KR100276971B1 - 고체촬상소자의 구동방법 - Google Patents

고체촬상소자의 구동방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100276971B1
KR100276971B1 KR1019900008215A KR900008215A KR100276971B1 KR 100276971 B1 KR100276971 B1 KR 100276971B1 KR 1019900008215 A KR1019900008215 A KR 1019900008215A KR 900008215 A KR900008215 A KR 900008215A KR 100276971 B1 KR100276971 B1 KR 100276971B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
photocharges
driving
semiconductor substrate
potential
Prior art date
Application number
KR1019900008215A
Other languages
English (en)
Other versions
KR910002243A (ko
Inventor
토루 와타나베
Original Assignee
다카노 야스아키
산요 덴키 가부시키가이샤
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
Priority claimed from JP1157369A external-priority patent/JPH0777434B2/ja
Priority claimed from JP1183976A external-priority patent/JPH0777436B2/ja
Application filed by 다카노 야스아키, 산요 덴키 가부시키가이샤 filed Critical 다카노 야스아키
Publication of KR910002243A publication Critical patent/KR910002243A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100276971B1 publication Critical patent/KR100276971B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices 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
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/148—Charge coupled imagers
    • H01L27/14887—Blooming suppression
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices 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
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/148—Charge coupled imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/53—Control of the integration time
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/73—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using interline transfer [IT]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

내용 없음.

Description

고체촬상소자의 구동방법
제1도는 본 발명의 일실시예의 구동방법을 이용한 촬상장치의 블록도.
제2도는 제1도의 동작타이밍도.
제3도는 CCD고체촬상소자의 주요부평면도.
제4도는 제3도의 단면도.
제5도는 CCD고체촬상소자내의 포텐셜도.
제6도는 본 발명의 다른 실시예의 구동방법을 이용한 촬상장치의 블록도.
제7도는 제6도의 동작타이밍도.
제8도는 CCD의 고체촬상소자의 주요부평면도.
제9도는 제8도의 단면도.
제10도는 CCD고체촬상소자내의 포텐셜도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : CCD고체촬상소자 12 : 판독클록 발생회로
13 : 배출클록 발생회로 14 : 제어클록 발생회로
15 : 판독타이밍 설정회로 16 : 배출타이밍 설정회로
17 : 노광량 판정회로
본 발명은 채널영역중의 광전하를 채널영역외로 배출시키는 고체촬상소자의 구동방법에 관한 것이다.
종래에는 CCD(Charge Coupled Device : 전하결합소자)고체촬상소자를 이용한 TV카메라와 같은 촬상장치에 있어서는 CCD의 동작원리를 활용하여 전자적으로 노광제어를 행하도록 되어 있다.
이와같은 노광제어방법은 예를들면, 일본국 특개소 63 - 24764호에 개시되어 있는 바와같이 수직주사기간마다 광전변환기간의 도중에 그때까지 촬상부에 축적한 광전하를 전송배출하고 남은 광전변환기간에 광전변환하여 얻은 광전하를 축적하도록 구성되어 있다.
즉, 광전하 배출타이밍의 변경에 의하여 광전변환기간이 신축되는 것으로, 광전하의 배출타이밍이 CCD의 출력신호레벨에 따라서 설정된다.
이와같은 CCD의 구동방법에서는 촬상부의 불필요한 광전하를 판독전송 방향과는 반대의 방향으로 전송하는 것으로 배출하고 있지만, 역방향으로의 전송에 의한 광전하의 배출은 판독전송시와 마찬가지로 배출전송시에도 스미어(Smear)가 발생하는 문제가 있었다.
그래서, 스미어가 발생하지 않은 광전하의 배출방법이 종종 고려되고 있다.
예를들면, 본원 출원인이 이미 제안한 일본국 특원평 1 - 96713호에서는 먼저, 종형 오버 플로우 드레인(Over Flow Drain)구조의 CCD에 있어서, 오버 플로우 드레인으로 된 반도체기판의 전위를 높게 하는 것으로, 축적전송 채널과 반도체기판 사이의 전위장벽을 소멸시켜서 축적전송채널에서 반도체 기판측에 광전하를 배출시키고 있다.
또한, 본원 출원인이 이미 제안한 일본국 특원평 1 - 96719호에 있어서는 촬상부의 축적 전송채널에 병렬로 설치되는 오버 플로우 드레인의 전위를 높게 함으로써 축적전송채널과 오버 플로우 드레인간의 전위장벽을 소멸시켜서 축적전송채널로부터 오버 플로우 드레인에 광전하를 배출시킨다.
제3도는 상술한 구동방법을 채용하는 CCD고체촬상소자의 주요부 평면도이며, 제4도는 제3도의 X - X′선의 단면도이다.
여기서는 프레임 트랜스퍼형(Frame transfer type)CCD의 촬상부가 표시되어 있다.
N형 반도체기판(1)의 한쪽면에는 피웰(P - Well)영역(2)가 형성되고, 이 피웰영역(2)내에는 P+형 채널 스톱영역(3)이 복수본 평행으로 배열형성된다.
각 채널스톱영역(3) 사이에는 N형의 확산영역(4)가 형성되어 매입형의 축적 전승채널이 구성된다.
그리고, 확산영역(4)위에 채널스톱영역(3)에 직교하는 전송전극(5a)(5b)가 절연막(6)을 개재하여 형성된다.
이 전송전극(5a)(5b)는 2층구조를 이루고, 이 가운데 상층의 전송전극(5b)는 채널스톱영역(3)위에서 그 폭이 좁게되어 있음과 동시에 서로 인접하는 하층의 전송전극(5a) 사이에 걸쳐서 설치되어 있다.
이들의 전송전극(5a)(5b)는 4상의 전송클록(ØF1)∼(ØF4)에 의하여 펄스구동시키는 것이고, 각 전송전극(5a)(5b)는 4상의 전송클록(ØF1)∼(ØF4)가 순차적으로 인가된다.
한편, 반도체기판(1)은 전위제어클록(ØSub)가 인가되고, 피웰영역(2)는 채널스톱영역(3)을 개재하여 접지전위로 고정된다.
이와같이 반도체기판(1)에 전위제어클록(ØSub)가 인가되고, 피웰영역(2)에 특정의 전위를 인가한때의 Y - Y′선(제4도중)의 포텐셜의 상태를 제5도에 표시한다.
이때, 전송전극(5b)는 접지레벨에 대하여 일정한 값만큼 높은 레벨로 유지되고, 반도체기판(1)이 낮은 전위로 보호유지되어, 피웰영역(2) 부근에 포텐셜장벽이 형성된다.
따라서, 이 포텐셜장벽과 반도체기판(1) 표면의 포텐셜장벽 사이에 형성되는 포텐셜 웰(Potential Well)에 광전하e가 축적된다.
이 광전하e의 전송은 피-웰영역(2) 부근의 포텐셜장벽이 충분한 높이를 유지할수 있는 범위로 각 전송전극(5a)(5b)의 전위를 변동하여 행해진다.
여기서, 전송전극(5a)(5b)의 전위를 일정레벨 이하로 함과 동시에 반도체 기판(1)의 전위를 높게하면 제5도에 점선으로 표시한 바와같이 반도체기판(1)의 표면의 포텐셜이 남게 되며, 이들에 수반하여 확산영역(4)내의 포텐셜이 남게 되기 때문에 피웰영역(2) 부근의 포텐셜장벽이 소멸하여 광전하e가 전부 반도체기판(1)측으로 흐른다.
따라서, 축적전송채널에 축적되는 광전하e를 배출하는 경우에는 전송전하(5a)(5b)의 전위를 떨어뜨리는 것에 의하여 행할수 있다.
또, 제8도는 본 발명의 다른 실시예로서 상술한 구동방법을 채용하는 CCD고체촬상소자의 주요부 평면도이고, 제9도는 제8도의 X - X′선의 단면도이다.
여기서는 크로스게이트(Cross Gate)구조의 프레임 트랜스퍼형 CCD의 촬상부가 표시되어 있다.
P형 기판(21)의 한면에는 복수의 채널스톱(22)가 로코스(Locos : Local Oxidation of Silicon)에 의하여 서로 평행으로 배열형성되어 있고, 이 채널스톱(22)의 아래에 오버 플로우 드레인(23)이 형성되어 있다.
각 채널스톱(22)의 사이에는 N형 채널영역(24)가 확산에 의하여 형성되고, 이 채널영역(24)위에 채널스톱(22)와 직교하는 방향으로 복수의 하층전극(25)가 평행으로 설치되며, 또 채널스톱(22)에 따라 복수의 상층전극(26)이 설치되어 있다.
상층전극(26)에는 하층전극(25)의 간격을 덮은 돌출부가 인접하는 상층전극(26)과 서로 어긋나도록 형성되어 있다.
양 전극(25)(26)은 4상의 전송플록(ØFl)∼(ØF4)로 펄스구동되는 것으로, 상층전극(26)에는 전송클록(ØF1)(ØF3), 하층전극(25)에는 전송클록(ØF2)(ØF4)가 교대로 인가된다.
그리고 오버 플로우 드레인(23)에는 전위제어클록(ØOFD)가 인가된다.
채널영역(24)에 광전하를 축적할때에는 예컨데 전송클록(ØF1)을 고레벨, 전위제어클록(ØOFD)를 저레벨로 하는 것으로 기판(21)내의 포텐셜을 제10도에 표시한 바와같이 채널영역(24)와 오버 플로우 드레인(23)의 사이로 얕게하여 포텐셜장벽을 형성한다.
따라서, 수광영역(27)에서 발생하는 광전하는 포텐셜의 경사에 따라 상층 전극(26)의 돌출부 아래로 흘러서 채널영역(24)에 축적된다.
한편, 채널영역(24)내의 광전하를 배출할 때에는 축적할때와는 역으로 전송클록(ØF1)을 저레벌, 제어클록(ØOFD)를 고레벨로 함으로써 제10도에 점선으로 표시한 바와같이 채널영역(24)의 포텐셜을 얕게하여 채널영역(24)와 오버플로우 드레인(23)간의 포텐셜장벽을 소멸시킨다.
포텐셜장벽이 없게 되면, 채널영역(24)내의 광전하는 포텐셜경사에 따라 오버 플로우 드레인(23)으로 흐른다.
따라서, 채널영역(24)내의 광전하가 배출되는 것으로 된다.
이와같은 광전하 배출방법에 의하면, 촬상부 전체의 광전하를 거의 동시에 더구나 극히 짧은 기간에 배출할 수가 있기 때문에 역전송에 의한 광전하의 배출방법에 비하여 스미어가 대폭적으로 억제된다.
그렇지만 광전하가 확산영역(4)에서 반도체기판(1)측으로 흐르는 경우에, 확산영역(4)내에 불필요한 광전하가 잔류할수가 있다.
이는 확산영역(4)나 피웰영역(2) 등의 불순물농도, 양 영역(4) 및 (2)의 두께 등의 제조시의 불균형에 의해 피웰영역(2) 부근의 포텐셜장벽이 소멸하기 쉬운 영역과 소멸하기 어려운 영역이 생기기 때문이고, 각 영역을 균일한 전위로 한 경우에 포텐셜장벽의 소멸하기 어려운 영역으로 광전하가 잔류한다.
이와같은 광전하의 잔류를 방지하기 위해서는 전체의 영역에서 피웰영역(2) 부근의 포텐셜장벽이 충분히 소멸하도록 한 극히 높은 전위차를 확산영역(4)와 반도체기판(1)의 사이에 부여할 필요가 있다.
따라서, CCD를 구동하는 구동펄스전압이 높게 되는 문제가 발생한다.
그래서 본 발명은 확산영역(4)내에 광전하를 배출하는 때의 구동펄스의 전압을 내림과 동시에 확산영역(4)내에 광전하가 전류함을 방지하는 것을 목적으로 한다.
또, 다른 실시예는 광전하가 채널영역(24)에서 오버 플로우 드레인(23)에 흐른 경우에 채널영역(24)내에 불필요한 광전하가 잔류하는 일이 있다.
이들은 채널영역(24)나 오버 플로우 드레인(23) 등의 불순물농도, 채널스톱(22)부분의 LOCOS의 두께 등의 제조시 분산이나 채널스톱(22) 부분의 LOCOS두께 등의 제조시의 불균형에 의해, 채널영역(24)와 오버 플로우 드레인(23) 사이의 포텐셜 장벽이 소멸하기 쉬운 영역과 소멸하기 어려운 영역이 생기기 때문이고, 각 영역을 균일한 전위로 한 경우에 포텐셜장벽의 소멸하기 어려운 영역으로 광전하가 잔류한다.
이와같은 광전하의 잔류를 방지하기 위해서는 전체의 영역에서 채널영역(24)와 오버 플로우 드레인(23)간의 포텐셜장벽이 충분히 소멸하도록 극히 높은 전위차를 채널영역(24)와 오버 플로우 드레인(23) 사이에 부여할 필요가 있다.
따라서, CCD를 구동하는 구동펄스의 전압이 높게 되는 문제가 발생한다.
그래서, 본 발명은 채널영역(24)내의 광전하를 배출할때의 구동펄스의 전압을 내림과 동시에 채널영역(24)내에 광전하가 잔류함을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서 일체형의 반도체기판의 한 주면에 역도전형의 확산영역이 설치되어짐과 등시에, 이 확산영역내에 복수의 채널영역이 채널스톱영역에서 서로 분리되어 배열형성되고, 상기 채널영역중의 과다한 광전하를 상기 반도체기판으로 받아들이는 CCD고체촬상소자의 구동방법에 있어서, 상기 채널영역과 상기 반도체기판 사이에 전위장벽을 형성할수 있는 상기 반도체기판의 전위에 대하여 상기 반도체기판을 고전위로하여 상기 전위장벽을 소멸시킴과 동시에 상기 채널 영역위에 설치되어진 전송전극을 펄스구동하는 것으로 상기 채널영역중의 광전하를 상기 채널영역에서 상기 반도체기판측에 배출시키는 것을 특징으로 한다.
또, 다른 특징은 복수의 채널영역이 채널스톱영역에서 서로 분리되어 배열형성되고, 상기 채널스톱영역내에 설치되어진 오버 플로우 드레인에 상기 채널영역중의 과다한 광전하를 받아들이는 CCD고체촬상소자의 구동방법에 있어서, 상이 채널영역과 상기 오버 플로우 드레인 사이에 전위장벽을 형성할수 있는 상기 오버 플로우 드레인의 전위에 대하여 상기 오버 플로우 드레인을 고전위로하여 상기 전위장벽을 소멸시킴과 동시에 상기 채널영역위에 설치되어진 전승전극을 펄스구동하는 것으로서 상기 채널영역중의 광전하를 상기 채널영역으로부터 상기 오버 플로우 드레인에 배출시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 촬상부의 광전하가 판독방향과는 반대의 방향으로 전송되는 과정에 있어서, 먼저 채널영역에서 반도체기판측으로 배출되기 때문에 채널영역과 반도체기판 사이에 전위장벽의 소멸하기 어려운 영역에 잔류 한 광전하는 전송경로중의 전위장벽이 소멸하기 쉬운 영역에서 반도체기판측에 배출되며, 또 채널영역으로부터 오버 플로우 드레인에 배출되기 때문에 채널영역과 오버 플로우 드레인과의 사이에 전위장벽의 소멸하기 어려운 영역에 잔류한 광전하는 전송경로중의 전위장벽이 소멸하기 쉬운 영역에서 오버 플로우 드레인에 배출된다.
이하, 본 발명의 각 실시예를 첨부도면에 기초하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 제 1 실시예를 도면 제1도 내지 제5도에 의하여 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 발명의 구동방법을 이용하여 자동 노광제어를 행하는 촬상 장치의 블록도이다.
CCD고체촬상소자(10)은 촬상부에 조사된 영상을 광전변환하고, 얻어진 광전하가 일전기간마다 판독구동되어 화면단위로 연속하는 영상신호X(t)를 출력한다.
이 영상신호X(t)는 신호처리회로(11)에서 샘플홀드(sample hold), 감마(Gammar)보정 등의 처리가 실시되고, 비디오 신호Y(t)로서 외부기기에 출력된다.
CCD(10)은 각종 클록으로 펄스구동되는 것으로서 판독클록 발생회로(12)로부터 순방향 전송클록(ØF), 배출클록 발생회로(13)으로부터 역방향 전송클롤(ØB)가 촬상부의 전승전극에 공급된다.
또, CCD(10)의 반도체기판(1)은 제어클록 발생회로(14)로부터 전위제어클록(ØSub)가 공급된다.
이들 클록발생회로(12)(13) 및 (14)에는 판독타이밍 설정회로(15) 및 배출타이밍 설정회로(16)으로부터 각각 판독타이밍신호(FT) 및 배출타이밍신호(RT)가 공급되고, 이 판독타이밍신호(FT) 및 배출타이밍신호(RT)에 의하여 각 클록발생회로(12)(13) 및 (14)가 동작한다.
즉, CCD고체촬상소자(10)에 축적된 광전하는 일정기간마다 순방향 전송클록(ØF)에 의하여 판독구동되고, 배출타이밍신호(RT)로 설정되는 타이밍에 역방향 전송클록(ØB)로 판독구동의 방향과는 반대의 방향에 전송됨과 동시에 전위제어클록(ØSub)로 반도체 기판측으로 배출되어진다.
한편, 노광량 측정회로(17)은 CCD고체괄상소자(10)으로부터 얻어진 영상 신호X(t)의 노광량을 검지하고, 그 노광량이 적정범위 이상이면 노광억제신호(CLOSE)를, 적정범위 이하이면 노광촉진신호(OPEN)을 배출타이밍설정회로(16)에 부여한다.
그리고 배출타이밍설정회로(16)은 노광억제신호(CLOSE) 및 노광촉진신호(OPEN)에 따라서 노광기간을 신축제어한다.
제2도는 제1도의 동작을 표시하는 타이밍도이다.
판독타이밍신호(FT)는 수직주사신호(VD)의 블랭킹(BLANKING) 기간동안 소정의 타이밍에 타이밍펄스(a)를 가지고 있고, 이 타이밍펄스(a)의 입력으로 판독클록발생회로(12)는 한 화면분의 광전하를 수직방향에 전송하는 클록펄스(b)를 발생한다.
배출타이밍신호(RT)는 수직주사기간의 특정의 타이밍에 타이밍펄스(c)를 가지고 있고, 이 타이밍에 그때까지 축적한 광전하가 배출된다.
이 타이밍펄스(c)의 발생하는 타이밍은 노광량 판정회로(17)로부터의 노광억제신호로 지연시키고, 노광촉진신호(OPEN)로 신속하도록 구성되어 있다.
타이밍펄스(c)가 배출클록발생회로(13) 및 제어클록발생회로(14)에 입력되면 수평주사신호(HD)의 블랭킹기간에 전위제어클록(ØSub)가 올라가고, 일정기간[여기서는 수평주사신호(HD)의 1주기]의 후, 같은 블랭킹기간에 내려감과 동시에 전위제어클록(ØSub)가 올라가면서부터 내려갈때까지의 기간의 수평주사신호(HD)의 블랭킹기간에 역방향 전송클록(ØB)가 클록펄스(d)를 발생한다.
광전하의 배출기간중에는 전위제어클록(ØSub)에 의하여 반도체기판의 전위가 높아져서 포텐셜이 깊게 형성되고, 채널영역과 반도체기판 사이의 포텐셜장벽이 소멸된 상태로 채널영역의 광전하가 역방향으로 전송된다.
따라서, 포텐셜장벽이 완전히 소멸되지 않고, 광전하가 잔류한 바와같은 영역이 있었던 경우에 그 잔류전위가 일정구간을 전송되는 사이에 포텐셜장벽의 소멸한 영역에 들어있으면, 반도체기판측에 배출된다.
이 배출기간이 끝나고 부터, 다음에 순방향 전송클록(ØF)가 클록펄스(b)를 발생할때가지의 기간이 노광기간(E)로서 설정되고, 이 기간(E)로 한 화면분의 광전하가 축적된다.
상술한 바와같은 구동방법에 의하면, 역방향 전송클록(ØB)로 전송되는 일정기간내의 일부에서 채널영역으로부터 반도체기판측에 광전하가 배출되면 좋으므로, CCD의 제조불균형에 의하여 부분적으로 광전하의 배출되기 어려운 영역이 있다 하여도, 이 영역에 따라 전위제어하고, 구동전압을 제어시키는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 있어서는 광전하의 배출타이밍을 CCD(10)의 노광량에 대응시킨(자동노광제어) 경우를 예시하고 있지만, 본 발명의 구동방법을 이용하여 가변속 전자셔터(SHUTTER)를 실현할 수가 있다.
이 경우에는 배출타이밍을 수동으로 설정하는 것에 의해 소정의 셔터속도의 안정화면을 얻을 수 있다.
또, 다른 실시예를 도면 제6도 내지 제10도에 의하여 설명한다.
제6도는 본 발명의 구동방법을 이용하여 자동노광제어를 행하는 촬상장치의 불록도이다.
CCD고체촬상소자(10)은 촬상부에 조사된 영상을 광전 변환하고, 얻어진 광전하가 일정기간마다 판독구동되어, 화면단위로 연속하는 영상신호X(t)를 출력한다.
이 영상신호X(t)는 신호처리회로(11)에서 샘플홀드, 감마보정 등의 처리가 실시되고, 비디오 신호Y(t)로서 외부기기에 출력된다.
CCD(10)은 각종 클록으로 펄스구동되는 것으로서 판독클록 발생회로(12)로부터 순방향 전송클록(ØF), 배출클록 발생회로(13)으로부터 역방향 전송클록(ØB)가 촬상부의 전송전극에 공급된다.
또, CCD(10)의 오버 플로우 드레인에는 제어클록 발생회로(14)로부터 전위제어클록(ØOFD)가 공급된다.
이들, 클록발생회로(12)(13) 및 (14)에는 판독타이밍설정회로(15) 및 배출타이밍 설정회로(16)으로부터 각각 판독타이밍신호(FT) 및 배출타이밍신호(RT)가 공급되고, 이 판독타이밍신호(FT) 및 배출타이밍신호(RT)에 의해서 동작한다.
즉, CCD고체촬상소자(10)에 축적된 광전하는 일정기간마다 순방향 전송 클록(ØF)에 의하여 판독구동되고, 배출타이밍신호(RT)로 설정되는 타이밍에 역방향 전송클록(ØB)로 판독구동의 방향과는 반대의 방향으로 전송됨과 동시에 전위제어클록(ØOFD)로 오버 플로우 드레인에 배출되어 진다.
한편, 노광량측정회로(17)은 CCD고체촬상소자(10)으로부터 얻어진 영상신호X(t)의 노광량을 검지하고, 그 노광량이 적정범위 이상이면 노광억제신호(CLOSE), 적정범위이하이면 노광촉진신호(OPEN)를 배출타이밍 설정회로(16)에 부여한다.
그리고, 배출타이밍 설정회로(16)은 노광억제신호(CLOSE) 및 노광촉진신호(OPEN)에 따라서 노광기간을 신축제어한다.
제7도는 제6도의 동작을 표시하는 타이밍도이다.
판독타이밍신호(FT)는 수직주사신호(VD)의 블랭킹(BLANKING)기간동안 소정의 타이밍에 타이밍펄스(a)를 가지고 있고, 이 타이밍펄스(a)의 입력으로 판독클록 발생회로(12)는 한 화면분의 광전하를 수직방향으로 전송하는 클록펄스(b)를 발생한다.
배출타이밍신호(RT)는 수직주사기간의 특정의 타이밍에 타이밍펄스(c)를 가지고 있고, 이 타이밍에 그때까지 축적한 광전하가 배출된다.
이 타이밍펄스(c)의 발생하는 타이밍은 노광량 판정회로(17)로부터의 노광억제신호(CLOSE)로 지연시키고, 노광촉진신호(OPEN)으로 신속하도록 구성되어 있다.
타이밍펄스(c)가 배출클록 발생회로(13) 및 제어클록발생회로(14)에 입력되면 수평주사신호(HD)의 블랭킹기간에 전위제어클록(ØOFD)가 올라가고, 일정기간[여기서는 수평주사신호(HD)의 2주기]의 후, 같은 블랭킹기간에 내려감과 동시에 전위제어클록(ØOFD)가 올라가면서부터 내려갈때까지의 기간의 수평주사신호(HD)의 블랭킹기간에 역방향 전송클록(ØB)가 클록펄스(d)를 발생한다.
광전하의 배출기간중에는 전위제어클록(ØOFD)에 의하여 오버 플로우 드레인의 전위가 높아져서 포텐셜이 깊게 형성되고, 채널영역과 오버 플로우드레인 사이의 포텐셜장벽이 소멸된 상태로 채널영역의 광전하가 역방향으로 전송된다.
따라서, 포텐셜장벽이 완전히 소멸되지 않고, 광전하가 잔류하는 바와같은 영역이 있었던 경우에 그 잔류전하가 일정구간을 전송되는 사이에 포텐셜장벽의 소멸한 영역에 들어있으면, 오버 플로우 드레인에 배출된다.
이 배출기간이 끝나고부터 다음에 순방향 전승클록(OF)가 클록펄스(b)를 발생할때까지의 기간이 노광기간(E)로서 설정되고, 이 기간(E)로 한 화면분의 광전하가 축적된다.
상술한 바와같은 구동방법에 의하면, 역방향 전송클록(OB)로 전송되는 일정구간내의 일부에서 채널영역으로부터 오버 플로우 드레인에 광전하가 배출되면 좋으므로 CCD의 제조불균형에 의하여 부분적으로 광전하가 배출되기 어려운 영역이 있다 하여도, 이 영역에 따라 전위제어하고, 구동전압을 저하시키는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 있어서는 광전하의 배출타이밍을 CCD고체촬상소자(10)의 노광량에 대응시킨(자동노광제어)경우를 예시하고 있지만, 본 발명의 구동방법을 이용하여 가변속 전자셔터를 실현할 수가 있다.
이 경우에는 배출타이밍을 수동으로 설정하는 것에 의해 소정의 셔터속도의 안정화면을 얻을수 있다.
본 발명에 의하면, 채널영역에 잔류한 광전하를 구동전압을 올리지 않고, 또는 오버 플로우 드레인에 배출시키는 것이 가능하기 때문에 광전하를 효율좋게 배출시킬수 있어, 노광기간의 신축제어를 용이하게 실현할 수 있다.
또, 구동전압을 낮게 할수 있기 구동클록을 발생하는 회로를 용이하게 구성할 수가 있어 비용의 절감화를 실현할 수가 있다.

Claims (4)

  1. 한 도전형 반도체기판(1)의 한 주면에 역도전형의 확산영역(4)가 설치됨과 동시에 이 확산영역(4)내에 광전변환에 의해 발생하는 광전하(e)를 축적 전송하는 복수의 확산영역(4)가 채널스톱영역(3)으로 서로 분리되어 배열형성되고, 상기 확산영역중의 과다한 광전하(e)를 상기 반도체기판(1)에 받아들이는 CCD고체촬상소자의 구동방법에 있어서, 상기 확산영역(4)와 상기 반도체기판(1)의 사이에 전위장벽을 형성할수 있는 상기 반도체기판(1)의 전위에 대하여, 상기 반도체기판(1)을 고전위로하여 상기 전위장벽을 소멸시킴과 동시에, 상기 확산영역(4)상에 설치되어진 전송전극(5a)(5b)를 펄스구동하는 것으로 상기 확산영역(4)중의 광전하(e)를 전송구동하여, 상기 광전하(e)를 상기 확산영역(4)에서 상기 반도체기판(1)측으로 배출시키는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 구동방법.
  2. 광전변환에 의해 발생하는 광전하(e)를 축적전송하는 복수의 채널영역(24)가 채널스톱영역(22)으로 서로 분리되어 배열형성되고, 상기 채널스톱영역(22)내에 설치되어진 오버 플로우 드레인(23)에 상기 채널영역(24)중의 과다한 광전하를 받아들이는 CCD고체촬상소자의 구동방법에 있어서, 상기 채널영역(24)와 상기 오버 플로우 드레인(23)의 사이에 전위장벽을 형성할수 있는 상기 오버 플로우 드레인(23)의 전위에 대하여, 상기 오버 플로우 드레인(23)을 고전위로하여 상기 전위장벽을 소멸시킴과 동시에, 상기 채널영역(24)상에 설치되어진 전송전극(25)(26)을 펄스 구동하는 것으로 상기 채널영역(24)중의 광전하를 전송구동하여, 상기 광전하를 상기 채널영역(24)에서 상기 오버 플로우 드레인(23)으로 배출시키는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 구동방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고체촬상소자의 구동방법에 있어서, 수평 및 수직방향으로 주사되는 상기 고체촬상소자의 수직주사기간중, 제 1 기간에 상기 확산영역(4)중의 광전하를 상기 반도체기판(1)로 배출시킨후에, 남은 제 2 기간에 상기 확산영역(4)에 광전하를 축적하고, 상기 제 2 의 기간에 얻은 광전하를 한 화면의 영상정보로서 출력하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 구동방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 고체촬상소자의 구동방법에 있어서, 수평 및 수직방향으로 주사되는 상기 고체촬상소자의 수직주사기간중, 제 1 기간에 상기 채널영역(24)중의 광전하를 상기 오버 플로우 드레인(23)으로 배출시킨후에, 남은 제 2 기간에 상기 채널영역(24)에 광전하를 축적하고, 상기 제 2 의 기간에 얻은 광전하를 한 화면의 영상정보로서 출력하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 구동방법.
KR1019900008215A 1989-06-20 1990-06-01 고체촬상소자의 구동방법 KR100276971B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1-157369 1989-06-20
JP1157369A JPH0777434B2 (ja) 1989-06-20 1989-06-20 固体撮像素子の駆動方法
JP1-183976 1989-07-17
JP1183976A JPH0777436B2 (ja) 1989-07-17 1989-07-17 固体撮像素子の駆動方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR910002243A KR910002243A (ko) 1991-01-31
KR100276971B1 true KR100276971B1 (ko) 2001-01-15

Family

ID=26484847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019900008215A KR100276971B1 (ko) 1989-06-20 1990-06-01 고체촬상소자의 구동방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5057926A (ko)
EP (1) EP0403939B1 (ko)
KR (1) KR100276971B1 (ko)
DE (1) DE69025651T2 (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04119776A (ja) * 1990-09-11 1992-04-21 Sony Corp 固体撮像装置
JP2662455B2 (ja) * 1990-09-13 1997-10-15 シャープ株式会社 固体撮像装置
JPH04335573A (ja) * 1991-05-10 1992-11-24 Sony Corp Ｃｃｄ固体撮像素子
US5233428A (en) * 1991-11-05 1993-08-03 Loral Fairchild Systems Electronic exposure control system for a solid state imager
JP2888719B2 (ja) * 1993-02-15 1999-05-10 株式会社東芝 固体撮像装置の駆動方法
US5982422A (en) * 1993-06-22 1999-11-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Accelerated imaging technique using platinum silicide camera
JP3251104B2 (ja) * 1993-07-08 2002-01-28 ソニー株式会社 固体撮像装置
US5515103A (en) * 1993-09-30 1996-05-07 Sanyo Electric Co. Image signal processing apparatus integrated on single semiconductor substrate
US5978024A (en) * 1994-04-15 1999-11-02 Lg Semicon Co., Ltd. Auto variable anti-blooming bias control circuit and method
JP3213529B2 (ja) * 1995-11-30 2001-10-02 三洋電機株式会社 撮像装置
JP2845216B2 (ja) * 1996-09-27 1999-01-13 日本電気株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
JP3370249B2 (ja) * 1996-12-27 2003-01-27 松下電器産業株式会社 固体撮像装置とその駆動方法および製造方法
KR100239409B1 (ko) * 1997-01-25 2000-01-15 김영환 고체 촬상 소자
JP2000092395A (ja) * 1998-09-11 2000-03-31 Nec Corp 固体撮像装置およびその駆動方法
JP2001156284A (ja) * 1999-11-25 2001-06-08 Sanyo Electric Co Ltd 固体撮像素子及びその製造方法
JP4289872B2 (ja) * 2002-11-15 2009-07-01 三洋電機株式会社 固体撮像素子及びその駆動方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4679212A (en) * 1984-07-31 1987-07-07 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for using surface trap recombination in solid state imaging devices
JP2525781B2 (ja) * 1986-09-11 1996-08-21 株式会社東芝 固体撮像装置の駆動方法
US4875100A (en) * 1986-10-23 1989-10-17 Sony Corporation Electronic shutter for a CCD image sensor
GB2196811B (en) * 1986-10-25 1990-05-09 English Electric Valve Co Ltd Image sensors
JPH07118788B2 (ja) * 1986-10-28 1995-12-18 株式会社東芝 電子スチルカメラ
US4912560A (en) * 1988-01-29 1990-03-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid state image sensing device
FR2627314B1 (fr) * 1988-02-12 1990-06-08 Thomson Csf Dispositif de lecture de charges pour photosenseur lineaire, avec dispositif d'antieblouissement a structure en ligne

Also Published As

Publication number Publication date
EP0403939B1 (en) 1996-03-06
KR910002243A (ko) 1991-01-31
EP0403939A3 (en) 1992-08-12
US5057926A (en) 1991-10-15
DE69025651T2 (de) 1996-08-14
EP0403939A2 (en) 1990-12-27
DE69025651D1 (de) 1996-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100276971B1 (ko) 고체촬상소자의 구동방법
US4322753A (en) Smear and/or blooming in a solid state charge transfer image pickup device
JPS5819080A (ja) 固体撮像素子
US5051798A (en) Solid state image sensing device having an overflow drain structure
JPH10243296A (ja) 撮像装置、および撮像装置の駆動方法
KR960004467B1 (ko) 고체촬상장치
JPH05137072A (ja) 固体撮像装置
US5757427A (en) Image pick-up apparatus having a charge coupled device with multiple electrodes, a buffer layer located below some of the electrodes
US7365786B2 (en) Solid state image sensing apparatus with enhanced sensitivity realized by improving linear characteristic of photodiode and its driving method
EP0399551B1 (en) Method of Driving a CCD Imager of Frame Interline Transfer Type
JP2914496B2 (ja) 固体撮像素子
US4914493A (en) CCD (charge coupled device) solid-state image pickup element
JP3317248B2 (ja) 固体撮像装置
KR100365251B1 (ko) 고체촬상소자의구동방법
JPH0446504B2 (ko)
JPH09139486A (ja) 固体撮像素子及び固体撮像素子の駆動方法
JP2778673B2 (ja) 固体撮像素子の駆動方法
JP4001904B2 (ja) 固体撮像装置の駆動方法
Yamada et al. A 1/2-in 1.3 M-pixel progressive-scan IT-CCD for digital still camera applications
JPH0777436B2 (ja) 固体撮像素子の駆動方法
JPH0322768A (ja) 固体撮像素子の駆動方法
JPH08279608A (ja) 電荷転送素子及び電荷転送素子の駆動方法
JP4001841B2 (ja) 固体撮像装置の駆動方法
JPH04274367A (ja) 固体撮像装置
KR19980039142A (ko) 고체 촬상 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J2X1 Appeal (before the patent court)

Free format text: APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL

B601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial
J2XC Appeal (before the supreme court) - copy of complaint

Free format text: APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL

J302 Written judgement (patent court)

Free format text: JUDGMENT (PATENT COURT) FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 19981114

Effective date: 20000421

J221 Remand (intellectual property tribunal)

Free format text: REMAND (INTELLECTUAL PROPERTY TRIBUNAL) FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL

J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20000601

Effective date: 20000728

S901 Examination by remand of revocation
GRNO Decision to grant (after opposition)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120924

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130924

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140923

Year of fee payment: 15

EXPY Expiration of term