JP2987844B2 - 固体撮像装置及びその駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置及びその駆動方法Info
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- JP2987844B2 JP2987844B2 JP1111770A JP11177089A JP2987844B2 JP 2987844 B2 JP2987844 B2 JP 2987844B2 JP 1111770 A JP1111770 A JP 1111770A JP 11177089 A JP11177089 A JP 11177089A JP 2987844 B2 JP2987844 B2 JP 2987844B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数の受光部から垂直転送部に信号電荷が転
送され、その信号電荷が水平転送部に転送されて出力さ
れるフレームインターライン転送（FIT）型の固体撮像
装置及び装置の駆動方法に関する。
送され、その信号電荷が水平転送部に転送されて出力さ
れるフレームインターライン転送（FIT）型の固体撮像
装置及び装置の駆動方法に関する。
本発明は、受光部から垂直転送部に信号電荷が読み出
され、その垂直転送部から蓄積部に高速に信号電荷が転
送され、その信号電荷が水平転送部を介して出力される
フレームインターライン転送型の固体撮像装置におい
て、受光部に直線オーバーフロードレインを設け、垂直
転送部に存在する不要電荷を掃き出す転送速度を垂直転
送部への信号電荷読み出し直後の上記信号電荷の上記垂
直転送部での転送速度よりも高速にすることにより、垂
直転送部の転送効率や取り扱い電荷量を改善するもので
ある。
され、その垂直転送部から蓄積部に高速に信号電荷が転
送され、その信号電荷が水平転送部を介して出力される
フレームインターライン転送型の固体撮像装置におい
て、受光部に直線オーバーフロードレインを設け、垂直
転送部に存在する不要電荷を掃き出す転送速度を垂直転
送部への信号電荷読み出し直後の上記信号電荷の上記垂
直転送部での転送速度よりも高速にすることにより、垂
直転送部の転送効率や取り扱い電荷量を改善するもので
ある。
〔従来の技術〕 フレームインターライン転送型（以下、FIT型）のCCD
は、インターライン転送型（以下、IT型）のCCDの垂直
転送部と水平転送部の間に蓄積部を設け、信号電荷を蓄
積部に対して高速転送できるため、スミアの低減が行わ
れることになる（例えば、特開昭56−8966号公報参
照）。
は、インターライン転送型（以下、IT型）のCCDの垂直
転送部と水平転送部の間に蓄積部を設け、信号電荷を蓄
積部に対して高速転送できるため、スミアの低減が行わ
れることになる（例えば、特開昭56−8966号公報参
照）。
ここで、従来のFIT型のCCDについて、第４図及び第５
図を用いて説明する。第４図は一般的なFIT型のCCDの構
成を示す図である。このFIT型CCD50は、第４図に示すよ
うに、入射した光を信号電荷に変換するための複数の受
光部51がマトリクス状に配される。この受光部51の垂直
列に沿って各列毎に垂直転送部52が設けられる。この垂
直転送部52は転送ゲート53を介して蓄積部54に接続す
る。その蓄積部54の終端部には水平転送部55が設けら
れ、この水平転送部55から１水平ライン毎の出力が行わ
れることになる。このCCD50の垂直転送部52の蓄積部54
と反対側の端部にはドレイン部56が設けられる。このド
レイン部56は不要電荷を吸収するための領域である。
図を用いて説明する。第４図は一般的なFIT型のCCDの構
成を示す図である。このFIT型CCD50は、第４図に示すよ
うに、入射した光を信号電荷に変換するための複数の受
光部51がマトリクス状に配される。この受光部51の垂直
列に沿って各列毎に垂直転送部52が設けられる。この垂
直転送部52は転送ゲート53を介して蓄積部54に接続す
る。その蓄積部54の終端部には水平転送部55が設けら
れ、この水平転送部55から１水平ライン毎の出力が行わ
れることになる。このCCD50の垂直転送部52の蓄積部54
と反対側の端部にはドレイン部56が設けられる。このド
レイン部56は不要電荷を吸収するための領域である。
第５図はそのCCD50の動作を示す波形図であり、信号
（ａ）はテレビジョン信号に対応した信号であり、低レ
ベルの期間が垂直ブランキング期間tBLXであり、高レベ
ルの期間が映像期間tVDである。また、信号（ｂ）はCCD
の垂直駆動パルスを示す。この垂直駆動パルスについて
説明すると、上記垂直ブランキング期間tBLX内の期間t1
では、垂直転送部52は逆転送状態となり、垂直転送部52
内の不要電荷がドレイン部56に向かって転送されるいわ
ゆる掃き出し転送が行われる。次に、読み出しパルスΦ
ROが各受光部51の読み出しゲートに供給され、信号電荷
が各受光部51から垂直転送部52に供給される。その読み
出し後、垂直ブランキング期間tBLX内の期間t2では、読
み出された信号電荷が垂直転送部52から蓄積部54へ高速
にフレーム転送される。ここで、この高速なフレーム転
送の駆動パルスの周波数は約900kHzであり、掃き出し転
送と同じ周波数である。また、そのフレーム転送の方向
は正転送である。映像期間tVDにおいては、１水平ライ
ン毎の出力をするためにラインシフト用のパルスΦLSが
供給され、水平転送部55から画像信号が出力される。
（ａ）はテレビジョン信号に対応した信号であり、低レ
ベルの期間が垂直ブランキング期間tBLXであり、高レベ
ルの期間が映像期間tVDである。また、信号（ｂ）はCCD
の垂直駆動パルスを示す。この垂直駆動パルスについて
説明すると、上記垂直ブランキング期間tBLX内の期間t1
では、垂直転送部52は逆転送状態となり、垂直転送部52
内の不要電荷がドレイン部56に向かって転送されるいわ
ゆる掃き出し転送が行われる。次に、読み出しパルスΦ
ROが各受光部51の読み出しゲートに供給され、信号電荷
が各受光部51から垂直転送部52に供給される。その読み
出し後、垂直ブランキング期間tBLX内の期間t2では、読
み出された信号電荷が垂直転送部52から蓄積部54へ高速
にフレーム転送される。ここで、この高速なフレーム転
送の駆動パルスの周波数は約900kHzであり、掃き出し転
送と同じ周波数である。また、そのフレーム転送の方向
は正転送である。映像期間tVDにおいては、１水平ライ
ン毎の出力をするためにラインシフト用のパルスΦLSが
供給され、水平転送部55から画像信号が出力される。
また、不要電荷の掃き出し転送を逆転送させずに、信
号電荷の転送方向である正転送によって行う技術も知ら
れており、例えば特開昭58−10977号公報にその正転送
による掃き出し転送技術が記載されている。
号電荷の転送方向である正転送によって行う技術も知ら
れており、例えば特開昭58−10977号公報にその正転送
による掃き出し転送技術が記載されている。
このようなFIT型のCCD50は、IT型のCCDに比較して、
低スミア化が可能であり、そのスミアレベルの低減のた
めには、転送周波数を高くすることが望ましい。
低スミア化が可能であり、そのスミアレベルの低減のた
めには、転送周波数を高くすることが望ましい。
しかしながら、信号電荷の蓄積部54へのフレーム転送
を約900kHz程度の高い周波数にした場合では、垂直転送
効率が低下し、その転送効率の低下によって画像欠陥が
生じ易くなる。また、このようなフレーム転送では、垂
直転送部52の取り扱い電荷量が低下し、ダイナミックレ
ンジが小さくなる等の特性劣化が生ずる。
を約900kHz程度の高い周波数にした場合では、垂直転送
効率が低下し、その転送効率の低下によって画像欠陥が
生じ易くなる。また、このようなフレーム転送では、垂
直転送部52の取り扱い電荷量が低下し、ダイナミックレ
ンジが小さくなる等の特性劣化が生ずる。
そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑み、スミア
の低減を図ると共に、高速転送による特性劣化を防止す
るような固体撮像装置及び装置の駆動方法を提供するこ
とを目的とする。
の低減を図ると共に、高速転送による特性劣化を防止す
るような固体撮像装置及び装置の駆動方法を提供するこ
とを目的とする。
上述の目的を達成するため、本発明は、マトリクス状
に配された複数の受光部と、これら受光部の垂直列に沿
って垂直転送部が設けられ、上記各受光部の不要電荷を
掃き出すための縦型又は横型オーバーフロードレイン構
造を有し、上記垂直転送部に存在する不要電荷を高速掃
き出し転送した後、上記各受光部で得られた信号電荷を
上記垂直転送部に読み出し、その直後に上記垂直転送部
に読み出された画像信号となる信号電荷を上記垂直転送
部中の水平転送部隣接位置まで高速転送し、その後上記
信号電荷を水平ライン毎に水平転送部を介して出力する
固体撮像装置において、上記垂直転送部に存在する不要
電荷の高速掃き出し転送と、上記垂直転送部に読み出さ
れた画像信号となる信号電荷の上記垂直転送部中の水平
転送部隣接位置までの高速転送が、垂直ブランキング期
間に行われ、上記垂直転送部に存在する不要電荷の高速
掃き出し転送する速度が、上記垂直転送部に読み出され
た画像信号となる信号電荷を上記垂直転送部中の水平転
送部隣接位置まで高速転送する速度よりも高速とされる
ようにしたものである。
に配された複数の受光部と、これら受光部の垂直列に沿
って垂直転送部が設けられ、上記各受光部の不要電荷を
掃き出すための縦型又は横型オーバーフロードレイン構
造を有し、上記垂直転送部に存在する不要電荷を高速掃
き出し転送した後、上記各受光部で得られた信号電荷を
上記垂直転送部に読み出し、その直後に上記垂直転送部
に読み出された画像信号となる信号電荷を上記垂直転送
部中の水平転送部隣接位置まで高速転送し、その後上記
信号電荷を水平ライン毎に水平転送部を介して出力する
固体撮像装置において、上記垂直転送部に存在する不要
電荷の高速掃き出し転送と、上記垂直転送部に読み出さ
れた画像信号となる信号電荷の上記垂直転送部中の水平
転送部隣接位置までの高速転送が、垂直ブランキング期
間に行われ、上記垂直転送部に存在する不要電荷の高速
掃き出し転送する速度が、上記垂直転送部に読み出され
た画像信号となる信号電荷を上記垂直転送部中の水平転
送部隣接位置まで高速転送する速度よりも高速とされる
ようにしたものである。
また、本発明は、マトリクス状に配された複数の受光
部と、これらの受光部の垂直列に沿って垂直転送部が設
けられ、上記各受光部の不要電荷を掃き出すための縦型
又は横型オーバーフロードレイン構造を有し、上記垂直
転送部に存在する不要電荷を高速掃き出し転送した後、
上記各受光部で得られた信号電荷を上記垂直転送部に読
み出し、その直後に上記垂直転送部に読み出された画像
信号となる信号電荷を上記垂直転送部中の水平転送部隣
接位置まで高速転送し、その後上記信号電荷を水平ライ
ン毎に水平転送部を介して出力する固体撮像装置の駆動
方法において、上記垂直転送部に存在する不要電荷の高
速掃き出し転送と、上記垂直転送部に読み出された画像
信号となる信号電荷の上記垂直転送部中の水平転送部隣
接位置までの高速転送が、垂直ブランキング期間に行わ
れ、上記垂直転送部に存在する不要電荷の高速掃き出し
転送を、上記垂直転送部に読み出された画像信号となる
信号電荷を上記垂直転送部中の水平転送部隣接位置まで
高速転送する速度よりも高速で行うようにしたものであ
る。
部と、これらの受光部の垂直列に沿って垂直転送部が設
けられ、上記各受光部の不要電荷を掃き出すための縦型
又は横型オーバーフロードレイン構造を有し、上記垂直
転送部に存在する不要電荷を高速掃き出し転送した後、
上記各受光部で得られた信号電荷を上記垂直転送部に読
み出し、その直後に上記垂直転送部に読み出された画像
信号となる信号電荷を上記垂直転送部中の水平転送部隣
接位置まで高速転送し、その後上記信号電荷を水平ライ
ン毎に水平転送部を介して出力する固体撮像装置の駆動
方法において、上記垂直転送部に存在する不要電荷の高
速掃き出し転送と、上記垂直転送部に読み出された画像
信号となる信号電荷の上記垂直転送部中の水平転送部隣
接位置までの高速転送が、垂直ブランキング期間に行わ
れ、上記垂直転送部に存在する不要電荷の高速掃き出し
転送を、上記垂直転送部に読み出された画像信号となる
信号電荷を上記垂直転送部中の水平転送部隣接位置まで
高速転送する速度よりも高速で行うようにしたものであ
る。
さらに、本発明に係る固体撮像装置の駆動方法は、上
記垂直転送部に存在する不要電荷の高速掃き出し転送
と、上記垂直転送部に読み出された画像信号となる信号
電荷の上記垂直転送部中の水平転送部隣接位置までの高
速転送が、読み出しパルスが供給される期間を間に挟ん
だ決められた一定の期間内に行われる。
記垂直転送部に存在する不要電荷の高速掃き出し転送
と、上記垂直転送部に読み出された画像信号となる信号
電荷の上記垂直転送部中の水平転送部隣接位置までの高
速転送が、読み出しパルスが供給される期間を間に挟ん
だ決められた一定の期間内に行われる。
垂直転送部を介して不要電荷を積極的に掃き出す構造
の固体撮像装置に比較して、各受光部の不要電荷が垂直
転送部を介さずに掃き出される構造を有する固体撮像装
置は、垂直転送部を用いて掃き出される不要電荷の量が
少量になる。このため、掃き出し転送自体を高速化して
も、十分な不要電荷の掃き出しが実現できる。このよう
な掃き出し転送の高速化によって、一定の期間である垂
直ブランキング期間では、信号電荷の垂直転送部から蓄
積部への転送を行う時間を長くすることができ、その転
送の速度を逆に低速度化することで、垂直転送効率の改
善を図ることができる。
の固体撮像装置に比較して、各受光部の不要電荷が垂直
転送部を介さずに掃き出される構造を有する固体撮像装
置は、垂直転送部を用いて掃き出される不要電荷の量が
少量になる。このため、掃き出し転送自体を高速化して
も、十分な不要電荷の掃き出しが実現できる。このよう
な掃き出し転送の高速化によって、一定の期間である垂
直ブランキング期間では、信号電荷の垂直転送部から蓄
積部への転送を行う時間を長くすることができ、その転
送の速度を逆に低速度化することで、垂直転送効率の改
善を図ることができる。
本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明す
る。
る。
本実施例はFIT（フレームインターライン転送）型のC
CDの例であり、正転送の掃き出し転送の周波数が信号電
荷の垂直フレーム転送の周波数よりも高速に、およそ２
倍とされるCCDの例である。
CDの例であり、正転送の掃き出し転送の周波数が信号電
荷の垂直フレーム転送の周波数よりも高速に、およそ２
倍とされるCCDの例である。
まず、全体のブロック構造を第２図に示す。本実施例
のCCD1は、撮像部２を構成するように、マトリクス状に
配列されフォトセンサーからなる複数の受光部４と、垂
直転送部である第１の垂直レジスタ部５を有している。
受光部４は後述する断面構造を有し、不要電荷を基板に
掃き出す縦型オーバーフロードレイン構造を有する。第
１の垂直レジスタ部５は受光部４の各垂直列に沿って形
成される。各受光部４と第１の垂直レジスタ部５の間に
は信号電荷の読み出しのための転送ゲートが設けられ
る。これら第１の垂直レジスタ部５には、それぞれ転送
信号IMΦ１〜IMΦ４が供給され、これら４相の転送信号
IMΦ１〜IMΦ４のパルスによって第１の垂直レジスタ部
５の電荷が転送される。そして、後述するように、転送
信号IMΦ１〜IMΦ４のパルスの周波数は、不要電荷の掃
き出し転送時に高速とされ、信号電荷のフレーム転送時
に低速にされる。
のCCD1は、撮像部２を構成するように、マトリクス状に
配列されフォトセンサーからなる複数の受光部４と、垂
直転送部である第１の垂直レジスタ部５を有している。
受光部４は後述する断面構造を有し、不要電荷を基板に
掃き出す縦型オーバーフロードレイン構造を有する。第
１の垂直レジスタ部５は受光部４の各垂直列に沿って形
成される。各受光部４と第１の垂直レジスタ部５の間に
は信号電荷の読み出しのための転送ゲートが設けられ
る。これら第１の垂直レジスタ部５には、それぞれ転送
信号IMΦ１〜IMΦ４が供給され、これら４相の転送信号
IMΦ１〜IMΦ４のパルスによって第１の垂直レジスタ部
５の電荷が転送される。そして、後述するように、転送
信号IMΦ１〜IMΦ４のパルスの周波数は、不要電荷の掃
き出し転送時に高速とされ、信号電荷のフレーム転送時
に低速にされる。
本実施例のCCD1には、それら第１の垂直レジスタ部５
に連続して蓄積部３が形成される。この蓄積部３は、各
垂直列毎に設けられた第１の垂直レジスタ部５に対応し
て各垂直列毎に設けられる第２の垂直レジスタ部６から
なる。これら第２の垂直レジスタ部６に高速に第１の垂
直レジスタ部５から信号電荷がフレーム転送され、一時
的にその信号電荷が蓄積される。これら第２の垂直レジ
スタ部６には、４相の転送信号STΦ１〜STΦ４が供給さ
れ、これら４相の転送信号STΦ１〜STΦ４によって第２
の垂直レジスタ部６の電荷が転送される。
に連続して蓄積部３が形成される。この蓄積部３は、各
垂直列毎に設けられた第１の垂直レジスタ部５に対応し
て各垂直列毎に設けられる第２の垂直レジスタ部６から
なる。これら第２の垂直レジスタ部６に高速に第１の垂
直レジスタ部５から信号電荷がフレーム転送され、一時
的にその信号電荷が蓄積される。これら第２の垂直レジ
スタ部６には、４相の転送信号STΦ１〜STΦ４が供給さ
れ、これら４相の転送信号STΦ１〜STΦ４によって第２
の垂直レジスタ部６の電荷が転送される。
その第２の垂直レジスタ部６の第１の垂直レジスタ部
５と反対側には、水平レジスタ部７が配設される。この
水平レジスタ部７は、蓄積部３の各第２の垂直レジスタ
部６に蓄積された電荷を１水平ライン毎に読み出しため
のレジスタである。この水平レジスタ部７には、全部の
第２の垂直レジスタ部６から１水平ライン分の電荷が転
送され、その電荷が出力回路８に対して出力される。こ
の水平レジスタ部７には、２相の転送信号ＨΦ1,HΦ２
が供給され、転送は転送信号ＨΦ1,HΦ２によって行わ
れる。
５と反対側には、水平レジスタ部７が配設される。この
水平レジスタ部７は、蓄積部３の各第２の垂直レジスタ
部６に蓄積された電荷を１水平ライン毎に読み出しため
のレジスタである。この水平レジスタ部７には、全部の
第２の垂直レジスタ部６から１水平ライン分の電荷が転
送され、その電荷が出力回路８に対して出力される。こ
の水平レジスタ部７には、２相の転送信号ＨΦ1,HΦ２
が供給され、転送は転送信号ＨΦ1,HΦ２によって行わ
れる。
この水平レジスタ部７からは、水平レジスタ部７の終
端部に位置するフローティングディフュージョン10fを
介して、例えばソースホロワ等の構成を有する出力回路
８へ信号が取り出される。リセットは、リセットトラン
ジスタ10により行われ、そのリセットトランジスタのゲ
ートに供給されるプリチャージゲート制御信号ΦPGによ
って、上記フローティングディフュージョン10fとリセ
ット用のプリチャージ電圧VPDとリセットドレイン10dの
間のオン・オフが制御される。そして、出力回路８の出
力端子９より、このCCD1の画像信号VOUTが出力される。
端部に位置するフローティングディフュージョン10fを
介して、例えばソースホロワ等の構成を有する出力回路
８へ信号が取り出される。リセットは、リセットトラン
ジスタ10により行われ、そのリセットトランジスタのゲ
ートに供給されるプリチャージゲート制御信号ΦPGによ
って、上記フローティングディフュージョン10fとリセ
ット用のプリチャージ電圧VPDとリセットドレイン10dの
間のオン・オフが制御される。そして、出力回路８の出
力端子９より、このCCD1の画像信号VOUTが出力される。
第３図は受光部４及び第１の垂直レジスタ部５の断面
構造を示す。このCCD1は、ｎ型のシリコン基板11上に形
成され、そのｎ型のシリコン基板11に形成されたｐ型の
第１のウェル領域12内に受光部４や第１の垂直レジスタ
部５が形成される。
構造を示す。このCCD1は、ｎ型のシリコン基板11上に形
成され、そのｎ型のシリコン基板11に形成されたｐ型の
第１のウェル領域12内に受光部４や第１の垂直レジスタ
部５が形成される。
受光部４は、上記ｐ型の第１のウェル領域12内のｎ型
の不純物領域13を用いたフォトセンサーにより構成さ
れ、そのｎ型の不純物領域13の表面には正孔蓄積層14が
形成される。この受光部４ではアルミニウム膜からなる
遮光膜15が除去されており、その開口部16より光が入射
する。このCCD1は、各受光部４の不要電荷を第１の垂直
レジスタ部５を介さずに掃き出す構造として縦型オーバ
ーフロードレイン構造を有している。従って、基板電圧
Vsubを変化させることで、受光部４の不要電荷をｎ型の
シリコン基板11に掃き出すことができる。
の不純物領域13を用いたフォトセンサーにより構成さ
れ、そのｎ型の不純物領域13の表面には正孔蓄積層14が
形成される。この受光部４ではアルミニウム膜からなる
遮光膜15が除去されており、その開口部16より光が入射
する。このCCD1は、各受光部４の不要電荷を第１の垂直
レジスタ部５を介さずに掃き出す構造として縦型オーバ
ーフロードレイン構造を有している。従って、基板電圧
Vsubを変化させることで、受光部４の不要電荷をｎ型の
シリコン基板11に掃き出すことができる。
垂直レジスタ部５は、薄いポリシリコン膜17上の遮光
膜15に覆われ且つシリコン酸化膜18に被覆されたポリシ
リコン層を転送電極19とする。この転送電極19は図示を
省略しているが多層からなる。転送電極19の下部にはシ
リコン窒化膜20を介してシリコン酸化膜21が設けられ、
その下の基板表面のｎ型の不純物領域が信号電荷の転送
される埋め込みチャンネル領域22となる。この埋め込み
チャンネル領域22の下部には、スミア防止用のｐ型の第
２のウェル領域23が形成される。上記埋め込みチャンネ
ル領域22の受光部４側は上記ｎ型の不純物領域13と離間
し、その離間した領域が転送ゲート24となる。また、埋
め込みチャンネル領域22の受光部４側と反対側には、他
の列の受光部４に沿ってチャンネルストッパー領域25が
基板表面に臨んで形成される。
膜15に覆われ且つシリコン酸化膜18に被覆されたポリシ
リコン層を転送電極19とする。この転送電極19は図示を
省略しているが多層からなる。転送電極19の下部にはシ
リコン窒化膜20を介してシリコン酸化膜21が設けられ、
その下の基板表面のｎ型の不純物領域が信号電荷の転送
される埋め込みチャンネル領域22となる。この埋め込み
チャンネル領域22の下部には、スミア防止用のｐ型の第
２のウェル領域23が形成される。上記埋め込みチャンネ
ル領域22の受光部４側は上記ｎ型の不純物領域13と離間
し、その離間した領域が転送ゲート24となる。また、埋
め込みチャンネル領域22の受光部４側と反対側には、他
の列の受光部４に沿ってチャンネルストッパー領域25が
基板表面に臨んで形成される。
このような構造を有する本実施例のCCD1は、高速な信
号電荷のフレーム転送の周波数が、不要電荷の掃き出し
転送の周波数の1/2にされる。このため垂直転送効率や
その取り扱い電荷量を改善できる。また、垂直レジスタ
部５の掃き出し転送の方向は正転送であり、不要電荷を
吸収するための特別のドレインを必要とせずに、不要電
荷の掃き出しが行われる。
号電荷のフレーム転送の周波数が、不要電荷の掃き出し
転送の周波数の1/2にされる。このため垂直転送効率や
その取り扱い電荷量を改善できる。また、垂直レジスタ
部５の掃き出し転送の方向は正転送であり、不要電荷を
吸収するための特別のドレインを必要とせずに、不要電
荷の掃き出しが行われる。
このCCD1の動作について、第１図を参照しながら説明
する。信号（ａ）はテレビジョン信号に対応した信号で
あり、低レベルの期間が垂直ブランキング期間TBLKであ
り、高レベルの期間が映像期間TVDである。また信号
（ｂ）はCCDの垂直駆動パルスを示す。まず垂直ブラン
キング期間TBLKが開始したところで、不要電荷の掃き出
し転送が行われる。この不要電荷の掃き出し転送は、第
１の垂直レジスタ部５に存在する不要電荷を掃き出す転
送であり、掃き出し転送期間T1に1.2MHzの周波数f1で行
われる。
する。信号（ａ）はテレビジョン信号に対応した信号で
あり、低レベルの期間が垂直ブランキング期間TBLKであ
り、高レベルの期間が映像期間TVDである。また信号
（ｂ）はCCDの垂直駆動パルスを示す。まず垂直ブラン
キング期間TBLKが開始したところで、不要電荷の掃き出
し転送が行われる。この不要電荷の掃き出し転送は、第
１の垂直レジスタ部５に存在する不要電荷を掃き出す転
送であり、掃き出し転送期間T1に1.2MHzの周波数f1で行
われる。
ここで、この掃き出し転送は正転送で行われ、第１の
垂直レジスタ部５から第２の垂直レジスタ部６を介して
水平レジスタ部７へ転送される。そして、この不要電荷
は例えばリセットトランジスタ10のリセットドレイン10
dに掃き出される。このような正転送で掃き出される不
要電荷は、受孔部４自体が縦型オーバーフロードレイン
構造を有しているために、第１の垂直レジスタ部５に蓄
積されたスミア電荷が暗信号電荷のみであり、その電荷
量自体は多くない。従って、その正転送では、特別なド
レインを必要とせずに、不要電荷の掃き出しが可能であ
る。また、不要電荷の電荷量が多くないため、高い周波
数f1で十分な掃き出し転送が行なえる。また、正転送の
掃き出しのため転送効率の向上がしやすく、さらに逆転
送のための機構も不要である。
垂直レジスタ部５から第２の垂直レジスタ部６を介して
水平レジスタ部７へ転送される。そして、この不要電荷
は例えばリセットトランジスタ10のリセットドレイン10
dに掃き出される。このような正転送で掃き出される不
要電荷は、受孔部４自体が縦型オーバーフロードレイン
構造を有しているために、第１の垂直レジスタ部５に蓄
積されたスミア電荷が暗信号電荷のみであり、その電荷
量自体は多くない。従って、その正転送では、特別なド
レインを必要とせずに、不要電荷の掃き出しが可能であ
る。また、不要電荷の電荷量が多くないため、高い周波
数f1で十分な掃き出し転送が行なえる。また、正転送の
掃き出しのため転送効率の向上がしやすく、さらに逆転
送のための機構も不要である。
この掃き出し転送期間T1の経過後、読み出しパルスΦ
ROが転送電極IMΦ１〜IMΦ４の所要の電極に供給され、
受光部４から第１の垂直レジスタ部５へ信号電荷が転送
ゲート24を介して読み出される。
ROが転送電極IMΦ１〜IMΦ４の所要の電極に供給され、
受光部４から第１の垂直レジスタ部５へ信号電荷が転送
ゲート24を介して読み出される。
その信号電荷の読み出し動作の後、同じ垂直ブランキ
ング期間TBLKで、信号電荷のフレーム転送がフレーム転
送期間T2中に行われる。このフレーム転送は、第１の垂
直レジスタ部５から第２の垂直レジスタ部６へ信号電荷
を転送するものである。このフレーム転送期間T2は、フ
レーム転送が600kHzの転送周波数f2で行われ、この周波
数f2で転送電極IMΦ１〜IMΦ４及びSTΦ１〜STΦ４が駆
動される。ここで前述の掃き出し転送の周波数f1とフレ
ーム転送の周波数f2を比較してみると、掃き出し転送の
周波数f1が1.2MHzであって、フレーム転送の周波数f2が
600kHzであるために、フレーム転送の速度は掃き出し転
送の速度の1/2にされている。このため、本実施例のCCD
では、垂直転送効率の劣化を防止することができ、その
取り扱い電荷量を大きくすることができる。また、プロ
セス上は、フレーム転送が低周波数化されることから、
転送電極の低抵抗化なども不要である。
ング期間TBLKで、信号電荷のフレーム転送がフレーム転
送期間T2中に行われる。このフレーム転送は、第１の垂
直レジスタ部５から第２の垂直レジスタ部６へ信号電荷
を転送するものである。このフレーム転送期間T2は、フ
レーム転送が600kHzの転送周波数f2で行われ、この周波
数f2で転送電極IMΦ１〜IMΦ４及びSTΦ１〜STΦ４が駆
動される。ここで前述の掃き出し転送の周波数f1とフレ
ーム転送の周波数f2を比較してみると、掃き出し転送の
周波数f1が1.2MHzであって、フレーム転送の周波数f2が
600kHzであるために、フレーム転送の速度は掃き出し転
送の速度の1/2にされている。このため、本実施例のCCD
では、垂直転送効率の劣化を防止することができ、その
取り扱い電荷量を大きくすることができる。また、プロ
セス上は、フレーム転送が低周波数化されることから、
転送電極の低抵抗化なども不要である。
このようなフレーム転送が行われるフレーム転送期間
T2の後、映像期間TVDでは、ラインシフトのための信号
ΦLSが第２の垂直レジスタ部６に供給され、蓄積部３の
信号電荷が１水平ライン毎に水平レジスタ部７に転送さ
れる。この信号ΦLSの周波数は15.7kHzである。そし
て、この水平レジスタ部７から転送信号ＨΦ1,HΦ２に
よって水平方向に電荷が転送され、フローティングディ
フュージョン10fを介し、さらに出力回路８を介して画
像信号VOUTが出力される。
T2の後、映像期間TVDでは、ラインシフトのための信号
ΦLSが第２の垂直レジスタ部６に供給され、蓄積部３の
信号電荷が１水平ライン毎に水平レジスタ部７に転送さ
れる。この信号ΦLSの周波数は15.7kHzである。そし
て、この水平レジスタ部７から転送信号ＨΦ1,HΦ２に
よって水平方向に電荷が転送され、フローティングディ
フュージョン10fを介し、さらに出力回路８を介して画
像信号VOUTが出力される。
このような本実施例のCCD1は、受光部４に縦型のオー
バーフロードレインを有する構造を有し、低スミア化が
なされるために、掃き出し転送の周波数f1を高い周波数
とすることができる。従って、フレーム転送の周波数f2
の低周波数化が図れ、垂直転送効率の改善や取り扱い電
荷量の改善が可能である。さらに、低い周波数でよいた
め、転送電極の低抵抗化等もその必要性が低くなる。
バーフロードレインを有する構造を有し、低スミア化が
なされるために、掃き出し転送の周波数f1を高い周波数
とすることができる。従って、フレーム転送の周波数f2
の低周波数化が図れ、垂直転送効率の改善や取り扱い電
荷量の改善が可能である。さらに、低い周波数でよいた
め、転送電極の低抵抗化等もその必要性が低くなる。
また、縦型のオーバーフロードレイン構造により、不
要電荷そのものが少量化し、掃き出し転送を正転送によ
って行い、出力部まで電荷を掃き出すことができる。こ
のため特別な電荷の吸収用のドレインを設けることは不
要であり、フレーム転送と掃き出し転送が同方向のため
に転送効率の改善がし易くなり、さらに逆転送のための
機構も不要となる。
要電荷そのものが少量化し、掃き出し転送を正転送によ
って行い、出力部まで電荷を掃き出すことができる。こ
のため特別な電荷の吸収用のドレインを設けることは不
要であり、フレーム転送と掃き出し転送が同方向のため
に転送効率の改善がし易くなり、さらに逆転送のための
機構も不要となる。
なお、上述の実施例では、掃き出し転送の転送方向を
正転送としたが、第１の垂直レジスタ部５の第２の垂直
レジスタ部６と反対側にドレインを設け、そのドレイン
に不要電荷を掃き出す逆転送を行うこともできる。不要
電荷を出力部まて転送するのではなく、正転送の途中に
電荷吸収部を設け、そこに掃き出すようにしてもよい。
また、上述の実施例では、各受光部の不要電荷を垂直転
送部を介さずに掃き出す構造として、縦型オーバーフロ
ードレイン構造にしたが、横型オーバーフロードレイン
構造でもよい。さらに、掃き出し転送の周波数f1を1.2M
Hz、信号電荷のフレーム転送の周波数f2を600kHzとした
が、これらの周波数に限定されるものではない。
正転送としたが、第１の垂直レジスタ部５の第２の垂直
レジスタ部６と反対側にドレインを設け、そのドレイン
に不要電荷を掃き出す逆転送を行うこともできる。不要
電荷を出力部まて転送するのではなく、正転送の途中に
電荷吸収部を設け、そこに掃き出すようにしてもよい。
また、上述の実施例では、各受光部の不要電荷を垂直転
送部を介さずに掃き出す構造として、縦型オーバーフロ
ードレイン構造にしたが、横型オーバーフロードレイン
構造でもよい。さらに、掃き出し転送の周波数f1を1.2M
Hz、信号電荷のフレーム転送の周波数f2を600kHzとした
が、これらの周波数に限定されるものではない。
上述したように、本発明は、掃き出し転送の高速化が
可能となり、相対的に信号電荷を垂直転送部から蓄積部
へ高速転送する転送の低速化が可能となる。このため、
垂直転送効率の向上やその取り扱い電荷量の向上が可能
となり、プロセス上では転送電極の低抵抗化のための特
別な工程の付加が不要となる。
可能となり、相対的に信号電荷を垂直転送部から蓄積部
へ高速転送する転送の低速化が可能となる。このため、
垂直転送効率の向上やその取り扱い電荷量の向上が可能
となり、プロセス上では転送電極の低抵抗化のための特
別な工程の付加が不要となる。
第１図は本発明に係る固体撮像装置の一例の動作を説明
するための波形図であり、第２図はその一例の全体の構
成を示すブロック図であり、第３図はその一例の画素部
分の断面構造を示す断面図である。 第４図は従来のFIT型のCCDの一例のブロック図であり、
第５図のその従来の一例の波形図である。 １……CCD ２……撮像部 ３……蓄積部 ４……受光部 ５……第１の垂直レジスタ部 ６……第２の垂直レジスタ部 ７……水平レジスタ部 ８……出力回路 TBLK……垂直ブランキング期間 T1……掃き出し転送期間 T2……フレーム転送期間
するための波形図であり、第２図はその一例の全体の構
成を示すブロック図であり、第３図はその一例の画素部
分の断面構造を示す断面図である。 第４図は従来のFIT型のCCDの一例のブロック図であり、
第５図のその従来の一例の波形図である。 １……CCD ２……撮像部 ３……蓄積部 ４……受光部 ５……第１の垂直レジスタ部 ６……第２の垂直レジスタ部 ７……水平レジスタ部 ８……出力回路 TBLK……垂直ブランキング期間 T1……掃き出し転送期間 T2……フレーム転送期間
Claims (3)
- 【請求項１】マトリクス状に配された複数の受光部と、
これら受光部の垂直列に沿って垂直転送部が設けられ、
上記各受光部の不要電荷を掃き出すための縦型又は横型
オーバーフロードレイン構造を有し、 上記垂直転送部に存在する不要電荷を高速掃き出し転送
した後、上記各受光部で得られた信号電荷を上記垂直転
送部に読み出し、その直後に上記垂直転送部に読み出さ
れた画像信号となる信号電荷を上記垂直転送部中の水平
転送部隣接位置まで高速転送し、その後上記信号電荷を
水平ライン毎に水平転送部を介して出力する固体撮像装
置において、 上記垂直転送部に存在する不要電荷の高速掃き出し転送
と、上記垂直転送部に読み出された画像信号となる信号
電荷の上記垂直転送部中の水平転送部隣接位置までの高
速転送が、垂直ブランキング期間に行われ、 上記垂直転送部に存在する不要電荷の高速掃き出し転送
する速度が、上記垂直転送部に読み出された画像信号と
なる信号電荷を上記垂直転送部中の水平転送部隣接位置
まで高速転送する速度よりも高速とされたことを特徴と
する固体撮像装置。 - 【請求項２】マトリクス状に配された複数の受光部と、
これらの受光部の垂直列に沿って垂直転送部が設けら
れ、上記各受光部の不要電荷を掃き出すための縦型又は
横型オーバーフロードレイン構造を有し、 上記垂直転送部に存在する不要電荷を高速掃き出し転送
した後、上記各受光部で得られた信号電荷を上記垂直転
送部に読み出し、その直後に上記垂直転送部に読み出さ
れた画像信号となる信号電荷を上記垂直転送部中の水平
転送部隣接位置まで高速転送し、その後上記信号電荷を
水平ライン毎に水平転送部を介して出力する固体撮像装
置の駆動方法において、 上記垂直転送部に存在する不要電荷の高速掃き出し転送
と、上記垂直転送部に読み出された画像信号となる信号
電荷の上記垂直転送部中の水平転送部隣接位置までの高
速転送が、垂直ブランキング期間に行われ、 上記垂直転送部に存在する不要電荷の高速掃き出し転送
を、上記垂直転送部に読み出された画像信号となる信号
電荷を上記垂直転送部中の水平転送部隣接位置まで高速
転送する速度よりも高速で行うことを特徴とする固体撮
像装置の駆動方法。 - 【請求項３】マトリクス状に配された複数の受光部と、
これらの受光部の垂直列に沿って垂直転送部が設けら
れ、上記各受光部の不要電荷を掃き出すための縦型又は
横型オーバーフロードレイン構造を有し、 上記垂直転送部に存在する不要電荷を高速掃き出し転送
した後、上記各受光部で得られた信号電荷を上記垂直転
送部に読み出し、その直後に上記垂直転送部に読み出さ
れた画像信号となる信号電荷を上記垂直転送部中の水平
転送部隣接位置まで高速転送し、その後上記信号電荷を
水平ライン毎に水平転送部を介して出力する固体撮像装
置の駆動方法において、 上記垂直転送部に存在する不要電荷の高速掃き出し転送
と、上記垂直転送部に読み出された画像信号となる信号
電荷の上記垂直転送部中の水平転送部隣接位置までの高
速転送が、読み出しパルスが供給される期間を間に挟ん
だ決められた一定の期間内に行われ、 上記垂直転送部に存在する不要電荷の高速掃き出し転送
を、上記垂直転送部に読み出された画像信号となる信号
電荷を上記垂直転送部中の水平転送部隣接位置まで高速
転送する速度よりも高速で行う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 |
|---|---|---|---|
| JP1111770A JP2987844B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 固体撮像装置及びその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1111770A JP2987844B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 固体撮像装置及びその駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02288778A JPH02288778A (ja) | 1990-11-28 |
| JP2987844B2 true JP2987844B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=14569732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1111770A Expired - Lifetime JP2987844B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 固体撮像装置及びその駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2987844B2 (ja) |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP1111770A patent/JP2987844B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02288778A (ja) | 1990-11-28 |
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Legal Events
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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