JPH01120970A - 固体撮像素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は固体撮像素子に関し、特に信号読出用の走査
線の走査方式を改良した固体撮像素子に関するものであ
る。

［従来の技術］ 第３図は従来のＣＳＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　　Ｓｗｅｅｐ
　　Ｄｅｖｉｃｅ：電荷掃き寄せ素子）方式の固体撮像
素子の回路構成の一例を示したものである。

この回路構成はたとえばテレビジョン学会技術報告Ｎｏ
、ＴＥＶＳＩＯＩ−６，ＥＤ８４１　（本設はか）に開
示されている。

以下、図を参照してこの構成について説明する。

固体撮像素子は与えられた光信号を信号電荷に変換する
１つのフォトダイオード１ならびにフォトダイオード１
からの信号を選択的に読出すための１つのトランスファ
ゲート２から構成される画素をマトリックス状に配列し
た二次元アレイ（撮像エリア）と、トランスファゲート
２から信号電荷を転送するための通路となる転送チャネ
ル３゜７と、成る１ラインの水平画素を選択しかつ選択
された水平画素に対し成る電圧レベルを発生する１つの
ＴＧスキャナ４と、このＴＧスキャナ４において発生し
た電圧レベルを選択された画素のトランスファゲート２
に与える複数本の走査線５と、転送された信号電荷を増
幅するプリアンプ８と、プリアンプ８に接続する外部出
力用の出力端子９とを含む。

以下に従来装置の動作について説明する。

ＴＧスキャナ４によりトランスファゲート２に与えられ
る電圧レベルは、′Ｌ°レベルと”Ｈ”レベルである。

トランスファゲート２は“Ｈ°レベルで導通し、“Ｌ″
レベル非導通となる。まず電荷転送期間においてＴＧス
キャナ４によるトランスファゲート２に与えられる電圧
レベルは全画素で“Ｌ”レベルであり、トランスファゲ
ート２は非導通である。この期間中に前記画素のフォト
ダイオード１において光信号は信号電荷に変換され蓄積
される。同時に既に転送チャンネル３内に存在する信号
電荷は転送チャンネル３．７を通して転送される。次に
蓄積電荷読出期間においてＴＧスキャナ４によりたえば
ｉ番目の水平ラインが選択され、選択された画素のトラ
ンスファゲート２にｉ番目の走査線５を通じて電圧レベ
ル“Ｈ＃レベルが与えられる。つまりｉ番目の水平ライ
ンの蓄積電荷のみが転送チャネル３へ読出される。

次に再び電荷転送期間へ移行するとともに、各画素にお
いて信号電荷が蓄積される。続いて蓄積電荷読出期間へ
移るが、このときは（ｉ＋１）番目の水平ラインが選択
される。以後同様の動作を繰返すことにより最終的に全
画素の信号電荷が読出される。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来装置は以上のように構成されているので、その製造
時においてたとえば写真製版工程におけるごみの付石等
によりｉ番目の走査線５の一部が断線した場合、ｉ番目
の水平ラインのうちでＴＧスキャナ４を基準にして断線
箇所より離れた位置にある画素のトランスファゲートに
は所定電圧を印加することができなくなり、その画素の
蓄積電荷が読出せなくなるという問題点があった。

こ発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
あり、走査線の断線による蓄積電荷の読出不良を低減す
る固体撮像素子を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る固体撮像素子は、互いに同期された読出
用の電気信号の発生手段を撮像エリアの両側に配置し、
いずれからも個々のトランスファゲートに同一の所定電
圧を印加するものである。

［作用〕 この発明においては、片方の電気信号の発生手段による
所定電圧印加が不能となった場合でも、もう一方の電気
信号の発生手段が所定電圧を印加する。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例による固体撮像素子の平面
図である。

基本的構成は従来装置と同様であるが、この発明におけ
る構成上の特徴は互いに同期されたＴＧスキャナ４ａ、
４ｂが撮像エリアの両側に配置され、各々のトランスフ
ァゲート２へ所定電圧を印加するための走査線５を共通
とする。第１図に示した構造かられかるように、たとえ
ば走査線が水手ライン中の１カ処で断線し断線部６が発
生した場合、その水平ラインのうち第１図において断線
部６より左側にある画素のトランスファゲート電圧は撮
像エリアの左側にあるＴＧスキャナ４ａによって、右側
にある画素のトランスファゲート電圧は右側のＴＧスキ
ャナ４ｂによってそれぞれ制御され、従来と同様の読出
動作で各フォトダイオード１で発生した信号電荷を転送
チャンネル３に読出す。

なお、］二２実施例では、各トランスファゲートに接続
する走査線をＴＧスキャナ４ａ、４ｂは共用しているが
、ＴＯスキャナ４ａ、４ｂとして別々の走査線を＄８し
それぞれ各トランスファゲートに接続しても同様の効果
を奏する。

第２図はこの発明の他の実施例を示す固体撮像素子の要
部平面図であり、ｉ番目の走査線まわりの構成部品のみ
示している。

本実施例の構成は基本的には従来装置の第３図と同様で
あるが、この実施例においてはＴＧスキャナ４に接続す
るｉ番目の走査線５の端部は行き止まりとならず、追加
の走査線１０によってＴＧスキャナ４近くの走査線５に
再び接続されている。

したがって、走査線５．１０によってループ状の閉回路
となるので走査線５の一部に断線部６が生じてもトラン
スファゲート２Ｃは追加走査線１０を経由して所定電圧
が印加され、通常通りに全画素の信号電荷を読出すこと
ができる。

なお、上記両実施例ではＣＳＤ方式の固体撮像素子に適
用しているが、他の方式による通常の固体撮像素子にも
同様に適用できることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明は互いに同期された読出用の電気
信号の発生手段を撮像エリアの両側に配置したので走査
線の断線が生じてもその影響は少なく、また１箇所の断
線程度では全く正常な走査を行なうことができる歩留り
が高く信頼性の高い固体撮像素子となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による固体撮像素子の回路
構成を示す平面図、第２図はこの発明の他の実施例を示
す固体撮像素子の要部平面図、第３図は従来のＣ５Ｄｌ
ｊ式の固体撮像素子の回路構成を示す平面図である。 図において、１はフォトダイオード、２はトランスファ
ゲート、３は転送チャンネル、４ａ、４ｂはＴＧスキャ
ナ、５は走査線、１０は追加走査線である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）行と列よりなるマトリックス状に配列され、受光
   した光信号を電気信号に変換する複数の光電変換手段と
   、 任意の行または列に属する前記光電変換手段から変換さ
   れた電気信号を読出すために、第１の読出信号を発生す
   る第１の信号発生手段と、 前記光電変換手段の各々に設けられ、前記第１の信号発
   生手段によって発生された第１の読出信号に応答して、
   その行または列に属する前記光電変換手段から前記電気
   信号を読出す電気信号読出手段と、 前記第１の読出信号を前記電気信号読出手段に伝達する
   第１の読出信号伝達手段と、 前記第１の信号発生手段に同期され、前記第１の信号発
   生手段が前記第１の読出信号を発生する行または列の前
   記光電変換手段に対して、前記第１の読出信号と同一の
   第２の読出信号を発生する第２の信号発生手段と、 前記第２の信号発生手段によって発生された第２の読出
   信号を前記電気信号読出手段に伝達する第２の読出信号
   伝達手段とを備えた、固体撮像素子。
2. （２）前記第１および第２の読出信号伝達手段は、同一
   の第１の走査線であり、前記第１の信号発生手段は前記
   第１の走査線の一方端部に接続し、前記第２の信号発生
   手段は前記第１の走査線の他方端部に接続する、特許請
   求の範囲第１項記載の固体撮像素子。
3. （３）前記第１および第２の信号発生手段は、前記光電
   変換手段が配列された領域の両側に位置する、特許請求
   の範囲第２項記載の固体撮像素子。
4. （４）前記電気信号読出手段によって読出された電気信
   号を所定方向に転送する電気信号転送手段をさらに備え
   た、特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の
   同体撮像素子。
5. （５）前記電気信号転送手段は、ＣＳＤ （ＣｈａｒｇｅＳｗｅｅｐＤｅｖｉｃｅ：電荷掃き寄せ
   素子）方式に基づく、特許請求の範囲第４項記載の固体
   撮像素子。
6. （６）前記第２の信号発生手段は、前記第１の信号発生
   手段である、特許請求の範囲第１項記載の固体撮像素子
   。
7. （７）前記第１の読出信号伝達手段は、各行または列に
   配列された前記光電変換手段に設けられた電気信号読出
   手段ごとに接続された第２の走査線であり、前記第２の
   読出信号伝達手段は前記第２の走査線に接続された第３
   の走査線である、特許請求の範囲第６項記載の固体撮像
   素子。
8. （８）前記第２の走査線と前記第３の走査線の一部とは
   ループをなす、特許請求の範囲第７項記載の固体撮像素
   子。