JPS6218877A - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、固体撮像装置の駆動方法に関するものである
。

従来の技術 近年、固体撮像装置の開発が進み、性能の点から見て撮
像管に匹敵ないし、上回るものがある。

そのなかでもインターライン転送方式ＣＯＤ固体撮像装
置（以下ＩＴ−ＣＯＤと略記）は、特に優れた特性を持
っており実用化されている。

以下、図面を参照しながら、ＩＴ−ＣＯＤの従来の駆動
方法について説明する。

第２図はＩＴ−ＣＯＤの全体構成図である。第２図にお
いて、１は光電変換素子、２は光電変換素子１に蓄積さ
れた信号電荷を転送する垂直転送ＣＣＤ（以下Ｖ−ＣＣ
Ｄと略記）、３はＶ−ＣＯＤ２により転送された信号電
荷を水平方向に転送する水平ＣＣＤ（思料−ＣＣＤと略
記）、４はＨ−ＣＣＤ３により転送された信号電荷を検
知する電荷検知部である。

第３図は第２図中の破線領域の拡大図である。

第３図において５．６．７．８はそれぞれ第１゜第２．
第３．第４の垂直転送電極、９は信号電荷読み出し部で
ある。まず光電変換素子１で発生した信号電荷は第２お
よび第４の垂直転送電極６゜８に加わる信号電荷読み出
し電圧により、読み出し部９を経て垂直転送部２に移り
第１〜第４の垂直転送電極５，６，７．８に順次電圧を
印加することにより転送される。

第４図は従来の、駆動方法における電圧タイミング用で
ある。この例は信号電荷が電子の場合であり、φ１．φ
２．φ３．φ４は、それぞれ第１〜第４の垂直転送電極
５．θ、７，８に加わる電圧である。

出し電圧が加わっている時間である。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の電圧タイミングによる駆動の場合
、再生画面上において強い光を受光した領域の周囲に実
際には存在しない偽の境界線が発生してしまう。さらに
強い光を受光した領域が動いた場合、前記境界線の一部
に隣接して白部と黒部が発生し、この境界線が強調され
る。以下にこの現象を詳述する。

第６図は従来の駆動方法の場合の再生画面を模式的に示
すものである。第５図において、１０は受光領域、１１
は偽の境界線である。偽の境界線の生じる原因は次のよ
うに考えられる。第２図に示すＩＴ−ＣＯＤは光電変換
素子１からＶ−ＣＣＤ２への信号電荷のプルーミングを
抑制するために、光電変換素子１の断面構造はｎ−Ｐ−
ｎ構造としている。そしてｎ型基板とＰ領域（以下Ｐウ
ェルと記す）の接合部が空乏化状態となっている。その
ために、撮像部には正孔が基板側からは供給されない。

またＰウェルば２〜１０μｍ程度の薄い領域のため抵抗
も高い。そして撮像部周辺と正孔のやりとりは高抵抗の
Ｐウェルを介さなければ行なわれない。このため撮像部
には正孔は供給されにくい。一方、受光領域の周囲は光
電変換素子で発生した正孔が供給される友め受光領域の
周囲よりさらに外側の正孔の供給されにくい場所とは異
なったポテンシャル状態にあり正孔の量の大小により、
信号電荷読み出し時のポテンシャル状態も異なってくる
。したがって、正孔量の大小の境界領域では正孔の量が
変動し、読み出される信号電荷の債が時間的に変動する
。その結果部の境界線となっ１われるものと思われる。

本発明は上記欠点に鑑み、偽の境界線が発生しない固体
撮像装置の駆動方法を提供するものであるＯ 問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の固体撮像装置の
駆動方法は、光電変換素子が複数個配列された光電変換
部と前記光電変換部で発生した信号電荷を読み出す読み
出し部と前記信号電荷を転送する転送部を備え前記信号
電荷を一方向に転送する複数の駆動電圧すべてが同時に
零または前記信号電荷の符号を有する電圧となる期間を
有するように構成されている。

作　　　用 この構成により、信号電荷が電子（正孔）の場合は撮像
領域とその周辺の間の正孔（電子）に対する抵抗が下り
、その間における正孔（電子）のやりとりが行なわれ易
くなるので撮像領域全体の正孔（電子）の濃度が均一に
なると考えられる。

その結果受光領域の周辺に発生する偽の境界線をなくす
こととなる。

実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。第１図は本発明の一実施例における固体撮像装置
の駆動方法における電圧タイミング図を示すものである
。この図は、信号電荷が電子の場合である。垂直帰線期
間に第１〜第４の垂直転送電極５，６，７．８に加わる
電圧φ４．φ２゜φ３．φ４の一部が示されている。

第１図においてｔ。は帰線開始時刻、Ｔ１．Ｔ２は読み
出し部９に読み出し電圧（１ｏＶ）の加わる期間で２μ
ｓ　、　Ｔ３は、各垂直転送電極５，６．了。

８けべてに負の電圧（−６Ｖ）　　が加わる期間で１０
０μｓである。ここで同図中１２で示す部分の電圧２ｖ
は第３図中に示す領域１３に電子が移動しやすいように
、同領域１３に加える電圧である。

このように、読み出し電圧の加わる期間Ｔ１．Ｔ２より
以前に、第１〜第４の垂直転送電極５，６゜ア、８のす
べてに負の電圧が加わる期間Ｔ３　を設けることにより
、偽の境界線の発生を防ぐことができた。これは、第１
〜第４の垂直転送電極５゜６．７．８のすべてに同時に
負の電圧を加えることにより、ＩＴ−ＣＯＤの撮像部の
周辺領域から、正孔を撮像部全体に硫することができ、
信号電荷読み出し時の読み出し部９のポテンシャル状態
の場所による差をなくすことができる几めだと考えられ
る。

本発明者たちの実験によると従来の駆動方法で大きな偽
の境界線が発生する素子でも、本発明の駆動方法を用い
ることにより、全く観測されないようにすることができ
た。まｔ、実験によって期間Ｔ３を長くする方が、その
効果が大きいことも確認されている。これは期間Ｔ３　
を長くすることによって、撮像部周辺領域と正孔をやり
とりする時間が長くなり、充分に平衡な状態になりやす
いためと考えられる。

その結果、実験によって本発明の効果が認られた期間Ｔ
３の最も短いものは０．１μｓで、これはＰウェルの抵
抗を極力低く形成した素子においてであった。

発明１果 以上のように本発明は、前記信号電荷を一方向に転送す
る複数の駆動電圧すべてが同時に信号電荷と同じ符号の
電圧となる期間を有することにより偽の境界線の発生を
防ぐことができ、その実用的効果は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における固体撮像装置の駆動
方法の電圧タイミング図、第２図はＩＴ−ＣＯＤの全体
構成図、第３図は第２図の破線領域の拡大図、第４図は
従来の駆動方法の電圧タイミング図、第６図は従来の駆
動方法の場合の再生画面を示した説明図である。 １・・・・・・光電変換素子、２・・・・・Ｖ−ＣＣＤ
、３・・・・・・Ｈ−ＣＣＤ、４・・・・・電荷検知部
、５，６，７．８・・・−・・垂直転送電極、９・・・
読み出し部、１ｏ・・・・・・受光領域、１１・・・・
・偽の境界線。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 電 、Ｅ 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光電変換素子が複数個配列された光電変換部と、
   前記光電変換部で発生した信号電荷を読み出す読み出し
   部と前記信号電荷を転送する転送部を備え、前記信号電
   荷を一方向に転送する複数の駆動電圧すべてが同時に零
   または前記信号電荷と同じ符号の電圧となる所定の期間
   を有することを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
2. （２）所定の期間が、帰線期間内にあり、読み出し部に
   読み出し電圧が印加される時刻より以前にあることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置の駆
   動方法。
3. （３）所定の期間の長さが０．１μｓ以上であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載または第２項記載
   の固体撮像装置の駆動方法。