JPS6044860B2 - 電荷転送素子の駆動パルス発生方式 - Google Patents

電荷転送素子の駆動パルス発生方式

Info

Publication number
JPS6044860B2
JPS6044860B2 JP55006968A JP696880A JPS6044860B2 JP S6044860 B2 JPS6044860 B2 JP S6044860B2 JP 55006968 A JP55006968 A JP 55006968A JP 696880 A JP696880 A JP 696880A JP S6044860 B2 JPS6044860 B2 JP S6044860B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
clock pulse
waveform
circuit
ccd
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.)
Expired
Application number
JP55006968A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS56104581A (en
Inventor
幸雄 遠藤
興夫 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP55006968A priority Critical patent/JPS6044860B2/ja
Priority to DE8181100422T priority patent/DE3164025D1/de
Priority to EP81100422A priority patent/EP0033129B1/en
Priority to US06/226,904 priority patent/US4369469A/en
Priority to CA000369183A priority patent/CA1163368A/en
Publication of JPS56104581A publication Critical patent/JPS56104581A/ja
Publication of JPS6044860B2 publication Critical patent/JPS6044860B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers
    • H01L27/14831Area CCD imagers

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体基板内に貯える信号電荷を蓄積、転送す
る機能を有する電荷転送素子(以下CCDと呼ぶ)の駆
動パルス発生方式に関する。
CCDの撮像方式としてフレーム転送方式とインターラ
イン転送方式が代表的なものとして知られている。この
CCDを転送効率、暗電流などの特性を良く駆動するに
は駆動パルスの振幅を各動作モード別に制御すること力
士ばしば行なわれる。
第1図はフレーム転送CCDと駆動パルス発生回路の構
成図である。
フレーム転送CCDIは光蓄積を行なう感光部2と信号
電荷を一時貯える蓄積部3と順次信号を読み出す読み出
し部4より構成される。これらの動作を行なうにはクロ
ックパルス発生回路5より発生させたクロックパルスを
波形成形するクロックドライバ6、7、8を通してCC
D1を駆動する。第2図はCCDIを特性良く駆動する
ために感光部2へ加えるクロックパルス波形で、同図a
はφ、、とφ、2、をはφ、0とφ、0、cはaの拡大
波形を各々に示す。
CCDの特性を良く駆動するに感光部2に加えるクロッ
クパルス波形は光蓄積期間Aでは正の低い電圧にして暗
電流、白傷の軽減をする。そして信号電荷転送期間Bで
は正の高いクロックパルス振幅にして転送効率を向上さ
せる。一方ブルージンク防止のため光蓄積電極以外の電
極はCの期間に示すように負の電圧にしてアキユームレ
ートの状態として光蓄積電極間にバリヤを設ける。J
しカルて第2図に示した感光部2に加えるクロックパル
ス波形は従来第3図に示す回路で発生していた。
簡単に第3図の回路動作について説明する。クロックパ
ルス発生回路5より得た感光部クロックパルスはまずス
イツチングトランジタ9の門ベースヘ入力される。一方
スイッチングトランジスタ9のエミッタには感光部クロ
ックパルスの低レベルを決める波形V1を与え、コレク
タには高レベルを決める波形V2を与えておく。したが
つて入力されたクロツクパルスは低レベルV1と高レベ
ルV2によつて振幅制御された波形に形成される。そし
てコンプリメンタリ構成のトランジスタ10,11によ
つて電流増幅してCCDlに加える。V3はV1より負
の電圧、4はV2より正の電圧を通常与えておく。第4
図は光蓄積からフレーム転送に切換える部分のクロツク
パルス波形の拡大図で、同図aはCCD駆動上好ましい
波形である。しかし第3図の回路構成で発生させるクロ
ツクパルスbないしcに示す出力波形になる。このよう
なりロツクパルス波形でCCDを駆動すると転送効率が
著しく劣化し、解像度の小さい出力画像になる事が発明
者の実験によつて確かめられている。このことを第5図
の感光部における信号電荷の変化を示すモデル図によつ
て説明する。
第5図aに示すように光蓄積期間における貯め得る最大
信号電荷量はハツチング部分である。この貯め得た信号
電荷を効率良く転送するには第5図波線に示すアキーム
レートとデプリシヨンの境界線よりデプリシヨン側で転
送しなければならない。しかし第4図のB,のV1に示
すようにクロツクパルス波形の低レベルを決める電圧の
応答性が遅かつたり、早すぎてしまいリンニングが発生
した場合には第5図bに示す貯え得た信号電荷量が大幅
に減少してしまう事がある。そして著しい転送効率の劣
化となる。このようにクロツクパルスの振幅切換時点に
応答性が遅い、または、リンニングが発.生するのはス
イツチングトランジスタ9に流れるコレクタ電流1Cが
クロツクパルス振幅値によつて異なることと、フレーム
転送時の高周波パルスの電源リークを除去するために設
けてあるトランジスタ9のコレクタ側とエミツタ側のC
2,C3の!値が不適当になるためである。しかしIC
の値の変動量を小さくしたり、C2,C3の値を小さく
しすることは、クロツクパルスの振幅可変量を小さくす
ることになり、CCDを特性上好ましい動作にすること
ができない。一方4相表面形CCDでくはクロツクパル
ス波形の立下り時間T,と立上り時間Trによつて転送
効率が特に影響を受けることを発明者は実験によつて求
めた。しかし第3図に示す回路でフレーム転送時のクロ
ツクパルス振幅を制御すると各振幅値によつてトランジ
スタの動作点が変化し第6図A,b,cに示すようにT
r,t,の値がおのおの異なるので好ましいクロツクパ
ルス波形が得られにくい。またCCD駆動の低消費電力
化のため、クロツクパルス振幅を下げることが効果が大
きいので従来の10VP−9ないし15Vp−9のクロ
ツクパルス振幅を5VP−9ないし7。−9に下げるこ
とが行なわれている。このような低クロツク振幅の場合
特に第4図ないし第6ノ図に示したクロツクパルス振幅
の切換え時点の応答性、クロツクパルスのTr,tfを
CCD駆動上最適の範囲にしなければならない、第3図
に示した回路では5VP−9以下の動作を行なう事は著
しく波形劣化がある事が実験によつて確かめられてい・
るので低電圧駆動は実現困難である。本発明は従来例に
おけるこれらの欠点を除去したCCDのクロツクパルス
発生回路を提供することを目的とする。
本発明ではアナログマルチプレクサのコントロール入力
に従来のCCD駆動パル゜スを与え、かつアナログマル
チプレクサのスイツチ入力にクロツクパルス振幅値と等
しい直流電圧を与てコントロールさせることに特徴があ
る。以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第
7図は本発明の基本回路構成図である。クロツクパルス
発生回路より得たTTLレベルのクロツクパルス12と
フレーム転送期間指定パルス13はTTLレベルを正負
両極性のパルスに変換するロジツクレベル変換回路14
に加えられる。そしてクロツクパルスとフレーム転送期
間パルスを2進数として扱い、この2進数を4進数に変
換する2進−4進デコーダ15を通す。そして4チヤン
ネルのアナログマルチプレクサ16ではあらかじめ設定
しておいたフレーム転送パルスのHレベルFTHlフレ
ーム転送パルスのLレベルFTLl光蓄積のレベルIN
Tlアキユームレート電圧レベルACCの各電圧に応じ
て切換える。CCDの動作上好ましいクロJャNパルス振
幅に切換えた波形は線17を通りパルスの立上り、立下
り時間を設定するための波形成形回路18を通し、例え
ばリニア形クロツクドライバアンプより成る出力回路1
9にて電流増幅して出力端子20へ出力する。そしてC
CDへ加える。次に第8図によつて第7図の回路動作を
説明する。
第8図aは第7図中12で示すTTLレベルのクロツク
パルス波形であり、第8図bは第7図中13で示すTT
Lレベルのフレーム転送期間パルスである。第8図a<
5bの各信号を2進数の論理信号とし、下表に示すよう
に各入力信号の0及び1レベルによつてマルチプレクサ
16のスイツチを選択するようにする。したがつて第8
図A,bの信号によつて制御されたアナログマルチプレ
クサ16の出力17は第8図cに示すように各動作モー
ド別に振幅の制御されたクロツクパルス波形になる。
次に第7図の回路構成の具体的回路について述べる。
第9図は本発明を実現するため発明者が設計、製作した
512×34師素CCDイメージセンサのクロツクドラ
イバ一回路図である。第10図1は第9図中の入力パル
スφ,1、bはFTfSJ..cは出力パルスを各々示
し、またdは出力パルスのフレーム転送パルス部分を拡
大した波形である。第9図の回路において、入力TTL
レベルのパルスはまずトランジスタ21,22によつて
ローレベルが0Vでハイレベルが+15Vの電圧に変換
され、その後ローレベルを−5V1ハイレベルを十15
Vにするロジツクレベル変換回路14へ加えられる。ま
たアナログマルチプルクサ16の直流電源23,24,
25,26は演算増幅器を用いて、安定な電圧を得るよ
うにした。さらにクロツクパルスの立上り時間、立下り
時間の設定は18の回路内に示す抵抗とコンデンサの時
定数で決める簡単な回路構成とした。以上述べたように
本発明による回路構成によつてCCDの駆動パルスを得
る方式では、転送効率を向上した出力像が得られる。
これは、本発明によつて光蓄積とフレーム転送の切換え
時点におけるパルスの応答性が速くそしてリンニングが
発生しないためである。そしてパルス振幅値を変化させ
ても、転送効率に影響の大きい立下り、立上り時間が一
定であることによるためである。また本発明ではクロツ
クパルス振幅の制御を直流で行なえ、またクロツクパル
ス振幅値を正負又はO付近などへ自由に選ぶことができ
るという長所を有する。
また本発明では入力パルスが変動しても、最終的には、
マルチプレクサのスイツチ入力直流電源によつてクロツ
クパルス振幅値が決められるので安定度が良い。
さらに本発明の回路はC−MOS化しやすい構成となつ
ているのでIC化をないやすく、駆動回路の低消費電力
化が達成できる。次に本発明を用いた応用例について述
べる。第11図はCCDの光電変換特性にKneeを持
たせてダイナミツクレンジを拡大する方式に必要な感光
部へ加えるクロツクパルス波形を得る場合を示す。Kn
eeを得るためには積分時間において同図dに示すよう
に1と2の階段状の波形にするが、この波形は、同図d
に示す通常のクロツクパルス入力同図bに示すフレーム
転送期間パルスに新たに同図cに示すKIlee期間パ
ルスを用いて3入力の2進数とした回路構成のアナログ
マルチプレクサによつて容易に作成する事ができる。ま
た低照度時の転送効率改善のため電気によるバイアス電
荷の注入を行なう方式においては、第12図dに示す波
形をCCDの感光部へ加える。この方式では感光部の全
電極を一定の電位にクランプすることが特長であるが、
このdの波形を得る場合も第11図と同様な回路構成で
容易に達成できる。さらにCCDの特性改善のため感光
部、蓄積部へ加えるクロツクパルスの振幅を動作モード
別に』切換えることはしばしば行なわれるが、本発明に
よれば、これらの方式において転送効率の劣化なく駆動
パルスを発生させることができる。
また以上の実施例ではフレーム転送CCDにて説明した
が、本発明はインターライン転送CCD・の駆動パルス
発生においても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はフレーム転送CCDと駆動パルス発生回路の構
成図、第2図は感光部へ加えるクロツクノパルス波形図
、第3図は従来のクロツクパルス発生回路を示す図、第
4図は第3図で発生したクロツクパルス波形図、第5図
は第4図のクロツクパルス波形を加えたときの表面電位
の変化を示す図、第6図は第3図で得られるフレーム転
送時のクロツクパルス波形拡大図、第7図は本発明のク
ロツクパルスを得るための回路構成の一実施例を示す図
、第8図は第7図の入力と出力の波形図、第9図は第7
図の具体的回路図、第10図は第9図の各部の波形図、
第11図、第12図は本発明を応用したクロツクパルス
波形図である。 1・・・CCD、2・・・感光部、3・・・蓄積部、4
・・・読み出し部、5・・・クロツクパルス発生回路、
6,7,8・・・クロツクドライバ、14・・・ロジツ
クレベル変換回路、15・・・2進−4進デコーダ、1
6・・・アナログマルチプレクサ、18・・・波形成形
回路、19・・・出力回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体基体内に貯える信号電荷を駆動パルスによつ
    て蓄積、転送させる電荷転送素子の蓄積期間と転送期間
    のパルス振幅を制御するに際し、クロックパルス発生回
    路より得たクロックパルス及び転送期間指定パルスを2
    進数として扱うと共にアナログマルチプレクサの各スイ
    ッチ入力としてパルス振幅に応じた直流電圧を供給して
    おき、前記2進数の各パルスの論理組合せによつて得ら
    れた信号により前記マルチプレクサの各スイッチを選択
    切換えするよにしたことを特徴とする電荷転送素子の駆
    動パルス発生方式。 2 前記蓄積期間のパルス振幅は複数レベルとされてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電荷転
    送素子の駆動パルス発生方式。
JP55006968A 1980-01-25 1980-01-25 電荷転送素子の駆動パルス発生方式 Expired JPS6044860B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55006968A JPS6044860B2 (ja) 1980-01-25 1980-01-25 電荷転送素子の駆動パルス発生方式
DE8181100422T DE3164025D1 (en) 1980-01-25 1981-01-21 Charge transfer apparatus
EP81100422A EP0033129B1 (en) 1980-01-25 1981-01-21 Charge transfer apparatus
US06/226,904 US4369469A (en) 1980-01-25 1981-01-21 Charge transfer apparatus
CA000369183A CA1163368A (en) 1980-01-25 1981-01-23 Charge transfer apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55006968A JPS6044860B2 (ja) 1980-01-25 1980-01-25 電荷転送素子の駆動パルス発生方式

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS56104581A JPS56104581A (en) 1981-08-20
JPS6044860B2 true JPS6044860B2 (ja) 1985-10-05

Family

ID=11652992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP55006968A Expired JPS6044860B2 (ja) 1980-01-25 1980-01-25 電荷転送素子の駆動パルス発生方式

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6044860B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6185263A (ja) * 1984-10-01 1986-04-30 ちぐさ索道株式会社 単軌条運搬車
JPH042769U (ja) * 1990-04-20 1992-01-10
JPH04136007U (ja) * 1991-06-04 1992-12-17 ニツケイ株式会社 茶園用作業装置
JPH0584556U (ja) * 1992-04-24 1993-11-16 藤井電工株式会社 単軌条運搬機の台車連結構造

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA849902B (en) * 1984-01-31 1985-08-28 Warner Lambert Co Multi-layered chewing gum composition having different rates of flavour release

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6185263A (ja) * 1984-10-01 1986-04-30 ちぐさ索道株式会社 単軌条運搬車
JPH042769U (ja) * 1990-04-20 1992-01-10
JPH04136007U (ja) * 1991-06-04 1992-12-17 ニツケイ株式会社 茶園用作業装置
JPH0584556U (ja) * 1992-04-24 1993-11-16 藤井電工株式会社 単軌条運搬機の台車連結構造

Also Published As

Publication number Publication date
JPS56104581A (en) 1981-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100542171B1 (ko) 블루밍방지구조를구비한고체촬상소자의구동방법
US7030922B2 (en) Image pickup apparatus which reduces noise generated in an amplifier transistor
US5270531A (en) Source follower circuit for image sensor
JPH02113678A (ja) 固体撮像装置
US20010008268A1 (en) Solid-state image sensing device
US4589027A (en) Solid state image sensor
JPS6044860B2 (ja) 電荷転送素子の駆動パルス発生方式
KR0144364B1 (ko) 감도가변제어회로를 포함한 피이드백회로를 가진 고체촬상장치
US5237422A (en) High speed clock driving circuitry for interline transfer ccd imagers
US5585814A (en) Resetting circuit and apparatus utilizing the same
US5483283A (en) Three level high speed clock driver for an image sensor
JP2000106652A (ja) 固体撮像装置
JP2512723B2 (ja) 光電変換装置
JPH06232702A (ja) 3値レベルパルス発生回路
JPS63144666A (ja) 光電変換装置
KR20050014762A (ko) 고체 촬상 장치, 카메라, 전원 공급 장치 및 그 방법
JPS6044861B2 (ja) 固体撮像素子の駆動パルス発生方式
JP2538031B2 (ja) 半導体装置の駆動方法
JPH08251488A (ja) 固体撮像装置
JPH08340488A (ja) 固体撮像装置
JP3251273B2 (ja) 光電変換装置
JP2928562B2 (ja) 固体撮像装置
JPS6081982A (ja) 固体撮像装置
JPS63128665A (ja) 光電変換装置
JPH0422365B2 (ja)