JPH0595515A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH0595515A JPH0595515A JP3253466A JP25346691A JPH0595515A JP H0595515 A JPH0595515 A JP H0595515A JP 3253466 A JP3253466 A JP 3253466A JP 25346691 A JP25346691 A JP 25346691A JP H0595515 A JPH0595515 A JP H0595515A
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- Japan
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【構成】二次元状に配列された光電変換素子１とこれに
隣接した垂直転送レジスタ２に対し、これらの上下に水
平転送レジスタ３および出力回路４を備えた固体撮像装
置において、垂直転送レジスタ２の転送方向を一列おき
に逆とする電極配列とする。 【効果】インターライン転送方式ＣＣＤ型固体撮像装置
において、水平転送レジスタの水平方向の密度を従来素
子の半分とすることが電極を微細化することなく可能と
なり、高解像度固体撮像装置を実現することができる。
隣接した垂直転送レジスタ２に対し、これらの上下に水
平転送レジスタ３および出力回路４を備えた固体撮像装
置において、垂直転送レジスタ２の転送方向を一列おき
に逆とする電極配列とする。 【効果】インターライン転送方式ＣＣＤ型固体撮像装置
において、水平転送レジスタの水平方向の密度を従来素
子の半分とすることが電極を微細化することなく可能と
なり、高解像度固体撮像装置を実現することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置に係り、特
に水平転送レジスタを高密度化することなく、高解像度
化を実現するのに好適な高解像度固体撮像装置に関す
る。
に水平転送レジスタを高密度化することなく、高解像度
化を実現するのに好適な高解像度固体撮像装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、固体撮像装置の構成には代表的な
ものとしてインターライン転送方式がある。例えば、
「固体撮像デバイス」４．３．２インターライン転送方
式、ｐ９３〜ｐ９６ テレビジョン学会偏、昭晃堂、Ｓ
６１．７．３０）図３にインターライン転送方式の回路
図の一例を示す。図３において、１は光電変換素子（例
えばホトダイオード）、２は垂直転送レジスタ、２１は
転送兼読み出し電極、３は水平転送レジスタ、４は出力
部、５は転送ゲートである。一フィールド期間内に光電
変換素子に蓄積された信号電荷は、垂直帰線期間内で、
全画素同時に転送兼読み出し電極２１を経て垂直転送レ
ジスタ２に移される。その後、垂直転送レジスタ２に加
えられるクロックパルスに同期して下方向に転送され
る。水平帰線期間において垂直転送レジスタ２内の一行
分の信号電荷は、転送ゲートを経て水平転送レジスタ３
へ移される。水平転送レジスタ３内の信号電荷は水平転
送レジスタ３に加えられるクロックパルスに同期して出
力部４から、順次、出力される。
ものとしてインターライン転送方式がある。例えば、
「固体撮像デバイス」４．３．２インターライン転送方
式、ｐ９３〜ｐ９６ テレビジョン学会偏、昭晃堂、Ｓ
６１．７．３０）図３にインターライン転送方式の回路
図の一例を示す。図３において、１は光電変換素子（例
えばホトダイオード）、２は垂直転送レジスタ、２１は
転送兼読み出し電極、３は水平転送レジスタ、４は出力
部、５は転送ゲートである。一フィールド期間内に光電
変換素子に蓄積された信号電荷は、垂直帰線期間内で、
全画素同時に転送兼読み出し電極２１を経て垂直転送レ
ジスタ２に移される。その後、垂直転送レジスタ２に加
えられるクロックパルスに同期して下方向に転送され
る。水平帰線期間において垂直転送レジスタ２内の一行
分の信号電荷は、転送ゲートを経て水平転送レジスタ３
へ移される。水平転送レジスタ３内の信号電荷は水平転
送レジスタ３に加えられるクロックパルスに同期して出
力部４から、順次、出力される。
【０００３】さて、高精細テレビジョンシステムを実現
するために採用される方式は、走査線数が１１２５本
で、アスペクト比が９対１６の方式が主流である。この
方式の場合、出力信号のデータレートは７４.２５ＭＨ
ｚ と高くなり、大容量負荷である水平転送レジスタを
高速で駆動することが困難となる。さらに、画素の高密
度化に伴い水平方向の画素数は従来素子の二倍以上とな
る。この結果、水平転送レジスタの水平方向が高密度と
なり、水平転送レジスタの電極構成が困難となる。
するために採用される方式は、走査線数が１１２５本
で、アスペクト比が９対１６の方式が主流である。この
方式の場合、出力信号のデータレートは７４.２５ＭＨ
ｚ と高くなり、大容量負荷である水平転送レジスタを
高速で駆動することが困難となる。さらに、画素の高密
度化に伴い水平方向の画素数は従来素子の二倍以上とな
る。この結果、水平転送レジスタの水平方向が高密度と
なり、水平転送レジスタの電極構成が困難となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】固体撮像装置の小型化
および高精細化が進むにつれて、水平転送レジスタの電
極の微細化が必要となる。
および高精細化が進むにつれて、水平転送レジスタの電
極の微細化が必要となる。
【０００５】本発明の目的は水平転送レジスタの電極の
微細化をすることなく高密度な画素を読み出すことが可
能な高解像度固体撮像装置を提供することにある。
微細化をすることなく高密度な画素を読み出すことが可
能な高解像度固体撮像装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の固体撮像装置には、インターライン転送方式
で、二次元状に配列された光電変換素子群の上下に水平
転送レジスタを配置し、一列おきに垂直転送レジスタの
転送方向を逆とする回路構成とする。
に本発明の固体撮像装置には、インターライン転送方式
で、二次元状に配列された光電変換素子群の上下に水平
転送レジスタを配置し、一列おきに垂直転送レジスタの
転送方向を逆とする回路構成とする。
【０００７】
【作用】上記の回路構成を用いることにより、水平転送
レジスタの水平方向の密度を半分にすることができ、極
度な電極の微細化をすることなく、高解像度固体撮像装
置の実現が可能となる。
レジスタの水平方向の密度を半分にすることができ、極
度な電極の微細化をすることなく、高解像度固体撮像装
置の実現が可能となる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を実施例に従い詳細に説明す
る。
る。
【０００９】図１に本発明の一実施例の固体撮像装置の
回路図を示す。図２（ａ）は垂直転送レジスタのクロッ
クパルス、図２（ｂ）の（１）〜（４）は垂直転送レジ
スタ内での信号電荷の動作を示すポテンシャル図であ
る。図１において、水平転送レジスタ３は、二次元状に
配置された光電変換素子１および垂直転送レジスタ２に
対し上，下に配置される。垂直転送レジスタ２は、一転
送段当り四個の電極よりなる素子で構成される。また、
垂直転送レジスタ２の電極配列の順序は一列ごとに逆で
ある。光電変換素子１は一転送段当り二個ある。光電変
換素子１からの信号電荷は垂直転送レジスタ２の四個の
電極のうちの一個の転送兼読み出し電極２１を用いて垂
直転送レジスタ２内へ読み出される。この転送兼読み出
し電極の配置は光電変換素子１に対し一列ごとに上下が
逆である。垂直転送レジスタ２は四相の外部クロックＶ
１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４で直接駆動される。垂直転送レジ
スタ２から水平転送レジスタ３への信号電荷の移動は、
転送ゲート５を介して行われる。また、水平転送レジス
タ３は二個の電極より成る素子で構成され、二相の外部
クロックＨ１，Ｈ２により、直接、駆動される。
回路図を示す。図２（ａ）は垂直転送レジスタのクロッ
クパルス、図２（ｂ）の（１）〜（４）は垂直転送レジ
スタ内での信号電荷の動作を示すポテンシャル図であ
る。図１において、水平転送レジスタ３は、二次元状に
配置された光電変換素子１および垂直転送レジスタ２に
対し上，下に配置される。垂直転送レジスタ２は、一転
送段当り四個の電極よりなる素子で構成される。また、
垂直転送レジスタ２の電極配列の順序は一列ごとに逆で
ある。光電変換素子１は一転送段当り二個ある。光電変
換素子１からの信号電荷は垂直転送レジスタ２の四個の
電極のうちの一個の転送兼読み出し電極２１を用いて垂
直転送レジスタ２内へ読み出される。この転送兼読み出
し電極の配置は光電変換素子１に対し一列ごとに上下が
逆である。垂直転送レジスタ２は四相の外部クロックＶ
１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４で直接駆動される。垂直転送レジ
スタ２から水平転送レジスタ３への信号電荷の移動は、
転送ゲート５を介して行われる。また、水平転送レジス
タ３は二個の電極より成る素子で構成され、二相の外部
クロックＨ１，Ｈ２により、直接、駆動される。
【００１０】つぎに、本素子の動作について説明する。
１フィールド期間内に光電変換素子１に蓄積された信号
電荷は、垂直帰線期間内で転送兼読み出し電極２１に加
わるＶＨパルスにより全画素一括して垂直転送レジスタ
２内へ移される。垂直転送レジスタ２には、図２（ａ）
に示すようなクロックパルスが加えられる。（１）〜
（４）の各時刻に垂直転送レジスタ２下のポテンシャル
は、図２（ｂ）に示すように遷移するため信号電荷が転
送される。この際、垂直転送レジスタ２の電極配列は一
列ごとに逆である。従って、信号電荷はそれぞれ上下方
向に転送される。水平走査期間内に転送ゲート５にＶＴ
パルスが加わると、垂直転送レジスタ２内の一行分の信
号電荷は水平転送レジスタ３に移される。水平転送レジ
スタ３内に移された信号電荷は、水平転送レジスタ３に
加えられたクロックパルスにより、水平転送レジスタ３
内を転送し、順次、出力部４より読み出される。このよ
うに、垂直転送レジスタ２の転送方向を一列ごとに逆と
し、二本の水平転送レジスタを用いることで水平転送レ
ジスタの水平方向の密度を従来素子の半分とすることが
できる。また、回路構成において、光電変換素子１と転
送兼読み出し電極２１の配置を各列同一位置とすること
も可能である。
１フィールド期間内に光電変換素子１に蓄積された信号
電荷は、垂直帰線期間内で転送兼読み出し電極２１に加
わるＶＨパルスにより全画素一括して垂直転送レジスタ
２内へ移される。垂直転送レジスタ２には、図２（ａ）
に示すようなクロックパルスが加えられる。（１）〜
（４）の各時刻に垂直転送レジスタ２下のポテンシャル
は、図２（ｂ）に示すように遷移するため信号電荷が転
送される。この際、垂直転送レジスタ２の電極配列は一
列ごとに逆である。従って、信号電荷はそれぞれ上下方
向に転送される。水平走査期間内に転送ゲート５にＶＴ
パルスが加わると、垂直転送レジスタ２内の一行分の信
号電荷は水平転送レジスタ３に移される。水平転送レジ
スタ３内に移された信号電荷は、水平転送レジスタ３に
加えられたクロックパルスにより、水平転送レジスタ３
内を転送し、順次、出力部４より読み出される。このよ
うに、垂直転送レジスタ２の転送方向を一列ごとに逆と
し、二本の水平転送レジスタを用いることで水平転送レ
ジスタの水平方向の密度を従来素子の半分とすることが
できる。また、回路構成において、光電変換素子１と転
送兼読み出し電極２１の配置を各列同一位置とすること
も可能である。
【００１１】図４は本発明の第二の実施例を示す固体撮
像装置の回路図である。垂直転送レジスタ３は一転送段
当り二個の電極より成る素子で構成される。実線で示し
た領域が単位電極である。さらに、単位電極内にはポテ
ンシャル段差を設けて転送の方向性を与えている。ま
た、垂直転送レジスタ２内の単位電極のポテンシャル段
差および電極配置は一列ごとに逆である。この場合、光
電変換素子１は一転送段当り一個である。光電変換素子
１からの信号電荷は垂直転送レジスタ２の一個の転送兼
読み出し電極２１を用いて垂直転送レジスタ２内へ読み
出される。転送兼読み出し電極２１の配置は光電変換素
子１に対し一列ごとに上下が逆である。垂直転送レジス
タ２は二相の外部クロックＶ１，Ｖ２で直接駆動され
る。
像装置の回路図である。垂直転送レジスタ３は一転送段
当り二個の電極より成る素子で構成される。実線で示し
た領域が単位電極である。さらに、単位電極内にはポテ
ンシャル段差を設けて転送の方向性を与えている。ま
た、垂直転送レジスタ２内の単位電極のポテンシャル段
差および電極配置は一列ごとに逆である。この場合、光
電変換素子１は一転送段当り一個である。光電変換素子
１からの信号電荷は垂直転送レジスタ２の一個の転送兼
読み出し電極２１を用いて垂直転送レジスタ２内へ読み
出される。転送兼読み出し電極２１の配置は光電変換素
子１に対し一列ごとに上下が逆である。垂直転送レジス
タ２は二相の外部クロックＶ１，Ｖ２で直接駆動され
る。
【００１２】つぎに、本素子の動作について説明する。
光電変換素子１から転送兼読み出し電極２１を介して垂
直転送レジスタ２内へ移された信号電荷は二相の外部ク
ロックＶ１，Ｖ２により転送される。この際、垂直転送
レジスタ２の電極配列は一列ごとに逆である。従って、
信号電荷はそれぞれ上下方向に転送される。従って、実
施例１と同様に水平転送レジスタの水平方向の密度を従
来素子の半分とすることができる。
光電変換素子１から転送兼読み出し電極２１を介して垂
直転送レジスタ２内へ移された信号電荷は二相の外部ク
ロックＶ１，Ｖ２により転送される。この際、垂直転送
レジスタ２の電極配列は一列ごとに逆である。従って、
信号電荷はそれぞれ上下方向に転送される。従って、実
施例１と同様に水平転送レジスタの水平方向の密度を従
来素子の半分とすることができる。
【００１３】図５は本発明の第三の実施例を示す固体撮
像装置の回路図である。本素子において垂直転送レジス
タ２は、一転送段当り四個の電極より成る素子で構成さ
れる。また、垂直転送レジスタ２の電極配列は一列ごと
に逆である。光電変換素子１からの信号電荷は読み出し
電極２２を用いて垂直転送レジスタ２内へ読み出され
る。この読み出し電極２２の配置は光電変換素子１に対
し一列ごとに上下が逆である。この場合も実施例１と同
様に、水平転送レジスタの一転送段当りの水平方向の密
度を従来素子の半分とすることができる。
像装置の回路図である。本素子において垂直転送レジス
タ２は、一転送段当り四個の電極より成る素子で構成さ
れる。また、垂直転送レジスタ２の電極配列は一列ごと
に逆である。光電変換素子１からの信号電荷は読み出し
電極２２を用いて垂直転送レジスタ２内へ読み出され
る。この読み出し電極２２の配置は光電変換素子１に対
し一列ごとに上下が逆である。この場合も実施例１と同
様に、水平転送レジスタの一転送段当りの水平方向の密
度を従来素子の半分とすることができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、インターライン転送方
式ＣＣＤ型固体撮像装置において、水平転送レジスタの
水平方向の密度を従来素子の半分とすることが電極の微
細化なく可能となり、高解像度固体撮像装置を実現する
ことができる。
式ＣＣＤ型固体撮像装置において、水平転送レジスタの
水平方向の密度を従来素子の半分とすることが電極の微
細化なく可能となり、高解像度固体撮像装置を実現する
ことができる。
【図１】本発明の第一の実施例を示す固体撮像素子の回
路図。
路図。
【図２】垂直転送レジスタのクロックパルス（ａ）と垂
直転送レジスタのポテンシャル図（ｂ）。
直転送レジスタのポテンシャル図（ｂ）。
【図３】従来の固体撮像素子の回路図。
【図４】本発明の第二の実施例を示す固体撮像素子の回
路図。
路図。
【図５】本発明の第三の実施例を示す固体撮像素子の回
路図。
路図。
１…光電変換素子、２…垂直転送レジスタ、２１…転送
兼読み出し電極、３…水平転送レジスタ、４…出力回
路、５…転送ゲート。
兼読み出し電極、３…水平転送レジスタ、４…出力回
路、５…転送ゲート。
Claims (5)
- 【請求項１】二次元状に配列された光電変換素子群と、
前記光電変換素子より信号を読み出すための垂直転送レ
ジスタならびに水平転送レジスタより成る固体撮像装置
において、前記水平転送レジスタが前記光電変換素子群
を挟んで上下に配置され、前記垂直転送レジスタの電荷
転送方向が一列ごとに逆であるようにしたことを特徴と
する固体撮像装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記垂直転送レジスタ
の一転送段が四個の電極よりなる素子において、前記垂
直転送レジスタの順序が列ごとに逆となる固体撮像装
置。 - 【請求項３】請求項１において、前記垂直転送レジスタ
の一転送段が二個の電極よりなり、単位電極内にポテン
シャルの段差が設けられた素子において、一転送段内に
おける前記ポテンシャル段差および電極配置が列ごとに
逆となる固体撮像装置。 - 【請求項４】請求項１において、前記光電変換素子から
前記垂直転送レジスタへの信号を読み出す手段として、
前記垂直転送レジスタの構成要素である一個の電極で転
送と読み出しの兼用をする固体撮像装置。 - 【請求項５】請求項１において、前記光電変換素子から
前記垂直転送レジスタへの信号を読み出す手段として、
前記光電変換素子と前記垂直転送レジスタ間に一個の読
み出し用電極を設けた固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3253466A JPH0595515A (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3253466A JPH0595515A (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0595515A true JPH0595515A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=17251779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3253466A Pending JPH0595515A (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0595515A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6160580A (en) * | 1996-09-25 | 2000-12-12 | Nec Corporation | CCD image sensor having two-layered electrode structure |
| KR100369359B1 (ko) * | 2000-12-30 | 2003-01-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | 이웃하는 픽셀 간의 칼라 데이터 분리할 수 있는 이미지센서 및 그를 위한 데이터 스캔 방법 |
| JP2003052048A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-21 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像素子、撮像装置および撮像方法 |
| US7480000B2 (en) * | 2003-06-25 | 2009-01-20 | Fujifilm Corporation | Image-taking apparatus including a vertical transfer control device |
-
1991
- 1991-10-01 JP JP3253466A patent/JPH0595515A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6160580A (en) * | 1996-09-25 | 2000-12-12 | Nec Corporation | CCD image sensor having two-layered electrode structure |
| KR100369359B1 (ko) * | 2000-12-30 | 2003-01-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | 이웃하는 픽셀 간의 칼라 데이터 분리할 수 있는 이미지센서 및 그를 위한 데이터 스캔 방법 |
| JP2003052048A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-21 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像素子、撮像装置および撮像方法 |
| US7480000B2 (en) * | 2003-06-25 | 2009-01-20 | Fujifilm Corporation | Image-taking apparatus including a vertical transfer control device |
| US7787040B2 (en) | 2003-06-25 | 2010-08-31 | Fujifilm Corporation | Solid-state image-taking element and image-taking apparatus including the solid-state image-taking element |
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