JPH0438079B2 - - Google Patents

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JPH0438079B2
JPH0438079B2 JP58069492A JP6949283A JPH0438079B2 JP H0438079 B2 JPH0438079 B2 JP H0438079B2 JP 58069492 A JP58069492 A JP 58069492A JP 6949283 A JP6949283 A JP 6949283A JP H0438079 B2 JPH0438079 B2 JP H0438079B2
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JP
Japan
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charge
electrode
drive
coupled device
transistor
Prior art date
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Application number
JP58069492A
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English (en)
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JPS59193598A (ja
Inventor
Toshihiro Furusawa
Nobuhiro Minotani
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Priority to US06/598,789 priority patent/US4597092A/en
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Publication of JPH0438079B2 publication Critical patent/JPH0438079B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C27/00Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
    • G11C27/04Shift registers

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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明はCCD(電荷結合素子)を用いた電荷結
合装置に関する。
この種装置は、半導体構成のCCDにて電荷を
転送するものであり、本来はシフトレジスタや遅
延線として開発されたものであるが、現在ではそ
の光電変換機能を利用して撮像装置への応用開発
が盛んに行なわれている。
(ロ) 従来技術 第1図に一般的なCCDの断面図を示す。同図
に於いて、1はシリコンからなる半導体基板、2
は該基板1上の二酸化シリコンからなる絶縁膜、
31,31′,32,32′は該絶縁膜2上に配列
された電極群であり、隣接する上下両電極31,
31′を結線してなる第1の電極対31,31′と
同じく隣接する上下両電極32,32′を結線し
てなる第2の電極対32,32′とが交互に多数
配列されたものである。
斯る構成のCCDを用いた従来の電荷結合装置
は、第2図に示す如く、CCD4の多数の第1の
電極対31,31′…の総容量を示すコンデンサ
C1には第1の駆動回路51からの駆動パルスφ
が印加されると同時に、多数の第2の電極対3
2,32′…の総容量を示すコンデンサC2には第
2の駆動回路52からの駆動パルスが印加され
る事となり、これに依つて第1図に破線で示す如
く、半導体基板1に形成されるポテンシヤル井戸
Vが移動し、このポテンシヤル井戸Vに捕獲され
た電荷、例えば電子が転送される。
尚、上記第1及び第2の駆動回路51,52は
クロツク発振器からのクロツクパルスCLK、
CLKを所定の電圧値に増巾するものであつて、
具体的には、第3図に示す如く、定電圧Eとアー
ス間に抵抗R1、クロツクパルスCLKがベースに
印加されるトランジスタT1、抵抗R2の直列回路
と、抵抗R3、上記トランジスタT1のコレクタ側
がベースに接続されたトランジスタT2、ダイオ
ードD、上記トランジスタT1のエミツタ側がベ
ースに接続されたトランジスタT3の直列回路と
が並列接続され、上記トランジスタT3のコレク
タ側をCCD4のコンデンサCに接続した駆動回
路5が用いられる。即ち、クロツクパルスCLK
が“L”から“H”レベルになると、トランジス
タT1はON、T2もON、T3はOFFとなり、これに
依つて、定電圧Eからの充電電流iaが抵抗R3
トランジスタT2、ダイオードDを介してCCD4
のコンデンサCに流入する事になる。又、逆にク
ロツクパルスCLKが“H”から“L”レベルに
なると、トランジスタT1はOFF、T2もOFF、T3
はONとなり、これに依つてCCD4のコンデンサ
Cからの放電電流ibがトランジスタT3を介して
アースに流出する事になる。
上述の如き電荷結合装置を応用した従来の撮像
装置を第4図に示す。
同図に於いて、40は第1図に示す如きCCD
構成の撮像素子であり、光学像を受光して光電変
換を行ない電荷像を得る撮像部4Pと、該撮像部
4Pの電荷像を転送導入して一時的に貯える蓄積
部4Aと、該蓄電部4Aの電荷像を1ライン毎に
水平方向に転送出力する水平転送部4Hと、から
構成されている。51P,52P,51A,52
A、及び51H,52Hは夫々第3図に示した如
き駆動回路であり、クロツクパルスCLK−P、
CLK−P、CLK−A、−A、及びCLK−
H、−Hに基づいて、上記撮像素子40の
撮像部4P、蓄積部4A、及び水平転送部4Hへ
駆動パルスφPP、φAA、及びφHHを供
給している。
斯様な従来の撮像装置に於いては、第1図に示
した如く駆動パルスφ、が印加される第1及び
第2の電極対31,31′,32,32′は撮像素
子40の撮像部4P蓄積部4A、及び水平転送部
4Hの全面に亘つて設けられているので、これ等
電極対31,31′,32,32′とアースされた
半導体基板1との間で大容量のコンデンサが形成
される事となり、この容量は数百PFから数千PF
にも及ぶ。
従つて、各駆動回路51,52…から撮像素子
40への充放電電流が大きくなり、これに依つ
て、各駆動回路51,52…での熱的な消費電力
が増大する欠点があつた。
(ハ) 発明の目的 本発明はCCDを駆動する為の駆動回路での消
費電力を軽減する電荷結合装置を提供するもので
ある。
(ニ) 発明の構成 本発明の電荷結合装置は第1及び第2の駆動回
路からCCDの第1及び第2の電極への第1及び
第2のパルス供給線を夫々開閉する第1及び第2
のスイツチングトランジスタと、CCDの第1及
び第2の電極間に設けた短絡線を開閉する第3の
スイツチングトランジスタと、を備え、第1及び
第2の駆動パルスの電圧レベルが切り換わる時点
に於いてのみ、上記第1及び第2のスイツチング
トランジスタを開成すると共に上記第3のスイツ
チングトランジスタを開成するものである。
(ホ) 実施例 第5図に本発明の電荷結合装置を示す。同図に
於いて、4,51,52は第2図の従来装置と同
様にCCD、第1の駆動回路、第2の駆動回路を
示しており、本発明装置が従来装置と異なる所
は、第1の駆動回路51からの第1の駆動パルス
をCCD4の第1のコンデンサC1、即ち第1図に
示した多数の第1の電極対31,31′に供給す
る為のパルス供給線を開閉する第1のスイツチン
グトランジスタST1と、第2の駆動回路52から
の第1の駆動パルスをCCD4の第2のコンデン
サC2、即ち第1図に示した多数の第2の電極対
32,32′に供給する為のパルス供給線を開閉
する第2のスイツチングトランジスタST2と、上
記第1及び第2のコンデンサC1,C2、即ち両電
極対31,31′,32,32′間に設けられた短
絡線を開閉する第3のスイツチングトランジスタ
ST3と、を備えた点にある。詳しくは、各スイツ
チングトランジスタST1,ST2,ST3
MOSFETからなり、第1及び第2のトランジス
タST1,ST2の両ゲートにはコントロールパルス
φSが印加され、第3のトランジスタST3のゲート
にはコントロールパルスφSをインバータIにて反
転した反転パルスSが印加されている。
斯る構成の本発明の電荷結合装置の動作を第6
図のタイミング図を参照して説明する。同図に於
いて、周期FはコントロールパルスφSSの2
周期、駆動パルスφ、の1周期、及びCCD4
の電極電位V1、V2の1周期を示しており、この
期間Fは連続した小期間f1,f2,f3,f4に分割さ
れている。
先ず期間f1に於いて、コントロールパルスφS
“H”レベル、Sは“L”レベルである為、第1
及び第2のスイツチングトランジスタST1,ST2
はON、第3のスイツチングトランジスタST3
OFFとなり、第1の駆動回路51からの“H”
レベルの駆動パルスφは第1のスイツチングトラ
ンジスタST1を介してCCD4の第1のコンデンサ
C1、即ち第1図の多数の第1の電極対31,3
1′…に印加され、この電極電位V1は“H”レベ
ルとなる。一方、第2の駆動回路52からの
“L”レベルの駆動パルスは第2のスイツチン
グトランジスタST2を介してCCD4の第2のコン
デンサC2、即ち第1図の多数の第2の電極対3
2,32′…に印加され、この電極電位は“L”
レベル(アース電位)となる。
次に、この期間f1に続く比較的短期間f2に於い
ては、コントロールパルスφSは“L”レベル、
は“H”レベルとなる為に、第1及び第2のス
イツチングトランジスタST1,ST2はOFF、第3
のスイツチングトランジスタST3はON、となり、
第1及び第2の駆動回路51,52はCCD4の
第1及び第2のコンデンサC1、C2と電気的に分
離され、この両コンデンサC1,C2は第3のスイ
ツチングトランジスタST3にて短絡される。従つ
て、第1のコンデンサC1、即ち第1の電極対3
1,31′…に充電されていた電荷に依る放電電
流がアースに流出する事なく、第3のスイツチン
グトランジスタST3を介して第2のコンデンサ
C2、即ち第2の電極対32,32′…に流入する
充電電流となり、これ等電極電位V1,V2は共に
“H”と“L”レベルの中間のレベルとなる。
これに続く期間f3に於いては、期間f1と同じく
第1及び第2のスイツチングトランジスタST1
ST2はON、ST3はOFFとなり、第1の駆動回路
51からの“L”レベルの駆動パルスφが第1の
スイツチングトランジスタST1を介してCCD4の
第1のコンデンサC1、即ち第1の電極対31,
31′に印加され、この電極電位V1は“L”レベ
ルとなる。この時、第1の電極対31,31′の
電極電位V1は始め“H”と“L”レベルの中間
レベルにあるので、この電極対31,31′から
第1の駆動回路51を介してアースに流出される
放電電流は第2図の従来装置の場合の1/2となる。
一方、第2の駆動回路52からの“H”レベルの
駆動パルスが第2のスイツチングトランジスタ
ST2を介してCCD4の第2のコンデンサC2、即ち
第2の電極対32,32′に印加され、この電極
電位V2は“H”レベルとなる。この時、第2の
電極対32,32′の電極電位V2は始め“H”と
“L”レベルの中間レベルにあるので、この電極
対32,32′へ第2の駆動回路52を介して定
電圧Eから流入される充電電流は第2図の従来装
置の場合1/2となる。
次に、この期間f3に続く比較的短期間f4に於い
ても、期間f2と同じく第1及び第2のスイツチン
グトランジスタST1、ST2はOFF、第3のスイツ
チングトランジスタST3はON、となり、第1及
び第2の駆動回路51,52はCCD4の第1及
び第2のコンデンサC1,C2と電気的に分離され、
この両コンデンサC1、C2は第3のスイツチング
トランジスタST3にて短絡される。従つて、期間
f2の時とは逆に、CCD4の第2の電極対32,3
2′…に充電されていた電荷に依る放電電流が第
1の電極対31,31′…に流入する充電電流と
なり、これ等電極電位V1,V2は共に“H”と
“L”レベルの中間レベルとなる。
斯様な構成の電荷結合装置は、CCD4として、
第4図に示した如く、電極対31,31′,32,
32′,…のコンデンサC1,C2としての容量が大
きな撮像素子40を用いた場合には、駆動回路5
1,52での電力消費を半減せしめる効果は大き
く、バツテリーを電源として用いるテレビカメラ
等の撮像装置にとつて、斯る低消費電力化の意義
は大きい。勿論本発明は、撮像装置に限定される
ものではなく、シフトレジスタ、遅延線等のあら
ゆる電荷結合装置に適用できるものである。
(ヘ) 発明の効果 本発明の電荷結合装置は、以上の説明から明ら
かな如く、第1及び第2の駆動回路からCCDの
第1及び第2の電極に印加される第1及び第2の
駆動パルスの電圧レベルが切り換わる時点に於い
てのみ、この第1及び第2の駆動回路をCCDの
第1及び第2の電極から分離すると共に、これ等
第1及び第2の電極を短絡せしめるものであるの
で、上記第1及び第2の電極に充電された電荷を
全て駆動回路を介してアースに放電する事なく、
一方の電極の充電電荷の半分を他方の電極への充
電に再利用する事ができる。従つて、駆動回路で
の熱的な消費電力は従来装置に比べて半減し、大
巾な低消費電力化が図れる上に、駆動回路の小型
化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的なCCDの構成を示す断面図、
第2図は従来の電荷結合装置の等価回路図、第3
図は一般的な駆動回路の回路図、第4図は従来の
固体撮像装置の模式図、第5図は本発明の電荷結
合装置の等価回路図、第6図は本発明装置に係る
タイミング図である。 1…半導体基板、2…絶縁膜、31,32…電
極、4…CCD、40…撮像素子、51,52…
駆動回路、ST…スイツチングトランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体基板上に絶縁膜を介して多数の第1の
    電極と第2の電極とを交互に配列してなる電荷結
    合素子と、該素子の第1の電極及び第2の電極に
    逆相関係にある第1の駆動パルス及び第2の駆動
    パルスを供給する為の第1及び第2の駆動回路
    と、該第1及び第2の駆動回路から上記電荷結合
    素子の第1及び第2の電極への第1及び第2のパ
    ルス供給線を夫々開閉する第1及び第2のスイツ
    チングトランジスタと、上記電荷結合素子の第1
    及び第2の電極との間に設けた短絡線を開閉する
    第3のスイツチングトランジスタと、からなり、
    第1及び第2の駆動回路からの第1及び第2の駆
    動パルスが“L”レベルから“H”レベル又は、
    “H”レベルから“L”レベルに変化する時点に
    於いてのみ、上記第1及び第2のスイツチングト
    ランジスタを開成して上記第1及び第2の駆動回
    路を上記電荷結合素子の第1及び第2の電極から
    分離せしめると共に、上記第3のトランジスタを
    閉成して第1及び第2の電極を短絡せしめる事を
    特徴とした電荷結合装置。
JP58069492A 1983-04-19 1983-04-19 電荷結合装置 Granted JPS59193598A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58069492A JPS59193598A (ja) 1983-04-19 1983-04-19 電荷結合装置
US06/598,789 US4597092A (en) 1983-04-19 1984-04-10 Conserving stored charge in apparatus having a charge coupled device

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JP58069492A JPS59193598A (ja) 1983-04-19 1983-04-19 電荷結合装置

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Publication Number Publication Date
JPS59193598A JPS59193598A (ja) 1984-11-02
JPH0438079B2 true JPH0438079B2 (ja) 1992-06-23

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ID=13404255

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5461491A (en) * 1993-12-29 1995-10-24 Hewlett-Packard Company Procedure for reducing processing time for image elements by combining charge of adjacent pixels into a new composite pixel
JP3482006B2 (ja) * 1994-07-28 2003-12-22 株式会社東芝 容量性負荷の駆動装置
KR100594274B1 (ko) * 2004-05-11 2006-06-30 삼성전자주식회사 소비 전력을 저감한 수평 ccd 구동회로, 및 이를구비한 고체 촬상 소자 및 그 구동 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3838293A (en) * 1973-10-11 1974-09-24 Ncr Three clock phase, four transistor per stage shift register
US3986176A (en) * 1975-06-09 1976-10-12 Rca Corporation Charge transfer memories
GB1573771A (en) * 1977-09-26 1980-08-28 Philips Electronic Associated Buffer circuit
DE3026999C2 (de) * 1980-07-17 1984-01-12 kabelmetal electro GmbH, 3000 Hannover SZ-verseiltes, mehradriges elektrisches Energiekabel
JPS5817599A (ja) * 1981-07-24 1983-02-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電荷転送装置

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US4597092A (en) 1986-06-24
JPS59193598A (ja) 1984-11-02

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