JPH02105398A

JPH02105398A - 駆動シフトレジスタ

Info

Publication number: JPH02105398A
Application number: JP1218740A
Authority: JP
Inventors: Jacobus Gerardus Cornel Bakker; ヤコブス　ヘラルダス　コルネリウス　バッカー; Leonard Jan Maria Esser; レオナルド　ヤン　マリア　エセル
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1989-08-28
Publication date: 1990-04-17
Also published as: EP0358260A1

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、センサ素子により感知された情報を情報蓄積
期間内に電荷パケットに変換し、蓄積期間後にこれら電
荷パケットを駆動シフトレジスタの制御の下で、センサ
素子の間でセンサ制御電極の下側のセンサ内をシフトさ
せることができる固体イメージセンサ用の駆動シフトレ
ジスタであって、クロックパルスでスインチし得る切換
回路を有するレジスタ素子を具え、供給電圧源に接続さ
れた電圧導線を前記切換回路を介してセンサ制御電極に
ｎ−相駆動式に接続し得るようにした駆動シフトレジス
タに関するものである。

（従来の技術）斯かる駆動シフトレジスタは「フィリップステクニカル
　レビューＪ　ｎｏ、　１／２．１９８６年、第１〜８
頁の論文「ザ　アコーデオン　イメージヤ、ニュー　ソ
リッドステート　イメージセンサ」に開示されている。

行列配置のセンサ素子を有するイメージセンサはフレー
ム転送センサと一般に称されているセンサとして設計さ
れ、列方向の情報転送はアコーデオン原理に従って行わ
れている。

この原理は、フレーム情報転送期間中に情報の局部的シ
フトを拡開（オープニング）、シフト及び開開（クロー
ジング）フェーズを用いて行い、拡開フェーズはセンサ
素子エリアを列方向に局部的に増大させ、シフトフェー
ズはパ増大した″“センサ素子エリアを列方向にシフト
させるだけであり、開開フェーズは（増大した）センサ
素子エリアを適切な位置で列方向にシフトさせると共に
局部的に減少させるものである。各レジスタ素子内の切
換回路には３個のＭＯＳ　　ｌ−ランジスタが設けられ
る。

１つのｎチャンネルＭＯＳ　　Ｉ−ランジスタはスイッ
チとして動作し、そのソース電極は前段のレジスタ素子
に結合され、ドレイン電極は他のｐチャンネルＭＯ３）
ランジスタ及びＮチャンネルＭＯ３）ランジスタのゲー
ト電極に接続される。このｐチャンネルＭＯＳトランジ
スタ及びＮチャンネルＭＯ３ｌ−ランジスタのソース電
極は高及び低直流供給電圧にそれぞれ接続されると共に
それらの相互接続ドレイン電極はセンサ駆動電極及び次
段のレジスタ素子に接続される。これに関してはアコー
デオン原理のシフトフェーズ中に４相駆動が記載されて
いる。クロックパルス及び前段のレジスタ素子からの電
圧に応じて、高又は低直流供給電圧がセンサ駆動電極に
印加される。テレビジョン画像に対するインクレースは
電荷パケットを一方のフレームにおいては所定のバイア
スしたセンサ電極の下に形成すると共に他方のフレーム
においては他のバイアスしたセンサ電極の下に形成する
ことにより得ることができることが記載されている。

前記論文は一般に“信号スミア゛と称されている問題に
ついて論じていない。この問題は情報のシフト中もセン
サ素子において連続的に情報蓄積が行われることにより
生ずる。この信号スミアは２つの成分、即ち蓄積前のス
ミア成分と蓄積後のスミア成分とから成る。蓄積前のス
ミア成分は全てのセンサ素子からの情報がシフトされた
後にセンサ素子に存在するものである。斯かる後に、情
報蓄積期間中に感知すべきイメージ情報が電荷パゲット
に変換される。その後、次の情報転送期間において得ら
れた電荷パケットがセンサ素子を経て転送されると共に
連続的な情報蓄積により蓄積後のスミア成分が形成され
る。

信号スミアの補償については、有効情報転送期間の開始
前にセンサ素子をリセットすることにより蓄積前のスミ
ア成分を除去すること自体は知られている。蓄積後のス
ミア成分は信号減算処理により補償することができる。

この減算処理においては情報＋蓄積後のスミア成分を含
む第１電荷パケツトを蓄積後のスミア成分のみを次の第
２電荷パケツトだけ減少させる。この目的のために、１
つのセンサ素子から到来する第１電荷パケツトの最初の
シフトに続いて第２電荷パケツトをこのとき空になった
センサ素子からシフトさせる。

（発明が解決しようとする課題）本発明の目的は信号スミアの補償を簡単に実行すること
ができ、且つルジスタ素子当りの回路素子が最少である
コンパクトな構造の駆動シフトレジスタを提供すること
にある。

（課題を解決するための手段）この目的のために、本発明は上述した種類の駆動シフト
レジスタにおいて、前記電圧導線を各々１本（ｎ＞１）
の導線を有する第１及び第２のグループにし、センサ制
御電極がｎ個の電極づつグループに配置されたｎ−相駆
動に対し各電極グループの各電極を関連するレジスタ素
子の切換回路を介して第１および第２グループの関連す
る電圧導線に別々に接続し得るようにすると共に、前記
電圧導線を各導線ごとに少なくとも２つの電圧値間で切
換え得る供給電圧源に別々に結合させたことを特徴とす
る。

本発明によれば、クロックパルスによる論理制御と、種
々の切換供給電圧のセンサ制御電極への直流電圧供給と
を実現するコンパクトな組合せの駆動シフトレジスタが
得られ、各導線ごとの供給電圧の切換処理により蓄積後
のスミア成分と関連する電荷パケットを得ると共に蓄積
前のスミア成分を逆方向シフトにより除去することがで
きる。

スミア補償は一例にすぎない。

上述のスミア補償自体は、１９８８年のＩＥＥＥ　　コ
ンシューマ　エレクトロニクス国際会議において発表さ
れた論文であって、「ダイジェスト　オブテクニカル　
ベイパースＩＣＣＥ　Ｊ　６月８−１０日、第１０〜１
１頁の「ア　スミアフリー　アコーデオンＣＣＤイメー
ジヤ」から既知である。情報転送及び信号スミア補償の
詳細な説明はこれを参照されたい。この論文はフレーム
転送メモリへの使用だけでなくインクラインセンサへの
使用についても記載している。

前記切換回路がクロックパルス制御トランジスタとこの
トランジスタを介して駆動される２個のｌ・ランジスク
を具え、切換回路内の前記２個のトランジスタが関連す
るセンサ制御電極と、関連する電圧導線との間に配置さ
れている本発明駆動シフトレジスタの一実施例において
は、前記２個のトランジスタに制御しきい値電圧が存在
するとき、第１グループの電圧導線及び第２グループの
電圧導線が制御しきい値電圧より高い電圧差を有する切
換直流供給電圧を搬送するようにしたことを特徴とする
。

本発明のこれらの特徴及び他の特徴については以下に図
面を参照して実施例につき一層詳細に説明する。

（実施例）図面につき本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。

第１図において、Ｅ４’　、　Ｅｌ、　Ｅ２．　Ｅ３．
　Ｅ４は固体イメージセンサＦＴのいくつかのセンサ制
御電極を示しく他の部分は示してない）、最後の４つの
電極（Ｅｌ、　Ｅ２．　Ｅ３．　Ｅ４）は１つのグルー
プを構成する。センサＦＴは一例としてフレーム転送セ
ンサとして説明するが、他の例ではインクラインセンサ
を用いることもできる。センサは１行又は複数行のセン
サ素子を有する行センサ又は行列配置のセンサ素子を有
する２次元センサとすることができる。第１図において
、２方向矢印ＲＤは二次元センサのセンサ素子の行方向
を示し、一方向矢印ＣＤは情報のシフトが生ずる列方向
を示す。センサＦＴは情報シフトの前に、情報蓄積期間
においてセンサにより感知された例えば光線の形態の情
報を局部的に電荷パケットに変換する。蓄積期間後の情
報転送期間において、これら電荷パケットはセンサ制御
電極Ｅにより、もっと詳しく言うとＳＲで示す駆動シフ
トレジスタの制御の下で、センサ素子を経てセンサＦＴ
内をシフトされる。図にはシフトレジスタＳＲの５個の
レジスタ素子ＳＲＩ、　ＳＲ２，５Ｉ１３゜ＳＲ４及び
ＳＲＩ”を詳細に示してあり、これらはｎチャンネル型
ＭＯＳトランジスタＴ１〜Ｔ４及びＴｌ″。

Ｔ９〜ＴＩ２及びＴ９“とｐチャンネル型ＭＯ５）ラン
ジスタＴ５〜Ｔ８及びＴ５″とで構成される。図示のＭ
ＯＳトランジスタを用いる代わりにバイポーラトランジ
スタを用いることもできる。−例として説明するこのレ
ジスタ素子ＳＲＩではトランジスタＴ１のソース電極は
この素子の前段のレジスタ素子に接続され、その接続点
をＰ４ｂ’で示しである。トランジスタＴＩのドレイン
電極はドレイン電極が相互接続されたトランジスタＴ５
及びＴ９の相互接続ゲート又は制御電極に接続する。Ｐ
ｌａ及びＰｌｂはゲート電極の相互接続点及びドレイン
電極の相互接続点＝９をそれぞれ示している。レジスタ素子Ｓｌ？１の点Ｐ１
ｂは前段のレジスタ素子の点Ｐ４ｂ　’に対応する。

レジスタ素子ＳＲ２，ＳＲ３，ＳＲ４及びＳＲＩ“は３
個のトランジスタ（Ｔ２．　Ｔ６．　Ｔｌ０）　、（Ｔ
３．　Ｔ７．　Ｔｌ１）、（Ｔ４．Ｔ８．　Ｔ１２）及
び（Ｔｌ″、　Ｔ５“、　Ｔ９“）で同様に構成され、
同様に接続点Ｐ２ａ及びＰ２ｂ　、　Ｐ３ａ及びＰ３ｂ
、　Ｐ４ａ及びＰ４ｂ、及びＰｌａ“及びＰｌｂ’を含
んでいる。接続点Ｐ４ｂ’　、　Ｐｌｂ、　Ｐ２ｂ、　
Ｐ３ｂ及びＰ４ｂはそれぞれの電極Ｅ４’　、　Ｅｌ、
　Ｅ２．　Ｅ３及びＥ４に接続する。

トランジスタＴＩ、　Ｔ２．　Ｔ３及びＴ４のゲート電
極を１つのグループとして、クロックパルス源ｃｃに接
続されたクロックパルス導線Ｑｌ、　Ｑ２．　Ｑ３及び
Ｑ４にそれぞれ接続する。クロックパルスは高電圧レベ
ルＨ又は低電圧レヘルＬを有し、これをＨ／Ｌで示して
いる。

トランジスタＴ５．　Ｔ６．　Ｔ７及びＴ８のソース電
極を１つのグループとして、供給電圧源Ｈνに接続され
た電圧導線ＶｈＬ　Ｖｈ２．　Ｖｈ３及びＶｈ４　ニ接
続する。

この４つの電圧導線ｖｈは各々２■とＩＯＶとの間で切
換わり得る電圧（２Ｖ／１０ｙで示しである）を供給す
る第１グループの電圧導線（Ｖｈ）を構成する。

同様に、トランジスタＴ９．　ＴＩＯ，Ｔｌｌ及びＴＩ
２のソース電極を供給電圧源Ｌνに接続された第２グル
ープの電圧導線Ｖｊ２１．　Ｖｆ２．　ｌ！３及びＶ／
！４に接続し、これら導線は０■と８■との間で切換わ
り得る電圧（ＯＶ／８　Ｖ）を供給する。電圧２Ｖ／１
０Ｖ及びＯＶ／８　Ｖ及びクロックパルスＱ（Ｈ／Ｌ）
はタイミング信号発生器ＴＧの制御の下でそれぞれの発
生源ＨＶ、　ＬＶ及びＣＣにより発生される（本例では
例えばＨ＝１２Ｖ及びＬ−−２Ｖである）。

タイミング発生器ＴＧはこれらの電圧源からマツチング
電圧パターンを発生させる。上述したように、シフトレ
ジスタＳＲは切換可能供給電圧源（ＩＩＶ、　ＬＶＴＧ
）　とクロックパルス源（ＣＣ，ＴＧ）とで駆動される
。

工つの電極グループ（Ｅｌ、　Ｅ２．　Ｅ３．　Ｅ４）
に接続されたレジスタ素子のグループ（ＳＲＩ、　ＳＲ
２，５１１３゜５Ｒ４）を構成すルレジスタ素子ＳＲＩ
、　ＳＲ２，ＳＲ３及びＳＲ４においては、接続点ｐｂ
がクロックパルス及びこのとき接続点Ｐａに存在する電
圧の制御の下で電圧導線ｖｈ又はｖＩ！、の１つに接続
されるため、各レジスタ素子は切換回路（ＴＩ、　Ｔ５
．　Ｔ９）　、（Ｔ２．　Ｔ６ＴＩＯ）、（Ｔ３．　Ｔ
７．　Ｔｌ１）及び（Ｔ４．Ｔ８．　Ｔｌ２）を含んで
いる。各グループは電極Ｅの（ｎ＝４）−相駆動と関連
する。前のグループには（′）記号を、後のグループに
はげ）記号をつけである。

第２図は第１図の電圧導線上の切換可能供給電圧の使用
法を図解した２つの図を示す。ＦＴＩ及びＦＴ２はセン
サＦＴによるインクレース画像信号の発生と関連する図
を示す。第２図にＩｎｔで示す情報蓄積期間中は電圧ｖ
ｈが全てＩＯＶに等しく、電圧ｖＩ！、が全て０■に等
しくされる。ＦＴＩでは例えば各別の電極Ｅｌ、　Ｅ３
及びＥ２．　Ｂ４がそれぞれ電圧ｖｈ−１０Ｖ及びｖｐ
＝ｏｖに接続されるが、ＦＴ２では各別の電極Ｅ２．８
４及びＥｌ、　Ｅ３がそれぞれ電圧ＶＺ−１０Ｖ及びｖ
ｐ＝ｏｖに接続される。第３および第４図は時間もの関
数として示す供給電圧パターンを示す。第１図に従って
、電圧Ｖｈ　＝　１０　Ｖを供給する電圧導線ｖｈはト
ランジスタＴ５〜Ｔ８の１つを経て電極Ｅに接続される
と共に、電圧ｖｐ＝ｏｖを供給する電圧導線ｖＩ！、は
トランジスタＴ９〜ＴＩ２の１つを経て電極已に接続さ
れる。

フレーム転送は拡開及びシフトフェーズと開開フェーズ
を有するアコーデオン原理に従って行われるものとする
。第２図にはこれらのフェーズ及びそれらの持続時間を
それぞれＯ，ＳＴ及びＣＴで示しである。更にＰｈ＝１
．２．３又は４は各々の電圧パターンにおける電圧ｖｈ
及びＶ！の位相を示し、この点については第３および第
４図につき後で説明する。第２図は、ＦＴＩにおいては
、電圧νｈ１は期間（Ｉｎｔ＋Ｏ，ＳＴ）中１０Ｖの一
定電圧を有し、期間ＣＴ中切換電圧２Ｖ／ＩＯＶを有す
るが、電圧ｖｐｌは期間Ｉｎｔ中ＯＶ一定であり、期間
０．ＳＴ中にＯＶ／８　Ｖ間で切換わり、期間ＣＴ中再
びＯｖ一定になることを示している。ＥＴ２においては
、期間０、ＳＴ及びＣＴとの間でＶｈｌ及びＶｊＨの一
定電圧及び切換電圧が入れ換わる。他の電圧ｖｈ及びｖ
ｌに対しても同様に入れ換わる。

第３図はインクレース画像の第１フレームと関連する電
圧パターンを示す。ＦＴＩで示すフレーム転送において
第１図の列方向ＣＤも示しである。クロックパルスＱｌ
、　Ｑ２．　Ｑ３及び０４は図に示すように高値Ｈ及び
低値りを有し、Ｘは高値Ｈでも低価りでもよく、第１図
のシフトレジスタＳＲの制御に何の影響も与えないこと
を示す。ＨもＬもＸも示していない場合には低値が存在
する。値■１又はＬが存在するとき被動トランジスタＴ
Ｌ、　Ｔ２．　Ｔ３又はＴ４が導通又は非導通になる。

第１図に示す接続点Ｐｌａ。

Ｐ２ａ、　Ｐ３ａ及びＰ４ａに生ずる同一の符号で示す
電圧は値ＯＶ及びＩＯＶを有し、電圧Ｐｌａには値２■
も発生する。接続点Ｐｌｂ、　Ｐ２ｂ、　Ｐ３ｂ及びＰ
４ｂの電圧はＯＶ（又は２Ｖ）及びＩＯＶに等しい電圧
Ｐａと関連してそれぞれ反転電圧１０Ｖ又は８■及び０
■又は２■になる。電荷パケットが電極Ｅｌ、　８２．
　Ｅ３及びＥ４の下をどのようにシフトされるかを説明
するために、電圧Ｐ４ｂ’　、　　Ｐｌｂ“及びＰ２ｂ
　”も示しである。アコーデオンフェーズ期間中の各瞬
時を１゜２．３，４．・・・・・・１１．１２及び１’
、２’、３’・・・・・・７′で示しである。更に、瞬
時１．　２．　３４．５を有する期間ＬＳも示してあり
、この期間においては後述する論理シフトＬＳが電圧Ｐ
ａで存在して開開アコーデオンフェーズＣＴが準備され
る。

第３図に示すように、蓄積期間Ｉｎｔ中に情報の蓄積が
ＩＯＶを有する電極Ｅ１及びＥ３の下部に位置するセン
サ素子において行われ、電極Ｅ２及びＥ４のＯＶにより
センサにバリヤが発生される。電極ＥＩＥ２．　Ｅ３及
びＥ４の電圧パターン１０　０　１０　０は電圧Ｐｌｂ
、　Ｐ２ｂ、　Ｐ３ｂ及びＰ４ｂにより発生され、第１
図のトランジスタＴ５．　ＴＩＯ，Ｔ７及びＴ１２が導
通し、トランジスタＴ９．　Ｔ６．　Ｔｌｌ及びＴ８が
非導通になる。

電圧Ｐｌａ、　Ｐ２ａ、　Ｐ３ａ及びＰ４ａの反転電圧
パターン０　１０　０　１０が上記の電圧パターンと関
連し、この関係は電圧Ｐ４ｂ　’にも成立し、この電圧
は０■に等しい。Ｐｌａ　＝　Ｐ４ｂ’　＝　ＯＶ、　
Ｐ２ａ　＝　Ｐ１ｂ＝１０Ｖ、　Ｐ３ａ　＝　Ｐ２ｂ＝
　ＯＶ及びＰ４ａ＝　Ｐ３ｂ＝１０Ｖが成立するから、
トランジスタＴＩ、　Ｔ２．　Ｔ３及びＴ４は導通状態
でも非導通状態でもよく、これを第３図におけるクロッ
クパルスＱの位置にＸ印で示しである。

電極グループ（Ｅｌ、　Ｅ２．　Ｅ３．　Ｅ４）に対す
る期間０１ＳＴを有する拡開及びシフトアコーデオンフ
ェーズの開始前に、第３図に示すように電圧Ｐ４ｂ　’
はＰ４ｂ　’　＝１０Ｖになる。この電圧は、電極グル
ープ（１１４１，Ｅ２．　Ｅ３．　Ｅ４）について後述
するように、期間０、ＳＴに時間的に局部的に先行する
周期的現象と関連する。同一の周期的現象が期間０．Ｓ
Ｔにおいて瞬時１２に生じこの瞬時に電圧Ｐ４ｂが電圧
Ｐ４ｂ’＝１０ｖに対応するものとなる。

期間０．ＳＴの瞬時１において、クロックパルス０１−
Ｈが第１図のトランジスタＴ１のゲート電極に発生し、
このトランジスタが導通してＰｌａ　＝　Ｐ４ｂ’＝１
０Ｖになる。この結果、トランジスタＴ５がカットオフ
鞍、トランジスタＴ９が導通し始める。更に、瞬時１に
おいて電圧ＰｌｂはＰｌａの反転になり、従ってＰｌｂ
　＝■−ＯＶになる。従って、第３図に示すように、期
間０．ＳＴの瞬時１において電圧Ｐｌａが０■からＩＯ
Ｖに変化すると共に電極Ｅ１の電圧ＰｌｂがＩＯＶから
Ｏｖに変化する。第３図において後者のＩＯＶから０■
への電圧変化をアングラインを付けて強調しである。

期間０．ＳＴの瞬時２において、０２−Ｌになり、これ
によりトランジスタＴ２がカットオフされる。

これはＰ２ａ　−１０Ｖ及びＰ１ｂ＝ＯＶであるために
必要とされる。

瞬時３においてＰ３ａ　＝Ｐ２ｂ　＝　ＯＶが成り立つ
ために、トランジスタＴ３は導通でも非導通でもよく、
Ｑ３＝ｘになる。次の瞬時４及び５において、Ｐ４ａ＝
Ｐ３ｂ　＝１０Ｖ及びＰｌａ　＝　Ｐ４ｂ’−１０Ｖ及
びＰｌａ“＝Ｐ４ｂ＝ＯＶであるため口４−χ及びＱ１
＝ｘになる。

期間０．ＳＴの瞬時６において、クロックパルス０２＝
Ｈが存在し、これによりトランジスタＴ２が導通され、
Ｐ２ａ　＝Ｐ１ｂ　＝　ＯＶ及びＰ２ｂ　＝　Ｐ２ａ　
＝　ＩＱ　Ｖになる。電極Ｅ２の電圧Ｐ２ｂに電圧変化
ＯＶ／ＩＯＶが生じ、これをアングラインで強調しであ
る。

期間０．ＳＴの瞬時７において、クロックパルスＱ３＝
Ｈが発生し、これによりトランジスタＴ３が導通し、Ｐ
３ａ　＝Ｐ２ｂ　＝１０Ｖ及びＰ３ｂ　＝Ｐ３ａ　＝　
ＯＶになる。電圧Ｐ３ｂはアングラインをつけた電圧変
化１０Ｖ１０Ｖを示す。電極Ｅ３に対する瞬時７は電極
Ｅｌｔｌ対する瞬時１に対応する。この場合、ＨＬｘｘ
ｘＨのシーケンスを有する６個のクロックパルスが発生
する。

期ｎｘ”ｔｏ、ＳＴの瞬時７〜１２において次の周期の
６個のクロックパルスＨＬｘｘｘＨが発生する。瞬時１
２において電極Ｅ４にアングラインをつけた電圧変化Ｏ
Ｖ／ＩＯＶが発生する。

瞬時１２において、電極グループ（Ｅｌ、　Ｂ２．　Ｅ
３Ｅ４）における拡開アコーデオンフェーズが終了する
。このフェーズのセンサ素子エリアの増大を単一の１０
を囲む矩形及び２つの１０を囲む矩形により図解してあ
り、この増大後に８，１ｏを囲む矩形及び１０，８を囲
む矩形によりスルーシフトが生ずることを示しである。

第３図には次の周期の６個のクロックパルスに１つのパ
ルスを加えた７個のクロックパルスと関連する後続の瞬
時１’、２’。

・・・・・・７′を示してあり、これらの瞬時における
電圧Ｐｌｂ“の電圧変化は電圧Ｐｌｂの変化に一致する
。

瞬時１′からスルーシフト動作のみが電極グループ（Ｅ
ｌ、　Ｂ２．Ｂ３．　［！４）の下で生じると共に、次
の電極グループにおいて拡大アコーデオンフェーズが続
けられ、瞬時１′において電圧Ｐｌｂ’に１０■１０■
変化が与えられると共に瞬時６′において電圧Ｐ２ｂ　
″に電圧変化ＯＶ／ＩＯＶが与えられる。

単一の１０を囲む矩形はＩＯＶにバイアスされたセンサ
電極の下に発生された電荷パケットと関連する。斯かる
情報電荷パケットは、例えばセンサＦＴ上に入射する光
の白ピークに対しては所定のクロックパルス及び供給電
圧において５〜６Ｖの振幅の電圧に対応する。第３図に
は８■を囲む破線の矩形が期間０．ＳＴの特に瞬時９に
示されている。

瞬時７の前に、電極Ｅ３の下側のセンサ素子が情報電荷
パケットをシフトし終り、斯かる後に瞬時１０において
このとき“空″であるこのセンサ素子からの第２のシフ
トが生ずる。これがため、瞬時６までに電極Ｅ３の下に
発生した電荷パケットのスルーシフトに続いて″空′”
電荷パケットのスルーシフトが生じ、このパケットはこ
のシフト中に蓄積後のスミア成分を捕集する。この空電
前パケットが後続するシフトを第３図には期間０．ＳＴ
の瞬時４′における電圧パターンで示しである。

期間０．ＳＴ中において、考慮中の蓄積センサ部分から
全ての電荷パケットがこのセンサ部分の出力レジスタに
又はセンサＦＴのメモリ部分に転送されるまで電荷パケ
ットの連続シフトが行われる。

この動作は期間ＬＳ前に生じ、この期間の開始瞬時１の
直前の電圧Ｐａ、　ｐｂ′、　ｐｂ及びｐｂ＃の電圧パ
ターンは第３図に示す通りである。

期間ＬＳの瞬時１においては旧＝Ｈであり、第１図のト
ランジスタＴ１がＳ通し、Ｐｌａ　＝　Ｐ４ｂ’　＝２
Ｖになる。トランジスタＴ５は非導通であり、且つＶｈ
ｌ　＝１０Ｖテあるから、Ｐｌｂ　＝１０Ｖニなる。こ
れにより電極Ｅ１にアングラインを付した電圧切換８Ｖ
　／１０　Ｖが生じる。瞬時２においては０２−Ｈにな
り、これによりトランジスタＴ２が導通し、Ｐ２ａ　＝
Ｐｌｂ　＝１０Ｖになる。トランジスタＴＩＯは非導通
であり且ツｖｊ２２　＝ＯＶテあるから、Ｐ２ｂ＝ＯＶ
になる。この電圧切換１０Ｖ１０Ｖをアングラインを付
して強調しである。

第３図には、期間ＬＳの瞬時３及び４における電圧切換
もアングラインを付して示しである。期間ＬＳの瞬時５
においてはＱ１＝Ｈ及びトランジスタＴ１の導通の結果
としてＰｌａ　＝　Ｐ４ｂ’　−ＯＶになる。

期間ＬＳ中に得られる電圧切換は、期間ＣＴ中のシフト
の準備として、電圧Ｐｌａ、　Ｐ２ａ、　Ｐ３ａ及びＰ
４ａの電圧パターン１０　０　１０　０を０　１０　０
　１０に変換するために行われる。従って期間ＬＳ中は
電圧Ｐａの論理シフトが行われる。

第３図には開開アコーデオンフェーズＣＴと関連する電
圧パターンを期間ＣＴに示しである。上述の６個のクロ
ックパルスのグループにおいてクロックパルスが［１１
，ｆ１４．　Ｇ３．　Ｇ２．　Ｑｌ、　Ｇ４の順にＨｘ
ｘＨｘｘＯ値で発生する。期間ＣＴに対してはＰ４ｂ　
’＝１０■、Ｐｌｂ　＝１０Ｖ、　Ｐ２ｂ　＝　８　Ｖ
の電圧パターンから出発しくこのパターンは位置シフト
後に期間ＣＴの瞬時１２におけるＰ４ｂ　＝１０Ｖ、　
　Ｐ４ｂ’　＝１０Ｖ、Ｐ２ｂ“−８ｖに周期的に対応
する）、瞬時１の０１＝ＨによりＰｌａ　＝　Ｐ４ｂ’
　−１０Ｖ及びＰｌｂ　＝Ｐ１ａ　＝０■になる。この
結果、電極ＥｌにおいてＩＯＶからＯｖのアンダーライ
ンの電圧切換が生ずる。

期間ＣＴの瞬時２においてはＰ４ａ　＝Ｐ３ｂ　＝１０
Ｖになるため、第１図のトランジスタＴ４は導通でも非
導通でもよ＜、Ｑ４＝ｘになる。同じことが瞬時３につ
いて言え、０３−ｘ及びＰ３ａ　＝Ｐ２ｂ　＝　ＯＶに
なる。

期間ＣＴの瞬時４においてはＱ２＝ＨでトランジスタＴ
２が導通し、Ｐ２ａ　＝Ｐ１ｂ　＝　ＯＶ及びＰ２ｂ　
＝Ｐ２ａ−１０Ｖになる。この結果、電極Ｅ２にアンダ
ラインの電圧切換ＯＶ／ＩＯＶが生ずる。

期間ＣＴの瞬時７及び１０においてはそれぞれＱ３−Ｈ
及びＱ４＝Ｈの結果として電圧切換１０Ｖ１０Ｖ及びＱ
Ｖ／ＩＯＶが生ずる。瞬時１′は点Ｐｌｂ″における続
きの電圧変化を示す。

第３図は、瞬時４及び１０からそれぞれ電極Ｅ２及びＥ
４が情報蓄積のためにＩＯＶ電圧によりバイアスされる
ことを示しており、この状態は瞬時７及び１′から第４
図に示す期間Ｉｎｔ中の電圧パターンと関連する。第３
図において期間ＣＴ中の８．１０及び１０，８を囲む破
線の矩形は前記論文に記載されているセンサ基板への最
終放電による蓄積前のスミア成分の除去に対応する逆方
向シフトを図解している。期間ＣＴのそれぞれの瞬時４
，５．６及び１０、１Ｌ　１２において隣接する電極Ｅ
が情報蓄積用にバイアスされるが、これは全情報蓄積期
間と比較して短いために画像信号の発生に対し無視する
ことができる。この場合各センサ素子は時間的にシフト
された同一の情報蓄積期間を有する。

フレーム転送ＦＴＩにおける期間０．ＳＴ及びＣＴ中の
切換直流電圧の第２図に示す位相順序は第３図に示す電
圧パターンを参照して説明することができる。

期間０．ＳＴでは、瞬時ビ、２’、３’及び４′におい
て電極Ｅには次の電圧パターン、Ｅｌ−Ｏｏ　　８　　
Ｂ、Ｅ２＝２　１０１０１２．［！３＝８　８１００及
びＥ４＝１０１２　２　１０が供給され、ここで１は高
値から低値への電圧変化を示す。従って、この期間中で
は位相シーケンスＰｈ＝１．２．３及び４はＥｌ、　Ｅ
４．　Ｅ３及びＥ２と関連し、Ｅ１＝　Ｖｊ２１．Ｅ４
−Ｖｈ４．　Ｅ３　＝　Ｖｌ３及びＥ２＝Ｖｈ２になる
。

期間ＣＴ中では、開開アコーデオンフェーズの直前に、
電圧Ｐｌｂ″、　　Ｐ２ｂ″、　Ｐ３ｂ及びＰ４ｂから
電極Ｅに次の電圧パターン：Ｅ１＝　　２　２　１０　
１０゜Ｅ２＝８１０　０　８．Ｅ３＝１０　　ｔｏ（２
２及びＥ４＝ｏ　　ａ　　ａｌｏが存在し、ここで１は
高値から低値への電圧変化を示す。従ってこの期間中で
は位相シーケンスＰｈ＝１．２，３．４はＥＬ　Ｅ２．
　Ｅ３及びＥ４と関連し、Ｅ１＝Ｖｈｌ、　Ｅ２　＝　
Ｖｌ２．　Ｅ３　＝Ｖｈ３及びＥ４＝Ｖｊ２４になる。

第３図につき述べたことは第４図の電圧パターンにも適
合する。期間０．ＳＴ中、ＨＨＬｘｘｘの順序の６個の
クロックパルスのグループが存在する。期間０．ＳＴの
図示の瞬時９においては、Ｐｌａ＝Ｐ４ｂ’＝ＯＶであ
るため旧−りの代わりにＱｌ−Ｘが成立する。しかし、
Ｐｌａ“−１０■（第１図）に対しＰ４ｂ＝ＯＶになり
、トランジスタＴ１“を非導通状態にする必要があるた
めに０１＝Ｌが必要になる。

第２図のフレーム転送ＦＴ２における位相ｐｈは第４図
から、第３図につき述べたと同様にして導くことができ
る。期間０．ＳＴ：Ｅ１＝１０　１０１２　２゜Ｅ２＝
８＋０　０　　ｓ、Ｅ３＝１２２　１０　１０及びＥ４
＝０　８　８１０、位相シーケンスＰｈ＝１．２゜３．
４はＥ３．　Ｅ２．　Ｅｌ及び［！４と関連し、Ｅ３＝
Ｖｈ３゜Ｅ２＝　Ｖｉ！、２．　Ｅｌ　＝Ｖｈｌ及びＥ
４＝　Ｖｌ　である。期間ＣＴ：Ｅ１＝８　　ａ　　Ｏ
Ｏ，Ｅ２＝２　１０　１０１２ｇ３＝ｌｏ　　ｏ　　ｓ
　　ｓ及びＥ４＝１０１２　２　１０、位相シーケンス
Ｐｈ＝１．２，３．４はＥ３．　Ｅ４．　ｆｉｌ及びＥ
２と関連し、Ｅ３＝νｌ、　Ｅ４　＝Ｖｈ４．　Ｅ１＝
　ＶＩ！、３及びＥ２−νｈ２である。

第１図の駆動シフトレジスタＳＲは、第３図のクロック
パルス群ＨＬｘｘｘＨ及びＨｘｘＨｘｘ及び第４図のク
ロックパルス群ＨＨＬｘｘｘ及びＨｘｘＨｘｘＨにより
実現される論理制御と、種々の切換供給電圧２Ｖ／ＩＯ
Ｖ及びＯＶ／８　Ｖのセンサ制御電極Ｅへの直流電圧供
給とをコンパクトに組合せたものである。このシフトレ
ジスタでは導線ｖｈ及びｖｌごとの供給電圧の切換えに
よって蓄積後のスミアと関連する電荷パケット（実線の
矩形）が得られると共に蓄積前のスミア成分（破線の矩
形）を逆方向にシフトさせセンサ基板に最終的に放電さ
せることにより除去することもできる。

２Ｖ／ＩＯＶ及びＯＶ／８　Ｖの選択は以下の考察に基
づいている。第３及び第４図に示すように、接続点Ｐａ
は期間ＬＳ中のＰ１ａ＝２Ｖを除いてＩＯＶ又はＯｖを
搬送する。Ｐａ　＝　１０　Ｖの場合には下側のトラン
ジスタ（Ｔ９．　ＴＩＯ，ＴｌｌまたはＴ１２）が導通
し、Ｐａ＝ＯＶに対しては上側のトランジスタ（Ｔ５．
７６Ｔ７又はＴ８）が導通する。ｖｚ＝ａｖに対して、
下側トランジスタＴはゲート電極がＰａ　＝　１０　Ｖ
及びソース電極が８■で導通することができ、Ｖｈ＝２
Ｖに対して上側トランジスタＴはゲート電極がＰａ＝Ｏ
■及びソース電極が２■で導通することができる。この
電圧差によって、ゲート電極とソース電極との間の制御
しきい値電圧が例えばＩＶに等しければ上側又は下側ト
ランジスタを、常に導通させることができる。

例えば複雑なレジスタ素子の具体化により制御しきい値
電圧が何の役割も持たないようにした駆動シフトレジス
タの設計においては電圧導線νｈ及びｖ２を全て０■か
らＩＯＶへの切換電圧にすることができる。

第１図の駆動シフトレジスタＳＲは４個の電極Ｅのグル
ープ及び４個の電圧導線ｖｈ及びＶ！のグループと関連
する（ｎ＝４）−相シストレジスタである。ｎ＝２．３
．４等のｎ−相構造に対してはｎ個の電極Ｅのグループ
とｎ個の電圧導線ｖｈ及びｖ２を関連させる。この場合
には各導線ｖｈ及びｖＩ！、を少なくとも２つの電圧値
の間で切換え得るようにする。２つの電圧値２■及び１
０又は０■及び８■について述べたが、もっと連続的に
切換わる電圧値を供給してセンサＦＴをシフトさせるこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はイメージセンサのセンサ制御電極に結合される
本発明による駆動シフトレジスタの複数個のレジスタ素
子を示す回路図、第２図はインクレース画像信号を発生させるための切換
可能直流供給電圧の使用例を示す図、第３図はクロック
パルスによって切換可能直流供給電圧から得られる第１
電圧パターンを時間の関数として示す図、第４図は同じくその第２電圧パターンを時間の関数とし
て示す図である。ＦＴ・・・固体イメージセンサＥｌ、　８２．　Ｒ３，Ｒ４，Ｅ４’・・・センサ制御
電極ＳＲ・・・駆動シフトレジスタ５１２１．　ＳＲ２，ＳＲ３，ＳＲ４，ＳＲ１″・・・
レジスタ素子０１〜Ｑ４・・・クロックパルス導線Ｖｈｌ〜Ｖｈ４・・・第１電圧導線グループｖ２１〜ｖ
１４・・・第２電圧導線グループＨＶ、　ＬＶ・・・供
給電圧源ＣＣ・・・クロックパルス源ＴＧ・・・タイミング発生器

Claims

【特許請求の範囲】１、センサ素子により感知された情報を情報蓄積期間内
に電荷パケットに変換し、蓄積期間後にこれら電荷パケ
ットを駆動シフトレジスタの制御の下で、センサ素子の
間でセンサ制御電極の下側のセンサ内をシフトさせるこ
とができる固体イメージセンサ用の駆動シフトレジスタ
であって、クロックパルスでスイッチし得る切換回路を
有するレジスタ素子を具え、供給電圧源に接続された電
圧導線を前記切換回路を介してセンサ制御電極にｎ−相
駆動式に接続し得るようにした駆動シフトレジスタにお
いて、前記電圧導線を各々ｎ本（ｎ＞１）の導線を有す
る第１及び第２のグループにし、センサ制御電極がｎ個
の電極づつグループに配置されたｎ−相駆動に対し各電
極グループの各電極を関連するレジスタ素子の切換回路
を介して第１および第２グループの関連する電圧導線に
別々に接続し得るようにすると共に、前記電圧導線を各
導線ごとに少なくとも２つの電圧値間で切換え得る供給
電圧源に別々に結合させたことを特徴とする駆動シフト
レジスタ。２、前記切換回路がクロックパルス制御トランジスタと
このトランジスタを介して駆動される２個のトランジス
タを具え、切換回路内の前記２個のトランジスタが関連
するセンサ制御電極と、関連する電圧導線との間に配置
されている特許請求の範囲第１項記載の駆動シフトレジ
スタにおいて、前記２個のトランジスタに制御しきい値
電圧が存在するとき、第１グループの電圧導線及び第２
グループの電圧導線が制御しきい値電圧より高い電圧差
を有する切換直流供給電圧を搬送するようにしたことを
特徴とする駆動シフトレジスタ。