JP2009081834A - 固体撮像素子、及び固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像素子、及び固体撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009081834A JP2009081834A JP2008179597A JP2008179597A JP2009081834A JP 2009081834 A JP2009081834 A JP 2009081834A JP 2008179597 A JP2008179597 A JP 2008179597A JP 2008179597 A JP2008179597 A JP 2008179597A JP 2009081834 A JP2009081834 A JP 2009081834A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charge
- charge transfer
- transfer
- transfer unit
- unit
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
Abstract
【解決手段】固体撮像素子において2つの独立した電荷転送部を設ける。この2つの電荷転送部を電荷加算用電極を介して転送方向に沿って接続し、光電変換部から読み出された電荷を1つめの電荷転送部で受け、2つめの電荷転送部の転送スピードを解像度に応じて落として、1つめの電荷転送部で受けた電荷の加算を行う。電荷加算の終了後、2つの電荷転送部間に配置された読み出しゲートによって2つめの電荷転送部から1つめの電荷転送部へ戻し、電荷加算用電極に接続されたラストゲートを通って信号を出力する。信号出力前に電荷加算動作を行うので、データレートを変える必要も、転送スピードを上げる必要もない。
【選択図】図10
Description
図3,図4に示す各信号の供給先について説明する。トランスファーゲートパルスφTGは、読み出しゲート電極20に供給される。リセットパルスφRは、リセットゲート12に供給される。ドライブクロックφ1は、転送電極21に供給される。ドライブクロックφ2は、転送電極22に供給される。Voutは、アンプ部13からの出力である。
図7〜図9に示す各信号の供給先について説明する。リセットパルスφRは、リセットゲート12に供給される。ドライブクロックφ1は、転送電極21に供給される。ドライブクロックφ2は、転送電極22に供給される。トランスファーゲートパルスφTG1は、読み出しゲート電極26に供給される。トランスファーゲートパルスφTG2−1は、読み出しゲート電極24に供給される。トランスファーゲートパルスφTG2−2は、読み出しゲート電極25に供給される。Voutは、アンプ部13からの出力である。
図10に示すように、本発明の固体撮像素子100は、フォトダイオード(光電変換部)1と、読み出しゲート電極2と、読み出しゲート電極3と、オーバーフロードレイン部4と、転送電極5と、転送電極6と、転送電極7と、転送電極8と、電荷加算用電極9と、ラストゲート電極10と、リセットドレイン11と、リセットゲート12と、アンプ13と、Cfj部19を備える。
図11Aにて、フォトダイオード(光電変換部)1は、光電変換に基づく電荷a〜hを蓄積する。図11Bにて、読み出しゲート電極2は、オン(起動)し、電荷a〜hを、フォトダイオード(光電変換部)1から第1電荷転送部110の転送電極5へ転送する。図11Cにて、第1電荷転送部110は、電荷a〜hを、電荷h側にある電荷加算用電極9を介して電荷hから電荷aまで順番に第2電荷転送部120へ転送する。図11Dにて、第2電荷転送部120の転送電極8に蓄積された電荷a〜hが読み出しゲート電極3をオン(起動)することにより、読み出しゲート電極3は、電荷a〜hを、現在の配列順で第1電荷転送部110の転送電極6へ転送する。これにより、電荷加算用電極9に近い順に電荷aから電荷hまでが並ぶことになる。図11Eにて、電荷加算用電極9は、電荷a〜hを、電荷aから電荷hまで順番に、ラストゲート電極10を介してCfj部19に送る。Cfj部19は、電荷a〜hを、電圧に変換する。アンプ部13は、電圧を増幅して出力する。その後、リセットゲート12は、オン(起動)し、Cfj部19に蓄積された電荷a〜hをリセットドレイン11に吐き出す。なお、全画素転送時のこの動作は他の解像度と信号の出力順番を合わせるためのものであり、もし信号出力の順番が他の解像度と異なっても良いのであれば、読み出しゲート電極3及び第2電荷転送部120を使用せず、電荷a〜hを、h〜aの順にアンプ部13へ出力しても良い。
図12に示す各信号の供給先について説明する。トランスファーゲートパルスφTG1は、読み出しゲート電極2に供給される。トランスファーゲートパルスφTG2は、読み出しゲート電極3に供給される。リセットパルスφRは、リセットゲート12に供給される。ドライブクロックφ1は、転送電極5に供給される。ドライブクロックφ2は、転送電極6に供給される。変調パルスφMは、電荷加算用電極9に供給される。最終段クロックφLは、ラストゲート電極10に供給される。ドライブクロックφ3は、転送電極7に供給される。ドライブクロックφ4は、転送電極8に供給される。ここでは、ドライブクロックφ1、及びドライブクロックφ2は、第1電荷転送部110に供給される転送クロックを示す。ドライブクロックφ3、及びドライブクロックφ4は、第2電荷転送部120に供給される転送クロックを示す。Voutは、アンプ部13からの出力である。
図13は、標準転送時を示す図面である。まず、チップ1−12(chp1〜chp12)の全てで、電荷をCCD1からCCD2に転送する動作を実施することを示している。なお、チップ1−12は、カラースキャナ等の1ラインスキャナにおいて、一列にチップ1−12が並んで、A4やA3のサイズをカバーするようになっている。CCD1は、第1電荷転送部110(転送電極5,転送電極6)である。CCD2は、第2電荷転送部120(転送電極7,転送電極8)である。SIは、システムの1周期を示す。この例では、12チップ構成をとっているが、実際には、これに限定されない。チップ1〜12は、電荷を出力する前に第1電荷転送部110から第2電荷転送部120へ転送する時間が1チップ分先頭に追加されるが、12チップ同時に動作し1チップ分の時間しかかからないため、実状問題とならない場合が多い。
図14Aにて、フォトダイオード(光電変換部)1は、光電変換後の電荷を蓄積する。図14Bにて、読み出しゲート電極2は、オン(起動)し、電荷a〜hを、第1電荷転送部の転送電極5へ転送する。ここまでは標準タイミングと同じである。図14Cにて、電荷加算用電極9は、電荷a〜hを第2電荷転送部120へ転送する。この際、第2電荷転送部120及び電荷加算用電極9は、第1電荷転送部110の半分の周波数にすることで2画素加算を行っている。すなわち、第2電荷転送部120は、転送電極8の1個に対し、電荷a〜hを2個ずつ蓄積する。ここでは、第2電荷転送部120の転送電極8は、電荷加算用電極9に近い側から順に、電荷a,bの組、電荷c,dの組、電荷e,fの組、電荷g,hの組を蓄積している。図14Dにて、第2電荷転送部120の転送電極8に蓄積された電荷a〜hが読み出しゲート電極3をオンにすることにより、読み出しゲート電極3は、電荷a〜hを、第2電荷転送部120の転送電極8から第1電荷転送部110の転送電極6へ転送する。図14Eにて、電荷加算用電極9は、電荷a〜hを、ラストゲート電極10を介してCfj部19に送る。Cfj部19は、電荷a〜hを、電圧に変換する。アンプ部13は、電圧を増幅して出力する。その後、リセットゲート12は、オン(起動)し、Cfj部19に蓄積された電荷a〜hをリセットドレイン11に吐き出す。
図15に示す各信号の供給先について説明する。トランスファーゲートパルスφTG1は、読み出しゲート電極2に供給される。トランスファーゲートパルスφTG2は、読み出しゲート電極3に供給される。リセットパルスφRは、リセットゲート12に供給される。ドライブクロックφ1は、転送電極5に供給される。ドライブクロックφ2は、転送電極6に供給される。変調パルスφMは、電荷加算用電極9に供給される。最終段クロックφLは、ラストゲート電極10に供給される。ドライブクロックφ3は、転送電極7に供給される。ドライブクロックφ4は、転送電極8に供給される。ここでは、ドライブクロックφ1、及びドライブクロックφ2は、第1電荷転送部110に供給される転送クロックを示す。ドライブクロックφ3、及びドライブクロックφ4は、第2電荷転送部120に供給される転送クロックを示す。Voutは、アンプ部13からの出力である。
図16は、2画素加算時を示す図面である。チップ(chip)1−12、CCD1、CCD2については、図13と同様である。2画素加算であるため、12チップの出力期間は標準タイミングの半分になるが、第1電荷転送部110から第2電荷転送部120への転送時間は標準タイミングと同じであるため、2画素加算時では2チップ分の転送時間(標準タイミング換算で1チップ分の転送時間)がかかる。
第1実施形態における第1電荷転送部110から第2電荷転送部120への転送時間は、低解像度になるほど出力時間に与える影響が大きくなる。これが許容できなくなる場合は、チップ数を増やすか第1電荷転送部110から第2電荷転送部120への転送時のみ周波数を上げることが考えられるが、これを構造的に改善した第2実施形態を図17に示す。
図18Aにおいて、今回の電荷a〜hがフォトダイオード(光電変換部)1に蓄積される。このとき前回に蓄積された電荷a〜hが第2電荷転送部120に蓄積されている。図18Bにて、読み出しゲート電極2及び読み出しゲート電極14は、オン(起動)し、今回の電荷a〜hを第1電荷転送部110へ転送し、前回の電荷a〜hをメモリ(電荷蓄積部)15へ転送する。図18Cにて、読み出しゲート電極16は、オン(起動)し、前回の電荷a〜hをメモリ(電荷蓄積部)15から第3電荷転送部130へ転送する。図18Dにて、第1電荷転送部110は、今回の電荷a〜hを第2電荷転送部120へ送る。第3電荷転送部130は、前回の電荷a〜hをCfj部19に送る。Cfj部19は、前回の電荷a〜hを、電圧に変換する。アンプ部13は、電圧を増幅して出力する。それぞれ出力後、リセットゲート12を、オン(起動)し、Cfj部19に蓄積された電荷a〜hをリセットドレイン11に吐き出す。
図19に示す各信号の供給先について説明する。トランスファーゲートパルスφTG1は、読み出しゲート電極2に供給される。トランスファーゲートパルスφTG3は、読み出しゲート電極14に供給される。トランスファーゲートパルスφTG4は、読み出しゲート電極16に供給される。リセットパルスφRは、リセットゲート12に供給される。ドライブクロックφ1は、転送電極5に供給される。ドライブクロックφ2は、転送電極6に供給される。変調パルスφMは、電荷加算用電極9に供給される。ドライブクロックφ3は、転送電極7に供給される。ドライブクロックφ4は、転送電極8に供給される。ドライブクロックφ5は、転送電極17に供給される。ドライブクロックφ6は、転送電極18に供給される。ここでは、ドライブクロックφ1、及びドライブクロックφ2は、第1電荷転送部110に供給される転送クロックを示す。ドライブクロックφ3、及びドライブクロックφ4は、第2電荷転送部120に供給される転送クロックを示す。ドライブクロックφ5、及びドライブクロックφ6は、第3電荷転送部130に供給される転送クロックを示す。Voutは、アンプ部13からの出力である。
図20Aにおいて、今回の電荷a〜hがフォトダイオード(光電変換部)1に蓄積される。このとき前回に蓄積された電荷a〜hが第1電荷転送部110の半分の周波数で2画素加算を行った状態で第2電荷転送部120に蓄積されている。図20Bにて、読み出しゲート電極2及び読み出しゲート電極14は、オン(起動)し、今回の電荷a〜hを第1電荷転送部110へ転送し、前回の電荷a〜hをメモリ(電荷蓄積部)15へ転送する。図20Cにて、読み出しゲート電極16は、オン(起動)し、前回の電荷a〜hをメモリ(電荷蓄積部)15から第3電荷転送部130へ転送する。図20Dにて、第1電荷転送部110は、今回の電荷a〜hを第2電荷転送部120へ転送する。このとき、第2電荷転送部120は、電荷を加算させるため、第1電荷転送部110の半分の周波数で電荷転送を行う。第3電荷転送部130は、電荷a〜hをCfj部19に送る。Cfj部19は、前回の電荷a〜hを、電圧に変換する。アンプ部13は、電圧を増幅して出力する。それぞれ出力後、リセットゲート12を、オン(起動)し、Cfj部19に蓄積された電荷a〜hがリセットドレイン11に吐き出す。
図21に示す各信号の供給先について説明する。トランスファーゲートパルスφTG1は、読み出しゲート電極2に供給される。トランスファーゲートパルスφTG3は、読み出しゲート電極14に供給される。トランスファーゲートパルスφTG4は、読み出しゲート電極16に供給される。リセットパルスφRは、リセットゲート12に供給される。ドライブクロックφ1は、転送電極5に供給される。ドライブクロックφ2は、転送電極6に供給される。変調パルスφMは、電荷加算用電極9に供給される。ドライブクロックφ3は、転送電極7に供給される。ドライブクロックφ4は、転送電極8に供給される。ドライブクロックφ5は、転送電極17に供給される。ドライブクロックφ6は、転送電極18に供給される。ここでは、ドライブクロックφ1、及びドライブクロックφ2は、第1電荷転送部110に供給される転送クロックを示す。ドライブクロックφ3、及びドライブクロックφ4は、第2電荷転送部120に供給される転送クロックを示す。ドライブクロックφ5、及びドライブクロックφ6は、第3電荷転送部130に供給される転送クロックを示す。Voutは、アンプ部13からの出力である。
<暗電流追加>
電荷を読み出す周期が長くなったり、温度が高くなると電荷転送部の暗電流が大きくなりノイズとなる場合も考えられる。
図26に、タイミングチャートを示し、図27A〜図27Eに、それぞれの期間に対応する状態を示す。
ここでは、消費電流を下げるため使用しない転送クロックが全て停止している。このため、フォトダイオード(光電変換部)1に電荷23が蓄積される以外にも、転送電極5及び転送電極6を含む第1電荷転送部110に暗電流28が蓄積され、転送電極7及び転送電極8を含む第2電荷転送部120に暗電流29が蓄積される。すなわち、この場合、第1電荷転送部110は、暗電流28を蓄積する。第2電荷転送部120は、暗電流29を蓄積する。
ここでは、フォトダイオード(光電変換部)1の電荷23は、読み出しゲート電極2がトランスファーゲートパルスφTG1に応じてオン(起動)した際に、第1電荷転送部110の暗電流28と合成される。すなわち、読み出しゲート電極2は、トランスファーゲートパルスφTG1に応じてオン(起動)し、フォトダイオード(光電変換部)1の電荷23を、第1電荷転送部110の暗電流28と合成する。
ここでは、転送電極5は、ドライブクロックφ1に応じてオン(起動)する。転送電極6は、ドライブクロックφ2に応じてオン(起動)する。電荷加算用電極9は、変調パルスφMに応じてオン(起動)する。転送電極7は、ドライブクロックφ3に応じてオン(起動)する。転送電極8は、ドライブクロックφ4に応じてオン(起動)する。これらの各電極は、オン(起動)した際に、第1電荷転送部110から第2電荷転送部120へ電荷23と暗電流28を転送する。
ここでは、第2電荷転送部120に送られた電荷23は、転送ゲート3がトランスファーゲートパルスφTG2に応じてオン(起動)した際に、第1電荷転送部110へ送られる。すなわち、転送ゲート3は、トランスファーゲートパルスφTG2に応じてオン(起動)し、第2電荷転送部120に送られた電荷23を、第1電荷転送部110へ送る。
ここでは、転送電極5は、ドライブクロックφ1に応じてオン(起動)する。転送電極6は、ドライブクロックφ2に応じてオン(起動)する。電荷加算用電極9は、変調パルスφMに応じてオン(起動)する。転送電極7は、ドライブクロックφ3に応じてオン(起動)する。転送電極8は、ドライブクロックφ4に応じてオン(起動)する。ラストゲート電極10は、最終段クロックφLに応じてオン(起動)する。リセットゲート電極12は、リセットパルスφRに応じてオン(起動)する。これらの各電極は、オン(起動)した際に、第1電荷転送部110に蓄積された電荷23をcfj部19に送る。cfj部19は、電荷23を電圧に変換する。アンプ部13は、電圧を増幅後、Voutを出力する。
オーバーフロードレイン部4は、これを改善するためのものであり、図28、図29A〜図29Fに、その具体的な方法を示す。
第3実施形態の特徴は、オーバーフロードレイン部4として、第2電荷転送部120の終端に追加転送電極7a及びレジスタドレイン27を設けていることと、第1電荷転送部110の暗電流28を掃き出すタイミングを追加したことである。このレジスタドレイン27は、図示していないが、電源等に接続され、第2電荷転送部120の電極下のチャネル電位より深くなっている。また、追加転送電極7aは転送電極7と同様の構成であり、転送電極7と同様に、ドライブクロックφ3に応じてオン(起動)する。
ここでは、消費電流を下げるため使用しない転送クロックが全て停止している。このため、フォトダイオード(光電変換部)1に電荷23が蓄積される以外に、転送電極5及び転送電極6を含む第1電荷転送部110に暗電流28が蓄積され、転送電極7及び転送電極8を含む第2電荷転送部120に暗電流29が蓄積される。すなわち、この場合、第1電荷転送部110は、暗電流28を蓄積する。第2電荷転送部120は、暗電流29を蓄積する。
ここでは、転送電極5は、ドライブクロックφ1に応じてオン(起動)する。転送電極6は、ドライブクロックφ2に応じてオン(起動)する。電荷加算用電極9は、変調パルスφMに応じてオン(起動)する。ラストゲート電極10は、最終段クロックφLに応じてオン(起動)する。リセットゲート電極12は、リセットパルスφRに応じてオン(起動)する。これらの各電極は、オン(起動)した際に、第1電荷転送部110に蓄積された暗電流28をVoutへ出力する。すなわち、これらの各電極は、オン(起動)した際に、第1電荷転送部110に蓄積された暗電流28をcfj部19に送る。cfj部19は、暗電流28を電圧に変換する。アンプ部13は、電圧を増幅後、Voutを出力する。
ここでは、フォトダイオード(光電変換部)1の電荷23は、読み出しゲート電極2がトランスファーゲートパルスφTG1に応じてオン(起動)した際に、第1電荷転送部110へ転送される。すなわち、読み出しゲート電極2は、トランスファーゲートパルスφTG1に応じてオン(起動)し、フォトダイオード(光電変換部)1の電荷23を、第1電荷転送部110へ転送する。
ここでは、転送電極5は、ドライブクロックφ1に応じてオン(起動)する。転送電極6は、ドライブクロックφ2に応じてオン(起動)する。電荷加算用電極9は、変調パルスφMに応じてオン(起動)する。転送電極7及び追加転送電極7aは、ドライブクロックφ3に応じてオン(起動)する。転送電極8は、ドライブクロックφ4に応じてオン(起動)する。これらの各電極は、オン(起動)した際に、第1電荷転送部110から第2電荷転送部120へ電荷23を転送する。その際、第2電荷転送部120に発生していた暗電流29は、追加転送電極7aを介して、終端に形成されたレジスタドレイン27へ排出される。すなわち、第2電荷転送部120は、第1電荷転送部110から転送された電荷23を受け取る際に、自身に蓄積された暗電流29を、終端に形成されたレジスタドレイン27へ排出する。
ここでは、第2電荷転送部120に送られた電荷23は、転送ゲート3がトランスファーゲートパルスφTG2に応じてオン(起動)した際に、第1電荷転送部110へ送られる。すなわち、転送ゲート3は、トランスファーゲートパルスφTG2に応じてオン(起動)した際に、電荷23を、第2電荷転送部120から第1電荷転送部110へ送る。
ここでは、転送電極5は、ドライブクロックφ1に応じてオン(起動)する。転送電極6は、ドライブクロックφ2に応じてオン(起動)する。電荷加算用電極9は、変調パルスφMに応じてオン(起動)する。ラストゲート電極10は、最終段クロックφLに応じてオン(起動)する。リセットゲート電極12は、リセットパルスφRに応じてオン(起動)する。これらの各電極は、オン(起動)した際に、第1電荷転送部110に蓄積された電荷23をcfj部19に送る。cfj部19は、電荷23を電圧に変換する。アンプ部13は、電圧を増幅後、Voutを出力する。
<他の改善方法>
図30、及び図31A〜図31Fに、別の改善方法を示す。
第3実施形態との主な違いは、転送電極5及び転送電極6を含む第1電荷転送部110の電極数、転送電極7及び転送電極8を含む第2電荷転送部120の電極数をそれぞれ増やしたこと(図では1段)と、第1電荷転送部110の暗電流28を掃き出すタイミングを追加したことである。すなわち、第1電荷転送部110の電極数、及び第2電荷転送部120の電極数を、それぞれフォトダイオード(光電変換部)1の画素数より多くする。
ここでは、消費電流を下げるため使用しない転送クロックが全て停止している。このため、フォトダイオード(光電変換部)1に電荷23が蓄積される以外に、転送電極5及び転送電極6並びに追加転送電極5a及び追加転送電極6aを含む第1電荷転送部110に暗電流28が蓄積され、転送電極7及び転送電極8並びに追加転送電極7a及び追加転送電極8aを含む第2電荷転送部120に暗電流29が蓄積される。すなわち、この場合、第1電荷転送部110は、暗電流28を蓄積する。第2電荷転送部120は、暗電流29を蓄積する。
ここでは、転送電極5及び追加転送電極5aは、ドライブクロックφ1に応じてオン(起動)する。転送電極6及び追加転送電極6aは、ドライブクロックφ2に応じてオン(起動)する。電荷加算用電極9は、変調パルスφMに応じてオン(起動)する。ラストゲート電極10は、最終段クロックφLに応じてオン(起動)する。リセットゲート電極12は、リセットパルスφRに応じてオン(起動)する。これらの各電極は、オン(起動)した際に、第1電荷転送部110に蓄積された暗電流28をVoutへ出力する。すなわち、これらの各電極は、オン(起動)した際に、第1電荷転送部110に蓄積された暗電流28をcfj部19に送る。cfj部19は、暗電流28を電圧に変換する。アンプ部13は、電圧を増幅後、Voutを出力する。
ここでは、フォトダイオード(光電変換部)1の電荷23は、読み出しゲート電極2がトランスファーゲートパルスφTG1に応じてオン(起動)した際に、第1電荷転送部110の転送電極5へ転送される。すなわち、読み出しゲート電極2は、トランスファーゲートパルスφTG1に応じてオン(起動)し、フォトダイオード(光電変換部)1の電荷23を、第1電荷転送部110へ転送する。
ここでは、転送電極5及び追加転送電極5aは、ドライブクロックφ1に応じてオン(起動)する。転送電極6及び追加転送電極6aは、ドライブクロックφ2に応じてオン(起動)する。電荷加算用電極9は、変調パルスφMに応じてオン(起動)する。転送電極7及び追加転送電極7aは、ドライブクロックφ3に応じてオン(起動)する。転送電極8及び追加転送電極8aは、ドライブクロックφ4に応じてオン(起動)する。これらの各電極は、オン(起動)した際に、第1電荷転送部110から第2電荷転送部120へ電荷23を転送する。その際、第2電荷転送部120に発生していた暗電流29は、最終段のレジスタ(追加転送電極8a)に蓄積されるが、1段追加されているため、電荷23のh(電荷h)と合成されることはない。
ここでは、第2電荷転送部120に送られた電荷23は、転送ゲート3がトランスファーゲートパルスφTG2に応じてオン(起動)した際に、第1電荷転送部110へ送られる。すなわち、転送ゲート3は、トランスファーゲートパルスφTG2に応じてオン(起動)した際に、電荷23を、第2電荷転送部120から第1電荷転送部110へ送る。
ここでは、転送電極5及び追加転送電極5aは、ドライブクロックφ1に応じてオン(起動)する。転送電極6及び追加転送電極6aは、ドライブクロックφ2に応じてオン(起動)する。電荷加算用電極9は、変調パルスφMに応じてオン(起動)する。ラストゲート電極10は、最終段クロックφLに応じてオン(起動)する。リセットゲート電極12は、リセットパルスφRに応じてオン(起動)する。これらの各電極は、オン(起動)した際に、第1電荷転送部110に蓄積された電荷23をcfj部19に送る。cfj部19は、電荷23を電圧に変換する。アンプ部13は、電圧を増幅後、Voutを出力する。
以上のように、本発明の固体撮像素子は、光電変換部を有し、光電変換部と読み出しゲート部を介して電荷転送部に接続される固体撮像素子において、電荷転送部と電荷加算用電極を介してもう一つの独立駆動する電荷転送部と接続される。電荷転送部から電荷転送部へ電荷を転送するために2つの電荷転送部間に読み出しゲートを有していても良い。また、電荷加算用電極に出力用電極が接続され、出力用電極の先に浮遊拡散容量部、電荷検出部、リセットゲート及びリセットドレインが形成されていても良い。また、電荷転送部に読み出しゲートを介して電荷蓄積部が形成され、電荷蓄積部に読み出しゲートを介して電荷転送部と接続されていても良い。また、電荷転送部の最終段に出力用電極が接続され、出力用電極の先に浮遊拡散容量部、電荷検出部、リセットゲート及びリセットドレインが形成されていても良い。更に、第2電荷転送部、電荷蓄積部及び第3電荷転送部のピッチを第1電荷転送部より狭くして形成されていても良い。
2 読み出しゲート電極(転送ゲート)
3 第2電荷転送部−第1電荷転送部間の読み出しゲート電極(転送ゲート)
4 オーバーフロードレイン部
5 第1電荷転送部の転送電極
6 第1電荷転送部の転送電極
7 第2電荷転送部の転送電極
8 第2電荷転送部の転送電極
9 電荷加算用電極(電荷加算ゲート)
10 ラストゲート電極(最終段ゲート)
11 リセットドレイン
12 リセットゲート
13 アンプ部(AMP回路)
14 第2電荷転送部−メモリ間の読み出しゲート電極(転送ゲート)
15 メモリ(電荷蓄積部)
16 メモリ−第3電荷転送部間の読み出しゲート電極(転送ゲート)
17 第3電荷転送部の転送電極
18 第3電荷転送部の転送電極
19 Cfj部
20 読み出しゲート電極
21 電荷転送部の転送電極
22 電荷転送部の転送電極
23 電荷
24 読み出しゲート電極
25 読み出しゲート電極
26 読み出しゲート電極
27 レジスタドレイン
28 第1電荷転送部の暗電流
29 第2電荷転送部の暗電流
31 クロック生成回路(ドライブクロックφ1)
32 クロック生成回路(ドライブクロックφ2)
33 クロック生成回路(ドライブクロックφ3)
34 クロック生成回路(ドライブクロックφ4)
35 クロック生成回路(ドライブクロックφ5)
36 クロック生成回路(ドライブクロックφ6)
41 変調パルス生成回路(変調パルスφM)
51 転送ゲートパルス生成回路(トランスファーゲートパルスφTG1)
52 転送ゲートパルス生成回路(トランスファーゲートパルスφTG2)
53 転送ゲートパルス生成回路(トランスファーゲートパルスφTG3)
54 転送ゲートパルス生成回路(トランスファーゲートパルスφTG4)
61 最終段クロック生成回路(最終段クロックφL)
62 リセットパルス生成回路(リセットパルスφR)
100(−i、i=1〜n) 固体撮像素子
110 第1電荷転送部
120 第2電荷転送部
130 第3電荷転送部
140 スペース(空隙)
1000 モジュール(固体撮像装置)
Claims (13)
- 光電変換を行う光電変換部と、
前記光電変換部と接続される第1電荷転送部と、
前記光電変換部と前記第1電荷転送部との間に設けられ、前記光電変換部で光電変換された電荷を前記第1電荷転送部に転送する第1読み出しゲート部と、
前記第1電荷転送部と独立して駆動し、前記第1電荷転送部から転送された電荷を受け取る第2電荷転送部と
を具備する
固体撮像素子。 - 請求項1に記載の固体撮像素子であって、
前記第1電荷転送部の出力端に設けられ、前記第1電荷転送部から前記第2電荷転送部へ電荷を転送する電荷加算用電極
を更に具備する
固体撮像素子。 - 請求項2に記載の固体撮像素子であって、
前記電荷加算用電極に出力用電極が接続され、前記出力用電極の先に浮遊拡散容量部、電荷検出部、リセットゲート及びリセットドレインが形成されている
固体撮像素子。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の固体撮像素子であって、
前記第2電荷転送部には、前記第1電荷転送部に供給される第1の電荷転送クロックに応じた第2の電荷転送クロックが供給される
固体撮像素子。 - 請求項4に記載の固体撮像素子であって、
前記第2電荷転送部に対し、駆動切替信号により、前記第1の電荷転送クロックと前記第2の電荷転送クロックとを選択的に供給するクロック生成回路
を更に具備する
固体撮像素子。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の固体撮像素子であって、
前記第1電荷転送部と前記第2電荷転送部との間に設けられ、前記第2電荷転送部から前記第1電荷転送部へ電荷を転送する第2読み出しゲート部
を更に具備する
固体撮像素子。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の固体撮像素子であって、
前記第1電荷転送部の電極数、及び前記第2電荷転送部の電極数は、前記光電変換部の画素数より多い
固体撮像素子。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の固体撮像素子であって、
前記第2電荷転送部から転送された電荷を蓄積する電荷蓄積部と、
前記第2電荷転送部と前記電荷蓄積部との間に設けられ、前記第2電荷転送部から前記電荷蓄積部へ電荷を転送する第3読み出しゲートと、
前記第1電荷転送部及び前記第2電荷転送部と独立して駆動し、前記電荷蓄積部と接続される第3電荷転送部と、
前記電荷蓄積部と前記第3電荷転送部との間に設けられ、前記電荷蓄積部から前記第3電荷転送部へ電荷を転送する第4読み出しゲートと
を更に具備する
固体撮像素子。 - 請求項8に記載の固体撮像素子であって、
前記第2電荷転送部、前記第3電荷転送部、及び前記電荷蓄積部の段数を変えずにピッチを狭くすることで作成された空隙を使用する素子配置領域
を更に具備する
固体撮像素子。 - 請求項8又は9に記載の固体撮像素子であって、
前記第2電荷転送部の電極数、前記第3電荷転送部の電極数、及び前記電荷蓄積部の段数は、前記光電変換部の画素数より多い
固体撮像素子。 - 請求項8乃至10のいずれか一項に記載の固体撮像素子であって、
前記第2電荷転送部、前記第3電荷転送部、及び前記電荷蓄積部の段数を変えずにピッチを狭くすることで作成された空隙を使用する素子配置領域
を更に具備する
固体撮像素子。 - 請求項1乃至11のいずれか一項に記載の固体撮像素子であって、
前記第2電荷転送部の終端に設けられ、電荷を吸収するレジスタドレイン
を更に具備する
固体撮像素子。 - 請求項1乃至12のいずれか一項に記載の固体撮像素子が複数個配置されている固体撮像装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008179597A JP5178364B2 (ja) | 2007-09-06 | 2008-07-09 | 固体撮像素子、及び固体撮像装置 |
US12/204,912 US8106988B2 (en) | 2007-09-06 | 2008-09-05 | Solid imaging device |
CN 200810213478 CN101383372B (zh) | 2007-09-06 | 2008-09-08 | 固态成像设备 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007231921 | 2007-09-06 | ||
JP2007231921 | 2007-09-06 | ||
JP2008179597A JP5178364B2 (ja) | 2007-09-06 | 2008-07-09 | 固体撮像素子、及び固体撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009081834A true JP2009081834A (ja) | 2009-04-16 |
JP5178364B2 JP5178364B2 (ja) | 2013-04-10 |
Family
ID=40463087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008179597A Expired - Fee Related JP5178364B2 (ja) | 2007-09-06 | 2008-07-09 | 固体撮像素子、及び固体撮像装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5178364B2 (ja) |
CN (1) | CN101383372B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111223881A (zh) * | 2012-03-30 | 2020-06-02 | 株式会社尼康 | 拍摄元件以及拍摄装置 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110649050B (zh) * | 2014-12-18 | 2022-11-18 | 索尼公司 | 固态图像传感器、成像装置和电子设备 |
US9936153B1 (en) * | 2016-10-04 | 2018-04-03 | Omnivision Technologies, Inc. | CMOS image sensor with dual floating diffusions per pixel for flicker-free detection of light emitting diodes |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS642480A (en) * | 1987-06-25 | 1989-01-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Image pickup device |
JPH01286584A (ja) * | 1988-05-12 | 1989-11-17 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
JPH04137888A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-12 | Toshiba Corp | 固体撮像素子及びその駆動方法 |
JPH0774339A (ja) * | 1993-09-01 | 1995-03-17 | Nec Corp | 固体撮像素子及びその駆動方法 |
JPH08195907A (ja) * | 1995-01-18 | 1996-07-30 | Kubota Corp | 撮像装置 |
JP2000150865A (ja) * | 1998-11-16 | 2000-05-30 | Sony Corp | 電荷転送装置及びその駆動方法 |
JP2001075002A (ja) * | 1999-09-07 | 2001-03-23 | Toshiba Microelectronics Corp | 固体撮像装置および距離測定装置 |
JP2003197895A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-11 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像装置とそのスミア電荷除去方法並びにデジタルスチルカメラ |
JP2007049315A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Canon Inc | 画像読取装置及び画像読取方法 |
JP2007074421A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Toshiba Microelectronics Corp | 固体撮像装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4758616B2 (ja) * | 2004-04-13 | 2011-08-31 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | リニアイメージセンサ |
CN1956490B (zh) * | 2005-10-28 | 2012-06-20 | 索尼株式会社 | 固态成像器件、驱动固态成像器件的方法和成像设备 |
-
2008
- 2008-07-09 JP JP2008179597A patent/JP5178364B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2008-09-08 CN CN 200810213478 patent/CN101383372B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS642480A (en) * | 1987-06-25 | 1989-01-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Image pickup device |
JPH01286584A (ja) * | 1988-05-12 | 1989-11-17 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
JPH04137888A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-12 | Toshiba Corp | 固体撮像素子及びその駆動方法 |
JPH0774339A (ja) * | 1993-09-01 | 1995-03-17 | Nec Corp | 固体撮像素子及びその駆動方法 |
JPH08195907A (ja) * | 1995-01-18 | 1996-07-30 | Kubota Corp | 撮像装置 |
JP2000150865A (ja) * | 1998-11-16 | 2000-05-30 | Sony Corp | 電荷転送装置及びその駆動方法 |
JP2001075002A (ja) * | 1999-09-07 | 2001-03-23 | Toshiba Microelectronics Corp | 固体撮像装置および距離測定装置 |
JP2003197895A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-11 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像装置とそのスミア電荷除去方法並びにデジタルスチルカメラ |
JP2007049315A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Canon Inc | 画像読取装置及び画像読取方法 |
JP2007074421A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Toshiba Microelectronics Corp | 固体撮像装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111223881A (zh) * | 2012-03-30 | 2020-06-02 | 株式会社尼康 | 拍摄元件以及拍摄装置 |
CN111223881B (zh) * | 2012-03-30 | 2023-04-21 | 株式会社尼康 | 拍摄元件以及拍摄装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101383372B (zh) | 2012-06-27 |
CN101383372A (zh) | 2009-03-11 |
JP5178364B2 (ja) | 2013-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4416753B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
JP4305970B2 (ja) | 固体撮像素子の駆動方法 | |
JP4475665B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
JP2009278241A (ja) | 固体撮像装置の駆動方法および固体撮像装置 | |
JP4967489B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
US7777798B2 (en) | Physical quantity detecting device, method of driving the physical quantity detecting device and imaging apparatus | |
JP5178364B2 (ja) | 固体撮像素子、及び固体撮像装置 | |
JP2008005155A (ja) | 増幅型固体撮像装置およびその駆動方法、電子情報機器 | |
US20080106623A1 (en) | Solid-state imaging device and imaging apparatus | |
KR20140107212A (ko) | 고체 촬상 소자 및 그 구동 방법, 카메라 시스템 | |
JP2004215048A (ja) | 固体撮像装置 | |
US8120688B2 (en) | Solid state imaging device | |
US8106988B2 (en) | Solid imaging device | |
US20110261240A1 (en) | Solid-state imaging device | |
JP2009124633A (ja) | 撮像装置及び撮像装置の駆動方法 | |
JP6019295B2 (ja) | 固体撮像装置及びカメラシステム | |
JP2010093002A (ja) | Ccdイメージセンサ | |
JP2005020716A (ja) | 固体撮像装置 | |
US7602432B2 (en) | Solid-state imaging element and solid-state imaging device | |
JP2009159634A (ja) | 固体撮像装置およびその駆動方法並びにカメラシステム | |
JP2008109335A (ja) | 電荷転送装置及び固体撮像装置、並びにエリアセンサ及びリニアセンサ | |
JP2009159635A (ja) | 固体撮像装置およびその駆動方法並びにカメラシステム | |
JP2007159024A (ja) | Ccd型固体撮像素子の駆動方法及びccd型固体撮像装置 | |
JP2005286547A (ja) | 固体撮像装置 | |
JP2007159026A (ja) | Ccd型固体撮像素子及びその駆動方法並びにデジタルカメラ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110401 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120905 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120907 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120927 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121226 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130108 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5178364 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |