JPH0665229B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH0665229B2 JPH0665229B2 JP60289842A JP28984285A JPH0665229B2 JP H0665229 B2 JPH0665229 B2 JP H0665229B2 JP 60289842 A JP60289842 A JP 60289842A JP 28984285 A JP28984285 A JP 28984285A JP H0665229 B2 JPH0665229 B2 JP H0665229B2
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 12
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14831—Area CCD imagers
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は固体撮像装置、特にカラー画像を得る固体撮像
装置に関する。
装置に関する。
カラー複写機等に用いる読取素子として、固体撮像装置
が盛んに用いられている。このようなカラー画像を得る
固体撮像装置は、一般にそれぞれ分光感度の異なる３つ
の画素列を有する。各画素列の分光感度を異ならせるた
めには、３種の色フィルタを用いるのが一般的である。
が盛んに用いられている。このようなカラー画像を得る
固体撮像装置は、一般にそれぞれ分光感度の異なる３つ
の画素列を有する。各画素列の分光感度を異ならせるた
めには、３種の色フィルタを用いるのが一般的である。
第４図はこのような従来の固体撮像装置の一例の構造図
を示す。３つの画素列（図ではハッチングを施して示
す）A,B,Cは、それぞれ複数の画素から成り、例えばそ
れぞれRGBの分光感度を有する。これらの各画素で発生
した電荷は、６つの電荷転送部a1,a2,b1,b2,c1,c2によ
つて図の左方に転送されてゆく。この電荷転送部は一般
にCCDレジスタで構成される。１つの画素列（例えば画
素列Ａ）で発生した電荷を２つの電荷電送部（例えばa1
とa2）で転送する構造はdual channel構造と呼ばれ、
１つの電荷転送部で転送する構造に比べ、画素ピッチを
倍にすることができるという利点がある。本装置では、
電荷転送部a1,b1,c1はそれぞれ画素列A,B,Cの奇数番目
の画素で発生した電荷を転送し、電荷転送部a2,b2,c2は
それぞれ画素列A,B,Cの偶数番目の画素で発生した電荷
を転送する。各画素列と各電荷転送部との間には信号Ｓ
で駆動する転送ゲートT1〜T6が設けられている。
を示す。３つの画素列（図ではハッチングを施して示
す）A,B,Cは、それぞれ複数の画素から成り、例えばそ
れぞれRGBの分光感度を有する。これらの各画素で発生
した電荷は、６つの電荷転送部a1,a2,b1,b2,c1,c2によ
つて図の左方に転送されてゆく。この電荷転送部は一般
にCCDレジスタで構成される。１つの画素列（例えば画
素列Ａ）で発生した電荷を２つの電荷電送部（例えばa1
とa2）で転送する構造はdual channel構造と呼ばれ、
１つの電荷転送部で転送する構造に比べ、画素ピッチを
倍にすることができるという利点がある。本装置では、
電荷転送部a1,b1,c1はそれぞれ画素列A,B,Cの奇数番目
の画素で発生した電荷を転送し、電荷転送部a2,b2,c2は
それぞれ画素列A,B,Cの偶数番目の画素で発生した電荷
を転送する。各画素列と各電荷転送部との間には信号Ｓ
で駆動する転送ゲートT1〜T6が設けられている。
本装置の動作は次のとおりである。まず信号電荷を蓄積
するための所定の撮像期間が終了すると、転送ゲートT1
〜T6が開き、画素列A,B,Cの各画素に蓄積した電荷はそ
れぞれ割当てられた電荷転送部へ転送される。続いて、
各電荷転送部上の電荷は図の左方へ一段ずつ転送され、
出力部P1〜P6から時系列的に６つの出力が並行して取出
されることになる。
するための所定の撮像期間が終了すると、転送ゲートT1
〜T6が開き、画素列A,B,Cの各画素に蓄積した電荷はそ
れぞれ割当てられた電荷転送部へ転送される。続いて、
各電荷転送部上の電荷は図の左方へ一段ずつ転送され、
出力部P1〜P6から時系列的に６つの出力が並行して取出
されることになる。
カラー複写機等のシステムでは、一般に原稿上を３本の
画素列A,B,Cが走査することによつて原稿読取りが行わ
れる。例えば第４図の装置を読取素子として用いた場合
には、図の縦方向に原稿が移動することになる。いま、
原稿が図の上から下へ移動して読取りが行われるものと
すると、原稿上のある１点Ｑのカラー画像情報を得るた
めには、１点Ｑが画素列Ａで読取られ、更に画素列Ｂで
読取られ、最後に画素列Ｃで読取られねばならない。従
って画素列Ａの位置から画素列Ｃの位置まで走査する時
間、読取情報をシステム内に記憶しておかねばならな
い。１つの画素列からの読取情報の記憶に必要な記憶容
量Ｍは、 で表わされる。ここでＮは各画素列の画素数、ｄは画素
列間距離、Ｐは画素ピツチである。記憶容量Ｍが大きく
なると、メモリ素子のコストが上がり装置自体も大型化
するという弊害が生ずるため、記憶容量Ｍはできる限り
小さくするのが好ましい。ところが画素数Ｎを小さくし
ても、画素ピッチＰを大きくしても、解像度が低下して
しまう。解像度を一定水準に保ちつつ、記憶容量Ｍを小
さくするには、画素列間距離ｄを小さくせざるを得な
い。しかしながら従来の固体撮像装置には、画素列間に
２本の電荷転送手段、例えばCCDがあり、ｄ＝100〜200
μｍ程度が限界である。
画素列A,B,Cが走査することによつて原稿読取りが行わ
れる。例えば第４図の装置を読取素子として用いた場合
には、図の縦方向に原稿が移動することになる。いま、
原稿が図の上から下へ移動して読取りが行われるものと
すると、原稿上のある１点Ｑのカラー画像情報を得るた
めには、１点Ｑが画素列Ａで読取られ、更に画素列Ｂで
読取られ、最後に画素列Ｃで読取られねばならない。従
って画素列Ａの位置から画素列Ｃの位置まで走査する時
間、読取情報をシステム内に記憶しておかねばならな
い。１つの画素列からの読取情報の記憶に必要な記憶容
量Ｍは、 で表わされる。ここでＮは各画素列の画素数、ｄは画素
列間距離、Ｐは画素ピツチである。記憶容量Ｍが大きく
なると、メモリ素子のコストが上がり装置自体も大型化
するという弊害が生ずるため、記憶容量Ｍはできる限り
小さくするのが好ましい。ところが画素数Ｎを小さくし
ても、画素ピッチＰを大きくしても、解像度が低下して
しまう。解像度を一定水準に保ちつつ、記憶容量Ｍを小
さくするには、画素列間距離ｄを小さくせざるを得な
い。しかしながら従来の固体撮像装置には、画素列間に
２本の電荷転送手段、例えばCCDがあり、ｄ＝100〜200
μｍ程度が限界である。
そこで本発明は、画素列間距離を短縮し、解像度の低下
を招くことなく画像情報一時記憶用メモリの記憶容量を
低減させることのできる固体撮像素子を提供することを
目的とする。
を招くことなく画像情報一時記憶用メモリの記憶容量を
低減させることのできる固体撮像素子を提供することを
目的とする。
本発明の特徴は、固体撮像装置において、光電変換素子
から成る画素を一次元列状に配した３本の画素列A,B,C
と、各画素列の奇数番目の画素で発生した電荷をそれぞ
れ別々に一次元列方向に転送する３本の電荷転送手段a
1,b1,c1と、各画素列の偶数番目の画素で発生した電荷
をそれぞれ別々に一次元列方向に転送する３本の電荷転
送手段a2,b2,c2と、を設け、 画素列A,B,Cをそれぞれこの順に平行に配し、画素列Ａ
とＢとの間に電荷転送手段b1を、画素列ＢとＣとの間に
電荷転送手段b2をそれぞれ配し、画素列Ａの電荷転送手
段b1とは反対側の側方に電荷転送手段a1,a2を配し、画
素列Ｃの電荷転送手段b2とは反対側の側方に電荷転送手
段c1,c2を配し、 各画素で発生した電荷を所定の電荷転送手段まで一次元
列方向に対し垂直な方向に転送する垂直転送手段を更に
設け、画素列間距離を短縮し、解像度の低下を招くこと
なく画像情報一時記憶用メモリの記憶容量を低減させる
ことができるようにした点にある。
から成る画素を一次元列状に配した３本の画素列A,B,C
と、各画素列の奇数番目の画素で発生した電荷をそれぞ
れ別々に一次元列方向に転送する３本の電荷転送手段a
1,b1,c1と、各画素列の偶数番目の画素で発生した電荷
をそれぞれ別々に一次元列方向に転送する３本の電荷転
送手段a2,b2,c2と、を設け、 画素列A,B,Cをそれぞれこの順に平行に配し、画素列Ａ
とＢとの間に電荷転送手段b1を、画素列ＢとＣとの間に
電荷転送手段b2をそれぞれ配し、画素列Ａの電荷転送手
段b1とは反対側の側方に電荷転送手段a1,a2を配し、画
素列Ｃの電荷転送手段b2とは反対側の側方に電荷転送手
段c1,c2を配し、 各画素で発生した電荷を所定の電荷転送手段まで一次元
列方向に対し垂直な方向に転送する垂直転送手段を更に
設け、画素列間距離を短縮し、解像度の低下を招くこと
なく画像情報一時記憶用メモリの記憶容量を低減させる
ことができるようにした点にある。
以下本発明を図示する実施例に基づいて説明する。第１
図は本発明に係る固体撮像装置の一実施例の構造図であ
る。ここで第４図に示す従来装置と同一構成要素につい
ては同一符号を付して示す。基本的な構成要素について
は従来装置と同様である。即ち、画素列A,B,Cで発生し
た電荷は、CCD等からなる電荷転送手段a1,a2,b1,b2,c1,
c2によつて出力部P1〜P6まで転送される。
図は本発明に係る固体撮像装置の一実施例の構造図であ
る。ここで第４図に示す従来装置と同一構成要素につい
ては同一符号を付して示す。基本的な構成要素について
は従来装置と同様である。即ち、画素列A,B,Cで発生し
た電荷は、CCD等からなる電荷転送手段a1,a2,b1,b2,c1,
c2によつて出力部P1〜P6まで転送される。
本装置の特徴は、これら基本的な構成要素の配列にあ
る。即ち、３本の画素列A,B,Cが平行に隣接して配置さ
れ、画素列A,B間に電荷転送手段b1が、画素列B,C間に電
荷転送手段b2が、それぞれ配され、画素列Ａの電荷転送
手段b1とは反対側の側方に電荷転送手段a1,a2が配さ
れ、画素列Ｃの電荷転送手段b2とは反対側の側方に電荷
転送手段c1,c2が配されている。そして各構成要素の間
には転送ゲートT7〜T12が設けられており、信号S1,S2,S
3で駆動する。本装置のもう１つの特徴は、これらの転
送ゲートによつて、電荷を図の垂直方向に転送できると
いう点である。
る。即ち、３本の画素列A,B,Cが平行に隣接して配置さ
れ、画素列A,B間に電荷転送手段b1が、画素列B,C間に電
荷転送手段b2が、それぞれ配され、画素列Ａの電荷転送
手段b1とは反対側の側方に電荷転送手段a1,a2が配さ
れ、画素列Ｃの電荷転送手段b2とは反対側の側方に電荷
転送手段c1,c2が配されている。そして各構成要素の間
には転送ゲートT7〜T12が設けられており、信号S1,S2,S
3で駆動する。本装置のもう１つの特徴は、これらの転
送ゲートによつて、電荷を図の垂直方向に転送できると
いう点である。
所定の撮像期間Toが経過した後、画素列A,B,Cの奇数番
目の画素で発生した電荷Qa,Qb,Qcは、図の矢印で示すよ
うにそれぞれ電荷転送手段a1,b1,c1まで転送されなけれ
ばならない。また、画素列A,B,Cの偶数番目の画素で発
生した電荷Qa′,Qb′,Qc′は、図の矢印で示すようにそ
れぞれ電荷転送手段aa2,b2,c2まで転送されなければな
らない。電荷Qb,Qb′の転送については、第４図に示す
従来装置と同様であるため説明を省略する。電荷Qa,Q
a′および電荷Qc,Qc′の転送はともに一方向にのみ行わ
れる。両者の転送は全く同様であるため、ここでは電荷
Qc,Qc′の転送についてのみ説明する。第２図は第１図
の破線内の構造詳細図である。電荷転送手段c1およびc2
は、複数段のCCDレジスタで表わされており、画素列Ｃ
には、各画素が別個に描かれている。また電荷の通路は
破線で示してある。CCDレジスタの各段には、クロツク
φ1Aφ2,φ3,φ４が与えられている。さて、画素列Ｃ内
の奇数番目の画素で所定の撮像期間To内に生成した電荷
Qcは、図の矢印で示すように電荷転送手段c1まで、偶数
番目の画素で期間To内に生成した電荷Qc′は、図の矢印
で示すように電荷転送手段c2まで、それぞれ転送しなく
てはならない。この転送手順を第３図に示すタイムチヤ
ートを参照して説明する。まず、所定の撮像期間Toが終
了すると同時に、時刻t1,において信号S2がパルスを発
生し、転送ゲートT11が開く。これにより、画素列Ｃ内
の電荷Qc,Qc′は、電荷転送手段c2の対応するレジスタ
へ転送される。時刻t1において、φ1,φ２ともにハイレ
ベルとなつているため、電荷は各レジスタ内に蓄積され
る。続いて時刻t2においてφ１がローレベルに、φ３が
ハイレベルになり、しかも信号S3がパルスを発生し、転
送ゲートT12が開く。これにより、電荷Qcは、電荷転送
手段c2からc1へと転送される。φ３がハイレベルとなっ
たことにより、電荷Qcは、電荷転送手段c1内のレジスタ
に蓄積される。なお、転送ゲートT12が開いても、φ２
がハイレベル、φ４がローレベルであるため、電荷Qc′
はこのときには転送されない。続いて時刻t3において、
φ3,φ４が反転し、電荷転送手段c1上の電荷が図の左方
へ１段転送される。更に時刻t4においてφ1,φ２も反転
し、電荷転送手段c2上の電荷も図の左方へ１段転送され
る。以後一定の周期で全電荷が左方へ１段階ずつ転送さ
れてゆくことになる。
目の画素で発生した電荷Qa,Qb,Qcは、図の矢印で示すよ
うにそれぞれ電荷転送手段a1,b1,c1まで転送されなけれ
ばならない。また、画素列A,B,Cの偶数番目の画素で発
生した電荷Qa′,Qb′,Qc′は、図の矢印で示すようにそ
れぞれ電荷転送手段aa2,b2,c2まで転送されなければな
らない。電荷Qb,Qb′の転送については、第４図に示す
従来装置と同様であるため説明を省略する。電荷Qa,Q
a′および電荷Qc,Qc′の転送はともに一方向にのみ行わ
れる。両者の転送は全く同様であるため、ここでは電荷
Qc,Qc′の転送についてのみ説明する。第２図は第１図
の破線内の構造詳細図である。電荷転送手段c1およびc2
は、複数段のCCDレジスタで表わされており、画素列Ｃ
には、各画素が別個に描かれている。また電荷の通路は
破線で示してある。CCDレジスタの各段には、クロツク
φ1Aφ2,φ3,φ４が与えられている。さて、画素列Ｃ内
の奇数番目の画素で所定の撮像期間To内に生成した電荷
Qcは、図の矢印で示すように電荷転送手段c1まで、偶数
番目の画素で期間To内に生成した電荷Qc′は、図の矢印
で示すように電荷転送手段c2まで、それぞれ転送しなく
てはならない。この転送手順を第３図に示すタイムチヤ
ートを参照して説明する。まず、所定の撮像期間Toが終
了すると同時に、時刻t1,において信号S2がパルスを発
生し、転送ゲートT11が開く。これにより、画素列Ｃ内
の電荷Qc,Qc′は、電荷転送手段c2の対応するレジスタ
へ転送される。時刻t1において、φ1,φ２ともにハイレ
ベルとなつているため、電荷は各レジスタ内に蓄積され
る。続いて時刻t2においてφ１がローレベルに、φ３が
ハイレベルになり、しかも信号S3がパルスを発生し、転
送ゲートT12が開く。これにより、電荷Qcは、電荷転送
手段c2からc1へと転送される。φ３がハイレベルとなっ
たことにより、電荷Qcは、電荷転送手段c1内のレジスタ
に蓄積される。なお、転送ゲートT12が開いても、φ２
がハイレベル、φ４がローレベルであるため、電荷Qc′
はこのときには転送されない。続いて時刻t3において、
φ3,φ４が反転し、電荷転送手段c1上の電荷が図の左方
へ１段転送される。更に時刻t4においてφ1,φ２も反転
し、電荷転送手段c2上の電荷も図の左方へ１段転送され
る。以後一定の周期で全電荷が左方へ１段階ずつ転送さ
れてゆくことになる。
さて、このような構成を採ることによって得られるメリ
ットは、画素列間距離ｄの短縮である。第１図に示すよ
うに、各画素列間には転送ゲートと１つの電荷転送手段
があるのみなので、従来装置に比べ画素列間距離をかな
り短縮することができる。即ち、従来ｄ＝100〜200μｍ
程度であつたものが、本実施例ではｄ＝50〜100μｍ程
度となる。従つて前述の式で記憶容量Ｍを大幅に減少さ
せることができる。
ットは、画素列間距離ｄの短縮である。第１図に示すよ
うに、各画素列間には転送ゲートと１つの電荷転送手段
があるのみなので、従来装置に比べ画素列間距離をかな
り短縮することができる。即ち、従来ｄ＝100〜200μｍ
程度であつたものが、本実施例ではｄ＝50〜100μｍ程
度となる。従つて前述の式で記憶容量Ｍを大幅に減少さ
せることができる。
以上のとおり本発明によれば、固体撮像装置において３
本の画素列を平行に隣接させて配し、電荷をこの画素列
と垂直方向に転送するようにしたため、画素列間距離を
短縮し、解像度の低下を招くことなく画像情報一時記憶
用メモリの記憶容量を低減させることができる。
本の画素列を平行に隣接させて配し、電荷をこの画素列
と垂直方向に転送するようにしたため、画素列間距離を
短縮し、解像度の低下を招くことなく画像情報一時記憶
用メモリの記憶容量を低減させることができる。
第１図は本発明に係る固体撮像装置の一実施例の構成
図、第２図は第１図の破線内の詳細図、第３図は第１図
に示す装置の動作を説明するタイムチャート図、第４図
は従来の固体撮像装置の一例の構成図である。 A,B,C……画素列、a1,b1,c1,a2,b2,c2……電荷転送手
段、P1〜P6……出力部、T1〜T12……転送ゲート、ｄ…
…画素列間距離、Qa,Qb,Qc,Qa′,Qb′,Qc′……電荷。
図、第２図は第１図の破線内の詳細図、第３図は第１図
に示す装置の動作を説明するタイムチャート図、第４図
は従来の固体撮像装置の一例の構成図である。 A,B,C……画素列、a1,b1,c1,a2,b2,c2……電荷転送手
段、P1〜P6……出力部、T1〜T12……転送ゲート、ｄ…
…画素列間距離、Qa,Qb,Qc,Qa′,Qb′,Qc′……電荷。
Claims (2)
- 【請求項１】光電変換素子から成る画素を一次元列状に
配した３本の画素列A,B,Cと、前記各画素列の奇数番目
の画素で発生した電荷をそれぞれ別々に前記一次元列方
向に転送する３本の電荷転送手段a1,b1,c1と、前記各画
素列の偶数番目の画素で発生した電荷をそれぞれ別々に
前記一次元列方向に転送する３本の電荷転送手段a2,b2,
c2と、を備え、 前記画素列A,B,Cがそれぞれこの順に平行に配され、前
記画素列ＡとＢとの間に前記電荷転送手段b1が、前記画
素列ＢとＣとの間に前記電荷転送手段b2が、それぞれ配
され、前記画素列Ａの前記電荷転送手段b1とは反対側の
側方に前記電荷転送手段a1,a2が配され、前記画素列Ｃ
の前記電荷転送手段b2とは反対側の側方に前記電荷転送
手段c1,c2が配され、 各画素で発生した電荷を所定の前記各電荷転送手段まで
前記一次元列方向に対し垂直な方向に転送する垂直転送
手段を更に備えることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】３本の画素列A,B,Cを構成する画素が、各
画素列ごとに異なる分光感度を有することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60289842A JPH0665229B2 (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60289842A JPH0665229B2 (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62147765A JPS62147765A (ja) | 1987-07-01 |
| JPH0665229B2 true JPH0665229B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=17748470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60289842A Expired - Lifetime JPH0665229B2 (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0665229B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3102348B2 (ja) * | 1996-05-30 | 2000-10-23 | 日本電気株式会社 | カラーリニアイメージセンサおよびその駆動方法 |
-
1985
- 1985-12-23 JP JP60289842A patent/JPH0665229B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62147765A (ja) | 1987-07-01 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |