JP2002158932A - 固体撮像装置及び固体撮像素子の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多画素化や大型化に伴う転送レジスタの伝搬
遅延を抑制することにより、高速駆動や転送効率の向上
を図ることが可能な固体撮像装置及び固体撮像素子の駆
動方法を提供する。 【解決手段】 光電変換を行う複数のセンサ部１３と、
このセンサ部１３で光電変換された信号電荷を読み出す
読み出しゲート部１４と、読み出された信号電荷を転送
する転送レジスタ１５，１６とを有する固体撮像素子１
１に対して、転送レジスタ１６の同一の転送クロックＨ
φ１，Ｈφ２に対して入力端子１９が複数１９Ａ及び１
９Ｃ，１９Ｂ及び１９Ｄ設けられ、かつ各入力端子１９
Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄに独立して駆動手段２０
（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）が接続されて転送
レジスタ１６の駆動がなされる固体撮像装置１０を構成
する。また、上記固体撮像素子１１の各入力端子１９
Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄに独立して駆動手段２０
（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）を接続して駆動を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＣＣＤ固体
撮像素子等の光電変換した信号電荷を転送する電荷転送
部として転送レジスタを有する固体撮像素子及びその駆
動手段を有して成る固体撮像装置及びこの固体撮像素子
の駆動方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタルスチルカメラが急速に普
及しつつある。特に最近、高解像度化のため、より画素
数の多い撮像素子が用いられるようになっている。ま
た、特性を重視する観点から、セルサイズ及び光学系を
大型化した撮像素子も用いられるようになっている。例
えば１０００万画素等の多画素の撮像素子や３５ｍｍ以
上の大画面のＣＣＤ固体撮像素子が用いられるようにな
っている。

【０００３】そして、ＣＣＤ固体撮像素子において、画
素数が増加した場合、駆動周波数を高速にしなければ、
フレームレートは低下してしまうこととなる。ＣＣＤ固
体撮像素子のフレームレートの低下は、デジタルスチル
カメラの撮影間隔（記録時間）の低下や連写枚数の減少
につながるため好ましくない。

【０００４】そのため、多画素化を達成するための課題
の一つとして、ＣＣＤ固体撮像素子の特に水平転送レジ
スタを高速で駆動する必要がある。

【０００５】ここで、ＣＣＤ固体撮像素子とその駆動部
を有する従来の固体撮像装置の一例の概略構成図を図６
Ａに示す。この固体撮像装置５０においては、マトリク
ス状に配列され光電変換を行う複数のセンサ部５３と、
センサ部５３で光電変換された信号電荷を読み出す読み
出しゲート部５４と、各センサ部５３列毎に配された垂
直転送レジスタ５５とを有してＣＣＤ固体撮像素子５１
の撮像領域５２が構成されている。垂直転送レジスタ５
５の端部に接続して撮像領域５２の図中下部に水平転送
レジスタ５６が設けられている。水平転送レジスタ５６
の後段には、電荷−電圧変換部５７が接続されている。

【０００６】水平転送レジスタ５６は、２つの水平転送
クロックＨφ１及びＨφ２が印加されて２相駆動を行う
ように構成されている。これら水平転送クロックＨφ１
及びＨφ２は、ＣＣＤ固体撮像素子５１の外部から、Ｃ
ＣＤ固体撮像素子５１に設けられたボンディングパッド
（入力端子）５９を通じて入力され、配線５８（５８
Ａ，５８Ｂ）を通じて水平転送レジスタ５６の図示しな
い転送電極に印加される。ボンディングパッド（入力端
子）５９は、水平転送レジスタ５６の図中右端側に対し
て１相当たり１カ所ずつ合計２カ所（５９Ａ，５９Ｂ）
設けられている。

【０００７】そして、２つのボンディングパッド（入力
端子）５９には、それぞれ水平ドライバ６０（６０Ａ，
６０Ｂ）を通じてタイミング発生回路６１から水平転送
クロックＨφ１及びＨφ２が入力される。水平ドライバ
６０及びタイミング発生回路６１が固体撮像装置５０の
駆動部を構成する。

【０００８】また、同様にタイミング発生回路６１から
図示しないボンディングパッド（入力端子）を通じて垂
直転送レジスタ５５の各転送電極（図示せず）には４つ
の垂直転送クロックＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４が
入力される。これにより、垂直転送レジスタ５５におい
て４相駆動による垂直転送がなされる。

【０００９】この例における水平転送レジスタ５６の等
価回路は図６Ｂのようになる。図６Ｂ中、黒丸の部分
は、ぞれぞれ第１相の水平転送クロックＨφ１が印加さ
れる第１相の転送電極及び配線５８Ａと、第２相の水平
転送クロックＨφ２が印加される第２相の転送電極及び
配線５８Ｂに相当する。Ｃφ_H1及びＣφ_H2は、各相の水
平転送クロックが印加される転送電極及び配線５８Ａま
たは５８Ｂと、基板側の接地電位との間の容量を示す。
Ｃφ_HHは、第１相の転送クロックＨφ１と第２相の転送
クロックＨφ２との容量である。この容量Ｃφ_HHは、異
相の転送電極間の容量や転送電極とその上を通る異相の
配線５８との間の容量等を合成した容量である。Ｒφ_H
は、各相の水平転送クロックＨφ１及びＨφ２が印加さ
れる配線５８（５８Ａ，５８Ｂ）における直列抵抗を示
している。

【００１０】図６の場合、各水平ドライバ６０Ａ，６０
Ｂにそれぞれかかる負荷容量Ｃａ，Ｃｂについて Ｃａ＋Ｃｂ＝Ｃφ_H1＋Ｃφ_H2＋Ｃφ_HH （１） が成り立つ。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多画素
のＣＣＤ固体撮像素子の場合、水平転送レジスタの転送
段数が多くなるため、負荷容量も増大する。また、セル
サイズ及び光学系を大型化したＣＣＤ固体撮像素子で
は、水平転送レジスタの面積が大きくなるため、この点
も負荷容量及び配線抵抗を増大させることとなる。この
ように負荷容量や配線抵抗が増加すると、水平転送レジ
スタに印加される水平転送クロックに伝搬遅延が生じる
ため、水平転送レジスタの入力端子から遠い位置では、
水平転送クロックの波形が鈍ってしまい、水平転送効率
が劣化してしまうという問題がある。

【００１２】図６Ａに示した固体撮像装置５０におい
て、ＣＣＤ固体撮像素子５１が多画素化や大型化して水
平転送レジスタ５６の負荷容量Ｃや配線５８の配線抵抗
Ｒφ_Hが増加すると、入力端子５９から水平転送レジス
タ５６の端までの距離が長くなるため、配線５８の入力
端子５９から遠い位置では、伝搬遅延により水平転送ク
ロックＨφ１，Ｈφ２の波形が鈍ってしまう。これによ
り、水平転送効率が劣化してしまう。

【００１３】そこで、上述の問題点を改善するために、
図７Ａに示すように、水平転送レジスタ５６の配線５８
に接続されているボンディングパッド（入力端子）５９
を、水平転送レジスタ５６の両側の２カ所に設ける方法
も実施されている。図７Ａに示すように、ボンディング
パッド（入力端子）５９が、水平転送レジスタ５６の図
中右端側に対して１相当たり１カ所ずつ合計２カ所に、
また図中左端側に対しても１相当たり１カ所ずつ合計２
カ所に、総計４カ所（５９Ａ，５９Ｂ，５９Ｃ，５９
Ｄ）設けられている。

【００１４】第１相の水平転送クロックＨφ１が入力さ
れるボンディングパッド５９Ａ及び５９Ｃには、第１の
水平ドライバ６０Ａが接続されている。第２相の水平転
送クロックＨφ２が入力されるボンディングパッド５９
Ｂ及び５９Ｄには、第２の水平ドライバ６０Ｂが接続さ
れている。

【００１５】この場合、入力端子５９から最も遠い位置
は水平転送レジスタ５６の中央部となり、図６Ａに示し
た固体撮像装置５０の構成と比較して、最も遠い位置ま
での距離が短くなるため、伝搬遅延は低減される。

【００１６】図７Ａの固体撮像装置７０における水平転
送レジスタ５６の等価回路を図７Ｂに示す。水平転送レ
ジスタ５６用の配線５８Ａ及び５８Ｂが２つに枝分かれ
しており、枝分かれした両端は、それぞれ図７Ａの左端
の入力端子５９Ａ，５９Ｂと図７Ａの右端の入力端子５
９Ｃ，５９Ｄとに接続される。尚、図７Ｂの配線５８Ａ
及び５８Ｂの直列抵抗Ｒφ_HA，Ｒφ_HBと、図６Ｂの配線
５８Ａ及び５８Ｂの直列抵抗Ｒφ_H とは、 Ｒφ_HA＋Ｒφ_HB＝Ｒφ_H （２） の関係にある。

【００１７】しかしながら、図７に示す固体撮像装置７
０の構成では、同一の水平転送クロックＨφ１或いはＨ
φ２に対して、水平ドライバ６０Ａ或いは６０Ｂが共通
に接続されている。即ち第１相の配線５８Ａに対して第
１相の水平転送クロックＨφ１を供給する水平ドライバ
は第１の水平ドライバ６０Ａのみであり、第２相の配線
５８Ｂに対して第２相の水平転送クロックＨφ２を供給
する水平ドライバは第２の水平ドライバ６０Ｂのみとな
っている。

【００１８】従って、各水平ドライバ６０Ａ，６０Ｂの
１チャンネル当たりの負荷容量Ｃａ，Ｃｂは図６の場合
と変わらず、（１）式の関係にある。

【００１９】このように水平ドライバ６０Ａ，６０Ｂの
負荷容量が図６の場合と変わらないため、上述のように
水平転送レジスタ５６用の入力端子５９を水平転送レジ
スタ５６の両端に設けただけでは、多画素化や大型化に
よって水平転送レジスタ５６の負荷容量や配線抵抗が大
きくなった固体撮像装置に対して伝搬遅延を抑制するこ
とが難しくなる。そして、伝搬遅延により、水平転送レ
ジスタ５６の中央部の波形が鈍ってしまい、水平転送効
率が劣化してしまう。

【００２０】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、多画素化や大型化に伴う転送レジスタの伝搬遅
延を抑制することにより、高速駆動や転送効率の向上を
図ることが可能な固体撮像装置及び固体撮像素子の駆動
方法を提供するものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、光電変換を行う複数のセンサ部と、センサ部で光電
変換された信号電荷を読み出す読み出しゲート部と、読
み出された信号電荷を転送する転送レジスタとを有し、
転送レジスタの同一の転送クロックに対して入力端子が
複数設けられ、かつ各入力端子に独立して駆動手段が接
続されて転送レジスタの駆動がなされるものである。

【００２２】上述の本発明の固体撮像装置の構成によれ
ば、転送レジスタの同一の転送クロックに対して入力端
子が複数設けられたことにより、入力端子が各転送クロ
ックに対して１つ設けられた場合と比較して、入力端子
から最も遠い位置までの配線の距離が低減される。さら
に、各入力端子に独立して駆動手段が接続されて転送レ
ジスタの駆動がなされることにより、駆動手段が入力端
子と同じく転送レジスタの同一の転送クロックに対して
複数設けられるため、１つの駆動手段当たりの負荷容量
を低減することができる。

【００２３】本発明の固体撮像装置は、マトリクス状に
配置され、光電変換を行う複数のセンサ部と、センサ部
で光電変換された信号電荷を読み出す読み出しゲート部
と、読み出された信号電荷を転送する垂直転送レジスタ
と、垂直転送レジスタから転送された信号電荷を水平転
送する水平転送レジスタとを有し、水平転送レジスタの
同一の水平転送クロックに対して入力端子が複数設けら
れ、かつ各入力端子に独立して駆動手段が接続されて水
平転送レジスタの駆動がなされるものである。

【００２４】上述の本発明の構成によれば、水平転送レ
ジスタの同一の水平転送クロックに対して入力端子が複
数設けられたことにより、入力端子が各水平転送クロッ
クに対して１つ設けられた場合と比較して、入力端子か
ら最も遠い位置までの配線の距離が低減される。さら
に、各入力端子に独立して駆動手段が接続されて転送レ
ジスタの駆動がなされることにより、駆動手段が入力端
子と同じく水平転送レジスタの同一の水平転送クロック
に対して複数設けられるため、１つの駆動手段当たりの
負荷容量を低減することができる。

【００２５】本発明の固体撮像素子の駆動方法は、光電
変換を行う複数のセンサ部と、このセンサ部で光電変換
された信号電荷を読み出す読み出しゲート部と、読み出
された信号電荷を転送する転送レジスタとを有する固体
撮像素子を駆動する際に、転送レジスタの同一の転送ク
ロックに対して複数の入力端子を接続すると共に、各入
力端子に独立して駆動手段を接続して駆動を行うもので
ある。

【００２６】上述の本発明方法によれば、転送レジスタ
の同一の転送クロックに対して複数の入力端子を接続す
ることにより、入力端子を各転送クロックに対して１つ
ずつ接続した場合と比較して、入力端子から最も遠い位
置までの配線の距離が低減される。さらに、各入力端子
に独立して駆動手段を接続して駆動を行うことにより、
駆動手段も入力端子と同じく転送レジスタの同一の転送
クロックに対して複数接続するため、１つの駆動手段当
たりの負荷容量を低減することができる。

【００２７】本発明の固体撮像素子の駆動方法は、マト
リクス状に配置され光電変換を行う複数のセンサ部と、
このセンサ部で光電変換された信号電荷を読み出す読み
出しゲート部と、読み出された信号電荷を転送する垂直
転送レジスタと、垂直転送レジスタから転送された信号
電荷を水平転送する水平転送レジスタとを有する固体撮
像素子を駆動する際に、水平転送レジスタの同一の水平
転送クロックに対して複数の入力端子を接続すると共
に、各入力端子に独立して駆動手段を接続して駆動を行
うものである。

【００２８】上述の本発明方法によれば、水平転送レジ
スタの同一の水平転送クロックに対して複数の入力端子
を接続することにより、入力端子を各水平転送クロック
に対して１つずつ接続した場合と比較して、入力端子か
ら最も遠い位置までの配線の距離が低減される。さら
に、各入力端子に独立して駆動手段を接続して駆動を行
うことにより、駆動手段も入力端子と同じく水平転送レ
ジスタの同一の水平転送クロックに対して複数接続する
ため、１つの駆動手段当たりの負荷容量を低減すること
ができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明は、光電変換を行う複数の
センサ部と、センサ部で光電変換された信号電荷を読み
出す読み出しゲート部と、読み出された信号電荷を転送
する転送レジスタとを有し、転送レジスタの同一の転送
クロックに対して入力端子が複数設けられ、かつ各入力
端子に独立して駆動手段が接続されて転送レジスタの駆
動がなされる固体撮像装置である。

【００３０】また本発明は、上記固体撮像装置におい
て、同一の転送クロックを入力する配線が、転送レジス
タの転送段の途中で複数に分割された構成とする。

【００３１】また本発明は、上記固体撮像装置におい
て、入力端子が転送レジスタの両端部に設けられた構成
とする。

【００３２】また本発明は、上記固体撮像装置におい
て、入力端子が転送レジスタの途中に複数設けられた構
成とする。

【００３３】本発明は、マトリクス状に配置され、光電
変換を行う複数のセンサ部と、センサ部で光電変換され
た信号電荷を読み出す読み出しゲート部と、読み出され
た信号電荷を転送する垂直転送レジスタと、垂直転送レ
ジスタから転送された信号電荷を水平転送する水平転送
レジスタとを有し、水平転送レジスタの同一の水平転送
クロックに対して入力端子が複数設けられ、かつ各入力
端子に独立して駆動手段が接続されて水平転送レジスタ
の駆動がなされる固体撮像装置である。

【００３４】また本発明は、上記固体撮像装置におい
て、同一の水平転送クロックを入力する配線が、水平転
送レジスタの転送段の途中で複数に分割された構成とす
る。

【００３５】また本発明は、上記固体撮像装置におい
て、入力端子が水平転送レジスタの両端部に設けられた
構成とする。

【００３６】また本発明は、上記固体撮像装置におい
て、入力端子が水平転送レジスタの途中に複数設けられ
た構成とする。

【００３７】本発明は、光電変換を行う複数のセンサ部
と、センサ部で光電変換された信号電荷を読み出す読み
出しゲート部と、読み出された信号電荷を転送する転送
レジスタとを有する固体撮像素子を駆動する方法であっ
て、転送レジスタの同一の転送クロックに対して複数の
入力端子を接続すると共に、各入力端子に独立して駆動
手段を接続して駆動を行う固体撮像素子の駆動方法であ
る。

【００３８】本発明は、マトリクス状に配置され光電変
換を行う複数のセンサ部と、センサ部で光電変換された
信号電荷を読み出す読み出しゲート部と、読み出された
信号電荷を転送する垂直転送レジスタと、垂直転送レジ
スタから転送された信号電荷を水平転送する水平転送レ
ジスタとを有する固体撮像素子を駆動する方法であっ
て、水平転送レジスタの同一の水平転送クロックに対し
て複数の入力端子を接続すると共に、各入力端子に独立
して駆動手段を接続して駆動を行う固体撮像素子の駆動
方法である。

【００３９】図１Ａは本発明の一実施の形態として固体
撮像装置の概略構成図を示す。この固体撮像装置１０で
は、マトリクス状に配列され光電変換を行う複数のセン
サ部１３と、センサ部１３で光電変換された信号電荷を
読み出す読み出しゲート部１４と、各センサ部１３列毎
に配された垂直転送レジスタ１５とを有してＣＣＤ固体
撮像素子１１の撮像領域１２が構成されている。垂直転
送レジスタ１５の端部に接続して撮像領域１２の図中下
部に水平転送レジスタ１６が設けられている。水平転送
レジスタ１６の後段には、電荷−電圧変換部１７が接続
されている。

【００４０】垂直転送レジスタ１５は、４つの垂直転送
クロックＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４が印加されて
４相駆動を行うように構成されている。水平転送レジス
タ１６は、２つの水平転送クロックＨφ１及びＨφ２が
印加されて２相駆動を行うように構成されている。

【００４１】本実施の形態では、図７Ａに示した固体撮
像装置７０と同様に、水平転送レジスタ１６の第１相の
転送クロックＨφ１及び第２相の転送クロックＨφ２の
それぞれに対応して、ボンディングパッド（入力端子）
１９を水平転送レジスタ１６の左右端の合計２カ所ずつ
（１９Ａ，１９Ｃ及び１９Ｂ，１９Ｄ）設けている。こ
のボンディングパッド（入力端子）１９を通じて、外部
から水平転送クロックＨφ１及びＨφ２が入力され、配
線１８（１８Ａ，１８Ｂ）を通じて水平転送レジスタ１
６の図示しない転送電極に印加される。

【００４２】さらに、本実施の形態では、特に各ボンデ
ィングパッド（入力端子）１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１
９Ｄのそれぞれに対して、駆動手段として水平ドライバ
２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）を独立して接
続する構成とする。

【００４３】そして、各ボンディングパッド（入力端
子）１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄには、それぞれ接
続された水平ドライバ２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，
２０Ｄ）を通じて、タイミング発生回路２１から水平転
送クロックＨφ１或いはＨφ２が入力される。水平ドラ
イバ２０及びタイミング発生回路２１が、固体撮像装置
１０の駆動部を構成する。

【００４４】このとき、水平ドライバ２０Ａによりタイ
ミング発生回路２１からの第１相の水平転送クロックＨ
φ１が転送クロックＨφ１Ａに変換され、水平ドライバ
２０Ｂによりタイミング発生回路２１からの第２相の水
平転送クロックＨφ２が転送クロックＨφ２Ａに変換さ
れ、水平ドライバ２０Ｃによりタイミング発生回路２１
からの第１相の水平転送クロックＨφ１が転送クロック
Ｈφ１Ｂに変換され、水平ドライバ２０Ｄによりタイミ
ング発生回路２１からの第２相の水平転送クロックＨφ
２が転送クロックＨφ２Ｂに変換される。

【００４５】また、本実施の形態では、水平転送レジス
タ１６に第１相の水平転送クロックＨφ１及び第２相の
水平転送クロックＨφ２をそれぞれ入力する配線１８
を、いずれも水平転送レジスタ１６の転送段の中央部で
２分割する構成とする。即ち水平転送レジスタ１６の右
半分では第１相の配線１８Ａと第２相の配線１８Ｂが各
相の転送電極（図示せず）に接続され、水平転送レジス
タ１６の左半分では第１相の配線１８Ｃと第２相の配線
１８Ｄが各相の転送電極（図示せず）に接続される。

【００４６】そして、水平転送レジスタ１６の右半分の
第１相の配線１８Ａにはボンディングパッド１９Ａを通
じて転送クロックＨφ１Ａが供給され、水平転送レジス
タ１６の右半分の第２相の配線１８Ｂにはボンディング
パッド１９Ｂを通じて転送クロックＨφ２Ａが供給さ
れ、水平転送レジスタ１６の左半分の第１相の配線１８
Ｃにはボンディングパッド１９Ｃを通じて転送クロック
Ｈφ１Ｂが供給され、水平転送レジスタ１６の左半分の
第２相の配線１８Ｄにはボンディングパッド１９Ｄを通
じて転送クロックＨφ２Ｂが供給される。

【００４７】また、タイミング発生回路２１から図示し
ないボンディングパッド（入力端子）を通じて垂直転送
レジスタ１５の各転送電極（図示せず）に４つの垂直転
送クロックＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４が入力され
る。

【００４８】本実施の形態における水平転送レジスタ１
６の等価回路は図２のようになる。図２中、黒丸の部分
は、ぞれぞれ第１相の水平転送クロックＨφ１が印加さ
れる第１相の転送電極及び配線１８Ａと、第２相の水平
転送クロックＨφ２が印加される第２相の転送電極及び
配線１８Ｂに相当する。Ｃφ_H1A 及びＣφ_H2A は、水平
転送レジスタ１６の右半分の各相の水平転送クロックが
印加される転送電極及び配線１８Ａまたは１８Ｂと、基
板側の接地電位との間の容量を示す。Ｃφ_H1B 及びＣφ
_H2B は、水平転送レジスタ１６の左半分の各相の水平転
送クロックが印加される転送電極及び配線１８Ｃまたは
１８Ｄと、基板側の接地電位との間の容量を示す。Ｃφ
_HAHAは、水平転送レジスタ１６の右半分における第１相
の転送クロックＨφ１と第２相の転送クロックＨφ２と
の容量である。Ｃφ_HBHBは、水平転送レジスタ１６の左
半分における第１相の転送クロックＨφ１と第２相の転
送クロックＨφ２との容量である。これらの容量Ｃφ
_HAHA及びＣφ_HBHBは、異相の転送電極間の容量や転送電
極とその上を通る異相の配線１８との間の容量等を合成
した容量である。Ｒφ_HA及びＲφ_HBは、各相の水平転送
クロックＨφ１及びＨφ２が印加される配線１８Ａ，１
８Ｂ及び１８Ｃ，１８Ｄにおける直列抵抗を示してい
る。

【００４９】図２の場合、各水平ドライバ２０Ａ，２０
Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄにそれぞれかかる負荷容量Ｃ１，Ｃ
２，Ｃ３，Ｃ４について Ｃ１＋Ｃ２＝Ｃφ_H1A ＋Ｃφ_H2A ＋Ｃφ_HAHA Ｃ３＋Ｃ４＝Ｃφ_H1B ＋Ｃφ_H2B ＋Ｃφ_HBHB （３） が成り立つ。また、図６の構成と比較すると、 Ｃφ_H1A ＋Ｃφ_H1B ＝Ｃφ_H1 Ｃφ_H2A ＋Ｃφ_H2B ＝Ｃφ_H2 Ｃφ_HAHA＋Ｃφ_HBHB＝Ｃφ_HH （４） が成り立つ。従って、（１）、（３）、（４）より、 Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４＝Ｃａ＋Ｃｂ （５） となり、同じ容量が４つに分割される。

【００５０】ここで、水平転送レジスタ１６の中央で配
線１８が２分割されているため、左右に分割された水平
転送レジスタ１６の面積や転送段数は半分になる。この
とき、第１相の転送クロックＨφ１と第２相の転送クロ
ックＨφ２との容量Ｃφ_HAHA，Ｃφ_HBHBは、水平転送レ
ジスタ１６が２分割されて水平転送レジスタ１６の転送
段数が従来の半分になっていることから、それぞれ図６
Ｂ及び図７ＢのＣφ_HHの１／２となる。また、水平転送
レジスタ１６の各相の水平転送クロックが印加される転
送電極及び配線１８と、基板側の接地電位との間の容量
Ｃφ_H1A ，Ｃφ_H1B ，Ｃφ_H2A，Ｃφ_H2B は、対応する
水平転送レジスタ１６の面積が従来の半分になっている
ので、それぞれ図６Ｂ及び図７ＢのＣφ_H1，Ｃφ_H2の１
／２となる。これにより、Ｃ１＋Ｃ２＝Ｃ３＋Ｃ４＝
（Ｃａ＋Ｃｂ）／２となり、各水平ドライバ２０Ａ〜２
０Ｄの負荷容量Ｃ１〜Ｃ４は、従来の水平ドライバの負
荷容量Ｃａ，Ｃｂの１／２に低減される。

【００５１】従って、水平ドライバ２０の１チャンネル
当たりの負荷容量が半減されるため、水平転送レジスタ
１６に印加される水平転送クロックＨφ１，Ｈφ２に生
ずる伝搬遅延が低減され、水平転送レジスタ１６の入力
端子１９から遠い位置（中央部）でも波形が鈍ることが
なくなる。即ち所要の波形の水平転送クロックＨφ１，
Ｈφ２が印加され、水平転送効率の劣化を防止すること
が可能となる。

【００５２】上述の本実施の形態によれば、水平転送レ
ジスタ１６の同一相の水平転送クロックＨφ１，Ｈφ２
に対して、それぞれ入力端子１９を水平転送レジスタ１
６の左右端に合計２つ（１９Ａ及び１９Ｃ，１９Ｂ及び
１９Ｄ）設けたことにより、水平転送レジスタの一端側
に入力端子が設けられた従来の構成と比較して、入力端
子１９から最も遠い位置までの距離が半分に低減され、
配線１８の伝搬距離による伝搬遅延が抑制される。

【００５３】さらに、本実施の形態によれば、各入力端
子１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄに独立して水平ドラ
イバ２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）を接続し
たことにより、水平ドライバ２０も、水平転送レジスタ
１６の同一相の転送クロックＨφ１，Ｈφ２に対して合
計２つ設けられる。これにより、水平転送レジスタの同
一相の転送クロックＨφ１，Ｈφ２に対して１つずつ水
平ドライバが設けられた従来の構成と比較して、水平ド
ライバ２０の１チャンネル当たりの負荷容量も低減する
ことができる。

【００５４】即ち水平ドライバ２０にかかる負荷容量が
低減されるため、負荷容量に起因する伝搬遅延も低減さ
れ、伝搬遅延による水平転送効率の劣化を防止すること
ができる。従って、固体撮像装置１０の水平転送レジス
タ１６の高速駆動及び転送効率の向上を実現することが
でき、固体撮像素子１１を多画素化または大型化しても
高速駆動して効率良く転送を行うことが可能になる。

【００５５】続いて、本発明の他の実施の形態として、
固体撮像装置の概略構成図を図３Ａに示す。図３Ａに示
すように、本実施の形態の固体撮像装置３１は、先の実
施の形態の固体撮像装置１０と同様に、水平転送レジス
タ１６の同一転送クロックＨφ１，Ｈφ２のそれぞれに
対して、入力端子１９が２カ所ずつ（１９Ａ及び１９
Ｃ，１９Ｂ及び１９Ｄ）設けられていると共に、各入力
端子１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄにそれぞれ独立し
て水平ドライバ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを接続
している。

【００５６】ただし、本実施の形態の固体撮像装置３１
では、水平転送レジスタ１６の同一相の転送クロックを
入力する配線１８を分割しない点で、先の実施の形態の
固体撮像装置１０とは異なっている。

【００５７】また、本実施の形態の固体撮像装置３１の
水平転送レジスタ１６の等価回路を図３Ｂに示す。図３
Ｂに示すように、等価回路的には図７Ｂに示した従来例
と大きな差が無くなるが、この場合は各入力端子１９
（１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ）に接続される水平
ドライバ２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）が独
立していることにより、水平ドライバ２０のチャンネル
数は４つに増加する。従って、水平ドライバ２０の１チ
ャンネル当たりの負荷容量は、水平ドライバ２０の負荷
容量（Ｃ１〜Ｃ４）が半減された先の実施の形態の固体
撮像装置３１とほぼ等価となる。そのため、水平転送レ
ジスタ１６に印加される水平転送クロックＨφ１，Ｈφ
２に生ずる伝搬遅延が低減され、入力端子１９から遠い
位置でも波形が鈍ることが無くなり、水平転送効率の劣
化を防止することが可能となる。

【００５８】また、この例では、特に同一相の水平転送
クロックＨφ１，Ｈφ２を入力する配線を分割していな
いため、左右の水平ドライバ２０の特性の差が生じた場
合や左右からの配線抵抗Ｒφ_HAとＲφ_HBに違いが生じた
場合でも、ほぼ中央部で打ち消すように作用するため、
中央部における波形の違いがなくなる利点を有してい
る。これにより、左右の特性の差や配線抵抗の違いによ
り水平転送レジスタ１６中の転送に悪影響を与えること
も防止することが可能となる。

【００５９】尚、固体撮像素子１１の構成や周辺回路部
の配線のレイアウトによっては、同一相の水平転送クロ
ックＨφ１，Ｈφ２に対して設けられる入力端子１９を
水平転送レジスタ１６の左右の端ではなく、中央部付近
に配置するようにしてもよい。また、端や中央部以外の
他の箇所に設ける構成としてもよい。

【００６０】本発明のさらに他の実施の形態を説明す
る。本実施の形態は、水平転送レジスタ１６の同一相の
水平転送クロックＨφ１，Ｈφ２に対して入力端子１９
を水平転送レジスタ１６の中央部付近に２つずつ設けた
構成である。

【００６１】本発明のさらに他の実施の形態として、固
体撮像装置の概略構成図を図４Ａに示す。この固体撮像
装置３２は、水平転送レジスタ１６の同一相の水平転送
クロックＨφ１，Ｈφ２に対して、入力端子１９が水平
転送レジスタ１６の中央部付近に２つずつ（１９Ａ及び
１９Ｃ，１９Ｂ及び１９Ｄ）設けられて構成されてい
る。そして、各入力端子１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９
Ｄに独立して水平ドライバ２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０
Ｃ，２０Ｄ）が接続されている。

【００６２】このように構成されていることにより、入
力端子１９が水平転送レジスタ１６の左右端に合計２つ
ずつ設けられた先の実施の形態の固体撮像装置３１と同
様に、配線１８の入力端子１９から最も遠い位置までの
距離を低減して配線抵抗による伝搬遅延を低減すると共
に、水平ドライバ２０の１チャンネル当たりの負荷容量
を半分に低減することができる。

【００６３】その他の構成は、図３Ａに示した先の実施
の形態の固体撮像装置３１と同様であるため、重複説明
を省略する。

【００６４】また、図４Ａの固体撮像装置３２の水平転
送レジスタ１６の等価回路図を図４Ｂに示す。図４Ｂに
示すように、等価回路図は先の実施の形態の固体撮像装
置３１の等価回路図（図３Ｂ）と同様である。

【００６５】上述の各実施の形態では、センサ部１３が
マトリクス状に配置された、いわゆるエリアセンサを構
成する固体撮像素子の水平転送レジスタ１６に本発明を
適用したが、本発明はその他の構成の電荷転送部にも適
用することが可能である。例えばエリアセンサの垂直転
送レジスタ１５にも適用することが可能である。また、
例えばいわゆるラインセンサ、即ち一列または複数列に
配置されたセンサ部の列に平行して転送レジスタが設け
られた固体撮像素子の転送レジスタにも適用することが
可能である。

【００６６】ここで、本発明の別の実施の形態として、
図３Ａに示した固体撮像装置３１の構成において、さら
に垂直転送レジスタ１５にも本発明を適用した場合の固
体撮像装置の構成を図５に示す。図５に示すように、こ
の固体撮像装置３３では、ＣＣＤ固体撮像素子１１の右
側と左側からそれぞれ垂直転送レジスタ１５の垂直転送
クロックＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４が供給されて
いる。また、これらの垂直転送クロックＶφ１，Ｖφ
２，Ｖφ３，Ｖφ４は、独立して左右に４つずつ配置さ
れた垂直ドライバ２２を通じてタイミング発生回路２１
からＣＣＤ固体撮像素子１１の各入力端子（図示せず）
に供給される。その他の構成は図３Ａの固体撮像装置３
１と同様である。

【００６７】本実施の形態によれば、垂直転送レジスタ
１５の各相の転送電極に、それぞれ左右から垂直転送ク
ロックＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４が供給されるた
め、入力端子から最も遠い位置が中央部となり、図３Ａ
の場合と比較して伝搬距離が約半分と短くなる。さら
に、垂直転送クロックＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４
は、各入力端子に独立して左右に設けられた垂直ドライ
バ２２を通じて供給されるため、各垂直ドライバ２２の
１つ当たりの負荷容量が１／２に低減される。これによ
り、垂直転送レジスタ１５においても伝搬遅延が低減さ
れるので、さらに駆動の高速化や固体撮像素子１１の大
型化を図ることができる。

【００６８】尚、上述の各実施の形態では、水平ドライ
バ２０や垂直ドライバ２２をタイミング発生回路２１と
は別に設けた構成であったが、例えば水平ドライバや垂
直ドライバをタイミング発生回路の半導体チップに内蔵
する構成としてもよい。

【００６９】また、上述の各実施の形態では、同一の転
送レジスタ１５，１６の転送クロックに対する入力端子
１９を２カ所ずつとしているが、これを３カ所以上の複
数として、それぞれの入力端子１９に独立してドライバ
（駆動手段）を接続する構成としてもよい。例えば図３
Ａの構成と図４Ａの構成とを組み合わせて、水平転送レ
ジスタ１６に対して左右端及び中央部に合計３カ所ない
し４カ所入力端子１９を設けて、各入力端子１９に独立
して水平ドライバ２０を接続するように構成してもよ
い。

【００７０】また、上述の各実施の形態では、ＣＣＤ固
体撮像素子を有する固体撮像装置に本発明を適用して説
明したが、センサ部で光電変換された電荷を転送レジス
タで転送する構成であれば、その他の構成の固体撮像素
子を有する固体撮像装置にも本発明を適用することがで
きる。

【００７１】また、マトリクス状に配置されたセンサ部
または一列に配置されたセンサ部を複数の領域に分割し
て、分割出力（多チャンネル出力）で信号を取り出すこ
とにより、駆動周波数を下げる構成の固体撮像装置が考
えられる。この場合には、分割された各領域のセンサ部
に対してそれぞれ転送レジスタが設けられ、従来の転送
レジスタを分割した構成になる。このような構成とした
固体撮像装置についても、本発明を適用することができ
る。即ち分割された各転送レジスタに対して、転送レジ
スタの同一の転送クロックに対して入力端子を複数設
け、かつ各入力端子に独立してドライバ（駆動手段）を
接続すればよい。尚、分割された各転送レジスタに共通
の配線により転送クロックを供給するようにした場合に
は、同一の転送クロックの配線に対して入力端子を複数
（例えば転送レジスタ数と同じ数）設け、かつ各入力端
子に独立してドライバ（駆動手段）を接続すればよい。

【００７２】本発明は、上述の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。

【００７３】

【発明の効果】上述の本発明によれば、転送レジスタの
同一転送クロックに対して入力端子を複数設けて、かつ
各入力端子に独立して駆動手段を接続することにより、
各駆動手段当たりの負荷容量が低減される。これによ
り、負荷容量に起因する伝搬遅延が低減され、伝搬遅延
による転送クロックの波形の劣化を防止して水平転送効
率の劣化を防止することができる。

【００７４】従って、多画素や大型の固体撮像素子にお
いても、転送レジスタの高速駆動及び転送効率の向上を
実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の固体撮像装置の概略構
成図である。

【図２】図１の水平転送レジスタの等価回路図である。

【図３】Ａ 本発明の他の実施の形態の固体撮像装置の
概略構成図である。 Ｂ 図３Ａの水平転送レジスタの等価回路図である。

【図４】Ａ 本発明のさらに他の実施の形態の固体撮像
装置の概略構成図である。 Ｂ 図４Ａの水平転送レジスタの等価回路図である。

【図５】本発明の別の実施の形態の固体撮像装置の概略
構成図である。

【図６】Ａ 従来の固体撮像装置の概略構成図である。 Ｂ 図６Ａの水平転送レジスタの等価回路図である。

【図７】Ａ 従来の他の固体撮像装置の概略構成図であ
る。 Ｂ 図７Ａの水平転送レジスタの等価回路図である。

【符号の説明】

１０，３１，３２，３３ 固体撮像装置、１１ ＣＣＤ
固体撮像素子、１２ 撮像領域、１３ センサ部、１４
読み出しゲート部、１５ 垂直転送レジスタ、１６
水平転送レジスタ、１７ 電荷−電圧変換部、１８，１
８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ 配線、１９，１９Ａ，
１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ ボンディングパッド（入力端
子）、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ 水平ド
ライバ、２１ タイミング発生回路、２２ 垂直ドライ
バ、Ｈφ１，Ｈφ２ 水平転送クロック

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光電変換を行う複数のセンサ部と、 上記センサ部で光電変換された信号電荷を読み出す読み
   出しゲート部と、 読み出された信号電荷を転送する転送レジスタとを有
   し、 上記転送レジスタの同一の転送クロックに対して入力端
   子が複数設けられ、 かつ各上記入力端子に独立して駆動手段が接続されて上
   記転送レジスタの駆動がなされることを特徴とする固体
   撮像装置。
2. 【請求項２】 同一の上記転送クロックを入力する配線
   が、上記転送レジスタの転送段の途中で複数に分割され
   たことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 【請求項３】 上記入力端子が上記転送レジスタの両端
   部に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の固体
   撮像装置。
4. 【請求項４】 上記入力端子が上記転送レジスタの途中
   に複数設けられたことを特徴とする請求項１に記載の固
   体撮像装置。
5. 【請求項５】 マトリクス状に配置され、光電変換を行
   う複数のセンサ部と、 上記センサ部で光電変換された信号電荷を読み出す読み
   出しゲート部と、 読み出された信号電荷を転送する垂直転送レジスタと、 上記垂直転送レジスタから転送された上記信号電荷を水
   平転送する水平転送レジスタとを有し、 上記水平転送レジスタの同一の水平転送クロックに対し
   て入力端子が複数設けられ、 かつ各上記入力端子に独立して駆動手段が接続されて上
   記水平転送レジスタの駆動がなされることを特徴とする
   固体撮像装置。
6. 【請求項６】 同一の上記水平転送クロックを入力する
   配線が、上記水平転送レジスタの転送段の途中で複数に
   分割されたことを特徴とする請求項５に記載の固体撮像
   装置。
7. 【請求項７】 上記入力端子が上記水平転送レジスタの
   両端部に設けられたことを特徴とする請求項５に記載の
   固体撮像装置。
8. 【請求項８】 上記入力端子が上記水平転送レジスタの
   途中に複数設けられたことを特徴とする請求項５に記載
   の固体撮像装置。
9. 【請求項９】 光電変換を行う複数のセンサ部と、該セ
   ンサ部で光電変換された信号電荷を読み出す読み出しゲ
   ート部と、読み出された信号電荷を転送する転送レジス
   タとを有する固体撮像素子を駆動する方法であって、 上記転送レジスタの同一の転送クロックに対して複数の
   入力端子を接続すると共に、各入力端子に独立して駆動
   手段を接続して駆動を行うことを特徴とする固体撮像素
   子の駆動方法。
10. 【請求項１０】 マトリクス状に配置され光電変換を行
    う複数のセンサ部と、該センサ部で光電変換された信号
    電荷を読み出す読み出しゲート部と、読み出された信号
    電荷を転送する垂直転送レジスタと、該垂直転送レジス
    タから転送された信号電荷を水平転送する水平転送レジ
    スタとを有する固体撮像素子を駆動する方法であって、 上記水平転送レジスタの同一の水平転送クロックに対し
    て複数の入力端子を接続すると共に、各入力端子に独立
    して駆動手段を接続して駆動を行うことを特徴とする固
    体撮像素子の駆動方法。