇＩ
号の黒レベルが変動すると、クランプされた映倫信号中
に黒レベル変動分に対応し、た直流分が宮まれることに
なり、画面が全体として黒くなったり、白くなったりす
る不都合があった。
ベルに対応した一定レベルにクランプして幽筺り生を行
なうよ、うになっているので、上記のように映ｍ’ｇＩ
号の黒レベルが変動すると、クランプされた映倫信号中
に黒レベル変動分に対応し、た直流分が宮まれることに
なり、画面が全体として黒くなったり、白くなったりす
る不都合があった。
この発明の目的は、このよう力不都合ｆ解消することの
できるｔｒ規な固体撮像装ｆを提供することにるる。
できるｔｒ規な固体撮像装ｆを提供することにるる。
この発明による固体撮像装置は、半導体基板上にイメー
ジ検知用の充電変換素子群の他に光シールドされた光ｉ
［変換素子を設け、この光電変換素子から映４ＩＩ傷号
の黒レベルに対応した基準レベル信号を検出するように
したことを％徴とするものであり、以下、添付図面に示
す実施例について評述する。
ジ検知用の充電変換素子群の他に光シールドされた光ｉ
［変換素子を設け、この光電変換素子から映４ＩＩ傷号
の黒レベルに対応した基準レベル信号を検出するように
したことを％徴とするものであり、以下、添付図面に示
す実施例について評述する。
＄１！１図は、この発明の一実施例による固体撮像装置
の概略構成を示すもので、半導体基板１０の表面には等
価回路を第２図に示すようなホトダイオードＤ及びＭＯ
Ｂ形垂直スイッチトランジスタＱを含む鉱隼臣が多数個
２次元的に配列・形層されている。また、−じ半導体基
板１０上には、ＭＯ８形水平スイッチトラ／ジスタｓ１
％ ｓ、、ｓ、・・・と、水平信号＠Ｈ８と、垂直信号
１Ｉｓｖｓ１１ｖ８１、ｖｓ、・・・と、垂直ゲー）
縁ｖＧ１ 、ｖＧｘ ％ ｖＧｌ・・・とが形成されて
いる。
の概略構成を示すもので、半導体基板１０の表面には等
価回路を第２図に示すようなホトダイオードＤ及びＭＯ
Ｂ形垂直スイッチトランジスタＱを含む鉱隼臣が多数個
２次元的に配列・形層されている。また、−じ半導体基
板１０上には、ＭＯ８形水平スイッチトラ／ジスタｓ１
％ ｓ、、ｓ、・・・と、水平信号＠Ｈ８と、垂直信号
１Ｉｓｖｓ１１ｖ８１、ｖｓ、・・・と、垂直ゲー）
縁ｖＧ１ 、ｖＧｘ ％ ｖＧｌ・・・とが形成されて
いる。
基板１０上の多数の絵素Ｏうち、各水平走査線毎にその
始端部に対応する位置に存在する４個づつの絵＊ａ光シ
ールド層１４によっておおわれており、光シールド層１
４におおわれない残りの絵素に被写体からの光が照射さ
れるようになっている。光シールド層１４としては、固
体撮像装ａｌ製造プロセスにおいて配線用金属を蒸着し
た後それを配−パターン及び光シールドパターンにした
がってパターニングすることによって得られるものが好
適であるが、これに限らず、光（赤外光も含む）を通さ
ない適宜の物質を被着したものでもよい。
始端部に対応する位置に存在する４個づつの絵＊ａ光シ
ールド層１４によっておおわれており、光シールド層１
４におおわれない残りの絵素に被写体からの光が照射さ
れるようになっている。光シールド層１４としては、固
体撮像装ａｌ製造プロセスにおいて配線用金属を蒸着し
た後それを配−パターン及び光シールドパターンにした
がってパターニングすることによって得られるものが好
適であるが、これに限らず、光（赤外光も含む）を通さ
ない適宜の物質を被着したものでもよい。
垂直ゲート１８ｖＧ１ 、ｖＧｌ ％ ｖＧｌ−ＫＵ垂
厘走査回路１６から垂直走査信号が供給され、水平スイ
ッチトランジスタＳ１ 、’ｌ ％ ｓＭ・・・のゲ
ートには水平走査回路１８から水平走査信号が供給され
る。
厘走査回路１６から垂直走査信号が供給され、水平スイ
ッチトランジスタＳ１ 、’ｌ ％ ｓＭ・・・のゲ
ートには水平走査回路１８から水平走査信号が供給され
る。
水平信号＠ＨＥＩには抵抗Ｒ＠を介してビデオフ（イア
スを源Ｖ・が接続されると共に、コンデンサＣ・全弁し
て出力端子Ｉが接続される。
スを源Ｖ・が接続されると共に、コンデンサＣ・全弁し
て出力端子Ｉが接続される。
上ｌｅ鉄装の動作において、ある走査タイミングでトラ
ンジスタＳ１及びｑがオンすると、ホトダイオードＤの
ＰＮ接合は電源ＶＯによって逆方向にバイアスされ、電
荷が蓄積される。この１１棟亀衝はトランジスタ８１又
はＱがオフするとそのまま保存されるが、わずかなリー
クがある。このような電荷蓄積−保存動作は他の絵素に
ついて奄一様にして行なわれる。なお、基板１０上のホ
トダイオードは、光シールド層１４におおわれたもので
あれ、おおわれないものであれ、すべてｔｌは同一の特
性を有するように形成されているので、一定時間内のリ
ークに基づく蓄積電荷放電量はすべてのホトダイオード
についてほぼ等しい。
ンジスタＳ１及びｑがオンすると、ホトダイオードＤの
ＰＮ接合は電源ＶＯによって逆方向にバイアスされ、電
荷が蓄積される。この１１棟亀衝はトランジスタ８１又
はＱがオフするとそのまま保存されるが、わずかなリー
クがある。このような電荷蓄積−保存動作は他の絵素に
ついて奄一様にして行なわれる。なお、基板１０上のホ
トダイオードは、光シールド層１４におおわれたもので
あれ、おおわれないものであれ、すべてｔｌは同一の特
性を有するように形成されているので、一定時間内のリ
ークに基づく蓄積電荷放電量はすべてのホトダイオード
についてほぼ等しい。
このような電荷蓄積状態において、被写体からの光が入
射すると、光シールド層１４におおわれないｌｌｌＲ本
のホトダイオードでは入射光量に応じて電子−止孔対が
生成され、その生成量に対応して蓄積電荷の一部が放電
される。これに釣して、光シールド層１４におおわれた
絵素のホトダイオードでは光が入射しないので入射光に
基つく蓄積電荷の放電は生じない。
射すると、光シールド層１４におおわれないｌｌｌＲ本
のホトダイオードでは入射光量に応じて電子−止孔対が
生成され、その生成量に対応して蓄積電荷の一部が放電
される。これに釣して、光シールド層１４におおわれた
絵素のホトダイオードでは光が入射しないので入射光に
基つく蓄積電荷の放電は生じない。
この後、前記したとは別の走査タイミングでトランジス
タＳｌ及びＱが共にオンすると、ホトダイオードＤＫＦ
ｉこれまでのリークによる放電分の電荷を補うように補
充電流が流れる。同様にして、光シールド層１４におお
われた他のホトダイオードにもリーク分に対応した補充
電流が流れる。これに対して、光シールド層１４におお
われないホトダイオードには、リークによる放電分の電
荷を補うと共に入射光による放電分の電荷を補うように
補充電流が流れる。そして、これらの補充電流に対応し
た信号が映像出力信号として出力端子部から取出される
。
タＳｌ及びＱが共にオンすると、ホトダイオードＤＫＦ
ｉこれまでのリークによる放電分の電荷を補うように補
充電流が流れる。同様にして、光シールド層１４におお
われた他のホトダイオードにもリーク分に対応した補充
電流が流れる。これに対して、光シールド層１４におお
われないホトダイオードには、リークによる放電分の電
荷を補うと共に入射光による放電分の電荷を補うように
補充電流が流れる。そして、これらの補充電流に対応し
た信号が映像出力信号として出力端子部から取出される
。
第３図は、このようにして得られる映像出力信号の一部
を示すもので、区間Ｈに示す信号部分が水平走査ｗ１本
分に対応している。区間Ｈにおいて、水平走査縁の始端
部に対応する位置には光シールド層１４におおわれたホ
トダイオードから検出された基準レベル信号ＲＬが含ま
れ、この基準レベル信号ＲＬに連続する位置には光シー
ルド層１４におおわれないホトダイオードから検出され
た映像信号ＶＤが含まれている。ここで、基準レベル信
号ＲＬのレベルは、前述したようにすべてのホトダイオ
ードについてリークに基づく喬ｉ！Ｒ電荷放電量がハハ
尋しいので映像信号ＶＤの黒レベルにはは等しい。なお
、映像信号ＶＤにつらなる波形Ｎは次の水平走査の開始
までのあいだに生じたノイズを示している。
を示すもので、区間Ｈに示す信号部分が水平走査ｗ１本
分に対応している。区間Ｈにおいて、水平走査縁の始端
部に対応する位置には光シールド層１４におおわれたホ
トダイオードから検出された基準レベル信号ＲＬが含ま
れ、この基準レベル信号ＲＬに連続する位置には光シー
ルド層１４におおわれないホトダイオードから検出され
た映像信号ＶＤが含まれている。ここで、基準レベル信
号ＲＬのレベルは、前述したようにすべてのホトダイオ
ードについてリークに基づく喬ｉ！Ｒ電荷放電量がハハ
尋しいので映像信号ＶＤの黒レベルにはは等しい。なお
、映像信号ＶＤにつらなる波形Ｎは次の水平走査の開始
までのあいだに生じたノイズを示している。
上記のような固体撮像装置からの映像出力信号は適宜増
幅した後、ノイズ除去回路、可変利得アンプ等を介して
合成映像信号形成回路に供給され、水平−副信号等が付
加される。この場合、可変利得アンプ＃ｉ級写体の背景
の明るさに応じて利得が制御されるもので、−例として
、背景が明るければ利得を下け、背景が暗ければ利得を
上げるようになっている。
幅した後、ノイズ除去回路、可変利得アンプ等を介して
合成映像信号形成回路に供給され、水平−副信号等が付
加される。この場合、可変利得アンプ＃ｉ級写体の背景
の明るさに応じて利得が制御されるもので、−例として
、背景が明るければ利得を下け、背景が暗ければ利得を
上げるようになっている。
そして、合成映像信号形成回路からの合成映像信号は適
当な通信システムを介して受像機側に供給され、受像機
側では通常の方法により合成映像信号が検波される。こ
の検波された合成ｐ像信号はクランプ回路を介して受像
管に供給される一方、同期分離回路に供給される。ここ
で、クランプ囲路は第３図の基準レベル信号ＲＬ１に検
知し、それに応じて映像信号ＶＤをクランプレベルＶν
にクランプするようになっている。このため、受像管は
被写体の明暗に応じた真の映像信号（すなわち、映ｇＩ
！信号ＶＤから基準レベル信号ＲＬに対応した直流分管
差引いたもの）に応じて制御されるようになｐｌ−面に
、は被写体の鮮明なｔｈ像が再検される。
当な通信システムを介して受像機側に供給され、受像機
側では通常の方法により合成映像信号が検波される。こ
の検波された合成ｐ像信号はクランプ回路を介して受像
管に供給される一方、同期分離回路に供給される。ここ
で、クランプ囲路は第３図の基準レベル信号ＲＬ１に検
知し、それに応じて映像信号ＶＤをクランプレベルＶν
にクランプするようになっている。このため、受像管は
被写体の明暗に応じた真の映像信号（すなわち、映ｇＩ
！信号ＶＤから基準レベル信号ＲＬに対応した直流分管
差引いたもの）に応じて制御されるようになｐｌ−面に
、は被写体の鮮明なｔｈ像が再検される。
この場合、クラ／プレベルは基準レベル信号ＲＬ＋に応
じて変化するので、温度変動や可変利得アンプの利得変
動に応じて映像信号ＶＤの熟レベルが変動しても、その
影替が画面に現われることはない。すなわち、前述した
ように基準レベル信号ＲＬｉｊ常に映像信号ＶＤの黒レ
ベルに対応しているから、基準レベル信号ＲＬに応じて
クランプレベルを決定するようにしておけば、黒レベル
がいかに変動しようとも真の映像信号を抽出することが
でき、画面が全体的に白くなったり、黒くなったシする
◆ｍｔ未然に防止することができる。
じて変化するので、温度変動や可変利得アンプの利得変
動に応じて映像信号ＶＤの熟レベルが変動しても、その
影替が画面に現われることはない。すなわち、前述した
ように基準レベル信号ＲＬｉｊ常に映像信号ＶＤの黒レ
ベルに対応しているから、基準レベル信号ＲＬに応じて
クランプレベルを決定するようにしておけば、黒レベル
がいかに変動しようとも真の映像信号を抽出することが
でき、画面が全体的に白くなったり、黒くなったシする
◆ｍｔ未然に防止することができる。
なお、上記実施例に示したように、各水平走査−線の始
端部毎にホトダイオードを光シールドすると、基準レベ
ル信号ＲＬが水平−副信号押入位置に祷られるので、好
都合である。
端部毎にホトダイオードを光シールドすると、基準レベ
ル信号ＲＬが水平−副信号押入位置に祷られるので、好
都合である。
第１図は、この発明の一実施例による一体嫌像装置の上
向図、 第２図は、第１図の装置における１絵素の等価回略図、 第３図は、第１図の装置の出力信号波形の一部を示す波
形図である。 １０−・半導体基板、臆・・・絵素、１４・・・光シー
ルド層、１６−・垂直走査回路、１８・・・水平走査回
路。 出願人 日本楽器製造株式会社
向図、 第２図は、第１図の装置における１絵素の等価回略図、 第３図は、第１図の装置の出力信号波形の一部を示す波
形図である。 １０−・半導体基板、臆・・・絵素、１４・・・光シー
ルド層、１６−・垂直走査回路、１８・・・水平走査回
路。 出願人 日本楽器製造株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板と、この基板の次面に２仄冗的に配タリ
・形成された多数の光電変換素子と、これらの素子のう
ち少なくとも１つをおおって形成された光シールド層と
、光入射時にＩＩＩ記多数の光電変換素子のうち前記光
シールド層におおわれない素子からは映４ｄｋｍ号を且
つ前記光シールド層におおわれた素子からは該映像信号
の黒レベルに対応した基準レベル信号をそれぞれ検出す
る検出手段とをそなえたことを％徴とする固体憚葎装［
。 ２、特許請求の範囲第１．１１に記載の固体撮像装置に
おいて、紡配光シールド層は前記多数の光電を倶系子の
うち走査線の始端部に対応する位皺に存在する被数の素
子をおおうように形成されていることを特徴とする固体
撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196455A JPS5897972A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196455A JPS5897972A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5897972A true JPS5897972A (ja) | 1983-06-10 |
Family
ID=16358090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56196455A Pending JPS5897972A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5897972A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4737841A (en) * | 1984-07-01 | 1988-04-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Color image sensor with horizontally-aligned image section, buffer section, storage section, and overflow drain section featuring multiple modes of operation |
| US7078751B2 (en) * | 2002-07-02 | 2006-07-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solid-state imaging device |
-
1981
- 1981-12-07 JP JP56196455A patent/JPS5897972A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4737841A (en) * | 1984-07-01 | 1988-04-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Color image sensor with horizontally-aligned image section, buffer section, storage section, and overflow drain section featuring multiple modes of operation |
| US4811105A (en) * | 1984-07-01 | 1989-03-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensor with an image section and a black level detection section for producing image signals to be stored and read out from a storage section |
| US7078751B2 (en) * | 2002-07-02 | 2006-07-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solid-state imaging device |
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