JPS60254887A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS60254887A JPS60254887A JP59111215A JP11121584A JPS60254887A JP S60254887 A JPS60254887 A JP S60254887A JP 59111215 A JP59111215 A JP 59111215A JP 11121584 A JP11121584 A JP 11121584A JP S60254887 A JPS60254887 A JP S60254887A
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- Japan
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- charge
- output
- section
- output circuit
- accumulation
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- Pending
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- 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】
（１）発明の技術分野
本発明は、受光素子を配列してなる受光部と電荷蓄積部
と電荷転送部を有する固体撮像装置に関する。
と電荷転送部を有する固体撮像装置に関する。
（２）従来技術と問題点
固体撮像装置は複数の受光素子を備え、その各受光素子
への入射光の強弱を電気パルス信月として出力する装置
であり、第４図はその装置の動作を説明するための図で
ある。図において、１は受光素子、２は受光部、３は受
光素子で生じた電荷を一特蓄積するＭＯＳキャパシタ、
４は電荷蓄積部、５は電荷転送部、６は出力回路、７ば
入力ゲート領域、８はトランスファーケート領域、９は
出力端子、１１は入力ゲート端子（Ｉｇ）、１２は蓄積
電極端子（Ｓｇ）、１３はトランスファーゲート端子（
Ｔｇ）である。以下、図を用いて動作を説明する。
への入射光の強弱を電気パルス信月として出力する装置
であり、第４図はその装置の動作を説明するための図で
ある。図において、１は受光素子、２は受光部、３は受
光素子で生じた電荷を一特蓄積するＭＯＳキャパシタ、
４は電荷蓄積部、５は電荷転送部、６は出力回路、７ば
入力ゲート領域、８はトランスファーケート領域、９は
出力端子、１１は入力ゲート端子（Ｉｇ）、１２は蓄積
電極端子（Ｓｇ）、１３はトランスファーゲート端子（
Ｔｇ）である。以下、図を用いて動作を説明する。
光の入射により受光部２の受光素子１に電荷が生しる。
そして、入力ゲート端子（Ｉｇ）１１に信号を加えて入
力ゲート領域７を高い電位状態（オン状態）とすると１
４の矢印方向に受光部２の受光素子１から電荷蓄積部４
の一時蓄積用のＭＯＳキャパシタ３へ電荷が転送される
。入力ゲート領域７が高い電位状態（オン状態）である
間、一時蓄積用のＭＯＳキャパシタ３に電荷が蓄積さる
。
力ゲート領域７を高い電位状態（オン状態）とすると１
４の矢印方向に受光部２の受光素子１から電荷蓄積部４
の一時蓄積用のＭＯＳキャパシタ３へ電荷が転送される
。入力ゲート領域７が高い電位状態（オン状態）である
間、一時蓄積用のＭＯＳキャパシタ３に電荷が蓄積さる
。
次に入力ゲート領域７を低い電位状態（オフ状態）とし
て受光素子１からＭＯＳキャパシタ３への電荷の流れを
止める。そしてトランスファーゲート端子（Ｔｇ）１３
に信号を加えてトンスファーゲート領域８を高い電位状
態（オン状態）とし、１５の矢印方向に電荷蓄積部４の
一時蓄積用のＭＯＳキャパシタ３に蓄積されていた電荷
がＣＣＤからなる電荷転送部５へ転送される。次に、ト
ランスファーゲート領域をオフ状態とした後、電荷転送
部５では、電荷を１６の矢印方向に転送し、出力回路６
により増幅し、転送された電荷に対応する電気パルス信
号を出力端子９に出力する。
て受光素子１からＭＯＳキャパシタ３への電荷の流れを
止める。そしてトランスファーゲート端子（Ｔｇ）１３
に信号を加えてトンスファーゲート領域８を高い電位状
態（オン状態）とし、１５の矢印方向に電荷蓄積部４の
一時蓄積用のＭＯＳキャパシタ３に蓄積されていた電荷
がＣＣＤからなる電荷転送部５へ転送される。次に、ト
ランスファーゲート領域をオフ状態とした後、電荷転送
部５では、電荷を１６の矢印方向に転送し、出力回路６
により増幅し、転送された電荷に対応する電気パルス信
号を出力端子９に出力する。
この固体撮像装置において、電荷を電荷転送部５のＣＯ
Ｄの所定の電極下のポテンシャル井戸に転送するときに
強い光の入射により電荷量が多いと所定の電極下のポテ
ンシャル井戸から電荷があふれ、周辺の電極下のポテン
シャル井戸へ流れ込み、転送され出力された場合には画
質を劣化させることがある。これはブルーミングと呼ば
れる現象である。
Ｄの所定の電極下のポテンシャル井戸に転送するときに
強い光の入射により電荷量が多いと所定の電極下のポテ
ンシャル井戸から電荷があふれ、周辺の電極下のポテン
シャル井戸へ流れ込み、転送され出力された場合には画
質を劣化させることがある。これはブルーミングと呼ば
れる現象である。
このブルーミングの発生を防止するには、光の強さに対
する転送電荷の量を全体的に少なくすればよいが、逆に
感度が小さくなるという欠点があった。
する転送電荷の量を全体的に少なくすればよいが、逆に
感度が小さくなるという欠点があった。
（３）発明の目的
本発明は、上記の欠点に鑑み、強い光の入射によっても
ブルーミングが生ぜず、かつ弱い光においても大きな出
力が得られる固体撮像装置を提供するにある。
ブルーミングが生ぜず、かつ弱い光においても大きな出
力が得られる固体撮像装置を提供するにある。
（４）発明の効果
と、所定の第１の蓄積時間に該受光部から供給される電
荷を蓄積する第１の電荷蓄積部と、前記第１の蓄積時間
とは異なる時刻で、前記第１の蓄積時間より短かい第２
の蓄積時間に前記受光部から供給される電荷を蓄積する
第２の電荷蓄積部と、前記第１の電荷蓄積部の電荷を転
送する第１の電荷転送部と、該第１の電荷転送部とほぼ
同時刻に動作し、前記第２の電荷蓄積部の電荷を転送す
る第２の電荷転送部と、前記第１の電荷転送部に接続さ
れる第１の出力回路と前記第２の電荷転送部に接続され
る第２の出力回路と、前記第１の出力回路からの第１の
出力信号が所定信号レベル以下のとき該第１の出力信号
を外部出力信号とし、前記所定信号レベルを越えたら前
記第２の出力回路からの第２の出力信号を該外部出力信
号とする切替部を具備することを特徴とする固体撮像装
置により達成される。
荷を蓄積する第１の電荷蓄積部と、前記第１の蓄積時間
とは異なる時刻で、前記第１の蓄積時間より短かい第２
の蓄積時間に前記受光部から供給される電荷を蓄積する
第２の電荷蓄積部と、前記第１の電荷蓄積部の電荷を転
送する第１の電荷転送部と、該第１の電荷転送部とほぼ
同時刻に動作し、前記第２の電荷蓄積部の電荷を転送す
る第２の電荷転送部と、前記第１の電荷転送部に接続さ
れる第１の出力回路と前記第２の電荷転送部に接続され
る第２の出力回路と、前記第１の出力回路からの第１の
出力信号が所定信号レベル以下のとき該第１の出力信号
を外部出力信号とし、前記所定信号レベルを越えたら前
記第２の出力回路からの第２の出力信号を該外部出力信
号とする切替部を具備することを特徴とする固体撮像装
置により達成される。
（５）発明の実施例
第１図は本発明の一実施例の赤外線検知型の固体撮像装
置を説明するための図である。図で、１は受光素子、２
ば受光部、２３．３３はＭＯＳキャパシタ、２４．３４
は電荷蓄積部、２５．３５は電荷転送部、２６．３６は
出力回路、２７．３７は入力ゲート領域、２８．３８は
トランスファーゲート領域、５４．６４は入力ケート端
子、５５．６５は蓄積電極端子、５６．６６はトランス
ファーゲート端子、７０は切替部、７１は検出回路、７
２は切替回路、８０は出力端子である。
置を説明するための図である。図で、１は受光素子、２
ば受光部、２３．３３はＭＯＳキャパシタ、２４．３４
は電荷蓄積部、２５．３５は電荷転送部、２６．３６は
出力回路、２７．３７は入力ゲート領域、２８．３８は
トランスファーゲート領域、５４．６４は入力ケート端
子、５５．６５は蓄積電極端子、５６．６６はトランス
ファーゲート端子、７０は切替部、７１は検出回路、７
２は切替回路、８０は出力端子である。
同図の如く、受光部２の両側に電荷蓄積部２４゜３４、
電荷転送部２５．３５および出力回路２６゜３６を設け
た構成とし、電荷蓄積部２４と３４で電荷を蓄積する時
間を異ならせる。従って、同−強さの光において、電荷
論積部２４と３４で蓄積される電荷量が異なり、出力回
路２６と３６の出力電圧もそれぞれ異なる値となる。
電荷転送部２５．３５および出力回路２６゜３６を設け
た構成とし、電荷蓄積部２４と３４で電荷を蓄積する時
間を異ならせる。従って、同−強さの光において、電荷
論積部２４と３４で蓄積される電荷量が異なり、出力回
路２６と３６の出力電圧もそれぞれ異なる値となる。
第２図に赤外線入射パワーに対する出力電圧の関係を表
わす。図で、Ａは電荷の蓄積時間の長い場合、Ｂは短い
場合である。電荷蓄積時の長いほうが赤外線入射パワー
が低いときでも、高い出力電圧が得られるが、ブルーミ
ングが生じやすく、飽和状態となる限界の赤外線入射パ
ワーの値が低い。
わす。図で、Ａは電荷の蓄積時間の長い場合、Ｂは短い
場合である。電荷蓄積時の長いほうが赤外線入射パワー
が低いときでも、高い出力電圧が得られるが、ブルーミ
ングが生じやすく、飽和状態となる限界の赤外線入射パ
ワーの値が低い。
そこで、本実施例では電荷蓄積部２４側の電荷蓄積時間
を長く、電荷蓄積部３４例の電荷蓄積時間を短くして、
赤外線入射パワーが低いときには、電荷蓄積部２４例の
出力回路２６の出力電圧を出力端子８０から出力するが
、赤外線入射パワーが高くなり、出力電圧が飽和状態直
前の電圧を越えたら、電荷蓄積部３４例の出力回路３６
の出力電圧に切替える。ここで、飽和状態直前の電圧の
検出は、切替部７０の検出回路７１を行ない、出力電圧
の切替えは切替回路７２で行なう。
を長く、電荷蓄積部３４例の電荷蓄積時間を短くして、
赤外線入射パワーが低いときには、電荷蓄積部２４例の
出力回路２６の出力電圧を出力端子８０から出力するが
、赤外線入射パワーが高くなり、出力電圧が飽和状態直
前の電圧を越えたら、電荷蓄積部３４例の出力回路３６
の出力電圧に切替える。ここで、飽和状態直前の電圧の
検出は、切替部７０の検出回路７１を行ない、出力電圧
の切替えは切替回路７２で行なう。
従って、赤外線入射パワーか低いときでも、高い出力電
圧が得られ、赤外線入射パワーが高（なっても、ブルー
ミングが生ぜず、常に良好な画質が得られる。
圧が得られ、赤外線入射パワーが高（なっても、ブルー
ミングが生ぜず、常に良好な画質が得られる。
次に第３図に本実施例のパルスタイミング図を示す。電
荷蓄積部２４への電荷蓄積時間Ｓｄ、を例えば１００μ
Ｓ、電荷Ｎ積部３４への電荷蓄積時間Ｓｄ２を例えば１
ｐａとし、このそれぞれのＭ積は、入力ゲート端子５
４及び６４へ交互に電圧を印加して、凸積時間が重なら
ないように行なう。
荷蓄積部２４への電荷蓄積時間Ｓｄ、を例えば１００μ
Ｓ、電荷Ｎ積部３４への電荷蓄積時間Ｓｄ２を例えば１
ｐａとし、このそれぞれのＭ積は、入力ゲート端子５
４及び６４へ交互に電圧を印加して、凸積時間が重なら
ないように行なう。
ここで、Ｍ積電極端子５５及び６５には電圧を印加した
状態としておく。電荷蓄積部２４及び３４に電荷が蓄積
されたら、トランスファーゲート端子５６及び６６に電
圧を印加して、蓄積電荷を電荷転送部２５及び３５のＣ
ＣＤに転送する。その後、電荷転送部２５及び３５にお
いて、はぼ同時にそれぞれの電荷を転送し、出力回路２
６及び３６を通して出力する。そして、出力回路２６の
出力電圧を切替部７０の検出回路７１へ入力し、この電
圧が飽和状態直前の電圧値を越えた場合は、出力回路３
６の出力電圧を切替回路７２により出力端子８０から出
力し、前記電圧値以下の場合は出力回路２Ｇの出力電圧
を切替回路７２により出力する。
状態としておく。電荷蓄積部２４及び３４に電荷が蓄積
されたら、トランスファーゲート端子５６及び６６に電
圧を印加して、蓄積電荷を電荷転送部２５及び３５のＣ
ＣＤに転送する。その後、電荷転送部２５及び３５にお
いて、はぼ同時にそれぞれの電荷を転送し、出力回路２
６及び３６を通して出力する。そして、出力回路２６の
出力電圧を切替部７０の検出回路７１へ入力し、この電
圧が飽和状態直前の電圧値を越えた場合は、出力回路３
６の出力電圧を切替回路７２により出力端子８０から出
力し、前記電圧値以下の場合は出力回路２Ｇの出力電圧
を切替回路７２により出力する。
以上の−通りの動作から１フレームがなる。尚、第３図
の出力回路２６及び３６の出力電圧は、出力電圧が生じ
る時間を簡単に表わしたもので、実際には入射光により
種々変化する電圧となる。
の出力回路２６及び３６の出力電圧は、出力電圧が生じ
る時間を簡単に表わしたもので、実際には入射光により
種々変化する電圧となる。
（６） 発明の効果
本発明によれば、第１の電荷蓄積部と第２の電荷蓄積部
においてそれぞれ異なる時刻で、異なる長さの第１の蓄
積時間と第２の蓄積時間で電荷を蓄積し、第１の電荷蓄
積部で長いほうの第１の蓄積時間により得られた電荷を
第１の電荷転送部を通して転送し、第１の出力回路より
出力させるが、この出力が所定レベル以下の時は、それ
を外部出力とし、所定レベルを越えたら第２の電荷蓄積
部に得られた電荷を第２の電荷転送部を通して第２の出
力回路より出力させたものを外部出力とするので、大き
な出力が得られ、かつ、ブルーミングを防止できる。こ
れにより弱い光から強い光まで光の強さを広い範囲に検
知でき、良好な画質の出力可能な固体撮像装置が得られ
る。
においてそれぞれ異なる時刻で、異なる長さの第１の蓄
積時間と第２の蓄積時間で電荷を蓄積し、第１の電荷蓄
積部で長いほうの第１の蓄積時間により得られた電荷を
第１の電荷転送部を通して転送し、第１の出力回路より
出力させるが、この出力が所定レベル以下の時は、それ
を外部出力とし、所定レベルを越えたら第２の電荷蓄積
部に得られた電荷を第２の電荷転送部を通して第２の出
力回路より出力させたものを外部出力とするので、大き
な出力が得られ、かつ、ブルーミングを防止できる。こ
れにより弱い光から強い光まで光の強さを広い範囲に検
知でき、良好な画質の出力可能な固体撮像装置が得られ
る。
第１図は本発明一実施例の固体撮像装置を説明するため
の図、第２図は赤外線入射パワーに対する出力電圧の関
係を表わす図、第３図は本発明一実施例のパルスタイミ
ング図、第４図は従来の固体撮像装置を説明するための
図である。 図において、１は受光素子、２は受光部、２３゜３３は
ＭＯＳキャパシタ、２４は第１の電荷蓄積部、３４は第
２の電荷蓄積部、２５は第１の電荷転送部、３５は第２
の電荷転送部、２６は第１の出力回路、３６は第２の出
力回路、７０は切替部。 ７１は検出回路、７２は切替回路、８０は出力端子であ
る。 ０ Ｐｔ Ｐ２ → ！５’１ＪｊＪＡカパワー（４壬剣、９春）第 ３ 目 ヒ□−一１ルー４−一一門
の図、第２図は赤外線入射パワーに対する出力電圧の関
係を表わす図、第３図は本発明一実施例のパルスタイミ
ング図、第４図は従来の固体撮像装置を説明するための
図である。 図において、１は受光素子、２は受光部、２３゜３３は
ＭＯＳキャパシタ、２４は第１の電荷蓄積部、３４は第
２の電荷蓄積部、２５は第１の電荷転送部、３５は第２
の電荷転送部、２６は第１の出力回路、３６は第２の出
力回路、７０は切替部。 ７１は検出回路、７２は切替回路、８０は出力端子であ
る。 ０ Ｐｔ Ｐ２ → ！５’１ＪｊＪＡカパワー（４壬剣、９春）第 ３ 目 ヒ□−一１ルー４−一一門
Claims (1)
- 光の入射により電荷を発生ずる複数の受光素子を有する
受光部と、所定の第１の蓄積時間に該受光部から供給さ
れる電荷を蓄積する第１の電荷蓄積部と、前記第１の蓄
積時間とは異なる時刻で、前記第１の蓄積時間より短か
い第２の蓄積時間に前記受光部から供給される電荷を蓄
積する第２の電荷蓄積部と、前記第１の電荷蓄積部の電
荷を転送する第１の電荷転送部と、該第１の電荷転送部
とほぼ同時刻に動作し、前記第２の電荷蓄積部の電荷を
転送する第２の電荷転送部と、前記第１の電荷転送部に
接続される第１の出力回路と前記第２の電荷転送部に接
続される第２の出力回路と、前記第１の出力回路からの
第１の出力信号が所定信号レベル以下のとき該第１の出
力信号を外部出力信号とし、前記所定信号レベルを越え
たら前記第２の出力回路からの第２の出力信号を該外部
出力信号とする切替部を具備す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 |
|---|---|---|---|
| JP59111215A JPS60254887A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111215A JPS60254887A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60254887A true JPS60254887A (ja) | 1985-12-16 |
Family
ID=14555439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59111215A Pending JPS60254887A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60254887A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS631170A (ja) * | 1986-04-29 | 1988-01-06 | ブリテイツシユ・エアロスペイス・パブリツク・リミテツド・カンパニ− | 固体撮像装置 |
| JPS63240182A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Hitachi Ltd | 固体撮像装置 |
| JPS63272185A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-11-09 | Olympus Optical Co Ltd | 焦点検出用光電変換装置 |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP59111215A patent/JPS60254887A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS631170A (ja) * | 1986-04-29 | 1988-01-06 | ブリテイツシユ・エアロスペイス・パブリツク・リミテツド・カンパニ− | 固体撮像装置 |
| JPS63272185A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-11-09 | Olympus Optical Co Ltd | 焦点検出用光電変換装置 |
| JPS63240182A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Hitachi Ltd | 固体撮像装置 |
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