JPH04260283A - 正像／鏡像両出力機能を持つ固体撮像装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置に関し、特
に正像／鏡像両出力機能を持つ固体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、テレビ電話において、受信モニ
ターには相手の顔等を写し出す使い方が一般的であるが
、逆に受信モニターに自分自身の顔等を写し出したい場
合がある。前者のような一般的な使い方では、相手側に
はテレビカメラから出力される画像（正像）信号をその
まま送れば良いのであるが、後者のような場合には、受
信モニターに自分自身の顔等を鏡に写した像、即ち鏡像
を写し出した方が自然であることから、テレビカメラか
ら出力される正像の画像信号をそのまま受信モニターに
入力する訳にはいかない。このため、この種の使用目的
に適用可能なように、正像／鏡像両出力機能を持つ固体
撮像装置が開発されている。かかる固体撮像装置をテレ
ビカメラの撮像デバイスとして用い、その正像出力を相
手側に送る一方、鏡像出力を受信モニターに入力するこ
とにより、受信モニターに自分自身の顔等を鏡に写した
場合と同じ像として写し出すことができることになる。

【０００３】この正像／鏡像両出力機能を持つ固体撮像
装置の従来例としては、図５に示すように、撮像部３の
垂直シフトレジスタ（垂直転送部）２の出力側に単一の
水平シフトレジスタ（水平転送部）４を備え、この水平
シフトレジスタ４において、垂直シフトレジスタ２から
供給される信号電荷を、正像を得る場合には例えば図の
左方向に、鏡像を得る場合には右方向にそれぞれ転送し
て出力回路部７，８から正像信号又は鏡像信号を導出す
る構成のものが知られている（例えば、特開平１−２３
６８７号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の正
像／鏡像両出力機能を持つ固体撮像装置では、単一の水
平シフトレジスタ４を用いて垂直シフトレジスタ２から
供給される信号電荷を左又は右方向に転送して正像又は
鏡像出力を適宜導出する構成となっていたので、正像出
力と鏡像出力とを同時に導出することができないという
問題があった。このため、かかる固体撮像装置を例えば
テレビ電話用の撮像デバイスとして用いたとしても、正
像出力を相手側に送信しながら同時に受信モニターに自
分自身の顔等を写し出すことができないことになる。

【０００５】そこで、本発明は、正像出力及び鏡像出力
の同時出力を可能とした正像／鏡像両出力機能を持つ固
体撮像装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像装
置は、水平及び垂直方向にて２次元配列された複数個の
感光部及びこれら感光部から垂直列毎に読み出された電
荷を垂直方向に転送する垂直転送部を含む撮像部と、こ
の撮像部から供給される電荷を水平方向に転送して正像
出力を導出する第１の水平転送部と、この第１の水平転
送部と逆方向に電荷を転送して鏡像出力を導出する第２
の水平転送部と、撮像部から第１の水平転送部に供給さ
れた電荷の一部を第２の水平転送部に転送する転送ゲー
トとを具備する構成となっている。

【０００７】

【作用】本発明による固体撮像装置において、第１，第
２の水平転送部における電荷の転送方向が互いに逆方向
であることから、撮像部から第１の水平転送部に供給さ
れた電荷の一部を転送ゲートによって第２の水平転送部
に転送することにより、第１の水平転送部によって正像
出力を導出でき、第２の水平転送部によって鏡像出力を
導出できる。これにより、正像／鏡像両出力の同時出力
も可能となる。また、第１及び第２の水平転送部の各々
における互いに隣り合う転送電極同士が転送ゲート部に
て交差していることから、同一の転送クロックを印加す
ることにより、両水平転送部間で電荷の転送方向が互い
に逆方向となるため、両水平転送部によって正像出力と
鏡像出力を同時に導出できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明による正像／鏡像両出力機
能を持つ固体撮像装置の一実施例を示す概略構成図であ
る。図において、水平及び垂直方向にて画素単位で２次
元的に配列されて入射光量に応じた信号電荷を蓄積する
複数個の感光部１と、これら感光部１から垂直ブランキ
ング期間の一部で瞬時に読み出される信号電荷を垂直列
毎に垂直方向に転送する複数の垂直シフトレジスタ２と
によって撮像部３が構成されている。この撮像部３にお
いて、感光部１は例えばフォトダイオードからなり、垂
直シフトレジスタ２はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐ
ｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）　によって構成される。この撮
像部３の出力側には、撮像部３から信号電荷が１ライン
分ずつ供給され、その信号電荷を一方向において転送す
る第１の水平シフトレジスタ４と、この第１の水平シフ
トレジスタ４と転送方向が逆方向の第２の水平シフトレ
ジスタ５とが併置されている。第１，第２の水平シフト
レジスタ４，５は共にＣＣＤによって構成される。

【０００９】第１，第２の水平シフトレジスタ４，５間
には、撮像部３の垂直シフトレジスタ２から水平シフト
レジスタ４に供給された１ライン分の信号電荷の一部、
例えば１画素おきの信号電荷を一括して水平シフトレジ
スタ５に転送するＨ‐Ｈ転送ゲート６が配されている。 また、水平シフトレジスタ４の左端及び水平シフトレジ
スタ５の右端には、ＦＤＡ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ　Ｄｉｆ
ｆｕｓｉｏｎ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）等からなる出力回
路部７，８がそれぞれ設けられている。これら出力回路
部７，８は、転送されてきた信号電荷を電気信号に変換
して正像出力及び鏡像出力としてそれぞれ導出するため
のものである。

【００１０】第１，第２の水平シフトレジスタ４，５に
おいては、図２に示すように、各水平転送電極が、２層
目のポリシリコン２Ｐｏｌｙ　からなる蓄積ゲート電極
９及び３層目のポリシリコン３Ｐｏｌｙ　からなる転送
ゲート電極１０の対によって２層構造にて構成され、１
層目のポリシリコン１Ｐｏｌｙにより２分されている。 この１層目のポリシリコン１Ｐｏｌｙ　は、ポリシリコ
ン２Ｐｏｌｙ　及びポリシリコン３Ｐｏｌｙ　の一部領
域に形成したコンタクトホールを介して半導体基板（図
示せず）に接続されて先のＨ‐Ｈ転送ゲート６を構成し
、垂直シフトレジスタ２から供給される信号電荷を第１
の水平シフトレジスタ４と第２の水平シフトレジスタ５
に振り分ける作用をなす。第１の水平シフトレジスタ４
から第２の水平シフトレジスタ５への信号電荷の転送路
となる以外の部分はチャネルストップ１２で構成され、
第１，第２の水平シフトレジスタ４，５の各転送路を分
離している。また、垂直シフトレジスタ２から第１の水
平シフトレジスタ４へ信号電荷を転送するためのＶ‐Ｈ
転送ゲート１１も１層目のポリシリコン１Ｐｏｌｙ　に
より構成され、信号電荷の転送路となる以外の部分はチ
ャネルストップ１３で構成されている。

【００１１】また、第１，第２の水平シフトレジスタ４
，５の各々において、互いに隣り合う転送電極、即ち対
となる蓄積ゲート電極９と転送ゲート電極１０とがＨ‐
Ｈ転送ゲート６の部分で交差するように設けられている
。そして、第１，第２の水平シフトレジスタ４，５の各
々における２画素分の電極対を１組とし、図３に示すタ
イミング関係の転送クロックφＨ１，φＨ２，φＨ３，
φＨ４を第１，第２の水平シフトレジスタ４，５の各電
極に共通に印加するようにする。また、Ｖ‐Ｈ転送ゲー
ト１１には転送クロックφＶ４を、Ｈ‐Ｈ転送ゲート６
には転送クロックφＨＨＧ　をそれぞれ印加する。

【００１２】次に、第１，第２の水平シフトレジスタ４
，５における電荷転送の動作について、図３の各タイミ
ングｔ１　〜ｔ７　毎に図４のポテンシャル図を参照し
つつ説明する。なお、説明の都合上、蓄積ゲート電極９
と転送ゲート電極１０の間にはポテンシャル差はないも
のと仮定して説明する。また、図４において、（Ａ）は
第１の水平シフトレジスタ４のポテンシャルを、（Ｂ）
は第２の水平シフトレジスタ５のポテンシャルをそれぞ
れ示している。時点ｔ１　では、既にＶ‐Ｈ転送ゲート
１１によって垂直シフトレジスタ２から１ライン分の信
号電荷が第１の水平シフトレジスタ４に転送されている
ことにより、各画素の蓄積ゲート電極９に信号電荷が蓄
積されている。時点ｔ２　で、転送クロックφＨＨＧ　
によってＨ‐Ｈ転送ゲート６が駆動されることにより、
第１の水平シフトレジスタ４における１画素おきの蓄積
ゲート電極９の信号電荷が第２の水平シフトレジスタ５
に転送される。そして、Ｈ‐Ｈ転送ゲート６がオフする
ことにより、第１，第２の水平シフトレジスタ４，５の
各転送路が完全に分離される（時点ｔ３　）。

【００１３】続いて、時点ｔ４　では、転送クロックφ
Ｈ１〜φＨ３に対応する３電極間で信号電荷が均され、
時点ｔ５　で第２の水平シフトレジスタ５の信号電荷が
第１の水平シフトレジスタ４と同一の蓄積ゲート電極９
（転送クロックφＨ１に対応する電極）へ転送される。 そして、時点ｔ６　，時点ｔ７　と経過することにより
、図２及び図４において、第１の水平シフトレジスタ４
では左方向に、第２の水平シフトレジスタ５では右方向
にそれぞれ信号電荷が転送され、その結果、第１の水平
シフトレジスタ４によって正像出力を、第２の水平シフ
トレジスタ５によって鏡像出力をそれぞれ導出できるこ
とになる。

【００１４】なお、上記実施例では、蓄積ゲート電極９
と転送ゲート電極１０の間にはポテンシャル差はないも
のと仮定して説明したが、実際にはポテンシャル差を設
ける必要がある。このポテンシャル差は、蓄積ゲート電
極９及び転送ゲート電極１０に対応する半導体基板の領
域の不純物濃度又は絶縁膜の厚さを変えたり、あるいは
転送クロックφＨ１とφＨ２，φＨ３とφＨ４間の電圧
レベルを変えたりすることで設定可能である。また、上
記実施例においては、第１の水平シフトレジスタ４を正
像出力用、第２の水平シフトレジスタ５を鏡像出力用と
してそれぞれ用いたが、その逆であっても良いことは勿
論である。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２つの水平シフトレジスタを設けるとともに、両シフト
レジスタにおける信号電荷の転送方向を互いに逆方向と
し、撮像部から一方の水平シフトレジスタに供給された
信号電荷の一部を転送ゲートによって他方の水平シフト
レジスタに転送する構成としたことにより、一方の水平
シフトレジスタによって正像出力を、他方の水平シフト
レジスタによって鏡像出力をそれぞれ導出できるので、
正像／鏡像両出力の同時出力が可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による正像／鏡像両出力機能を持つ固体
撮像装置の一実施例を示す概略構成図である。

【図２】第１，第２の水平シフトレジスタの構造の一例
を示す概略平面図である。

【図３】各転送クロックのタイミングチャートである。

【図４】水平転送の際の動作を説明するためのポテンシ
ャル図であり、（Ａ）は第１の水平シフトレジスタのも
の、（Ｂ）は第２の水平シフトレジスタのものをそれぞ
れ示している。

【図５】固体撮像装置の従来例を示す概略構成図である
。

【符号の説明】

１　　感光部 ２　　垂直シフトレジスタ ３　　撮像部 ４，５　　水平シフトレジスタ ６　　Ｈ‐Ｈ転送ゲート ７，８　　出力回路部 ９　　蓄積ゲート電極 １０　　転送ゲート電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　水平及び垂直方向にて２次元配列され
   た複数個の感光部及びこれら感光部から垂直列毎に読み
   出された電荷を垂直方向に転送する垂直転送部を含む撮
   像部と、前記撮像部から供給される電荷を水平方向に転
   送して正像出力を導出する第１の水平転送部と、前記第
   １の水平転送部と逆方向に電荷を転送して鏡像出力を導
   出する第２の水平転送部と、前記撮像部から前記第１の
   水平転送部に供給された電荷の一部を前記第２の水平転
   送部に転送する転送ゲートとを具備することを特徴とす
   る正像／鏡像両出力機能を持つ固体撮像装置。
2. 【請求項２】　　前記第１及び第２の水平転送部は、正
   像出力及び鏡像出力を同時に導出するように構成された
   ことを特徴とする請求項１記載の正像／鏡像両出力機能
   を持つ固体撮像装置。
3. 【請求項３】　　前記第１及び第２の水平転送部の各々
   における互いに隣り合う転送電極同士が前記転送ゲート
   部にて交差していることを特徴とする請求項１又は２記
   載の正像／鏡像両出力機能を持つ固体撮像装置。