JP2785782B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
- H04N25/41—Extracting pixel data from a plurality of image sensors simultaneously picking up an image, e.g. for increasing the field of view by combining the outputs of a plurality of sensors
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固体撮像装置に関
し、特に多出力型ＣＣＤ固体撮像装置に関する。
し、特に多出力型ＣＣＤ固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、ＣＣＤ型固体撮像装置の高精細化
に伴い水平ＣＣＤレジスタの駆動周波数が上昇し、消費
電力の増大が問題となっている。これを回避する１つの
方法として、特開平３−１２４１７６号公報に開示され
ている多出力型固体撮像装置がある。この方法では、撮
像領域を水平方向に複数の部分撮像領域に分割して、各
部分撮像領域に対応してそれぞれ水平ＣＣＤレジスタお
よび出力部を設け、並列出力することで駆動周波数を低
減している。以下に、この種の固体撮像装置について説
明する。
に伴い水平ＣＣＤレジスタの駆動周波数が上昇し、消費
電力の増大が問題となっている。これを回避する１つの
方法として、特開平３−１２４１７６号公報に開示され
ている多出力型固体撮像装置がある。この方法では、撮
像領域を水平方向に複数の部分撮像領域に分割して、各
部分撮像領域に対応してそれぞれ水平ＣＣＤレジスタお
よび出力部を設け、並列出力することで駆動周波数を低
減している。以下に、この種の固体撮像装置について説
明する。
【０００３】図７は、従来の多出力型固体撮像装置のブ
ロック図である。この多出力型固体撮像装置は、複数の
フォトダイオード１−１でなる光電変換素子列及び各フ
ォトダイオード１−１とそれぞれトランスファゲート１
−２を介して結合された垂直ＣＣＤレジスタ１−３でな
る画素列が複数並列配置された撮像領域を水平方向に複
数の部分撮像領域１ａ〜１ｄに分割し、各部分撮像領域
に対応してそれぞれ水平ＣＣＤレジスタ２ａ〜２ｄを設
けたものであり、各水平ＣＣＤレジスタにはそれぞれ出
力部３ａ〜３ｄが設けられている。
ロック図である。この多出力型固体撮像装置は、複数の
フォトダイオード１−１でなる光電変換素子列及び各フ
ォトダイオード１−１とそれぞれトランスファゲート１
−２を介して結合された垂直ＣＣＤレジスタ１−３でな
る画素列が複数並列配置された撮像領域を水平方向に複
数の部分撮像領域１ａ〜１ｄに分割し、各部分撮像領域
に対応してそれぞれ水平ＣＣＤレジスタ２ａ〜２ｄを設
けたものであり、各水平ＣＣＤレジスタにはそれぞれ出
力部３ａ〜３ｄが設けられている。
【０００４】ここでは、撮像領域が４つの部分撮像領域
に分割されている場合について示しているが、特にこの
値に制限されるものではない。なお、厳密には、撮像領
域のうち、水平ＣＣＤレジスタ側の数転送段分は遮光膜
で覆われており、オプティカルブラック領域となってい
る。また、ここでは、光電変換領域となるフォトダイオ
ードが設けられている場合について説明したが、垂直Ｃ
ＣＤレジスタが光電変換領域を兼ねる場合もある。
に分割されている場合について示しているが、特にこの
値に制限されるものではない。なお、厳密には、撮像領
域のうち、水平ＣＣＤレジスタ側の数転送段分は遮光膜
で覆われており、オプティカルブラック領域となってい
る。また、ここでは、光電変換領域となるフォトダイオ
ードが設けられている場合について説明したが、垂直Ｃ
ＣＤレジスタが光電変換領域を兼ねる場合もある。
【０００５】上述の多出力型固体撮像装置では、撮像領
域を水平方向に４分割し、４個の出力部に対応させるこ
とで、並列に４個の出力信号が得られる。すなわち、撮
像領域のすべての信号を１個の出力部から出力する場合
に比べて、１／４の時間ですべての信号を出力すること
ができる。換言すれば、同一の時間をかけて出力するの
であれば、４個の出力部があれば４倍の時間をかけて出
力することができる。すなわち、水平ＣＣＤレジスタ２
ａ〜２ｄの駆動周波数をそれぞれ１／４に低減すること
ができるので、水平ＣＣＤレジスタの消費電力（容量値
及び駆動周波数に比例）を約１／４に低減できる。
域を水平方向に４分割し、４個の出力部に対応させるこ
とで、並列に４個の出力信号が得られる。すなわち、撮
像領域のすべての信号を１個の出力部から出力する場合
に比べて、１／４の時間ですべての信号を出力すること
ができる。換言すれば、同一の時間をかけて出力するの
であれば、４個の出力部があれば４倍の時間をかけて出
力することができる。すなわち、水平ＣＣＤレジスタ２
ａ〜２ｄの駆動周波数をそれぞれ１／４に低減すること
ができるので、水平ＣＣＤレジスタの消費電力（容量値
及び駆動周波数に比例）を約１／４に低減できる。
【０００６】ところで、特開平３−１２４１７６号公報
には、水平ＣＣＤレジスタ２ａ〜２ｄと出力部３ａ〜３
ｄとの具体的な接続構成が明記されていない。ここで、
従来の一般的な技術である浮遊拡散型電荷検出器にもと
づく出力部（浮遊拡散層型増幅器と呼ぶ）を多出力型固
体撮像装置に適用した場合について考えてみる。
には、水平ＣＣＤレジスタ２ａ〜２ｄと出力部３ａ〜３
ｄとの具体的な接続構成が明記されていない。ここで、
従来の一般的な技術である浮遊拡散型電荷検出器にもと
づく出力部（浮遊拡散層型増幅器と呼ぶ）を多出力型固
体撮像装置に適用した場合について考えてみる。
【０００７】図８（ａ）は、従来の多出力型固体撮像装
置における出力部近傍の普通に考えられる構成を示す平
面図である。ここでは、出力部３ｂの近傍を抜き出して
示している。垂直ＣＣＤレジスタのチャネル１１ａ，１
１ｂの上部には、複数の垂直転送電極（ここでは、１段
当り４つの垂直転送電極のうち最終段の２つの垂直転送
電極１２−３，１２−４を図示）が形成されており、各
チャネル間には素子分離層１３（チャネルストッパ）が
形成されている。垂直転送電極１２−４の下側には、水
平ＣＣＤレジスタのチャネル１４ａ，１４ｂが形成され
ており、その上部には複数の水平転送電極が形成されて
いる。ここで、水平転送電極は２相パルスで駆動される
場合を示しており、ストレージ電極１５−２とバリア電
極１５−１の組には同一パルスφＨ1 又はφＨ2 が印加
される。水平ＣＣＤレジスタ２ｂの一端では、水平ＣＣ
Ｄレジスタのチャネルが垂直ＣＣＤレジスタとは反対側
に曲がっており、そのチャネル上にはダミー水平転送電
極が形成されている。ここで、ダミー水平転送電極も、
水平転送電極と同様に２相パルスで駆動される場合を示
しており、ストレージ電極１７−２とバリア電極１７−
１の組には同一パルスφＨ1 又はφＨ2 が印加される。
ダミー水平転送電極の段数は、数段程度である。最終ダ
ミー水平転送電極に隣接して、出力ゲート電極１８，浮
遊拡散層１９，リセットゲート電極２０，リセットドレ
イン２１，およびソースフォロワ型増幅器２３が設けら
れている。浮遊拡散層１９は、アルミニウム、タングス
テン、ポリシリコンなどの導電性材料よりなる配線２２
によりソースフォロワ型増幅器２２の初段ドライバトラ
ンジスタのゲート電極に接続されている。水平ＣＣＤレ
ジスタのチャネル１４ａと水平ＣＣＤレジスタのチャネ
ル１４ｂとの間には、素子分離層が形成されている。
置における出力部近傍の普通に考えられる構成を示す平
面図である。ここでは、出力部３ｂの近傍を抜き出して
示している。垂直ＣＣＤレジスタのチャネル１１ａ，１
１ｂの上部には、複数の垂直転送電極（ここでは、１段
当り４つの垂直転送電極のうち最終段の２つの垂直転送
電極１２−３，１２−４を図示）が形成されており、各
チャネル間には素子分離層１３（チャネルストッパ）が
形成されている。垂直転送電極１２−４の下側には、水
平ＣＣＤレジスタのチャネル１４ａ，１４ｂが形成され
ており、その上部には複数の水平転送電極が形成されて
いる。ここで、水平転送電極は２相パルスで駆動される
場合を示しており、ストレージ電極１５−２とバリア電
極１５−１の組には同一パルスφＨ1 又はφＨ2 が印加
される。水平ＣＣＤレジスタ２ｂの一端では、水平ＣＣ
Ｄレジスタのチャネルが垂直ＣＣＤレジスタとは反対側
に曲がっており、そのチャネル上にはダミー水平転送電
極が形成されている。ここで、ダミー水平転送電極も、
水平転送電極と同様に２相パルスで駆動される場合を示
しており、ストレージ電極１７−２とバリア電極１７−
１の組には同一パルスφＨ1 又はφＨ2 が印加される。
ダミー水平転送電極の段数は、数段程度である。最終ダ
ミー水平転送電極に隣接して、出力ゲート電極１８，浮
遊拡散層１９，リセットゲート電極２０，リセットドレ
イン２１，およびソースフォロワ型増幅器２３が設けら
れている。浮遊拡散層１９は、アルミニウム、タングス
テン、ポリシリコンなどの導電性材料よりなる配線２２
によりソースフォロワ型増幅器２２の初段ドライバトラ
ンジスタのゲート電極に接続されている。水平ＣＣＤレ
ジスタのチャネル１４ａと水平ＣＣＤレジスタのチャネ
ル１４ｂとの間には、素子分離層が形成されている。
【０００８】次に出力動作について説明する。図８
（ｂ）に示す水平ブランキング期間の期間Ｐに、垂直転
送電極１２−３下部のチャネルに蓄積されていた信号電
荷は垂直転送電極１２−４下部のチャネルを介して水平
ＣＣＤレジスタのチャネル（すなわち水平転送パルスφ
Ｈ1 が印加されている水平転送電極下部のチャネル）に
転送される。水平有効期間になると、出力部に向かって
順次水平方向に信号電荷が転送される。部分撮像領域１
ｂ左端に対応する水平転送電極１５ｂ−１，１５ｂ−２
下部のチャネル内の信号電荷は、同時にダミー水平転送
電極１７−１，１７−２下部に転送される（この転送箇
所を記号Ｔで示す）。最終ダミー水平転送電極下部のチ
ャネルまで転送された信号電荷は、出力ゲート電極１８
下を通って浮遊拡散層１９に転送される。これにより、
浮遊拡散層１９の電位が変化し、その電位がソースフォ
ロワ型増幅器２３を介して検出される。信号電荷が検出
されたのち、リセットゲート電極２０をオンすることに
より、浮遊拡散層１９の電位はリセットドレイン２１の
電位にリセットされる。
（ｂ）に示す水平ブランキング期間の期間Ｐに、垂直転
送電極１２−３下部のチャネルに蓄積されていた信号電
荷は垂直転送電極１２−４下部のチャネルを介して水平
ＣＣＤレジスタのチャネル（すなわち水平転送パルスφ
Ｈ1 が印加されている水平転送電極下部のチャネル）に
転送される。水平有効期間になると、出力部に向かって
順次水平方向に信号電荷が転送される。部分撮像領域１
ｂ左端に対応する水平転送電極１５ｂ−１，１５ｂ−２
下部のチャネル内の信号電荷は、同時にダミー水平転送
電極１７−１，１７−２下部に転送される（この転送箇
所を記号Ｔで示す）。最終ダミー水平転送電極下部のチ
ャネルまで転送された信号電荷は、出力ゲート電極１８
下を通って浮遊拡散層１９に転送される。これにより、
浮遊拡散層１９の電位が変化し、その電位がソースフォ
ロワ型増幅器２３を介して検出される。信号電荷が検出
されたのち、リセットゲート電極２０をオンすることに
より、浮遊拡散層１９の電位はリセットドレイン２１の
電位にリセットされる。
【０００９】なお、浮遊ゲート型電荷検出器にもとづく
出力部（浮遊ゲート型増幅器と呼ぶ）を多出力型固体撮
像装置に適用することも可能であるが、この方法は周知
のように浮遊拡散層型増幅器に比べて検出容量が大きい
ため電荷検出感度が低下するという問題があり好ましく
ない。
出力部（浮遊ゲート型増幅器と呼ぶ）を多出力型固体撮
像装置に適用することも可能であるが、この方法は周知
のように浮遊拡散層型増幅器に比べて検出容量が大きい
ため電荷検出感度が低下するという問題があり好ましく
ない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記の構成によれば、
図８（ａ）の記号Ｔで示された転送、すなわち、部分撮
像領域の左端に対応する水平転送電極下部のチャネルに
達した電荷をダミー水平転送電極に転送する際の転送チ
ャネル長は、水平転送電極下部の長手方向のチャネル
長、すなわち水平ＣＣＤレジスタのチャネル幅と等価と
なる。通常、水平転送電極長は１〜３μｍ程度であるの
に対し、水平ＣＣＤレジスタのチャネル幅は電荷量確保
のために１０〜３０μｍ程度と大きい。したがって、水
平転送と同一の時間内で部分撮像領域の左端に対応する
水平転送電極下部のチャネルに達した電荷をダミー水平
転送電極に転送することは極めて困難であり、転送効率
が悪くなるという問題がある。なお、通常の水平転送部
分と同様な転送チャネル長とするには、各水平ＣＣＤレ
ジスタを一直線上に並んで設ければよいが、そうすると
各水平ＣＣＤレジスタ間に、少なくとも出力ゲート電極
および浮遊拡散層を設ける必要があるが、そのスペース
を確保することができないことは明らかである。
図８（ａ）の記号Ｔで示された転送、すなわち、部分撮
像領域の左端に対応する水平転送電極下部のチャネルに
達した電荷をダミー水平転送電極に転送する際の転送チ
ャネル長は、水平転送電極下部の長手方向のチャネル
長、すなわち水平ＣＣＤレジスタのチャネル幅と等価と
なる。通常、水平転送電極長は１〜３μｍ程度であるの
に対し、水平ＣＣＤレジスタのチャネル幅は電荷量確保
のために１０〜３０μｍ程度と大きい。したがって、水
平転送と同一の時間内で部分撮像領域の左端に対応する
水平転送電極下部のチャネルに達した電荷をダミー水平
転送電極に転送することは極めて困難であり、転送効率
が悪くなるという問題がある。なお、通常の水平転送部
分と同様な転送チャネル長とするには、各水平ＣＣＤレ
ジスタを一直線上に並んで設ければよいが、そうすると
各水平ＣＣＤレジスタ間に、少なくとも出力ゲート電極
および浮遊拡散層を設ける必要があるが、そのスペース
を確保することができないことは明らかである。
【００１１】従って、本発明の目的は、転送効率の悪化
を伴なうことなく水平ＣＣＤレジスタの低消費電力化を
達成できる固体撮像装置を提供することにある。
を伴なうことなく水平ＣＣＤレジスタの低消費電力化を
達成できる固体撮像装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、垂直ＣＣＤレジスタを含む画素列が複数並列配置さ
れた撮像領域と、前記撮像領域を水平方向に複数に分割
した各部分撮像領域毎に所定段数のダミー垂直ＣＣＤレ
ジスタを介してそれぞれ設けられ、出力部を備えた水平
ＣＣＤレジスタとを有し、前記各水平ＣＣＤレジスタ毎
に前記段数を調整することによって全ての前記水平ＣＣ
Ｄレジスタを前記撮像領域と平行に配置することを可能
にしたというものである。
は、垂直ＣＣＤレジスタを含む画素列が複数並列配置さ
れた撮像領域と、前記撮像領域を水平方向に複数に分割
した各部分撮像領域毎に所定段数のダミー垂直ＣＣＤレ
ジスタを介してそれぞれ設けられ、出力部を備えた水平
ＣＣＤレジスタとを有し、前記各水平ＣＣＤレジスタ毎
に前記段数を調整することによって全ての前記水平ＣＣ
Ｄレジスタを前記撮像領域と平行に配置することを可能
にしたというものである。
【００１３】この場合、全ての水平ＣＣＤレジスタの電
荷転送方向を揃えて撮像領域の一辺に沿って配置し、撮
像領域の、電荷転送方向の末流側の縁端からの距離に応
じて段数を順次に増加させることができる。
荷転送方向を揃えて撮像領域の一辺に沿って配置し、撮
像領域の、電荷転送方向の末流側の縁端からの距離に応
じて段数を順次に増加させることができる。
【００１４】又、撮像領域を水平方向に２分割する中心
線から遠ざかるように水平ＣＣＤレジスタの電荷転送方
向を揃えて撮像領域の一辺に沿って配置し、前記中心線
からの距離に応じて段数を順次に減少させることができ
る。
線から遠ざかるように水平ＣＣＤレジスタの電荷転送方
向を揃えて撮像領域の一辺に沿って配置し、前記中心線
からの距離に応じて段数を順次に減少させることができ
る。
【００１５】又、撮像領域を垂直方向に２分割する中心
線を境にして垂直ＣＣＤレジスタの電荷転送方向が逆に
なされ、前記中心線を挟む前記撮像領域の二辺に沿って
それぞれ水平ＣＣＤレジスタの電荷転送方向を揃えて配
置し、前記撮像領域の前記水平ＣＣＤレジスタの電荷転
送方向の末流側の縁端からの距離に応じて段数を順次に
増加させることができる。
線を境にして垂直ＣＣＤレジスタの電荷転送方向が逆に
なされ、前記中心線を挟む前記撮像領域の二辺に沿って
それぞれ水平ＣＣＤレジスタの電荷転送方向を揃えて配
置し、前記撮像領域の前記水平ＣＣＤレジスタの電荷転
送方向の末流側の縁端からの距離に応じて段数を順次に
増加させることができる。
【００１６】更に又、撮像領域を垂直方向に２分割する
第１の中心線を境にして垂直ＣＣＤレジスタの電荷転送
方向が逆になされ、前記撮像領域を水平方向に２分割す
る第２の中心線から遠ざかるように水平ＣＣＤレジスタ
の電荷転送方向を揃えて前記撮像領域の二辺に沿って配
置し、前記第２の中心線からの距離に応じて段数を順次
に減少させることができる。
第１の中心線を境にして垂直ＣＣＤレジスタの電荷転送
方向が逆になされ、前記撮像領域を水平方向に２分割す
る第２の中心線から遠ざかるように水平ＣＣＤレジスタ
の電荷転送方向を揃えて前記撮像領域の二辺に沿って配
置し、前記第２の中心線からの距離に応じて段数を順次
に減少させることができる。
【００１７】これらの場合、複数のフォトダイオードで
なる光電変換素子列及び前記各フォトダイオードとそれ
ぞれ結合された垂直ＣＣＤレジスタで画素列が構成され
ていてもよいし、垂直ＣＣＤレジスタが光電変換素子を
兼ねていてもよい。
なる光電変換素子列及び前記各フォトダイオードとそれ
ぞれ結合された垂直ＣＣＤレジスタで画素列が構成され
ていてもよいし、垂直ＣＣＤレジスタが光電変換素子を
兼ねていてもよい。
【００１８】各部分撮像領域毎にダミー垂直ＣＣＤレジ
スタの電極段数を変えることにより、各水平ＣＣＤレジ
スタの一端にスペースを設けることができるため、ダミ
ー水平転送電極、出力ゲート電極、浮遊拡散層、リセッ
トゲート電極、およびリセットドレインを水平ＣＣＤレ
ジスタと一直線上に形成することが可能となる。したが
って、最終段水平転送電極下部のチャネルに達した電荷
をダミー水平転送電極に転送する際の転送チャネル長
は、通常の水平転送電極部のチャネル長と同等の長さと
することができる。
スタの電極段数を変えることにより、各水平ＣＣＤレジ
スタの一端にスペースを設けることができるため、ダミ
ー水平転送電極、出力ゲート電極、浮遊拡散層、リセッ
トゲート電極、およびリセットドレインを水平ＣＣＤレ
ジスタと一直線上に形成することが可能となる。したが
って、最終段水平転送電極下部のチャネルに達した電荷
をダミー水平転送電極に転送する際の転送チャネル長
は、通常の水平転送電極部のチャネル長と同等の長さと
することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
のブロック図である。
のブロック図である。
【００２０】この実施の形態は、複数のフォトダイオー
ド１０１−１でなる光電変換素子列及び各フォトダイオ
ード１０１−１とそれぞれトランスファゲート１０１−
２を介して結合された垂直ＣＣＤレジスタ１０１−３で
なる画素列が複数並列配置された撮像領域を水平方向に
複数の部分撮像領域１０１ａ〜１０１ｄに分割し、部分
撮像領域１０１ａ〜１０１ｂに対応してそれぞれ水平Ｃ
ＣＤレジスタ２ａ〜２ｄを設けたものであり、各水平Ｃ
ＣＤレジスタにはそれぞれ出力部１０３ａ〜１０３ｄが
設けられている。
ド１０１−１でなる光電変換素子列及び各フォトダイオ
ード１０１−１とそれぞれトランスファゲート１０１−
２を介して結合された垂直ＣＣＤレジスタ１０１−３で
なる画素列が複数並列配置された撮像領域を水平方向に
複数の部分撮像領域１０１ａ〜１０１ｄに分割し、部分
撮像領域１０１ａ〜１０１ｂに対応してそれぞれ水平Ｃ
ＣＤレジスタ２ａ〜２ｄを設けたものであり、各水平Ｃ
ＣＤレジスタにはそれぞれ出力部１０３ａ〜１０３ｄが
設けられている。
【００２１】ここでは、撮像領域が４つの部分撮像領域
１０１ａ〜１０１ｄに分割されている場合について示し
ているが、特にこの値に制限されるものではない。部分
撮像領域１０１ｂ〜１０１ｄと水平ＣＣＤレジスタ１０
２ｂ〜１０２ｄとの間にはダミー垂直転送部１０４ｂ〜
１０４ｄが設けられており、この領域は遮光膜で覆われ
ている。なお、厳密にはダミー垂直転送部だけでなく部
分撮像領域にも遮光されたオプティカルブラック領域
（図示しない）が設けられている。又、ダミー垂直転送
部の長さすなわち、ダミー垂直転送電極の段数は１０４
ａから１０４ｄへ順次に増加している。こうして、各部
分撮像領域１０１ａ〜１０１ｄに対応する各水平ＣＣＤ
レジスタ１０２ａ〜１０２ｄ、および出力部１０３ａ〜
１０３ｄも垂直方向にずらして形成されている。
１０１ａ〜１０１ｄに分割されている場合について示し
ているが、特にこの値に制限されるものではない。部分
撮像領域１０１ｂ〜１０１ｄと水平ＣＣＤレジスタ１０
２ｂ〜１０２ｄとの間にはダミー垂直転送部１０４ｂ〜
１０４ｄが設けられており、この領域は遮光膜で覆われ
ている。なお、厳密にはダミー垂直転送部だけでなく部
分撮像領域にも遮光されたオプティカルブラック領域
（図示しない）が設けられている。又、ダミー垂直転送
部の長さすなわち、ダミー垂直転送電極の段数は１０４
ａから１０４ｄへ順次に増加している。こうして、各部
分撮像領域１０１ａ〜１０１ｄに対応する各水平ＣＣＤ
レジスタ１０２ａ〜１０２ｄ、および出力部１０３ａ〜
１０３ｄも垂直方向にずらして形成されている。
【００２２】図２は、本発明の第１の実施の形態の固体
撮像装置における出力部近傍の平面図である。ここで
は、出力部１０３ｂ近傍を抜き出して示しているが、そ
の他の出力部についても同様である。垂直ＣＣＤレジス
タ１１１ａ，１１１ｂの上部には複数の垂直転送電極
（ここでは、１段当り４つの垂直転送電極のうち最終段
の２つの垂直転送電極１１２−３，１１２−４を図示）
が形成されており、各チャネル間には素子分離層１１３
が形成され、その処には図示しないフォトダイオードお
よびトランスファゲートが設けられている。部分撮像領
域１０１ｂの最終段の垂直転送電極１１２−４に近接し
てダミー垂直転送電極１１２ｂ−１，１１２ｂ−２，
…，１１２ｂ−４でなる組が２組設けられてダミー垂直
転送部を構成している。又、１１２ｂ−１〜１１２ｂ−
４には順次に図８（ｂ）に示す垂直転送パルスφＶ1 〜
φＶ4 が印加される。
撮像装置における出力部近傍の平面図である。ここで
は、出力部１０３ｂ近傍を抜き出して示しているが、そ
の他の出力部についても同様である。垂直ＣＣＤレジス
タ１１１ａ，１１１ｂの上部には複数の垂直転送電極
（ここでは、１段当り４つの垂直転送電極のうち最終段
の２つの垂直転送電極１１２−３，１１２−４を図示）
が形成されており、各チャネル間には素子分離層１１３
が形成され、その処には図示しないフォトダイオードお
よびトランスファゲートが設けられている。部分撮像領
域１０１ｂの最終段の垂直転送電極１１２−４に近接し
てダミー垂直転送電極１１２ｂ−１，１１２ｂ−２，
…，１１２ｂ−４でなる組が２組設けられてダミー垂直
転送部を構成している。又、１１２ｂ−１〜１１２ｂ−
４には順次に図８（ｂ）に示す垂直転送パルスφＶ1 〜
φＶ4 が印加される。
【００２３】部分撮像領域１０１ａ及びダミー垂直転送
部１０４ｂの下側には、それぞれ水平ＣＣＤレジスタの
チャネル１１４ａ、１１４ｂが形成されており、その上
部には複数の水平転送電極１１５ａ−１，１１５ａ−
２，１１５ｂ−１，１１５ｂ−２が形成されている。こ
こで、水平転送電極は２相パルスで駆動される場合を示
しており、ストレージ電極（１１５ａ−２，１１５ｂ−
２）とバリア電極（１１５ａ−１，１１５ｂ−１）の組
には同一パルスが印加される。水平ＣＣＤレジスタ１０
２ｂの一端では、水平ＣＣＤレジスタ１０２ｂのチャネ
ル１１４ｂが水平ＣＣＤレジスタ１０２ａの下側にまで
延びており、そのチャネル上にはダミー水平転送電極１
１７−１，１１７−２が形成されている。ここで、ダミ
ー水平転送電極も、垂直転送電極と同様に２相パルスで
駆動される場合を示しており、ストレージ電極（１１７
−２）とバリア電極（１１７−１）の組には同一パルス
が印加される。ダミー水平転送段数は、数段程度であ
る。最終ダミー水平転送電極に隣接して、出力ゲート電
極１１８，浮遊拡散層１１９，リセットゲート電極１２
０，リセットドレイン１２１，およびソースフォロワ型
増幅器１２３が設けられている。浮遊拡散層１１９は、
アルミニウム、タングステン、ポリシリコンなどの導電
性材料よりなる配線１２２によりソースフォロワ型増幅
器１２３の初段ドライバトランジスタのゲート電極に接
続されている。水平ＣＣＤレジスタのチャネル１１４ｂ
と、隣接する水平ＣＣＤレジスタのチャネル１１４ａと
の間には、素子分離層１１３が形成されている。ここ
で、部分撮像領域１０１ａよりも部分撮像領域１０１ｂ
の方が追加されたダミー垂直転送電極の段数分だけ多い
ため、ダミー水平転送電極１１７−１，１１７−２，出
力ゲート電極１１８，浮遊拡散層１１９，リセットゲー
ト電極１２０，およびリセットドレイン１２１が、水平
ＣＣＤレジスタ１０２ｂと一直線上に形成されている。
水平ＣＣＤレジスタのチャネル幅より数μｍ大きな領域
に整数段（例えば１段は４電極構成）のダミー垂直転送
電極を設けられればよい。本実施の形態では、ダミー垂
直転送部１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄの段数はそれぞ
れ２，４，６になっている。なお、詳細は省略するが、
ダミー垂直転送電極へのパルス供給は、例えば垂直ＣＣ
Ｄレジスタのチャネル上に形成された金属配線から例え
ば３層目のポリシリコンでなるバッファ膜を介して供給
する、裏打ち配線技術を用いればよい。
部１０４ｂの下側には、それぞれ水平ＣＣＤレジスタの
チャネル１１４ａ、１１４ｂが形成されており、その上
部には複数の水平転送電極１１５ａ−１，１１５ａ−
２，１１５ｂ−１，１１５ｂ−２が形成されている。こ
こで、水平転送電極は２相パルスで駆動される場合を示
しており、ストレージ電極（１１５ａ−２，１１５ｂ−
２）とバリア電極（１１５ａ−１，１１５ｂ−１）の組
には同一パルスが印加される。水平ＣＣＤレジスタ１０
２ｂの一端では、水平ＣＣＤレジスタ１０２ｂのチャネ
ル１１４ｂが水平ＣＣＤレジスタ１０２ａの下側にまで
延びており、そのチャネル上にはダミー水平転送電極１
１７−１，１１７−２が形成されている。ここで、ダミ
ー水平転送電極も、垂直転送電極と同様に２相パルスで
駆動される場合を示しており、ストレージ電極（１１７
−２）とバリア電極（１１７−１）の組には同一パルス
が印加される。ダミー水平転送段数は、数段程度であ
る。最終ダミー水平転送電極に隣接して、出力ゲート電
極１１８，浮遊拡散層１１９，リセットゲート電極１２
０，リセットドレイン１２１，およびソースフォロワ型
増幅器１２３が設けられている。浮遊拡散層１１９は、
アルミニウム、タングステン、ポリシリコンなどの導電
性材料よりなる配線１２２によりソースフォロワ型増幅
器１２３の初段ドライバトランジスタのゲート電極に接
続されている。水平ＣＣＤレジスタのチャネル１１４ｂ
と、隣接する水平ＣＣＤレジスタのチャネル１１４ａと
の間には、素子分離層１１３が形成されている。ここ
で、部分撮像領域１０１ａよりも部分撮像領域１０１ｂ
の方が追加されたダミー垂直転送電極の段数分だけ多い
ため、ダミー水平転送電極１１７−１，１１７−２，出
力ゲート電極１１８，浮遊拡散層１１９，リセットゲー
ト電極１２０，およびリセットドレイン１２１が、水平
ＣＣＤレジスタ１０２ｂと一直線上に形成されている。
水平ＣＣＤレジスタのチャネル幅より数μｍ大きな領域
に整数段（例えば１段は４電極構成）のダミー垂直転送
電極を設けられればよい。本実施の形態では、ダミー垂
直転送部１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄの段数はそれぞ
れ２，４，６になっている。なお、詳細は省略するが、
ダミー垂直転送電極へのパルス供給は、例えば垂直ＣＣ
Ｄレジスタのチャネル上に形成された金属配線から例え
ば３層目のポリシリコンでなるバッファ膜を介して供給
する、裏打ち配線技術を用いればよい。
【００２４】次に、出力動作について説明する。水平Ｃ
ＣＤレジスタ１０２ａ〜１０２ｄは全て同一のパルスφ
Ｈ1 ，φＨ2 で駆動される。ここでは、部分撮像領域１
０１ｂの信号電荷の出力動作について説明するが、他の
部分撮像領域についても同様である。図８（ｂ）に示す
水平ブランキング期間の期間Ｐに、ダミー垂直転送電極
１２ｂ−３下部のチャネルに蓄積されていた信号電荷は
ダミー垂直転送電極１２ｂ−４下部のチャネルを介して
水平ＣＣＤレジスタのチャネル（すなわち水平転送パル
スφＨ1 が印加されている水平転送電極下部のチャネ
ル）に転送される。水平有効期間になると、出力部に向
かって順次水平方向に信号電荷が転送される。部分撮像
領域１０１ｂ左端に対応する水平転送電極１１５ｂ−２
下部のチャネル内の信号電荷は、同時にダミー水平転送
電極１１７−２下に転送される（この転送箇所を記号Ｔ
Ｎで示す）。最終ダミー水平転送電極下部のチャネルま
で転送された信号電荷は、出力ゲート電極１１８を介し
て浮遊拡散層１１９に転送される。これにより、浮遊拡
散層１１９の電位が変化し、その電位がソースフォロワ
型増幅器１２３を介して検出される。信号電荷が検出さ
れたのち、リセットゲート電極１２０をオンすることに
より、浮遊拡散層１１９の電位はリセットドレイン１２
１の電位にリセットされる。
ＣＤレジスタ１０２ａ〜１０２ｄは全て同一のパルスφ
Ｈ1 ，φＨ2 で駆動される。ここでは、部分撮像領域１
０１ｂの信号電荷の出力動作について説明するが、他の
部分撮像領域についても同様である。図８（ｂ）に示す
水平ブランキング期間の期間Ｐに、ダミー垂直転送電極
１２ｂ−３下部のチャネルに蓄積されていた信号電荷は
ダミー垂直転送電極１２ｂ−４下部のチャネルを介して
水平ＣＣＤレジスタのチャネル（すなわち水平転送パル
スφＨ1 が印加されている水平転送電極下部のチャネ
ル）に転送される。水平有効期間になると、出力部に向
かって順次水平方向に信号電荷が転送される。部分撮像
領域１０１ｂ左端に対応する水平転送電極１１５ｂ−２
下部のチャネル内の信号電荷は、同時にダミー水平転送
電極１１７−２下に転送される（この転送箇所を記号Ｔ
Ｎで示す）。最終ダミー水平転送電極下部のチャネルま
で転送された信号電荷は、出力ゲート電極１１８を介し
て浮遊拡散層１１９に転送される。これにより、浮遊拡
散層１１９の電位が変化し、その電位がソースフォロワ
型増幅器１２３を介して検出される。信号電荷が検出さ
れたのち、リセットゲート電極１２０をオンすることに
より、浮遊拡散層１１９の電位はリセットドレイン１２
１の電位にリセットされる。
【００２５】本構成によれば、図２の記号ＴＮで示され
た転送、すなわち、部分撮像領域左端に対応する水平転
送電極下部のチャネルに達した電荷をダミー水平転送電
極下部のチャネルに転送する際の転送チャネル長は水平
ＣＣＤレジスタ本体と同様に１〜３μｍ程度となる。し
たがって、従来技術における１０〜３０μｍという転送
チャネル長に比べて１／１０程度の長さにできるため、
格段に転送効率が向上することは明白である。
た転送、すなわち、部分撮像領域左端に対応する水平転
送電極下部のチャネルに達した電荷をダミー水平転送電
極下部のチャネルに転送する際の転送チャネル長は水平
ＣＣＤレジスタ本体と同様に１〜３μｍ程度となる。し
たがって、従来技術における１０〜３０μｍという転送
チャネル長に比べて１／１０程度の長さにできるため、
格段に転送効率が向上することは明白である。
【００２６】図３は、本発明の第１の実施の形態の固体
撮像装置から画像を再生するためのシステムブロック図
である。各フォトダイオードで光電変換された信号電荷
は、それぞれ対応する垂直ＣＣＤレジスタに読み出され
る。垂直ＣＣＤレジスタに読み出された信号電荷は、１
ラインずつ水平ＣＣＤレジスタ１０２ａ〜１０２ｄに転
送される。ここで、各部分撮像領域１０１ａ〜１０１ｄ
で垂直駆動パルスが共通の場合には、ダミー垂直転送電
極段数の差分だけずれた水平ラインの信号電荷がそれぞ
れの水平ＣＣＤレジスタ１０２ａ〜１０２ｄに転送され
る。水平ＣＣＤレジスタ１０２ａ〜１０２ｄに転送され
た各部分撮像領域１０１ａ〜１０１ｄの信号電荷は、そ
れぞれの水平ＣＣＤレジスタ１０２ａ〜１０２ｄに隣接
して設けられた出力部１０３ａ〜１０３ｄを介して並列
に出力される。出力された信号電荷は、Ａ−Ｄ変換され
てフィールドメモリ１３１に蓄積される。フィールドメ
モリ１３１には制御コンピュータ１３２が接続されてお
り、蓄積領域のアドレス設定、読み出し順序の制御など
が行われる。本実施の形態の場合には、各部分撮像領域
の同一水平ラインの信号電荷は、ダミー垂直転送段数分
だけ時間がずれて出力されるが、制御コンピュータ１３
２により、撮像領域の画面に対応するように書き込み時
のフィールドメモリのアドレスを設定することで、撮像
画像情報とフィールドメモリの画像情報とが同一の配列
となる。このようにして、例えば蓄積領域１３１−ｂｄ
〜１３１−ｄｄには、水平転送開始を前にダミー垂直転
送部１０４ｂ〜１０４ｄにあった信号電荷を蓄積させる
ことができる。画像を再生する場合には、フィールドメ
モリ１３１内の画像情報を順次に蓄積領域１３１−ａ〜
１３１−ｄからシリアルデータとして読み出し、Ｄ−Ａ
変換器１３３，ＮＴＳＣコンバータ１３４を介してＴＶ
ディスプレイ１３５に表示する。なお、フィールドメモ
リを使う代りに、遅延回路及び選択回路を使用すること
により、出力部１０３ａ〜１０３ｄからの信号を用いて
一水平ライン分の信号に合成できることはいうまでもな
い。
撮像装置から画像を再生するためのシステムブロック図
である。各フォトダイオードで光電変換された信号電荷
は、それぞれ対応する垂直ＣＣＤレジスタに読み出され
る。垂直ＣＣＤレジスタに読み出された信号電荷は、１
ラインずつ水平ＣＣＤレジスタ１０２ａ〜１０２ｄに転
送される。ここで、各部分撮像領域１０１ａ〜１０１ｄ
で垂直駆動パルスが共通の場合には、ダミー垂直転送電
極段数の差分だけずれた水平ラインの信号電荷がそれぞ
れの水平ＣＣＤレジスタ１０２ａ〜１０２ｄに転送され
る。水平ＣＣＤレジスタ１０２ａ〜１０２ｄに転送され
た各部分撮像領域１０１ａ〜１０１ｄの信号電荷は、そ
れぞれの水平ＣＣＤレジスタ１０２ａ〜１０２ｄに隣接
して設けられた出力部１０３ａ〜１０３ｄを介して並列
に出力される。出力された信号電荷は、Ａ−Ｄ変換され
てフィールドメモリ１３１に蓄積される。フィールドメ
モリ１３１には制御コンピュータ１３２が接続されてお
り、蓄積領域のアドレス設定、読み出し順序の制御など
が行われる。本実施の形態の場合には、各部分撮像領域
の同一水平ラインの信号電荷は、ダミー垂直転送段数分
だけ時間がずれて出力されるが、制御コンピュータ１３
２により、撮像領域の画面に対応するように書き込み時
のフィールドメモリのアドレスを設定することで、撮像
画像情報とフィールドメモリの画像情報とが同一の配列
となる。このようにして、例えば蓄積領域１３１−ｂｄ
〜１３１−ｄｄには、水平転送開始を前にダミー垂直転
送部１０４ｂ〜１０４ｄにあった信号電荷を蓄積させる
ことができる。画像を再生する場合には、フィールドメ
モリ１３１内の画像情報を順次に蓄積領域１３１−ａ〜
１３１−ｄからシリアルデータとして読み出し、Ｄ−Ａ
変換器１３３，ＮＴＳＣコンバータ１３４を介してＴＶ
ディスプレイ１３５に表示する。なお、フィールドメモ
リを使う代りに、遅延回路及び選択回路を使用すること
により、出力部１０３ａ〜１０３ｄからの信号を用いて
一水平ライン分の信号に合成できることはいうまでもな
い。
【００２７】図４は本発明の第２の実施の形態を示すブ
ロック図である。第１の実施の形態では、全ての水平Ｃ
ＣＤレジスタの電荷転送方向を揃えて撮像領域の一片に
沿って配置し、電荷転送方向の末流側の縁端からの距離
に応じてダミー垂直転送部の談数を順次に増加させた
が、第２の実施の形態では、撮像領域を水平方向に２分
割する中心線Ｌ1 から遠ざかるように水平ＣＣＤレジス
タの電荷転送方向を揃えて撮像領域の一辺に沿って配置
し、中心線Ｌ1 からの距離に応じて談数が順次に減少す
るようにした。撮像領域は８つの部分撮像領域２０１ａ
〜２０１ｈに分割され、ダミー垂直レジスタ部の段数は
例えば、２０４ｂ，２０４ｇで２、２０４ｃ，２０４ｆ
で４、２０４ｄ，２０４ｅで６にすればよい。又、水平
ＣＣＤレジスタ２０２ｅ〜２０２ｈの転送方向を、水平
ＣＣＤレジスタ２０２ａ〜２０２ｄの転送方向とは逆向
きにしている。これにより、ダミー垂直転送電極の最大
段数を第１の実施の形態と同一（６）とした場合、水平
ＣＣＤレジスタの数を２倍に増加できる。したがって、
水平ＣＣＤレジスタの駆動周波数を１／２に低減するこ
とができ、水平ＣＣＤレジスタの消費電力を１／２に低
減できるという利点がある。
ロック図である。第１の実施の形態では、全ての水平Ｃ
ＣＤレジスタの電荷転送方向を揃えて撮像領域の一片に
沿って配置し、電荷転送方向の末流側の縁端からの距離
に応じてダミー垂直転送部の談数を順次に増加させた
が、第２の実施の形態では、撮像領域を水平方向に２分
割する中心線Ｌ1 から遠ざかるように水平ＣＣＤレジス
タの電荷転送方向を揃えて撮像領域の一辺に沿って配置
し、中心線Ｌ1 からの距離に応じて談数が順次に減少す
るようにした。撮像領域は８つの部分撮像領域２０１ａ
〜２０１ｈに分割され、ダミー垂直レジスタ部の段数は
例えば、２０４ｂ，２０４ｇで２、２０４ｃ，２０４ｆ
で４、２０４ｄ，２０４ｅで６にすればよい。又、水平
ＣＣＤレジスタ２０２ｅ〜２０２ｈの転送方向を、水平
ＣＣＤレジスタ２０２ａ〜２０２ｄの転送方向とは逆向
きにしている。これにより、ダミー垂直転送電極の最大
段数を第１の実施の形態と同一（６）とした場合、水平
ＣＣＤレジスタの数を２倍に増加できる。したがって、
水平ＣＣＤレジスタの駆動周波数を１／２に低減するこ
とができ、水平ＣＣＤレジスタの消費電力を１／２に低
減できるという利点がある。
【００２８】なお、出力部近傍の構成は第１の実施の形
態と同様である。また、水平ＣＣＤレジスタの転送方向
を逆向きにしたことにより信号電荷を読み出される順序
が水平方向に反転するが、制御コンピュータにより、撮
像領域の画面に対応するように書き込み時のフィールド
メモリのアドレスを第１の実施の形態の場合とは異なる
仕方で設定することで、第１の実施の形態の場合と同様
な構成で画像情報の書き込みおよび再生ができる。
態と同様である。また、水平ＣＣＤレジスタの転送方向
を逆向きにしたことにより信号電荷を読み出される順序
が水平方向に反転するが、制御コンピュータにより、撮
像領域の画面に対応するように書き込み時のフィールド
メモリのアドレスを第１の実施の形態の場合とは異なる
仕方で設定することで、第１の実施の形態の場合と同様
な構成で画像情報の書き込みおよび再生ができる。
【００２９】図５は本発明の第３の実施の形態を示すブ
ロック図である。本実施の形態は、撮像領域を垂直方向
に２分割する中心線Ｌ2 を境にして垂直ＣＣＤレジスタ
の電荷転送方向が逆になされ、中心線Ｌ2 を挟む撮像領
域の二辺に沿ってそれぞれ水平ＣＣＤレジスタの電荷転
送方向を揃えて配置し、撮像領域の水平ＣＣＤレジスタ
の電荷転送方向の末流側の縁端からの距離に応じて段数
が順次に増加するというものである。
ロック図である。本実施の形態は、撮像領域を垂直方向
に２分割する中心線Ｌ2 を境にして垂直ＣＣＤレジスタ
の電荷転送方向が逆になされ、中心線Ｌ2 を挟む撮像領
域の二辺に沿ってそれぞれ水平ＣＣＤレジスタの電荷転
送方向を揃えて配置し、撮像領域の水平ＣＣＤレジスタ
の電荷転送方向の末流側の縁端からの距離に応じて段数
が順次に増加するというものである。
【００３０】中心線Ｌ2 の図の下側の画素列は複数のフ
ォトダイオード１０１−１１とトランスファゲート１０
１−２１を介して連結する垂直ＣＣＤレジスタ１０１−
３１を含み、垂直ＣＣＤレジスタ１０１−３１の電荷転
送方向は中心線Ｌ2 から遠ざかる方向であり、中心線Ｌ
2 の上側の画素列は複数のフォトダイオード１０１−１
２とトランスファゲート１０１−２２を介して連結する
垂直ＣＣＤレジスタ１０１−３２を含み、垂直ＣＣＤレ
ジスタ１０１−３１の電荷転送方向は中心線Ｌ2 から遠
ざかる方向である。水平ＣＣＤレジスタ３０２ａ〜３０
２ｄ，３０２ｅ〜３０２ｈの電荷転送方向は全て同じで
図の右から左へ向かう。ダミー垂直転送部３０４ｂ，３
０４ｆ，３０４ｃ，３０４ｇ，３０４ｄ，３０４ｈの段
数は例えばそれぞれ、２，４，６である。
ォトダイオード１０１−１１とトランスファゲート１０
１−２１を介して連結する垂直ＣＣＤレジスタ１０１−
３１を含み、垂直ＣＣＤレジスタ１０１−３１の電荷転
送方向は中心線Ｌ2 から遠ざかる方向であり、中心線Ｌ
2 の上側の画素列は複数のフォトダイオード１０１−１
２とトランスファゲート１０１−２２を介して連結する
垂直ＣＣＤレジスタ１０１−３２を含み、垂直ＣＣＤレ
ジスタ１０１−３１の電荷転送方向は中心線Ｌ2 から遠
ざかる方向である。水平ＣＣＤレジスタ３０２ａ〜３０
２ｄ，３０２ｅ〜３０２ｈの電荷転送方向は全て同じで
図の右から左へ向かう。ダミー垂直転送部３０４ｂ，３
０４ｆ，３０４ｃ，３０４ｇ，３０４ｄ，３０４ｈの段
数は例えばそれぞれ、２，４，６である。
【００３１】本構成では、水平ＣＣＤレジスタ３０３ｅ
〜３０３ｈを撮像領域の上側に設けている。これによ
り、ダミー垂直転送電極の段数を第１の実施の形態と同
一とした場合、水平ＣＣＤレジスタの数を第１の実施の
形態の２倍に増加できる。したがって、水平ＣＣＤレジ
スタの駆動周波数を１／２にすることができ、信号処理
がより容易となる。なお、この場合は、水平ＣＣＤレジ
スタの合計消費電力は第１，第２の実施の形態と変わら
ない。
〜３０３ｈを撮像領域の上側に設けている。これによ
り、ダミー垂直転送電極の段数を第１の実施の形態と同
一とした場合、水平ＣＣＤレジスタの数を第１の実施の
形態の２倍に増加できる。したがって、水平ＣＣＤレジ
スタの駆動周波数を１／２にすることができ、信号処理
がより容易となる。なお、この場合は、水平ＣＣＤレジ
スタの合計消費電力は第１，第２の実施の形態と変わら
ない。
【００３２】なお、出力部近傍の構成は第１の実施の形
態（図２）と同様である。また、水平ＣＣＤレジスタ３
０３ｅ〜３０３ｈは撮像領域の上側に設けられているの
で信号電荷の読み出される順序が垂直方向に反転する
が、制御コンピュータにより、撮像領域の画面に対応す
るように書き込み時のフィールドメモリのアドレスを第
１，第２の実施の形態とは異なる仕方で設定すること
で、第１の実施の形態の場合と同様な構成で画像情報の
書き込みおよび再生ができる。
態（図２）と同様である。また、水平ＣＣＤレジスタ３
０３ｅ〜３０３ｈは撮像領域の上側に設けられているの
で信号電荷の読み出される順序が垂直方向に反転する
が、制御コンピュータにより、撮像領域の画面に対応す
るように書き込み時のフィールドメモリのアドレスを第
１，第２の実施の形態とは異なる仕方で設定すること
で、第１の実施の形態の場合と同様な構成で画像情報の
書き込みおよび再生ができる。
【００３３】図６は本発明の実施の形態を示すブロック
図である。
図である。
【００３４】この実施の形態は、撮像領域を垂直方向に
２分割する第１の中心線Ｌ2 を境にして垂直ＣＣＤレジ
スタの電荷転送方向が逆になされ、前述の撮像領域を水
平方向に２分割する第２の中心線Ｌ1 から遠ざかるよう
に水平ＣＣＤレジスタの電荷転送方向を揃えて前述の撮
像領域の二辺に沿って配置し、第２中心線Ｌ1 からの距
離に応じて段数が順次に減少するようにしたものであ
る。すなわち、第２の実施の形態と第３の実施の形態と
を組み合わせたものである。
２分割する第１の中心線Ｌ2 を境にして垂直ＣＣＤレジ
スタの電荷転送方向が逆になされ、前述の撮像領域を水
平方向に２分割する第２の中心線Ｌ1 から遠ざかるよう
に水平ＣＣＤレジスタの電荷転送方向を揃えて前述の撮
像領域の二辺に沿って配置し、第２中心線Ｌ1 からの距
離に応じて段数が順次に減少するようにしたものであ
る。すなわち、第２の実施の形態と第３の実施の形態と
を組み合わせたものである。
【００３５】部分撮像領域４０１ａ〜４０１ｈ、４０１
ｉ〜４０１ｐにおける垂直ＣＣＤレジスタの電荷転送方
向は互いに逆向きであり、第１の中心線Ｌ2 から遠ざか
る方向である。また水平ＣＣＤレジスタ４０２ａ〜４０
２ｄ，４０２ｉ〜４０２ｌと４０２ｅ〜４０２ｈ，４０
２ｍ〜４０２ｐとは、電荷転送方向は互いに逆向きであ
り第２の中心線Ｌ1 から遠ざかる方向である。ダミー垂
直ＣＣＤレジスタの段数は例えば４０４ｂ，４０４ｇ，
４０４ｊ，４０３ｏで２、４０４ｃ，４０４ｆ，４０４
ｋ，４０４ｎで４、４０４ｄ，４０４ｅ，４０４ｌ，４
０４ｍで６である。
ｉ〜４０１ｐにおける垂直ＣＣＤレジスタの電荷転送方
向は互いに逆向きであり、第１の中心線Ｌ2 から遠ざか
る方向である。また水平ＣＣＤレジスタ４０２ａ〜４０
２ｄ，４０２ｉ〜４０２ｌと４０２ｅ〜４０２ｈ，４０
２ｍ〜４０２ｐとは、電荷転送方向は互いに逆向きであ
り第２の中心線Ｌ1 から遠ざかる方向である。ダミー垂
直ＣＣＤレジスタの段数は例えば４０４ｂ，４０４ｇ，
４０４ｊ，４０３ｏで２、４０４ｃ，４０４ｆ，４０４
ｋ，４０４ｎで４、４０４ｄ，４０４ｅ，４０４ｌ，４
０４ｍで６である。
【００３６】本実施の形態は、第２の実施の形態と同様
に水平ＣＣＤレジスタの消費電力を１／２に低減できる
利点と、第３の実施の形態と同様の信号処理が容易にな
る利点とを併せもっている。
に水平ＣＣＤレジスタの消費電力を１／２に低減できる
利点と、第３の実施の形態と同様の信号処理が容易にな
る利点とを併せもっている。
【００３７】なお、出力部近傍の構成は第１の実施の形
態（図２）と同様である。また、水平ＣＣＤレジスタの
転送方向が互いに逆向きのものを使用したこと、およ
び、水平ＣＣＤレジスタを撮像領域の二辺に設けたこと
により信号電荷の読み出される順序が水平方向および垂
直方向に反転するが、制御コンピュータにより、撮像領
域の画面に対応するように書き込み時のフィールドメモ
リのアドレス第１〜第３の実施の形態と異なる仕方で設
定することで、第１の実施の形態の場合と同様な構成で
画像情報の書き込みおよび再生ができる。
態（図２）と同様である。また、水平ＣＣＤレジスタの
転送方向が互いに逆向きのものを使用したこと、およ
び、水平ＣＣＤレジスタを撮像領域の二辺に設けたこと
により信号電荷の読み出される順序が水平方向および垂
直方向に反転するが、制御コンピュータにより、撮像領
域の画面に対応するように書き込み時のフィールドメモ
リのアドレス第１〜第３の実施の形態と異なる仕方で設
定することで、第１の実施の形態の場合と同様な構成で
画像情報の書き込みおよび再生ができる。
【００３８】以上の実施の形態では、光電変換領域とな
るフォトダイオードが設けられている場合について説明
したが、垂直ＣＣＤレジスタが光電変換領域を兼ねてい
るものに本発明を適用しうることは改めて詳細に説明す
るまでもなく明らかである。
るフォトダイオードが設けられている場合について説明
したが、垂直ＣＣＤレジスタが光電変換領域を兼ねてい
るものに本発明を適用しうることは改めて詳細に説明す
るまでもなく明らかである。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ＣＣＤ型
の固体撮像装置の撮像領域を水平方向に複数に分割した
部分撮像領域毎に段数の異なるダミー垂直ＣＣＤレジス
タを介して水平ＣＣＤレジスタを設けることにより、各
部分撮像領域に対応する全ての水平ＣＣＤレジスタを平
行に配置することができる。従って、各水平ＣＣＤレジ
スタの一端にスペースを設けることができるため、ダミ
ー水平転送電極、出力ゲート電極、浮遊拡散層、リセッ
トゲート電極、およびリセットドレインを水平ＣＣＤレ
ジスタと一直線上に形成することが可能となる。従っ
て、各部分撮像領域の左端に対応する水平転送電極下部
のチャネルに達した電荷を水平ダミー転送電極に転送す
る際の転送チャネル長は、通常の水平転送電極部のチャ
ネル長と同等の長さとなるため、転送効率の低下を伴な
うことなく水平ＣＣＤレジスタの消費電力を低減でき
る。
の固体撮像装置の撮像領域を水平方向に複数に分割した
部分撮像領域毎に段数の異なるダミー垂直ＣＣＤレジス
タを介して水平ＣＣＤレジスタを設けることにより、各
部分撮像領域に対応する全ての水平ＣＣＤレジスタを平
行に配置することができる。従って、各水平ＣＣＤレジ
スタの一端にスペースを設けることができるため、ダミ
ー水平転送電極、出力ゲート電極、浮遊拡散層、リセッ
トゲート電極、およびリセットドレインを水平ＣＣＤレ
ジスタと一直線上に形成することが可能となる。従っ
て、各部分撮像領域の左端に対応する水平転送電極下部
のチャネルに達した電荷を水平ダミー転送電極に転送す
る際の転送チャネル長は、通常の水平転送電極部のチャ
ネル長と同等の長さとなるため、転送効率の低下を伴な
うことなく水平ＣＣＤレジスタの消費電力を低減でき
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２】本発明の第１の実施の形態の出力部近傍を示す
平面図である。
平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の固体撮像装置から
画像を再生するためのシステムブロック図である。
画像を再生するためのシステムブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図で
ある。
ある。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図で
ある。
ある。
【図６】本発明の第４の実施の形態を示すブロック図で
ある。
ある。
【図７】従来の多出力型固体撮像装置を示すブロック図
である。
である。
【図８】従来の多出力型固体撮像装置の出力部近傍を示
す平面図（図８（ａ））及び動作説明のための信号波形
図（図８（ｂ））である。
す平面図（図８（ａ））及び動作説明のための信号波形
図（図８（ｂ））である。
１ａ〜１ｄ，１０１ａ〜１０１ｄ，２０１ａ〜２０１
ｈ，３０１ａ１，３０１ａ２〜３０１ｄ１，３０１ｄ
２，４０１ａ〜４０１ｐ 部分撮像領域 １−１，１０１−１，１０１−１１，１０１−１２
フォトダイオード １−２，１０１−２，１０１−２１，１０１−２２
トランスファゲート １−３，１０１−３，１０１−３１，１０１−３２
垂直ＣＣＤレジスタ ２ａ〜２ｄ，１０２ａ〜１０２ｄ，２０２ａ〜２０２
ｈ，３０２ａ〜３０２ｈ，４０２ａ〜４０２ｐ 水平
ＣＣＤレジスタ ３ａ〜３ｄ，１０３ａ〜１０３ｄ，２０３ａ〜２０３
ｈ，３０３ａ〜３０３ｈ，４０３ａ〜４０３ｐ 出力
部 １０４ｂ〜１０４ｄ，２０４ｂ〜２０４ｇ，３０４ｂ〜
３０４ｄ，３０４ｆ〜３０４ｈ，４０４ｂ〜４０４ｇ，
４０４ｆ〜４０４ｏ ダミー垂直転送部 １１ａ，１１ｂ，１１１ａ，１１１ｂ 垂直ＣＣＤレ
ジスタのチャネル １２−３，１２−４，１１２−３，１１２−４ 垂直
転送電極 １１２ｂ−１〜１１２ｂ−４ ダミー垂直転送電極 １３，１１３ 素子分離層 １４ａ，１４ｂ，１１４ａ，１１４ｂ 水平ＣＣＤレ
ジスタのチャネル １５ａ−１，１５ａ−２，１５ｂ−１，１５ｂ−２，１
１５ａ−１，１１５ａ−２，１１５ｂ−１，１１５ｂ−
２ 水平転送電極 １６，１１６ バリア層 １７−１，１７−２，１１７−１，１１７−２ ダミ
ー水平転送電極 １８，１１８ 出力ゲート電極 １９，１１９ 浮遊拡散層 ２０，１２０ リセットゲート電極 ２１，１２１ ソースフォロワ型増幅器 ２２，１２２ 配線 ２３，１２３ ソースフォロワ型増幅器 １３１ フィールドメモリ １３１−ｂｄ〜１３１−ｄｄ 蓄積領域 １３２ 制御コンピュータ １３３ Ｄ−Ａ変換器 １３４ ＮＴＳＣコンバータ １３５ ＴＶディスプレイ
ｈ，３０１ａ１，３０１ａ２〜３０１ｄ１，３０１ｄ
２，４０１ａ〜４０１ｐ 部分撮像領域 １−１，１０１−１，１０１−１１，１０１−１２
フォトダイオード １−２，１０１−２，１０１−２１，１０１−２２
トランスファゲート １−３，１０１−３，１０１−３１，１０１−３２
垂直ＣＣＤレジスタ ２ａ〜２ｄ，１０２ａ〜１０２ｄ，２０２ａ〜２０２
ｈ，３０２ａ〜３０２ｈ，４０２ａ〜４０２ｐ 水平
ＣＣＤレジスタ ３ａ〜３ｄ，１０３ａ〜１０３ｄ，２０３ａ〜２０３
ｈ，３０３ａ〜３０３ｈ，４０３ａ〜４０３ｐ 出力
部 １０４ｂ〜１０４ｄ，２０４ｂ〜２０４ｇ，３０４ｂ〜
３０４ｄ，３０４ｆ〜３０４ｈ，４０４ｂ〜４０４ｇ，
４０４ｆ〜４０４ｏ ダミー垂直転送部 １１ａ，１１ｂ，１１１ａ，１１１ｂ 垂直ＣＣＤレ
ジスタのチャネル １２−３，１２−４，１１２−３，１１２−４ 垂直
転送電極 １１２ｂ−１〜１１２ｂ−４ ダミー垂直転送電極 １３，１１３ 素子分離層 １４ａ，１４ｂ，１１４ａ，１１４ｂ 水平ＣＣＤレ
ジスタのチャネル １５ａ−１，１５ａ−２，１５ｂ−１，１５ｂ−２，１
１５ａ−１，１１５ａ−２，１１５ｂ−１，１１５ｂ−
２ 水平転送電極 １６，１１６ バリア層 １７−１，１７−２，１１７−１，１１７−２ ダミ
ー水平転送電極 １８，１１８ 出力ゲート電極 １９，１１９ 浮遊拡散層 ２０，１２０ リセットゲート電極 ２１，１２１ ソースフォロワ型増幅器 ２２，１２２ 配線 ２３，１２３ ソースフォロワ型増幅器 １３１ フィールドメモリ １３１−ｂｄ〜１３１−ｄｄ 蓄積領域 １３２ 制御コンピュータ １３３ Ｄ−Ａ変換器 １３４ ＮＴＳＣコンバータ １３５ ＴＶディスプレイ
Claims (7)
- 【請求項１】 垂直ＣＣＤレジスタを含む画素列が複数
並列配置された撮像領域と、前記撮像領域を水平方向に
複数に分割した各部分撮像領域毎に所定段数のダミー垂
直ＣＣＤレジスタを介してそれぞれ設けられ、出力部を
備えた水平ＣＣＤレジスタとを有し、前記各水平ＣＣＤ
レジスタ毎に前記段数を調整することによって全ての前
記水平ＣＣＤレジスタを前記撮像領域と平行に配置する
ことを可能にしたことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 全ての水平ＣＣＤレジスタの電荷転送方
向を揃えて撮像領域の一辺に沿って配置し、撮像領域
の、電荷転送方向の末流側の縁端からの距離に応じて段
数が順次に増加する請求項１記載の固体撮像装置。 - 【請求項３】 撮像領域を水平方向に２分割する中心線
から遠ざかるように水平ＣＣＤレジスタの電荷転送方向
を揃えて撮像領域の一辺に沿って配置し、前記中心線か
らの距離に応じて段数が順次に減少する請求項１記載の
固体撮像装置。 - 【請求項４】 撮像領域を垂直方向に２分割する中心線
を境にして垂直ＣＣＤレジスタの電荷転送方向が逆にな
され、前記中心線を挟む前記撮像領域の二辺に沿ってそ
れぞれ水平ＣＣＤレジスタの電荷転送方向を揃えて配置
し、前記撮像領域の前記水平ＣＣＤレジスタの電荷転送
方向の末流側の縁端からの距離に応じて段数が順次に増
加する請求項１記載の固体撮像装置。 - 【請求項５】 撮像領域を垂直方向に２分割する第１の
中心線を境にして垂直ＣＣＤレジスタの電荷転送方向が
逆になされ、前記撮像領域を水平方向に２分割する第２
の中心線から遠ざかるように水平ＣＣＤレジスタの電荷
転送方向を揃えて前記撮像領域の二辺に沿って配置し、
前記第２の中心線からの距離に応じて段数が順次に減少
する請求項１記載の固体撮像装置。 - 【請求項６】 複数のフォトダイオードでなる光電変換
素子列及び前記各フォトダイオードとそれぞれ結合され
た垂直ＣＣＤレジスタで画素列が構成される請求項１乃
至５記載の固体撮像装置。 - 【請求項７】 垂直ＣＣＤレジスタが光電変換素子を兼
ねる請求項１乃至５記載の固体撮像装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7341639A JP2785782B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 固体撮像装置 |
| US08/774,010 US5969759A (en) | 1995-12-27 | 1996-12-26 | Solid state image sensing device |
| KR1019960074058A KR100228568B1 (ko) | 1995-12-27 | 1996-12-27 | 고체촬상장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7341639A JP2785782B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 固体撮像装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09186937A JPH09186937A (ja) | 1997-07-15 |
| JP2785782B2 true JP2785782B2 (ja) | 1998-08-13 |
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ID=18347656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| KR (1) | KR100228568B1 (ja) |
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| US6693670B1 (en) * | 1999-07-29 | 2004-02-17 | Vision - Sciences, Inc. | Multi-photodetector unit cell |
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| US7124221B1 (en) | 1999-10-19 | 2006-10-17 | Rambus Inc. | Low latency multi-level communication interface |
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- 1995-12-27 JP JP7341639A patent/JP2785782B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1996
- 1996-12-26 US US08/774,010 patent/US5969759A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-12-27 KR KR1019960074058A patent/KR100228568B1/ko not_active IP Right Cessation
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