JPH03165673A - 撮像素子 - Google Patents
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- JPH03165673A JPH03165673A JP1305333A JP30533389A JPH03165673A JP H03165673 A JPH03165673 A JP H03165673A JP 1305333 A JP1305333 A JP 1305333A JP 30533389 A JP30533389 A JP 30533389A JP H03165673 A JPH03165673 A JP H03165673A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 57
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 9
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 241000276457 Gadidae Species 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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。
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、撮像装置の光電変換部に用いられる撮像素
子に関するものである。
子に関するものである。
[従来の技術]
第2図は例えばレーザ研究、第14巻、第2号、198
6年2月、P98〜107に示された従来のこの種の撮
像素子の構成を示す平面図であり、インターライン転送
形のCCD (Charge CoupledDev’
1ces ;電荷結合素子)形撮像素子を示している。
6年2月、P98〜107に示された従来のこの種の撮
像素子の構成を示す平面図であり、インターライン転送
形のCCD (Charge CoupledDev’
1ces ;電荷結合素子)形撮像素子を示している。
図において、(1)は基板、(2)は基板(1)上に2
次元的に配列されて複数の列を成す光電変換素子、(3
)は光電変換素子(2)の出力信号電荷を光電変換素子
(2)の列方向に転送する第1のCOD、(4)は第1
のCCD (3)の各列の出力信号電荷を光電変換素子
(2)の列方向と直交する方向へ転送する第2のCOD
。
次元的に配列されて複数の列を成す光電変換素子、(3
)は光電変換素子(2)の出力信号電荷を光電変換素子
(2)の列方向に転送する第1のCOD、(4)は第1
のCCD (3)の各列の出力信号電荷を光電変換素子
(2)の列方向と直交する方向へ転送する第2のCOD
。
(5)は撮像素子である。なお、ここでは第1のCCD
(3)の連なる方向を列または列方向と呼び、第2の
CCD (4)の連なる方向を行と呼ぶことにする。
(3)の連なる方向を列または列方向と呼び、第2の
CCD (4)の連なる方向を行と呼ぶことにする。
上記の如き撮像素子(5)と後述の機械的走査手段を組
み合わせることによりTD I (Time Dela
y & Integration) モードニヨル撮像
ヲ行ウコトができることが知られている。第3図は上記
TD■モードによる撮像における機械的走査手段を説明
するための図であり、図において、(6)は目標物体、
(7)は目標物体(6)から放射または反射された光(
以後、信号光と呼ぶ)、(8)は信号光(7)を撮像素
子(5)上で走査するための機械的走査手段である走査
鏡、(9)は走査鏡(8)で反射された信号光(7)を
撮像素子(5)に結像させる集光光学系である。
み合わせることによりTD I (Time Dela
y & Integration) モードニヨル撮像
ヲ行ウコトができることが知られている。第3図は上記
TD■モードによる撮像における機械的走査手段を説明
するための図であり、図において、(6)は目標物体、
(7)は目標物体(6)から放射または反射された光(
以後、信号光と呼ぶ)、(8)は信号光(7)を撮像素
子(5)上で走査するための機械的走査手段である走査
鏡、(9)は走査鏡(8)で反射された信号光(7)を
撮像素子(5)に結像させる集光光学系である。
次に動作について説明する。
上記のような構成において、信号光(7)は走査鏡(8
)で反射された後、集光光学系(9)によって撮像素子
(5)上に結像される。このとき第3図中に矢印で示す
ように走査鏡(8)を1軸回りに回転運動させると目標
の像は撮像素子(5)上を移動する。撮像素子(5)を
第1のCCD(3)の電荷転送の方向が上記の目標の像
の移動の向きと一致するように設置しておく。今、目標
像がある列の第1行目の光電変換素子(2)上に差し掛
かる状態を考える。光電変換素子(2)の発生電荷は上
記目標像が光電変換素子(2)の列方向1ピッチ間移動
する間積分され、隣接する第1のCOD (3)の第1
行目の電荷転送セルに読み出される。次に目標像が第2
行目の光電変換素子(2)に差し掛かると、この光電変
換素子(2)の発生電荷は同様に目標像が光電変換素子
(2)の列方向1ピッチ間移動する間積分され第1のC
CD (3)の第2行目の電荷転送セルに読み出される
。このとき先に第1行目の上記電荷転送セルに読み出さ
れた電荷を第2行目の電荷転送セルに転送しておくこと
により、第1行目および第2行目の光電変換素子(2)
の発生電荷が電荷転送セル上で加算される。上記の動作
を連続して行うことにより目標像が撮像素子(5)上を
移動する間に行数分の光電変換素子(2)の発生電荷が
第1のCCD (3)で加算される。上記の動作はTD
Iと呼ばれている。ここで、行数(加算数)をnとする
と光電変換素子(2)の行数が1の場合に比べ信号量は
n倍に増す。一方雑音は、雑音が光電変換素子(2)の
ショット雑音で支配されている場合はrn倍に増す。従
って、n行分の光電変換素子(2)の出力を像の移動に
同期させて遅延、加算することにより、/−n倍S/N
を改善することができる。なお、n行分加算された後の
第1のCCD (3)の各列の出力はそれぞれ第2のC
CD(4)の電荷転送セルに入力され、読み出される。
)で反射された後、集光光学系(9)によって撮像素子
(5)上に結像される。このとき第3図中に矢印で示す
ように走査鏡(8)を1軸回りに回転運動させると目標
の像は撮像素子(5)上を移動する。撮像素子(5)を
第1のCCD(3)の電荷転送の方向が上記の目標の像
の移動の向きと一致するように設置しておく。今、目標
像がある列の第1行目の光電変換素子(2)上に差し掛
かる状態を考える。光電変換素子(2)の発生電荷は上
記目標像が光電変換素子(2)の列方向1ピッチ間移動
する間積分され、隣接する第1のCOD (3)の第1
行目の電荷転送セルに読み出される。次に目標像が第2
行目の光電変換素子(2)に差し掛かると、この光電変
換素子(2)の発生電荷は同様に目標像が光電変換素子
(2)の列方向1ピッチ間移動する間積分され第1のC
CD (3)の第2行目の電荷転送セルに読み出される
。このとき先に第1行目の上記電荷転送セルに読み出さ
れた電荷を第2行目の電荷転送セルに転送しておくこと
により、第1行目および第2行目の光電変換素子(2)
の発生電荷が電荷転送セル上で加算される。上記の動作
を連続して行うことにより目標像が撮像素子(5)上を
移動する間に行数分の光電変換素子(2)の発生電荷が
第1のCCD (3)で加算される。上記の動作はTD
Iと呼ばれている。ここで、行数(加算数)をnとする
と光電変換素子(2)の行数が1の場合に比べ信号量は
n倍に増す。一方雑音は、雑音が光電変換素子(2)の
ショット雑音で支配されている場合はrn倍に増す。従
って、n行分の光電変換素子(2)の出力を像の移動に
同期させて遅延、加算することにより、/−n倍S/N
を改善することができる。なお、n行分加算された後の
第1のCCD (3)の各列の出力はそれぞれ第2のC
CD(4)の電荷転送セルに入力され、読み出される。
[発明が解決しようとする課題]
上記のような従来のCCD形撮像素子では、TDIモー
ドで動作をさせた場合にも、光電、変換素子の各列の間
に第1のCODの列が設けられているので、目標像が第
1のCCD上に結ばれた場合、これを検出することがで
きないという問題点があった。
ドで動作をさせた場合にも、光電、変換素子の各列の間
に第1のCODの列が設けられているので、目標像が第
1のCCD上に結ばれた場合、これを検出することがで
きないという問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、TDIモードでの動作が可能で、TDIモードで
動作をさせたとき目標像の検出漏れのないCCD形撮像
素子を得ることを目的とする。
ので、TDIモードでの動作が可能で、TDIモードで
動作をさせたとき目標像の検出漏れのないCCD形撮像
素子を得ることを目的とする。
[課題を解決するための手段]
この発明に係る撮像素子は、2次元的に配列されて複数
の列を成し、目標からの信号光を検出して電気信号に変
換する光電変換素子と、上記光電変換素子の各列に対応
して設けられ、各列の光電変換素子の出力信号の電荷を
上記光電変換素子の列方向に転送する電荷結合素子列と
をそれぞれ有する第1の部分と第2の部分とを、上記第
1の部分の各電荷結合素子列の延長線上には上記第2の
部分の光電変換素子列が配置され、かつ、上記第2の部
分の各電荷結合素子列の延長線上には上記第1の部分の
光電変換素子列が配置されるように、隣接させて基板に
形成したものである。
の列を成し、目標からの信号光を検出して電気信号に変
換する光電変換素子と、上記光電変換素子の各列に対応
して設けられ、各列の光電変換素子の出力信号の電荷を
上記光電変換素子の列方向に転送する電荷結合素子列と
をそれぞれ有する第1の部分と第2の部分とを、上記第
1の部分の各電荷結合素子列の延長線上には上記第2の
部分の光電変換素子列が配置され、かつ、上記第2の部
分の各電荷結合素子列の延長線上には上記第1の部分の
光電変換素子列が配置されるように、隣接させて基板に
形成したものである。
[作用コ
上記のように構成された撮像素子をTDIモードで動作
をさせた場合には、隣接させて基板に形成された第1の
部分と第2の部分とにおいて、第1の部分の電荷結合素
子列の延長線上には上記第2の部分の光電変換素子列が
配置され、かつ、上記第2の部分の電荷結合素子列の延
長線上には上記第1の部分の光電変換素子列が配置され
ているので、目標像は一方の部分では電荷結合素子列の
上を移動しても他方の部分では光電変換素子列の上を移
動し、目標像を検出する。
をさせた場合には、隣接させて基板に形成された第1の
部分と第2の部分とにおいて、第1の部分の電荷結合素
子列の延長線上には上記第2の部分の光電変換素子列が
配置され、かつ、上記第2の部分の電荷結合素子列の延
長線上には上記第1の部分の光電変換素子列が配置され
ているので、目標像は一方の部分では電荷結合素子列の
上を移動しても他方の部分では光電変換素子列の上を移
動し、目標像を検出する。
[実施例]
第1図はこの発明の撮像素子の一実施例の構成を示す平
面図であり、(1)〜(5)は第2図に示した従来の撮
像素子と同様のものである。(10)および(11)は
それぞれ基板(1)上に2次元的に配列されて複数の列
を成す光電変換素子(2)と、光電変換素子(2)の各
列に対応して設けられた第1のCOD (3)の列とを
有する撮像素子(5)の第1の部分、および第2の部分
、(12)は第1の部分(10)の第1のCCD(3)
の各列の出力信号電荷を光電変換素子(2)の列方向と
直交する方向へ転送する第2のCCD(4)による第1
の転送路、(13)は第2の部分(11)の第1のCC
D (3)の各列の出力信号電荷を光電変換素子(2)
の列方向と直交する方向へ転送する第2のCCD (4
)による第2の転送路、(14)は遅延回路、(15)
はマルチプレクサである。
面図であり、(1)〜(5)は第2図に示した従来の撮
像素子と同様のものである。(10)および(11)は
それぞれ基板(1)上に2次元的に配列されて複数の列
を成す光電変換素子(2)と、光電変換素子(2)の各
列に対応して設けられた第1のCOD (3)の列とを
有する撮像素子(5)の第1の部分、および第2の部分
、(12)は第1の部分(10)の第1のCCD(3)
の各列の出力信号電荷を光電変換素子(2)の列方向と
直交する方向へ転送する第2のCCD(4)による第1
の転送路、(13)は第2の部分(11)の第1のCC
D (3)の各列の出力信号電荷を光電変換素子(2)
の列方向と直交する方向へ転送する第2のCCD (4
)による第2の転送路、(14)は遅延回路、(15)
はマルチプレクサである。
ここで、第1の部分(10)と第2の部分(11)は、
第1の部分(10)の各第1のCCD(3)の列の延長
線上には第2の部分(11)の光電変換素子(2)の列
が配置され、かつ、第2の部分(11)の各第1のCO
D (3)の列の延長線上には第1の部分(10)の光
電変換素子(2)の列が配置されるようにずらして配置
されている。
第1の部分(10)の各第1のCCD(3)の列の延長
線上には第2の部分(11)の光電変換素子(2)の列
が配置され、かつ、第2の部分(11)の各第1のCO
D (3)の列の延長線上には第1の部分(10)の光
電変換素子(2)の列が配置されるようにずらして配置
されている。
次に、動作について説明する。
上記の撮像素子(5)においては、第1の部分(10)
と第2の部分(11)の構成はそれぞれ第2図に示した
従来の撮像素子(5)と同様であり、遅延回路(14)
等を備えることによりTD■モードによる撮像ができる
。この時、撮像素子(5)は第3図において説明したよ
うに、第1のCCD (3)の電荷転送の方向が目標の
像の移動の方向と一致するように設置して用いる。なお
、TDIモードによる撮像の動作については前記と同様
であり、ここでは説明を省略する。ここで、TDIモー
ドによる撮像を行うと、第2の部分(11)に対する第
2のCOD (4)から成る第2の転送路(13)の出
力は、第1の部分(10)に対する第2のCCD (4
)から成る第1の転送路(12)の出力に比べ、目標像
が走査され第2の部分(11)を通過する間の時間遅れ
をもつ。
と第2の部分(11)の構成はそれぞれ第2図に示した
従来の撮像素子(5)と同様であり、遅延回路(14)
等を備えることによりTD■モードによる撮像ができる
。この時、撮像素子(5)は第3図において説明したよ
うに、第1のCCD (3)の電荷転送の方向が目標の
像の移動の方向と一致するように設置して用いる。なお
、TDIモードによる撮像の動作については前記と同様
であり、ここでは説明を省略する。ここで、TDIモー
ドによる撮像を行うと、第2の部分(11)に対する第
2のCOD (4)から成る第2の転送路(13)の出
力は、第1の部分(10)に対する第2のCCD (4
)から成る第1の転送路(12)の出力に比べ、目標像
が走査され第2の部分(11)を通過する間の時間遅れ
をもつ。
そこで、第1の部分(10)に対する第1の転送路(1
2)の出力は遅延回路(14)を通して上記の時間遅れ
に相当する遅延をさせ、第1の部分(10)と第2の部
分(11)との出力のタイミングを調整する。また、第
1の部分(10)の光電変換素子(2)の列と第2の部
分(11)の光電変換素子(2)の列は第1のCCD
(2)の転送方向と直交する方向に見ると、即ち、同一
の行として合せて見ると交互に並んでいるので、第1の
部分(10)および第2の部分(11)からの出力はマ
ルチプレクサ(11)を通してシリアル信号としている
。
2)の出力は遅延回路(14)を通して上記の時間遅れ
に相当する遅延をさせ、第1の部分(10)と第2の部
分(11)との出力のタイミングを調整する。また、第
1の部分(10)の光電変換素子(2)の列と第2の部
分(11)の光電変換素子(2)の列は第1のCCD
(2)の転送方向と直交する方向に見ると、即ち、同一
の行として合せて見ると交互に並んでいるので、第1の
部分(10)および第2の部分(11)からの出力はマ
ルチプレクサ(11)を通してシリアル信号としている
。
上記のように構成された撮像素子(5)においては、T
DIモードでの動作が可能であり、目標像が例えば第1
の部分(10)の第1のCCD(3)の列上を移動して
も、第2の部分(11)では光電変換素子(2)の列上
を通過するので、目標像を漏れなく検出することができ
る。さらに、第1のCCD (3)が−列に配置されて
いるため、従来の撮像素子と比べ画素の開口率を下げる
ことなく、製作も容易である。
DIモードでの動作が可能であり、目標像が例えば第1
の部分(10)の第1のCCD(3)の列上を移動して
も、第2の部分(11)では光電変換素子(2)の列上
を通過するので、目標像を漏れなく検出することができ
る。さらに、第1のCCD (3)が−列に配置されて
いるため、従来の撮像素子と比べ画素の開口率を下げる
ことなく、製作も容易である。
なお、上記実施例では遅延回路(14)およびマルチプ
レクサ(15)を撮像素子(5)の基板(1)外に設置
した場合を示したが、遅延回路(14)およびマルチプ
レクサ(15)は撮像素子(5)と同一基板上に設置し
ても良い。
レクサ(15)を撮像素子(5)の基板(1)外に設置
した場合を示したが、遅延回路(14)およびマルチプ
レクサ(15)は撮像素子(5)と同一基板上に設置し
ても良い。
また、上記実施例では光電変換素子(2)と第1のCC
D (3)とを交互に規則的に配置した例を示したが、
これに限るものではなく、不規則な配列、または、光電
変換素子(2)と第1のCCD(3)とを2層に配置し
ても良い。
D (3)とを交互に規則的に配置した例を示したが、
これに限るものではなく、不規則な配列、または、光電
変換素子(2)と第1のCCD(3)とを2層に配置し
ても良い。
なお、以上は電荷転送素子としてCCDを用いたものに
ついて説明したが、この発明は、CCDに変えてB B
D (Bucket Brigade Device
)を用いたものにも適用できる。
ついて説明したが、この発明は、CCDに変えてB B
D (Bucket Brigade Device
)を用いたものにも適用できる。
[発明の効果]
以上のようにこの発明によれば、隣接させて基板に形成
された第1の部分と、第2の部分とを備え、第1の部分
と第2の部分はそれぞれ光電変換素子列と電荷結合素子
列で構成されているので、画素の開口率を下げることな
(TDIモードでの動作を可能とし、製作も容易である
。さらに、上記第1の部分と第2の部分は、第1の部分
の電荷結合素子列の延長線上には第2の部分の光電変換
素子列が配置され、かつ、第2の部分の電荷結合素子列
の延長線上には第1の部分の光電変換素子列が配置され
るように配置しているので、TDIモードでの撮像にお
いて目標像の検出漏れを防止できるという効果がある。
された第1の部分と、第2の部分とを備え、第1の部分
と第2の部分はそれぞれ光電変換素子列と電荷結合素子
列で構成されているので、画素の開口率を下げることな
(TDIモードでの動作を可能とし、製作も容易である
。さらに、上記第1の部分と第2の部分は、第1の部分
の電荷結合素子列の延長線上には第2の部分の光電変換
素子列が配置され、かつ、第2の部分の電荷結合素子列
の延長線上には第1の部分の光電変換素子列が配置され
るように配置しているので、TDIモードでの撮像にお
いて目標像の検出漏れを防止できるという効果がある。
第1図はこの発明の撮像素子の一実施例の構成を示す平
面図、第2図は従来のこの種の撮像素子の構成を示す平
面図、第3図はTDIモードによる撮像における機械的
走査手段を説明するための説明図である。 図において、(1)は基板、(2)は光電変換素子、(
3)は第1のCOD、(4)は第2のCCD、(5)は
撮像素子、(6)は目標物体、(7)は信号光、(8)
は走査鏡、(9)は集光光学系、(10)は第1の部分
、(11)は第2の部分、(12)は第1の転送路、(
13)は第2の転送路、(14)は遅延回路、(15)
はマルチプレクサである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
面図、第2図は従来のこの種の撮像素子の構成を示す平
面図、第3図はTDIモードによる撮像における機械的
走査手段を説明するための説明図である。 図において、(1)は基板、(2)は光電変換素子、(
3)は第1のCOD、(4)は第2のCCD、(5)は
撮像素子、(6)は目標物体、(7)は信号光、(8)
は走査鏡、(9)は集光光学系、(10)は第1の部分
、(11)は第2の部分、(12)は第1の転送路、(
13)は第2の転送路、(14)は遅延回路、(15)
はマルチプレクサである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 2次元的に配列されて複数の列を成し、目標からの信号
光を検出して電気信号に変換する光電変換素子と、上記
光電変換素子の各列に対応して設けられ、各列の光電変
換素子の出力信号の電荷を上記光電変換素子の列方向に
転送する電荷結合素子列とをそれぞれ有し、隣接させて
基板に形成された第1の部分と、第2の部分とを備え、
上記第1の部分の各電荷結合素子列の延長線上には上記
第2の部分の光電変換素子列が配置され、かつ、上記第
2の部分の各電荷結合素子列の延長線上には上記第1の
部分の光電変換素子列が配置されていることを特徴とす
る撮像素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1305333A JPH03165673A (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1305333A JPH03165673A (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 撮像素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03165673A true JPH03165673A (ja) | 1991-07-17 |
Family
ID=17943854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1305333A Pending JPH03165673A (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 撮像素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03165673A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100704762B1 (ko) * | 2000-03-17 | 2007-04-09 | 삼성테크윈 주식회사 | 저조도 카메라 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55151868A (en) * | 1979-05-16 | 1980-11-26 | Fujitsu Ltd | Solid state pickup device |
-
1989
- 1989-11-24 JP JP1305333A patent/JPH03165673A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55151868A (en) * | 1979-05-16 | 1980-11-26 | Fujitsu Ltd | Solid state pickup device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100704762B1 (ko) * | 2000-03-17 | 2007-04-09 | 삼성테크윈 주식회사 | 저조도 카메라 |
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