JPS627272A - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置の駆動方法Info
- Publication number
- JPS627272A JPS627272A JP60147036A JP14703685A JPS627272A JP S627272 A JPS627272 A JP S627272A JP 60147036 A JP60147036 A JP 60147036A JP 14703685 A JP14703685 A JP 14703685A JP S627272 A JPS627272 A JP S627272A
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- signal charge
- electrode
- electrodes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は固体撮像装置の駆動方法に係り、特にＣＣ１’
） （Ｃｈａｒｇｅ Ｃ０ｔｌｐｌｅｄ ＤｅＶｉＣＯ
＞エリア・イメージ・センサの駆動方法に関する。
） （Ｃｈａｒｇｅ Ｃ０ｔｌｐｌｅｄ ＤｅＶｉＣＯ
＞エリア・イメージ・センサの駆動方法に関する。
ビデオカメラ用のインタライン形ＣＯＤエリア・イメー
ジ・センサにおいて、第６図に示されるように、過大光
が出力画像面５の下辺を跨ぐように人力されると、その
下辺部に過大入力光の出力像６が発生すると共に、この
過大入力光の出力像６に相対する上辺部に通常のブルー
ミングとは大きく異なる異常ブルーミング７が発生する
。
ジ・センサにおいて、第６図に示されるように、過大光
が出力画像面５の下辺を跨ぐように人力されると、その
下辺部に過大入力光の出力像６が発生すると共に、この
過大入力光の出力像６に相対する上辺部に通常のブルー
ミングとは大きく異なる異常ブルーミング７が発生する
。
この異常ブルーミング７は過大入力光の出力像６に起因
して発生し、過大入力光の出力像６が取除かれれば異常
ブルーミング７は消滅する。また異常ブルーミング７は
出力画像面５の上下辺部において過大入力光の出力像６
と相対する位置に発生し、カメラを左右に動かすことに
より過大入力光の出力像６を左側に移動させると異常ブ
ルーミング７も左側に移動し、過大入力光の出力像６を
右側に移動させると異常ブルーミング７も右側に移動す
る。ざらにカメラを上下に動かし、過大入力光の出力ｌ
５ｉ６を出力画像面５の下辺を跨ぐ位置から中央部付近
に移動させると、異常ブルーミング７は消滅する。そし
て過大光が出力画像面５の左辺、右辺あるいは上辺を跨
ぐように入力されても、異常ブルーミング７は発生しな
い。
して発生し、過大入力光の出力像６が取除かれれば異常
ブルーミング７は消滅する。また異常ブルーミング７は
出力画像面５の上下辺部において過大入力光の出力像６
と相対する位置に発生し、カメラを左右に動かすことに
より過大入力光の出力像６を左側に移動させると異常ブ
ルーミング７も左側に移動し、過大入力光の出力像６を
右側に移動させると異常ブルーミング７も右側に移動す
る。ざらにカメラを上下に動かし、過大入力光の出力ｌ
５ｉ６を出力画像面５の下辺を跨ぐ位置から中央部付近
に移動させると、異常ブルーミング７は消滅する。そし
て過大光が出力画像面５の左辺、右辺あるいは上辺を跨
ぐように入力されても、異常ブルーミング７は発生しな
い。
通常のブルーミングの像形状は過大入力光を中心とする
同心円状であり、同様の現象は人間の目や写真において
も起るため、それ程不自然さや異様さを感じさせない。
同心円状であり、同様の現象は人間の目や写真において
も起るため、それ程不自然さや異様さを感じさせない。
しかしながら上記異常ブルーミング７は垂れ下がるよう
な像形状を有すると共に、過大入力光の中心が出力画像
面５の下辺にあるにもかかわらず、画面上不連続な場所
である出力画像面５の上辺に発生するため、極めて不自
然で異様な感じを与える。
な像形状を有すると共に、過大入力光の中心が出力画像
面５の下辺にあるにもかかわらず、画面上不連続な場所
である出力画像面５の上辺に発生するため、極めて不自
然で異様な感じを与える。
このように異常ブルーミング７の発生は、著しくビデオ
カメラ画質を低下させるという問題があり、ビデオカメ
ラが故障したと錯覚させる危険性さえあった。
カメラ画質を低下させるという問題があり、ビデオカメ
ラが故障したと錯覚させる危険性さえあった。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、異常ブル
ーミングが発生しないようにしてビデオカメラの画質を
向上させる固体撮像装置の駆動方法を提供することを目
的とする。
ーミングが発生しないようにしてビデオカメラの画質を
向上させる固体撮像装置の駆動方法を提供することを目
的とする。
上記目的を達成するため本発明による固体撮像装置の駆
動方法は、感光部に隣接する第１の電極および第１の電
極に隣接する第２の電極にそれぞれパルス電圧が印加さ
れて、感光部から転送部に信号電荷が転送される際に、
第２の電極下の半導体基板表面近傍の電位ｖ２．と、第
１の電極下の感光部に隣接する隔壁領域における半導体
基板表面近傍の電位■ＦＳと、感光部とオーバフロード
レインとの間に介在するオーバフロー制御電位Ｖ。ＦＧ
とが Ｖ２［＜ＶＯＦＧ＜ＶＦＳ なる関係を保持し、次いで ｖ２−ＶＦＳ＜ＶＯＦＧ なる関係が成立し、次いで ＶＦＳ＜Ｖ２Ｌ なる関係が成立するようにパルス電圧が制御されること
を特徴とする。
動方法は、感光部に隣接する第１の電極および第１の電
極に隣接する第２の電極にそれぞれパルス電圧が印加さ
れて、感光部から転送部に信号電荷が転送される際に、
第２の電極下の半導体基板表面近傍の電位ｖ２．と、第
１の電極下の感光部に隣接する隔壁領域における半導体
基板表面近傍の電位■ＦＳと、感光部とオーバフロード
レインとの間に介在するオーバフロー制御電位Ｖ。ＦＧ
とが Ｖ２［＜ＶＯＦＧ＜ＶＦＳ なる関係を保持し、次いで ｖ２−ＶＦＳ＜ＶＯＦＧ なる関係が成立し、次いで ＶＦＳ＜Ｖ２Ｌ なる関係が成立するようにパルス電圧が制御されること
を特徴とする。
こうしたパルス電圧の制御により、過大入力光により形
成された感光部の過剰な信号電荷をオーバフロードレイ
ンに捨て去ると共に転送部の受入れ最大電荷容量を増加
させ、過剰な信号電荷が転送部に転送されてオーバフロ
ーしないようにして、異常ブルーミングが発生しないよ
うにしたものである。
成された感光部の過剰な信号電荷をオーバフロードレイ
ンに捨て去ると共に転送部の受入れ最大電荷容量を増加
させ、過剰な信号電荷が転送部に転送されてオーバフロ
ーしないようにして、異常ブルーミングが発生しないよ
うにしたものである。
（発明の実施例〕
本発明の一実施例による固体撮像装置の駆動方法を第１
図乃至第５図を用いて説明する。第１図は垂直画素数５
００画素および水平画素数４００画素を有し、イメージ
・サイズが１７２インチ形フォーマットであるビデオカ
メラ用のインタライン形ＣＣＤエリア・イメージ・セン
サ（東芝製ＣＣＤエリア・イメージ・セン！）ＴＣＤ２
０４Ｃ）の電極配置図で、転送パルスの駆動方式は水平
部２相駆動および垂直部４相駆動である。モザイク形カ
ラーフィルタが内蔵されている感光部１１゜１２．１３
はＰＮ接合型のフォトダイオードから成り、入力光を信
号電荷に光電変換して蓄積する。
図乃至第５図を用いて説明する。第１図は垂直画素数５
００画素および水平画素数４００画素を有し、イメージ
・サイズが１７２インチ形フォーマットであるビデオカ
メラ用のインタライン形ＣＣＤエリア・イメージ・セン
サ（東芝製ＣＣＤエリア・イメージ・セン！）ＴＣＤ２
０４Ｃ）の電極配置図で、転送パルスの駆動方式は水平
部２相駆動および垂直部４相駆動である。モザイク形カ
ラーフィルタが内蔵されている感光部１１゜１２．１３
はＰＮ接合型のフォトダイオードから成り、入力光を信
号電荷に光電変換して蓄積する。
感光部１１．１２．１３に隣接する垂直ＣＯＤレジスタ
には転送電極２１．２２，２３．２４が配列されていて
、それぞれに４相の転送パルス電圧φ 、φ 、φ 、
φ が印加され、転送動作がＶＩ Ｖ２ Ｖ３
Ｖ４ 行なわれる。また感光部１１．１２に隣接する転送電極
２１．２３下の感光部１１．１２に隣接する部分には電
位的な隔壁領域３１．３２がそれぞれ設けられている。
には転送電極２１．２２，２３．２４が配列されていて
、それぞれに４相の転送パルス電圧φ 、φ 、φ 、
φ が印加され、転送動作がＶＩ Ｖ２ Ｖ３
Ｖ４ 行なわれる。また感光部１１．１２に隣接する転送電極
２１．２３下の感光部１１．１２に隣接する部分には電
位的な隔壁領域３１．３２がそれぞれ設けられている。
さらに感光部１１．１２゜１３および転送電極２１，２
２，２３．２４を有する垂直ＣＯＤレジスタはチャンネ
ル・ストッパ４により周囲を取り囲まれている。
２，２３．２４を有する垂直ＣＯＤレジスタはチャンネ
ル・ストッパ４により周囲を取り囲まれている。
次に垂直ＣＯＤレジスタの動作を第２図を用いて説明す
る。第２図は転送パルスの波形図である。
る。第２図は転送パルスの波形図である。
まず有効走査期間においては、垂直ＣＯＤレジスタの転
送電極２１．２２，２３．２４にそれぞれ４相の転送パ
ルス電圧φい、φＶ２．φｖ３．φ、４が第２図に示さ
れる（ただし、φ 、φ は図示せＶ２ Ｖ４ ず）タイミングで印加され、信＠電荷の転送が行なわれ
る。このとき転送パルス電圧φν１．φＶ２゜、 φｖ
３．φ、４の振幅は高レベルがＯＶ、低レベルが一８Ｖ
であり、この振幅では感光部１１．１２の信号電荷はそ
れぞれ障壁領域３１．３２のポテンシャル障壁に阻まれ
て垂直ＣＯＤレジスタに流入することができず、感光部
１１．１２と垂直ＣＯＤレジスタとは分離された状態で
ある。そして感光部１１．１２は入力光を信号電荷に光
電変換して蓄積する蓄積形撮像デバイス動作を継続する
。
送電極２１．２２，２３．２４にそれぞれ４相の転送パ
ルス電圧φい、φＶ２．φｖ３．φ、４が第２図に示さ
れる（ただし、φ 、φ は図示せＶ２ Ｖ４ ず）タイミングで印加され、信＠電荷の転送が行なわれ
る。このとき転送パルス電圧φν１．φＶ２゜、 φｖ
３．φ、４の振幅は高レベルがＯＶ、低レベルが一８Ｖ
であり、この振幅では感光部１１．１２の信号電荷はそ
れぞれ障壁領域３１．３２のポテンシャル障壁に阻まれ
て垂直ＣＯＤレジスタに流入することができず、感光部
１１．１２と垂直ＣＯＤレジスタとは分離された状態で
ある。そして感光部１１．１２は入力光を信号電荷に光
電変換して蓄積する蓄積形撮像デバイス動作を継続する
。
続いて垂直無効走査期間においては、垂直ＣＯＤレジス
タの転送電極２１．２２，２３゜２４にそれぞれ印加さ
れる４相の転送パルス電圧φい、φＶ２．φｖ３．φｖ
４の振幅の中心が、第２図に示されるように有効走査期
間に比べて高電圧側に＋８Ｖシフトし、振幅の高レベル
が＋８Ｖ、低レベルがＯｖとなる。ただし、この＋８ｖ
のシフトは転送電極２１の転送パルス電圧φいおよび転
送電極２３の転送パルス電圧φ、３に関してであり、転
送電極２２の転送パルス電圧φｖ２および転送電極２４
の転送パルス電圧φｖ４の振幅は有効走査期間と同様に
高レベルがＯｖ、低レベルが一８Ｖである。そしこの＋
８Ｖのシフトによって転送電極２１．２２，２３．２４
下に形成されるポテンシャル・ウェルの形状が大きく変
化する。すなわち、転送型ｆｆ１２１．２３下のポテン
シャル・ウェルの深さが深くなると同時に隔壁領域３１
．３２のポテンシャル障壁も低くなってポテンシャル・
ウェルが形成され、感光部１１．１２からの信号電荷の
流入を阻む障壁の役割のかわりに隔壁領域３１゜３２の
ポテンシャル・ウェルはそれぞれ感光部１１．１２に蓄
積された信号電荷が転送電極２１゜２３下のポテンシャ
ル・ウェルに転がり落ちる際の階段の役割を果す。こう
して感光部１１．１２の信号電荷が垂直ＣＯＤレジスタ
に同時並行して書込まれるフィールドシフト動作が行わ
れる。
タの転送電極２１．２２，２３゜２４にそれぞれ印加さ
れる４相の転送パルス電圧φい、φＶ２．φｖ３．φｖ
４の振幅の中心が、第２図に示されるように有効走査期
間に比べて高電圧側に＋８Ｖシフトし、振幅の高レベル
が＋８Ｖ、低レベルがＯｖとなる。ただし、この＋８ｖ
のシフトは転送電極２１の転送パルス電圧φいおよび転
送電極２３の転送パルス電圧φ、３に関してであり、転
送電極２２の転送パルス電圧φｖ２および転送電極２４
の転送パルス電圧φｖ４の振幅は有効走査期間と同様に
高レベルがＯｖ、低レベルが一８Ｖである。そしこの＋
８Ｖのシフトによって転送電極２１．２２，２３．２４
下に形成されるポテンシャル・ウェルの形状が大きく変
化する。すなわち、転送型ｆｆ１２１．２３下のポテン
シャル・ウェルの深さが深くなると同時に隔壁領域３１
．３２のポテンシャル障壁も低くなってポテンシャル・
ウェルが形成され、感光部１１．１２からの信号電荷の
流入を阻む障壁の役割のかわりに隔壁領域３１゜３２の
ポテンシャル・ウェルはそれぞれ感光部１１．１２に蓄
積された信号電荷が転送電極２１゜２３下のポテンシャ
ル・ウェルに転がり落ちる際の階段の役割を果す。こう
して感光部１１．１２の信号電荷が垂直ＣＯＤレジスタ
に同時並行して書込まれるフィールドシフト動作が行わ
れる。
ここで異常ブルーミングの発生を第４図を用いて説明す
る。第４図は第１図の八−Δ線断面のポテンシャル・ウ
ェルを示す図である。感光部１１のポテンシャル・ウェ
ルＷ１１、垂直オーバフロードレインのポテンシャル・
ウェルＷＯＯおよび感光部１１と垂直オーバフロードレ
インとの間に介在するポテンシャル障壁Ｍ。ＦＧが形成
されていると共に、転送電極２１，２２，２３．２４下
の垂直ＣＯＤレジスタには転送電極２１．２２．２３゜
２４にそれぞれ印加された４相の転送パルス電圧φ 、
φ 、φ 、φ に応じてポテンシャル・ｖｌ ν
２ Ｖ３ Ｖ４ ウェルあるいはポテンシャル障壁が形成される。
る。第４図は第１図の八−Δ線断面のポテンシャル・ウ
ェルを示す図である。感光部１１のポテンシャル・ウェ
ルＷ１１、垂直オーバフロードレインのポテンシャル・
ウェルＷＯＯおよび感光部１１と垂直オーバフロードレ
インとの間に介在するポテンシャル障壁Ｍ。ＦＧが形成
されていると共に、転送電極２１，２２，２３．２４下
の垂直ＣＯＤレジスタには転送電極２１．２２．２３゜
２４にそれぞれ印加された４相の転送パルス電圧φ 、
φ 、φ 、φ に応じてポテンシャル・ｖｌ ν
２ Ｖ３ Ｖ４ ウェルあるいはポテンシャル障壁が形成される。
有効走査期間において、例えば転送電極２１゜２２．２
３．２４にそれぞれ印加される４相の転送パルス電圧φ
、φ φ φ がそれぞれＶＩ Ｖ２・ ｖ
３・ ｖ４ φｖ１＝ｏｖ φ、２＝ −８Ｖ φｖ３＝Ｏ■ φＶ４＝ −８Ｖ である場合、第４図＜ａ）に示されるように、感先部１
１のポテンシャル・ウェルＷ１１は転送電極２１下の障
壁領域３１のポテンシャル障壁Ｍ３１によって垂直ＣＯ
Ｄレジスタのポテンシャル・ウェルと分離されていると
共に、感光部１１の過剰な信号電荷はポテンシャル障壁
Ｍ。、０を越えて垂直オーバフロードレインのポテンシ
ャル・ウェルＷ００に流出する。
３．２４にそれぞれ印加される４相の転送パルス電圧φ
、φ φ φ がそれぞれＶＩ Ｖ２・ ｖ
３・ ｖ４ φｖ１＝ｏｖ φ、２＝ −８Ｖ φｖ３＝Ｏ■ φＶ４＝ −８Ｖ である場合、第４図＜ａ）に示されるように、感先部１
１のポテンシャル・ウェルＷ１１は転送電極２１下の障
壁領域３１のポテンシャル障壁Ｍ３１によって垂直ＣＯ
Ｄレジスタのポテンシャル・ウェルと分離されていると
共に、感光部１１の過剰な信号電荷はポテンシャル障壁
Ｍ。、０を越えて垂直オーバフロードレインのポテンシ
ャル・ウェルＷ００に流出する。
また垂直無効走査期間において、例えば転送パルス電圧
φい、φ、２．φ、３がそれぞれφｖｉ−＋ ８ Ｖ φ、２＝ −８Ｖ φＶ３＝＋８ｖ である場合、第４図（ｂ）に示されるように、転送電極
２１下に深いポテンシャル・ウェルＷ２１が形成される
と同時に障壁領域３１のポテンシャル障壁Ｍ３１も低く
なってポテンシャル・ウェルＷ３１が形成される。その
結果、転送電極２２下に形成されたポテンシャル障壁Ｍ
２２とポテンシャル障壁Ｍ とにはさまれたポテンシ
ャル・ウェルＷ２１゜ＯＦＧ ポテンシャル・ウェルＷ３１およびポテンシャル・ウェ
ルＷ１１から成る大容量のポテンシャル・ウェルが形成
される。いま、この垂直無効走査期間中に過大光が入力
されると、上記の大容量のポテンシャル・ウェルに極め
て多量の信号電荷が蓄積される。そして垂直無効走査期
間から次の有効走査期間に移った途端、この極めて多量
の信号電荷は第４図（ａ）に示される転送電極２１下の
ポテンシャル・ウェルＷ２１には側底収納できず、オー
パフ〇−することになる。そして、この垂直無効走査期
間すなわちフィールドシフト期間中に入力される過大光
こそ出力画像面下辺のハイライトであり、その直後の有
効走査期間中の多量の信号電荷のオーバフローが出力画
像面上辺の垂れ下がるような形状の異常ブルーミングの
原因である。
φい、φ、２．φ、３がそれぞれφｖｉ−＋ ８ Ｖ φ、２＝ −８Ｖ φＶ３＝＋８ｖ である場合、第４図（ｂ）に示されるように、転送電極
２１下に深いポテンシャル・ウェルＷ２１が形成される
と同時に障壁領域３１のポテンシャル障壁Ｍ３１も低く
なってポテンシャル・ウェルＷ３１が形成される。その
結果、転送電極２２下に形成されたポテンシャル障壁Ｍ
２２とポテンシャル障壁Ｍ とにはさまれたポテンシ
ャル・ウェルＷ２１゜ＯＦＧ ポテンシャル・ウェルＷ３１およびポテンシャル・ウェ
ルＷ１１から成る大容量のポテンシャル・ウェルが形成
される。いま、この垂直無効走査期間中に過大光が入力
されると、上記の大容量のポテンシャル・ウェルに極め
て多量の信号電荷が蓄積される。そして垂直無効走査期
間から次の有効走査期間に移った途端、この極めて多量
の信号電荷は第４図（ａ）に示される転送電極２１下の
ポテンシャル・ウェルＷ２１には側底収納できず、オー
パフ〇−することになる。そして、この垂直無効走査期
間すなわちフィールドシフト期間中に入力される過大光
こそ出力画像面下辺のハイライトであり、その直後の有
効走査期間中の多量の信号電荷のオーバフローが出力画
像面上辺の垂れ下がるような形状の異常ブルーミングの
原因である。
本発明の一実施例による固体撮像装置の駆動方法を第３
図を用いて説明する。第３図はフィールド蓄積動作モー
ドに基づいて動作する転送パルスのフィールドシフト期
間における波形図である。
図を用いて説明する。第３図はフィールド蓄積動作モー
ドに基づいて動作する転送パルスのフィールドシフト期
間における波形図である。
まずフィールドシフト期間の第１の期間ａにおいて、転
送パルス電圧φＶ１．φＶ２−φＶ３はそれぞれφｙ、
＝ ＋ ８ Ｖ φｖ２＝−８Ｖ φＶ３＝＋８ｖ であり、このときのポテンシャル・ウェルは第４図（ｂ
）に示されたものと同一である。
送パルス電圧φＶ１．φＶ２−φＶ３はそれぞれφｙ、
＝ ＋ ８ Ｖ φｖ２＝−８Ｖ φＶ３＝＋８ｖ であり、このときのポテンシャル・ウェルは第４図（ｂ
）に示されたものと同一である。
続いてフィールドシフト期間の第２のｍ間すに入ると、
転送パルス電圧φいは＋８Ｖよりやや減少し、転送パル
ス電圧φｖ２は一８■を維持し、転送パルス電圧φ、３
は＋８■よりやや減少する。このときのポテンシャル・
ウェルは第４図（Ｃ）に示されるようになる。すなわち
転送パルス電圧φいが減少した分だけ、転送電極２１下
のポテンシャル・ウェルＷ２１の容量が減少すると同時
に転送電極２１下の障壁領域３１のポテンシャル障壁Ｍ
３１の高さも高くなる。そして転送電極２２下のポテン
シャル障壁Ｍ２２、障壁領域３１のポテンシャル障壁Ｍ
３１および感光部１１と垂直オーバフロードレインとの
間に介在するポテンシャル障壁ＭＯＦＧの３障壁の高さ
は Ｍ２２＞ＭＢ２＞ＭＯＦＧ となる。この関係を半導体基板表面近傍の電位で表わす
と、 ■２−■ＦＳ＜ＭＯＦＧ となる。ただしＶ２Ｌは転送電極２２下の半導体基板表
面近傍の電位、ＶＦＳは転送電極２１下の感光部１１に
隣接する障壁領域３１における半導体基板表面近傍の電
位、ＭＯＦＧは感光部１１と垂直オーバフロードレイン
との間に介在するオーバフロー制御電位である。
転送パルス電圧φいは＋８Ｖよりやや減少し、転送パル
ス電圧φｖ２は一８■を維持し、転送パルス電圧φ、３
は＋８■よりやや減少する。このときのポテンシャル・
ウェルは第４図（Ｃ）に示されるようになる。すなわち
転送パルス電圧φいが減少した分だけ、転送電極２１下
のポテンシャル・ウェルＷ２１の容量が減少すると同時
に転送電極２１下の障壁領域３１のポテンシャル障壁Ｍ
３１の高さも高くなる。そして転送電極２２下のポテン
シャル障壁Ｍ２２、障壁領域３１のポテンシャル障壁Ｍ
３１および感光部１１と垂直オーバフロードレインとの
間に介在するポテンシャル障壁ＭＯＦＧの３障壁の高さ
は Ｍ２２＞ＭＢ２＞ＭＯＦＧ となる。この関係を半導体基板表面近傍の電位で表わす
と、 ■２−■ＦＳ＜ＭＯＦＧ となる。ただしＶ２Ｌは転送電極２２下の半導体基板表
面近傍の電位、ＶＦＳは転送電極２１下の感光部１１に
隣接する障壁領域３１における半導体基板表面近傍の電
位、ＭＯＦＧは感光部１１と垂直オーバフロードレイン
との間に介在するオーバフロー制御電位である。
こうして転送パルス電圧φｖ１の減少に伴うポテンシャ
ル・ウェルの容伍の減少によって生じた余剰の信号電荷
はポテンシャル・ウェルＷ２１からポテンシャル障壁Ｍ
３１を越えてポテンシャル・ウェルＷ１１へ、そしてポ
テンシャル・ウェルＷ１１からポテンシャル障壁”ＯＦ
Ｇを越えて垂直オーバフロードレインのポテンシャル・
ウェルＷｏ、へ流出する。すなわちフィールドシフｌ−
期間中に入力された過大光による多口の信号電荷は垂直
ＣＯＤレジスタに転送される直前に垂直オーバフロード
レインに捨て去られる。なお、Ｍ２２− ＭＢ２、すな
わちｖ２Ｌ＝ｖＦＳでもよい。この場合も多量の信号電
荷は垂直オーバフロードレインに捨てられる。
ル・ウェルの容伍の減少によって生じた余剰の信号電荷
はポテンシャル・ウェルＷ２１からポテンシャル障壁Ｍ
３１を越えてポテンシャル・ウェルＷ１１へ、そしてポ
テンシャル・ウェルＷ１１からポテンシャル障壁”ＯＦ
Ｇを越えて垂直オーバフロードレインのポテンシャル・
ウェルＷｏ、へ流出する。すなわちフィールドシフｌ−
期間中に入力された過大光による多口の信号電荷は垂直
ＣＯＤレジスタに転送される直前に垂直オーバフロード
レインに捨て去られる。なお、Ｍ２２− ＭＢ２、すな
わちｖ２Ｌ＝ｖＦＳでもよい。この場合も多量の信号電
荷は垂直オーバフロードレインに捨てられる。
さらに続いて転送パルス電圧φｖ１は＋８ｖよりやや減
少したままで、転送パルス電圧φ、２が一８ＶからＯＶ
に増加する。このとぎのポテンシャル・ウェルは第４図
（ｄ）に示されるようになる。すなわち転送パルス電圧
φＶ２が増加した分だけ、転送電極２２下のボテフシ１
ｒル障壁Ｍ２２の高さは低くなり、障壁領域３１のポテ
ンシャル障壁Ｍ３１より低くなる。すなわち Ｍ２２＜ＭＢ２ となる。この関係を半導体基板表面近傍の電位で表わす
と、 ■２２＞ｖＦＳ となる。そして、転送電極２２下にポテンシャル・ウェ
ルＷ２２が形成されるに至る。
少したままで、転送パルス電圧φ、２が一８ＶからＯＶ
に増加する。このとぎのポテンシャル・ウェルは第４図
（ｄ）に示されるようになる。すなわち転送パルス電圧
φＶ２が増加した分だけ、転送電極２２下のボテフシ１
ｒル障壁Ｍ２２の高さは低くなり、障壁領域３１のポテ
ンシャル障壁Ｍ３１より低くなる。すなわち Ｍ２２＜ＭＢ２ となる。この関係を半導体基板表面近傍の電位で表わす
と、 ■２２＞ｖＦＳ となる。そして、転送電極２２下にポテンシャル・ウェ
ルＷ２２が形成されるに至る。
こうして転送パルス電圧φｖ２の増加に伴うポテンシャ
ル・ウェルＷ２２の形成によって、第４図（Ｃ）に示さ
れるような転送電極２１下のポテンシャル・ウェルＷ２
１による１電極蓄積動作モードから２つの転送電極２１
．２２下の一体となったポテンシャル・ウェルＷ２１．
Ｗ２２による２電極蓄積動作モードに変わり、垂直ＣＯ
Ｄレジスタの受入れ最大電荷量が増加する。
ル・ウェルＷ２２の形成によって、第４図（Ｃ）に示さ
れるような転送電極２１下のポテンシャル・ウェルＷ２
１による１電極蓄積動作モードから２つの転送電極２１
．２２下の一体となったポテンシャル・ウェルＷ２１．
Ｗ２２による２電極蓄積動作モードに変わり、垂直ＣＯ
Ｄレジスタの受入れ最大電荷量が増加する。
そして上記ポテンシャル・ウェルＷ２２の形成はそのタ
イミングに制約があり、本実施例のようにフィールドシ
フト動作完了直後が最適である。何故ならば例えば第４
図（ｂ）に示されるようなフィールドシフト動作中にお
いて転送電極２２下にポテンシャル・ウェルＷ２２が形
成されると、フィールドシフト期間中の感光部１１のポ
テンシャル・ウェルＷ１１と一体となった大容量のポテ
ンシャル・ウェルはさらにその客足を増加させ、異常ブ
ルーミングの発生を助長させることになる。
イミングに制約があり、本実施例のようにフィールドシ
フト動作完了直後が最適である。何故ならば例えば第４
図（ｂ）に示されるようなフィールドシフト動作中にお
いて転送電極２２下にポテンシャル・ウェルＷ２２が形
成されると、フィールドシフト期間中の感光部１１のポ
テンシャル・ウェルＷ１１と一体となった大容量のポテ
ンシャル・ウェルはさらにその客足を増加させ、異常ブ
ルーミングの発生を助長させることになる。
このように本実施例によれば垂直ＣＯＤレジスタに収納
し切れない余剰の信号電荷を垂直ＣＯＤレジスタに転送
する直前に垂直オーバフロードレインに捨て去ることお
よび垂直ＣＯＤレジスタの受入れ最大電荷量を増加させ
ることにより、異常ブルーミングの発生を防止する。
し切れない余剰の信号電荷を垂直ＣＯＤレジスタに転送
する直前に垂直オーバフロードレインに捨て去ることお
よび垂直ＣＯＤレジスタの受入れ最大電荷量を増加させ
ることにより、異常ブルーミングの発生を防止する。
また本実施例によれば、感光部１１．１２において光電
変換された信号電荷はそれぞれ転送電極２１．２３下の
垂直ＣＯＤレジスタに蓄積され、さらに２電極蓄積動作
モードによる転送電極２２下のポテンシャル形成によっ
てフィールドシフト動作完了後に３つの転送電極２１．
２２．２３下の垂直ＣＯＤレジスタに混合されて蓄積さ
れる。
変換された信号電荷はそれぞれ転送電極２１．２３下の
垂直ＣＯＤレジスタに蓄積され、さらに２電極蓄積動作
モードによる転送電極２２下のポテンシャル形成によっ
てフィールドシフト動作完了後に３つの転送電極２１．
２２．２３下の垂直ＣＯＤレジスタに混合されて蓄積さ
れる。
同様にしてテレビフィールド時に必要な感光部１２．１
３の信号電荷も垂直ＣＯＤレジスタに混合されて蓄積さ
れる。こうしてフィールド蓄積動作に必要な２画素信号
の混合も達成される。
３の信号電荷も垂直ＣＯＤレジスタに混合されて蓄積さ
れる。こうしてフィールド蓄積動作に必要な２画素信号
の混合も達成される。
上記実施例はフィールド蓄積動作モードに基づいて動作
する場合であるが、フレーム蓄積動作モードに基づいて
動作することもできる。この場合転送パルスのフィール
ドシフト期間における波形は第３図に示されるものと大
差ないが、走査フィールド毎に次の様に順次変化する。
する場合であるが、フレーム蓄積動作モードに基づいて
動作することもできる。この場合転送パルスのフィール
ドシフト期間における波形は第３図に示されるものと大
差ないが、走査フィールド毎に次の様に順次変化する。
すなわち、ある走査フィールドにおいて転送電極２１．
２２にそれぞれ印加される転送パルス電圧φｖ１．φｖ
２は１３図に示されるものとそれぞれ同一であるが転送
電極２３に印加される転送パルス電圧φｖ３は、−８Ｖ
であり、次の走査フィールドにおいては転送パルス電圧
φ 、φ が第３図に示されるものＶ２ Ｖ３ とそれぞれ同一であるが転送パルス電圧φｖ１が一８Ｖ
であり、そしてこれを繰り返す。
２２にそれぞれ印加される転送パルス電圧φｖ１．φｖ
２は１３図に示されるものとそれぞれ同一であるが転送
電極２３に印加される転送パルス電圧φｖ３は、−８Ｖ
であり、次の走査フィールドにおいては転送パルス電圧
φ 、φ が第３図に示されるものＶ２ Ｖ３ とそれぞれ同一であるが転送パルス電圧φｖ１が一８Ｖ
であり、そしてこれを繰り返す。
こうしである走査フィールドにおいて感光部１１の信号
電荷が転送電極２１．２２下の垂直ＣＯＤレジスタに蓄
積され、次の走査フィールドにおいて感光部１２の信号
電荷が転送電極２３゜２４下の垂直ＣＯＤレジスタに蓄
積されるフレーム蓄積動作が行なわれる。
電荷が転送電極２１．２２下の垂直ＣＯＤレジスタに蓄
積され、次の走査フィールドにおいて感光部１２の信号
電荷が転送電極２３゜２４下の垂直ＣＯＤレジスタに蓄
積されるフレーム蓄積動作が行なわれる。
また上記実施例において転送パルスの波形は第３図に示
されるように階段状であるが、第５図に示されるによう
に大きな時定数を有して瀬次的に変化する形状であって
もよい。本発明の効果は失われず、むしろ波形光１回路
の周波数帯域が相対的に狭くでき、実現容易の場合が多
いという利点がある。
されるように階段状であるが、第５図に示されるによう
に大きな時定数を有して瀬次的に変化する形状であって
もよい。本発明の効果は失われず、むしろ波形光１回路
の周波数帯域が相対的に狭くでき、実現容易の場合が多
いという利点がある。
以上の通り本発明によれば異常ブルーミングの発生を防
止し、ビデオカメラの画質を向上させることができる。
止し、ビデオカメラの画質を向上させることができる。
第１図乃至第４図は本発明の一実施例による固体撮像装
置の駆動方法を説明するだめの図、第５図は同駆動方法
の変形例を示す図、第６図は異常ブルーミング現象を示
す因である。 １１．１２．１３・・・感光部、２１．２２，２３゜２
４・・・転送電極、３１．３２・・・障壁領域、４・・
・チャンネル・ストッパ、５・・・出力画像面、６・・
・過大入力光の出力像、７・・・異常ブルーミング、φ
い。 φ、２．φ、３．φ、４・・・転送パルス電圧、Ｗｌｌ
、Ｗ２１゜Ｗ 、Ｗ 、Ｗ ・・・ポテンシャル
・ウェル、Ｍ２２゜Ｍ３１１ＭｏＦＧ・・・ポテンシャ
ル障壁。 出願人代理人 佐 藤 −雄 一時間 Ｆ、２ ロ ー Ｎ カ
〉〉〉 １ド １ド １ド＾
＾ ＾−Ｃ％Ｊ
ｐ ｗ ｗ
。 肥４図（Ｇ） も４図（Ｃ） 〜４〜３〜２φ■１ ５４０（ｂ） ５４図（ｄ）
置の駆動方法を説明するだめの図、第５図は同駆動方法
の変形例を示す図、第６図は異常ブルーミング現象を示
す因である。 １１．１２．１３・・・感光部、２１．２２，２３゜２
４・・・転送電極、３１．３２・・・障壁領域、４・・
・チャンネル・ストッパ、５・・・出力画像面、６・・
・過大入力光の出力像、７・・・異常ブルーミング、φ
い。 φ、２．φ、３．φ、４・・・転送パルス電圧、Ｗｌｌ
、Ｗ２１゜Ｗ 、Ｗ 、Ｗ ・・・ポテンシャル
・ウェル、Ｍ２２゜Ｍ３１１ＭｏＦＧ・・・ポテンシャ
ル障壁。 出願人代理人 佐 藤 −雄 一時間 Ｆ、２ ロ ー Ｎ カ
〉〉〉 １ド １ド １ド＾
＾ ＾−Ｃ％Ｊ
ｐ ｗ ｗ
。 肥４図（Ｇ） も４図（Ｃ） 〜４〜３〜２φ■１ ５４０（ｂ） ５４図（ｄ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板上に形成された感光部と、前記感光部の
過剰な信号電荷を排出するオーバフロードレインと、前
記感光部に蓄積された信号電荷を転送する複数の電極を
備えた転送部とを有する固体撮像装置の駆動方法におい
て、 前記感光部に隣接する第１の電極および前記第１の電極
に隣接する第２の電極にそれぞれパルス電圧が印加され
て、前記感光部から前記転送部に信号電荷が転送される
際に、 前記第２の電極下の半導体基板表面近傍の電位Ｖ＿２＿
Ｌと、前記第１の電極下の感光部に隣接する隔壁領域に
おける半導体基板表面近傍の電位Ｖ＿Ｆ＿Ｓと、前記感
光部と前記オーバフロードレインとの間に介在するオー
バフロー制御電位Ｖ＿Ｏ＿Ｆ＿ＧとがＶ＿２＿Ｌ＜Ｖ＿
Ｏ＿Ｆ＿Ｇ≦Ｖ＿Ｆ＿Ｓ なる関係を保持し、次いで Ｖ＿２＿Ｌ≦Ｖ＿Ｆ＿Ｓ＜Ｖ＿Ｏ＿Ｆ＿Ｇ なる関係が成立し、次いで Ｖ＿Ｆ＿Ｓ＜Ｖ＿２＿Ｌ なる関係が成立するように前記パルス電圧が制御される
ことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の駆動方法において、前
記パルス電圧が階段状に制御され、Ｖ＿２＿Ｌ≦Ｖ＿Ｆ
＿Ｓ＜Ｖ＿Ｏ＿Ｆ＿Ｇ なる関係が所定期間保持されることを特徴とする固体撮
像装置の駆動方法。 ３、特許請求の範囲第１項記載の駆動方法において、前
記パルス電圧が大きな時定数を有して漸次的に変化する
形状で制御され、 Ｖ＿２＿Ｌ≦Ｖ＿Ｆ＿Ｓ＜Ｖ＿Ｏ＿Ｆ＿Ｇ なる関係が所定期間保持されることを特徴とする固体撮
像装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60147036A JPS627272A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60147036A JPS627272A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS627272A true JPS627272A (ja) | 1987-01-14 |
Family
ID=15421071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60147036A Pending JPS627272A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS627272A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH072708U (ja) * | 1992-08-10 | 1995-01-17 | 株式会社長府製作所 | 噴霧量可変石油バーナー |
| US6707499B1 (en) * | 1998-12-08 | 2004-03-16 | Industrial Technology Research Institute | Technique to increase dynamic range of a CCD image sensor |
-
1985
- 1985-07-04 JP JP60147036A patent/JPS627272A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH072708U (ja) * | 1992-08-10 | 1995-01-17 | 株式会社長府製作所 | 噴霧量可変石油バーナー |
| US6707499B1 (en) * | 1998-12-08 | 2004-03-16 | Industrial Technology Research Institute | Technique to increase dynamic range of a CCD image sensor |
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