JP2532583B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JP2532583B2 JP2532583B2 JP63142175A JP14217588A JP2532583B2 JP 2532583 B2 JP2532583 B2 JP 2532583B2 JP 63142175 A JP63142175 A JP 63142175A JP 14217588 A JP14217588 A JP 14217588A JP 2532583 B2 JP2532583 B2 JP 2532583B2
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一体型ビデオカメラ等に利用できる固体撮像
素子に関するものである。
素子に関するものである。
従来の技術 近年、固体撮像素子は、一体型ビデオカメラの撮像部
などに、広く実用化され、中でもインターライン転送方
式電荷転送装置（以下IT−CCDと記す）は、低雑音特性
を有するため、特に注力されている。さらにスミア特性
の良いフレーム・インターライン・トランスファ（FI
T）型CCDの開発も盛んに進められている（例えば特開昭
60−137174）。
などに、広く実用化され、中でもインターライン転送方
式電荷転送装置（以下IT−CCDと記す）は、低雑音特性
を有するため、特に注力されている。さらにスミア特性
の良いフレーム・インターライン・トランスファ（FI
T）型CCDの開発も盛んに進められている（例えば特開昭
60−137174）。
以下、従来の固体撮像素子について図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
第３図は従来の固体撮像素子の構成を示す概略平面図
である。第３図において、１は光電変換機能を有するフ
ォトダイオード、２はフォトダイオードに蓄積された信
号電荷を読み出す読み出しゲートとして機能するエンハ
ンスメントMOS型トランジスタ、３は信号電荷を垂直方
向に転送する埋め込み型チャンネル構成の垂直転送部、
４は垂直転送を制御する垂直転送ゲート、５は信号電荷
を水平方向に転送する水平転送部、６は出力部、７はイ
メージエリア、そして、８はイメージエリア７内の垂直
転送部と同数の段数を持つ蓄積部である。
である。第３図において、１は光電変換機能を有するフ
ォトダイオード、２はフォトダイオードに蓄積された信
号電荷を読み出す読み出しゲートとして機能するエンハ
ンスメントMOS型トランジスタ、３は信号電荷を垂直方
向に転送する埋め込み型チャンネル構成の垂直転送部、
４は垂直転送を制御する垂直転送ゲート、５は信号電荷
を水平方向に転送する水平転送部、６は出力部、７はイ
メージエリア、そして、８はイメージエリア７内の垂直
転送部と同数の段数を持つ蓄積部である。
なお、垂直転送部３と蓄積部８は、垂直方向に向けて
隣り合う４個の転送ゲートを含んで１ビットが形成され
る４ゲート１ビット構成であり、また垂直転送部３は読
み出しゲートが１ビット当たり２個付設された構成とな
っている。さらに、各ビットを形成する転送ゲートに
は、パルス印加用電極G1〜G8が接続されるとともに、電
極G1とG3は、読み出しゲート２にも接続される。
隣り合う４個の転送ゲートを含んで１ビットが形成され
る４ゲート１ビット構成であり、また垂直転送部３は読
み出しゲートが１ビット当たり２個付設された構成とな
っている。さらに、各ビットを形成する転送ゲートに
は、パルス印加用電極G1〜G8が接続されるとともに、電
極G1とG3は、読み出しゲート２にも接続される。
第４図は、上記の電極G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7およびG8
に印加するパルスφG1,φG2,φG3,φG4,φG5,φG6,φG7
およびφG8の駆動パルス波形図であり、電極G1に印加す
るパルスφG1と電極G3に印加するパルスφG3は読み出し
と転送を制御し、ハイレベルのときには読み出しがなさ
れ、ミドルレベルとローレベルのときには転送がなされ
る。電極G2に印加するパルスφG2と電極G4に印加するパ
ルスφG4、ならびに電極G5に印加するパルスφG5,電極G
6に印加するパルスφG6,電極G7に印加するパルスφG7,
電極G8に印加するパルスφG8は、それぞれ転送を制御
し、ハイレベルとローレベルのときには転送がなされ
る。
に印加するパルスφG1,φG2,φG3,φG4,φG5,φG6,φG7
およびφG8の駆動パルス波形図であり、電極G1に印加す
るパルスφG1と電極G3に印加するパルスφG3は読み出し
と転送を制御し、ハイレベルのときには読み出しがなさ
れ、ミドルレベルとローレベルのときには転送がなされ
る。電極G2に印加するパルスφG2と電極G4に印加するパ
ルスφG4、ならびに電極G5に印加するパルスφG5,電極G
6に印加するパルスφG6,電極G7に印加するパルスφG7,
電極G8に印加するパルスφG8は、それぞれ転送を制御
し、ハイレベルとローレベルのときには転送がなされ
る。
まず、第１フィールドでの時刻ｔ＝t1の時、パルスφ
G1,φG3がハイレベルになり、フォトダイオード１に蓄
積された信号電荷が垂直転送部３に読み出され、その
後、垂直方向にとなり合う２個の信号電荷を混ぜ合わせ
る。つぎに、ｔ＝t2の時に、パルスφG1,φG2,φG3,φG
4,φG5,φG6,φG7,φG8の全てが高速転送期間になり、
信号電荷が蓄積部８に転送される。つぎに、ｔ＝t3〜t4
の期間の時に、１水平のブランキング期間に一段ずつ水
平転送部に転送し出力する。そして、第２フィールドで
の時刻ｔ＝t5〜t7の時にも同様に動作する。
G1,φG3がハイレベルになり、フォトダイオード１に蓄
積された信号電荷が垂直転送部３に読み出され、その
後、垂直方向にとなり合う２個の信号電荷を混ぜ合わせ
る。つぎに、ｔ＝t2の時に、パルスφG1,φG2,φG3,φG
4,φG5,φG6,φG7,φG8の全てが高速転送期間になり、
信号電荷が蓄積部８に転送される。つぎに、ｔ＝t3〜t4
の期間の時に、１水平のブランキング期間に一段ずつ水
平転送部に転送し出力する。そして、第２フィールドで
の時刻ｔ＝t5〜t7の時にも同様に動作する。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような従来の固体撮像素子で
は、フォトダイオード２個に対して垂直転送部が一段に
なっているため、転送する際には、垂直方向にとなり合
う２個の信号電荷を混ぜ合わせて転送せざる得ず、垂直
方向の解像度が低下して画質を著しく低下するという問
題点を有していた。
は、フォトダイオード２個に対して垂直転送部が一段に
なっているため、転送する際には、垂直方向にとなり合
う２個の信号電荷を混ぜ合わせて転送せざる得ず、垂直
方向の解像度が低下して画質を著しく低下するという問
題点を有していた。
課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明は、光電変換機
能を有する要素をｎ行ｍ列に配列してなる光電変換部
と、同光電変換部で発生した信号電荷を列方向に転送す
る転送部と、前記光電変換部と転送部とを結合させて同
光電変換部の奇数行もしくは偶数行に蓄積された信号電
荷の読み出しを制御する第１の読み出しスイッチ部と、
偶数行もしくは奇数行に蓄積された信号電荷の読み出し
を制御する第２の読み出しスイッチ部と、一列おきに配
置されて少なくとも１フィールド分の電荷を蓄積するこ
とができる第１の蓄積部と、もう一方の一列おきに配置
されて少なくとも１フィールド分の電荷を蓄積すること
ができる第２の蓄積部と、水平転送部と、出力部とを備
え、第１および第２の蓄積部の転送を制御する電極は４
ゲートで１セル構成の電荷転送デバイスで、第１および
第２の蓄積部の転送を制御する電極は、１ゲートおきの
２ゲートの電極で共通で、もう一つの１ゲートおきの２
ゲートの電極は第１および第２の蓄積部で独立に接続す
る構成となっている。
能を有する要素をｎ行ｍ列に配列してなる光電変換部
と、同光電変換部で発生した信号電荷を列方向に転送す
る転送部と、前記光電変換部と転送部とを結合させて同
光電変換部の奇数行もしくは偶数行に蓄積された信号電
荷の読み出しを制御する第１の読み出しスイッチ部と、
偶数行もしくは奇数行に蓄積された信号電荷の読み出し
を制御する第２の読み出しスイッチ部と、一列おきに配
置されて少なくとも１フィールド分の電荷を蓄積するこ
とができる第１の蓄積部と、もう一方の一列おきに配置
されて少なくとも１フィールド分の電荷を蓄積すること
ができる第２の蓄積部と、水平転送部と、出力部とを備
え、第１および第２の蓄積部の転送を制御する電極は４
ゲートで１セル構成の電荷転送デバイスで、第１および
第２の蓄積部の転送を制御する電極は、１ゲートおきの
２ゲートの電極で共通で、もう一つの１ゲートおきの２
ゲートの電極は第１および第２の蓄積部で独立に接続す
る構成となっている。
作用 上記構成により、第１の読み出しスイッチ部により読
み出された信号電荷を第１の蓄積部に転送し、第２の読
み出しスイッチ部により読み出された信号電荷を第２の
蓄積部に転送することになり、垂直方向にとなり合う２
個の信号電荷を混ぜ合わせることなく転送することがで
き、垂直方向の解像度を大幅に改善することができる。
み出された信号電荷を第１の蓄積部に転送し、第２の読
み出しスイッチ部により読み出された信号電荷を第２の
蓄積部に転送することになり、垂直方向にとなり合う２
個の信号電荷を混ぜ合わせることなく転送することがで
き、垂直方向の解像度を大幅に改善することができる。
実施例 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第１図は本発明の実施例固体撮像装置の構成を示す概
略平面図である。
略平面図である。
第１図において、１は光電変換機能を有するフォトダ
イオード、２はフォトダイオードに蓄積された信号電荷
を読み出す読み出しゲートとして機能するエンハンスメ
ントMOS型トランジスタ、３は信号電荷を垂直方向に転
送する埋め込み型チャンネル構成の垂直転送部、４は垂
直転送を制御する垂直転送ゲート、５は信号電荷を水平
方向に転送する行方向にフォトダイオード１の２倍のビ
ット数を持つ水平転送部、６は出力部、７はイメージエ
リア、８はイメージエリア７内の垂直転送部と同数の段
数を持つメモリーエリア、９はフォトダイオード１に蓄
積された偶数行の信号電荷を蓄積する第１の蓄積部、10
はフォトダイオード１に蓄積された奇数行の信号電荷を
蓄積する第２の蓄積部である。
イオード、２はフォトダイオードに蓄積された信号電荷
を読み出す読み出しゲートとして機能するエンハンスメ
ントMOS型トランジスタ、３は信号電荷を垂直方向に転
送する埋め込み型チャンネル構成の垂直転送部、４は垂
直転送を制御する垂直転送ゲート、５は信号電荷を水平
方向に転送する行方向にフォトダイオード１の２倍のビ
ット数を持つ水平転送部、６は出力部、７はイメージエ
リア、８はイメージエリア７内の垂直転送部と同数の段
数を持つメモリーエリア、９はフォトダイオード１に蓄
積された偶数行の信号電荷を蓄積する第１の蓄積部、10
はフォトダイオード１に蓄積された奇数行の信号電荷を
蓄積する第２の蓄積部である。
なお、垂直転送部３と第１および第２の各蓄積部9,10
は、垂直方向に向けて隣合う４個の転送ゲートを含んで
１ビットが形成される４ゲート１ビット構成であり、ま
た、垂直転送部３は読み出しゲート２が１ビット当たり
２個付設された構成となっている。さらに、各ビットを
形成する転送ゲートには、パルス印加用電極GI1〜GI4が
接続されるとともに、電極GI1とGI3は、読み出しゲート
２にも接続される。さらに、パルス印加用電極GM1a,G
M2,GM3a,GM4により第１の蓄積部９の転送を制御し、電
極GM1b,GM2,GM3b,GM4により第２の蓄積部10の転送を制
御する。
は、垂直方向に向けて隣合う４個の転送ゲートを含んで
１ビットが形成される４ゲート１ビット構成であり、ま
た、垂直転送部３は読み出しゲート２が１ビット当たり
２個付設された構成となっている。さらに、各ビットを
形成する転送ゲートには、パルス印加用電極GI1〜GI4が
接続されるとともに、電極GI1とGI3は、読み出しゲート
２にも接続される。さらに、パルス印加用電極GM1a,G
M2,GM3a,GM4により第１の蓄積部９の転送を制御し、電
極GM1b,GM2,GM3b,GM4により第２の蓄積部10の転送を制
御する。
第２図は、上記の電極GI1,GI2,GI3,GI4,GM1a,GM1b,GM
2,GM3a,GM3b,およびGM4に印加するパルスφI1,φI2,φI
3,φI4,φM1a,φM1b,φM2,φM3a,φM3bφM4のタイミン
グを示す駆動パルス波形図である。
2,GM3a,GM3b,およびGM4に印加するパルスφI1,φI2,φI
3,φI4,φM1a,φM1b,φM2,φM3a,φM3bφM4のタイミン
グを示す駆動パルス波形図である。
まず、時刻ｔ＝t1の時、パルスφI1がハイレベルにな
り、フォトダイオード１の偶数行に蓄積された信号電荷
が垂直転送部に読み出される。つぎに、時刻ｔ＝t2の時
にパルスφI1,φI2,φI3,φI4,φM1a,φM2,φM3a,φM4
が高速転送期間になり、垂直転送部の信号電荷が第１の
蓄積部９に転送される。つぎに、時刻ｔ＝t3の時パルス
φI3がハイレベルになり、フォトダイオード１の奇数行
に蓄積された信号電荷が垂直転送部に読み出される。つ
ぎに、時刻ｔ＝t4の時に、パルスφI1,φI2,φI3,φI4,
φM1b,φM2,φM3b,φM4が高速転送期間になり、垂直転
送部の信号電荷が第２の蓄積部10に転送される。この
後、第１の蓄積部９と第２の蓄積部10から同時に１行ず
つ順次水平転送部５に転送し、出力部６より出力する。
り、フォトダイオード１の偶数行に蓄積された信号電荷
が垂直転送部に読み出される。つぎに、時刻ｔ＝t2の時
にパルスφI1,φI2,φI3,φI4,φM1a,φM2,φM3a,φM4
が高速転送期間になり、垂直転送部の信号電荷が第１の
蓄積部９に転送される。つぎに、時刻ｔ＝t3の時パルス
φI3がハイレベルになり、フォトダイオード１の奇数行
に蓄積された信号電荷が垂直転送部に読み出される。つ
ぎに、時刻ｔ＝t4の時に、パルスφI1,φI2,φI3,φI4,
φM1b,φM2,φM3b,φM4が高速転送期間になり、垂直転
送部の信号電荷が第２の蓄積部10に転送される。この
後、第１の蓄積部９と第２の蓄積部10から同時に１行ず
つ順次水平転送部５に転送し、出力部６より出力する。
以上のように本実施例では、第１および第２の蓄積部
を設けることにより、信号電荷を混ぜ合わせることなく
転送することができる。
を設けることにより、信号電荷を混ぜ合わせることなく
転送することができる。
なお、実施例では、水平転送部をフォトダイオード１
の２倍のビット数に構成しているが、フォトダイオード
１と同数のビット数を２本並べた構成でもよい。
の２倍のビット数に構成しているが、フォトダイオード
１と同数のビット数を２本並べた構成でもよい。
発明の効果 本発明によれば、第１および第２の蓄積部を設け、そ
れら第１及び第２の蓄積部に蓄積された蓄積電荷の転送
を制御する電極は、１ゲートおきの２ゲートの電極で共
通で、もう一つの１ゲートおきの２ゲートの電極は前記
第１および第２の蓄積部で独立に接続する構成をとるこ
とにより、垂直解像度を大幅に向上することができ、そ
の実用的効果は大なるものがある。
れら第１及び第２の蓄積部に蓄積された蓄積電荷の転送
を制御する電極は、１ゲートおきの２ゲートの電極で共
通で、もう一つの１ゲートおきの２ゲートの電極は前記
第１および第２の蓄積部で独立に接続する構成をとるこ
とにより、垂直解像度を大幅に向上することができ、そ
の実用的効果は大なるものがある。
第１図は本発明の実施例における固体撮像素子の概略平
面図、第２図は本発明の実施例における固体撮像素子の
駆動パルス波形図、第３図は従来の固体撮像素子の概略
平面図、第４図は従来の固体撮像素子の駆動パルス波形
図である。 １……フォトダイオード、２……読み出しゲート、３…
…垂直転送部、４……垂直転送部ゲート、５……水平転
送部、６……出力部、７……イメージエリア、８……メ
モリーエリア、G1,G2,G3,G4,GI1,GI2,GI3,GI4,GM1a,GM
1b,GM2,GM3a,GM3b,GM4,……電極、φG1,φG2,φG3,φ
G4,φI1,φI2,φI3,φI4,φGM1a,φGM1b,φM2,φM3a,φ
M3b,φM4……パルス波形。
面図、第２図は本発明の実施例における固体撮像素子の
駆動パルス波形図、第３図は従来の固体撮像素子の概略
平面図、第４図は従来の固体撮像素子の駆動パルス波形
図である。 １……フォトダイオード、２……読み出しゲート、３…
…垂直転送部、４……垂直転送部ゲート、５……水平転
送部、６……出力部、７……イメージエリア、８……メ
モリーエリア、G1,G2,G3,G4,GI1,GI2,GI3,GI4,GM1a,GM
1b,GM2,GM3a,GM3b,GM4,……電極、φG1,φG2,φG3,φ
G4,φI1,φI2,φI3,φI4,φGM1a,φGM1b,φM2,φM3a,φ
M3b,φM4……パルス波形。
Claims (1)
- 【請求項１】光電変換機能を有する要素を二次元行列状
に配列した光電変換部と、前記光電変換部で発生した信
号電荷を列方向に転送する転送部と、前記光電変換部お
よび前記転送部を互いに結合させて前記光電変換部の奇
数行および偶数行の各行に蓄積された信号電荷の読み出
しを各行ごとに制御する第１スイッチ部及び第２スイッ
チ部と、前記光電変換部の奇数行および偶数行に対応し
て交互に列状に配置されて少なくとも１フィールド分の
前記信号電荷を蓄積することができる第１および第２の
蓄積部と、水平転送部と出力部とをそなえ、前記第１お
よび前記第２の蓄積部に蓄積された信号電荷の転送を制
御する電極は、前記第１および前記第２の蓄積部におい
て、１ゲートおきの２ゲートは共通に、もう一つの１ゲ
ートおきの２ゲートの電極は独立に接続していることを
特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63142175A JP2532583B2 (ja) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63142175A JP2532583B2 (ja) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH021167A JPH021167A (ja) | 1990-01-05 |
| JP2532583B2 true JP2532583B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=15309106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63142175A Expired - Fee Related JP2532583B2 (ja) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2532583B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102575750A (zh) | 2010-08-31 | 2012-07-11 | 三菱重工业株式会社 | 行星齿轮机构、轴承结构、风力发电装置及行星齿轮的制造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0771232B2 (ja) * | 1984-05-28 | 1995-07-31 | 株式会社日立製作所 | 固体撮像装置 |
| JPH0685582B2 (ja) * | 1986-04-07 | 1994-10-26 | 富士写真フイルム株式会社 | 固体撮像装置 |
| JPH0644823B2 (ja) * | 1986-08-22 | 1994-06-08 | 日本ビクター株式会社 | 固体撮像装置 |
-
1988
- 1988-06-09 JP JP63142175A patent/JP2532583B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH021167A (ja) | 1990-01-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |