JPH08125158A

JPH08125158A - 固体撮像素子

Info

Publication number: JPH08125158A
Application number: JP6286041A
Authority: JP
Inventors: Shinji Nakagawa; 進次中川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-10-25
Filing date: 1994-10-25
Publication date: 1996-05-17
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: JP3277974B2

Abstract

(57)【要約】【目的】水平レジスタのビット幅の縮小を伴うことな
く画素数の増加、固体撮像素子サイズの縮小を図ると共
に、水平駆動周波数の低減を図り、延いては、消費電力
の低減、不要輻射の低減を図る。【構成】撮像領域１の上下両側に水平レジスタ２Ａ、
２Ｂを設け、上向きに転送する垂直レジスタ４ａと下向
きに転送する垂直レジスタ４ｂを交互に配置する構成に
し、垂直レジスタ４ａ、４ｂにより垂直転送されてきた
信号電荷を両水平レジスタ２Ａ、２Ｂにより並行して水
平転送し、信号を出力するようにする。

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、特に画
素を成し縦横に配置された多数の受光素子及び該受光素
子の各垂直列に対応して設けられその垂直列の受光素子
からの電荷を垂直方向に転送する垂直レジスタからなる
撮像領域と、該撮像領域からの電荷を水平方向に転送す
る水平レジスタを有する固体撮像素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ型の固体撮像素子は、一般に、画
素を成す受光素子をマトリックス状に配置し、各受光素
子で光電変換された信号を、受光素子の各垂直列に対応
して設けられた垂直レジスタに読み出し、該垂直レジス
タによって垂直方向に転送し、水平転送レジスタによっ
て水平方向に転送し、ＦＤＡ（或いはＦＧＡ）等の出力
部により電圧に変換して外部に出力するようにされてい
る。図４はそのような固体撮像素子の従来例の最も一般
的なものの概略構成を示す平面図である。

【０００３】図面において、１は矩形の撮像領域で、こ
の中に画素を成す受光素子３がマトリックス状に配設さ
れ、更に、該受光素子３の各垂直列に対応して垂直レジ
スタ４、４・・・が配設されている。２は撮像領域１の
上側と下側のうちのいずれか一方の側、例えば下側に設
けられた水平レジスタである。５は該水平レジスタ２の
転送先側に設けられた出力部で、ＦＤＡ（或いはＦＧ
Ａ）方式により水平レジスタ２からの信号電荷を電圧に
変換する。６はバッファアンプである。

【０００４】このように従来の固体撮像素子は、撮像領
域１の上下のいずれか一方の側のみに水平レジスタ２が
設けられていた。図５はその従来例の垂直レジスタの転
送電極のパターンを示す平面図である。７、８、９、１
０は垂直レジスタ４、４、・・・の転送電極で、２層の
ポリシリコン層からなり、共に水平方向に配設され受光
素子３、３、・・・と重ならないように歯が形成された
櫛形のパターンを有しており、４相駆動パルスφＶ１、
φＶ２、φＶ３、φＶ４により駆動される。

【０００５】具体的には、転送電極７、７、・・・は第
２層目のポリシリコン層からなり、その櫛歯にあたる部
分はすべて上向き（反水平レジスタ側向き）であり、駆
動パルスφＶ１を受ける。転送電極８、８、・・・は第
１層目のポリシリコン層からなり、転送電極７、７、・
・・と転送電極８、８、・・・とは概ね重なっているが
その櫛歯にあたる部分はすべて下向き（水平レジスタ側
向き）であり、駆動パルスφＶ２を受ける。転送電極
９、９、・・・は第２層目のポリシリコン層からなり、
その櫛歯にあたる部分はすべて上向き（反水平レジスタ
側向き）であり、駆動パルスφＶ３を受ける。転送電極
１０、１０、・・・は第１層目のポリシリコン層からな
り、転送電極９、９、・・・と転送電極１０、１０、・
・・とは概ね重なっているが、その櫛歯にあたる部分は
すべて下向き（水平レジスタ側向き）であり、駆動パル
スφＶ４を受ける。

【０００６】そして、各垂直レジスタ４、４、・・・は
４相の駆動パルスφＶ１、φＶ２、φＶ３、φＶ４によ
り駆動される上記転送電極７、８、９、１０、７、８、
９、１０、・・・により各受光素子３、３、・・・から
の信号電荷を水平レジスタ２のある下側に向けて転送す
る。図６（Ａ）、（Ｂ）はその駆動パルスのタイミング
チャ−トであり、（Ａ）は垂直転送時及び水平転送時を
示し、（Ｂ）は垂直転送時のみを時間軸を拡大して示
す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の固体
撮像素子には、固体撮像素子に要求される小サイズ化に
伴って或いは高解像度化のための画素数の増加に伴って
水平レジスタに必要となる各ビットの微細化に対応する
のが難しいという問題があった。というのは、固体撮像
素子において最も微細加工を要求されるのが水平レジス
タであるといって過言ではないが、固体撮像素子の小サ
イズ化、高解像度化は水平レジスタのより一層の微細化
を必要とするからである。また、水平レジスタの微細加
工が可能であっても、画素数増加に伴って水平レジスタ
の駆動周波数が高くなり、その結果、必然的に、固体撮
像素子の消費電力の増大を招くし、また、不要輻射の増
加という問題も生じ、好ましくない。

【０００８】尤も、水平レジスタの微細化を回避するた
めに、撮像領域の上下いずれか一方、例えば下側に設け
た水平レジスタを２段構成にし、その二つの水平レジス
タの間に転送ゲート部を設け、その二つの水平レジスタ
により１水平ライン分ずつ信号電荷を平行して水平方向
に転送するようにしたタイプのものもあるが、そのよう
な固体撮像素子によれば、水平レジスタ間の転送を完全
にすることと、水平レジスタの取扱い電荷量を充分に確
保することとを両立させなければならないという難しい
という問題に直面する。

【０００９】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、水平レジスタのビットの縮小を伴う
ことなく画素数の増加、固体撮像素子サイズの縮小を図
りると共に、水平駆動周波数の低減を図り、延いては、
消費電力の低減、不要輻射の低減を図ることを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の固体撮像素子
は、撮像領域の上下両側に水平レジスタを設け、撮像領
域内において上向きに転送する垂直レジスタと下向きに
転送する垂直レジスタを交互に配置してなることを特徴
とする。請求項２の固体撮像素子は、垂直レジスタが３
相駆動パルスにより駆動され、該パルスを受ける垂直転
送電極が各水平行間を通る略帯状の第１の垂直転送電極
と、帯状体に各垂直レジスタ上において隣接垂直レジス
タ上で互いに逆方向に延びる歯を設けた平面形状を有す
る第２の垂直転送電極と、帯状体に各垂直レジスタ上に
おいて第３の垂直転送電極の上記歯とは逆方向に延びる
歯を設けた平面形状を有する第３の垂直転送電極からな
ることを特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１の固体撮像素子によれば、上下両側に
水平レジスタを設け、各水平レジスタはそれぞれ撮像領
域の一つ置きの垂直レジスタからの電荷を転送すれば良
いので、水平レジスタのビットの配置ピッチを、撮像領
域の受光素子の水平方向における配置ピッチの２倍にす
ることができ、要求される水平レジスタの加工精度が低
くて済み、また、水平レジスタを駆動する水平駆動周波
数も水平レジスタが撮像領域の上下一方にしかない場合
の２分の１で済むので固体撮像素子の消費電力が少なく
て済むのみならず不要輻射も少なくできる。しかも、そ
の二つの水平レジスタ間で信号電荷の転送をする必要が
ないので、水平レジスタ間の転送を完全にすること水平
レジスタの取り扱い電荷量を充分に確保することを両立
させるという難しい問題がなくなる。

【００１２】請求項２の固体撮像素子によれば、第１の
垂直転送電極に対する第２と第３の垂直転送電極の垂直
方向における配列が隣接垂直レジスタで互いに逆になっ
ているので、隣接垂直レジスタが共通の駆動パルスによ
り駆動されながら信号電荷を互いに逆方向に転送するこ
とができる。従って、垂直レジスタが３相駆動方式の固
体撮像素子にも本発明を適用して本発明の効果を享受す
ることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説
明する。図１（Ａ）、（Ｂ）は本発明固体撮像素子の一
つの実施例を示すもので、（Ａ）は固体撮像素子の概略
構成を示す平面図、（Ｂ）は垂直レジスタの転送電極、
即ち垂直転送電極のパターンを示す平面図である。図面
において、１は矩形の撮像領域で、この中に画素を成す
受光素子３がマトリックス状に配設され、更に、該受光
素子３の各垂直列に対応して垂直レジスタ４ａ、４ｂ、
４ａ、４ｂ、・・・が配設されている。垂直レジスタ４
ａは信号電荷を図１における下向きに転送するレジスタ
であり、垂直レジスタ４ｂは信号電荷を図１における上
向きに転送するレジスタであり、垂直レジスタ４ａと垂
直レジスタ４ｂとは交互に配設されている。このように
信号電荷を下向きに転送する垂直レジスタ４ａと、上向
きに転送する垂直レジスタ４ｂとを交互に配設した構成
を有することが本固体撮像素子の一つの特徴である。

【００１４】２Ａは撮像領域１の下側に設けられた水平
レジスタ、２Ｂは撮像領域１の上側に設けられた水平レ
ジスタである。水平レジスタ２Ａは垂直レジスタ４ａ、
４ａ、・・・により図１における下向きに転送されてき
た信号電荷を水平方向に転送する。水平レジスタ２Ｂは
垂直レジスタ４ｂ、４ｂ、・・・により上向きに転送さ
れてきた信号電荷を水平方向に転送する。このように、
撮像領域１の上下両側に水平レジスタを有することが本
固体撮像素子の最大の特徴である。５ａ、５ｂは該水平
レジスタ２Ａ、２Ｂの転送先側に設けられた出力部で、
ＦＤＡ（あるいはＦＧＡ）方式により水平レジスタ２
Ａ、２Ｂからの信号電荷を電圧に変換する。６ａ、６ｂ
バッファアンプである。

【００１５】７、８、９、１０は垂直レジスタ４、４、
・・・の転送電極で、２層のポリシリ層からなり、共に
水平方向に配設され垂直レジスタ４ａ、４ｂ上にて上或
いは下側に延びる歯を有するようなパターンを有してお
り、４相駆動パルスφＶ１、φＶ２、φＶ３、φＶ４に
より駆動される。具体的には、転送電極７、７、・・・
は第２層目のポリシリコン層（図面において右に行く程
上がるハッチングを施してある。）からなり、垂直レジ
スタ４ａ上においては上に延びる比較的長い歯を有し、
垂直レジスタ４ｂ上においては下に延びる比較的長い歯
を有するパターンになっており、駆動パルスφＶ１を受
ける。

【００１６】次に、転送電極８、８、・・・は第１層目
のポリシリコン層（図面において右に行く程下がるハッ
チングを施してある。そして、第１層目のポリシリコン
に第２層目のポリシリコン層がオーバーラップする部分
は斜め格子状のハッチングになる。）からなり、垂直レ
ジスタ４ａ上においては下に延びる比較的短い歯を有
し、垂直レジスタ４ｂ上においては上に延びる比較的短
い歯を有するパターンになっており、駆動パルスφＶ２
を受ける。次に、転送電極９、９、・・・は第２層目の
ポリシリコン層からなり、垂直レジスタ４ａ上において
は上に延びる比較的長い歯を有し、垂直レジスタ４ｂ上
においては下に延びる比較的長い歯を有するパターンに
なっており、駆動パルスφＶ３を受ける。

【００１７】そして、転送電極１０、１０、・・・は第
１層目のポリシリコン層からなり、水平レジスタ４ａ上
においては下向きに比較的短く延びる歯を有し、水平レ
ジスタ４ｂ上においては上向きに比較的短く延びる歯を
有するパターンになっており、駆動パルスφＶ４を受け
る。そして、画素を成す各受光素子３は上記各垂直転送
電極７、８、９、１０により囲繞されている。

【００１８】このように本固体撮像素子の垂直転送電極
７、８、９、１０は、垂直レジスタ一つ毎に電極の垂直
方向における配列関係が逆になっており、その点で通常
の固体撮像素子のそれと大きく異なっており、従って、
隣接垂直レジスタ２・２の電荷転送方向が互いに逆にな
るのである。

【００１９】図２（Ａ）、（Ｂ）は図１に示した実施例
の動作を示すもので、（Ａ）は垂直レジスタ４ａ、４ｂ
を駆動する４相駆動パルスφＶ１、φＶ２、φＶ３、φ
Ｖ４のタイミングチャート、（Ｂ）は転送状態の変化を
示す変化図であり、（Ａ）、（Ｂ）の両図において上半
分はオッドフィールドを、下半分はイーブンフィールド
を示し、そして、（Ｂ）においては左半分は垂直レジス
タ４Ａの動作を、右半分は垂直レジスタ４Ｂの動作を示
す。本動作はフィールド読みだし動作である。本固体撮
像素子の４相駆動パルスは通常の垂直レジスタの４相駆
動パルスと特に異なるところはないが、垂直転送電極
７、８、９、１０、７、８、９、１０、・・・が上述し
た形状を有するので、図１（Ｂ）に示すような垂直レジ
スタ４ａと垂直レジスタ４ｂとで電極の垂直方向におけ
る配列が逆になり、それ故に、転送方向が異なるのであ
る。かかる転送動作について具体的に説明する。尚、Ｈ
Ｄは水平駆動パルスである。

【００２０】先ず、オッドフィールドのときの動作を説
明すると、図２中のの時にはφＶ１が読み出しレベル
になり、受光素子３、３、・・・から垂直レジスタ４
ａ、４ｂのφＶ１下への読み出しが一斉に行われる。
尚、理解し易くするために、図２において、このとき読
み出しが行われる受光素子のうち垂直レジスタ４ａに信
号電荷を送り出す受光素子には３ａ、垂直レジスタ４ｂ
に信号電荷を送り出す受光素子には３ｂの符号を付し、
また、少し後のの時に読み出しが行われる受光素子の
うち垂直レジスタ４ａに信号電荷を読み出す受光素子に
は３ａ′、垂直レジスタ４ｂに信号電荷を読み出す受光
素子には３ｂ′の符号を付した。の時にφＶ１は通常
のハイレベルになり、そして、の時にφＶ３が読み出
しレベルになり、受光素子３ａ′、３ｂ′から垂直レジ
スタ４ａ、４ｂのφＶ３下への読み出しが一斉に行われ
る。尚、の時φＶ３は通常のハイレベルになる。

【００２１】そして、の時にφＶ１、φＶ２、φＶ３
がハイレベルになる。すると、φＶ４下の部分を障壁と
してφＶ１、φＶ３下の信号電荷がφＶ１、φＶ２、φ
Ｖ３下において混合する。具体的には、垂直レジスタ４
ａの場合、受光素子３ａからのφＶ１下の信号電荷とそ
れより図１における下側にある受光素子３ａ′からのφ
Ｖ３下の信号電荷とが混合する。それに対して、垂直レ
ジスタ４ｂの場合、受光素子３ｂからのφＶ１下の信号
電荷とそれより上の受光素子３ｂ′からのφＶ３下の信
号電荷とが混合する。次に、の時にはφＶ１がロウレ
ベルになり、その結果、垂直レジスタ４ａの場合は下側
に、垂直レジスタ４ｂの場合は上側に信号電荷が移動す
る。以後この動作が繰り返される。このように、垂直レ
ジスタ４ａと垂直レジスタ４ｂとは互いに逆方向に信号
電荷の転送をするのである。

【００２２】次に、イーブンフィールドにおける動作を
説明する。イーブンフィールド動作は基本的にオッドフ
ィールド動作と異なるところがないが、の時φＶ２で
はなくφＶ４がハイレベルになり、φＶ３、φＶ４、φ
Ｖ１下において信号電荷が混合され、そして、φＶ４下
ではなくφＶ２下に信号電荷に対する障壁ができる点で
オッドフィールド動作と異なっており、従って、混合す
る受光素子の水平行の組み合わせをオッドフィールドと
イーブンフィールドとで切り換えることができ、延いて
はフィールド読み出しによるインターレースができるの
である。

【００２３】水平レジスタ２Ａ、２Ｂは互いに同時に平
行して動作し、垂直レジスタ４ａ、４ｂから垂直方向に
転送されてきた信号電荷を受ける毎に水平転送し、そし
て、出力部５ａ、５ｂにおいてそれを電圧に変換してバ
ッファ６ａ、６ｂを介して外部に出力する。尚、この二
つの出力は適宜な画像メモリに一旦記憶し、それを適宜
な順序で読み出し、これを映像出力として再生回路にお
いて再生する。というのは、二つの水平レジスタ２Ａ、
２Ｂから出力される信号電荷の順序は、互いに逆にな
り、水平レジスタ２Ａの場合、下の画素から上の画素へ
という順に信号が出力されるのに対し、水平レジスタ２
Ｂの場合、上の画素から下の画素へという順に信号の出
力が為されるから、信号の出力の順序を普通の固体撮像
素子において読み出される順序通りに直すことが必要で
あり、それには、画像メモリをバッファとして利用する
のが好適であるからである。

【００２４】このような固体撮像素子によれば、撮像領
域１の上下両側に水平レジスタ２Ａ、２Ｂを設け、各水
平レジスタ２Ａ、２Ｂはそれぞれ一つ置きの垂直レジス
タ４ａ、４ａ、・・・或いは垂直レジスタ４ｂ、４ｂ、
・・・からの電荷を転送するようにしたので、水平レジ
スタ２Ａ、２Ｂののビットの配置ピッチを、受光素子
３、３、・・・の水平方向における配置ピッチの２倍に
することができ、水平レジスタ２Ａ、２Ｂに要求される
加工精度が低くて済み、また、水平レジスタ２Ａ、２Ｂ
を駆動する二相の水平駆動パルスφＨ１、φＨ２の周波
数、即ち水平駆動周波数も水平レジスタが撮像領域の上
下のいずれか一方にしかない従来の場合の２分の１で済
み、従って、固体撮像素子の消費電力が少なくて済むの
みならず、不要輻射を少なくできる。しかも、その二つ
の水平レジスタ間で信号電荷の転送をする必要がないの
で、水平レジスタ間の転送を完全にすることと水平レジ
スタの取り扱い電荷量を充分に確保することを両立させ
るという問題がない。尚、フレーム読み出し方式にして
も本発明を適用することができる。

【００２５】図３（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明固体撮像素
子の他の実施例を示すもので、（Ａ）は垂直転送電極の
パターンを示すための平面図、（Ｂ）は垂直レジスタを
駆動する３相駆動パルスのタイムチャートで、上の部分
は略一水平期間分を示し、下の部分はそのうちの垂直転
送部分を時間軸及び振幅軸を拡大して示し、（Ｃ）は転
送状態の変化を示す変化図であり、左半分は電荷を下向
き[ 図３（Ａ）における下向き] に転送する垂直レジス
タ４ａの動作を示し、右半分は電荷を上向き[図３
（Ａ）における上向き] に転送する垂直レジスタ４ｂの
動作を示す。本固体撮像素子は、図１、図２に示した固
体撮像素子とは、三相駆動パルスにより垂直レジスタ４
ａ、４ｂを駆動する点で相違するが、それ以外の点では
共通し、概略構成平面図は図１と全く同じになるので省
略すると共に、説明においても既に説明したのと共通す
る部分については省略し、相違する部分についてのみ説
明することとする。尚、本例の動作はノンインターレー
ス全画素読み出し動作である。

【００２６】図３（Ａ）において、１１、１２、１３は
垂直レジスタ４ａ、垂直レジスタ４ｂを駆動する垂直転
送電極で、いずれもポリシリコン層からなる。垂直転送
電極１１は第１層のポリシリコン（単に実線で示す。）
からなり、平面形状は帯状であり、受光素子の各隣接水
平行間に真っ直ぐに形成されており、φＶ１を受ける。
垂直転送電極１２は第２層目のポリシリコン（右へ行く
ほど上に行くハッチングを施した。）からなり、帯状体
に垂直レジスタ４ａ上においては上に延びる歯を、垂直
レジスタ４ｂ上においては下に延びる歯を設けたパター
ンに形成されており、φＶ２を受ける。垂直転送電極１
３は第３層目のポリシリコン層（単に実線で示す。）か
らなり、帯状体に垂直レジスタ４ａ上においては下に延
びる歯を、垂直レジスタ４ｂ上においては上に延びる歯
を設けたパターンに形成されており、φＶ３を受ける。

【００２７】この固体撮像素子は、φＶ１を受ける垂直
転送電極１１に対するφＶ２を受ける垂直転送電極１２
とφＶ３を受ける垂直転送電極１３の垂直方向における
配列関係が垂直レジスタ４ａと、垂直レジスタ４ｂとで
互いに逆になっている。即ち、垂直レジスタ４ａにおい
ては垂直転送電極１１に対して垂直転送電極１２が上、
垂直転送電極１３が下であるのに対して、垂直レジスタ
４ｂにおいては垂直転送電極１１に対して垂直転送電極
１２が下で、垂直転送電極１３が上である。従って、垂
直レジスタ４ａと垂直レジスタ４ｂとは共通の駆動パル
スφＶ１、φＶ２、φＶ３により駆動されながら信号電
荷を互いに逆方向に転送することができるのである。こ
の点について、具体的に説明する。尚、ＨＤは水平駆動
パルスである。

【００２８】図３（Ｂ）に示すように、φＶ２、φＶ３
を読み出しレベルにすることにより各受光素子３、３、
・・・からの信号電荷の読み出しを行う。そして、その
φＶ２、φＶ３は通常のハイレベルになり、更に、φＶ
３はロウレベルになる。その結果、信号電荷はφＶ２を
受ける電極下にアキュムレートされた状態になる。これ
がの状態である。次のの時にφＶ１がハイレベルに
なり、φＶ２を受ける垂直転送電極１２下の信号電荷は
φＶ１を受ける垂直転送電極１１下まで広がる。この広
がる方向は、必然的に、垂直レジスタ４ａの場合下向き
の方向であるのに対して、垂直レジスタ４ｂは上向き方
向であり、隣接垂直レジスタ４ａ・垂直レジスタ４ｂ間
で互いに逆方向である。

【００２９】次のの時にφＶ２がロウレベルになり、
信号電荷はφＶ１を受ける垂直転送電極１１下のみに存
在する状態になる。次のの時にφＶ３がハイレベルに
なり、垂直転送電極１１下の電荷は垂直転送電極１３下
に広がる。次のの時にφＶ１がロウレベルになり、垂
直転送電極１１及び垂直転送電極１３下にあった信号電
荷は垂直転送電極１３下のみに存在する状態になる。こ
のようにして信号電荷は転送されて行くが、図３（Ｃ）
に示すように、垂直レジスタ４ａと垂直レジスタ４ｂと
では信号電荷の転送方向が互いに逆になるのである。

【００３０】この固体撮像素子においても図１、図２に
示した固体撮像素子と全く同じように、撮像領域１の上
下両側に水平レジスタ２Ａ、２Ｂを設け、各水平レジス
タ２Ａ、２Ｂはそれぞれ一つ置きの垂直レジスタ４ａ、
４ａ、・・・或いは垂直レジスタ４ｂ、４ｂ、・・・か
らの信号電荷を転送するようにしたので、水平レジスタ
２Ａ、２Ｂののビットの配置ピッチを、受光素子３、
３、・・・の水平方向における配置ピッチの２倍にする
ことができ、水平レジスタ２Ａ、２Ｂに要求される加工
精度が低くて済み、また、水平レジスタ２Ａ、２Ｂを駆
動する二相の水平駆動パルスφＨ１、φＨ２の周波数、
即ち水平駆動周波数も水平レジスタが撮像領域の上下の
いずれか一方にしかない従来の場合の２分の１で済む。
従って、固体撮像素子の消費電力が少なくて済むのみな
らず不要輻射も少なくできる。しかも、その二つの水平
レジスタ２Ａ・２Ｂ間で信号電荷の転送をする必要がな
いので、二つの水平レジスタ間の転送を完全にすること
と水平レジスタの取り扱い電荷量を充分に確保すること
の両立を図るという難しい問題がなくなる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の固体撮像素子によれば、上下
両側に水平レジスタを設け、各水平レジスタはそれぞれ
撮像領域の一つ置きの垂直レジスタからの電荷を転送す
れば良いので、水平レジスタのビットの配置ピッチを、
撮像領域の受光素子の水平方向における配置ピッチの２
倍にすることができ、要求される水平レジスタの加工精
度が低くて済み、また、水平レジスタを駆動する水平駆
動周波数も水平レジスタが撮像領域の上下一方にしかな
い場合の２分の１で済むので固体撮像素子の消費電力が
少なくて済むのみならず不要輻射も少なくできる。しか
も、その二つの水平レジスタ間で信号電荷の転送をする
必要がないので、水平レジスタ間の転送を完全にするこ
と水平レジスタの取り扱い電荷量を充分に確保すること
を両立させる難しさに直面するという問題がなくなる。

【００３２】請求項２の固体撮像素子によれば、第１の
垂直転送電極に対する第２と第３の垂直転送電極の垂直
方向における配列が隣接垂直レジスタで互いに逆になっ
ているので、隣接垂直レジスタが共通の駆動パルスによ
り駆動されながら信号電荷を互いに逆方向に転送するこ
とができるのである。従って、垂直レジスタが３相駆動
方式の固体撮像素子にも本発明を適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）、（Ｂ）は本発明固体撮像素子の一つの
実施例を示すもので、（Ａ）は固体撮像素子の概略構成
を示す平面図、（Ｂ）は垂直レジスタの垂直転送電極の
パターンを示す平面図である。

【図２】（Ａ）、（Ｂ）は上記実施例の動作説明をする
ためのもので、（Ａ）は垂直レジスタを駆動する４相駆
動パルスのタイミングチャート、（Ｂ）は転送状態の変
化を示す図である。

【図３】（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明固体撮像素子の他の
実施例を示すもので、（Ａ）は垂直レジスタの垂直転送
電極のパターンを示す平面図、（Ｂ）は垂直レジスタを
駆動する３相駆動パルスのタイミングチャート、（Ｃ）
は転送状態の変化を示す変化図である。

【図４】固体撮像素子の従来例の概略構成を示す平面図
である。

【図５】上記従来例の垂直転送電極のパターンを示す平
面図である。

【図６】（Ａ）、（Ｂ）は４相駆動垂直レジスタを駆動
する４相駆動パルスのタイミングチャートであり、
（Ａ）は垂直転送及び水平転送時を、（Ｂ）は垂直転送
時を示す。

【符号の説明】

１撮像領域２Ａ下側水平レジスタ２Ｂ上側水平レジスタ３受光素子（画素）４ａ電荷を下側に転送する垂直レジスタ４ｂ電荷を上側に転送する垂直レジスタ７、８、９、１０垂直転送電極１１、１２、１３垂直転送電極 φＶ１〜φＶ４４相駆動パルス φＶ１〜φＶ３３相駆動パルス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画素を成し縦横に配置された多数の受光
素子及び該受光素子の各垂直列に対応して設けられその
垂直列の受光素子からの電荷を垂直方向に転送する垂直
レジスタからなる撮像領域と、上記撮像領域の上下両側に設けられた上側水平レジスタ
及び下側水平レジスタと、を有し、奇数列の受光素子からの信号電荷を転送する各垂直レジ
スタは上記上側及び下側水平レジスタのうちの一方の水
平レジスタへ向けて、偶数列の受光素子からの信号電荷
を転送する各垂直レジスタは上記上側及び下側水平レジ
スタのうちの他方に向けて、互いに逆方向に信号転送を
するようにされてなることを特徴とする固体撮像素子
【請求項２】画素を成し縦横に配置された多数の受光
素子及び該受光素子の各垂直列に対応して設けられその
垂直列の受光素子からの電荷を垂直方向に転送する垂直
レジスタからなる撮像領域と、上記撮像領域の上下両側に設けられた上側水平レジスタ
及び下側水平レジスタと、を有し、垂直レジスタを駆動する垂直転送電極として、受光素子
の各隣接水平行間を通る略帯状の第１の垂直転送電極
と、同じく各隣接水平行間を通り、略帯状体に、奇数列
の受光素子からの信号電荷を転送する各垂直レジスタ上
においては上側と下側のうちの一方の側に延び、偶数列
の受光素子からの信号電荷を転送する垂直レジスタ上に
おいては上側と下側のうちの他方の側に延びる歯を設け
た平面形状を有する第２の垂直転送電極と、同じく各隣
接水平行間を通り、略帯状体に、各垂直レジスタ上にお
いて上記第２の垂直転送電極とは逆方向に延びる歯を設
けた平面形状を有する第３の垂直転送電極を有し、上記垂直転送電極は、３相駆動パルスを受けて奇数列の
受光素子からの信号電荷を転送する各垂直レジスタを上
記上側及び下側水平レジスタのうちの一方の水平レジス
タへ向けて、偶数列の受光素子からの信号電荷を転送す
る各垂直レジスタを上記上側及び下側水平レジスタのう
ちの他方に向けて、互いに逆方向に信号電荷の転送をす
るよう駆動するようにされてなることを特徴とする固体
撮像素子