JP2010041361A - Solid-state imaging apparatus, method of driving the same, and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置に関し、特にCCD(Charge Coupled Device)固体撮像装置に代表される電荷転送型固体撮像装置、当該固体撮像装置の駆動方法および当該固体撮像装置を用いた撮像装置に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device, a driving method of the solid-state imaging device, and an imaging device, and in particular, a charge transfer type solid-state imaging device represented by a CCD (Charge Coupled Device) solid-state imaging device, a driving method of the solid-state imaging device, and the solid state The present invention relates to an imaging apparatus using the imaging apparatus.
電荷転送型固体撮像装置、例えばCCD固体撮像装置は、光電変換を行うセンサ部と、当該センサ部に蓄積された信号電荷を読み出す読出しゲート部と、当該読出しゲート部によって読み出された信号電荷を転送する電荷転送部とを有している。エリアセンサの場合には、電荷転送部は、信号電荷を画素列の画素配列方向(垂直方向)に転送する垂直転送部と、信号電荷を画素行の画素配列方向(水平方向)に転送する水平転送部とからなる。 A charge transfer solid-state imaging device, for example, a CCD solid-state imaging device, includes a sensor unit that performs photoelectric conversion, a read gate unit that reads signal charges accumulated in the sensor unit, and a signal charge that is read by the read gate unit. And a charge transfer portion for transferring. In the case of an area sensor, the charge transfer unit transfers a signal charge in the pixel arrangement direction (vertical direction) of the pixel column and a horizontal transfer unit that transfers the signal charge in the pixel arrangement direction (horizontal direction) of the pixel row. It consists of a transfer part.
そして、一般的には、垂直転送部の特定の相の転送電極、例えば4相駆動の場合には1相目と3相目に対応する各転送電極が読出しゲート部のゲート電極を兼ねた構造となっている。このことから、4相の転送パルスφV1〜φV4のうち、1相目と3相目の転送パルスφV1,φV3が低レベル、中間レベルおよび高レベルの3値をとる。そして、その3値目の高レベルのパルスが読出しゲート部のゲート電極に印加される読出しパルスとして用いている(例えば、特許文献1参照)。 In general, a transfer electrode of a specific phase of the vertical transfer unit, for example, in the case of four-phase driving, each transfer electrode corresponding to the first phase and the third phase also serves as the gate electrode of the read gate unit It has become. From this, among the four-phase transfer pulses φV1 to φV4, the first-phase and third-phase transfer pulses φV1 and φV3 take three values of low level, intermediate level, and high level. The third high-level pulse is used as a read pulse applied to the gate electrode of the read gate section (see, for example, Patent Document 1).
ここで、中間レベルを0Vとしたとき、読出しパルスは正の電圧パルスとなり、転送パルスは負の電圧パルスとなる。読出しパルスの波高値(最大電圧値)は、転送パルスの波高値よりもはるかに高い電圧値に設定される。 Here, when the intermediate level is 0 V, the read pulse is a positive voltage pulse, and the transfer pulse is a negative voltage pulse. The peak value (maximum voltage value) of the read pulse is set to a voltage value much higher than the peak value of the transfer pulse.
そして、読出しパルスが規定時間内に最大値に達し、信号電荷の読出しを確実に実行するためには、当該読出しパルスの立ち上がり特性tr が急峻なほど有利である。一方、電荷転送部での信号電荷の転送に関しては、転送パルスの立ち下がり特性tf が緩やかな方が転送電界を確保できるために有利になる。 In order for the readout pulse to reach the maximum value within the specified time and the signal charge to be reliably read out, it is more advantageous that the rise characteristic tr of the readout pulse is steeper. On the other hand, with respect to the transfer of signal charges in the charge transfer section, a gradual transfer pulse falling characteristic tf is advantageous because a transfer electric field can be secured.
しかしながら、読出しパルスおよび転送パルスについては、チップ(基板)外部のタイミングジェネレータ等のドライバ側で変更を行わない限りは、読出しパルスおよび転送パルスのそれぞれの立ち上がり特性tr および立ち下がり特性tf は同一となる。したがって、読出しパルスの立ち上がり特性tr を急峻にすることと、転送パルスの立ち下がり特性tf を緩やかにすることとを両立させることはできないことになる。 However, with respect to the read pulse and the transfer pulse, the rise characteristic tr and the fall characteristic tf of the read pulse and the transfer pulse are the same unless changed on the driver side such as a timing generator outside the chip (substrate). . Therefore, it is impossible to achieve both the steep rise characteristic tr of the read pulse and the slow fall characteristic tf of the transfer pulse.
そこで、本発明は、読出しパルスの立ち上がり特性を急峻にすることと、転送パルスの立ち下がり特性を緩やかにすることとを両立させることが可能な固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a solid-state imaging device, a driving method for the solid-state imaging device, and an imaging device capable of making both the rising characteristics of the readout pulse steep and the falling characteristics of the transfer pulse gentle. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明は、
光電変換を行うセンサ部と、
前記センサ部に蓄積された信号電荷を読み出す読出しゲート部と、
前記読出しゲート部によって読み出された信号電荷を転送するとともに、特定の相の転送電極が前記読出しゲート部のゲート電極を兼ねている電荷転送部と、
前記センサ部、前記読出しゲート部および前記電荷転送部が形成された基板上で、前記ゲート電極を兼ねる前記転送電極に繋がる配線の途中に設けられ、前記転送電極を駆動する転送パルスと前記読出しゲート部を駆動する読出しパルスとを伝送するパルス伝送部とを備えた固体撮像装置において、
前記パルス伝送部に、抵抗素子を含む第1伝送路と当該第1伝送路よりも抵抗値が低い第2伝送路とを設け、
第1伝送路によって前記転送パルスを前記転送電極へ伝送し、第2伝送路によって前記読出しパルスを前記読出しゲート部へ伝送するようにする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A sensor unit that performs photoelectric conversion;
A read gate unit for reading out signal charges accumulated in the sensor unit;
A charge transfer unit that transfers the signal charge read by the read gate unit, and a transfer electrode of a specific phase also serves as the gate electrode of the read gate unit;
On the substrate on which the sensor unit, the read gate unit, and the charge transfer unit are formed, a transfer pulse that drives the transfer electrode and the read gate provided in the middle of the wiring connected to the transfer electrode that also serves as the gate electrode In a solid-state imaging device including a pulse transmission unit that transmits a readout pulse that drives the unit,
The pulse transmission unit is provided with a first transmission line including a resistance element and a second transmission line having a resistance value lower than that of the first transmission line,
The transfer pulse is transmitted to the transfer electrode through a first transmission path, and the read pulse is transmitted to the read gate unit through a second transmission path.
上記構成の固体撮像装置において、抵抗素子を含む第1伝送路によって転送パルスを伝送することで、抵抗素子の抵抗成分(配線抵抗を含む)によって転送パルスが、第1伝送路に入力される前よりも緩やかに立ち下がる。一方、第1伝送路よりも抵抗値が低い第2伝送路によって読出しパルスを伝送することで、当該読出しパルスが第1伝送路によって伝送される場合よりも急峻に立ち上がる。すなわち、半導体基板上に設けられたパルス伝送部の第1,第2伝送路の作用により、チップ外部のドライバ側で変更を行わなくても、読出しパルスの立ち上がり特性を急峻にすることと、転送パルスの立ち下がり特性を緩やかにすることとを両立させることができる。 In the solid-state imaging device having the above configuration, the transfer pulse is transmitted by the first transmission path including the resistance element, so that the transfer pulse is input to the first transmission path by the resistance component (including the wiring resistance) of the resistance element. Fall more slowly than. On the other hand, by transmitting the read pulse through the second transmission path having a resistance value lower than that of the first transmission path, the read pulse rises more steeply than when the read pulse is transmitted through the first transmission path. In other words, due to the action of the first and second transmission lines of the pulse transmission unit provided on the semiconductor substrate, the rising characteristics of the read pulse can be sharpened and transferred without changing on the driver side outside the chip. It is possible to make the falling characteristics of the pulse gentle.
本発明によれば、チップ外部のドライバ側で変更を行わなくても、読出しパルスの立ち上がり特性を急峻にすることと、転送パルスの立ち下がり特性を緩やかにすることとを両立させることができる。その結果、信号電荷の読出し性能を維持しつつ信号電荷の転送性能を改善できる。 According to the present invention, it is possible to make both the rising characteristics of the read pulse steep and the falling characteristics of the transfer pulse gradual without changing on the driver side outside the chip. As a result, the signal charge transfer performance can be improved while maintaining the signal charge read performance.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、固体撮像装置として、例えばインターライン転送(IT)方式のCCD固体撮像装置に適用した場合を例に挙げて説明するものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the present invention is applied to, for example, an interline transfer (IT) type CCD solid-state imaging device will be described as an example.
図1は、本発明が適用されるCCD固体撮像装置の一例を示す概略構成図である。図1において、撮像部11は、行列状に2次元配置された複数のセンサ部(画素)12と、これらセンサ部12に隣接して設けられた読出しゲート部13と、行列状の画素配列に対して画素列ごとに設けられたCCDからなる垂直転送部14とから構成されている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a CCD solid-state imaging device to which the present invention is applied. In FIG. 1, an imaging unit 11 includes a plurality of sensor units (pixels) 12 two-dimensionally arranged in a matrix, a readout gate unit 13 provided adjacent to the sensor units 12, and a matrix pixel array. On the other hand, it is composed of a vertical transfer unit 14 composed of a CCD provided for each pixel column.
この撮像部11において、1つのセンサ部12、これに隣接した読出しゲート部13および1つのセンサ部12に対応した垂直転送部14のパケットからなる1単位が単位セル15となる。ここで、垂直転送部14のパケットとは、垂直転送部14において1画素分の信号電荷を扱う単位を言う。そして、このパケットが連続して連なることで垂直転送部14の転送チャネルが形成される。 In the imaging unit 11, one unit including a packet of one sensor unit 12, a reading gate unit 13 adjacent to the sensor unit 12, and a vertical transfer unit 14 corresponding to one sensor unit 12 is a unit cell 15. Here, the packet of the vertical transfer unit 14 is a unit for handling the signal charge for one pixel in the vertical transfer unit 14. Then, the transfer channel of the vertical transfer unit 14 is formed by continuously connecting these packets.
センサ部12は、例えばPN接合のフォトダイオードからなり、入射光をその輝度レベルに応じた電荷量の信号電荷に光電変換して蓄積する。読出しゲート部13は、読出しパルスφROPが印加されることにより、センサ部12に蓄積された信号電荷を垂直転送部14へ読み出す。垂直転送部14は、例えば4相の垂直転送パルスφV1〜φV4によって転送駆動され、読出しゲート部13によってセンサ部12から読み出された信号電荷を、水平ブランキング期間の一部にて1走査線(1ライン)に相当する部分ずつ順に垂直方向に転送する。ここに、垂直方向とは、画素列の画素の配列方向を言う。 The sensor unit 12 is composed of, for example, a PN junction photodiode, and photoelectrically converts incident light into a signal charge having a charge amount corresponding to the luminance level and accumulates the signal light. The read gate unit 13 reads the signal charges accumulated in the sensor unit 12 to the vertical transfer unit 14 by applying a read pulse φROP. The vertical transfer unit 14 is driven to transfer by, for example, four-phase vertical transfer pulses φV1 to φV4, and the signal charges read from the sensor unit 12 by the read gate unit 13 are scanned by one scanning line in part of the horizontal blanking period. The portions corresponding to (one line) are sequentially transferred in the vertical direction. Here, the vertical direction refers to the arrangement direction of the pixels in the pixel column.
ここで、垂直転送部14において、パケットが連なってなる転送チャネルの上方には、4相の垂直転送パルスφV1〜φV4に対応した4つの転送電極が転送方向に繰り返して配置されている。そして、例えば1相目と3相目に対応する各転送電極が、読出しゲート部13のゲート電極を兼ねている。このことから、4相の垂直転送パルスφV1〜φV4のうち、1相目と3相目の垂直転送パルスφV1,φV3が低レベル、中間レベルおよび高レベルの3値をとり、その3値目の高レベルのパルスが読出しゲート部13に印加される読出しパルスφROPとなる。 Here, in the vertical transfer unit 14, four transfer electrodes corresponding to the four-phase vertical transfer pulses φV1 to φV4 are repeatedly arranged in the transfer direction above a transfer channel in which packets are connected. For example, each transfer electrode corresponding to the first phase and the third phase also serves as the gate electrode of the read gate unit 13. From this, among the four-phase vertical transfer pulses φV1 to φV4, the first-phase and third-phase vertical transfer pulses φV1 and φV3 take the three values of the low level, the intermediate level, and the high level. A high level pulse becomes a read pulse φROP applied to the read gate section 13.
すなわち、1相目と3相目の垂直転送パルスφV1,φV3の3値目の読出しパルスφROPが1相目と3相目に対応する各転送電極(読出しゲート部13のゲート電極)に印加される。これにより、センサ部12に蓄積された信号電荷が垂直転送部14に読み出される。2相目と4相目の垂直転送パルスφV2,φV3は、低レベルと中間レベルの2値をとる。そして、4相の垂直転送パルスφV1〜φV4が低レベルと中間レベルとの間で周期的に遷移することで垂直転送部14の転送駆動が行われ、センサ部12から読み出された信号電荷が当該垂直転送部14によって垂直転送される。 That is, the third-phase read pulse φROP of the first-phase and third-phase vertical transfer pulses φV1 and φV3 is applied to each transfer electrode (gate electrode of the read gate unit 13) corresponding to the first and third phases. The As a result, the signal charge accumulated in the sensor unit 12 is read out to the vertical transfer unit 14. The vertical transfer pulses φV2 and φV3 of the second phase and the fourth phase have binary values of a low level and an intermediate level. Then, the four-phase vertical transfer pulses φV1 to φV4 periodically transition between the low level and the intermediate level, whereby the transfer drive of the vertical transfer unit 14 is performed, and the signal charge read from the sensor unit 12 is changed. The vertical transfer unit 14 performs vertical transfer.
垂直転送部14の一方の端部側には、CCDからなる水平転送部16が配されている。この水平転送部16には、複数本の垂直転送部14から1ラインに相当する信号電荷が順にシフト(転送)される。水平転送部16は、例えば2相の水平転送パルスφH1,φH2によって転送駆動されることで、複数本の垂直転送部14からシフトされる1ライン分の信号電荷を、水平ブランキング期間後の水平走査期間にて順次水平方向に転送する。ここに、水平方向とは、画素行の画素の配列方向を言う。
On one end side of the vertical transfer unit 14, a
水平転送部16の転送先側の端部には、例えばフローティング・ディフュージョン・アンプ構成の電荷電圧変換部17が設けられている。この電荷電圧変換部17は、水平転送部16によって水平転送される信号電荷を順次信号電圧に変換して出力する。この信号電圧は、被写体を経て撮像部11に入射し、センサ部12でその輝度レベルに応じて光電変換されて得られる撮像信号OUTとして出力される。
At the end of the
上述したセンサ部12、読出しゲート部13、垂直転送部14、水平転送部16および電荷電圧変換部17等の構成要素は、半導体基板(以下、「チップ」と記述する場合もある)18上に形成されている。半導体基板18は、後述する基板バイアス電圧Vsubによってバイアスされている。以上により、インターライン転送方式のCCD固体撮像装置10が構成される。
The components such as the sensor unit 12, the read gate unit 13, the vertical transfer unit 14, the
このCCD固体撮像装置10の駆動制御は、チップ外部のタイミング制御回路21によるタイミング制御によって行われる。タイミング制御回路21は、垂直同期信号VD、水平同期信号HDおよびマスタークロックMCKを基に、CCD固体撮像装置10の各種の動作の制御を行うために、CCD駆動回路22およびシャッタ駆動回路23を制御する。ここに、各種の動作としては、センサ部12での信号電荷の蓄積(露光)期間の制御、センサ部12から垂直転送部14への信号電荷の読出し、垂直転送部14での垂直転送、水平転送部16での水平転送、電荷電圧変換部17のリセット動作などが挙げられる。
The drive control of the CCD solid-state imaging device 10 is performed by timing control by a timing control circuit 21 outside the chip. The timing control circuit 21 controls the
具体的には、タイミング制御回路21は、フィールド読出しを行うために、2つのフィールドで1コマ(フレーム)の映像が得られるようにCCD駆動回路22の駆動制御を行う。このタイミング制御回路21によるタイミング制御の下に、CCD駆動回路22は、4相の垂直転送パルスφV1〜φV4および2相の水平転送パルスφH1,φH2によって垂直転送部14および水平転送部16を駆動する。
Specifically, the timing control circuit 21 performs drive control of the
シャッタ駆動回路23は、タイミング制御回路21によるタイミング制御の下に、シャッタパルスφVsubを半導体基板18に所定のタイミングで印加することで、センサ部12に蓄積された信号電荷を半導体基板18側に掃き捨てる電子シャッタ動作を行う。この電子シャッタ動作により、センサ部12に信号電荷を蓄積する蓄積期間、即ち露光期間の制御が行われる。このとき、シャッタパルスφVsubは、半導体基板18をバイアスする基板バイアス電圧Vsubに重畳される形で印加される。
The
図2に、4相の垂直転送パルスφV1〜φV4および読出しパルスφROPのタイミング関係を示す。図2から明らかなように、読出しパルスφROPは正の電圧パルスであり、垂直転送パルスφV1〜φV4は負の電圧パルスである。ここでは、垂直転送パルスφV1〜φV4の低レベルを−7.5V、高レベル(中間レベル)を0V、読出しパルスφROPの電圧値(高レベル)を13Vとした場合を例に挙げている。ただし、これらの数値は一例に過ぎず、当該数値に限定されるものではない。 FIG. 2 shows the timing relationship between the four-phase vertical transfer pulses φV1 to φV4 and the read pulse φROP. As is apparent from FIG. 2, the read pulse φROP is a positive voltage pulse, and the vertical transfer pulses φV1 to φV4 are negative voltage pulses. In this example, the low level of the vertical transfer pulses φV1 to φV4 is set to −7.5V, the high level (intermediate level) is set to 0V, and the voltage value (high level) of the read pulse φROP is set to 13V. However, these numerical values are only examples, and are not limited to the numerical values.
図2から明らかなように、各フィールドの垂直ブランキング期間(V−Blk)に読出しパルスφROPがアクティブ(高レベル)になる。これにより、読出しゲート部13によるセンサ部12から垂直転送部14への信号電荷の読出しが行われる。また、水平ブランキング期間(H−Blk)に4相の垂直転送パルスφV1〜φV4が、中間レベル(0V)と低レベル(−7.5V)との間で遷移する動作を周期的に繰り返す。この垂直転送パルスφV1〜φV4による転送駆動により、垂直転送部14が信号電荷を垂直方向に転送する。 As apparent from FIG. 2, the read pulse φROP becomes active (high level) in the vertical blanking period (V-Blk) of each field. As a result, signal charges are read from the sensor unit 12 to the vertical transfer unit 14 by the read gate unit 13. Further, the operation in which the four-phase vertical transfer pulses φV1 to φV4 transition between the intermediate level (0 V) and the low level (−7.5 V) is periodically repeated in the horizontal blanking period (H-Blk). By the transfer driving by the vertical transfer pulses φV1 to φV4, the vertical transfer unit 14 transfers the signal charge in the vertical direction.
ここで、垂直転送パルスφV1〜φV4の伝送部について考える。図3に示すように、読出しパルスφROPを含む1相目、3相目の垂直転送パルスφV1,φV3は、チップ外部のCCD駆動回路22からパッド31を介して半導体基板18内に入力される。読出しパルスφROPを含まない2相目、4相目の垂直転送パルスφV2,φV4は、CCD駆動回路22からパッド32を介して半導体基板18内に入力される。そして、半導体基板18上においては、一般的には、パッド31,32の各々と撮像部11との間の配線33,34を通して垂直転送部14に供給される。
Here, consider the transmission unit of the vertical transfer pulses φV1 to φV4. As shown in FIG. 3, the first-phase and third-phase vertical transfer pulses φV1 and φV3 including the read pulse φROP are input into the
このように、垂直転送パルスφV1〜φV4を、単に配線33,34を通して伝送する場合、読出しパルスφROPおよび垂直転送パルスφV1〜φV4のそれぞれの立ち上がり特性tr および立ち下がり特性tf は同一となる。ただし、タイミング制御回路21等のドライバ側で変更を行った場合はこの限りではない。
As described above, when the vertical transfer pulses φV1 to φV4 are simply transmitted through the
したがって、読出しパルスφROPの立ち上がり特性tr を急峻にすることと、垂直転送パルスφV1〜φV4の立ち下がり特性tf を緩やかにすることとを両立させることはできない。すなわち、読出しパルスφROPの遷移特性tr /tf が急峻になるように設計すると、垂直転送パルスφV1〜φV4の立ち下がり特性tfも急峻になってしまう。逆に、垂直転送パルスφV1〜φV4の遷移特性が緩やかになるように設計すると、読出しパルスφROPの立ち上がり特性tr も緩やかになってしまう。 Therefore, it is impossible to make both the rising characteristic tr of the read pulse φROP steep and the falling characteristic tf of the vertical transfer pulses φV1 to φV4 gradual. That is, if the transition characteristic tr / tf of the read pulse φROP is designed to be steep, the falling characteristics tf of the vertical transfer pulses φV1 to φV4 also become steep. Conversely, if the transition characteristics of the vertical transfer pulses φV1 to φV4 are designed to be gentle, the rising characteristic tr of the read pulse φROP also becomes gentle.
因みに、前にも述べたように、読出しパルスφROPが規定時間内に最大値に達し、信号電荷の読出しを確実に実行するためには、当該読出しパルスφROPの立ち上がり特性tr が急峻なほど有利である。一方、垂直転送部14での信号電荷の転送に関しては、垂直転送パルスφV1〜φV4の立ち下がり特性tf が緩やかな方が転送電界を確保できるために有利になる。 Incidentally, as described above, in order for the readout pulse φROP to reach the maximum value within the specified time and the signal charge to be reliably read out, the steep rise characteristic tr of the readout pulse φROP is more advantageous. is there. On the other hand, with respect to the transfer of signal charges in the vertical transfer unit 14, the gradual falling characteristics tf of the vertical transfer pulses φV1 to φV4 is advantageous because the transfer electric field can be secured.
[本実施形態の特徴部分]
本実施形態では、チップ外部のドライバ側で変更を行わなくても、読出しパルスφROPの立ち上がり特性tr を急峻にすることと、垂直転送パルスφV1〜φV4の立ち下がり特性tf を緩やかにすることとを両立させるために以下のような構成を採っている。
[Characteristics of this embodiment]
In the present embodiment, the rising characteristic tr of the read pulse φROP is made steep and the falling characteristics tf of the vertical transfer pulses φV1 to φV4 are made gradual without changing on the driver side outside the chip. In order to achieve both, the following configuration is adopted.
すなわち、チップ(基板)上の垂直転送パルスφV1〜φV4の伝送部に、抵抗素子を含む第1伝送路と、当該第1伝送路よりも抵抗値が低い第2伝送路とを設ける。そして、第1伝送路によって垂直転送パルスφV1〜φV4を垂直転送部14の転送電極へ伝送し、第2伝送路によって読出しパルスφROPを読出しゲート部13のゲート電極へ伝送するようにする。 That is, a first transmission path including a resistance element and a second transmission path having a resistance value lower than that of the first transmission path are provided in the transmission unit of the vertical transfer pulses φV1 to φV4 on the chip (substrate). Then, the vertical transfer pulses φV1 to φV4 are transmitted to the transfer electrode of the vertical transfer unit 14 through the first transmission path, and the read pulse φROP is transmitted to the gate electrode of the read gate unit 13 through the second transmission path.
抵抗素子を含む第1伝送路によって垂直転送パルスφV1〜φV4を伝送することで、抵抗素子の抵抗成分(配線抵抗を含む)によって垂直転送パルスφV1〜φV4の立ち下がり特性tf が、当該第1伝送路に入力されたときよりも緩やかになる。一方、第1伝送路よりも抵抗値が低い第2伝送路によって読出しパルスφROPを伝送することで、当該読出しパルスφROPの立ち上がり特性tr が、第1伝送路によって伝送する場合に比べて急峻になる。 By transmitting the vertical transfer pulses φV1 to φV4 through the first transmission path including the resistance element, the falling characteristics tf of the vertical transfer pulses φV1 to φV4 are caused by the resistance component (including the wiring resistance) of the resistance element. It will be more gradual than when it enters the road. On the other hand, when the read pulse φROP is transmitted through the second transmission line having a resistance value lower than that of the first transmission line, the rising characteristic tr of the read pulse φROP is steeper than that in the case of transmitting through the first transmission line. .
すなわち、第1,第2伝送路の作用により、チップ外部のドライバ側で変更を行わなくても、読出しパルスφROPの立ち上がり特性tr を急峻にすることと、垂直転送パルスφV1〜φV4の立ち下がり特性tf を緩やかにすることとを両立させることができる。これにより、読出しゲート部13の信号電荷の読出し性能を維持しつつ垂直転送部14の信号電荷の転送性能を改善できる。 That is, due to the action of the first and second transmission lines, the rising characteristic tr of the read pulse φROP is made steep and the falling characteristics of the vertical transfer pulses φV1 to φV4 without changing on the driver side outside the chip. Both tf can be made moderate. As a result, the signal charge transfer performance of the vertical transfer unit 14 can be improved while maintaining the signal charge read performance of the read gate unit 13.
以下に、垂直転送パルスφV1〜φV4のパルス伝送部に設けられる第1,第2伝送路の具体的な実施例について説明する。 Hereinafter, specific examples of the first and second transmission lines provided in the pulse transmission units of the vertical transfer pulses φV1 to φV4 will be described.
第1,第2伝送路は、読出しパルスφROPを含む1相目、3相目の垂直転送パルスφV1,φV3が入力されるパッド31から垂直転送部14の1相目/3相目の転送電極までの途中、即ち1相目/3相目の転送電極に繋がる配線33の途中に設けられる。なお、読出しパルスφROPを含まない2相目、4相目の垂直転送パルスφV2,φV4が入力されるパッド32側の配線34の途中にも第1,第2伝送路が設けられる。
The first and second transmission lines are the first-phase / third-phase transfer electrodes of the vertical transfer unit 14 from the
(実施例1)
図4は、実施例1に係るパルス伝送部の構成を示す回路図である。
Example 1
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating the configuration of the pulse transmission unit according to the first embodiment.
ここでは、1相目、3相目の垂直転送パルスφV1,φV3側のパルス伝送部について代表して説明するが、2相目、4相目の垂直転送パルスφV2,φV4側のパルス伝送部も同じ構成となる。なお、当然のことながら、垂直転送パルスφV1〜φV4の各パルス伝送部は互いに独立して設けられる。 Here, the pulse transmission units on the first phase and third phase vertical transfer pulses φV1 and φV3 side will be described as a representative, but the second phase and fourth phase vertical transfer pulses φV2 and φV4 side pulse transmission units are also described. It becomes the same composition. As a matter of course, the pulse transmission units of the vertical transfer pulses φV1 to φV4 are provided independently of each other.
実施例1に係るパルス伝送部は、一方向性素子であるダイオード411と例えばポリシリコンからなる抵抗素子412とを有する第1伝送路41と、ダイオード421を有する第2伝送路42とから構成されている。
The pulse transmission unit according to the first embodiment includes a first transmission path 41 having a
ダイオード411はカソード電極がパッド31側になるように設けられる。抵抗素子412は、ダイオード411に対して直列に接続される。本例では、抵抗素子412は、ダイオード411に対して例えばアノード電極側に直列に接続されている。ダイオード421は、アノード電極がパッド31側になるように、ダイオード411および抵抗素子412の直列接続回路に対して並列に接続されている。
The
上記構成の実施例1に係るパルス伝送部において、先ず、パッド31に読出しパルスφROPが印加された場合の回路動作について説明する。先述したように、読出しパルスφROPは正の電圧パルスである。したがって、読出しパルスφROPがパッド31に印加された瞬間には、第1伝送路41側のダイオード411が逆バイアスとなるために、当該ダイオード411が非導通状態となる。
In the pulse transmission unit according to the first embodiment having the above configuration, first, a circuit operation when the read pulse φROP is applied to the
一方、第2伝送路42側のダイオード421については、読出しパルスφROPがパッド31に印加され、当該読出しパルスφROPが0Vから13Vに立ち上がる瞬間には順バイアスとなるために、当該ダイオード421が導通状態となる。したがって、パッド31に印加された読出しパルスφROPによる配線系および転送電極の充電は第2伝送路42を通して行われる。
On the other hand, with respect to the
このとき、第2伝送路42にはダイオード421だけが設けられているために、第2伝送路42の抵抗値は、ダイオード411が導通状態にあるときの第1伝送路41の抵抗値よりも極めて小さい。したがって、第2伝送路42を通して伝送される読出しパルスφROPの立ち上がり特性(波形)tr が、パッド31に印加されたときの波形と同様に急峻となる。
At this time, since only the
ただし、読出しパルスφROPが消滅するとき、即ち当該読出しパルスφROPが13Vから0Vに遷移するときには、ダイオード411が順バイアスとなって導通し、ダイオード421が逆バイアスとなって非導通状態となる。したがって、読出しパルスφROPの立ち下がり特性tf が抵抗素子412を含む第1伝送路41の時定数で決まるために鈍った波形となる(tr ≠tf )。
However, when the read pulse φROP disappears, that is, when the read pulse φROP transitions from 13V to 0V, the
ここで、読出しパルスφROPの立ち下がり特性tf が鈍った波形となり、緩やかに遷移したとしても、信号電荷の読出し動作が完了した後のことであるために、信号電荷の読出し動作に何ら影響が及ぶことはない。信号電荷の読出しを確実に実行するために重要なことは、読出しパルスφROPの立ち上がり特性tr が急峻であることである。 Here, the falling characteristic tf of the read pulse φROP has a dull waveform, and even if it gradually transitions, it is after the signal charge read operation has been completed, and thus has an influence on the signal charge read operation. There is nothing. What is important for reliably reading the signal charge is that the rising characteristic tr of the read pulse φROP is steep.
続いて、パッド31に1相目/3相目の垂直転送パルスφV1/φV3が印加された場合の回路動作について説明する。先述したように、垂直転送パルスφV1/φV3は負の電圧パルスである。したがって、垂直転送パルスφV1/φV3がパッド31に印加された瞬間には第2伝送路42側のダイオード421が逆バイアスとなるために、当該ダイオード421が非導通状態となる。
Next, the circuit operation when the first-phase / third-phase vertical transfer pulses φV1 / φV3 are applied to the
一方、第1伝送路41側のダイオード411については、垂直転送パルスφV1/φV3がパッド31に印加され、当該垂直転送パルスφV1/φV3が0Vから−7.5Vに立ち下がる瞬間には順バイアスとなるため導通状態となる。したがって、パッド31に印加された垂直転送パルスφV1/φV3による転送電極および配線系の充電は第1伝送路41を通して行われる。
On the other hand, for the
このとき、第1伝送路41にはダイオード411に対して抵抗素子412が直列に接続されており、垂直転送パルスφV1/φV3の立ち下がり特性tf が抵抗素子412を含む第1伝送路41の時定数で決まるために鈍った波形となる。すなわち、垂直転送パルスφV1/φV3の立ち下がり特性tf が、パッド31に印加されたときよりも緩やかになる。
At this time, a
ただし、垂直転送パルスφV1/φV3が消滅するとき、即ち当該垂直転送パルスφV1/φV3が−7.5Vから0Vに遷移するときには、ダイオード421が順バイアスとなって導通し、ダイオード411が逆バイアスとなって非導通状態となる。したがって、垂直転送パルスφV1/φV3の立ち上がり特性tr が急峻となる(tr ≠tf )。
However, when the vertical transfer pulse φV1 / φV3 disappears, that is, when the vertical transfer pulse φV1 / φV3 transits from −7.5V to 0V, the
ここで、垂直転送パルスφV1/φV3の立ち上がり特性tr が急峻な波形となったとしても、転送電界の確保に有利になるのは立ち下がり特性tf であるために、転送動作に何ら影響が及ぶことはない。すなわち、転送電界を確保するために重要なことは、垂直転送パルスφV1/φV3の立ち下がり特性tf が緩やかであることである。 Here, even if the rising characteristic tr of the vertical transfer pulse φV1 / φV3 has a steep waveform, it is the falling characteristic tf that is advantageous for securing the transfer electric field, and therefore the transfer operation is affected. There is no. That is, what is important for securing the transfer electric field is that the falling characteristics tf of the vertical transfer pulses φV1 / φV3 are gentle.
図5に、読み出しパルスφROP(A)および垂直転送パルスφV1/φV3(B)の各波形を示す。図5(A),(B)において、(a)は実施例1の構成を採らない場合、(b)は実施例1の構成を採った場合の読み出しパルスφROPおよび垂直転送パルスφV1/φV3の各波形を示している。 FIG. 5 shows waveforms of the read pulse φROP (A) and the vertical transfer pulses φV1 / φV3 (B). 5A and 5B, when (a) does not adopt the configuration of the first embodiment, (b) shows the read pulse φROP and the vertical transfer pulses φV1 / φV3 when the configuration of the first embodiment is employed. Each waveform is shown.
実施例1の構成を採らない場合は、読み出しパルスφROPおよび垂直転送パルスφV1/φV3のいずれも、立ち上がり特性tr =立ち下がり特性tf である。これに対し、実施例1の場合は、読み出しパルスφROPおよび垂直転送パルスφV1/φV3のいずれも、急峻な立ち上がり特性tr をほぼ維持しつつ、立ち下がり特性tf を、実施例1の構成を採らない場合に比べて緩やかにすることができる(tr ≠tf )。 In the case where the configuration of the first embodiment is not adopted, both the read pulse φROP and the vertical transfer pulses φV1 / φV3 have the rising characteristic tr = the falling characteristic tf. On the other hand, in the case of the first embodiment, neither the read pulse φROP nor the vertical transfer pulse φV1 / φV3 substantially maintains the steep rising characteristic tr, and the falling characteristic tf does not adopt the configuration of the first embodiment. Compared to the case, it can be made gentler (tr ≠ tf).
このように、読み出しパルスφROPについては、立ち上がり特性tr が急峻であることで、当該読み出しパルスφROPが規定時間内に最大値に達するために、信号電荷の読出しを確実に行うことができる。また、1相目、3相目の垂直転送パルスφV1,φV3については、立ち下がり特性tf が緩やかであることで、転送電界を確保できるために有利になる。 As described above, with respect to the read pulse φROP, since the rising characteristic tr is steep, the read pulse φROP reaches the maximum value within a specified time, so that the signal charge can be reliably read out. Further, for the first-phase and third-phase vertical transfer pulses φV1 and φV3, the falling characteristics tf are gentle, which is advantageous because a transfer electric field can be secured.
なお、読み出しパルスφROPを含まない2相目,4相目の垂直転送パルスφV2,φV4を伝送する配線34側にも、配線33側と同様に第1,第2転送路41,42が設けられている。したがって、垂直転送パルスφV2,φV4に対しても、1相目、3相目の垂直転送パルスφV1,φV3と同様の作用効果を得ることができる。
The first and second transfer paths 41 and 42 are provided on the
以上のように、実施例1によれば、チップ外部のドライバ側で変更を行わなくても、読出しパルスφROPの立ち上がり特性tr を急峻にすることと、垂直転送パルスφV1〜φV4の立ち下がり特性tf を緩やかにすることとを両立させることができる。これにより、読出しゲート部13の信号電荷の読出し性能を維持しつつ垂直転送部14の信号電荷の転送性能を改善できる。 As described above, according to the first embodiment, the rise characteristic tr of the read pulse φROP is made steep and the fall characteristics tf of the vertical transfer pulses φV1 to φV4 without changing on the driver side outside the chip. It is possible to achieve both of the above. As a result, the signal charge transfer performance of the vertical transfer unit 14 can be improved while maintaining the signal charge read performance of the read gate unit 13.
<ダイオードの構成例1>
ところで、ダイオード411,421を半導体基板18上に搭載する場合、PN接合部からのホットキャリアの発生が懸念される。そこで、ダイオード411,421を半導体基板18上に搭載するに当たっては、これらダイオード411,421をウェルで囲み込む構造とするのがよい。
<Configuration Example 1 of Diode>
By the way, when the
具体的には、図6に示すように、例えばN型の半導体基板18の表層部にP型ウェル19を形成し、当該ウェル19内にダイオード411,421を形成する。そして、ウェル19には、適当なバイアス電圧、例えば−7.5Vの負電圧を印加するようにする。
Specifically, as shown in FIG. 6, for example, a P-
この構成例1の構造を採ることにより、ダイオード411,421を半導体基板18上に搭載した際の不要な基板電流の発生を抑えることができる。
By adopting the structure of Configuration Example 1, it is possible to suppress generation of unnecessary substrate current when the
<ダイオードの構成例2>
図7は、ダイオード411,421の構成例2の構造を示す断面図である。本構成例2では、ダイオード411,421をポリシリコン(Poly Si)で構成した構造を採っている。具体的には、図7に示すように、イオンインプラ等を利用してポリシリコン電極上にP型、N型領域を設けてPN接合を形成し、当該PN接合をダイオード411,421として用いる。
<Example 2 of diode configuration>
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure of Configuration Example 2 of the
(実施例2)
図8は、実施例2に係るパルス伝送部の構成を示す回路図であり、図中、図4と同等部分には同一符号を付して示している。
(Example 2)
FIG. 8 is a circuit diagram illustrating the configuration of the pulse transmission unit according to the second embodiment. In FIG. 8, the same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
ここでも、1相目、3相目の垂直転送パルスφV1,φV3側のパルス伝送部について代表して説明するが、2相目、4相目の垂直転送パルスφV2,φV4側のパルス伝送部も同じ構成となる。また、垂直転送パルスφV1〜φV4の各パルス伝送部は互いに独立して設けられる。 Here, the pulse transmission units on the first phase and third phase vertical transfer pulses φV1 and φV3 side will be described as a representative, but the second phase and fourth phase vertical transfer pulses φV2 and φV4 side pulse transmission units are also described. It becomes the same composition. Further, the pulse transmission units of the vertical transfer pulses φV1 to φV4 are provided independently of each other.
実施例2に係るパルス伝送部は、例えばポリシリコンからなる抵抗素子431を有する第1伝送路43と、PチャネルMOSトランジスタ441を有する第2伝送路44とから構成されている。抵抗素子431は、パッド31から垂直転送部14の1相目/3相目の転送電極に至る配線33の途中に挿入されている。
The pulse transmission unit according to the second embodiment includes a first transmission path 43 having a
PチャネルMOSトランジスタ441は、所定の閾値電圧、例えば0V付近の閾値電圧Vthを持ち、ソース電極がパッド31側になるように抵抗素子431に対して並列に接続されている。MOSトランジスタ441のゲート電極は、例えばグランドGNDに接地されている。あるいは、MOSトランジスタ441のゲート電極に0Vを印加するようにしてもよい。
The P
上記構成の実施例2に係るパルス伝送部において、先ず、パッド31に読出しパルスφROPが印加された場合の回路動作について説明する。先述したように、読出しパルスφROPは正の電圧パルスである。したがって、読出しパルスφROPがパッド31に印加され、当該読出しパルスφROPが0Vから13Vに立ち上がる瞬間には、第2伝送路44側のPチャネルMOSトランジスタ441のゲート−ソース間が負バイアスとなるために、当該MOSトランジスタ441が導通状態になる。
In the pulse transmission unit according to the second embodiment having the above-described configuration, first, a circuit operation when a read pulse φROP is applied to the
このとき、第1,第2伝送路43,44からなるパルス伝送部の抵抗値は、PチャネルMOSトランジスタ441のオン抵抗値と抵抗素子(ポリシリコン抵抗)431の抵抗値との並列合成抵抗値となる。ここで、MOSトランジスタ441のオン抵抗値を抵抗素子431の抵抗値に比べて極めて小さく設定しておけば、第1,第2伝送路43,44からなるパルス伝送部は抵抗成分が存在しない場合と等価となる。
At this time, the resistance value of the pulse transmission unit composed of the first and second transmission lines 43 and 44 is a parallel combined resistance value of the on-resistance value of the P-
そして、パッド31に印加された読出しパルスφROPによる配線系および転送電極の充電は、図9(A)に示すように、抵抗値が抵抗素子431に比べて極めて小さい第1,第2伝送路43,44の並列回路を通して行われる。MOSトランジスタ441のオン抵抗値が抵抗素子431の抵抗値に比べて極めて小さいことから、読出しパルスφROPが第2伝送路44を通して伝送されると捉えることもできる。このとき、読出しパルスφROPの伝送路の抵抗値が抵抗素子431の抵抗値に比べて小さいために、読出しパルスφROPの立ち上がり特性tr が、パッド31に印加されたときと同様に急峻となる。
The wiring system and transfer electrode are charged by the read pulse φROP applied to the
続いて、パッド31に垂直転送パルスφV1/φV3が印加された場合の回路動作について説明する。垂直転送パルスφV1/φV3は負の電圧パルスである。したがって、垂直転送パルスφV1/φV3がパッド31に印加され、当該垂直転送パルスφV1/φV3が0Vから−7.5Vに立ち下がる瞬間には、第2伝送路44側のPチャネルMOSトランジスタ441のゲート−ソース間が正バイアスとなるために、当該MOSトランジスタ441が非導通状態になる。
Next, the circuit operation when the vertical transfer pulse φV1 / φV3 is applied to the
これにより、垂直転送パルスφV1/φV3は、図9(B)に示すように、抵抗素子431を含む第1伝送路43を通して伝送される。すなわち、パッド31に印加された垂直転送パルスφV1/φV3による転送電極および配線系の充電は第1伝送路43を通して行われる。このとき、第1伝送路43には抵抗素子431が挿入されているために、当該抵抗素子431を通ることによって垂直転送パルスφV1/φV3の立ち下がり特性tf が、パッド31に印加されたときよりも緩やかになる。
Thus, the vertical transfer pulses φV1 / φV3 are transmitted through the first transmission path 43 including the
以上のように、実施例2によれば、チップ外部のドライバ側で変更を行わなくても、読出しパルスφROPの立ち上がり特性tr を急峻にすることと、垂直転送パルスφV1〜φV4の立ち下がり特性tf を緩やかにすることとを両立させることができる。これにより、読出しゲート部13の信号電荷の読出し性能を維持しつつ垂直転送部14の信号電荷の転送性能を改善できる。 As described above, according to the second embodiment, the rising characteristic tr of the read pulse φROP is made steep and the falling characteristics tf of the vertical transfer pulses φV1 to φV4 without changing on the driver side outside the chip. It is possible to achieve both of the above. As a result, the signal charge transfer performance of the vertical transfer unit 14 can be improved while maintaining the signal charge read performance of the read gate unit 13.
(実施例3)
図10は、実施例3に係るパルス伝送部の構成を示す回路図であり、図中、図4と同等部分には同一符号を付して示している。
(Example 3)
FIG. 10 is a circuit diagram illustrating the configuration of the pulse transmission unit according to the third embodiment. In FIG. 10, the same parts as those in FIG.
図10に示すように、本実施例3では、1相目/3相目の垂直転送パルスφV1/φV3が印加されるパッド31Aと、読出しパルスφROPが印加されるパッド31Bとが独立して設けられている。そして、垂直転送部14の1相目/3相目の転送電極に至る配線33とパッド31Aとの間に抵抗素子451を含む第1伝送路45が挿入され、配線33とパッド31Bとの間に配線461からなる第2伝送路46が挿入されている。また、垂直転送部14の2相目/4相目の転送電極に至る配線34とパッド32との間には、抵抗素子471を含む伝送路47が挿入されている。
As shown in FIG. 10, in the third embodiment, a
すなわち、実施例3においては、パッド31Aに印加された1相目/3相目の垂直転送パルスφV1/φV3による垂直転送部14の1相目/3相目の転送電極および配線系の充電は、抵抗素子451を含む第1伝送路45を通して行われる。また、パッド32に印加された2相目/4相目の垂直転送パルスφV2/φV4による垂直転送部14の2相目/4相目の転送電極および配線系の充電は、抵抗素子471を含む伝送路47を通して行われる。
That is, in the third embodiment, the first-phase / third-phase transfer electrodes and the wiring system of the vertical transfer unit 14 are charged by the first-phase / third-phase vertical transfer pulses φV1 / φV3 applied to the
ここで、垂直転送パルスφV1/φV3の伝送路45には抵抗素子451が設けられ、垂直転送パルスφV2/φV4の伝送路47には抵抗素子471が設けられており、垂直転送パルスφV1〜φV4の立ち下がり特性tf が抵抗素子451/471を含む伝送路45/47の時定数で決まるために鈍った波形となる。すなわち、垂直転送パルスφV1〜φV4の立ち下がり特性tf が、パッド31A,32に印加されたときよりも緩やかになる。
Here, a
一方、パッド31Bに印加された読出しパルスφROPによる垂直転送部14の1相目/3相目の転送電極および配線系の充電は、配線461からなる第2伝送路46を通して行われる。ここで、第2伝送路46の抵抗値は配線461の配線抵抗のみからなり、抵抗素子451を含む第1伝送路45に比べて極めて小さい。したがって、第2伝送路46を通して伝送される読出しパルスφROPの立ち上がり特性(波形)tr が、パッド31Bに印加されたときの波形と同様に急峻となる。
On the other hand, charging of the first-phase / third-phase transfer electrodes and the wiring system of the vertical transfer unit 14 by the read pulse φROP applied to the
以上のように、実施例3によれば、チップ外部のドライバ側で変更を行わなくても、読出しパルスφROPの立ち上がり特性tr を急峻にすることと、垂直転送パルスφV1〜φV4の立ち下がり特性tf を緩やかにすることとを両立させることができる。これにより、読出しゲート部13の信号電荷の読出し性能を維持しつつ垂直転送部14の信号電荷の転送性能を改善できる。 As described above, according to the third embodiment, the rise characteristic tr of the read pulse φROP is made steep and the fall characteristics tf of the vertical transfer pulses φV1 to φV4 without changing on the driver side outside the chip. It is possible to achieve both of the above. As a result, the signal charge transfer performance of the vertical transfer unit 14 can be improved while maintaining the signal charge read performance of the read gate unit 13.
特に、読出しパルスφROPを1相目,3相目の垂直転送パルスφV1,φV3と独立してチップ内に入力し、それぞれ独立した第1,第2伝送路45,46によって伝送するようにしたことで、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、チップ外部のドライバ側で設定された読出しパルスφROPの立ち上がり特性tr /立ち下がり特性tf をそのままに垂直転送パルスφV1〜φV4の立ち下がり特性tf のみを緩やかにすることができる。 In particular, the read pulse φROP is inputted into the chip independently of the first-phase and third-phase vertical transfer pulses φV1 and φV3, and transmitted through the first and second transmission lines 45 and 46, respectively. Thus, the following effects can be obtained. That is, it is possible to moderate only the falling characteristics tf of the vertical transfer pulses φV1 to φV4 while maintaining the rising characteristics tr / falling characteristics tf of the read pulse φROP set on the driver side outside the chip.
[変形例]
本発明は、CCD固体撮像装置への適用に限られるものではなく、特定の相の転送電極が読出しゲート部のゲート電極を兼ねている電荷転送部を有する固体撮像装置全般に適用可能である。なお、固体撮像装置はワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と、信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
[Modification]
The present invention is not limited to application to a CCD solid-state imaging device, and can be applied to all solid-state imaging devices having a charge transfer portion in which a transfer electrode of a specific phase also serves as a gate electrode of a readout gate portion. Note that the solid-state imaging device may be formed as a single chip, or may be in a modular form having an imaging function in which an imaging unit and a signal processing unit or an optical system are packaged together. Good.
また、本発明は、固体撮像装置への適用に限られるものではなく、当該固体撮像装置を撮像デバイスとして用いる撮像装置にも適用可能である。ここで、撮像装置とは、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、携帯電話機などの撮像機能を有する電子機器のことを言う。なお、電子機器に搭載される上記モジュール状の形態、即ちカメラモジュールを撮像装置とする場合もある。 Further, the present invention is not limited to application to a solid-state imaging device, and can also be applied to an imaging device that uses the solid-state imaging device as an imaging device. Here, the imaging apparatus refers to a camera system such as a digital still camera or a video camera, or an electronic device having an imaging function such as a mobile phone. Note that the above-described module form mounted on an electronic device, that is, a camera module may be used as an imaging device.
[撮像装置]
図11は、本発明に係る撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。図11に示すように、本発明に係る撮像装置100は、レンズ群101等を含む光学系、撮像素子102、カメラ信号処理回路であるDSP回路103、フレームメモリ104、表示装置105、記録装置106、操作系107および電源系108等を有している。そして、DSP回路103、フレームメモリ104、表示装置105、記録装置106、操作系107および電源系108がバスライン109を介して相互に接続された構成となっている。
[Imaging device]
FIG. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of the imaging apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 11, an imaging apparatus 100 according to the present invention includes an optical system including a
レンズ群101は、被写体からの入射光(像光)を取り込んで撮像素子102の撮像面上に結像する。撮像素子102は、レンズ群101によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。この撮像素子102として、先述した実施形態に係るCCD固体撮像装置が用いられる。
The
表示装置105は、液晶表示装置や有機EL(electro luminescence)表示装置等のパネル型表示装置からなり、撮像素子102で撮像された動画または静止画を表示する。記録装置106は、撮像素子102で撮像された動画または静止画を、ビデオテープやDVD(Digital Versatile Disk)等の記録媒体に記録する。
The
操作系107は、ユーザによる操作の下に、本撮像装置が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源系108は、DSP回路103、フレームメモリ104、表示装置105、記録装置106および操作系107の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
The
10…CCD固体撮像装置、11…撮像部、12…センサ部、13…読出しゲート部、14…垂直転送部、15…単位セル、16…水平転送部、17…電荷電圧変換部、18…半導体基板、21…タイミング制御回路、22…CCD駆動回路、23…シャッタ駆動回路、31,31A,31B,32…パッド、33,34…配線、41,43,45…第1伝送路、42,44,46…第2伝送路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... CCD solid-state imaging device, 11 ... Imaging part, 12 ... Sensor part, 13 ... Read-out gate part, 14 ... Vertical transfer part, 15 ... Unit cell, 16 ... Horizontal transfer part, 17 ... Charge voltage conversion part, 18 ... Semiconductor Substrate, 21 ... timing control circuit, 22 ... CCD drive circuit, 23 ... shutter drive circuit, 31, 31A, 31B, 32 ... pad, 33, 34 ... wiring, 41, 43, 45 ... first transmission path, 42, 44 46 second transmission line
Claims (8)
前記センサ部に蓄積された信号電荷を読み出す読出しゲート部と、
前記読出しゲート部によって読み出された信号電荷を転送するとともに、特定の相の転送電極が前記読出しゲート部のゲート電極を兼ねている電荷転送部と、
前記センサ部、前記読出しゲート部および前記電荷転送部が形成された基板上で、前記ゲート電極を兼ねる前記転送電極に繋がる配線の途中に設けられ、前記転送電極を駆動する転送パルスと前記読出しゲート部を駆動する読出しパルスとを伝送するパルス伝送部とを備え、
前記パルス伝送部は、
抵抗素子を含み、前記転送パルスを前記転送電極へ伝送する第1伝送路と、
前記第1伝送路よりも抵抗値が低く、前記読出しパルスを前記読出しゲート部へ伝送する第2伝送路とを有する
固体撮像装置。 A sensor unit that performs photoelectric conversion;
A read gate unit for reading out signal charges accumulated in the sensor unit;
A charge transfer unit that transfers the signal charge read by the read gate unit, and a transfer electrode of a specific phase also serves as the gate electrode of the read gate unit;
On the substrate on which the sensor unit, the read gate unit, and the charge transfer unit are formed, a transfer pulse that drives the transfer electrode and the read gate provided in the middle of the wiring connected to the transfer electrode that also serves as the gate electrode A pulse transmission unit for transmitting a readout pulse for driving the unit,
The pulse transmission unit is
A first transmission path including a resistance element and transmitting the transfer pulse to the transfer electrode;
A solid-state imaging device comprising: a second transmission path having a resistance value lower than that of the first transmission path and transmitting the readout pulse to the readout gate unit.
前記第1伝送路は、前記転送パルスが入力される側がカソード電極となるように前記抵抗素子に対して直列に接続されたダイオードを有し、
前記第2伝送路は、前記読出しパルスが入力される側がアノード電極となるように設けられたダイオードを有する
請求項1記載の固体撮像装置。 The read pulse is a positive voltage pulse, the transfer pulse is a negative voltage pulse,
The first transmission line includes a diode connected in series with the resistance element so that a side on which the transfer pulse is input becomes a cathode electrode,
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the second transmission path includes a diode provided so that a side to which the readout pulse is input becomes an anode electrode.
請求項2記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the diodes of the first and second transmission lines are formed in a well formed in the substrate.
請求項2記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the diodes of the first and second transmission lines are formed on a polysilicon electrode provided on the substrate.
前記第2伝送路は、前記読出しパルスが入力される側がソース電極となるように前記抵抗素子に対して並列に接続されたPチャネルMOSトランジスタを有する
請求項1記載の固体撮像装置。 The read pulse is a positive voltage pulse, the transfer pulse is a negative voltage pulse,
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the second transmission path includes a P-channel MOS transistor connected in parallel to the resistance element so that a side on which the readout pulse is input becomes a source electrode.
請求項1記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the transfer pulse and the readout pulse are independently input to the first transmission path and the second transmission path.
前記センサ部に蓄積された信号電荷を読み出す読出しゲート部と、
前記読出しゲート部によって読み出された信号電荷を転送するとともに、特定の相の転送電極が前記読出しゲート部のゲート電極を兼ねている電荷転送部と、
前記センサ部、前記読出しゲート部および前記電荷転送部が形成された基板上で、前記ゲート電極を兼ねる前記転送電極に繋がる配線の途中に設けられ、前記転送電極を駆動する転送パルスと前記読出しゲート部を駆動する読出しパルスとを伝送するパルス伝送部とを備えた固体撮像装置の駆動に当たり、前記パルス伝送部において、
抵抗素子を含む第1伝送路によって前記転送パルスを前記転送電極へ伝送し、
前記第1伝送路よりも抵抗値が低い第2伝送路によって前記読出しパルスを前記読出しゲート部へ伝送する
固体撮像装置の駆動方法。 A sensor unit that performs photoelectric conversion;
A read gate unit for reading out signal charges accumulated in the sensor unit;
A charge transfer unit that transfers the signal charge read by the read gate unit, and a transfer electrode of a specific phase also serves as the gate electrode of the read gate unit;
On the substrate on which the sensor unit, the read gate unit, and the charge transfer unit are formed, a transfer pulse that drives the transfer electrode and the read gate provided in the middle of the wiring connected to the transfer electrode that also serves as the gate electrode In driving the solid-state imaging device including a pulse transmission unit that transmits a readout pulse that drives the unit, in the pulse transmission unit,
Transmitting the transfer pulse to the transfer electrode by a first transmission line including a resistive element;
A method of driving a solid-state imaging device, wherein the readout pulse is transmitted to the readout gate unit through a second transmission path having a resistance value lower than that of the first transmission path.
前記センサ部に蓄積された信号電荷を読み出す読出しゲート部と、
前記読出しゲート部によって読み出された信号電荷を転送するとともに、特定の相の転送電極が前記読出しゲート部のゲート電極を兼ねている電荷転送部と、
前記センサ部、前記読出しゲート部および前記電荷転送部が形成された基板上で、前記ゲート電極を兼ねる前記転送電極に繋がる配線の途中に設けられ、前記転送電極を駆動する転送パルスと前記読出しゲート部を駆動する読出しパルスとを伝送するパルス伝送部とを備え、
前記パルス伝送部は、
抵抗素子を含み、前記転送パルスを前記転送電極へ伝送する第1伝送路と、
前記第1伝送路よりも抵抗値が低く、前記読出しパルスを前記読出しゲート部へ伝送する第2伝送路とを有する
固体撮像装置を用いた撮像装置。 A sensor unit that performs photoelectric conversion;
A read gate unit for reading out signal charges accumulated in the sensor unit;
A charge transfer unit that transfers the signal charge read by the read gate unit, and a transfer electrode of a specific phase also serves as the gate electrode of the read gate unit;
On the substrate on which the sensor unit, the read gate unit, and the charge transfer unit are formed, a transfer pulse that drives the transfer electrode and the read gate provided in the middle of the wiring connected to the transfer electrode that also serves as the gate electrode A pulse transmission unit for transmitting a readout pulse for driving the unit,
The pulse transmission unit is
A first transmission path including a resistance element and transmitting the transfer pulse to the transfer electrode;
An imaging apparatus using a solid-state imaging apparatus, having a second transmission path having a resistance value lower than that of the first transmission path and transmitting the readout pulse to the readout gate unit.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6317414A (en) * | 1986-07-08 | 1988-01-25 | Olympus Optical Co Ltd | Automatic focus adjusting device |
JPS6443898A (en) * | 1987-08-11 | 1989-02-16 | Hitachi Ltd | Ccd drive system |
JPH05136386A (en) * | 1991-11-13 | 1993-06-01 | Seiko Epson Corp | Image sensor |
JPH0723299A (en) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Sony Corp | Driving pulse generation circuit |
JPH09307817A (en) * | 1995-05-23 | 1997-11-28 | Sharp Corp | Driver circuit |
JP2007221403A (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Sony Corp | Drive circuit for charge transfer part, driving method and charge transfer system |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6317414A (en) * | 1986-07-08 | 1988-01-25 | Olympus Optical Co Ltd | Automatic focus adjusting device |
JPS6443898A (en) * | 1987-08-11 | 1989-02-16 | Hitachi Ltd | Ccd drive system |
JPH05136386A (en) * | 1991-11-13 | 1993-06-01 | Seiko Epson Corp | Image sensor |
JPH0723299A (en) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Sony Corp | Driving pulse generation circuit |
JPH09307817A (en) * | 1995-05-23 | 1997-11-28 | Sharp Corp | Driver circuit |
JP2007221403A (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Sony Corp | Drive circuit for charge transfer part, driving method and charge transfer system |
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