JPH0340997B2 - - Google Patents

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JPH0340997B2
JPH0340997B2 JP57073066A JP7306682A JPH0340997B2 JP H0340997 B2 JPH0340997 B2 JP H0340997B2 JP 57073066 A JP57073066 A JP 57073066A JP 7306682 A JP7306682 A JP 7306682A JP H0340997 B2 JPH0340997 B2 JP H0340997B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers
    • H01L27/14825Linear CCD imagers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/701Line sensors
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は固体撮像装置に係り、特にCCD等
電荷転送形素子を直線状に配列したリニアイメジ
センサに関する。
〔発明の技術的背景及び問題点〕
直線状に配列された画素を順次読出すためのリ
ニアイメジセンサは各種のものが知られており、
例えば第1図又は第2図に示す様である。
すなわち、半導体基板1上に、入射する光情報
に対応した電荷を発生させる受光部4が直線状に
存在し、この受光部4で発生した電荷は受光部4
の両側に沿在する第1及び第2の電荷転送路2,
3によつて出力端側へ転送される。受光部4は複
数のセルから成り、これに対応して電荷転送路
2,3は複数の転送電極(図示せず)を有し端子
10,11に印加する2相の所定のシフトパルス
で前記電荷を出力端側へ転送する。受光部4及び
前記2つの電荷転送路2,3間にはシフトゲート
5,6がそれぞれ設けられており、端子9に与え
るゲートパルスによつて前記受光部4の電荷を各
セル毎に順次交互に前記2つの電荷転送路2,3
に振分け転送する。図面中の矢印はシフトゲート
5,6の作用によつて受光部4から電荷転送路
2,3へ電荷が転送されることを示している。
ここで、第1図によれば、各転送路2,3は折
曲部分2a,3aを有し、2つの転送路2,3の
信号は1つの出力部7から読出す様になつてい
る。これに対して、第2図によれば各転送路2,
3はそれぞれ独立した出力部13,14を有す
る。尚、出力部とは、出力ゲート、読出し用
MOSトランジスタ、出力抵抗等各種の要素を総
称するものである。
ところで、第1図の様な装置によれば、出力信
号は出力部7の1つの出力端子8から読出すた
め、第1及び第2の電荷転送路2,3に印加され
る各信号間にオフセツト電圧のばらつきが無く操
作上望ましい。しかし、読出し信号はリセツト期
間及び出力信号期間をもつて一周期とされ、信号
電荷を消滅させるためのリセツト期間は取扱う電
荷量によつて一義的に定まつてしまう。このた
め、読出し信号の周期はリセツト期間によつて制
限されてしまい。高速動作が期待できない。例え
ば、リセツト期間が50nsであるとすると20MHz以
上では出力信号期間が無くなり動作不能となる。
第2図の装置によれば、2つの電荷転送路2,
3の信号は出力部13,14を介してそれぞれ独
立の端子15,16から読出す。このため、実効
的な読出し周波数は第1図の場合の1/2となり高
速動作が可能である。しかし、出力端子が2つあ
るため、各端子15,16からの出力信号間にオ
フセツト電圧や信号の電圧のばらつきが生じてし
まう。このばらつきを補正するためには付加回路
が必要であり装置全体の構成を複雑大型化し望ま
しくない。特に低速読出しの場合には大きな欠点
となる。
〔発明の目的及び概要〕
この発明は、以上の様な従来技術の欠点を除去
しようとして成されたものであり、高速動作及び
低速動作のいずれにも対応でき、しかも低速動作
に際して付加回路を要しない簡易な構成の固体撮
像装置を提供することを目的とする。
この目的を達成するため、この発明によれば、
半導体基板上に直線状に存在しまた入射する光情
報に対応した電荷を発生させる受光部と、前記電
荷を捕獲転送するため前記受光部の両側にそれぞ
れ配設した第1及び第2の電荷転送路と、前記受
光部及び前記2つの電荷転送路の間に設け前記受
光部の電荷を交互に前記2つの電荷転送路に振分
け転送するためのシフトゲートとを具えた固体撮
像装置において、前記第1及び第2の電荷転送路
の出力端側にそれぞれ結合しまた独自の出力部を
有する第3の電荷転送路を設け、高速読出し時に
は前記第1及び第2の電荷転送路から別個に信号
を読出し、低速読出し時には前記第3の電荷転送
路を介して前記第1及び第2の電荷転送路からの
信号を交互に読出す様にする。
〔発明の実施例〕
以下、添付図面に従つてこの発明の実施例を説
明する。
第3図はこの発明の実施例に係る固体撮像装置
を示す。この実施例によれば、半導体基板20上
に受光部25、シフトゲート23,24、及び第
1から第3の電荷転送路21,22,30を具え
ている。
受光部25は複数のセルから成り、入射する光
情報に対応した電荷を発生させる。各セルは、例
えば半導体基板との間にpn接合を形成する拡散
半導体領域を含んで成る。
シフトゲート23,24は、受光部25で発生
した電荷を第1及び第2の電荷転送路21,22
に送り込むためのものであり、端子42に印加す
るゲートパルスで駆動される。すなわち、このゲ
ートパルスによつて受光部25の電荷は各セル毎
に順次交互に2つの電荷転送路21,22に振分
けられる。第1及び第2の電荷転送路21,22
は例えばCCDであり、これらのシフトゲート2
3,24の外側に且つこれらのゲート23,24
と略平行に配列されている。この転送路21,2
2は受光部25の複数の転送電極(図示せず)を
有し端子38,39に印加する2相の所定のシフ
トパルスで前記電荷を出力端側へ転送する。転送
路21,22の左端にはそれぞれ出力端子36,
37を有する出力部33,34が設けられてい
る。出力部33,34は出力ゲート、読出し用
MOSトランジスタ、出力抵抗等各種の要素を含
んでいる。
この出力部33,34に至る転送路21,22
の途中に分岐電極26,27がそれぞれ設けられ
ており、この分岐電極26,27の間に第3の電
荷転送路30が結合されている。第3の電荷転送
路30の中央部分には端子35を有する独自の出
力部32が存する。
以上の様な構成において、高速動作時には2つ
の出力端36,37から信号を取出し、また低速
動作時には出力端35からのみ信号を取出す様に
すれば、所望の高速読出しが達成でき、また低速
読出しにも対応できる。この様な動作の様子を次
に説明する。
例えば、電荷転送路21,22,30がnチヤ
ネルCCDを構成しているとする。nチヤネルの
転送路においては電圧の高い側へ電荷が移動す
る。従つて、第4図で示す様に、高速動作を必要
とする場合には、転送路30の電極301に対し
て転送路21側の電極213の電位を高くすれ
ば、電荷は出力部33へ向つて移動する。すなわ
ち、電極に印加する2相シフトパルスに従つて電
荷が電極211,212に対応する各部分に移動
して来た際に、転送路30側の電極301にはシ
フトパルスの低レベル電圧よりも電位の低い電圧
を印加し、電極26,213,214へはシフト
パルスを供給し続ける。こうすることにより、電
極212の部分にまで到来した電荷はシフトパル
スのタイミングに従つて順次電極26,213,
214の側に転送されて、電極301の側へ転換
することがない。転送路22の側においても同様
の操作をすることにより、出力部34側に電荷を
転送することができる。
以上の様な操作によつて、端子36,37から
それぞれ受光部25の各セルの奇数番及び偶数番
に対応する情報を高速で読出すことができる。
低速動作を必要とする場合には、第4図におい
て、転送路21側の電極213に対して転送路3
0側の電極301の電位を高くすれば、電荷は出
力部32へ向つて移動する。すなわち、電極に印
加する2相シフトパルスに従つて電荷が電極21
1,212に対応する各部分に移動して来た際
に、転送路21側の電極213にはシフトパルス
の低レベル電圧よりも電位の低い電圧を印加し、
電極26,301,302へはシフトパルスを供
給し続ける。こうすることにより、電極212の
部分にまで到来した電荷はシフトパルスのタイミ
ングに従つて順次電極26,301,302の側
に転送されて、電極213の側へ移動することが
ない。転送路22の側においても同様の操作をす
ることにより、出力部32側に電荷を転送するこ
とができる。
従つて、転送路21から出力部32へ向つて電
荷を移動させるシフトパルスのタイミングと、転
送路22から出力部32へ向つて電荷を移動させ
るシフトパルスのタイミングと180°の位相をずら
せることにより、出力部32から受光部25の各
セルの奇数番及び偶数番に対応する情報をシフト
パルスのタイミグに従つて交互に読出すことがで
きる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、3つの電荷転送路を設け、
それらを電位の変更によつて切換えて使用するこ
とにより、高速動作及び低速動作のいずれにも対
応でき、しかも低速動作に際して付加回路を要し
ない簡易な構成の固体撮像装置を提供するこのが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来の固体撮像装置の説明
図、第3図はこの発明の実施例の説明図、第4図
は第3図の実施例の動作を説明するための要部説
明図である。 20……半導体基板、21,22,30……第
1、第2、及び第3の電荷転送路、23,24…
…シフトゲート、25……受光部、32,33,
34……出力部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体基板上に直線状に存在しまた入射する
    光情報に対応した電荷を発生させる受光部と、前
    記電荷を捕獲転送するため前記受光部の両側にそ
    れぞれ配設した第1及び第2の電荷転送路と、前
    記受光部及び前記2つの電荷転送路の間に設け前
    記受光部の電荷を交互に前記2つの電荷転送路に
    振分け転送するための2つのシフトゲートとを具
    えた固体撮像装置において、 前記第1及び第2の電荷転送路の出力端側にそ
    れぞれ結合しまた独自の出力部を有する第3の電
    荷転送路を設け、高速読出し時には前記第1及び
    第2の電荷転送路から別個に信号を読出し、低速
    読出し時には前記第3の電荷転送路を介して前記
    第1及び第2の電荷転送路からの信号を交互に読
    出す様にして成る固体撮像装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の装置において、
    前記高速読出し及び低速読出しの変更は前記第1
    及び第2の電荷転送路に対する第3の電荷転送路
    の電位を変更することによつて行う様にして成る
    固体撮像装置。
JP57073066A 1982-04-30 1982-04-30 固体撮像装置 Granted JPS58190169A (ja)

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DE8383104177T DE3373165D1 (en) 1982-04-30 1983-04-28 Solid state image-sensing device
EP83104177A EP0093411B1 (en) 1982-04-30 1983-04-28 Solid state image-sensing device

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