JPH03119875A

JPH03119875A - 固体撮像素子

Info

Publication number: JPH03119875A
Application number: JP1258145A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nishiki; 雅行西木; Masayuki Matsunaga; 誠之松長
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-10-03
Filing date: 1989-10-03
Publication date: 1991-05-22

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は、垂直方向に併設された複数の垂直転送手段で
転送された電荷を、水平方向に併設された複数の水平転
送手段に同時に転送するようにした固体撮影像素子に関
する。

（従来の技術）従来より固体撮像素子（ＣＣＤ等）は、例えばＸ線診断
装置におけるＴＶカメラに用いられている。すなわちＸ
線診断装置において、Ｘ線はイメージインテンシファイ
ヤにより光学像に変換され、この光学像はＴＶカメラと
してのＣＣＤに画像人力されてこのＣＣＤによりＴＶ映
像信号に変換されている。

また最近では、前記ＣＣＤ等の固体撮像素子は、奇数フ
ィールドおよび偶数フィールド毎にスキャンするインタ
ーレススキャンを行なう素子が用いられている。

しかしながら、従来では垂直転送手段としての垂直ＣＣ
Ｄで転送された電荷を、１つ読み出し線により１つの水
平転送手段としての水平ＣＣＤに転送していたため、例
えば１０００×１０００画素を有するＣＣＤにより３０
フレ一ム／秒の読み出しを行なう場合、水平ＣＣＤを４
０　Ｍ　Ｈｚで駆動する必要があった。このように水平
ＣＣＤを高速駆動すると、次のような問題がある。

■駆動周波数が４０ＭＨ２と高いので、高帯域回路系が
必要となり、また高帯域であるためＳ／Ｎが低下してし
まう。

■また画像信号をディジタル処理する場合、高速で高い
精度（例えば１２ビツト）のディジタル画像信号を得る
Ａ／Ｄ変換器が存在しなかった。

そこで、上記問題を解決すべく、複数の垂直ＣＣＤで得
た電荷を、複数の読み出し線により水平方向に併設され
た複数の水平ＣＣＤに同時に転送するようにした多線読
み出しが用いられるようになってきた。

第４図は従来のＣＣＤにおける４１１読み出しの一例を
示す概略構成図である。同図において、ＣＣＤは垂直方
向に併設された複数の垂直ＣＣＤ■１〜Ｖ５と、コノ垂
直ＣＣＤｖ１〜ｖ５の下部に水平方向に併設される４つ
の水平ＣＣＤＨＩ〜Ｈ４とを有している。また感光面が
離散的に複数の画素Ａと複数の画素Ｂとで構成され、感
光により複数の画素Ａと複数の画素Ｂとに電荷が蓄積さ
れる。

パルス駆動回路１２は、コントローラ１１から入力する
制御信号によりフレーム蓄積インターレスモードであっ
て、前記複数の画素Ａの電荷を奇数フィールドで垂直Ｃ
ＣＤＶＩ〜ｖ５の各転送電極に転送しさらに各転送電極
の電荷を水平ＣＣＤＨ１〜Ｈ４に転送し、複数の画素Ｂ
の電荷を偶数フィールドで垂直ＣＣＤＶ１〜■５の各転
送電極に転送しさらに各転送電極の電荷を水平ＣＣＤＨ
Ｉ〜Ｈ４に転送する。

具体的にはパルス駆動回路１２は、コントローラ１１か
ら入力する制御信号により垂直ＣＣＤＶＩ〜ｖ５の各転
送電極を図示の如く駆動パルスφ１．φ２．φ３．φ４
の順序で垂直駆動し、フィルード毎に前記複数の画素人
または複数の画素Ｂで得た電荷を、前記水平ＣＣＤＨＩ
〜Ｈ４に転送する。

前記垂直ＣＣＤＶＩ〜ｖ４の電荷は、前記コントローラ
１１からの制御信号により、同時に対応する水平ＣＣＤ
ＨＩ〜Ｈ４に転送される。すなわち第１列の垂直ＣＣＤ
ＶＩの電荷は、第１列の水平ＣＣＤＨＩに転送され、第
２列の垂直ＣＣＤＶ２の電荷は、第２列の水平ＣＣＤＨ
２に転送される。また第３列の垂直ＣＣＤＶ３の電荷は
、第３列の水平ＣＣＤＨ３に転送され、第４列の垂直Ｃ
ＣＤＶ４の電荷は、第４列の水平ＣＣＤＨ４に転送され
る。以下同様に４列毎に同時に電荷は転送される。

このように４線読み出しにより４つの垂直ＣＣＤで得た
電荷を、４つの水平ＣＣＤにより同時に読み出すことに
より、水平ＣＣＤＩ線当たりの読み出し周波数を、水平
ＣＣＤを１線のみ用いた読み出し周波数に対して１／４
に低下できる。

これにより、水平ＣＣＤの駆動が容易になり、Ｓ／Ｎも
改善できる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、従来の多線読み出しには次のような問題
がある。例えば水平ＣＣＤＨ４に示すように垂直ＣＣＤ
から離れた水平ＣＣＤに電荷を転送するには、電荷は長
い距離を移動しなければならず、電荷の転送ロスが発生
しやすくなる。すなわち電荷転送不良が発生すると、画
像上で転送不良性偽像となってしまい、画質を低下させ
てしまうという問題があった。

そこで本発明の目的は、電荷の転送不良をか発生するこ
となく、画質を向上し得る固体撮影像素子を提供するこ
とにある。

［発明の構成］（課題を解決する為の手段）本発明は上記の問題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。すなわち第１の発明は、垂直方向に
併設された複数の垂直転送手段で転送された電荷を、水
平方向に設けられた複数の水平転送手段に同時に転送す
るようにした固体撮像素子において、前記複数の垂直転
送手段に対して前記電荷を異なる方向に転送させる制御
手段を備えたことを特徴とする。

第２の発明は、複数の水平転送手段を、複数の垂直転送
手段の両端に分割して配設したことを特徴とする特（作　用）このような手段を講じたことにより次のような作用を呈
する。制御手段により複数の垂直転送手段で転送された
電荷を、異なる方向に転送するので、複数の垂直転送手
段から最も離れた水平転送手段までの電荷転送距離は短
くなる。これにより電荷転送不良を大幅に改善できるの
で、画質を向上することができる。

（実施例）第１図は本発明に係る固体撮像素子を一実施例を示すＣ
ＣＤの概略構成を示す図、第２図は隣接する垂直ＣＣＤ
の各転送電極の接続を示す概略構成図である。なお前記
第４図に示す部分と同一部分は同一符号を付しその詳細
は省略する。

本実施例が特徴とするところは、前記垂直ＣＣＤＶ］〜
Ｖ４に対して電荷を異なる方向に転送させる制御手段と
してのコントローラｌｌａと、垂直ＣＣＤＶＩ〜Ｖ４の
両端に２分割して配設した水平ＣＣＤＨ１，水平ＣＣＤ
Ｈ２及び水平ＣＣＤＨ３，水平ＣＣＤＨ４とを備えた点
にある。

また第２図に示すように相互に隣接する垂直ＣＣＤＶｌ
〜■５の各転送電極（例えばＫｌｌ〜に４１とに２１〜
に２４）は、４電極毎に交差して接続されている。した
がって、例えば転送電極Ｋ１１〜に４１に駆動パルスφ
１〜φ４が与えられると、これとは逆に転送電極に２１
〜に２４には駆動パルスφ４〜φ１が与えられるものと
なっている。

前記コントローラｌｌａは、パルス駆動回路１２に対し
、異なる方向に転送させた前記垂直ＣＣＤＶ１．垂直Ｃ
ＣＤＶ２．垂直ＣＣＤＶ３゜垂直ＣＣＤＶ４の電６ｊを
、それぞれ対応する前記水平ＣＣＤＨ１，水平ＣＣＤＨ
３，水平ＣＣＤＨ２，水平ＣＣＤＨ４に読み出すべく制
御する。

なおコントローラ１１．　ａはパルス駆動回路１２に対
し、フレーム蓄積インターレスモードであって、前記複
数の画素Ａの電荷を奇数フィールドで垂直ＣＣＤＶＩ〜
Ｖ５の各転送電極に転送しさらに各転送電極の電荷を水
平ＣＣＤＨＩ〜Ｈ４に転送し、複数の画素Ｂの電荷を偶
数フィールドでも垂直ＣＣＤＶ１〜ｖ５の各転送電極に
転送しさらに各転送電極の電荷を水平ＣＣＤＨＩ〜Ｈ４
に転送すべく制御する。

次にこのように構成された実施例について説明する。ま
ずパルス駆動回路１２にコントローラ１　］、　ａから
制御信号が入力すると、前記複数の画素Ａの電荷は奇数
フィールドで垂直ＣＣＤＶＩ〜■５の各転送電極に転送
され、さらに各転送電極の電荷は水ｆｃｃＤＨ１〜Ｈ４
に転送される。すなわちパルス駆動回路１２から垂直Ｃ
ＣＤＶＩ〜ｖ５の各転送電極に駆動パルスφ１、φ２．
φ３゜φ４が順次入力すると、転送電極が交差して接続
されていることから、垂直ＣＣＤＶＩの転送電極に存在
する電荷はＦ方向に配置された水平ＣＣＤＨＩに転送さ
れる。

一方、これに対して垂直ＣＣＤＶ２の転送電極に存在す
る電荷は、駆動パルスφ１．φ２．φ３゜φ４により上
方向に配置された水平ＣＣＤＨ３に転送される。

同様に垂直ＣＣＤＶ３の転送電極に存在する電荷は下方
向に配置された水平ＣＣＤＨ２に転送される。

一方、これに対して垂直ＣＣＤＶ４の転送電極に存在す
る電荷は、駆動パルスφ１．φ２．φ３゜φ４により上
方向に配置された水平ＣＣＤＨ４に読み出される。

以下同様に上述した垂直ＣＣＤ以外の垂直ＣＣＤの電荷
も４列毎に同時に水平ＣＣＤに転送される。

次に偶数フィルードの電荷も同様にしてフレム蓄積で読
出して水平ＣＣＤに出力する。

このように本実施例によれば、複数の垂直ＣＣＤで得た
電荷を、異なる方向に配置された２分割の水ｊＴ−ＣＣ
Ｄに転送するようにしたので、複数の垂直ＣＯＤから最
も離れた水平ＣＣＤまでの電荷転送距離は短くなる。こ
れにより電荷転送不良を大幅に改善できるので、画質を
大幅に向」二できる。

次に第３図は本発明に係る固体撮像素子の第２の実施例
を示す概略構成図である。前記第１図に示す実施例に対
して、垂直ＣＣＤＶＩ〜垂直ＣＣＤＶ４の電荷の水平Ｃ
ＣＤに対する読み出し順序を変更した点が異なる。すな
わち本実施例では垂直ＣＣＤＶ２と垂直ＣＣＤＶ３との
各転送電極を交差して接続し、かつその他の垂直ＣＣＤ
ＶＩと垂直ＣＣＤＶ２との各転送電極、垂直ＣＣＤＶ３
と垂直ＣＣＤＶ４との各転送電極を、それぞれ平行に接
続している。

このように構成された固体撮像素子において、制御手段
としてのコントローラ１１ｂからパルス駆動回路１２に
制御信号が与えられると、これにより垂直ＣＣＤＶＩ、
垂直ＣＣＤＶ２の電荷は、それぞれ水平ＣＣＤＨＩ、水
平ＣＣＤＨ２に転送される。

一方、垂直ＣＣＤＶ３．垂直ＣＣＤｖ４の電荷は、垂直
ＣＣＤＶ２と垂直Ｃ０ＤＶ３との間で各転送電極が交差
接続されていることから、前記垂１ｃｃＤＶ１．垂直Ｃ
ＣＤＶ２とは反対方向、すなわち水平ＣＣＤＨ４，水平
ＣＣＤＨ３にそれぞれ転送される。

このように垂直ＣＣＤの電荷を読み出すようにしても、
複数の垂直ＣＣＤから最も離れた水平ＣＣＤまでの電荷
転送距離は短くなるので、電荷転送不良を大幅に改善で
き、画質を大幅に向上できる。

なお本発明は、上述した実施例に限定されるものではな
い。上述した実施例においては、固体撮像素子としてＣ
ＣＤを説明したが、その他の固体撮像索子であっても良
い。また水平ＣＣＤは４つに限定されるものではなく、
その他の複数の読み出し線を有する複数の水平ＣＣＤで
あっても良い。

このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
可能であるのは勿論である。

［発明の効果］本発明によれば、制御手段により複数の垂直転送手段で
転送された電荷を、異なる方向に転送するので、複数の
垂直転送手段から最も離れた水平転送手段までの電荷転
送距離は短くなる。これにより電荷転送不良を大幅に改
善できるので、画質を向上し得る固体撮像素子を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る固体撮像素子の、一実施例を示す
概略構成図、第２図は隣接する垂直ＣＣＤの各転送電極
の接続を示す概略構成図、第３図は本発明に係る固体撮
像素子の第２の実施例を示す概略構成図、第４図は従来
の固体撮像素子の一例を示す概略構成図である。１１．１１　ａ、１１ｂ−＝ｙントローラ、１２−・・
パルス駆動回路、Ｈ１〜Ｈ４・・・水平ＣＣＤ、Ｖｌ〜
ｖ５・・・垂直ＣＣＤ、φ、〜φ４・・・駆動パルス、
Ａ・・・奇数フィールドの画素、Ｂ・・・偶数フィール
ドの画素。に２２に１２

Claims

【特許請求の範囲】

（１）垂直方向に併設された複数の垂直転送手段で転送
された電荷を、水平方向に設けられた複数の水平転送手
段に同時に転送するようにした固体撮像素子において、
前記複数の垂直転送手段に対して前記電荷を異なる方向
に転送させる制御手段を備えたことを特徴とする固体撮
像素子。
（２）複数の水平転送手段を、複数の垂直転送手段の両
端に分割して配設したことを特徴とする請求項１記載の
固体撮像素子。