JPH0521773A - Ccd撮像素子 - Google Patents
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Abstract
と偶数番目の画素の信号レベルの段差を改善する。 【構成】 複数の受光素子(画素)S1 ,S2 ,……が
一方向に配列された受光領域1と、受光領域1の両側に
夫々読み出しゲート部2,3を介して配された第1及び
第2の水平転送レジスタ4及び5を有し、1つ置きの受
光素子S1 ,S3 ,S5 ……の電荷を第1の水平転送レ
ジスタ4にて転送し、他の1つ置きの受光素子S2 ,S
4 ,S6 ……の電荷を第2の水平転送レジスタ5にて転
送するCCDリニアセンサにおいて、第1及び第2の水
平転送レジスタ4及び5は夫々2相の駆動パルスΦ
H1 ,ΦH2 が印加される第1,第2の転送電極22R
1 ,22R2 を有し、第1,第2の転送電極の読み出し
ゲート部側の電極形状を互いに同じにし、駆動パルスΦ
H1 が印加さる第1転送部HR1 の容量と駆動パルスΦ
H 2 が印加される第2転送部HR2 の容量が等しくなる
ように構成する。
Description
CCDリニアセンサに関する。
度化に伴い、奇数番目の受光素子(画)と偶数番目の受
光素子(画素)の夫々の信号電荷を2本の電荷転送レジ
スタに分割して転送し、終段で1本にまとめて出力する
ように構成されている。即ち、図2に示すように、複数
の受光素子(画素)S〔S1,S2,S3……〕を一方
向に配列した受光領域1の両側に夫々読み出しゲート部
2及び3を介してCCD構造の第1及び第2の水平転送
レジスタ4及び5が配され、奇数番目の受光素子S1,
S3,S5,……の信号電荷が第1の水平転送レジスタ
4に読み出され、偶数番目の受光素子S2,S4,S
6,……の信号電荷が第2の水平転送レジスタ5に読み
出され、夫々図4A及びBに示す2相の駆動パルスΦH
1 およひΦH2 により各信号電荷を一方向に転送するよ
うになされる。各第1及び第2の水平転送レジスタ4及
び5の各最終段の転送部HR1及びHR2は、ゲート電
圧VHOG が印加される共通の水平出力ゲート部6を介し
てフローディング・ディフージョン領域7に接続され、
第1及び第2の水平転送レジスタ4及び5の信号電荷が
交互にフローディング・ディフージョン領域7に転送さ
れて、電荷−電圧変換され出力アンプ8を通じて図4D
のCCD出力波形で示すように順次奇数と偶数の画素に
対応する信号が交互に出力されるようになる。この出力
部ではフローディング・ディフージョン領域7に転送さ
れた信号電荷は順次図4Cに示す駆動パルスΦH1,Φ
H2の2倍の周波数のリセットパルスΦRGによってリ
セットゲート部9を通じてリセットドレイン領域10に
掃き出される。
スタ4及び5の拡大平面図である。第1及び第2の水平
転送レジスタ4及び5は、夫々第1層多結晶シリコンか
らなるストレージ電極12S〔12S1 ,12S2 〕と
第2層多結晶シリコンからなるトランスファ電極12T
〔12T1 ,12T2 〕を組とする転送電極13R〔1
3R1 ,13R2 〕を有する複数の転送部HR〔H
R1 ,HR2〕からなり、その1つ置きの転送電極13
R1 に駆動パルスΦH1 が印加され、他の1つ置きの転
送電極13R2 に駆動パルスΦH2 が印加される。そし
て受光素子Sの信号電荷を第1及び第2の水平転送レジ
スタ4及び5へ読み出す際は駆動パルスΦH 1 が印加さ
れた第1トランスファ電極12T1 の領域(所謂トラン
スファ部)を通って第1ストレージ電極12S1 の領域
(所謂ストレージ部)に信号電荷が読み出される。
ΦH1 が印加される第1トランスファ電極12T1 は各
一端が連続されたような櫛歯形に形成され、その連結部
が読み出しゲート部2及び3に夫々跨がるように配され
る。一方、駆動パルスΦH2 が印加される第2トランス
ファ電極12T2 は各第1トランスファ電極12T1 の
間に配され、各隣り合うトランスファ電極12T1 及び
12T2 の間に夫々対応するストレージ電極12S1 ,
12S2 が配される。
CDリニアセンサでは、第1トランスファ電極12T1
と第2トランスファ電極12T2のパターン形状の違い
によって水平転送レジスタ4及び5における第1転送電
極13R1 と第2転送電極13R2 の面積が異なり、こ
れがために、駆動パルスΦH1 が印加される第1転送部
HR1 の容量と駆動パルスΦH2 が印加される第2転送
部HR2 の容量が等しくならず、奇数番目の画素(受光
素子)の信号レベルと偶数番目の画素(受光素子)の信
号レベルに差が生じてしまう。
ィング・ディフージョン領域7が形成され、ウエル領域
が配線を介して接地されているが、転送部HR1 ,HR
2 の容量が大きいために、水平転送レジスタ4及び5を
2相の駆動パルスΦH1 及びΦH2 で駆動する際に、図
4に示すように信号電荷をフローディング・ディフージ
ョン領域7に転送する駆動パルスΦH1 又はΦH2 の立
下り時点t1 ,t2 ,t3 ……で瞬間的にウエル領域の
電位(いわゆる基準電位)Voが変動し、この変動成分
15に基づいて出力信号にノイズ成分16が加わること
になる。ウエル領域の電位Voの変動成分15が同じで
あれば問題ないが、上述のように第1転送部HR1 の容
量と第2転送部HR2 の容量が異なるために、ノイズ成
分16が異なり、その結果、奇数番目の画素の信号レベ
ルと偶数番目の画素の信号レベルに差(所謂DC段差)
が生じてしまう。そして、CCDリニアセンサの高解像
度化に伴い、この信号レベル差が目立つために、各画素
毎に補正をかける必要があり不都合であった。
ル差を改善し、黒信号の補正をせずに高解像度の画質が
得られるCCD撮像素子を提供するものである。
子S〔S1 ,S2 ,S3 ……〕が一方向に配列された受
光領域1と、受光領域1の両側に夫々読み出しゲート部
2及び3を介して配された第1及び第2の電荷転送レジ
スタ4及び5を有し、1つ置きの受光素子S1 ,S3 ,
S5 ……の電荷を第1の電荷転送レジスタ4にて転送
し、他の1つ置きの受光素子S2 ,S4 ,S6 ……の電
荷を第2の電荷転送レジスタ5にて転送してなるCCD
撮像素子において、第1及び第2の電荷転送レジスタ4
及び5には夫々2相の駆動パルスΦH1 及びΦH2 が印
加される第1及び第2の転送電極HR〔HR1 ,H
R2 〕を有し、第1及び第2の転送電極HR〔HR1 ,
HR2 〕の読み出しゲート部2,3側の電極形状を互い
に同一にして構成する。
ジスタ4及び5を夫々構成する第1及び第2の転送電極
22R〔22R1 ,22R2 〕の読み出しゲート部2,
3側の電極形状を同一にするので、全体として第1の転
送電極22R1 と第2の転送電極22R2 の面積が等し
くなり、駆動パルスΦH1 が印加される第1転送部HR
1 の容量と駆動パルスΦH2 が印加される第2転送部H
R2 の容量が互いに均一になる。従って、各画素、即ち
奇数番目と偶数番目の画素の信号レベルの段が改善され
る。
ニアセンサの実施例を説明する。
部を示す。同図において、1は複数の受光素子S
〔S1 ,S2 ,……〕を一方向に一列配列してなる受光
領域を示し、その両側に夫々読み出しゲート部2及び3
を介して受光領域1と平行するようにCCD構成の第1
の水平転送レジスタ4及び第2の水平転送レジスタ5が
配される。第1及び第2の水平転送レジスタ4及び5は
第1層多結晶シリコンからなるストレージ電極21S
〔21S1 ,21S2 〕と第2層多結晶シリコンからな
るトランスファ電極21T〔21T1 ,21T2 〕を組
とする転送電極22R〔22R1 ,22R2 〕を有する
複数の転送部HR〔HR1 ,HR2 〕が配列されてな
り、1つ置きの第1転送電極22R1 が駆動パルスΦH
1 を印加するバスライン24に接続され、他の1つ置き
の第2転送電極22R2 が駆動パルスΦH2を印加する
バスライン25に接続される。第1の水平転送レジスタ
4の駆動パルスΦH1 が印加される第1転送部HR1 は
受光領域1の例えば奇数番目の受光素子S1,S3,S
5,……に対応して形成され、第2の水平転送レジスタ
5の駆動パルスΦH1 が印加される第1転送部HR1 は
例えば偶数番目の受光素子S2,S4,S6,……に対
応して形成される。
H1 が印加される第1トランスファ電極21T1 と駆動
パルスΦH2 が印加される第2トランスファ電極21T
2 を互いに読み出しゲート部3及び4側の形状を含めて
電極形状を同一にし、その各トランスファ電極21
T1 ,21T2 の一部を夫々対応する読み出しゲート部
3及び4に跨がるように形成し、各隣り合うトランスフ
ァ電極21T1 と21T2 間に互いに同じ電極形状のス
トレージ電極21S1 ,21S2 を形成する。
S2 ,S3 ,……の信号電荷が、対応する水平転送レジ
スタ4及び5の各駆動パルスΦH1 が印加される第1転
送部HR 1 に読み出され、駆動パルスΦH2 が印加され
る第2転送部HR2 には転送されないように、各受光素
子S1 ,S2 ,S3 ,……と第2転送部HR2 間にチャ
ネルストップ領域が形成される。
て駆動パルスΦH1が印加されるバスライン24を外側
に配し、駆動パルスΦH2 が印加されるバスライン25
を内側に配したときには、第2の水平転送レジスタ5側
では逆に駆動パルスΦH1 が印加されるバスライン24
を内側に配し、駆動パルスΦH2 が印加されるバスライ
ン25を外側に配するようになす。
様に奇数番目の受光素子S1 ,S3 ,S5 ,……の信号
電荷が読み出しゲート部2を通じて第1の水平転送レジ
スタ4の各第1転送部HR1 のストレージ電極21S1
下に読み出され、偶数番目の受光素子S2 ,S4 ,
S6 ,……の信号電荷が読み出しゲート部3を通じて第
2の水平転送レジスタ5の各第1転送部HR1 のストレ
ージ電極21S2 下に読み出される。以後、各信号電荷
は夫々第1及び第2の水平転送レジスタ4及び5内を一
方向に転送され、図2と同様の構成をとる出力部のフロ
ーディング・ディフージョン領域7で電荷−電圧変換さ
れて出力アンプ8より出力される。
加される第1トランスファ電極21T1 を各第1転送部
HR1 に対応するように分割し、且つ駆動パルスΦH2
が印加される第2トランスファ電極21T2 の形状を第
1トランスファ電極21T1 の形状と同一にすると共
に、第2トランスファ電極21T2 を第1トランスファ
電極21T1 と同様に読み出しゲート部2,3に跨がる
ように形成することにより、第1転送電極22R1 、第
2転送電極22R2 の面積を等しくすることができ、第
1転送部HR1 の容量と第2転送部HR2 の容量を互い
に等しくすることができる。このため、駆動パルスΦH
1 または駆動パルスΦH2 の立下り時点t 1 ,t2 ,t
3 ,……でのウエル領域の電位(基準電位)Voの変動
成分15が同程度になり、奇数番目の画素と偶数番目の
画素の各信号に加わるノイズ成分16が均一になる。従
って、奇数番目の画素と偶数番目の画素との信号レベル
の差が改善され、黒信号の補正をせずに高解像度の画質
を得ることができる。
第2の水平転送レジスタの信号電荷をフローディング・
ディフージョン領域7に交互に転送して1本にまとめる
ように構成したが、その他フローディング・ディフージ
ョン領域7の前段の数ビット分の転送部を設け、この数
ビット分の転送部に第1及び第2の水平転送レジスタ4
及び5からの信号電荷を交互に転送してここで1本にま
とめるように構成することもできる。
アセンサによれば、奇数番目の画素に対応する信号レベ
ルと偶数番目の画素に対応する信号レベルの段差を改善
することができ、黒信号の補正をせずに高解像度の画質
を得ることができる。
平面図である。
である。
号等の波形図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 複数の受光素子が一方向に配列された受
光領域と、該受光領域の両側に夫々読み出しゲート部を
介して配された第1及び第2の電荷転送レジスタを有
し、前記1つ置きの受光素子の電荷を前記第1の電荷転
送レジスタにて転送し、前記他の1つ置きの受光素子の
電荷を前記第2の電荷転送レジスタにて転送してなるC
CD撮像素子において、 前記第1及び第2の電荷転送レジスタは夫々2相の駆動
パルスが印加される第1及び第2の転送電極を有し、 該第1及び第2の転送電極の前記読み出しゲート部側の
電極形状が互いに同一とされて成るCCD撮像素子。
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