JPH0434868B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0434868B2 JPH0434868B2 JP57097781A JP9778182A JPH0434868B2 JP H0434868 B2 JPH0434868 B2 JP H0434868B2 JP 57097781 A JP57097781 A JP 57097781A JP 9778182 A JP9778182 A JP 9778182A JP H0434868 B2 JPH0434868 B2 JP H0434868B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ccd
- signal charges
- vertical
- transfer
- photosensitive
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/153—Two-dimensional or three-dimensional array CCD image sensors
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は電子式静止画記録再生装置（電子カ
メラ）の駆動方式に関する。
メラ）の駆動方式に関する。
固体撮像装置の一種にインターライン転送方式
CCDイメージセンサがある。以下、これをIT−
CCDと略称する。第１図にこのIT−CCDイメー
ジ・センサの概略構成図を示す。図において１ij
（ｉ＝１，２，…，ｍ、ｊ＝１，２，…ｎ）はマ
トリツクス配列された感光部であり、光電極変換
して得られた信号電荷を蓄積する、例えばホトダ
イオード等からなる。該感光部１ijの配列に沿つ
て該感光部１ijで光電変換され、その後蓄積され
た信号電荷を読出すための垂直CCD２ｉと感光
部１ijで光電変換された過剰な信号電荷を除去す
るためのオーバフロードレイン（ever flw
drain：OFD）４がある。そして該OFD４と感光
部１ij間に過剰信号電荷を確実にOFD4より除去
するためのオーバフロー制御電極５ｉが設けられ
ている。前記感光部１ijで蓄積された信号電荷は
前記垂直CCD２ｉに移された後、１列ごと図中
に示された水平CCD３に移され、次に該水平
CCD３内を転送せしめた後、時系列に出力部６
より読出す。垂直CCD２ｉ及び水平CCD３は単
相、２相、３相または４相クロツクパルスを転送
電極に印加せしめることによつて信号電荷の転送
を行なわせしめることができる。
CCDイメージセンサがある。以下、これをIT−
CCDと略称する。第１図にこのIT−CCDイメー
ジ・センサの概略構成図を示す。図において１ij
（ｉ＝１，２，…，ｍ、ｊ＝１，２，…ｎ）はマ
トリツクス配列された感光部であり、光電極変換
して得られた信号電荷を蓄積する、例えばホトダ
イオード等からなる。該感光部１ijの配列に沿つ
て該感光部１ijで光電変換され、その後蓄積され
た信号電荷を読出すための垂直CCD２ｉと感光
部１ijで光電変換された過剰な信号電荷を除去す
るためのオーバフロードレイン（ever flw
drain：OFD）４がある。そして該OFD４と感光
部１ij間に過剰信号電荷を確実にOFD4より除去
するためのオーバフロー制御電極５ｉが設けられ
ている。前記感光部１ijで蓄積された信号電荷は
前記垂直CCD２ｉに移された後、１列ごと図中
に示された水平CCD３に移され、次に該水平
CCD３内を転送せしめた後、時系列に出力部６
より読出す。垂直CCD２ｉ及び水平CCD３は単
相、２相、３相または４相クロツクパルスを転送
電極に印加せしめることによつて信号電荷の転送
を行なわせしめることができる。
このIT−CCDイメージセンサでは感光部１ijで
信号電荷の蓄積を行なつている間、隣に設けられ
た垂直CCD２ｉでは前フイールドの信号電荷を
１列ごと水平CCD３に転送せしめて読出してい
るため、例えば水平CCD３に対して一番遠くに
ある感光部１11，１21，…１m1にある信号電荷は
該固体撮像装置に実際の蓄積時間に加えてほぼ１
フイールド期間に近い時間滞在することになる。
そして、これらの感光部に蓄積された信号電荷が
垂直CCD２ｉにより読出され、次のフイールド
の信号電荷が感光部１ijより垂直CCD２ｉへ転送
される前においては、該垂直CCD２ｉ中には何
ら信号電荷は残存されてはならない。しかし、実
際には感光部に入射された光により固体撮像装置
を形成している半導体基板内で信号電荷が形成さ
れるため、該半導体基板内を拡散した少量の信号
電荷が垂直CCD２ｉへ漏れ込んでしまう。この
少量の信号電荷の漏れ込みは再生画像上垂直方向
の輝線即ち垂直スミヤを発生する。これは高い輝
度の被写体を撮像した際に顕著に現われるため著
しく画質を変化させる。この垂直スミヤを軽減さ
せるために、垂直ブランキング期間において感光
部１ijから信号電荷を垂直CCD２ｉへ転送させる
前に高速で前述した垂直スミヤの原因となる漏れ
電荷を掃き出す方式が、従来ビデオ・カメラ用の
固体撮像素子の駆動方式に採用されている。
信号電荷の蓄積を行なつている間、隣に設けられ
た垂直CCD２ｉでは前フイールドの信号電荷を
１列ごと水平CCD３に転送せしめて読出してい
るため、例えば水平CCD３に対して一番遠くに
ある感光部１11，１21，…１m1にある信号電荷は
該固体撮像装置に実際の蓄積時間に加えてほぼ１
フイールド期間に近い時間滞在することになる。
そして、これらの感光部に蓄積された信号電荷が
垂直CCD２ｉにより読出され、次のフイールド
の信号電荷が感光部１ijより垂直CCD２ｉへ転送
される前においては、該垂直CCD２ｉ中には何
ら信号電荷は残存されてはならない。しかし、実
際には感光部に入射された光により固体撮像装置
を形成している半導体基板内で信号電荷が形成さ
れるため、該半導体基板内を拡散した少量の信号
電荷が垂直CCD２ｉへ漏れ込んでしまう。この
少量の信号電荷の漏れ込みは再生画像上垂直方向
の輝線即ち垂直スミヤを発生する。これは高い輝
度の被写体を撮像した際に顕著に現われるため著
しく画質を変化させる。この垂直スミヤを軽減さ
せるために、垂直ブランキング期間において感光
部１ijから信号電荷を垂直CCD２ｉへ転送させる
前に高速で前述した垂直スミヤの原因となる漏れ
電荷を掃き出す方式が、従来ビデオ・カメラ用の
固体撮像素子の駆動方式に採用されている。
上記方式は連続撮像を目的とした固体撮像素子
のスミアなどの偽信号の防止法である。
のスミアなどの偽信号の防止法である。
一方、最近注目されている電子式静止画記録再
生装置（以下電子カメラと略称）においては、光
学または電気的シヤツタを用いて所望の一定時間
の撮像を行なうことが多く、この撮像に適合する
スミアの防止方法が望まれる。
生装置（以下電子カメラと略称）においては、光
学または電気的シヤツタを用いて所望の一定時間
の撮像を行なうことが多く、この撮像に適合する
スミアの防止方法が望まれる。
本発明は上述した電子カメラ等の固体撮像装置
に適した垂直スミアやクロス・トークなどの偽信
号を防止する駆動方式を提供する事を目的とす
る。
に適した垂直スミアやクロス・トークなどの偽信
号を防止する駆動方式を提供する事を目的とす
る。
本発明は電子カメラ等において、シヤツタ開放
期間の光入射の露光期間を含む所望の期間にわた
り、垂直CCD部の各転送電極下のポテンシヤル
井戸を全面にわたつて同じ深さに形成しておき、
基板内で発生したキヤリアをそのポテンシヤル井
戸の中に捕え、これらの捕獲されたキヤリアを掃
き出し動作により排出せしめた後に、感光セルの
有効信号となる蓄積された信号電荷を読み出して
映像信号とする駆動方式である。
期間の光入射の露光期間を含む所望の期間にわた
り、垂直CCD部の各転送電極下のポテンシヤル
井戸を全面にわたつて同じ深さに形成しておき、
基板内で発生したキヤリアをそのポテンシヤル井
戸の中に捕え、これらの捕獲されたキヤリアを掃
き出し動作により排出せしめた後に、感光セルの
有効信号となる蓄積された信号電荷を読み出して
映像信号とする駆動方式である。
本発明により、電子カメラの撮像において、ス
ミアを防止した良好な画質を確保出来る。また水
平方向の隣接画素間にて、クロス・トークが少な
くかつ、解像度の高い良好な画像を得る事ができ
る。
ミアを防止した良好な画質を確保出来る。また水
平方向の隣接画素間にて、クロス・トークが少な
くかつ、解像度の高い良好な画像を得る事ができ
る。
本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第２図は第１図のIT−CCDイメージ・センサ
の水平方向の断面図である。ｐ形Si基板１１に拡
散やイオン・インプランテーシヨンにより形成し
たｎ形領域からなるホト・ダイオード１２と垂直
転送CCD１３が各感光セルの構成要素として配
置されている。さらに、ｎで示すオーバー・フ
ロー・ドレイン１４が設けられている。垂直転送
CCCD１３の上部にはポリSiからなる転送電極１
５，１６がある。転送電極１５は、ホト・ダイオ
ードから垂直CCDへのトランスフアーゲートも
兼ねている例である。さらに、SiO2などの絶縁
膜１７を介して上部に光シールドとなるAl電極
１８が形成される。このAl電極は、図ではホ
ト・ダイオードからオーバー・フロードレインへ
のバリヤをコントロールする電極を兼ねている例
を示す。
の水平方向の断面図である。ｐ形Si基板１１に拡
散やイオン・インプランテーシヨンにより形成し
たｎ形領域からなるホト・ダイオード１２と垂直
転送CCD１３が各感光セルの構成要素として配
置されている。さらに、ｎで示すオーバー・フ
ロー・ドレイン１４が設けられている。垂直転送
CCCD１３の上部にはポリSiからなる転送電極１
５，１６がある。転送電極１５は、ホト・ダイオ
ードから垂直CCDへのトランスフアーゲートも
兼ねている例である。さらに、SiO2などの絶縁
膜１７を介して上部に光シールドとなるAl電極
１８が形成される。このAl電極は、図ではホ
ト・ダイオードからオーバー・フロードレインへ
のバリヤをコントロールする電極を兼ねている例
を示す。
ホト・ダイオードに入射した光のうち１９−１
で示す光はホト・ダイオードの点線で示す空乏層
内で吸収されて、キヤリアを発生する。このキヤ
リアは接合内のため、有効な信号電荷として蓄積
される。一方、１９−２で示す光は基板内部でキ
ヤリヤを発生する。このキヤリヤは基板内部に特
定の電界が形成されていない場合には、任意の方
向へ拡散してゆく。図では左方へ拡散した例を示
し、あらかじめCCDの転送電極に印加しておい
た電圧により形成された点線で示すポテンシヤル
井戸の中に捕えられる。
で示す光はホト・ダイオードの点線で示す空乏層
内で吸収されて、キヤリアを発生する。このキヤ
リアは接合内のため、有効な信号電荷として蓄積
される。一方、１９−２で示す光は基板内部でキ
ヤリヤを発生する。このキヤリヤは基板内部に特
定の電界が形成されていない場合には、任意の方
向へ拡散してゆく。図では左方へ拡散した例を示
し、あらかじめCCDの転送電極に印加しておい
た電圧により形成された点線で示すポテンシヤル
井戸の中に捕えられる。
第３図は垂直CCDの断面図を示す。第１図の
垂直CCDの垂直方向における展開図であり、４
相駆動の２層ポリSi電極構成の埋め込み形CCD
の例を示す。
垂直CCDの垂直方向における展開図であり、４
相駆動の２層ポリSi電極構成の埋め込み形CCD
の例を示す。
また第４図は本発明の駆動方式の電気パルスの
位相関係を示す図である。前述の第３図または第
２図と共にその動作を説明する。
位相関係を示す図である。前述の第３図または第
２図と共にその動作を説明する。
時刻ｔ＝t0において転送電極φ1１６−１，φ2１
５−１，φ3１６−２及びφ4１５−２にそれぞれ
例えば垂直転送時における転送電極電圧のハイ・
レベル電圧VHを印加する。これにより垂直転送
CCDの下部に点線で示す空のポテンシヤル井戸
が連続して形成される。この期間にｔ＝t1にて光
学シヤツタ等により撮像すべき被写体光像をIT
−CCDに導く。光入射により発生したキヤリヤ
のうち前述の如くホト・ダイオードの空乏層内で
発生したキヤリヤは信号電荷として、その場で蓄
積され、空乏層外で発生したキヤリヤの一部は拡
散の途中で転送電極下のポテンシヤル井戸で捕え
られる。転送電極下のポテンシヤル井戸が深く形
成できれば隣接の画素へ拡散してゆくキヤリヤの
ほとんどを捕える事になり、クロス・トークを防
止する事が出来る。光入射が無くなり、発生した
キヤリヤが殆んどいずれかの空乏層内に捕えられ
た時刻のｔ＝t2において、転送電極を高速の４相
駆動として掃き出し動作を開始する。十分に掃き
出し動作を行なつた後にｔ＝t3にて、ホト・ダイ
オードに蓄積された信号電荷をφ3，φ4に高電圧
VTを与えて垂直CCD側へ転送する。ｔ＝t4以後
は、垂直CCDに転送された信号電荷をφ1〜φ4を
それぞれVH，VLのパルスにて４相駆動で水平
CCDへ転送する動作となり、図に示さないが、
水平CCDを通り、アンプを通して外部へ信号出
力として取り出される。
５−１，φ3１６−２及びφ4１５−２にそれぞれ
例えば垂直転送時における転送電極電圧のハイ・
レベル電圧VHを印加する。これにより垂直転送
CCDの下部に点線で示す空のポテンシヤル井戸
が連続して形成される。この期間にｔ＝t1にて光
学シヤツタ等により撮像すべき被写体光像をIT
−CCDに導く。光入射により発生したキヤリヤ
のうち前述の如くホト・ダイオードの空乏層内で
発生したキヤリヤは信号電荷として、その場で蓄
積され、空乏層外で発生したキヤリヤの一部は拡
散の途中で転送電極下のポテンシヤル井戸で捕え
られる。転送電極下のポテンシヤル井戸が深く形
成できれば隣接の画素へ拡散してゆくキヤリヤの
ほとんどを捕える事になり、クロス・トークを防
止する事が出来る。光入射が無くなり、発生した
キヤリヤが殆んどいずれかの空乏層内に捕えられ
た時刻のｔ＝t2において、転送電極を高速の４相
駆動として掃き出し動作を開始する。十分に掃き
出し動作を行なつた後にｔ＝t3にて、ホト・ダイ
オードに蓄積された信号電荷をφ3，φ4に高電圧
VTを与えて垂直CCD側へ転送する。ｔ＝t4以後
は、垂直CCDに転送された信号電荷をφ1〜φ4を
それぞれVH，VLのパルスにて４相駆動で水平
CCDへ転送する動作となり、図に示さないが、
水平CCDを通り、アンプを通して外部へ信号出
力として取り出される。
上記実施例に示す如く、第４図の間欠露光では
露光時に垂直CCDが信号電荷を運ばない事と同
CCDの下部のポテンシヤル井戸に混入したキヤ
リヤをあらかじめ垂直掃き出しにて排出してしま
うために従来の連続露光に対応する連続撮像にお
ける垂直スミアは防止できる。また、隣接の画素
へキヤリヤが洩れ込むクロス・トークも改善でき
る。
露光時に垂直CCDが信号電荷を運ばない事と同
CCDの下部のポテンシヤル井戸に混入したキヤ
リヤをあらかじめ垂直掃き出しにて排出してしま
うために従来の連続露光に対応する連続撮像にお
ける垂直スミアは防止できる。また、隣接の画素
へキヤリヤが洩れ込むクロス・トークも改善でき
る。
上記実施例では露光中の転送電極電圧をVHと
したが、これに限らず、VTの電圧以下の高い電
圧であれば良い。また、掃き出し駆動は４相駆動
のみならず、単相，２相，３相等のクロツクパル
スで動作させても良い事は勿論である。
したが、これに限らず、VTの電圧以下の高い電
圧であれば良い。また、掃き出し駆動は４相駆動
のみならず、単相，２相，３相等のクロツクパル
スで動作させても良い事は勿論である。
第１図はインターライン転送形CCDの概略構
成図、第２図は本発明のインターライン転送形
CCDの駆動方式を説明する水平断面図、第３図
は同じく垂直断面図、第４図は本発明の駆動方式
のパルス電圧波形を示す図である。 １ij…感光部、２ｉ…垂直CCD、３…水平
CCD、４…オーバー・フロー・ドレイン、５ｉ
…オーバー・フロー・ドレイン制御電極、６…出
力部、１１…ｐ型Si基板、１２，１３…n+層、１
４…ｎ層、１５−１，１５−２…第一層ポリSi
電極、１６−１，１６−２…第二層ポリSi電極、
１７…SiO2、１８…Al。
成図、第２図は本発明のインターライン転送形
CCDの駆動方式を説明する水平断面図、第３図
は同じく垂直断面図、第４図は本発明の駆動方式
のパルス電圧波形を示す図である。 １ij…感光部、２ｉ…垂直CCD、３…水平
CCD、４…オーバー・フロー・ドレイン、５ｉ
…オーバー・フロー・ドレイン制御電極、６…出
力部、１１…ｐ型Si基板、１２，１３…n+層、１
４…ｎ層、１５−１，１５−２…第一層ポリSi
電極、１６−１，１６−２…第二層ポリSi電極、
１７…SiO2、１８…Al。
Claims (1)
- １ シヤツター開放期間にわたる光入射によつて
半導体基板内に生成した信号電荷を蓄積するため
に設けられた互いに独立した複数の感光セルと、
これらの感光セルに蓄積された信号電荷を読み出
すための複数の垂直読み出し部と、これらの垂直
読み出し部からの信号電荷を読み出すための水平
読み出し部とを有する電子カメラにおいて、前記
シヤツター開放期間を含む所望の期間にわたり、
前記垂直読み出し部の各転送電極下のポテンシヤ
ル井戸を全面にわたつて同じ深さにせしめる如く
前記各転送電極に一定の電圧を印加し、その後、
前記ポテンシヤル井戸に捕えられたキヤリアを掃
き出し動作により排出せしめた後、感光セルに蓄
積された信号電荷を読み出して映像信号とする事
を特徴とする電子カメラの駆動方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57097781A JPS58215177A (ja) | 1982-06-09 | 1982-06-09 | 電子カメラの駆動方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57097781A JPS58215177A (ja) | 1982-06-09 | 1982-06-09 | 電子カメラの駆動方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58215177A JPS58215177A (ja) | 1983-12-14 |
| JPH0434868B2 true JPH0434868B2 (ja) | 1992-06-09 |
Family
ID=14201364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57097781A Granted JPS58215177A (ja) | 1982-06-09 | 1982-06-09 | 電子カメラの駆動方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58215177A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60233986A (ja) * | 1984-05-07 | 1985-11-20 | Toshiba Corp | 固体撮像装置の駆動方法 |
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 |
-
1982
- 1982-06-09 JP JP57097781A patent/JPS58215177A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58215177A (ja) | 1983-12-14 |
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