JP4019317B2 - Solid-state imaging device and driving method thereof - Google Patents

Solid-state imaging device and driving method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP4019317B2
JP4019317B2 JP2002366347A JP2002366347A JP4019317B2 JP 4019317 B2 JP4019317 B2 JP 4019317B2 JP 2002366347 A JP2002366347 A JP 2002366347A JP 2002366347 A JP2002366347 A JP 2002366347A JP 4019317 B2 JP4019317 B2 JP 4019317B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor array
sensor
chip lens
imaging device
linear sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002366347A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004200974A (en
Inventor
利充 永江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2002366347A priority Critical patent/JP4019317B2/en
Publication of JP2004200974A publication Critical patent/JP2004200974A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4019317B2 publication Critical patent/JP4019317B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は固体撮像装置及びその駆動方法に関する。詳しくは、第1のリニアセンサと第2のリニアセンサの間に横型のオーバーフロードレインが配設された固体撮像装置及びその駆動方法に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
入力光に応じた量の信号電荷を蓄積するフォトダイオードから成る画素が一次元的に配列され、これら画素からの信号電荷をCCD(Charge coupled device)の電荷転送方式によって出力部側に転送する電荷転送部を有するCCDリニアセンサは、コピー,ファクシミリ,OCR,パターン認識及び各種計測など、多くの分野で使用されている。
以下、図面を用いて従来の固体撮像装置について説明する。
【0003】
図5は従来のCCD固体撮像装置を説明するための模式的な構成図を示し、図6は従来のCCD固体撮像装置を説明するための模式的な断面図を示している。ここで示すCCD固体撮像装置101における第1のCCDリニアセンサ102は、フォトダイオードから成る光電変換部(画素)103が直線的に多数配列されて成る第1のセンサ列104を有し、この第1のセンサ列の一方側には各光電変換部で光電変換された信号電荷を読み出す第1の読み出しゲート105及びこの第1の読み出しゲートにより読み出された信号電荷を出力部側に転送する第1の電荷転送レジスタ106が設けられており、第1のセンサ列の他方側には第1のオーバーフローコントロールバリア107及びオーバーフロードレイン108が配設されている。
【0004】
また、従来のCCD固体撮像装置における第2のCCDリニアセンサ109は、上記した第1のCCDリニアセンサと同様に、フォトダイオードから成る光電変換部(画素)が直線的に多数配列されて成る第2のセンサ列110を有し、この第2のセンサ列の一方側には各光電変換部で光電変換された信号電荷を読み出す第2の読み出しゲート111及びこの第2の読み出しゲートにより読み出された信号電荷を出力部側に転送する第2の電荷転送レジスタ112が設けられており、第2のセンサ列の他方側には第2のオーバーフローコントロールバリア113及び上記したオーバーフロードレインが配される様に構成されている。なお、従来のCCD固体撮像装置では、第1のCCDリニアセンサにおける第1のセンサ列領域及び第2のCCDリニアセンサにおける第2のセンサ列領域が開口した遮光膜114が第1のCCDリニアセンサ及び第2のCCDリニアセンサの上方に配設されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
上記の様に構成された第1のCCDリニアセンサでは、入力光に応じて第1のセンサ列の各光電変換部に蓄積された信号電荷は、第1の読み出しゲートを介して第1の電荷転送レジスタに読み出され、読み出された信号電荷は第1の電荷転送レジスタにより順次転送された後、第1の電荷電圧変換部115において信号電圧に変換され、更にはアンプ等から成る第1の出力回路116を経て信号出力OUT1となる。なお、第1のオーバーフローコントロールバリアを溢れた信号電荷はオーバーフロードレインに捨てられることとなる。
【0006】
また、上記の様に構成された第2のCCDリニアセンサでは、上記した第1のCCDリニアセンサと同様に、入力光に応じて第2のセンサ列の各光電変換部に蓄積された信号電荷は、第2の読み出しゲートを介して第2の電荷転送レジスタに読み出され、読み出された信号電荷は第2の電荷転送レジスタにより順次転送された後、第2の電荷電圧変換部117において信号電圧に変換され、更にはアンプ等から成る第2の出力回路118を経て信号出力OUT2となる。なお、第2のオーバーフローコントロールバリアを溢れた信号電荷は、上記した第1のCCDリニアセンサと共用のオーバーフロードレインに捨てられることとなる。
【0007】
ここで、上記したCCD固体撮像装置では、第1のセンサ列及び第2のセンサ列の間にオーバーフロードレインを配設し、オーバーフローコントロールバリアを溢れた信号電荷をオーバーフロードレインに捨てることができる様に構成されているために、センサ列のオーバーフローマージンを担保することが可能となる。
【0008】
【特許文献1】
特開平9−162381号公報(第2−5頁、第1図)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のCCD固体撮像装置では、第1のCCDリニアセンサと第2のCCDリニアセンサとを隣接して配設しようとしても、第1のCCDリニアセンサと第2のCCDリニアセンサとの間にオーバーフロードレインを配設しているために第1のCCDリニアセンサと第2のCCDリニアセンサに少なくともオーバーフロードレインの幅に相当するギャップが生じてしまい、CCD固体撮像装置により撮像する際に副走査の制御が複雑になるという不都合が生じる。
【0010】
以下、第1のオーバーフローコントロールバリアの幅、第2のオーバーフローコントロールバリアの幅及びオーバーフロードレインの幅の総和が、第1のセンサ列及び第2のセンサ列の幅dと同じであるCCD固体撮像装置によって図7中符号Aで示す撮像領域を図7中符号Bで示す方向に副走査することによって撮像を行う場合を例に挙げ、図8[1]を参照して第1のCCDリニアセンサと第2のCCDリニアセンサとを隣接して配設することができないことによる不都合を説明する。なお、図7及び図8中符号(1)〜(8)は、撮像領域を距離d毎に区切った領域を表している。
【0011】
第1のCCDリニアセンサと第2のCCDリニアセンサとの間に距離dのギャップを有するCCD固体撮像装置を用いて撮像する場合には、先ず時刻tにおいて、図8[1]中(a)で示す様に、第1のCCDリニアセンサにより図8[1]中符号(3)で示す領域、第2のCCDリニアセンサにより図8[1]中符号(1)で示す領域の撮像を行う。
【0012】
次に、CCD固体撮像装置を距離dの副走査を行い、時刻tにおいて、図8[1]中(b)で示す様に、第1のCCDリニアセンサにより図8[1]中符号(4)で示す領域、第2のCCDリニアセンサにより図8[1]中符号(2)で示す領域の撮像を行う。
【0013】
続いて、CCD固体撮像装置を距離3dの副走査を行い、時刻tにおいて、図8[1]中(c)で示す様に、第1のCCDリニアセンサにより図8[1]中符号(7)で示す領域、第2のCCDリニアセンサにより図8[1]中符号(5)で示す領域の撮像を行う。
【0014】
次に、CCD固体撮像装置を距離dの副走査を行い、時刻tにおいて、図8[1]中(d)で示す様に、第1のCCDリニアセンサにより図8[1]中符号(8)で示す領域、第2のCCDリニアセンサにより図8[1]中符号(6)で示す領域の撮像を行う。
【0015】
上記の様な副走査を行うことにより、全ての撮像領域の撮像を行うのであるが、時刻t〜t及び時刻t〜tにおける副走査距離がdであるのに対して、時刻t〜tにおける副走査距離は3dであり、第1のCCDリニアセンサと第2のCCDリニアセンサとの間にオーバーフロードレインの存在に起因する距離のギャップが存在するために、副走査が不規則になり、副走査の制御が困難になるという不都合が生じてしまう。
【0016】
なお、上記の説明では第1のCCDリニアセンサと第2のCCDリニアセンサとの間のギャップが第1のセンサ列及び第2のセンサ列の幅と等しい距離dである場合を例に挙げて説明を行ったが、第1のCCDリニアセンサと第2のCCDリニアセンサとのギャップが距離dよりも大きい場合及び距離dよりも小さい場合であっても、上記と同様の不都合が生じる。
また、上記の説明では各時刻において、CCD固体撮像装置を撮像領域の所定位置で静止して撮像する場合を例に挙げて説明を行ったが、CCD固体撮像装置が静止すること無く移動しながら撮像する場合であっても、所定位置で静止して撮像する場合と同様にCCD固体撮像装置の副走査の制御が困難になるという不都合が生じてしまう。
【0017】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、撮像の際の副走査が規則的であり、副走査の制御が容易である固体撮像装置及びその駆動方法を提供することを目的とするものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置は、第1のセンサ列、該第1のセンサ列で光電変換された信号電荷を読み出す第1の読み出しゲート及び該第1の読み出しゲートを介して読み出された信号電荷を転送する第1の電荷転送レジスタを有する第1のリニアセンサと、第2のセンサ列、該第2のセンサ列で光電変換された信号電荷を読み出す第2の読み出しゲート及び該第2の読み出しゲートを介して読み出された信号電荷を転送する第2の電荷転送レジスタを有する第2のリニアセンサと、前記第1のリニアセンサと前記第2のリニアセンサの間に配設されたオーバーフロードレインとを有する固体撮像装置において、前記オーバーフロードレインに入射する光を前記第1のセンサ列に集光する第1のオンチップレンズと、該第1のオンチップレンズとの間隔が小または零であり、前記オーバーフロードレインに入射する光を前記第2のセンサ列に集光する第2のオンチップレンズとを備え、前記第1のオンチップレンズの光学中心と前記第2のオンチップレンズの光学中心との距離が、前記第1のセンサ列及び前記第2のセンサ列の単位蓄積時間における副走査距離の1/2倍である。
【0019】
ここで、オーバーフロードレインに入射する光を第1のセンサ列に集光する第1のオンチップレンズと間隔が小または零であり、オーバーフロードレインに入射する光を第2のセンサ列に集光する第2のオンチップレンズによって、第1のリニアセンサと第2のリニアセンサとを隣接して配設した場合と略同様に、第1のリニアセンサ及び第2のリニアセンサにより入射光を感知することができる。また、第1のオンチップレンズの光学中心と第2のオンチップレンズの光学中心との距離が、第1のセンサ列及び第2のセンサ列の単位蓄積時間、即ち、先発の読み出し電圧の印加時から後発の読み出し電圧の印加時までの時間における副走査距離の1/2倍であることによって、撮像領域を過不足無く撮像することができる。
【0020】
以下、図7で説明した撮像領域と同様の撮像領域を、第1のセンサ列及び第2のセンサ列の単位蓄積時間に2dの距離の副走査を行って撮像する場合を例に挙げて、第1のオンチップレンズの光学中心と第2のオンチップレンズの光学中心との距離が、第1のセンサ列及び第2のセンサ列の単位蓄積時間における副走査距離の1/2倍よりも大きな場合及び第1のオンチップレンズの光学中心と第2のオンチップレンズの光学中心との距離が、第1のセンサ列及び第2のセンサ列の単位蓄積時間における副走査距離の1/2倍よりも小さな場合には撮像領域を過不足無く撮像できないことを説明する。なお、図8[2]及び図8[3]中符号Cは第1のオンチップレンズを示し、符号Dは第2のオンチップレンズを示している。即ち、符号Cは第1のCCDリニアセンサで撮像できる領域を示し、符号Dは第2のCCDリニアセンサで撮像ができる領域を示している。
【0021】
さて、第1のオンチップレンズの光学中心と第2のオンチップレンズの光学中心との距離が、第1のセンサ列及び第2のセンサ列の単位蓄積時間における副走査距離2dの1/2倍よりも大きな場合、例えば1.5dである場合には、先ず時刻tにおいて、図8[2]中(a)で示す様に、第1のCCDリニアセンサにより図8[2]中符号(2−2)で示す図8[2]中符号(2)で示す領域の半分の領域及び図8[2]中符号(3)で示す領域、第2のCCDリニアセンサにより図8[2]中符号(1)で示す領域及び図8[2]中符号(2−1)で示す図8[2]中符号(2)で示す領域の半分の領域の撮像を行い、続いて、CCD固体撮像装置を距離2dの副走査を行うと、時刻tにおいて、図8[2]中(b)で示す様に、第1のCCDリニアセンサにより図8[2]中符号(4−2)で示す図8[2]中符号(4)で示す領域の半分の領域及び図8[2]中符号(5)で示す領域、第2のCCDリニアセンサにより図8[2]中符号(3)で示す領域及び図8[2]中符号(4−1)で示す図8[2]中符号(4)で示す領域の半分の領域の撮像を行うことになるのであるが、図8[2]中符号(3)で示す領域については、時刻t及び時刻tで重複して撮像することとなり不要な撮像時間を発生させるため、実際の撮像には適さない。
【0022】
また、第1のオンチップレンズの光学中心と第2のオンチップレンズの光学中心との距離が、第1のセンサ列及び第2のセンサ列の単位蓄積時間における副走査距離2dの1/2倍よりも小さな場合、例えば0.5dである場合には、先ず時刻tにおいて、図8[3]中(a)で示す様に、第1のCCDリニアセンサにより図8[3]中符号(1−2)で示す図8[3]中符号(1)で示す領域の半分の領域、第2のCCDリニアセンサにより図8[3]中符号(1−1)で示す図8[3]中符号(1)で示す領域の半分の領域の撮像を行い、続いて、CCD固体撮像装置を距離2dの副走査を行うと、時刻tにおいて、図8[3]中(b)で示す様に、第1のCCDリニアセンサにより図8[3]中符号(3−2)で示す図8[3]中符号(3)で示す領域の半分の領域、第2のCCDリニアセンサにより図8[3]中符号(3−1)で示す図8[3]中符号(3)で示す領域の半分の領域の撮像を行うことになるのであるが、図8[3]中符号(2)で示す領域については、時刻t及び時刻tのいずれにおいても撮像しないこととなってしまう。
【0023】
即ち、第1のオンチップレンズの光学中心と第2のオンチップレンズの光学中心との距離が第1のセンサ列及び第2のセンサ列の単位蓄積時間における副走査距離2dの1/2倍よりも大きな場合及び第1のオンチップレンズの光学中心と第2のオンチップレンズの光学中心との距離が第1のセンサ列及び第2のセンサ列の単位蓄積時間における副走査距離2dの1/2倍よりも小さな場合にはいずれも撮像領域を過不足無く撮像できない。なお、第1のオンチップレンズの光学中心と第2のオンチップレンズの光学中心との距離が第1のセンサ列及び第2のセンサ列の単位蓄積時間における副走査距離2dの1/2倍である場合における固体撮像装置の具体的な駆動方法、即ち、撮像領域を過不足無く撮像する場合については以下で説明を行う。
【0024】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置の駆動方法は、第1のセンサ列、該第1のセンサ列で光電変換された信号電荷を読み出す第1の読み出しゲート及び該第1の読み出しゲートを介して読み出された信号電荷を転送する第1の電荷転送レジスタを有する第1のリニアセンサと、第2のセンサ列、該第2のセンサ列で光電変換された信号電荷を読み出す第2の読み出しゲート及び該第2の読み出しゲートを介して読み出された信号電荷を転送する第2の電荷転送レジスタを有する第2のリニアセンサと、
前記第1のリニアセンサと前記第2のリニアセンサの間に配設されたオーバーフロードレインと、前記オーバーフロードレインに入射する光を前記第1のセンサ列に集光する第1のオンチップレンズと、該第1のオンチップレンズとの間隔が小または零であり、前記オーバーフロードレインに入射する光を前記第2のセンサ列に集光する第2のオンチップレンズとを備える固体撮像装置の駆動方法であって、前記第1のセンサ列及び前記第2のセンサ列の単位蓄積時間に、前記第1のオンチップレンズの光学中心と前記第2のオンチップレンズの光学中心との距離の2倍の距離を副走査する。
【0025】
ここで、第1のセンサ列及び第2のセンサ列の単位蓄積時間に、第1のオンチップレンズの光学中心と第2のオンチップレンズの光学中心との距離の2倍の距離を副走査することによって、撮像領域を過不足無く撮像することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【0027】
図1は本発明を適用した固体撮像装置の一例を説明するための模式的な断面図であり、ここで示すCCD固体撮像装置1における第1のCCDリニアセンサ2は、上記した従来のCCD固体撮像装置における第1のCCDリニアセンサと同様に、フォトダイオードから成る光電変換部(画素)が直線的に多数配列されて成る第1のセンサ列3を有し、この第1のセンサ列の一方側には各光電変換部で光電変換された信号電荷を読み出す第1の読み出しゲート4及びこの第1の読み出しゲートにより読み出された信号電荷を出力部側に転送する第1の電荷転送レジスタ5が設けられており、第1のセンサ列の他方側には第1のオーバーフローコントロールバリア6及びオーバーフロードレイン7が配設されている。
更に、第1のオーバーフローコントロールバリア及びオーバーフロードレインに入射する光を第1のセンサ列に集光する第1のオンチップレンズ8が第1のセンサ列の上方に配設されている。
【0028】
ここで、図1中符号aで示す第1のオンチップレンズの幅は第1のセンサ列の幅と同一となる様に形成されており、図1中符号bで示す第1のオンチップレンズにより集光された光が入射する領域以外の領域は、アルミニウム膜9により遮光がなされている。
即ち、第1のオンチップレンズの幅が第1のセンサ列の幅と同一であると共に、第1のセンサ列のうち第1のオンチップレンズにより集光された光が入射する領域以外の領域について遮光がなされる様に構成されることにより、第1のセンサ列が第1のオンチップレンズが設けられた位置で入射光を感知した場合と同様の出力を第1のCCDリニアセンサから得ることができる。
【0029】
また、本発明を適用したCCD固体撮像装置の一例における第2のCCDリニアセンサ10は、上記した第1のCCDリニアセンサと同様に、フォトダイオードから成る光電変換部(画素)が直線的に多数配列されて成る第2のセンサ列11を有し、この第2のセンサ列の一方側には各光電変換部で光電変換された信号電荷を読み出す第2の読み出しゲート12及びこの第2の読み出しゲートにより読み出された信号電荷を出力部側に転送する第2の電荷転送レジスタ13が設けられており、第2のセンサ列の他方側には第2のオーバーフローコントロールバリア14及び上記したオーバーフロードレインが配される様に構成されている。即ち、オーバーフロードレインを挟んで第1のCCDリニアセンサと第2のCCDリニアセンサとが線対称となる様に構成されている。
更に、第2のオーバーフローコントロールバリア及びオーバーフロードレインに入射する光を第2のセンサ列に集光する第2のオンチップレンズ15が第2のセンサ列の上方であり、上記した第1のオンチップレンズとの間隔が小または零となる様に配設されている。
【0030】
ここで、上記した第1のオンチップレンズと同様に、図1中符号cで示す第2のオンチップレンズの幅は第2のセンサ列の幅と同一となる様に形成されており、図1中符号dで示す第2のオンチップレンズにより集光された光が入射する領域以外の領域は、アルミニウム膜により遮光がなされている。
即ち、第2のオンチップレンズの幅が第2のセンサ列の幅と同一であると共に、第2のセンサ列のうち第2のオンチップレンズにより集光された光が入射する領域以外の領域について遮光がなされる様に構成されたことにより、第2のセンサ列が第2のオンチップレンズが設けられた位置で入射光を感知した場合と同様の出力を第2のCCDリニアセンサから得ることができる。
また、本発明を適用したCCD固体撮像装置の一例では、第1のセンサ列の幅と第2のセンサ列の幅とは同一となるように形成されているために、第1のオンチップレンズの幅と第2のオンチップレンズの幅は同一である。
【0031】
なお、第1のオンチップレンズは第1のオーバーフローコントロールバリア及びオーバーフロードレインに入射する光を第1のセンサ列に集光することができれば充分であって、第1のオーバーフローコントロールバリア及びオーバーフロードレインに入射する光を第1のセンサ列に集光することができるのであれば、第1のオンチップレンズはいかなる形状であっても良く、図2(a)で示す様に、画素毎に凸部が形成された形状であっても良いし、図2(b)で示す様に、第1のセンサ列全体として凸部が形成された形状であっても良い。
同様に、第2のオンチップレンズは第2のオーバーフローコントロールバリア及びオーバーフロードレインに入射する光を第2のセンサ列に集光することができれば充分であって、第2のオーバーフローコントロールバリア及びオーバーフロードレインに入射する光を第2のセンサ列に集光することができるのであれば、第2のオンチップレンズはいかなる形状であっても良く、画素毎に凸部が形成された形状であっても良いし、第2のセンサ列全体として凸部が形成された形状であっても良い。
【0032】
また、上記した様に、第1のオンチップレンズは第1のオーバーフローコントロールバリア及びオーバーフロードレインに入射する光を第1のセンサ列に集光することができれば充分であって、必ずしも第1のオンチップレンズの幅が第1のセンサ列の幅と同一となる様に形成される必要は無い。なお、CCD固体撮像装置の縮小化の観点からは、図3で示す様に、第1のセンサ列の幅が第1のオンチップレンズにより集光された光が入射する領域の幅と同一となる様な構成とした方が好ましい。
同様に、第2のオンチップレンズは第2のオーバーフローコントロールバリア及びオーバーフロードレインに入射する光を第2のセンサ列に集光することができれば充分であって、必ずしも第2のオンチップレンズの幅が第2のセンサ列の幅と同一となる様に形成される必要は無い。なお、CCD固体撮像装置の縮小化の観点からは、第1のセンサ列の場合と同様に、第2のセンサ列の幅が第2のオンチップレンズにより集光された光が入射する領域の幅と同一となる様な構成とした方が好ましい。
【0033】
上記の様に構成された第1のCCDリニアセンサでは、第1のオンチップレンズで集光され、第1のセンサ列に入射した入力光に応じて第1のセンサ列の各光電変換部に蓄積された信号電荷は、第1の読み出しゲートを介して第1の電荷転送レジスタにより順次転送される。なお、第1のオーバーフローコントロールバリアを溢れた信号電荷は、上記した従来のCCD固体撮像装置におけるCCDリニアセンサと同様に、オーバーフロードレインに捨てられることとなる。
【0034】
また、上記の様に構成された第2のCCDリニアセンサでは、上記した第1のCCDリニアセンサと同様に、第2のオンチップレンズで集光され、第2のセンサ列に入射した入力光に応じて第2のセンサ列の各光電変換部に蓄積された信号電荷は、第2の読み出しゲートを介して第2の電荷転送レジスタにより順次転送される。なお、第2のオーバーフローコントロールバリアを溢れた信号電荷は、上記した第1のCCDリニアセンサと共用のオーバーフロードレインに捨てられることとなる。
【0035】
以下、上記の様に構成された第1のCCDリニアセンサ及び第2のCCDリニアセンサを備えるCCD固体撮像装置の駆動方法について説明する。即ち、本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例を、第1のオンチップレンズの幅及び第2のオンチップレンズの幅がdであり、第1のセンサ列及び第2のセンサ列の単位蓄積時間に、第1のオンチップレンズの光学中心と第2のオンチップレンズの光学中心との距離dの2倍の距離である2dの副走査を行い、図4中符号eで示す撮像領域を撮像するCCD固体撮像装置の駆動方法を例に挙げて説明する。なお、図4中符号(1)〜(8)は、撮像領域を距離d毎に区切った領域を表している。また、図4中符号fは第1のオンチップレンズを示し、符号gは第2のオンチップレンズを示している。即ち、符号fは第1のCCDリニアセンサで撮像できる領域を示し、符号gは第2のCCDリニアセンサで撮像できる領域を示している。
【0036】
本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例では、先ず時刻tにおいて、図4(a)で示す様に、第1のCCDリニアセンサにより図4中符号(2)で示す領域、第2のCCDリニアセンサにより図4中符号(1)で示す領域の撮像を行う。
【0037】
次に、CCD固体撮像装置を距離2dの副走査を行い、時刻tにおいて、図4(b)で示す様に、第1のCCDリニアセンサにより図4中符号(4)で示す領域、第2のCCDリニアセンサにより図4中符号(3)で示す領域の撮像を行う。
【0038】
続いて、CCD固体撮像装置を距離2dの副走査を行い、時刻tにおいて、図4(c)で示す様に、第1のCCDリニアセンサにより図4中符号(6)で示す領域、第2のCCDリニアセンサにより図4中符号(5)で示す領域の撮像を行う。
【0039】
次に、CCD固体撮像装置を距離2dの副走査を行い、時刻tにおいて、図4(d)で示す様に、第1のCCDリニアセンサにより図4中符号(8)で示す領域、第2のCCDリニアセンサにより図4中符号(7)で示す領域の撮像を行う。
【0040】
上記した様に、本発明を適用した固体撮像装置の一例では、第1のセンサ列と第2のセンサ列との間にオーバーフロードレインが配設されていることにより、オーバーフローコントロールバリアを溢れた信号電荷をオーバーフロードレインに捨てることができ、センサ列のオーバーフローマージンを担保することができると共に、時刻t〜t、時刻t〜t及び時刻t〜tのいずれの場合も規則的に距離2dの副走査を行うことによって全ての撮像領域を過不足無く撮像することができ、副走査の制御が容易である。
【0041】
なお、上記の説明では各時刻において、CCD固体撮像装置を撮像領域の所定位置で静止して撮像する場合を例に挙げて説明を行ったが、CCD固体撮像装置が静止すること無く移動しながら撮像する場合であっても、所定位置で静止して撮像する場合と同様に規則的にCCD固体撮像装置の副走査を行うことによって全ての撮像領域を過不足無く撮像することができる。
【0042】
【発明の効果】
以上述べてきた如く、本発明の固体撮像装置及び固体撮像装置の駆動方法によれば、撮像の際の副走査が規則的であり、副走査の制御が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したCCD固体撮像装置の一例を説明するための模式的な断面図である。
【図2】オンチップレンズの形状を説明するための斜視図である。
【図3】本発明を適用したCCD固体撮像装置の他の一例を説明するための模式的な断面図である。
【図4】本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例を説明するための模式的な図である。
【図5】従来のCCD固体撮像装置を説明するための模式的な構成図である。
【図6】従来のCCD固体撮像装置を説明するための模式的な断面図である。
【図7】撮像工程を説明するための斜視図である。
【図8】撮像工程を説明するための模式的な図である。
【符号の説明】
1 CCD固体撮像装置
2 CCDリニアセンサ
3 第1のセンサ列
4 第1の読み出しゲート
5 第1の電荷転送レジスタ
6 第1のオーバーフローコントロールバリア
7 オーバーフロードレイン
8 第1のオンチップレンズ
9 アルミニウム膜
10 第2のCCDリニアセンサ
11 第2のセンサ列
12 第2の読み出しゲート
13 第2の電荷転送レジスタ
14 第2のオーバーフローコントロールバリア
15 第2のオンチップレンズ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solid-state imaging device and a driving method thereof. Specifically, the present invention relates to a solid-state imaging device in which a horizontal overflow drain is disposed between a first linear sensor and a second linear sensor, and a driving method thereof.
[0002]
[Prior art]
Pixels that are made up of photodiodes that accumulate signal charges in an amount corresponding to input light are one-dimensionally arranged, and signal charges from these pixels are transferred to the output unit side by a charge transfer method of a CCD (Charge coupled device). A CCD linear sensor having a transfer unit is used in many fields such as copying, facsimile, OCR, pattern recognition, and various measurements.
Hereinafter, a conventional solid-state imaging device will be described with reference to the drawings.
[0003]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram for explaining a conventional CCD solid-state imaging device, and FIG. 6 is a schematic sectional view for explaining a conventional CCD solid-state imaging device. The first CCD linear sensor 102 in the CCD solid-state imaging device 101 shown here has a first sensor array 104 in which a large number of photoelectric conversion units (pixels) 103 made of photodiodes are linearly arranged. On one side of one sensor row, a first readout gate 105 that reads out signal charges photoelectrically converted by each photoelectric conversion unit and a signal charge that is read out by the first readout gate are transferred to the output unit side. One charge transfer register 106 is provided, and a first overflow control barrier 107 and an overflow drain 108 are disposed on the other side of the first sensor array.
[0004]
Further, the second CCD linear sensor 109 in the conventional CCD solid-state imaging device is a first CCD linear sensor in which a number of photoelectric conversion units (pixels) each including a photodiode are linearly arranged in the same manner as the first CCD linear sensor described above. Two sensor rows 110 are provided, and one side of the second sensor row 110 is read by a second read gate 111 for reading signal charges photoelectrically converted by each photoelectric conversion unit and the second read gate. The second charge transfer register 112 for transferring the signal charge to the output unit side is provided, and the second overflow control barrier 113 and the overflow drain are arranged on the other side of the second sensor row. It is configured. In the conventional CCD solid-state imaging device, the first CCD linear sensor includes the light shielding film 114 in which the first sensor row region in the first CCD linear sensor and the second sensor row region in the second CCD linear sensor are opened. And it is arrange | positioned above the 2nd CCD linear sensor (for example, refer patent document 1).
[0005]
In the first CCD linear sensor configured as described above, the signal charge accumulated in each photoelectric conversion unit of the first sensor array in accordance with the input light is transmitted through the first readout gate. The signal charges read out to the transfer register are sequentially transferred by the first charge transfer register, then converted into a signal voltage by the first charge-voltage converter 115, and further, a first amplifier comprising an amplifier or the like. Through the output circuit 116, the signal output OUT1. Note that the signal charge overflowing the first overflow control barrier is discarded to the overflow drain.
[0006]
Further, in the second CCD linear sensor configured as described above, similarly to the first CCD linear sensor described above, the signal charges accumulated in the respective photoelectric conversion units of the second sensor array in accordance with the input light. Is read to the second charge transfer register through the second read gate, and the read signal charges are sequentially transferred by the second charge transfer register, and then in the second charge voltage converter 117. The signal is converted into a signal voltage, and further becomes a signal output OUT2 through a second output circuit 118 including an amplifier or the like. Note that the signal charge overflowing the second overflow control barrier is discarded to the overflow drain shared with the first CCD linear sensor.
[0007]
Here, in the CCD solid-state imaging device described above, an overflow drain is provided between the first sensor row and the second sensor row so that the signal charge overflowing the overflow control barrier can be discarded to the overflow drain. Since it is configured, it is possible to ensure the overflow margin of the sensor array.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-9-162381 (page 2-5, FIG. 1)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional CCD solid-state imaging device described above, even if the first CCD linear sensor and the second CCD linear sensor are arranged adjacent to each other, the first CCD linear sensor and the second CCD linear sensor Since an overflow drain is disposed between the first CCD linear sensor and the second CCD linear sensor, a gap corresponding to at least the width of the overflow drain is formed in the first CCD linear sensor and the CCD solid-state imaging device. There arises a disadvantage that the sub-scan control is complicated.
[0010]
Hereinafter, a CCD solid-state imaging device in which the sum of the width of the first overflow control barrier, the width of the second overflow control barrier, and the width of the overflow drain is the same as the width d of the first sensor row and the second sensor row 7 exemplifies a case where imaging is performed by sub-scanning the imaging area indicated by reference numeral A in FIG. 7 in the direction indicated by reference numeral B in FIG. 7, and the first CCD linear sensor and the first CCD linear sensor are referred to with reference to FIG. The inconvenience caused by the fact that the second CCD linear sensor cannot be disposed adjacent to the second CCD linear sensor will be described. 7 and 8, reference numerals (1) to (8) represent areas obtained by dividing the imaging area for each distance d.
[0011]
When imaging is performed using a CCD solid-state imaging device having a gap of a distance d between the first CCD linear sensor and the second CCD linear sensor, first, the time t 1 As shown in FIG. 8 [1] in FIG. 8A, the first CCD linear sensor indicates the area indicated by reference numeral (3) in FIG. 8 [1], and the second CCD linear sensor in FIG. 8 [1]. The area indicated by reference numeral (1) is imaged.
[0012]
Next, the CCD solid-state imaging device is sub-scanned at a distance d, and time t 2 In FIG. 8 [1], as shown by (b) in FIG. 8 [1], the first CCD linear sensor shows the area indicated by reference numeral (4) in FIG. 8 [1], and the second CCD linear sensor shows in FIG. 8 [1]. The area indicated by reference numeral (2) is imaged.
[0013]
Subsequently, the CCD solid-state imaging device is sub-scanned at a distance of 3d, and time t 3 In FIG. 8 [1], as shown by (c) in FIG. 8 [1], the first CCD linear sensor shows the region indicated by reference numeral (7) in FIG. 8 [1], and the second CCD linear sensor shows in FIG. 8 [1]. The area indicated by reference numeral (5) is imaged.
[0014]
Next, the CCD solid-state imaging device is sub-scanned at a distance d, and time t 4 8 [1], the area indicated by the reference numeral (8) in FIG. 8 [1] by the first CCD linear sensor and the second CCD linear sensor in FIG. The area indicated by reference numeral (6) is imaged.
[0015]
By performing the sub-scanning as described above, the entire imaging area is imaged, but at time t. 1 ~ T 2 And time t 3 ~ T 4 While the sub-scanning distance at d is d, time t 2 ~ T 3 The sub-scanning distance is 3d, and there is a gap of distance due to the presence of the overflow drain between the first CCD linear sensor and the second CCD linear sensor, so that the sub-scanning becomes irregular, There arises a disadvantage that it becomes difficult to control the sub-scanning.
[0016]
In the above description, the case where the gap between the first CCD linear sensor and the second CCD linear sensor is a distance d equal to the width of the first sensor array and the second sensor array is taken as an example. As described above, even when the gap between the first CCD linear sensor and the second CCD linear sensor is larger than the distance d and smaller than the distance d, the same disadvantage as described above occurs.
Further, in the above description, the case where the CCD solid-state imaging device is captured at a predetermined position in the imaging region is described as an example at each time. However, while the CCD solid-state imaging device moves without being stationary, Even in the case of imaging, the inconvenience that it becomes difficult to control the sub-scan of the CCD solid-state imaging device is the same as in the case of imaging at a predetermined position.
[0017]
The present invention has been made in view of the above points, and provides a solid-state imaging device and a driving method thereof in which sub-scanning during imaging is regular and sub-scan control is easy. It is the purpose.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a solid-state imaging device according to the present invention includes a first sensor array, a first readout gate that reads out signal charges photoelectrically converted by the first sensor array, and the first readout. A first linear sensor having a first charge transfer register for transferring a signal charge read out through a gate; a second sensor array; and a second sensor array for reading out a signal charge photoelectrically converted by the second sensor array. A second linear sensor having a second read gate and a second charge transfer register for transferring a signal charge read through the second read gate; the first linear sensor; and the second linear sensor. In a solid-state imaging device having an overflow drain disposed between sensors, a first on-chip lens that focuses light incident on the overflow drain onto the first sensor array A second on-chip lens that collects light incident on the overflow drain on the second sensor array, the distance between the first on-chip lens being small or zero, and the first on-chip lens. The distance between the optical center of the on-chip lens and the optical center of the second on-chip lens is ½ times the sub-scanning distance in the unit accumulation time of the first sensor array and the second sensor array. .
[0019]
Here, the interval between the light incident on the overflow drain and the first on-chip lens for condensing the light on the first sensor array is small or zero, and the light incident on the overflow drain is condensed on the second sensor array. Incident light is detected by the first linear sensor and the second linear sensor in the same manner as in the case where the first linear sensor and the second linear sensor are disposed adjacent to each other by the second on-chip lens. be able to. The distance between the optical center of the first on-chip lens and the optical center of the second on-chip lens is the unit accumulation time of the first sensor array and the second sensor array, that is, the application of the first read voltage. Since the sub-scanning distance is ½ times the time from the time to the application of the subsequent readout voltage, the imaging region can be imaged without excess or deficiency.
[0020]
Hereinafter, as an example, an imaging region similar to the imaging region described in FIG. 7 is imaged by performing sub-scanning at a distance of 2d during the unit accumulation time of the first sensor row and the second sensor row. The distance between the optical center of the first on-chip lens and the optical center of the second on-chip lens is more than ½ times the sub-scanning distance in the unit accumulation time of the first sensor array and the second sensor array. When the distance is large, the distance between the optical center of the first on-chip lens and the optical center of the second on-chip lens is ½ of the sub-scanning distance in the unit accumulation time of the first sensor array and the second sensor array. If it is smaller than double, it will be explained that the imaging area cannot be imaged without excess or deficiency. In FIG. 8 [2] and FIG. 8 [3], symbol C indicates a first on-chip lens, and symbol D indicates a second on-chip lens. That is, the symbol C indicates an area that can be imaged by the first CCD linear sensor, and the symbol D indicates an area that can be imaged by the second CCD linear sensor.
[0021]
Now, the distance between the optical center of the first on-chip lens and the optical center of the second on-chip lens is 1/2 of the sub-scanning distance 2d in the unit accumulation time of the first sensor array and the second sensor array. If it is greater than twice, for example 1.5d, first the time t 1 8 [2], the area indicated by the reference numeral (2) in FIG. 8 [2] indicated by the reference numeral (2-2) in FIG. 8 [2] by the first CCD linear sensor. 8 and the area indicated by reference numeral (3) in FIG. 8 [2], the area indicated by reference numeral (1) in FIG. 8 [2] by the second CCD linear sensor, and the reference numeral (2- When a half area of the area indicated by reference numeral (2) in FIG. 8 [2] shown in FIG. 8 [2] is taken, and then the CCD solid-state imaging device is sub-scanned at a distance 2d, time t 2 8 [2], the area indicated by the reference numeral (4) in FIG. 8 [2] indicated by the reference numeral (4-2) in FIG. 8 [2] by the first CCD linear sensor. And a region indicated by reference numeral (5) in FIG. 8 [2], a region indicated by reference numeral (3) in FIG. 8 [2] by the second CCD linear sensor, and a reference numeral (4- An area half of the area indicated by reference numeral (4) in FIG. 8 [2] shown in FIG. 8 [1] is imaged, but the area indicated by reference numeral (3) in FIG. 1 And time t 2 In this case, it is not suitable for actual imaging because it causes redundant imaging and generates unnecessary imaging time.
[0022]
Further, the distance between the optical center of the first on-chip lens and the optical center of the second on-chip lens is ½ of the sub-scanning distance 2d in the unit accumulation time of the first sensor array and the second sensor array. If it is smaller than twice, for example 0.5d, first the time t 1 8 [3], the area indicated by reference numeral (1) in FIG. 8 [3] indicated by reference numeral 1-2 in FIG. 8 [3] by the first CCD linear sensor. The second CCD linear sensor performs imaging of a half of the area indicated by reference numeral (1-1) in FIG. 8 [3] and the area indicated by reference numeral (1) in FIG. 8 [3]. When the CCD solid-state imaging device performs sub-scanning at a distance 2d, time t 2 8 [3], the area indicated by reference numeral (3) in FIG. 8 [3] indicated by reference numeral (3-2) in FIG. 8 [3] by the first CCD linear sensor. The second CCD linear sensor is used to image the half of the area indicated by reference numeral (3-1) in FIG. 8 [3] and half of the area indicated by reference numeral (3) in FIG. 8 [3]. For the region indicated by reference numeral (2) in FIG. 8 [3], the time t 1 And time t 2 In either case, no image is taken.
[0023]
That is, the distance between the optical center of the first on-chip lens and the optical center of the second on-chip lens is ½ times the sub-scanning distance 2d in the unit accumulation time of the first sensor array and the second sensor array. And the distance between the optical center of the first on-chip lens and the optical center of the second on-chip lens is 1 of the sub-scanning distance 2d in the unit accumulation time of the first sensor row and the second sensor row. If it is smaller than 2 times, it is not possible to take an image of the imaging area without excess or deficiency. Note that the distance between the optical center of the first on-chip lens and the optical center of the second on-chip lens is 1/2 times the sub-scanning distance 2d in the unit accumulation time of the first sensor array and the second sensor array. A specific driving method of the solid-state imaging device in this case, that is, a case where the imaging region is imaged without excess or deficiency will be described below.
[0024]
In order to achieve the above object, a method for driving a solid-state imaging device according to the present invention includes a first sensor row, a first readout gate that reads out signal charges photoelectrically converted by the first sensor row, and A first linear sensor having a first charge transfer register for transferring a signal charge read through the first read gate, a second sensor array, and a photoelectric conversion by the second sensor array A second linear sensor having a second readout gate for reading out the signal charge and a second charge transfer register for transferring the signal charge read out through the second readout gate;
An overflow drain disposed between the first linear sensor and the second linear sensor; a first on-chip lens that focuses light incident on the overflow drain onto the first sensor array; A solid-state imaging device driving method comprising: a second on-chip lens that has a small or zero interval from the first on-chip lens and condenses light incident on the overflow drain on the second sensor array. The unit accumulation time of the first sensor array and the second sensor array is twice the distance between the optical center of the first on-chip lens and the optical center of the second on-chip lens. Sub-scan the distance.
[0025]
Here, in the unit accumulation time of the first sensor row and the second sensor row, sub-scanning is performed by double the distance between the optical center of the first on-chip lens and the optical center of the second on-chip lens. By doing so, it is possible to pick up an image of the imaging region without excess or deficiency.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings to provide an understanding of the present invention.
[0027]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of a solid-state imaging device to which the present invention is applied. The first CCD linear sensor 2 in the CCD solid-state imaging device 1 shown here is the conventional CCD solid-state device described above. Similar to the first CCD linear sensor in the image pickup apparatus, it has a first sensor row 3 in which a large number of photoelectric conversion units (pixels) made of photodiodes are linearly arranged, and one of the first sensor rows. On the side, a first readout gate 4 that reads out the signal charge photoelectrically converted by each photoelectric conversion unit, and a first charge transfer register 5 that transfers the signal charge read out by the first readout gate to the output unit side. The first overflow control barrier 6 and the overflow drain 7 are disposed on the other side of the first sensor row.
Furthermore, a first on-chip lens 8 that collects light incident on the first overflow control barrier and the overflow drain on the first sensor array is disposed above the first sensor array.
[0028]
Here, the width of the first on-chip lens indicated by symbol a in FIG. 1 is formed to be the same as the width of the first sensor array, and the first on-chip lens indicated by symbol b in FIG. The regions other than the region where the light condensed by the light is incident are shielded by the aluminum film 9.
That is, the width of the first on-chip lens is the same as the width of the first sensor array, and the area other than the area where the light condensed by the first on-chip lens is incident in the first sensor array. Is configured so as to be shielded from light, the same output as when the first sensor array senses incident light at the position where the first on-chip lens is provided is obtained from the first CCD linear sensor. be able to.
[0029]
In addition, the second CCD linear sensor 10 in an example of the CCD solid-state imaging device to which the present invention is applied has a large number of linear photoelectric conversion units (pixels) made of photodiodes, like the first CCD linear sensor described above. The second sensor array 11 is arranged, and on one side of the second sensor array, a second readout gate 12 that reads out the signal charge photoelectrically converted by each photoelectric conversion unit and the second readout A second charge transfer register 13 for transferring the signal charge read by the gate to the output unit side is provided, and the second overflow control barrier 14 and the overflow drain described above are provided on the other side of the second sensor array. Is arranged. That is, the first CCD linear sensor and the second CCD linear sensor are configured to be symmetrical with respect to the overflow drain.
Further, a second on-chip lens 15 for condensing light incident on the second overflow control barrier and the overflow drain onto the second sensor array is above the second sensor array, and the first on-chip described above. The lens is arranged so that the distance from the lens is small or zero.
[0030]
Here, similarly to the first on-chip lens described above, the width of the second on-chip lens indicated by reference character c in FIG. 1 is formed to be the same as the width of the second sensor array. The region other than the region where the light condensed by the second on-chip lens indicated by the symbol d in 1 is incident is shielded by an aluminum film.
That is, the width of the second on-chip lens is the same as the width of the second sensor array, and the area other than the area where the light condensed by the second on-chip lens is incident in the second sensor array Since the second sensor array senses the incident light at the position where the second on-chip lens is provided, the second CCD linear sensor obtains the same output as that of the second CCD linear sensor. be able to.
In the example of the CCD solid-state imaging device to which the present invention is applied, the width of the first sensor row and the width of the second sensor row are formed to be the same. And the width of the second on-chip lens are the same.
[0031]
The first on-chip lens only needs to be able to focus the light incident on the first overflow control barrier and the overflow drain on the first sensor array, and the first on-chip lens is not connected to the first overflow control barrier and the overflow drain. As long as the incident light can be condensed on the first sensor array, the first on-chip lens may have any shape, and as shown in FIG. 2 may be formed, or as shown in FIG. 2B, the first sensor array may have a shape in which convex portions are formed.
Similarly, it is sufficient that the second on-chip lens can collect the light incident on the second overflow control barrier and the overflow drain on the second sensor array, and the second overflow control barrier and the overflow drain are sufficient. The second on-chip lens may have any shape as long as the light incident on the second sensor array can be collected on the second sensor array, and even if the convex portion is formed for each pixel. Alternatively, the second sensor array may have a shape in which convex portions are formed as a whole.
[0032]
Further, as described above, it is sufficient that the first on-chip lens can focus the light incident on the first overflow control barrier and the overflow drain on the first sensor array, and the first on-chip lens is not necessarily required. It is not necessary to form the chip lens so that the width of the chip lens is the same as the width of the first sensor array. From the viewpoint of reducing the size of the CCD solid-state imaging device, as shown in FIG. 3, the width of the first sensor array is the same as the width of the region on which the light condensed by the first on-chip lens is incident. It is preferable to adopt such a configuration.
Similarly, it is sufficient for the second on-chip lens to be able to collect light incident on the second overflow control barrier and the overflow drain on the second sensor array, and the width of the second on-chip lens is not necessarily required. Need not be formed to be the same as the width of the second sensor array. From the viewpoint of reducing the size of the CCD solid-state imaging device, as in the case of the first sensor array, the width of the second sensor array is an area where light condensed by the second on-chip lens is incident. It is preferable to have a configuration that is the same as the width.
[0033]
In the first CCD linear sensor configured as described above, the light is condensed by the first on-chip lens, and is input to each photoelectric conversion unit of the first sensor array in accordance with the input light incident on the first sensor array. The accumulated signal charge is sequentially transferred by the first charge transfer register through the first read gate. The signal charge overflowing the first overflow control barrier is discarded to the overflow drain as in the CCD linear sensor in the conventional CCD solid-state imaging device described above.
[0034]
Further, in the second CCD linear sensor configured as described above, similarly to the first CCD linear sensor described above, the input light collected by the second on-chip lens and incident on the second sensor array. Accordingly, the signal charges accumulated in the respective photoelectric conversion units of the second sensor array are sequentially transferred by the second charge transfer register through the second readout gate. Note that the signal charge overflowing the second overflow control barrier is discarded to the overflow drain shared with the first CCD linear sensor.
[0035]
Hereinafter, a driving method of a CCD solid-state imaging device including the first CCD linear sensor and the second CCD linear sensor configured as described above will be described. That is, in the example of the driving method of the solid-state imaging device to which the present invention is applied, the width of the first on-chip lens and the width of the second on-chip lens is d, and the first sensor row and the second sensor row 4d, 2d sub-scan, which is twice the distance d between the optical center of the first on-chip lens and the optical center of the second on-chip lens, is indicated by symbol e in FIG. A driving method of the CCD solid-state imaging device that images the imaging region will be described as an example. Note that reference numerals (1) to (8) in FIG. 4 represent areas obtained by dividing the imaging area for each distance d. Further, in FIG. 4, the symbol f indicates a first on-chip lens, and the symbol g indicates a second on-chip lens. That is, the symbol f indicates an area that can be imaged by the first CCD linear sensor, and the symbol g indicates an area that can be imaged by the second CCD linear sensor.
[0036]
In an example of the driving method of the solid-state imaging device to which the present invention is applied, first, the time t 1 As shown in FIG. 4A, the first CCD linear sensor images the region indicated by reference numeral (2) in FIG. 4, and the second CCD linear sensor images the region indicated by reference numeral (1) in FIG. Do.
[0037]
Next, the CCD solid-state imaging device is sub-scanned at a distance 2d, and the time t 2 As shown in FIG. 4B, the first CCD linear sensor images the area indicated by reference numeral (4) in FIG. 4, and the second CCD linear sensor images the area indicated by reference numeral (3) in FIG. Do.
[0038]
Subsequently, the CCD solid-state imaging device is sub-scanned at a distance of 2d, and time t 3 As shown in FIG. 4C, the first CCD linear sensor images the area indicated by reference numeral (6) in FIG. 4, and the second CCD linear sensor images the area indicated by reference numeral (5) in FIG. Do.
[0039]
Next, the CCD solid-state imaging device is sub-scanned at a distance 2d, and the time t 4 As shown in FIG. 4D, the first CCD linear sensor images the area indicated by reference numeral (8) in FIG. 4, and the second CCD linear sensor images the area indicated by reference numeral (7) in FIG. Do.
[0040]
As described above, in an example of the solid-state imaging device to which the present invention is applied, the overflow drain is disposed between the first sensor row and the second sensor row, so that the signal overflowing the overflow control barrier The electric charge can be discarded to the overflow drain, the overflow margin of the sensor array can be secured, and the time t 1 ~ T 2 , Time t 2 ~ T 3 And time t 3 ~ T 4 In either case, by regularly performing the sub-scanning at the distance 2d, all the imaging regions can be imaged without excess and deficiency, and the sub-scanning control is easy.
[0041]
In the above description, the case where the CCD solid-state imaging device is captured at a predetermined position in the imaging region is described as an example at each time. However, the CCD solid-state imaging device is moving without stationary. Even in the case of imaging, all the imaging regions can be imaged without excess or deficiency by regularly performing sub-scanning of the CCD solid-state imaging device in the same manner as when imaging at a predetermined position.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the solid-state imaging device and the driving method of the solid-state imaging device of the present invention, sub-scanning during imaging is regular, and sub-scan control is easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of a CCD solid-state imaging device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a perspective view for explaining the shape of an on-chip lens.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining another example of a CCD solid-state imaging device to which the present invention is applied.
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an example of a driving method of a solid-state imaging device to which the present invention is applied.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram for explaining a conventional CCD solid-state imaging device;
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a conventional CCD solid-state imaging device.
FIG. 7 is a perspective view for explaining an imaging process.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining an imaging process.
[Explanation of symbols]
1 CCD solid-state imaging device
2 CCD linear sensor
3 First sensor row
4 First read gate
5 First charge transfer register
6 First overflow control barrier
7 Overflow drain
8 First on-chip lens
9 Aluminum film
10 Second CCD linear sensor
11 Second sensor array
12 Second read gate
13 Second charge transfer register
14 Second overflow control barrier
15 Second on-chip lens

Claims (2)

第1のセンサ列、該第1のセンサ列で光電変換された信号電荷を読み出す第1の読み出しゲート及び該第1の読み出しゲートを介して読み出された信号電荷を転送する第1の電荷転送レジスタを有する第1のリニアセンサと、
第2のセンサ列、該第2のセンサ列で光電変換された信号電荷を読み出す第2の読み出しゲート及び該第2の読み出しゲートを介して読み出された信号電荷を転送する第2の電荷転送レジスタを有する第2のリニアセンサと、
前記第1のリニアセンサと前記第2のリニアセンサの間に配設されたオーバーフロードレインとを有する固体撮像装置において、
前記オーバーフロードレインに入射する光を前記第1のセンサ列に集光する第1のオンチップレンズと、
該第1のオンチップレンズとの間隔が小または零であり、前記オーバーフロードレインに入射する光を前記第2のセンサ列に集光する第2のオンチップレンズとを備え、
前記第1のオンチップレンズの光学中心と前記第2のオンチップレンズの光学中心との距離が、前記第1のセンサ列及び前記第2のセンサ列の単位蓄積時間における副走査距離の1/2倍である
ことを特徴とする固体撮像装置。
A first sensor array; a first readout gate for reading out signal charges photoelectrically converted by the first sensor array; and a first charge transfer for transferring signal charges read out through the first readout gate. A first linear sensor having a register;
A second sensor array, a second readout gate for reading out the signal charges photoelectrically converted by the second sensor array, and a second charge transfer for transferring the signal charges read out through the second readout gate. A second linear sensor having a register;
In a solid-state imaging device having an overflow drain disposed between the first linear sensor and the second linear sensor,
A first on-chip lens that focuses light incident on the overflow drain onto the first sensor array;
A distance between the first on-chip lens is small or zero and a second on-chip lens that focuses the light incident on the overflow drain on the second sensor array;
The distance between the optical center of the first on-chip lens and the optical center of the second on-chip lens is 1 / the sub-scanning distance in the unit accumulation time of the first sensor array and the second sensor array. 2. A solid-state imaging device characterized by being doubled.
第1のセンサ列、該第1のセンサ列で光電変換された信号電荷を読み出す第1の読み出しゲート及び該第1の読み出しゲートを介して読み出された信号電荷を転送する第1の電荷転送レジスタを有する第1のリニアセンサと、
第2のセンサ列、該第2のセンサ列で光電変換された信号電荷を読み出す第2の読み出しゲート及び該第2の読み出しゲートを介して読み出された信号電荷を転送する第2の電荷転送レジスタを有する第2のリニアセンサと、
前記第1のリニアセンサと前記第2のリニアセンサの間に配設されたオーバーフロードレインと、
前記オーバーフロードレインに入射する光を前記第1のセンサ列に集光する第1のオンチップレンズと、
該第1のオンチップレンズとの間隔が小または零であり、前記オーバーフロードレインに入射する光を前記第2のセンサ列に集光する第2のオンチップレンズとを備える固体撮像装置の駆動方法であって、
前記第1のセンサ列及び前記第2のセンサ列の単位蓄積時間に、前記第1のオンチップレンズの光学中心と前記第2のオンチップレンズの光学中心との距離の2倍の距離を副走査する
固体撮像装置の駆動方法。
A first sensor array; a first readout gate for reading out signal charges photoelectrically converted by the first sensor array; and a first charge transfer for transferring signal charges read out through the first readout gate. A first linear sensor having a register;
A second sensor array, a second readout gate for reading out the signal charges photoelectrically converted by the second sensor array, and a second charge transfer for transferring the signal charges read out through the second readout gate. A second linear sensor having a register;
An overflow drain disposed between the first linear sensor and the second linear sensor;
A first on-chip lens that focuses light incident on the overflow drain onto the first sensor array;
A solid-state imaging device driving method comprising: a second on-chip lens that has a small or zero interval from the first on-chip lens and condenses light incident on the overflow drain on the second sensor array. Because
The unit accumulation time of the first sensor array and the second sensor array is set to a distance that is twice the distance between the optical center of the first on-chip lens and the optical center of the second on-chip lens. A driving method of a solid-state imaging device for scanning.
JP2002366347A 2002-12-18 2002-12-18 Solid-state imaging device and driving method thereof Expired - Fee Related JP4019317B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002366347A JP4019317B2 (en) 2002-12-18 2002-12-18 Solid-state imaging device and driving method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002366347A JP4019317B2 (en) 2002-12-18 2002-12-18 Solid-state imaging device and driving method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004200974A JP2004200974A (en) 2004-07-15
JP4019317B2 true JP4019317B2 (en) 2007-12-12

Family

ID=32763579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002366347A Expired - Fee Related JP4019317B2 (en) 2002-12-18 2002-12-18 Solid-state imaging device and driving method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4019317B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004200974A (en) 2004-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8208054B2 (en) Solid-state imaging device
JP4971586B2 (en) Solid-state imaging device
US20130021508A1 (en) Solid state imaging device and digital camera
JP2008099073A (en) Solid imaging device and imaging device
JPH05335531A (en) Solid-state imaging device
TWI235606B (en) Solid state image pick up device
JP3571982B2 (en) Solid-state imaging device and solid-state imaging system having the same
JP4365117B2 (en) Interline charge coupled device
JPH04223371A (en) Solid-state image sensing device
WO2012086163A1 (en) Lens, method for producing same, solid-state imaging element, method for producing same, and electronic information apparatus
JP4495949B2 (en) Two-plate color solid-state imaging device and digital camera
JP4019317B2 (en) Solid-state imaging device and driving method thereof
JP4667143B2 (en) Solid-state image sensor
JP2008118434A (en) Solid-state imaging element, and imaging apparatus
JP3495979B2 (en) Solid-state imaging device and imaging device
JP6507712B2 (en) PHOTOELECTRIC CONVERSION ELEMENT, IMAGE READER, AND IMAGE FORMING APPARATUS
JP2009065095A (en) Solid-state imaging element
JP3326940B2 (en) Solid-state imaging device and method of manufacturing the same
JP2005039053A (en) Solid-state imaging element
JP3940575B2 (en) Solid-state imaging system
JP4711630B2 (en) Solid-state image sensor
JP2609133B2 (en) Solid-state imaging device
JP3149909B2 (en) Image sensor
JP2001186535A (en) Image detection system
JP2000232565A (en) Scanner employing a plurality of optical sensor arrays

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051114

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070611

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070614

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070830

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070912

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101005

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101005

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees