JPS6210469B2 - - Google Patents
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- JPS6210469B2 JPS6210469B2 JP52123143A JP12314377A JPS6210469B2 JP S6210469 B2 JPS6210469 B2 JP S6210469B2 JP 52123143 A JP52123143 A JP 52123143A JP 12314377 A JP12314377 A JP 12314377A JP S6210469 B2 JPS6210469 B2 JP S6210469B2
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- Japan
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- light receiving
- light
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電荷転送素子(CTD)構成による
固体撮像素子、いわゆる信号転送撮像方式による
固体素子の駆動方法に係わり、特に絵素配列の高
集積化を可能ならしめんとするものである。
固体撮像素子、いわゆる信号転送撮像方式による
固体素子の駆動方法に係わり、特に絵素配列の高
集積化を可能ならしめんとするものである。
信号転送撮像方式による固体撮像装置として
は、一般にインターライントランスフア方式によ
るものと、フレームトランスフア方式によるもの
とが挙げられる。
は、一般にインターライントランスフア方式によ
るものと、フレームトランスフア方式によるもの
とが挙げられる。
インターライントランスフア方式による固体撮
像装置は、共通の半導体基体(例えばシリコン基
体)上に夫々絵素となる複数の受光部が行(水
平)方向及び列(垂直)方向に配列され、各列の
受光部の一側に、CCD(チヤージカプルドデバ
イス:電荷結合素子)構成を有する垂直シフトレ
ジスタが配置され、各シフトレジスタの一端に同
様にCCD構成を有する共通の水平シフトレジス
タが設けられ、各受光部にその受光量に応じて生
じた少数キヤリアを、夫々各垂直ライン毎に対応
する垂直シフトレジスタの転送部に転送し、そし
てこれらを各垂直シフトレジスタにおいて各転送
部の電荷を順次隣り合う他の転送部へと転送する
ことによつて順次水平シフトレジスタへと転送
(シフト)し、この水平シフトレジスタの出力端
子より1水平ライン毎に順次その信号をとり出す
ようになされる。
像装置は、共通の半導体基体(例えばシリコン基
体)上に夫々絵素となる複数の受光部が行(水
平)方向及び列(垂直)方向に配列され、各列の
受光部の一側に、CCD(チヤージカプルドデバ
イス:電荷結合素子)構成を有する垂直シフトレ
ジスタが配置され、各シフトレジスタの一端に同
様にCCD構成を有する共通の水平シフトレジス
タが設けられ、各受光部にその受光量に応じて生
じた少数キヤリアを、夫々各垂直ライン毎に対応
する垂直シフトレジスタの転送部に転送し、そし
てこれらを各垂直シフトレジスタにおいて各転送
部の電荷を順次隣り合う他の転送部へと転送する
ことによつて順次水平シフトレジスタへと転送
(シフト)し、この水平シフトレジスタの出力端
子より1水平ライン毎に順次その信号をとり出す
ようになされる。
一方、フレームトランスフア方式による固体撮
像装置は、撮像パターンに応じた即ち受光量に応
じた電荷パターンを得るイメージ部と、このイメ
ージ部よりの電荷パターンを一旦蓄積する蓄積部
と、この蓄積部よりの信号を順次出力端子に転送
するCCD構成による水平シフトレジスタとより
構成される。イメージ部は、ここにおいて受光を
なすと共に、この受光量に応じて生じた電荷を垂
直方向にシフトし蓄積部へと転送するCCD構成
を有する垂直シフトレジスタが配され、また蓄積
部は夫々CCD構成を有しイメージ部の垂直シフ
トレジスタに対応して設けられた垂直シフトレジ
スタを有して成る。
像装置は、撮像パターンに応じた即ち受光量に応
じた電荷パターンを得るイメージ部と、このイメ
ージ部よりの電荷パターンを一旦蓄積する蓄積部
と、この蓄積部よりの信号を順次出力端子に転送
するCCD構成による水平シフトレジスタとより
構成される。イメージ部は、ここにおいて受光を
なすと共に、この受光量に応じて生じた電荷を垂
直方向にシフトし蓄積部へと転送するCCD構成
を有する垂直シフトレジスタが配され、また蓄積
部は夫々CCD構成を有しイメージ部の垂直シフ
トレジスタに対応して設けられた垂直シフトレジ
スタを有して成る。
ところで、これらのインターライントランスフ
ア方式、或はフレームトランスフア方式の固体撮
像装置においては、受光部に於て垂直シフトレジ
スタ部、あるいは受光時の余剰キヤリアを放出す
るためのオーバーフロードレイン領域等を有する
ことから水平方向の絵素(受光部)配列に限度が
あり、水平方向の絵素配列ピツチをより短縮する
ことが困難で絵素の集積比が出来にくい。このこ
とは例えばテレビジヨン(例えばNTSC方式)に
必要な絵素数を得ようとする場合、水平方向の解
像度が不足する。
ア方式、或はフレームトランスフア方式の固体撮
像装置においては、受光部に於て垂直シフトレジ
スタ部、あるいは受光時の余剰キヤリアを放出す
るためのオーバーフロードレイン領域等を有する
ことから水平方向の絵素(受光部)配列に限度が
あり、水平方向の絵素配列ピツチをより短縮する
ことが困難で絵素の集積比が出来にくい。このこ
とは例えばテレビジヨン(例えばNTSC方式)に
必要な絵素数を得ようとする場合、水平方向の解
像度が不足する。
本発明は、上述の点に鑑み水平方向並びに垂直
方向に関して絵素を高密度に配列出来るようにし
た固体撮像素子の駆動方法を提供するものであ
る。
方向に関して絵素を高密度に配列出来るようにし
た固体撮像素子の駆動方法を提供するものであ
る。
本発明は、水平及び垂直方向に配列した複数の
受光部に対してその受光部の水平ライン毎に夫々
CCD構成の水平シフトレジスタを配し、各受光
部の受光量に基づく信号電荷を水平シフトレジス
タを通じて夫々1水平ライン毎に読み出すように
成すと共に、受光部から水平シフトレジスタに転
送(所謂読出し転送)する少なくとも直前までに
水平シフトレジスタを駆動して、この水平シフト
レジスタに残存する電荷を転送するように作動せ
しめ、即ち信号を読み出しているライン以外の他
のラインの水平シフトレジスタをその受光期間
中、不要電荷用ドレイン例えばオーバーフロード
レインとして作動せしめるように構成して絵素配
列の集積化を図るようになすものである。
受光部に対してその受光部の水平ライン毎に夫々
CCD構成の水平シフトレジスタを配し、各受光
部の受光量に基づく信号電荷を水平シフトレジス
タを通じて夫々1水平ライン毎に読み出すように
成すと共に、受光部から水平シフトレジスタに転
送(所謂読出し転送)する少なくとも直前までに
水平シフトレジスタを駆動して、この水平シフト
レジスタに残存する電荷を転送するように作動せ
しめ、即ち信号を読み出しているライン以外の他
のラインの水平シフトレジスタをその受光期間
中、不要電荷用ドレイン例えばオーバーフロード
レインとして作動せしめるように構成して絵素配
列の集積化を図るようになすものである。
以下、図面を参照して本発明の駆動方法に用い
られる固体撮像装置を説明するに、先ず第1図を
用いてその原理的構成を1水平ラインについて説
明する。
られる固体撮像装置を説明するに、先ず第1図を
用いてその原理的構成を1水平ラインについて説
明する。
本発明においては、第1図に示すように共通の
半導体基体、例えばシリコン基体上に、例えば2
相のクロツクパルスφ1及びφ2が与えられる第
1転送領域φ1A及び第2転送領域φ2Aを夫々水
平方向に沿つて交互に配列して成るCCD構成の
転送部、即ち水平シフトレジスタ1を設け、この
水平シフトレジスタ1の一側に例えば第2転送領
域φ2Aに対向する如く絵素となる複数の受光部
S〔S1,S2,S3及びS4〕を形成する。各受光部S
と第2転送領域φ2A間には信号読み出し時に各
受光部Sからその対応する第2転送領域φ2Aへ
信号電荷を転送するためのトランスフアゲート領
域2を形成する。そして、水平シフトレジスタ1
の第1及び第2転送領域φ1A及びφ2Aの夫々の
転送電極同志を共通接続して端子t1及びt2を導出
し、各受光部S1〜S4のセンサー電極を共通接続し
て端子t3を導出する。さらに各受光部S1〜S4に共
通のトランスフアゲート領域2のゲート電極より
端子t4を導出する。一方、水平シフトレジスタ1
の終端に位置して出力拡散層(所謂フローテイン
グ・デイフージヨン領域)3を形成し、この拡散
層3に読み出し回路6を接続する。この読み出し
回路6は例えば第1のMOSトランジスタ即ち出
力トランジスタQ1と第2のMOSトランジスタ即
ちリセツトトランジスタQ2とから成り、出力ト
ランジスタQ1のゲートを拡散層3にオーミツク
に接続し、そのドレインを供給電圧VDDを与える
端子4に接続すると共に、ソースを抵抗RSを介
して接地しそのソース及び抵抗RSの接続中点よ
り出力端子5を導出し、またリセツトトランジス
タQ2のドレインを端子4に、ソースを拡散層3
に夫々接続し、ゲートからリセツト電圧φRを印
加する端子6を導出して構成する。
半導体基体、例えばシリコン基体上に、例えば2
相のクロツクパルスφ1及びφ2が与えられる第
1転送領域φ1A及び第2転送領域φ2Aを夫々水
平方向に沿つて交互に配列して成るCCD構成の
転送部、即ち水平シフトレジスタ1を設け、この
水平シフトレジスタ1の一側に例えば第2転送領
域φ2Aに対向する如く絵素となる複数の受光部
S〔S1,S2,S3及びS4〕を形成する。各受光部S
と第2転送領域φ2A間には信号読み出し時に各
受光部Sからその対応する第2転送領域φ2Aへ
信号電荷を転送するためのトランスフアゲート領
域2を形成する。そして、水平シフトレジスタ1
の第1及び第2転送領域φ1A及びφ2Aの夫々の
転送電極同志を共通接続して端子t1及びt2を導出
し、各受光部S1〜S4のセンサー電極を共通接続し
て端子t3を導出する。さらに各受光部S1〜S4に共
通のトランスフアゲート領域2のゲート電極より
端子t4を導出する。一方、水平シフトレジスタ1
の終端に位置して出力拡散層(所謂フローテイン
グ・デイフージヨン領域)3を形成し、この拡散
層3に読み出し回路6を接続する。この読み出し
回路6は例えば第1のMOSトランジスタ即ち出
力トランジスタQ1と第2のMOSトランジスタ即
ちリセツトトランジスタQ2とから成り、出力ト
ランジスタQ1のゲートを拡散層3にオーミツク
に接続し、そのドレインを供給電圧VDDを与える
端子4に接続すると共に、ソースを抵抗RSを介
して接地しそのソース及び抵抗RSの接続中点よ
り出力端子5を導出し、またリセツトトランジス
タQ2のドレインを端子4に、ソースを拡散層3
に夫々接続し、ゲートからリセツト電圧φRを印
加する端子6を導出して構成する。
このような構成に於て、水平シフトレジスタ1
の端子t1及びt2には受光期間乃至読み出し期間を
通じて第2図A及びBに示す如き2相のクロツク
パルスφ1及びφ2を印加する。受光期間では、
端子t3を通じて各受光部S1〜S4のセンサー電極に
第2図Dに示す如きセンサー電圧φS(φS=
“1”)が与えられることによつて、各受光部S1〜
S4にその受光量に応じた信号電荷が蓄積される。
この信号電荷は、受光期間中端子t4を通じてトラ
ンスフアゲート領域2に与えられる第2図Cのゲ
ート電圧φT(φT=“0”)に基づきトランスフア
ゲート領域2下に形成されるポテンシヤルバリヤ
によつて水平シフトレジスタ1の転送領域φ2A
への転送が阻止される。一方、この受光期間中
に、各受光部S1〜S4に於て余剰の電荷が生ずると
その余剰の電荷はトランスフアゲート領域2下の
ポテンシヤルバリアを越えて転送領域φ2Aに流
れる。転送領域φ1A及びφ2Aにはクロツクパル
スφ1及びφ2が与えられているので、転送領域
φ2Aに流れた余剰の電荷は水平シフトレジスタ
1内を拡散層3に向つて順次移送され、さらにリ
セツトトランジスタQ2のゲートには端子6を通
じて第2図Eに示す如きリセツト電圧φRが印加
されてトランジスタQ2がオン状態となるので、
この余剰電荷は拡散層3から読み出し回路のリセ
ツトトランジスタQ2を通じて放出される。即
ち、この受光期間中は水平シフトレジスタ1が所
謂オーバーフロードレインとして作動する。な
お、リセツト電圧φRは第2図Eの点線にて示す
如くクロツクパルスφ1に同期する如きパルス電
圧としてもよいが、実線図示の如く受光期間中を
定常的にφS=“1”にしリセツトトトランジスタ
Q2を定常的にオン状態となすを可とする。次
に、受光期間が終了する時点τ1に於てセンサ電
圧φSを“0”となし、トランスフアゲート領域
2のゲート電圧φTを“1”となして、各受光部
S1〜S4に蓄積されていた信号電荷を夫々対応する
水平シフトレジスタ1の各転送領域φ2Aに転送
する。このとき転送領域φ1A及びφ2Aに与えら
れるクロツクパルスφ1及びφ2は、夫々φ1=
“0”、φ2=“1”である。
の端子t1及びt2には受光期間乃至読み出し期間を
通じて第2図A及びBに示す如き2相のクロツク
パルスφ1及びφ2を印加する。受光期間では、
端子t3を通じて各受光部S1〜S4のセンサー電極に
第2図Dに示す如きセンサー電圧φS(φS=
“1”)が与えられることによつて、各受光部S1〜
S4にその受光量に応じた信号電荷が蓄積される。
この信号電荷は、受光期間中端子t4を通じてトラ
ンスフアゲート領域2に与えられる第2図Cのゲ
ート電圧φT(φT=“0”)に基づきトランスフア
ゲート領域2下に形成されるポテンシヤルバリヤ
によつて水平シフトレジスタ1の転送領域φ2A
への転送が阻止される。一方、この受光期間中
に、各受光部S1〜S4に於て余剰の電荷が生ずると
その余剰の電荷はトランスフアゲート領域2下の
ポテンシヤルバリアを越えて転送領域φ2Aに流
れる。転送領域φ1A及びφ2Aにはクロツクパル
スφ1及びφ2が与えられているので、転送領域
φ2Aに流れた余剰の電荷は水平シフトレジスタ
1内を拡散層3に向つて順次移送され、さらにリ
セツトトランジスタQ2のゲートには端子6を通
じて第2図Eに示す如きリセツト電圧φRが印加
されてトランジスタQ2がオン状態となるので、
この余剰電荷は拡散層3から読み出し回路のリセ
ツトトランジスタQ2を通じて放出される。即
ち、この受光期間中は水平シフトレジスタ1が所
謂オーバーフロードレインとして作動する。な
お、リセツト電圧φRは第2図Eの点線にて示す
如くクロツクパルスφ1に同期する如きパルス電
圧としてもよいが、実線図示の如く受光期間中を
定常的にφS=“1”にしリセツトトトランジスタ
Q2を定常的にオン状態となすを可とする。次
に、受光期間が終了する時点τ1に於てセンサ電
圧φSを“0”となし、トランスフアゲート領域
2のゲート電圧φTを“1”となして、各受光部
S1〜S4に蓄積されていた信号電荷を夫々対応する
水平シフトレジスタ1の各転送領域φ2Aに転送
する。このとき転送領域φ1A及びφ2Aに与えら
れるクロツクパルスφ1及びφ2は、夫々φ1=
“0”、φ2=“1”である。
信号電荷は転送領域φ2Aに転送された後、ク
ロツクパルスφ1及びφ2によつて順次出力拡散
層3に転送される。拡散層3に流れ込んだ信号電
荷は出力トランジスタQ1のゲートで電圧変化と
して検出され、出力端子5から第2図Fに示す如
き各受光部S1〜S4に夫々対応した信号P1〜P4が読
み出される。拡散層3の電荷はクロツク周期の終
りにリセツト電圧φRに基いてオンされるリセツ
トトランジスタQ2を通じて一掃され、拡散層3
は次の信号に備えられる。
ロツクパルスφ1及びφ2によつて順次出力拡散
層3に転送される。拡散層3に流れ込んだ信号電
荷は出力トランジスタQ1のゲートで電圧変化と
して検出され、出力端子5から第2図Fに示す如
き各受光部S1〜S4に夫々対応した信号P1〜P4が読
み出される。拡散層3の電荷はクロツク周期の終
りにリセツト電圧φRに基いてオンされるリセツ
トトランジスタQ2を通じて一掃され、拡散層3
は次の信号に備えられる。
このように第1図の構成においては、水平シフ
トレジスタ1が本来の信号電荷の転送に供すると
共に、時分割的にオーバーフロードレインとして
作用するので通常のオーバーフロードレイン領域
を省略することも可能となる。例えば第1図のよ
うな受光部S1〜S4及び水平シフトレジスタ1の配
列構成では、一般に受光部S1〜S4の一側即ち水平
シフトレジスタ1とは反対側にオーバーフロード
レイン領域が設けられるものであるが、このオー
バーフロードレイン領域を省略することも可能と
なる。
トレジスタ1が本来の信号電荷の転送に供すると
共に、時分割的にオーバーフロードレインとして
作用するので通常のオーバーフロードレイン領域
を省略することも可能となる。例えば第1図のよ
うな受光部S1〜S4及び水平シフトレジスタ1の配
列構成では、一般に受光部S1〜S4の一側即ち水平
シフトレジスタ1とは反対側にオーバーフロード
レイン領域が設けられるものであるが、このオー
バーフロードレイン領域を省略することも可能と
なる。
上述の第1図においては、1水平ラインの構成
について説明したが、次に第3図を用いて、本発
明の駆動方法に用いられる二次元固体撮像装置の
原理図を説明する。
について説明したが、次に第3図を用いて、本発
明の駆動方法に用いられる二次元固体撮像装置の
原理図を説明する。
この原理図においては、第3図に示すように第
1図で説明した1水平ラインに関する構成を所要
の複数ラインについて配列して構成するものであ
る。即ち、第3図に示すように共通の半導体基
体、例えばシリコン基体上に、夫々2相のクロツ
クパルスφ1及びφ2が与えられる第1転送領域
φ1A及び第2転送領域φ2Aを交互に配列して成
るCCD構成の水平シフトレジスタ1を垂直方向
に複数設けると共に、各水平シフトレジスタ1の
一側に夫々絵素となる複数の受光部S〔S11,S12
……,S21,S22……,S31,S32……〕を形成す
る。各水平シフトレジスタ1の終端には夫々出力
拡散層(所謂フローテイング・デイフージヨン領
域)3を形成し、この各拡散層3に夫々第1図で
説明したと同様のMOSトランジスタによる出力
トランジスタQ1及びリセツトトランジスタQ2よ
りなる読み出し回路6を接続する。さらに各回路
6の出力端を夫々ライン切換用のスイツチング回
路7を通して、即ち各MOSトランジスタT1,T2
及びT3を通して出力端子8に接続する。各水平
シフトレジスタ1は図示せざるも各ライン共通に
夫々対応する第1転送領域φ1A同志及び第2転
送領域φ2A同志を共通接続し、夫々クロツクパ
ルスφ1及びφ2が与えられる端子t1及びt2(第
1図参照)に接続するようになす。即ち、端子t1
及びt2を通して各ラインの水平シフトレジスタ2
に同時にφ1及びφ2を与える。
1図で説明した1水平ラインに関する構成を所要
の複数ラインについて配列して構成するものであ
る。即ち、第3図に示すように共通の半導体基
体、例えばシリコン基体上に、夫々2相のクロツ
クパルスφ1及びφ2が与えられる第1転送領域
φ1A及び第2転送領域φ2Aを交互に配列して成
るCCD構成の水平シフトレジスタ1を垂直方向
に複数設けると共に、各水平シフトレジスタ1の
一側に夫々絵素となる複数の受光部S〔S11,S12
……,S21,S22……,S31,S32……〕を形成す
る。各水平シフトレジスタ1の終端には夫々出力
拡散層(所謂フローテイング・デイフージヨン領
域)3を形成し、この各拡散層3に夫々第1図で
説明したと同様のMOSトランジスタによる出力
トランジスタQ1及びリセツトトランジスタQ2よ
りなる読み出し回路6を接続する。さらに各回路
6の出力端を夫々ライン切換用のスイツチング回
路7を通して、即ち各MOSトランジスタT1,T2
及びT3を通して出力端子8に接続する。各水平
シフトレジスタ1は図示せざるも各ライン共通に
夫々対応する第1転送領域φ1A同志及び第2転
送領域φ2A同志を共通接続し、夫々クロツクパ
ルスφ1及びφ2が与えられる端子t1及びt2(第
1図参照)に接続するようになす。即ち、端子t1
及びt2を通して各ラインの水平シフトレジスタ2
に同時にφ1及びφ2を与える。
各受光部Sと水平シフトレジスタ1間のトラン
スフアゲート領域は第1図で示した構成の他、例
えばそのトランスフアゲート電極を受光部Sのセ
ンサー電極と共通にし、電極下の絶縁層の厚み差
を利用して構成することが出来る。即ち、第4図
に示すようにシリコン基体10上に絶縁層、例え
ばSiO2層9aを介して転送電極11を形成して
成る水平シフトレジスタ1、図示では第2転送領
域φ2Aを形成し、この第2転送領域φ2Aに近接
してSiO2層9bを介してセンサー電極12を形
成して成る受光部Sを形成する。
スフアゲート領域は第1図で示した構成の他、例
えばそのトランスフアゲート電極を受光部Sのセ
ンサー電極と共通にし、電極下の絶縁層の厚み差
を利用して構成することが出来る。即ち、第4図
に示すようにシリコン基体10上に絶縁層、例え
ばSiO2層9aを介して転送電極11を形成して
成る水平シフトレジスタ1、図示では第2転送領
域φ2Aを形成し、この第2転送領域φ2Aに近接
してSiO2層9bを介してセンサー電極12を形
成して成る受光部Sを形成する。
そして、この受光部Sと第2転送領域φ2Aと
の間に、センサー電極12下のSiO2層9bより
厚いSiO2層9cを形成すると共に、このSiO2層
9c上にセンサー電極12の一部12cを延長し
てトランスフアゲート領域TGを構成する。この
トランスフアゲート領域TGによれば、受光時に
センサー電極12にφS=“1”を与えるとSiO2
層9b及び9cの厚み差によつてポテンシヤルの
深さが異なり、受光部においては深いポテンシヤ
ル井戸13が形成されるも、SiO2層9c下は浅
いポテンシヤルとなり、受光部Sよりみて所謂ポ
テンシヤルバリア14が形成され、受光時にセン
サー電極12下に蓄積された信号電荷の水平シフ
トレジスタへの転送が阻止される。そして転送時
センサー電極12にφS=“0”が与えられると両
SiO2層9b及び9c下のポテンシヤルの差はな
くなり、受光部Sの信号電荷は水平シフトレジス
タ即ちその第2転送領域φ2Aに転送される。
の間に、センサー電極12下のSiO2層9bより
厚いSiO2層9cを形成すると共に、このSiO2層
9c上にセンサー電極12の一部12cを延長し
てトランスフアゲート領域TGを構成する。この
トランスフアゲート領域TGによれば、受光時に
センサー電極12にφS=“1”を与えるとSiO2
層9b及び9cの厚み差によつてポテンシヤルの
深さが異なり、受光部においては深いポテンシヤ
ル井戸13が形成されるも、SiO2層9c下は浅
いポテンシヤルとなり、受光部Sよりみて所謂ポ
テンシヤルバリア14が形成され、受光時にセン
サー電極12下に蓄積された信号電荷の水平シフ
トレジスタへの転送が阻止される。そして転送時
センサー電極12にφS=“0”が与えられると両
SiO2層9b及び9c下のポテンシヤルの差はな
くなり、受光部Sの信号電荷は水平シフトレジス
タ即ちその第2転送領域φ2Aに転送される。
一方、各水平ラインの各受光部のセンサー電極
は共通接続し、夫々各水平ライン毎に独立の端子
n1,n2及びn3を導出すると共に、トランスフアゲ
ート領域として第4図の構成をとるときは、これ
らの端子n1,n2及びn3を夫々対応するライン切換
用の各MOSトランジスタT1,T2及びT3のゲート
端子に共通接続するを可とする。
は共通接続し、夫々各水平ライン毎に独立の端子
n1,n2及びn3を導出すると共に、トランスフアゲ
ート領域として第4図の構成をとるときは、これ
らの端子n1,n2及びn3を夫々対応するライン切換
用の各MOSトランジスタT1,T2及びT3のゲート
端子に共通接続するを可とする。
次に、かかる構成の動作を説明する。第1図で
説明したように、各水平シフトレジスタの各第1
転送領域φ1A及び第2転送領域φ2Aには受光期
間乃至読み出し期間を通じて2相のクロツクパル
スφ1及びφ2を印加する。そして、受光期間に
おいては、各端子n1,n2,n3を通して受光部Sの
センサー電極に夫々センサー電圧φS1=“1”、φ
S2=“1”、φS3=“1”を与え、各受光部S11〜
S14,S21〜S24,S31〜S34にその受光量に応じた信
号電荷を蓄積する。このとき、ライン切換用の各
MOSトランジスタT1,T2及びT3の各ゲートには
同様にφS1=“1”、φS2=“1”、φS3=“1”が
与えられることによつてMOSトランジスタT1,
T2及びT3はオフ状態となつている。
説明したように、各水平シフトレジスタの各第1
転送領域φ1A及び第2転送領域φ2Aには受光期
間乃至読み出し期間を通じて2相のクロツクパル
スφ1及びφ2を印加する。そして、受光期間に
おいては、各端子n1,n2,n3を通して受光部Sの
センサー電極に夫々センサー電圧φS1=“1”、φ
S2=“1”、φS3=“1”を与え、各受光部S11〜
S14,S21〜S24,S31〜S34にその受光量に応じた信
号電荷を蓄積する。このとき、ライン切換用の各
MOSトランジスタT1,T2及びT3の各ゲートには
同様にφS1=“1”、φS2=“1”、φS3=“1”が
与えられることによつてMOSトランジスタT1,
T2及びT3はオフ状態となつている。
次に、信号を読み出すには、端子n1,n2,n3に
与えるセンサー電圧φS1、φS2及びφS3を順次水
平ライン毎に“0”に切換えて1水平ライン毎に
読み出す。すなわち、例えば端子n1にφS1=
“0”を与え受光部S11〜S14の電荷を水平シフト
レジスタ1に転送せしめると共に、MOSトラン
ジスタT1をオンとなし、この受光部S11〜S14の信
号電荷を2相クロツクパルスφ1及びφ2によつ
て水平シフトレジスタ内を拡散層3に向つて転送
し、読み出し回路及びMOSトランジスタT1を通
して出力端子8より読み出す。次に、端子n3にφ
S2=“0”を与えて受光部S21〜S24の信号電荷を
水平シフトレジスタ1に転送し、同時にMOSト
ランジスタT2のゲートをオンしてその信号を出
力端子8より読み出す。以後、同様にして順次に
水平ライン毎に切換えて読み出す。
与えるセンサー電圧φS1、φS2及びφS3を順次水
平ライン毎に“0”に切換えて1水平ライン毎に
読み出す。すなわち、例えば端子n1にφS1=
“0”を与え受光部S11〜S14の電荷を水平シフト
レジスタ1に転送せしめると共に、MOSトラン
ジスタT1をオンとなし、この受光部S11〜S14の信
号電荷を2相クロツクパルスφ1及びφ2によつ
て水平シフトレジスタ内を拡散層3に向つて転送
し、読み出し回路及びMOSトランジスタT1を通
して出力端子8より読み出す。次に、端子n3にφ
S2=“0”を与えて受光部S21〜S24の信号電荷を
水平シフトレジスタ1に転送し、同時にMOSト
ランジスタT2のゲートをオンしてその信号を出
力端子8より読み出す。以後、同様にして順次に
水平ライン毎に切換えて読み出す。
尚、読み出し時に於て、ライン切換の各MOS
トランジスタT1,T2及びT3を1水平走査期間
(所謂1H期間)オン状態としなければならないの
で、各端子n1,n2,n3には1H期間に亘つて読み
出し電圧“0”を与えるようになす。このため
に、各ラインの受光部Sから水平シフトレジスタ
1への信号電荷の転送に際して同時に1H期間の
受光に基づく電荷も転送されて変調を受けるも、
実際にはテレビカメラに用いた場合には、その変
調される時間(即ち受光時間:263Hと読み出し
時間:1Hとの比)が1H/263Hとなり極めて少な
いので問題にならない。又、読み出し時の各水平
ラインの切換えは水平ブランキング期間中で行う
ので、ラインスイツチのノイズが除去され、信号
のS/Nが劣化しない。
トランジスタT1,T2及びT3を1水平走査期間
(所謂1H期間)オン状態としなければならないの
で、各端子n1,n2,n3には1H期間に亘つて読み
出し電圧“0”を与えるようになす。このため
に、各ラインの受光部Sから水平シフトレジスタ
1への信号電荷の転送に際して同時に1H期間の
受光に基づく電荷も転送されて変調を受けるも、
実際にはテレビカメラに用いた場合には、その変
調される時間(即ち受光時間:263Hと読み出し
時間:1Hとの比)が1H/263Hとなり極めて少な
いので問題にならない。又、読み出し時の各水平
ラインの切換えは水平ブランキング期間中で行う
ので、ラインスイツチのノイズが除去され、信号
のS/Nが劣化しない。
一方、1つの水平ラインの信号を読み出してい
る間、他の各水平ラインでは受光期間となつてお
り、この受光期間に対応した各水平ラインでは第
1図で説明したと同様にその水平シフトレジスタ
がオーバーフロードレインとして作用し、余剰の
電荷が水平シフトレジスタを通して外部に放出さ
れる。
る間、他の各水平ラインでは受光期間となつてお
り、この受光期間に対応した各水平ラインでは第
1図で説明したと同様にその水平シフトレジスタ
がオーバーフロードレインとして作用し、余剰の
電荷が水平シフトレジスタを通して外部に放出さ
れる。
従つて、斯る第3図の構成によれば、各水平シ
フトレジスタに沿つて受光部Sが配列される構造
であるために水平方向の絵素配列ピツチが短縮さ
れるは勿論のこと、各水平シフトレジスタ1が受
光時にはオーバーフロードレインとして作用する
ので、オーバーフロードレイン領域を省略するこ
とも可能となり垂直方向の絵素配列ピツチも短縮
でき、依つて水平方向及び垂直方向の絵素配列の
集積度を上げることが出来る。
フトレジスタに沿つて受光部Sが配列される構造
であるために水平方向の絵素配列ピツチが短縮さ
れるは勿論のこと、各水平シフトレジスタ1が受
光時にはオーバーフロードレインとして作用する
ので、オーバーフロードレイン領域を省略するこ
とも可能となり垂直方向の絵素配列ピツチも短縮
でき、依つて水平方向及び垂直方向の絵素配列の
集積度を上げることが出来る。
第5図は、本発明の駆動方法に用いられる固体
撮像装置の一例を示すもので、之は特に垂直方向
の絵素配列ピツチをさらに短縮するために1本の
水平シフトレジスタの上下両側に受光部を設け、
例えば各水平シフトレジスタの上側の受光部を奇
数フイールドに対応せしめ、下側の受光部を偶数
フイールドに対応せしめ、之等を共通の水平シフ
トレジスタを介して奇数フイールドと偶数フイー
ルドで交互に切換えて読み出すように構成するも
のである。
撮像装置の一例を示すもので、之は特に垂直方向
の絵素配列ピツチをさらに短縮するために1本の
水平シフトレジスタの上下両側に受光部を設け、
例えば各水平シフトレジスタの上側の受光部を奇
数フイールドに対応せしめ、下側の受光部を偶数
フイールドに対応せしめ、之等を共通の水平シフ
トレジスタを介して奇数フイールドと偶数フイー
ルドで交互に切換えて読み出すように構成するも
のである。
即ち、第5図に於ては、前述と同様に転送領域
φ1A及びφ2Aを交互に配列して成るCCD構成の
水平シフトレジスタ1を複数垂直方向に平行に配
列すると共に、各水平シフトレジスタ1〔1A,
1B,1C〕の上下両側に夫々受光部S〔S11
O,S12O……S11E,S12E……S21O,S22O……
S21E,S22E……S31O,S32O……S31E,S32E…
…〕を配列する。この場合、各水平シフトレジス
タ1の上側の受光部S11O,S12O……S21O,S22O
……S31O,S32O……は奇数フイールドに対応せ
しめ、下側の受光部S11E,S12E……S21E,S22E
……S31E,S32E……は偶数フイールドに対応せ
しめる。又、受光部Sは各水平ラインの相互間に
於て、丁度水平シフトレジスタの半ピツチ分ずれ
る如き市松模様状に配列し、且つ奇数及び偶数フ
イールドの夫々の水平ライン毎に受光部のセンサ
ー電極を共通接続し夫々独立に端子n1O,n1E,
n2O,n2E,n3O及びn3Eを導出する。各水平シ
フトレジスタの終端には夫々出力拡散層3を設
け、この各拡散層3に読み出し回路6を接続し、
さらに各読み出し回路6の出力端をライン切換用
スイツチング回路7を通して、即ち夫々奇数フイ
ールド及び偶数フイールドに対応した2個の
MOSトランジスタT1O及びT1E,T2O及びT2E,
T3O及びT3Eを通して共通の出力端子8に接続す
る。尚、この場合も、図示しないが、各ライン共
通に夫々対応する第1転送領域φ1A同志及び第
2転送領域φ2A同志を共通接続し、夫々2相の
クロツクパルスφ1及びφ2を与える端子t1及び
t2(第1図参照)に接続し、各水平シフトレジス
タ1に同時にクロツクパルスφ1及びφ2が与え
られるようになす。又、各ラインのセンサー電極
からの端子n1O,n1E,N2O,n2E,n3O,n3E
は第3図で説明したと同様に夫々対応するライン
切換用の各MOSトランジスタT1O,T1E,T2O,
T2E,T3O,T3Eのゲート端子に接続する。
φ1A及びφ2Aを交互に配列して成るCCD構成の
水平シフトレジスタ1を複数垂直方向に平行に配
列すると共に、各水平シフトレジスタ1〔1A,
1B,1C〕の上下両側に夫々受光部S〔S11
O,S12O……S11E,S12E……S21O,S22O……
S21E,S22E……S31O,S32O……S31E,S32E…
…〕を配列する。この場合、各水平シフトレジス
タ1の上側の受光部S11O,S12O……S21O,S22O
……S31O,S32O……は奇数フイールドに対応せ
しめ、下側の受光部S11E,S12E……S21E,S22E
……S31E,S32E……は偶数フイールドに対応せ
しめる。又、受光部Sは各水平ラインの相互間に
於て、丁度水平シフトレジスタの半ピツチ分ずれ
る如き市松模様状に配列し、且つ奇数及び偶数フ
イールドの夫々の水平ライン毎に受光部のセンサ
ー電極を共通接続し夫々独立に端子n1O,n1E,
n2O,n2E,n3O及びn3Eを導出する。各水平シ
フトレジスタの終端には夫々出力拡散層3を設
け、この各拡散層3に読み出し回路6を接続し、
さらに各読み出し回路6の出力端をライン切換用
スイツチング回路7を通して、即ち夫々奇数フイ
ールド及び偶数フイールドに対応した2個の
MOSトランジスタT1O及びT1E,T2O及びT2E,
T3O及びT3Eを通して共通の出力端子8に接続す
る。尚、この場合も、図示しないが、各ライン共
通に夫々対応する第1転送領域φ1A同志及び第
2転送領域φ2A同志を共通接続し、夫々2相の
クロツクパルスφ1及びφ2を与える端子t1及び
t2(第1図参照)に接続し、各水平シフトレジス
タ1に同時にクロツクパルスφ1及びφ2が与え
られるようになす。又、各ラインのセンサー電極
からの端子n1O,n1E,N2O,n2E,n3O,n3E
は第3図で説明したと同様に夫々対応するライン
切換用の各MOSトランジスタT1O,T1E,T2O,
T2E,T3O,T3Eのゲート端子に接続する。
斯る構成の動作は、受光期間乃至読み出し期間
を通じて各水平シフトレジスタ1に同時に2相の
クロツクパルスφ1及びφ2を与え、受光期間に
は各端子n1O,n1E,n2O……n3Eを通じてセン
サー電圧φS1O=“1”、φS1E=“1”、φS2O=
“1”、……φS3E=“1”を与え各受光部Sにおい
て受光量に基づく信号電荷の蓄積を行う。次に読
み出し時には、先づ奇数フイールドに対応する端
子n1O,n2O,n3Oの電圧φS1O,φ2O,φS3Oを
順次“0”に切換えて夫々奇数フイールドに対応
する受光部S11O〜S13O,S21O〜S23O,S31O〜
S33Oの信号電荷を夫々水平シフトレジスタ1
A,1B,1Cを通して転送し、同時にライン切
換用スイツチング回路7の各MOSトランジスタ
T1O,T2O,T3Oが順次オンとなることによつて
奇数フイールドの信号をその出力端子8から1水
平ライン毎に読み出し、次いで偶数フイールドに
対応する端子n1E,n2E,n3Eの電圧φS1E,φS2
E,φS3Eを順次“0”に切換えて夫々偶数フイー
ルドに対応する受光部S11E〜S13E,S21E〜S23
E,S31E〜S33Eの信号電荷を夫々水平シフトレ
ジスタ1A,1B,1Cを通して転送し、同時に
ライン切換用スイツチング回路7の各MOSトラ
ンジスタT1E,T2E,T3Eが順次オンとなること
によつて偶数フイールドの信号をその出力端子8
から1水平ライン毎に読み出す。そして、この場
合においても、信号を読み出しているライン以外
の他のラインの水平シフトレジスタ1は受光時の
オーバーフロードレインとして作用する。
を通じて各水平シフトレジスタ1に同時に2相の
クロツクパルスφ1及びφ2を与え、受光期間に
は各端子n1O,n1E,n2O……n3Eを通じてセン
サー電圧φS1O=“1”、φS1E=“1”、φS2O=
“1”、……φS3E=“1”を与え各受光部Sにおい
て受光量に基づく信号電荷の蓄積を行う。次に読
み出し時には、先づ奇数フイールドに対応する端
子n1O,n2O,n3Oの電圧φS1O,φ2O,φS3Oを
順次“0”に切換えて夫々奇数フイールドに対応
する受光部S11O〜S13O,S21O〜S23O,S31O〜
S33Oの信号電荷を夫々水平シフトレジスタ1
A,1B,1Cを通して転送し、同時にライン切
換用スイツチング回路7の各MOSトランジスタ
T1O,T2O,T3Oが順次オンとなることによつて
奇数フイールドの信号をその出力端子8から1水
平ライン毎に読み出し、次いで偶数フイールドに
対応する端子n1E,n2E,n3Eの電圧φS1E,φS2
E,φS3Eを順次“0”に切換えて夫々偶数フイー
ルドに対応する受光部S11E〜S13E,S21E〜S23
E,S31E〜S33Eの信号電荷を夫々水平シフトレ
ジスタ1A,1B,1Cを通して転送し、同時に
ライン切換用スイツチング回路7の各MOSトラ
ンジスタT1E,T2E,T3Eが順次オンとなること
によつて偶数フイールドの信号をその出力端子8
から1水平ライン毎に読み出す。そして、この場
合においても、信号を読み出しているライン以外
の他のラインの水平シフトレジスタ1は受光時の
オーバーフロードレインとして作用する。
この構成によれば、1本の水平シフトレジスタ
の上下両側に受光部が配されるので垂直方向の絵
素配列ピツチがさらに短縮される。しかも市松絵
素配列であるために垂直相関を利用して信号処理
をすることにより水平解像度を向上させることが
出来る。この構成では、例えば1吋系画面に水平
350絵素、垂直500絵素の市松絵素配列が可能とな
る。
の上下両側に受光部が配されるので垂直方向の絵
素配列ピツチがさらに短縮される。しかも市松絵
素配列であるために垂直相関を利用して信号処理
をすることにより水平解像度を向上させることが
出来る。この構成では、例えば1吋系画面に水平
350絵素、垂直500絵素の市松絵素配列が可能とな
る。
尚、1本の水平シフトレジスタの両側に受光部
を配列する場合の受光部の配列としてはその他第
6図又は第7図のようにすることも出来る。
を配列する場合の受光部の配列としてはその他第
6図又は第7図のようにすることも出来る。
上述せる如く、本発明によれば、信号電荷の転
送部すなわち水平シフトレジスタを時分割的に不
要電荷用ドレインとして兼用するので、従来のオ
ーバーフロードレイン領域を省略することも可能
となり、水平方向の絵素配列ピツチの短縮はもち
ろん、垂直方向の絵素配列ピツチを短縮すること
が出来、絵素の高集積化が可能となる。又、第5
図〜第7図に示す如く1本の共通の水平シフトレ
ジスタに対して奇数フイールド及び偶数フイール
ドに対応する2ラインの受光部を上下に配列する
ときはさらに垂直方向の絵素配列ピツチを短縮す
ることができる。更に市松絵素配列も容易とな
り、水平方向の絵素配列ピツチをさらに短縮でき
る。尚、上例では水平方向のシフトレジスタで説
明したが、垂直方向のシフトレジスタにも適用で
きるのは言うまでもない。
送部すなわち水平シフトレジスタを時分割的に不
要電荷用ドレインとして兼用するので、従来のオ
ーバーフロードレイン領域を省略することも可能
となり、水平方向の絵素配列ピツチの短縮はもち
ろん、垂直方向の絵素配列ピツチを短縮すること
が出来、絵素の高集積化が可能となる。又、第5
図〜第7図に示す如く1本の共通の水平シフトレ
ジスタに対して奇数フイールド及び偶数フイール
ドに対応する2ラインの受光部を上下に配列する
ときはさらに垂直方向の絵素配列ピツチを短縮す
ることができる。更に市松絵素配列も容易とな
り、水平方向の絵素配列ピツチをさらに短縮でき
る。尚、上例では水平方向のシフトレジスタで説
明したが、垂直方向のシフトレジスタにも適用で
きるのは言うまでもない。
第1図は本発明の原理的構成を示す図、第2図
はその説明に供する波形図、第3図は本発明の駆
動方法に用いられる二次元固体撮像装置の原理を
示す配置図、第4図はそのトランスフアゲート領
域の一例を示す断面図、第5図は本発明の駆動方
法に用いられる固体撮像装置の一例を示す配置
図、第6図及び第7図は本発明の駆動方法に用い
られる固体撮像装置の絵素配列のさらに他の例を
示す配置図である。 1は水平シフトレジスタ、2はトランスフアゲ
ート領域、3は出力拡散層、Sは受光部である。
はその説明に供する波形図、第3図は本発明の駆
動方法に用いられる二次元固体撮像装置の原理を
示す配置図、第4図はそのトランスフアゲート領
域の一例を示す断面図、第5図は本発明の駆動方
法に用いられる固体撮像装置の一例を示す配置
図、第6図及び第7図は本発明の駆動方法に用い
られる固体撮像装置の絵素配列のさらに他の例を
示す配置図である。 1は水平シフトレジスタ、2はトランスフアゲ
ート領域、3は出力拡散層、Sは受光部である。
Claims (1)
- 1 水平及び垂直方向に配された複数の受光部
と、該受光部からの電荷を転送する複数の転送部
と、上記受光部と転送部の間に設けられ上記受光
部からの電荷を所定の周期で上記転送部へ読出し
転送する制御を行う読出し制御部とよりなり、正
規の読出し時、上記複数の転送部の任意の一つは
一垂直期間に一度上記読出し制御部が制御され上
記受光部からの電荷が上記転送部へ読出し転送さ
れるようになし、少なくとも該読出し転送の直前
までに上記任意の一つの転送部を駆動して該転送
部に残存する電荷を所定のドレイン部に掃き出
し、しかる後に上記読出し転送を行うようになす
と共に上記任意の一つの転送部によつて上記受光
部からの電荷を所定周期で転送し、一垂直周期に
比し充分短い期間内に上記転送部から読み出すよ
うになすと共に、上記複数の転送部は奇数フイー
ルドにおいて読み出される受光部の組合せと、偶
数フイールドにおいて読み出される受光部の組合
せとに対し共通に動作することを特徴とする固体
撮像素子の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12314377A JPS5456718A (en) | 1977-10-14 | 1977-10-14 | Solid state pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12314377A JPS5456718A (en) | 1977-10-14 | 1977-10-14 | Solid state pickup device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5456718A JPS5456718A (en) | 1979-05-08 |
| JPS6210469B2 true JPS6210469B2 (ja) | 1987-03-06 |
Family
ID=14853246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12314377A Granted JPS5456718A (en) | 1977-10-14 | 1977-10-14 | Solid state pickup device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5456718A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02119295A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プリント基板 |
| JPH02159094A (ja) * | 1988-12-12 | 1990-06-19 | Rohm Co Ltd | 印刷配線基板装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55163962A (en) * | 1979-06-08 | 1980-12-20 | Nec Corp | Driving method for solid-state pickup unit |
| JPS55163957A (en) * | 1979-06-08 | 1980-12-20 | Nec Corp | Driving method for electric charge transfer device |
| JPS56162869A (en) * | 1980-05-19 | 1981-12-15 | Toshiba Corp | Charge transfer device |
| JPS586682A (ja) * | 1981-07-06 | 1983-01-14 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
| JPS5810977A (ja) * | 1981-07-13 | 1983-01-21 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5324721A (en) * | 1976-08-20 | 1978-03-07 | Fujitsu Ltd | Blooming preventing method for pick up elements |
-
1977
- 1977-10-14 JP JP12314377A patent/JPS5456718A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02119295A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プリント基板 |
| JPH02159094A (ja) * | 1988-12-12 | 1990-06-19 | Rohm Co Ltd | 印刷配線基板装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5456718A (en) | 1979-05-08 |
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