JPH0766381A - 固体撮像素子及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全画素読み出しで２チャネル出力のＣＣＤ固
体撮像素子において、チャネル間感度差の解消を図る。 【構成】 全画素読み出し方式で２チャネル出力のＣＣ
Ｄ固体撮像素子において、２つの水平転送レジスタ４
Ａ，４Ｂと、信号電荷を電圧に変換する１つのフローテ
ィングディフージョンアンプ１１を備え、各水平転送レ
ジスタ４Ａ，４Ｂの終段が共通のフローティングディフ
ージョン領域に接続されてなり、２つの水平転送レジス
タ４Ａ，４Ｂの信号電荷を位相を少しずらせてフローテ
ィングディフージョン領域に転送、混合して出力して
後、その出力波形から２チャネルの信号を分離して出力
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子及びその
駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ固体撮像素子として、全画素ＣＣ
Ｄや高精細度（ＨＤ）用ＣＣＤ等のように、全画素読み
出しでテレビの走査線一ライン分につき２チャネルの信
号、即ち垂直方向の２ラインの画素情報を独立に読み出
して垂直解像度を上げるようにした、２チャネル出力の
ＣＣＤ固体撮像素子が開発されている。

【０００３】図１０は、従来の２チャネル出力のＣＣＤ
固体撮像素子４０を示す。このＣＣＤ固体撮像素子４０
は、画素となる複数の受光部（フォトダイオード）４１
がマトリックス状に配列され、各受光部列の一側にＣＣ
Ｄ構造の垂直転送レジスタ４２が配されてなる撮像領域
４３と、ＣＣＤ構造の２つの水平転送レジスタ４４〔４
４Ａ，４４Ｂ〕と、第１及び第２の水平転送レジスタ４
４〔４４Ａ及び４４Ｂ〕の終段に夫々水平出力ゲート４
５〔４５Ａ及び４５Ｂ〕を介して接続された第１及び第
２のフローティングディフージョンアンプ４６〔４６Ａ
及び４６Ｂ〕とを有して構成される。

【０００４】フローティングディフージョンアンプ４６
〔４６Ａ，４６Ｂ〕は、夫々水平出力ゲート部４５〔４
５Ａ，４５Ｂ〕に隣接するフローティングディフージョ
ン領域４７〔４７Ａ，４７Ｂ〕を有し、このフローティ
ングディフージョン領域４７〔４７Ａ，４７Ｂ〕にリセ
ットパルスφ_RGが印加されるリセットゲート部４８〔４
８Ａ，４８Ｂ〕を介して固定電位Ｖ_RDが印加されるリセ
ットドレイン領域４９〔４９Ａ，４９Ｂ〕が隣接され、
さらにフローティングディフージョン領域に図６に示す
例えばソースフォロア回路５０からなるバッファアンプ
５１〔５１Ａ，５Ｂ〕が接続され構成される。

【０００５】５２は第１及び第２の水平転送レジスタ４
４Ａ〔４４Ａ及び４４Ｂ〕間に設けられた振り分け転送
ゲート部である。

【０００６】このＣＣＤ固体撮像素子４０では、撮像領
域４３における奇数行の受光部４１Ａの信号電荷と、偶
数行の受光部４１Ｂの信号電荷が同時に振り分け転送ゲ
ート部５２によって夫々第１の水平転送レジスタ４４Ａ
及び第２の水平転送レジスタ４４Ｂに振り分けられ、夫
々の水平転送レジスタ４４Ａ及び４４Ｂ内を転送して各
第１及び第２のフローティングディフージョンアンプ４
６Ａ及び４６Ｂを通じてこの２チャネルの信号が独立に
出力される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のＣＣ
Ｄ固体撮像素子４０では、２チャネルの信号を出力する
ため、２つのフローティングディフージョンアンプ４６
Ａ及び４６Ｂを用意している。この場合、微細加工され
たそれぞれのフローティングディフージョン領域４７Ａ
及び４７Ｂは、加工精度上、容量のばらつきが大きく、
２つのフローティングディフージョンアンプ４６Ａ及び
４６Ｂの変換利得に大きな差が生じる。このため、この
２つのチャネル間の感度差を外部アンプでチップごとに
調整する必要が出てくるため、カメラの調整箇所が増加
するとか、この調整が経時変化不良を起こすとかが考え
られ不都合が多い。

【０００８】一方、リニアセンサ用等のＣＣＤ固体撮像
素子では水平方向の画素数が多くなるにつれて、フロー
ティングディフージョンアンプにおけるリセットパルス
の周波数も高くなり駆動回路の作製が難しくなる。

【０００９】本発明は、上述の点に鑑み、例えばチャネ
ル間感度差の解消、駆動回路の作製を容易にすること、
等を可能にした固体撮像素子及びその駆動方法を提供す
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、全画素読み出
し方式の固体撮像素子において、複数の水平転送レジス
タ４Ａ，４Ｂと、信号電荷を電圧に変換する１つのフロ
ーティングディフージョンアンプ１１を備え、各水平転
送レジスタ４Ａ，４Ｂの終段を共通のフローティングデ
ィフージョン領域６に接続して構成する。

【００１１】本発明に係る固定撮像素子の駆動方法は、
複数の水平転送レジスタ４Ａ，４Ｂからの信号電荷を、
共通のフローティングディフージョン領域６に位相差を
もって転送、混合し、最初の信号電荷に対応した信号及
び順次に加算された信号電荷に対応した加算信号を出力
するようになす。

【００１２】本発明に係る固体撮像素子の駆動方法は、
共通のフローティングディフージョン領域６で順次位相
差をもって加算された複数画素の信号電荷による出力信
号１６を、相関二重サンプリング回路を用いて夫々の画
素に対応する信号Ｖ₁₁，Ｖ₂₁に分離して出力するように
なす。

【００１３】

【作用】第１の発明に係る固体撮像素子においては、全
画素読み出しし、複数ラインの信号電荷を各対応する水
平転送レジスタ４Ａ，４Ｂに転送した後、夫々の水平転
送レジスタ４Ａ，４Ｂからの信号電荷が１つの共通のフ
ローティングディフージョン領域６で電荷−電圧変換さ
れて出力される。従って、フローティングディフージョ
ン容量のばらつきによるライン間の信号の感度差がなく
なる。

【００１４】第２の発明に係る固体撮像素子の駆動方法
においては、複数の水平転送レジスタ４Ａ，４Ｂからの
各信号電荷を共通のフローティングディフージョン領域
６に位相差をもって転送、混合し、最初の信号電荷に対
応した信号及び順次に加算された信号電荷に対応した加
算信号を出力することにより、以後、この出力信号から
各画素の信号を分離できるので１つのフローティングデ
ィフージョンアンプ１１を用いて、複数の水平転送レジ
スタ４Ａ，４Ｂからの信号を独立に出力できる。従っ
て、例えば２チャネル出力の固体撮像素子に適用すれ
ば、チャネル間感度がなくなる。また、各信号電荷を共
通のフローティングディフージョン領域６に位相差をも
って転送、混合して出力することにより、リセット駆動
パルスの周期が各画素毎にリセットする場合に比べて長
くなる。従って、周波数特性の低いアンプを用いること
かでき、駆動回路の作製が容易となる。

【００１５】第３の発明に係る固体撮像素子の駆動方法
においては、共通のフローティングディフージョン領域
６で順次位相差をもって加算された複数画素の信号電荷
による出力信号を、相関二重サンプリング回路２１，２
２を用いて夫々の画素に対応する信号に分離して出力す
るので、１つのフローティングディフージョンアンプ１
１を用いて複数の転送レジスタ４Ａ，４Ｂからの信号電
荷を独立に出力できる。従って、例えば２チャネル出力
の固体撮像素子に適用したときチャネル間感度差をなく
すことができる。また、１つの水平転送レジスタを備え
た固体撮像素子、或はリニアセンサ用の固体撮像素子に
適用したときには、リセット駆動パルスの周期を長くす
ることが可能となり、駆動回路の作製が容易となる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１７】図１は本発明を全画素読み出しで２チャネ
ル出力のインターライントランスファ（ＩＴ）型ＣＣＤ
固体撮像素子に適用した場合である。本例においては、
図１に示すように、画素となる複数の受光部（フォトダ
イオード）１がマトリックス状に配列され、各受光部列
の一側にＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ２が配されてな
る撮像領域３と、ＣＣＤ構造の２つの水平転送レジスタ
４〔４Ａ，４Ｂ〕とを有し、その第１及び第２の水平転
送レジスタ４Ａ及び４Ｂの各最終段の転送部４ＡＬ及び
４ＢＬに夫々第１及び第２の水平出力ゲート部５Ａ及び
５Ｂを介して１つの共通のフローティングディフージョ
ンアンプ１１を接続して成る。

【００１８】このフローティングディフージョンアンプ
１１は、第１及び第２の水平転送レジスタ４Ａ及び４Ｂ
の各水平出力ゲート部５Ａ及び５Ｂが共に隣接する１つ
の共通なフローティングディフージョン領域６を有し、
このフローティングディフージョン領域６にリセットパ
ルスφ_RGが印加されるリセットゲート部７を介して所定
の固定電圧Ｖ_RDが印加されるリセットドレイン領域８が
接続され、さらにフローティングディフージョン領域６
に図６に示す例えばソースフォロワ回路５０からなるバ
ッファアンプ９が接続されて構成される。１５はバッフ
ァアンプ９の出力端子である。

【００１９】第１及び第２の水平転送レジスタ４Ａ及び
４Ｂの間には、撮像領域３から転送される２水平ライン
の信号電荷をライン毎に、同時に第１及び第２の水平転
送レジスタ４Ａ及び４Ｂに振り分けて転送するための振
り分け転送ゲート部１０が設けられる。本例では奇数ラ
イン（行）の受光部１Ａの信号電荷が第２の水平転送レ
ジスタ４Ｂに、偶数ライン（行）の受光部１Ｂの信号電
荷が第１の水平転送レジスタ４Ａに夫々転送される。

【００２０】第１及び第２の水平転送レジスタ４Ａ及び
４Ｂには、２相の駆動パルスφＨ₁及びφＨ₂ が印加さ
れ（図３Ａ，Ｂ参照）、第１及び第２の水平転送レジス
タ４Ａ及び４Ｂの最終段の転送部４ＡＬ及び４ＢＬに
は、独立の駆動パルスφＬＨ₁及びφＬＨ₂ が印加され
る（図３Ｃ，Ｄ参照）。

【００２１】このＣＣＤ固体撮像素子１２では、全画
素、即ち全受光部１の信号電荷が各対応する垂直転送レ
ジスタ２に読み出された後、撮像領域３からその２水平
ライン毎の受光部の信号電荷が夫々同時に第１及び第２
の水平転送レジスタ４Ａ及び４Ｂに振り分けられて転送
される。即ち、奇数ラインの受光部１Ａの信号電荷が第
２の水平転送レジスタ４Ｂに、偶数ラインの受光部１Ｂ
の信号電荷が第１の水平転送レジスタ４Ａに、同時に転
送される。

【００２２】第１及び第２の水平転送レジスタ４Ａ，４
Ｂ内を夫々個別に転送された偶数ライン及び奇数ライン
の信号電荷は、夫々水平出力ゲート部５Ａ及び５Ｂを通
して１つの共通したフローティングディフージョン領域
６に転送され混合されて、バッファアンプ９で検出され
る。

【００２３】ここで、第１の水平転送レジスタ４Ａと第
２の水平転送レジスタ４Ｂからの信号電荷を同時にフロ
ーティングディフージョン領域６で混合してしまって
は、後で分離できないので、各水平転送レジスタ４Ａ及
び４Ｂの最終段の転送部４ＡＬ及び４ＢＬに印加する駆
動パルスφＬＨ₁ とφＬＨ₂ との駆動位相を少しずらせ
るようにして各信号電荷をフローティングディフージョ
ン領域６に転送する。駆動パルスφＬＨ₁ とφＬＨ₂ の
位相差は、水平転送レジスタの転送周期のおよそ１／４
程度の時間とする。

【００２４】この動作の詳細を、図２のフローティング
ディフージョン部分の拡大図と、図３の駆動タイミング
及び出力波形で示す。

【００２５】フローティングディフージョン領域６がリ
セットゲート部７に印加されたリセットパルスφ_RG（図
３Ｅ参照）でリセットされた後、第１の水平転送レジス
タ４Ａと第２の水平転送レジスタ４Ｂの夫々の最終段の
転送部４ＡＬと４ＢＬに待機していた信号電荷１３及び
１４が転送されるも、まず時点ｔ＝ｔ₁ の位相で転送部
４ＡＬの信号電荷１３が転送部４ＢＬの信号電荷１４に
先んじて水平出力ゲート部４ＡＬを通してフローティン
グディフージョン領域６に転送される。この信号電荷１
３に相当するフローティングディフージョン領域６の電
位変化がバッファアンプ９を通して出力端子１５から十
分に現われた後、第２の水平転送レジスタ４Ｂの最終段
転送部４ＢＬの信号電荷１４を時点ｔ＝ｔ₂ の位相で水
平出力ゲート部５Ｂを通じてフローティングディフージ
ョン領域６に転送する。

【００２６】これを実現するために、各最終段転送部４
ＡＬ及び４ＢＬに与える駆動パルスφＬＨ₁ 及びφＬＨ
₂ は、図３Ｃ及びＤに示すような駆動パルスとし、駆動
パルスφＬＨ₁ の立ち下がりをｔ＝ｔ₁ で行い、駆動パ
ルスφＬＨ₂ の立ち下がりをｔ＝ｔ₂ で行う。

【００２７】このようにすると、バッファアンプ９の出
力端子１５に得られる出力波形１６は、図３Ｆに示すよ
うにリセットフィードスルーａと、リセットレベルｂ
と、第１の信号レベルｃと、第１の信号及び第２の信号
が加算され加算信号レベルｄとの４つの部分で構成され
る。

【００２８】このリセットレベルｂと第１の信号レベル
ｃの差が信号電荷１３に相当するフローティングディフ
ージョン領域６の電位変化（即ち第１の信号量Ｖ₁₁）で
あり、第１の信号レベルｃと加算信号レベルｄの差が信
号電荷１４に相当するフローティングディフージョン領
域６の電位変化（即ち第２の信号量Ｖ₂₁）になる。

【００２９】この出力波形１６を、外部回路で第１の信
号量Ｖ₁₁と第２の信号量Ｖ₂₁に分離するには、図３Ｆの
出力波形１６のリセットレベルｂと第１の信号レベルｃ
の差を取るＣＤＳ（相関二重サンプリング）動作で第１
の信号量Ｖ₁₁を得、第１の信号レベルｃと加算信号レベ
ルｄの差を取るＣＤＳ動作で第２の信号量Ｖ₂₁を得る。

【００３０】この具体的な信号分離回路の例を図４に示
す。図４においては、上記固体撮像素子１２のバッファ
アンプ９の出力端子１５に２組の一般的なＣＳＤ回路２
１及び２２を並列に接続し、さらに第１の信号と第２の
信号の位相を合せるためのサンプルホールド回路２３及
び２４を夫々のＣＤＳ回路２１及び２２の後段に接続し
て構成される。

【００３１】第１のＣＤＳ回路２１は、クランプ容量Ｃ
_CL1 、クランプスイッチ用のＭＯＳトランジスタＱ₁₁及
びボルテージフォロワアンプ（例えばソースフォロワ
等）２５１からなるクランプ回路２７１と、スイッチン
グ用ＭＯＳトランジスタＱ₁₂、サンプルホールド容量Ｃ
_SH1 及びボルテージフォロワアンプ２５２からなるサン
プルホールド回路２８１とを有して構成される。

【００３２】第２のＣＤＳ回路２２も同様であって、ク
ランプ容量Ｃ_LC2 、クランプスイッチ用のＭＯＳトラン
ジスタＱ₂₁及びボルテージフォロワアンプ２５４からな
るクランプ回路２７２と、スイッチング用ＭＯＳトラン
ジスタＱ₂₂、サンプルホールド容量Ｃ_SH2 及びボルテー
ジフォロワアンプ２５５からなるサンプルホールド回路
２８２とを有して構成される。

【００３３】各後段の位相合せ用のサンプルホールド回
路２３及び２４は、夫々スイッチング用ＭＯＳトランジ
スタ〔Ｑ₁₃，Ｑ₂₃〕とサンプルホールド容量〔Ｃ_SH3 ，
Ｃ_{SH 4} 〕とボルテージフォロワアンプ〔２５３，２５
６〕とで構成される。

【００３４】クランプ回路２７１及び２７２の両ＭＯＳ
トランジスタＱ₁₁及びＱ₂₁は接続され、共通のクランプ
電圧Ｖ_CLが印加される。また、後段の位相合せ用のサン
プルホールド回路２３及び２４の各スイッチング用ＭＯ
ＳトランジスタＱ₁₃及びＱ₂₃のゲートが接続され、これ
に共通のサンプルホールドパルスφ_SH3 が印加される。

【００３５】この図４の信号分離回路の動作を、図５の
駆動タイミング及び出力波形を参照して説明する。出力
端子１５に得られた図５Ａの出力波形１６のリセットレ
ベルｂに合せて、第１のＣＤＳ回路２１のクランプ回路
２７１にクランプパルスφ_CL1 （図５Ｂ参照）を印加し
て、クランプ容量Ｃ_CL1 を電位Ｖ_CLにクランプする。こ
の電位Ｖ_CLを基準とした信号成分を、ボルテージフォロ
ワアンプ２５１を通して出力波形１６の第１の信号レベ
ルｃに合せたサンプルホールドパルスφ_SH1 で、サンプ
ルホールド回路２８１のサンプルホールド容量Ｃ_SH1 に
サンプルホールドする。この時点で、第１の信号である
Ｖ₁₁がサンプルホールド容量Ｃ_SH1 に保持される。

【００３６】次に、第２の信号に関して、出力波形１６
の第１の信号レベルｃに合せて第２のＣＤＳ回路２２の
クランプ回路２７２にクランプパルスφ_CL2 （図５Ｄ参
照）を印加して、クランプ容量Ｃ_CL2 を電位Ｖ_CLにクラ
ンプする。この電位Ｖ_CLを基準とした信号成分を、ボル
テージフォロワアンプ２５４を通して出力波形１６の第
１の信号と第２の信号の加算信号レベルｄに併せたサン
プルホールドパルスφ _SH2 （図５Ｅ参照）で、サンプル
ホールド回路２８２のサンプルホールド容量Ｃ _SH2 にサ
ンプルホールドする。この結果、第２の信号であるＶ₂₁
がサンプルホールド容量Ｃ_SH2 に保持される。このまま
だと、夫々のＣＤＳ回路２１及び２２のサンプルホール
ド容量Ｃ_SH1及びＣ_SH2 に保持された第１の信号Ｖ₁₁と
第２の信号Ｖ₂₁の位相がサンプルホールドパルスφ_SH1
とφ_SH2 の位相差だけずれているので、再び後段のサン
プルホールド回路２３及び２４のＭＯＳトランジスタＱ
₁₃及びＱ₂₃にサンプルホールドパルスφ_SH3 （図５Ｆ参
照）を印加して、この第１の信号Ｖ₁₁と第２の信号Ｖ₂₁
をサンプルホールド容量Ｃ_SH3 及びＣ_SH4 にサンプルホ
ールドする。これによって、夫々のボルテージフォロワ
アンプ２５３及び２５６の出力端子３１及び３２を通し
て位相差のない第１の信号Ｖ₁₁の波形３３と、第２の信
号Ｖ₂₁の波形３４が得られる。

【００３７】以後、信号処理されてインターレース走査
が行われる。

【００３８】上述のＣＣＤ固体撮像素子１２によれば、
第１及び第２の水平転送レジスタ４Ａ及び４Ｂによって
転送された２チャネルの信号電荷を、共に同じフローテ
ィングディフージョンアンプ５を用いて電荷検出するの
で、２チャネルの信号間でフローティングディフージョ
ン領域６の容量のばらつきに基づく感度差が生じない。
従って、従来のように、外部アンプでチップ毎に２つの
チャネルの感度差を調整する必要がなく、カメラの調整
箇所の増加、調整が経時変化不良を起こす等の不都合が
解消される。

【００３９】また、２つのチャネルの信号を出力するバ
ッファアンプ５の出力端子１５は１つで良いので構成も
簡素化される。

【００４０】また、信号分離回路を構成する外部のＣＤ
Ｓ回路２１，２２も利得が１のボルテージフォロワアン
プを用いれば、外部回路による２つの信号に感度差が発
生する心配がない。

【００４１】なお、上例のＣＤＳ回路２１，２２では、
出力波形１６の所定レベルをクランプして信号レベルを
サンプルホールドするようにしたが、その他、図示さぜ
るも、サンプルホールド回路で出力波形１６の所定レベ
ルと信号レベルを夫々サンプルホールドし、両者の信号
を差動増幅器を介して減算して第１及び第２の信号を得
る方式とすることも可能である。

【００４２】上述の図１の構成のＣＣＤ固体撮像素子
は、外部ＣＤＳ回路の構成を変更することにより、通常
のフィールド読み出し方式のＣＣＤ固体撮像素子として
使用することができる。即ち、図７に示すように、奇数
フィールドでは、実線矢印で示すように一方の隣り合う
水平ラインｈ₁ 及びｈ₂ の信号電荷を、第２及び第１の
水平転送レジスタ４Ｂ及び４Ａに転送し、両信号電荷を
共通のフローティングディフージョン領域６に少し位相
差をもって転送、混合し、バッファアンプ９を通して出
力した後、外部回路で図８に示すようにその出力波形１
６のリセットレベルｂと、第１の信号及び第２の信号の
加算信号レベルｄだけを使ってＣＤＳを行い、奇数フィ
ールドの信号Ｖ₃ を得、偶数フィールドでは、破線矢印
で示すように、他方の隣り合う水平ラインｈ₂ 及びｈ₃
の信号電荷を第２及び第１の水平転送レジスタ４Ｂ及び
４Ａに転送し両信号電荷を共通のフローティングディフ
ージョン領域６に転送、混合し、バッファアンプ９を通
して出力した後、同様に外部回路でＣＤＳ動作を行って
偶数フィールドの信号Ｖ₃ を得るようになす。これによ
って、フィールド読み出しが行える。

【００４３】上例では２つの水平転送レジスタ４Ａ，４
Ｂの最終段で駆動パルスφＬＨ₁ 及びφＬＨ₂ のタイミ
ングを少しずらせて２つチャネルの信号電荷を共通のフ
ローティングディフージョン領域６で加算し、その出力
波形１６を外部ＣＤＳ回路２１，２２を用いて夫々の第
１の信号及び第２の信号に分離するようにしたが、この
駆動方法は、１つの水平転送レジスタを備えたＣＣＤ固
体撮像素子にも応用することができる。

【００４４】この応用例では、１つの水平転送レジスタ
から複数画素分（例えば２〜３画素分）の信号電荷を順
次タイミングを少しずらしながらフローティングディフ
ージョン領域で加算し出力して後、外部ＣＤＳ回路を用
いて夫々の画素に対応した信号に分離して出力する。

【００４５】この場合には、リセットパルスの周期が長
くなることから周波数特性の低いアンプを用いることが
でき、駆動回路の作製が容易になる。

【００４６】図１ではインターレース走査を行う全画素
読み出し方式のＣＣＤ固体撮像素子に適用したが、その
他、コンピュータの画像取り込み等に用いるノンインタ
ーレースの全画素読み出し方式のＣＣＤ固体撮像素子に
も適用できる。

【００４７】さらに、ＣＣＤ固体撮像素子としては、イ
ンターライントランスファ（ＩＴ）型の固体撮像素子の
他、フレームインターライントランスファ（ＦＴＩ）型
の固体撮像素子にも適用できる。

【００４８】図９は、本発明をリニアセンサ用のＣＣＤ
固体撮像素子に適用した場合である。本例は、多数の画
素、即ち受光部６１が一方向に配列されたセンサ列６２
の両側に読み出しゲート部６３〔６３Ａ，６３Ｂ〕を介
してＣＣＤ構造の２つの水平転送レジスタ６４〔６４
Ａ，６４Ｂ〕を配し、その各最終段の転送部６１ＡＬ，
６１ＢＬを、夫々水平出力ゲート部６５〔６５Ａ，６５
Ｂ〕を介して共通のフローティングディフージョン領域
６６に接続し、このフローティングディフージョン領域
６６にリセットゲート部６７を介してリセットドレイン
領域６８を接続し、更に、フローティングディフージョ
ン領域６６にバッファアンプ６９を接続して構成され
る。

【００４９】このリニアセンサ７０では、センサ列６２
の例えば奇数番目の受光部６１の信号電荷を第１の水平
転送レジスタ６４Ａに、偶数番目の受光部６１の信号電
荷を第２の水平転送レジスタ６４Ｂに夫々同時に読み出
す。そして、第１及び第２の水平転送レジスタ６４Ａ及
び６４Ｂの信号電荷を、最終段の転送部６４ＡＬ及び６
４ＬＢに印加する駆動パルスφＬＨ₁ 及びφＬＨ₂ の位
相を前述の図３で示すように少しずらして共通のフロー
ティングディフージョン領域６６に転送し、混合してバ
ッファアンプ６９より出力する。この出力波形を、外部
の信号分離回路を通じて分離し、センサ列の画素の配列
順序に応じたＣＣＤ信号を出力するようになす。

【００５０】このような駆動方法をとるリニアセンサ７
０では、フローティングディフージョン領域６６をリセ
ットするリセットパルスの周期が、従来の奇数番目と偶
数番目の画素の信号電荷を交互に読み出す方式に比べ
て、長くなる（即ちリセットパルスの周波数が低くな
る）。従って周波数特性の低い回路を用いて駆動回路を
容易に作製することができる。

【００５１】カラーリニアセンサに適用した場合には、
赤、緑、青の画素が順次配列されたカラーセンサ列に対
して赤、緑、青の信号電荷に対応する３本の水平転送レ
ジスタを設け、この３本の水平転送レジスタの各終段を
１つの共通のフローティングディフージョンアンプに接
続し、各３本の水平転送レジスタの信号電荷をタイミン
グを少しずらしながらフローティングディフージョン領
域に転送して混合し、バッファアンプより出力するよう
になす。以後は、例えば外部ＣＤＳ回路を用いて、赤、
緑、青に対応する３つの信号に分離すればよい。

【００５２】

【発明の効果】本発明に係る固体撮像素子によれば、複
数の水平転送レジスタの信号電荷を１つの共通したフロ
ーティングディフージョン領域を用いて電荷−電圧変化
して出力するので、例えば全画素読み出しで２チャネル
出力の固体撮像素子に適用した場合には２チャネル間で
の感度差を解消することができる。

【００５３】また、本発明に係る駆動方法によれば、複
数の水平転送レジスタからの信号電荷を１つのフローテ
ィングディフージョンアンプを用いて複数の水平転送レ
ジスタからの信号を独立に出力することができる。

【００５４】従って、例えば全画素読み出しで２チャネ
ル出力の固体撮像素子等に適用して好適ならしめるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る２チャネル出力の固体撮像素子の
一例を示す構成図である。

【図２】図１のフローティングディフージョン部分の拡
大図である。

【図３】図１の駆動パルス及び出力波形のタイミングチ
ャートである。

【図４】図１の固体撮像素子に適用される外部信号分離
回路の一例を示す回路図である。

【図５】図４の信号分離回路の動作説明に供する駆動パ
ルス及び出力波形のタイミングチャートである。

【図６】フローティングディフージョンアンプに用いら
れるバッファアンプの一例を示す回路図である。

【図７】本発明に係る固体撮像素子の他の例を示す構成
図である。

【図８】図７の固体撮像素子の信号取り出しの説明に供
する出力波形である。

【図９】本発明に係る固体撮像素子をリニアセンサに適
用した場合の一例を示す構成図である。

【図１０】従来の２チャネル出力の固体撮像素子の構成
図である。

【符号の説明】

１ 受光部 ２ 垂直転送レジスタ ３ 撮像領域 ４Ａ，４Ｂ 水平転送レジスタ ５Ａ，５Ｂ 水平出力ゲート部 ６ フローティングディフージョン領域 ７ リセットゲート部 ８ リセットドレイン領域 ９ バッファアンプ １０ 振り分け転送ゲート部 １１ フローティングディフージョンアンプ １５ 出力端子 ２１，２２ 相関二重サンプリング回路 ２３，２４，２８１，２８２ サンプルホールド回路 ２７１，２７２ クランプ回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全画素読み出し方式の固定撮像素子にお
   いて、複数の水平転送レジスタと、信号電荷を電圧に変
   換する１つのフローティングディフージョンアンプを備
   え、該各水平転送レジスタの終段が共通のフローティン
   グディフージョン領域に接続されてなることを特徴とす
   る固体撮像素子。
2. 【請求項２】 複数の水平転送レジスタからの各信号電
   荷を、共通のフローティングディフージョン領域に位相
   差をもって転送、混合し、最初の信号電荷に対応する信
   号及び順次に加算された信号電荷に対応した加算信号を
   出力することを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
3. 【請求項３】 共通のフローティングディフージョン領
   域で順次位相差をもって加算された複数画素の信号電荷
   による出力信号から相関二重サンプリング回路を用いて
   夫々の画素に対応する信号に分離して出力することを特
   徴とする固体撮像素子の駆動方法。