JP3008629B2 - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JP3008629B2 JP3008629B2 JP4007406A JP740692A JP3008629B2 JP 3008629 B2 JP3008629 B2 JP 3008629B2 JP 4007406 A JP4007406 A JP 4007406A JP 740692 A JP740692 A JP 740692A JP 3008629 B2 JP3008629 B2 JP 3008629B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、画素が二次元的に配
列形成されたＣＣＤなどに適用して好適な固体撮像素子
に関する。
列形成されたＣＣＤなどに適用して好適な固体撮像素子
に関する。
【０００２】
【従来の技術】画素が二次元的に配列形成されたＣＣＤ
などの固体撮像素子では、種々の理由から図８に示すよ
うに水平転送レジスタ１２を２個持つものがある。
などの固体撮像素子では、種々の理由から図８に示すよ
うに水平転送レジスタ１２を２個持つものがある。
【０００３】同図に示す固体撮像素子１０はインターラ
イン転送方式のものであって、これは周知のように電荷
蓄積部１１と水平転送レジスタ１２とで構成され、電荷
蓄積部１１は二次元的に配列形成された複数の画素１３
と各画素列に対応して配された垂直転送レジスタ１４と
で構成される。水平転送レジスタ１２は２本の転送レジ
スタで構成され、各垂直転送レジスタ１４より転送され
た奇数ラインおよび偶数ラインの各画素１３Ａおよび１
３Ｂの信号電荷がそれぞれ対応する第１及び第２の水平
転送レジスタ１２Ａ、１２Ｂに転送される。
イン転送方式のものであって、これは周知のように電荷
蓄積部１１と水平転送レジスタ１２とで構成され、電荷
蓄積部１１は二次元的に配列形成された複数の画素１３
と各画素列に対応して配された垂直転送レジスタ１４と
で構成される。水平転送レジスタ１２は２本の転送レジ
スタで構成され、各垂直転送レジスタ１４より転送され
た奇数ラインおよび偶数ラインの各画素１３Ａおよび１
３Ｂの信号電荷がそれぞれ対応する第１及び第２の水平
転送レジスタ１２Ａ、１２Ｂに転送される。
【０００４】すなわち、奇数ラインの画素１３Ａからリ
ードされた信号電荷は第１の水平転送レジスタ１２Ａに
転送され、偶数ラインの画素１３Ｂからリードされた信
号電荷は第２の水平転送レジスタ１２Ｂに転送される。
この転送期間は水平ブランキング期間であり、転送され
たそれぞれの信号電荷は水平走査期間を利用して同時に
リードされ、これが電圧に変換された後アンプ１５、１
６に供給されて撮像信号となされる。
ードされた信号電荷は第１の水平転送レジスタ１２Ａに
転送され、偶数ラインの画素１３Ｂからリードされた信
号電荷は第２の水平転送レジスタ１２Ｂに転送される。
この転送期間は水平ブランキング期間であり、転送され
たそれぞれの信号電荷は水平走査期間を利用して同時に
リードされ、これが電圧に変換された後アンプ１５、１
６に供給されて撮像信号となされる。
【０００５】２水平ライン同時にリードされた撮像信号
は使用目的に応じた信号処理が行なわれる。例えば、固
体撮像素子１０がＮＴＳＣ用に構成され、垂直方向の水
平ライン数が５２５本あったときで、ＥＤＴＶのように
１フィールド５２５本のライン信号（ノンインタレース
ライン信号）を必要とするときには、第１の水平転送レ
ジスタ１２Ａよりリードされた信号が奇数ライン用とし
て使用され、第２の水平転送レジスタ１２Ｂよりリード
された信号が同じフィールドにおける偶数ライン用とし
て使用されることになる。
は使用目的に応じた信号処理が行なわれる。例えば、固
体撮像素子１０がＮＴＳＣ用に構成され、垂直方向の水
平ライン数が５２５本あったときで、ＥＤＴＶのように
１フィールド５２５本のライン信号（ノンインタレース
ライン信号）を必要とするときには、第１の水平転送レ
ジスタ１２Ａよりリードされた信号が奇数ライン用とし
て使用され、第２の水平転送レジスタ１２Ｂよりリード
された信号が同じフィールドにおける偶数ライン用とし
て使用されることになる。
【０００６】これに対して、インタレース走査を行なう
ときは第１と第２の水平転送レジスタ１２Ａ，１２Ｂよ
りリードされた信号を合成したものが奇数フィールド用
のライン信号として使用される。そして、電荷蓄積部１
１の画素のリードラインを１ライン垂直方向にシフトし
た状態でリードされた信号電荷を同じく合成したものが
偶数フィールド用のライン信号として使用される。この
ような信号処理を施すことによってインタレースの撮像
信号を形成できる。
ときは第１と第２の水平転送レジスタ１２Ａ，１２Ｂよ
りリードされた信号を合成したものが奇数フィールド用
のライン信号として使用される。そして、電荷蓄積部１
１の画素のリードラインを１ライン垂直方向にシフトし
た状態でリードされた信号電荷を同じく合成したものが
偶数フィールド用のライン信号として使用される。この
ような信号処理を施すことによってインタレースの撮像
信号を形成できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
水平転送レジスタ１２を複数の水平転送レジスタで構成
した場合、両者の水平転送効率が同一であるとは限らな
いので、チャネル間のバラツキが発生する場合がある。
また、構成的に２本の転送部を設けなければならないの
で、出力端子のピン数が増加することである。
水平転送レジスタ１２を複数の水平転送レジスタで構成
した場合、両者の水平転送効率が同一であるとは限らな
いので、チャネル間のバラツキが発生する場合がある。
また、構成的に２本の転送部を設けなければならないの
で、出力端子のピン数が増加することである。
【０００８】第２の水平転送レジスタ１２Ｂに偶数ライ
ンの信号電荷を転送する場合には、第１の水平転送レジ
スタ１２Ａを介して第２の水平転送レジスタ１２Ｂに転
送しなければならないので、この転送レジスタ間で転送
効率が劣化することが知られている。この転送効率の劣
化に伴って固定パターンノイズが発生することも知られ
ている。
ンの信号電荷を転送する場合には、第１の水平転送レジ
スタ１２Ａを介して第２の水平転送レジスタ１２Ｂに転
送しなければならないので、この転送レジスタ間で転送
効率が劣化することが知られている。この転送効率の劣
化に伴って固定パターンノイズが発生することも知られ
ている。
【０００９】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、水平転送レジスタを１本にし
ても従来と同様なノンインタレース出力処理、インタレ
ース出力処理などを可能にしてチャネル間の出力特性の
バラツキなどを改善した固体撮像素子を提案するもので
ある。
を解決したものであって、水平転送レジスタを１本にし
ても従来と同様なノンインタレース出力処理、インタレ
ース出力処理などを可能にしてチャネル間の出力特性の
バラツキなどを改善した固体撮像素子を提案するもので
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明においては、二次元に配列された複数の画
素と、画素の垂直方向に配列された各列の画素列に対し
て、画素に蓄積された信号電荷を読み出して垂直方向に
転送する垂直転送レジスタと、垂直転送レジスタで転送
された信号電荷を水平方向に転送して出力する１本の水
平転送レジスタとを有し、垂直転送レジスタは、垂直転
送クロックに基づいてポテンシャルレベルが可変される
垂直転送領域を複数備えると共に、水平転送レジスタ
は、水平転送クロックに基づいてポテンシャルレベルが
可変される水平転送領域を複数備え、垂直転送レジスタ
では、垂直転送クロックに基づいて複数の垂直転送領域
のポテンシャルレベルを可変して、垂直方向に配列され
た各画素から読み出した信号電荷を互いに混合すること
なく垂直方向に転送するものとし、水平転送レジスタ
は、水平転送クロックに基づいて複数の水平転送領域の
ポテンシャルレベルを可変して、垂直転送レジスタから
転送された信号電荷を互いに混合することなく水平方向
に転送すると共に隣接する垂直転送レジスタ間で複数画
素分の信号電荷を転送するものである。
め、この発明においては、二次元に配列された複数の画
素と、画素の垂直方向に配列された各列の画素列に対し
て、画素に蓄積された信号電荷を読み出して垂直方向に
転送する垂直転送レジスタと、垂直転送レジスタで転送
された信号電荷を水平方向に転送して出力する１本の水
平転送レジスタとを有し、垂直転送レジスタは、垂直転
送クロックに基づいてポテンシャルレベルが可変される
垂直転送領域を複数備えると共に、水平転送レジスタ
は、水平転送クロックに基づいてポテンシャルレベルが
可変される水平転送領域を複数備え、垂直転送レジスタ
では、垂直転送クロックに基づいて複数の垂直転送領域
のポテンシャルレベルを可変して、垂直方向に配列され
た各画素から読み出した信号電荷を互いに混合すること
なく垂直方向に転送するものとし、水平転送レジスタ
は、水平転送クロックに基づいて複数の水平転送領域の
ポテンシャルレベルを可変して、垂直転送レジスタから
転送された信号電荷を互いに混合することなく水平方向
に転送すると共に隣接する垂直転送レジスタ間で複数画
素分の信号電荷を転送するものである。
【００１１】
【作用】図１〜図５に示すように、垂直方向の２水平ラ
インの信号電荷を同時にリードする場合には、水平ブラ
ンキング期間ＨＢＬＫ内において２回の転送処理が行な
われる。そして、最初にリードした水平ラインに関する
信号電荷ＣＯは図１に示す垂直転送領域Ｖφ３からその
直下にある水平転送領域Ｈφ１に転送される。
インの信号電荷を同時にリードする場合には、水平ブラ
ンキング期間ＨＢＬＫ内において２回の転送処理が行な
われる。そして、最初にリードした水平ラインに関する
信号電荷ＣＯは図１に示す垂直転送領域Ｖφ３からその
直下にある水平転送領域Ｈφ１に転送される。
【００１２】次に、水平転送領域Ｈφ１，Ｈφ２，Ｈφ
１′，Ｈφ２′には水平ブランキング期間ＨＢＬＫのほ
ぼ中間位置で水平シフトクロックＳＣＫが印加されるこ
とに伴って生ずるトータル２回の電位変化によって（時
点Ｔ８とＴ９）、水平転送領域Ｈφ１に蓄えられていた
信号電荷ＣＯが、隣接する水平補助転送領域Ｈφ２′を
介してその隣の水平補助転送領域Ｈφ１′に転送され
る。つまり、図１では信号電荷は左側方向に転送され
る。
１′，Ｈφ２′には水平ブランキング期間ＨＢＬＫのほ
ぼ中間位置で水平シフトクロックＳＣＫが印加されるこ
とに伴って生ずるトータル２回の電位変化によって（時
点Ｔ８とＴ９）、水平転送領域Ｈφ１に蓄えられていた
信号電荷ＣＯが、隣接する水平補助転送領域Ｈφ２′を
介してその隣の水平補助転送領域Ｈφ１′に転送され
る。つまり、図１では信号電荷は左側方向に転送され
る。
【００１３】これと同時に水平シフトクロックＳＣＫの
２度目の電位変化（時点Ｔ９）によって、垂直転送領域
Ｖφ３からその直下の水平転送領域Ｈφ１に偶数ライン
の信号電荷ＣＥが転送される。
２度目の電位変化（時点Ｔ９）によって、垂直転送領域
Ｖφ３からその直下の水平転送領域Ｈφ１に偶数ライン
の信号電荷ＣＥが転送される。
【００１４】したがって、時点Ｔ９の段階では水平補助
転送領域Ｈφ１′に奇数ラインの信号電荷ＣＯが転送蓄
積されると同時に、水平転送領域Ｈφ１に偶数ラインの
信号電荷ＣＥが転送蓄積されていることになる。転送領
域Ｈφ１とＨφ１′との間には所定のポテンシャルによ
るバリアが形成されているので（図３参照）、両信号電
荷は混合されることはない。
転送領域Ｈφ１′に奇数ラインの信号電荷ＣＯが転送蓄
積されると同時に、水平転送領域Ｈφ１に偶数ラインの
信号電荷ＣＥが転送蓄積されていることになる。転送領
域Ｈφ１とＨφ１′との間には所定のポテンシャルによ
るバリアが形成されているので（図３参照）、両信号電
荷は混合されることはない。
【００１５】そして、次の水平走査期間に所定周波数の
水平転送クロックＨＣＫ（ＨＣＫ１，ＨＣＫ２）によっ
て、水平転送レジスタ１２に転送された２水平ライン分
の信号電荷ＣＯ，ＣＥが順次読み出されるから、信号処
理回路５０内で水平転送領域ごとに交互に振り分けれ
ば、奇数ラインと偶数ラインの信号にそれぞれ分離さ
れ、また振り分けることなく２水平転送領域同士の信号
電荷ＣＯ，ＣＥを合成すれば、インタレース走査用の撮
像信号が得られる。
水平転送クロックＨＣＫ（ＨＣＫ１，ＨＣＫ２）によっ
て、水平転送レジスタ１２に転送された２水平ライン分
の信号電荷ＣＯ，ＣＥが順次読み出されるから、信号処
理回路５０内で水平転送領域ごとに交互に振り分けれ
ば、奇数ラインと偶数ラインの信号にそれぞれ分離さ
れ、また振り分けることなく２水平転送領域同士の信号
電荷ＣＯ，ＣＥを合成すれば、インタレース走査用の撮
像信号が得られる。
【００１６】
【実施例】続いて、この発明に係る固体撮像素子の一例
を上述したＣＣＤを使用した固体撮像素子に適用した場
合につき、図面を参照して詳細に説明する。
を上述したＣＣＤを使用した固体撮像素子に適用した場
合につき、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】この発明では図６に示すように水平転送レ
ジスタとして１本の水平転送レジスタ１２が使用され、
その後段にアンプ２５と信号処理回路５０が設けられ
る。１本の水平転送レジスタ１２を用いて複数水平ライ
ンの信号電荷を混合することなく対応する水平転送領域
に転送できるようにするため、水平転送レジスタ１２に
対しては図１に示すような構成が施される。
ジスタとして１本の水平転送レジスタ１２が使用され、
その後段にアンプ２５と信号処理回路５０が設けられ
る。１本の水平転送レジスタ１２を用いて複数水平ライ
ンの信号電荷を混合することなく対応する水平転送領域
に転送できるようにするため、水平転送レジスタ１２に
対しては図１に示すような構成が施される。
【００１８】図１においては、垂直転送レジスタ１４は
３相駆動方式が採用され、水平転送レジスタ１２は２相
駆動方式が採用されている。したがって垂直方向の１画
素ピッチは３つの垂直転送領域Ｖφ１〜Ｖφ３によって
構成されることになる。画素１３（１３Ａ，１３Ｂ）に
蓄積された信号電荷は読み出しゲートＲＧを介してリー
ドされて垂直転送領域Ｖφ２に転送される。画素１３と
垂直転送レジスタ１４との間はチャネルストッパ領域Ｃ
Ｓとなされている。
３相駆動方式が採用され、水平転送レジスタ１２は２相
駆動方式が採用されている。したがって垂直方向の１画
素ピッチは３つの垂直転送領域Ｖφ１〜Ｖφ３によって
構成されることになる。画素１３（１３Ａ，１３Ｂ）に
蓄積された信号電荷は読み出しゲートＲＧを介してリー
ドされて垂直転送領域Ｖφ２に転送される。画素１３と
垂直転送レジスタ１４との間はチャネルストッパ領域Ｃ
Ｓとなされている。
【００１９】本例では、画素１３Ａ，１３Ｂの大きさは
ほぼ３つの垂直転送領域Ｖφ１〜Ｖφ３に跨るような大
きさに選定されているが、これは一例に過ぎず、その大
きさには限定されない。読み出しゲートＲＧを垂直転送
領域Ｖφ２に関連させて設けたが、他の垂直転送領域Ｖ
φ１あるいはＶφ３に対応して設けてもよい。
ほぼ３つの垂直転送領域Ｖφ１〜Ｖφ３に跨るような大
きさに選定されているが、これは一例に過ぎず、その大
きさには限定されない。読み出しゲートＲＧを垂直転送
領域Ｖφ２に関連させて設けたが、他の垂直転送領域Ｖ
φ１あるいはＶφ３に対応して設けてもよい。
【００２０】この発明では垂直方向の複数ライン分の信
号電荷を水平転送レジスタ１２に設けられた水平転送領
域に互いに混合することなく転送できるようにするた
め、隣接する２本の垂直転送レジスタ１４の間の水平転
送レジスタ１２の位置に、それぞれの水平ラインから読
み出された信号電荷を蓄える水平補助転送領域が設けら
れる。
号電荷を水平転送レジスタ１２に設けられた水平転送領
域に互いに混合することなく転送できるようにするた
め、隣接する２本の垂直転送レジスタ１４の間の水平転
送レジスタ１２の位置に、それぞれの水平ラインから読
み出された信号電荷を蓄える水平補助転送領域が設けら
れる。
【００２１】図１の例は、垂直２水平ラインの信号電荷
を同時にリードして水平転送レジスタ１２に転送できる
ようにした例であるので、最初にリードされた水平ライ
ンの信号電荷を蓄積するための２つの水平補助転送領域
Ｈφ１′，Ｈφ２′が２本の垂直転送レジスタ１４の間
に設けられている。このように２水平ラインを同時に読
み出す場合には水平補助転送領域を含めて４つの水平転
送領域（Ｈφ１，Ｈφ２，Ｈφ１′，Ｈφ２′）が水平
転送レジスタ１２の単位転送領域となる。
を同時にリードして水平転送レジスタ１２に転送できる
ようにした例であるので、最初にリードされた水平ライ
ンの信号電荷を蓄積するための２つの水平補助転送領域
Ｈφ１′，Ｈφ２′が２本の垂直転送レジスタ１４の間
に設けられている。このように２水平ラインを同時に読
み出す場合には水平補助転送領域を含めて４つの水平転
送領域（Ｈφ１，Ｈφ２，Ｈφ１′，Ｈφ２′）が水平
転送レジスタ１２の単位転送領域となる。
【００２２】単位転送領域の間でも信号電荷の転送方向
を一方向に特定するため、ポテンシャルバリアが形成さ
れている。図２はその一例を示す構成であって、同図Ｂ
が本例の構成を示す。同図Ｃは単位転送領域の平面構成
例である。図では、右側から左側に信号電荷ＣＯ，ＣＥ
が転送されるようにＣＣＤの半導体基板表面側に被着形
成されたＳiＯ2などの絶縁層２１の厚みを変えるなどの
手法により、各転送領域内でその前半部より後半部の方
がポテンシャルウエルの深さが深くなるように設定され
ている。
を一方向に特定するため、ポテンシャルバリアが形成さ
れている。図２はその一例を示す構成であって、同図Ｂ
が本例の構成を示す。同図Ｃは単位転送領域の平面構成
例である。図では、右側から左側に信号電荷ＣＯ，ＣＥ
が転送されるようにＣＣＤの半導体基板表面側に被着形
成されたＳiＯ2などの絶縁層２１の厚みを変えるなどの
手法により、各転送領域内でその前半部より後半部の方
がポテンシャルウエルの深さが深くなるように設定され
ている。
【００２３】そして、それぞれの転送領域より電極３
１，３２が導出され、ここに２相の水平転送クロックＨ
ＣＫ（ＣＬＫ１，ＣＬＫ２；図４参照）が印加されるこ
とによって同図Ｂのようなポテンシャルウエルを形成で
きる。このときには、ポテンシャルウエルの最も深い２
つのウエルに信号電荷ＣＯ，ＣＥが蓄積される。ここ
に、信号電荷ＣＯは奇数水平ラインの信号電荷であり、
ＣＥは偶数水平ラインの信号電荷である。
１，３２が導出され、ここに２相の水平転送クロックＨ
ＣＫ（ＣＬＫ１，ＣＬＫ２；図４参照）が印加されるこ
とによって同図Ｂのようなポテンシャルウエルを形成で
きる。このときには、ポテンシャルウエルの最も深い２
つのウエルに信号電荷ＣＯ，ＣＥが蓄積される。ここ
に、信号電荷ＣＯは奇数水平ラインの信号電荷であり、
ＣＥは偶数水平ラインの信号電荷である。
【００２４】因みに、図８に示した従来の構造では単位
転送領域が２つの転送領域で構成されているため、同図
Ａのようなポテンシャルウエルとなり、単位転送領域内
には１つのウエルのみにしか信号電荷を蓄積することが
できない。
転送領域が２つの転送領域で構成されているため、同図
Ａのようなポテンシャルウエルとなり、単位転送領域内
には１つのウエルのみにしか信号電荷を蓄積することが
できない。
【００２５】続いて、このように構成された固体撮像素
子１０の電荷転送動作を図３〜図５を参照して詳細に説
明する。
子１０の電荷転送動作を図３〜図５を参照して詳細に説
明する。
【００２６】図３および図４においては、その右側に垂
直転送レジスタ１４におけるポテンシャルウエルと画素
からリードされた信号電荷との関係が図示され、その左
側には水平転送レジスタ１２におけるポテンシャルウエ
ルと信号電荷との関係が図示されている。そして、左右
のポテンシャルウエルの関係は対応関係にある。
直転送レジスタ１４におけるポテンシャルウエルと画素
からリードされた信号電荷との関係が図示され、その左
側には水平転送レジスタ１２におけるポテンシャルウエ
ルと信号電荷との関係が図示されている。そして、左右
のポテンシャルウエルの関係は対応関係にある。
【００２７】さて、図３および図４は、図５に示す水平
ブランキング期間ＨＢＬＫ内の各時点Ｔ１〜Ｔ１４での
ポテンシャルウエルと信号電荷の関係を表わしているか
ら、これについて順を追って説明する。
ブランキング期間ＨＢＬＫ内の各時点Ｔ１〜Ｔ１４での
ポテンシャルウエルと信号電荷の関係を表わしているか
ら、これについて順を追って説明する。
【００２８】時点Ｔ１では、転送領域Ｖφ１〜Ｖφ３お
よびＨφ１，Ｈφ２（Ｈφ１′およびＨφ２′を含む）
に対する垂直転送クロックＶＣＫ２のレベルは図５のよ
うにハイレベルになっているので、転送領域Ｖφ２に信
号電荷ＣＯ，ＣＥが転送蓄積されている（図３Ａ′）。
この時点ではまだ水平転送レジスタ１２には信号電荷が
転送されていない（図３Ａ）。
よびＨφ１，Ｈφ２（Ｈφ１′およびＨφ２′を含む）
に対する垂直転送クロックＶＣＫ２のレベルは図５のよ
うにハイレベルになっているので、転送領域Ｖφ２に信
号電荷ＣＯ，ＣＥが転送蓄積されている（図３Ａ′）。
この時点ではまだ水平転送レジスタ１２には信号電荷が
転送されていない（図３Ａ）。
【００２９】時点Ｔ２では、垂直転送クロックＶＣＫ２
とＶＣＫ３がハイレベルとなるので、その時点で両方の
ポテンシャルレベルが高くなる（つまり、ポテンシャル
ウエルが深くなる）（図３Ｂ′）。転送領域Ｖφ３は水
平転送レジスタ１２の転送領域Ｈφ１と電位的につなが
っているので、転送領域Ｖφ３を介して信号電荷ＣＯは
転送領域Ｈφ１に転送される（図３Ｂ）。
とＶＣＫ３がハイレベルとなるので、その時点で両方の
ポテンシャルレベルが高くなる（つまり、ポテンシャル
ウエルが深くなる）（図３Ｂ′）。転送領域Ｖφ３は水
平転送レジスタ１２の転送領域Ｈφ１と電位的につなが
っているので、転送領域Ｖφ３を介して信号電荷ＣＯは
転送領域Ｈφ１に転送される（図３Ｂ）。
【００３０】時点Ｔ３では、垂直転送クロックＶＣＫ２
がローレベルに反転するので、ここのポテンシャルウエ
ルのみ浅くなり、他のポテンシャルウエルは変動がない
（図３Ｃ，Ｃ′）。
がローレベルに反転するので、ここのポテンシャルウエ
ルのみ浅くなり、他のポテンシャルウエルは変動がない
（図３Ｃ，Ｃ′）。
【００３１】時点Ｔ４では、垂直転送クロックＶＣＫ１
のみハイレベルに反転するので、偶数の水平ラインにお
ける信号電荷ＣＥは転送領域Ｖφ３とＶφ１に跨って転
送蓄積される。その他のポテンシャルウエルには変動が
ない（図３Ｄ，Ｄ′）。
のみハイレベルに反転するので、偶数の水平ラインにお
ける信号電荷ＣＥは転送領域Ｖφ３とＶφ１に跨って転
送蓄積される。その他のポテンシャルウエルには変動が
ない（図３Ｄ，Ｄ′）。
【００３２】時点Ｔ５では、垂直転送クロックＶＣＫ３
がローレベルに反転するので、信号電荷ＣＥは転送領域
Ｖφ１のみに蓄積されるから（図３Ｅ′）、これによっ
て信号電荷ＣＥが１ステップだけ転送されたことにな
る。
がローレベルに反転するので、信号電荷ＣＥは転送領域
Ｖφ１のみに蓄積されるから（図３Ｅ′）、これによっ
て信号電荷ＣＥが１ステップだけ転送されたことにな
る。
【００３３】時点Ｔ６，Ｔ７では同様に垂直転送レジス
タ１４での電荷転送処理が行なわれ、水平転送レジスタ
１２での電荷の移動はない。
タ１４での電荷転送処理が行なわれ、水平転送レジスタ
１２での電荷の移動はない。
【００３４】水平ブランキング期間ＨＢＬＫの中間時点
である時点Ｔ８になると、水平シフトクロックＳＣＫが
出力され、これで転送領域Ｈφ１に転送蓄積されていた
信号電荷ＣＯは隣の補助転送領域Ｈφ２′に移る（図３
Ｈ）。そのため、転送領域Ｈφ１の信号電荷はゼロにな
る（図３Ｈ′）。そして、この時点Ｔ９になると水平転
送クロックＨＣＫの電位関係は時点Ｔ１の状態に戻ると
共に、信号電荷ＣＯは隣の補助転送領域Ｈφ１′へ移る
（図４Ａ，Ａ′）。
である時点Ｔ８になると、水平シフトクロックＳＣＫが
出力され、これで転送領域Ｈφ１に転送蓄積されていた
信号電荷ＣＯは隣の補助転送領域Ｈφ２′に移る（図３
Ｈ）。そのため、転送領域Ｈφ１の信号電荷はゼロにな
る（図３Ｈ′）。そして、この時点Ｔ９になると水平転
送クロックＨＣＫの電位関係は時点Ｔ１の状態に戻ると
共に、信号電荷ＣＯは隣の補助転送領域Ｈφ１′へ移る
（図４Ａ，Ａ′）。
【００３５】したがって、時点Ｔ１０になると偶数の水
平ラインに関する信号電荷ＣＥが水平転送領域Ｈφ１に
転送される。それ以降は図３の場合と同様であり、時点
Ｔ１１は時点Ｔ３に対応し、時点Ｔ１２はＴ４に、時点
Ｔ１３はＴ５に、そして時点Ｔ１４はＴ７にそれぞれ対
応している。
平ラインに関する信号電荷ＣＥが水平転送領域Ｈφ１に
転送される。それ以降は図３の場合と同様であり、時点
Ｔ１１は時点Ｔ３に対応し、時点Ｔ１２はＴ４に、時点
Ｔ１３はＴ５に、そして時点Ｔ１４はＴ７にそれぞれ対
応している。
【００３６】以上の転送動作によって、２水平ラインに
わたる信号電荷ＣＯ，ＣＥが互いに混合することなく水
平ブランキング期間ＨＢＬＫ内の時間を利用して水平転
送レジスタ１２に転送されたことになる。その後は水平
走査期間となり、所定周波数（従来の２倍の周波数）の
水平転送クロックＨＣＫによって水平転送されて、端子
から２水平ラインの撮像信号が同時に得られる。
わたる信号電荷ＣＯ，ＣＥが互いに混合することなく水
平ブランキング期間ＨＢＬＫ内の時間を利用して水平転
送レジスタ１２に転送されたことになる。その後は水平
走査期間となり、所定周波数（従来の２倍の周波数）の
水平転送クロックＨＣＫによって水平転送されて、端子
から２水平ラインの撮像信号が同時に得られる。
【００３７】この撮像信号は図６に示す信号処理回路５
０に供給されて、ラインごとに使用する場合には転送領
域ごとに交互に振り分けられてそれぞれ奇数ラインと偶
数ラインの撮像信号として使用され、２水平ラインの撮
像信号を混合して用いる場合には２転送領域を単位とし
て混合処理が施される。
０に供給されて、ラインごとに使用する場合には転送領
域ごとに交互に振り分けられてそれぞれ奇数ラインと偶
数ラインの撮像信号として使用され、２水平ラインの撮
像信号を混合して用いる場合には２転送領域を単位とし
て混合処理が施される。
【００３８】図７はこの発明の他の例を示すもので、本
例では垂直方向３ラインにわたり水平ブランキング期間
ＨＢＬＫ内に水平転送レジスタ１２に転送し、その後水
平走査期間を利用して読み出すことによって３水平ライ
ンの信号電荷を互いに混合することなく読み出すことが
できるようにしたものである。
例では垂直方向３ラインにわたり水平ブランキング期間
ＨＢＬＫ内に水平転送レジスタ１２に転送し、その後水
平走査期間を利用して読み出すことによって３水平ライ
ンの信号電荷を互いに混合することなく読み出すことが
できるようにしたものである。
【００３９】このようにするためには、単位転送領域が
図示するように６つの水平転送領域Ｈφ１，Ｈφ２，Ｈ
φ１′，Ｈφ２′，Ｈφ１″，Ｈφ２″で構成され、水
平ブランキング期間ＨＢＬＫを利用して、補助転送領域
Ｈφ１″直下に最初のラインの信号電荷が転送蓄積さ
れ、次の補助転送領域Ｈφ１′直下に２ライン目の信号
電荷が転送蓄積され、そして転送領域Ｈφ１直下に３ラ
イン目の信号電荷が転送蓄積される。
図示するように６つの水平転送領域Ｈφ１，Ｈφ２，Ｈ
φ１′，Ｈφ２′，Ｈφ１″，Ｈφ２″で構成され、水
平ブランキング期間ＨＢＬＫを利用して、補助転送領域
Ｈφ１″直下に最初のラインの信号電荷が転送蓄積さ
れ、次の補助転送領域Ｈφ１′直下に２ライン目の信号
電荷が転送蓄積され、そして転送領域Ｈφ１直下に３ラ
イン目の信号電荷が転送蓄積される。
【００４０】その後、水平走査期間内に水平転送レジス
タ１２に転送された３ライン分の信号電荷を転送し、こ
れを電圧に変換すれば、３ライン分の撮像信号が個々独
立に出力させることができると共に、場合によっては適
当なライン同士の撮像信号を混合した信号として出力さ
せることができる。これは使用目的に応じて信号処理回
路５０を適宜制御すればよい。
タ１２に転送された３ライン分の信号電荷を転送し、こ
れを電圧に変換すれば、３ライン分の撮像信号が個々独
立に出力させることができると共に、場合によっては適
当なライン同士の撮像信号を混合した信号として出力さ
せることができる。これは使用目的に応じて信号処理回
路５０を適宜制御すればよい。
【００４１】上述した各実施例において、垂直転送レジ
スタ１４および水平転送レジスタ１２の駆動クロックの
相数は上例に限られるものではない。
スタ１４および水平転送レジスタ１２の駆動クロックの
相数は上例に限られるものではない。
【００４２】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る固体撮像
素子では、垂直転送レジスタから水平転送レジスタへの
信号電荷の転送時、垂直転送レジスタから転送された複
数画素分の信号電荷が互いに混合することなく水平転送
レジスタに転送されるように、それぞれの垂直転送レジ
スタに対して水平転送レジスタには複数個の水平転送領
域を設けるようにしたことを特徴とするものである。
素子では、垂直転送レジスタから水平転送レジスタへの
信号電荷の転送時、垂直転送レジスタから転送された複
数画素分の信号電荷が互いに混合することなく水平転送
レジスタに転送されるように、それぞれの垂直転送レジ
スタに対して水平転送レジスタには複数個の水平転送領
域を設けるようにしたことを特徴とするものである。
【００４３】これによれば、複数の水平ラインの信号電
荷を所定の期間内にそれぞれの信号電荷を１本の水平転
送レジスタを用いて互いに混合することなく読み出すこ
とができる。そのため、複数の水平転送レジスタを使用
することによるチャネル間のバラツキや固定パターンノ
イズなどを構成簡単に除去できる特徴を有する。そのた
め、この発明はインタレース処理やノンインタレース処
理などを行なう場合の固体撮像素子に適用して極めて好
適である。
荷を所定の期間内にそれぞれの信号電荷を１本の水平転
送レジスタを用いて互いに混合することなく読み出すこ
とができる。そのため、複数の水平転送レジスタを使用
することによるチャネル間のバラツキや固定パターンノ
イズなどを構成簡単に除去できる特徴を有する。そのた
め、この発明はインタレース処理やノンインタレース処
理などを行なう場合の固体撮像素子に適用して極めて好
適である。
【図１】この発明に係る固体撮像素子の要部の一例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図２】図１の一部の横断面図である。
【図３】信号電荷の転送状態を説明するための垂直転送
レジスタおよび水平転送レジスタにおけるポテンシャル
ウエルの図である。
レジスタおよび水平転送レジスタにおけるポテンシャル
ウエルの図である。
【図４】信号電荷の転送状態を説明するための垂直転送
レジスタおよび水平転送レジスタにおけるポテンシャル
ウエルの図である。
レジスタおよび水平転送レジスタにおけるポテンシャル
ウエルの図である。
【図５】水平ブランキング期間での動作説明に供する波
形図である。
形図である。
【図６】この発明の固体撮像素子における概略の平面図
である。
である。
【図７】この発明の他の例を示す図１と同様な平面図で
ある。
ある。
【図８】従来の固体撮像素子の平面図である。
１０ 固体撮像素子 １１ 電荷蓄積部 １２ 水平転送レジスタ １３ 画素 １４ 垂直転送レジスタ Ｖφ１〜Ｖφ３ 垂直転送領域 Ｈφ１，Ｈφ２，Ｈφ１′，Ｈφ２′ 水平転送領域
Claims (1)
- 【請求項１】 二次元に配列された複数の画素と、 前記画素の垂直方向に配列された各列の画素列に対し
て、前記画素に蓄積された信号電荷を読み出して垂直方
向に転送する垂直転送レジスタと、 前記垂直転送レジスタで転送された信号電荷を水平方向
に転送して出力する１本の水平転送レジスタとを有し、 前記垂直転送レジスタは、垂直転送クロックに基づいて
ポテンシャルレベルが可変される垂直転送領域を複数備
えると共に、前記水平転送レジスタは、水平転送クロッ
クに基づいてポテンシャルレベルが可変される水平転送
領域を複数備え、 前記垂直転送レジスタでは、前記垂直転送クロックに基
づいて前記複数の垂直転送領域のポテンシャルレベルを
可変して、前記垂直方向に配列された各画素から読み出
した信号電荷を互いに混合することなく垂直方向に転送
するものとし、 前記水平転送レジスタは、前記水平転送クロックに基づ
いて前記複数の水平転送領域のポテンシャルレベルを可
変して、前記垂直転送レジスタから転送された信号電荷
を互いに混合することなく水平方向に転送すると共に隣
接する前記垂直転送レジスタ間で複数画素分の前記信号
電荷を転送することを特徴とする固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4007406A JP3008629B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4007406A JP3008629B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05199464A JPH05199464A (ja) | 1993-08-06 |
| JP3008629B2 true JP3008629B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=11664996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4007406A Expired - Fee Related JP3008629B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3008629B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6707498B1 (en) | 1997-11-11 | 2004-03-16 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Charge transfer of solid-state image pickup device |
-
1992
- 1992-01-20 JP JP4007406A patent/JP3008629B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05199464A (ja) | 1993-08-06 |
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Legal Events
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