JPH09205583A

JPH09205583A - ラインセンサ

Info

Publication number: JPH09205583A
Application number: JP8010541A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Izawa; 哲朗伊沢; Katsutoshi Saito; 勝俊齊藤; Kayao Takemoto; 一八男竹本; Toshio Miyazawa; 敏夫宮沢
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-01-25
Filing date: 1996-01-25
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】高速化、高密度化、暗時成分の低減。【解決手段】複数のフォトダイオードが並設された少
なくとも一つのフォトダイオード列と、このフォトダイ
オード列の各フォトダイオードに蓄積された電荷を読み
だしかつ転送させるＣＣＤ転送路と、このＣＣＤ転送路
から順次転送されてくる電荷を電圧値に変換される出力
回路とを備えるラインセンサにおいて、前記ＣＣＤ転
送路は前記フォトダイオード列の各電荷を振り分けて転
送させるために出力回路とともに複数個備え、前記ＣＣ
Ｄ転送路に並設されて設けられた暗時成分用ＣＣＤ転送
路と、この暗時成分用ＣＣＤ転送路から順次転送されて
くる電荷を電圧値に変換させる暗時成分用出力回路と、
前記各出力回路からの出力を該暗時成分用出力回路から
の出力との差分をとって出力させる差分回路とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はラインセンサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ラインセンサは、半導体基板の主表面
に、複数のフォトダイオードが並設されたフォトダイオ
ード列と、このフォトダイオード列と平行に配置された
ＣＣＤ転送路と、このＣＣＤ転送路の一端に形成された
出力回路と、が備えられて構成されたものである。

【０００３】このような構成において、フォトダイオー
ド列に投影された光像の光の強弱に応じて各フォトダイ
オードに電荷が蓄積され、それらの各電荷を一度にＣＣ
Ｄ転送路へ電荷列として読みだした後、これらの電荷列
を出力回路側に転送させることによって各電荷を順次に
電圧変換するようになっている。

【０００４】ここで、ＣＣＤ転送路はその長手方向に沿
って該フォトダイオード列の各フォトダイオードに対応
した領域毎に同パターンからなる一組の転送電極（２個
あるいは３個等からなる）が繰り返されて形成されてい
る。

【０００５】そして、これらの転送電極は該フォトダイ
オード列の各フォトダイオードに対応したそれぞれの領
域における対応する電極に順次転送電圧を印加すること
によって、電荷列はその一組の転送電極の繰返しピッチ
に応じた距離だけ移動するようになっている（一転送ス
テップ）。

【０００６】このため、フォトダイオード列のフォトダ
イオード数に応じた転送ステップを経ることによって、
ＣＣＤ転送路に読みだされたフォトダイオード列の電荷
を全て出力回路へ転送させる構成となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成されたラインセンサは、上述したように、ＣＣ
Ｄ転送路に読みだされたフォトダイオード列の電荷を全
て出力回路へ転送させるには、該フォトダイオード列の
フォトダイオード数に応じた転送ステップで転送電圧を
印加しなければならないため、高速化を図る上で弊害と
なっていた。

【０００８】このことは、高精細の画像を得るため、フ
ォトダイオード列における各フォトダイオードの配列密
度を向上させる場合において、たとえば従来の走査時間
を維持させることができなくなるという問題も指摘され
るに至った。

【０００９】また、フォトダイオード列における各フォ
トダイオードの配列密度の向上に応じて、ＣＣＤ転送電
極を高密度化させなければならないことから、該ＣＣＤ
転送電極の高密度化の限界にともなって、フォトダイオ
ードの配列密度の向上に限界が生じるという問題も指摘
されるに至った。

【００１０】さらに、その出力回路からの出力に暗時成
分が含まれており、その解決策が要望されるに至った。

【００１１】ここで、暗時成分とは、ラインセンサを構
成する半導体基板に形成される結晶欠陥等によって光照
射と関係なく蓄積される電荷成分をいい、出力回路から
の出力に直接影響を及ぼすものとして、フォトダイオー
ド列の各フォトダイオード内にて発生する場合、また、
ＣＣＤ転送路内にて発生する場合がある。

【００１２】本発明はこのような事情に基づいてなされ
たものであり、その目的は、暗時成分を大幅に低減させ
た出力が得られるラインセンサを提供することにある。

【００１３】また、本発明の他の目的は、フォトダイオ
ード列における各フォトダイオードの配列密度の向上が
ＣＣＤ転送電極によって制限されることのないラインセ
ンサを提供することにある。

【００１４】さらに、本発明の他の目的は高速化を実現
できるラインセンサを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１６】手段１．複数のフォトダイオードが並設さ
れた少なくとも一つのフォトダイオード列と、このフォ
トダイオード列の各フォトダイオードに蓄積された電荷
を読みだしかつ転送させるＣＣＤ転送路と、このＣＣＤ
転送路から順次転送されていくる電荷を電圧値に変換さ
れる出力回路とを備えるラインセンサにおいて、前記Ｃ
ＣＤ転送路は前記フォトダイオード列の各電荷を振り分
けて転送させるために複数個備えているとともに、前記
ＣＣＤ転送路に並設されて設けられた暗時成分用ＣＣＤ
転送路と、この暗時成分用ＣＣＤ転送路から順次転送さ
れてくる電荷を電圧値に変換させる暗時成分用出力回路
と、前記出力回路からの出力を該暗時成分用出力回路か
らの出力との差分をとって出力させる差分回路とを備え
たことを特徴とするものである。

【００１７】手段２．手段１の構成において、フォトダ
イオード列に近接させて並設されかつ遮光された遮光フ
ォトダイード列を備え、この遮光フォトダイオード列の
各電荷を前記暗時成分用ＣＣＤ転送路に転送させること
を特徴とするものである。

【００１８】手段１のように構成したラインセンサによ
れば、一つのフォトダイオード列に対して複数のＣＣＤ
転送路が設けられ、該フォトダイオード列における各電
荷はそれらのＣＣＤ転送路に振り分けられることにな
る。

【００１９】このため、各ＣＣＤ転送路に読みだされた
電荷群の数はＣＣＤ転送路の数に応じて大幅に少なくな
る。

【００２０】したがって、ＣＣＤ転送路内の電荷列を出
力回路側に転送させる際の転送ステップは大幅に少なく
なるので、高速化を図ることができるようになる。

【００２１】また、ＣＣＤ転送路に読みだされる電荷群
の数が少なくなることは、その転送電極の配列密度を粗
くできることを意味する。

【００２２】したがって、フォトダイオード列における
各フォトダイオードの配列密度の向上がＣＣＤ転送電極
によって制限されることがなくなる。

【００２３】さらに、ＣＣＤ転送路に並設させて暗時成
分用ＣＣＤ転送路が設けられ、各ＣＣＤ転送路からの出
力から前記暗時成分用ＣＣＤ転送路の出力を差し引いて
いることから、フォトダイオード列からの各電荷をそれ
ぞれのＣＣＤ転送路に振り分け、かつ、ＣＣＤ転送路に
よって転送させていく際に、各ＣＣＤ転送路に発生する
暗時成分を低減させることができるようになる。

【００２４】また、手段２のように構成したラインセン
サによれば、フォトダイオード列において発生する暗時
成分をも併せて低減させることができるようになる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明による
ラインセンサの一実施例を示す全体構成図で、それらの
図は結合されて一つの図面を表している。

【００２６】同図は、一つの半導体チップの主表面にお
いて実際の幾何学的配置に対応させて描かれた回路の全
体図を示している。

【００２７】図中ｙ方向に三分割した各領域の中央に
は、複数のフォトダイオードがｘ方向に並設されて形成
されるフォトダイオード列１０、２０、３０、４０がｙ
方向にそれぞれ互いに近接して平行に配置されている。
この場合におけるフォトダイオード列４０は、この実施
例で特に設けられた遮光ダイオード列として構成されて
いる。

【００２８】そして、このように各フォトダイオード列
１０、２０、３０、４０が形成された領域を間にした他
の領域の一方には、該フォトダイオード列と平行にＣＣ
Ｄ転送路１１、１２、…、１４、２１、２２、…、２６
が配置され、また他方にはＣＣＤ転送路３１、３２、
…、３４、４１が配置されている。この場合におけるＣ
ＣＤ転送路４１は、この実施例で特に設けられた暗時成
分用ＣＣＤ転送路として構成されている。

【００２９】ここで、各フォトダイオード列が形成され
た領域と各ＣＣＤ転送路が形成された領域との間には、
結合部５０Ａ、５０Ｂ、…、５０Ｎ、６０Ａ、６０Ｂ、
…、６０Ｎが配置されている。

【００３０】これら結合部は、図中上段におけるフォト
ダイオード列１０の一端側（図中左端）から４個分づつ
のフォトダイオードの電荷を同時に読みだし、順次ＣＣ
Ｄ転送路に送り出す複数の結合部５０Ａ、５０Ｂ、…、
５０Ｎと、下段におけるフォトダイオード列４０の一端
側（図中左端）から４個分づつのフォトダイオードの電
荷を同時に読みだし、順次ＣＣＤ転送路に送り出す複数
の結合部６０Ａ、６０Ｂ、…、６０Ｎとから構成されて
いる。

【００３１】さらに、各ＣＣＤ転送路の各一端（図中左
側）には、それぞれのＣＣＤ転送路から転送されてくる
電荷を電圧値に変換する出力回路が形成されている。な
お、これら各出力回路には対応するＣＣＤ転送路の番号
にＰを添えた番号を付している。

【００３２】次に、上記フォトダイオード列、遮光フォ
トダイオード列、結合部、ＣＣＤ転送路、暗時成分用Ｃ
ＣＤ転送路および出力回路の詳細について順次説明す
る。

【００３３】なお、同図は、ｙ方向に２分割した各領域
において、ほぼ対称の構成となっているとともにほぼ同
様の動作がなされることから、主として図２に基づいて
説明する。対称性を考慮すれば図１においても各構成お
よび動作は理解できよう。

【００３４】フォトダイオード列図中、符号１０ないし４０で示している。

【００３５】ｙ方向に並設された各フォトダイオード列
は、その上段から、順次、Ｂ（青）用のフォトダイオー
ド列１０、Ｇ（緑）用のフォトダイオード列２０、Ｒ
（赤）用のフォトダイオード列３０、および遮光フォト
ダイオード列４０が形成されている。

【００３６】Ｂ、Ｇ、およびＲ用のそれぞれ分光特性の
異なる各フォトダイオード列でカラー用の表示ができる
ようになっている。そして、遮光フォトダイオード４０
は、他のフォトダイオード列とほぼ同じ構成を採用する
が、各フォトダイオードの受光面においてマスクが被わ
れて、光が照射されないように構成されていることのみ
に相違を有する。

【００３７】ここで、遮光フォトダイオード列４０に蓄
積された電荷（暗時成分による電荷）はゲート電極７４
におけるゲート電圧φＰＧ１の印加によって結合部６０
Ａないし６０Ｎに読みだされるようになっている。ま
た、Ｒ用のフォトダイオード列３０に蓄積された電荷は
ゲート電極７２におけるゲート電圧φＰＧ２、および前
記ゲート電極７４におけるゲート電圧φＰＧ１の印加に
よって遮光フォトダイオード列４０を介して、前記結合
部６０Ａないし６０Ｎに読みだされるようになってい
る。

【００３８】結合部図中、符号５０Ａないし５０Ｎ、６０Ａないし６０Ｎで
示している。

【００３９】結合部６０Ａには、最初、遮光フォトダイ
オード列４０の一端側（図中左端側）から数えて１番目
から４番目までの４個のフォトダイオード４１ないし４
４にそれぞれ蓄積された各電荷が同時に読みだされ、一
端ここでホールドされた後に、一つづつ順次隣接するＣ
ＣＤ転送路３４、３３、３２、３１へ転送されるように
なっている。

【００４０】そして、このＣＣＤ転送路側への転送の最
中において、Ｒ用のフォトダイオード列３０の一端側
（図中左端側）から４個のフォトダイオード３１、３
２、３３、３４にそれぞれ蓄積された各電荷が同時に読
みだされ、一旦ここでホールドされた後同様にＣＣＤ転
送路３４、３３、３２、３１側へ続いて転送されるよう
になる。この時、すでに読みだされた遮光フォトダイオ
ード４０の４個分の各電極は暗時成分用ＣＣＤ転送路４
１に順次転送され、その内の最先の３個が掃き出され、
残りの一個のみが該暗時成分用ＣＣＤ転送路４１に留ま
るようになっている。

【００４１】このような動作は、他の結合部６０Ｂない
し６０Ｎにおいても同時刻に同様に行われ、それぞれ共
通の各ゲート電極に対するゲート電圧φＴＧ１ないしφ
ＴＧ４の印加によってなされるようになっている。

【００４２】ＣＣＤ転送路図中、符号１１ないし１４、２１ないし２６、３１ない
し３４、４１で示している。

【００４３】各結合部側から順次並設されるＣＣＤ転送
路のうち、１番目から４番目までのＣＣＤ転送路３４、
３３、３２、３１にはＲ用のフォトダイオード列３０に
蓄積された電荷が読みだされ、また、５番目の暗時成分
用ＣＣＤ転送路４１には遮光フォトダイオード列４０に
蓄積された電荷（暗時成分による電荷）が読みだされる
ようになっている。

【００４４】すなわち、結合部６０Ａから転送される電
荷は、順番に、遮光フォトダイオード列４０の１番目の
フォトダイオード４１に蓄積された電荷、２番目のフォ
トダイオード４２に蓄積された電荷、３番目のフォトダ
イオード４３に蓄積された電荷、４番目のフォトダイオ
ード４４に蓄積された電荷、Ｒ用のフォトダイオード列
３０の１番目のフォトダイオード３１に蓄積された電
荷、２番目のフォトダイオード３２に蓄積された電荷、
３番目のフォトダイオード３３に蓄積された電荷、４番
目のフォトダイオード３４に蓄積された電荷、からな
り、これらの各電荷はその電荷列を保持したまま、順次
隣接する側のＣＣＤ転送路へ転送されるようになってい
る。この場合、遮光フォトダイオード列４０からの電荷
のうち最後の電荷のみが暗時用ＣＣＤ転送路４１に留ま
り、他の電荷は掃き出されてしまうことは上述したとお
りである。

【００４５】なお、転送は、各ＣＣＤ転送路の間に設け
られたただ一つのゲート電極８０の転送電圧φＴＧ５の
印加によってなされるようになっており（第１の転送手
段）、結合部６０Ｂないし６０Ｎの場合にても上述した
と同様の動作が同時になされるようになっている。

【００４６】このため、たとえばＣＣＤ転送路３１にお
いては、Ｒ用のフォトダイオード列のうち１番目のフォ
トダイオードの電荷、５番目のフォトダイオードの電
荷、９番目のフォトダイオードの電荷、１３番目のフォ
トダイオードの電荷、…が位置付けられるようになって
いる。

【００４７】そして、各ＣＣＤ転送路には、その長手方
向に沿って同パターンからなる転送電極（２個あるいは
３個等からなる）が繰り返されて形成されており、これ
ら繰り返される転送電極の対応する電極に順次転送電圧
φ１、φ２を印加することによって、それぞれのＣＣＤ
転送路内の電荷は上述した電荷列を保持したまま出力回
路側に転送されるようになっている。

【００４８】この場合、各ＣＣＤ転送路において転送電
圧φ１、φ２を印加する転送電極は共通のものとなって
おり、このことから、それぞれのＣＣＤ転送路内の電荷
はそれぞれ平行して出力回路側に転送されるようになっ
ている（第２の転送手段）。

【００４９】ここで、上述したことから明らかなよう
に、それぞれのＣＣＤ転送路に読みだされる電荷群の数
は、一のフォトダイオード列に対して４個のＣＣＤ転送
路が設けられていることから、該フォトダイオード列の
フォトダイオード数の１／４になって大幅に少なくな
る。

【００５０】これにより、ＣＣＤ転送路内の電荷列を出
力回路側に転送される際の転送ステップは大幅に少なく
なるので、高速化を図ることができるようになる。

【００５１】また、ＣＣＤ転送路に読みだされる電荷群
の数が少なくなることは、その転送電極の配列密度を粗
くできることを意味する。

【００５２】したがって、フォトダイオード列における
各フォトダイオードの配列密度の向上がＣＣＤ転送電極
によって制限されるようなことがなくなる。

【００５３】出力回路図中、符号１１Ｐないし１４Ｐ、２１Ｐないし２６Ｐ、
３１Ｐないし３４Ｐ、４１Ｐで示している。

【００５４】ここで、符号４１Ｐは暗時成分用ＣＣＤ転
送路の出力回路であり、他は信号出力用の出力回路とな
っており、それらはいずれも対応するＣＣＤ転送路から
転送されてくる電荷列の各電荷のそれぞれを電圧値（画
素信号）に変換するようになっている。

【００５５】以下、これらの詳細を説明する。

【００５６】（１）暗時成分用ＣＣＤ転送路の出力回路図３において、転送パルスφ１とφ２によりＣＣＤ転送
路を通して転送された暗時成分（電荷）は、等価的にダ
イオードの形態で示された出力拡散層に入力されるよう
になっている。そして、この出力拡散層のＰＮ接合容量
や、後述のリセットＭＯＳＦＥＴＱ１’や増幅ＭＯＳＦ
ＥＴＱ２’における寄生容量からなるキャパシタ
Ｃ_FDA’により、入力された暗時電荷が電圧信号に変換
されるようになっている。このキャパシタＣ_FDA’の電
圧信号は、増幅ＭＯＳＦＥＴＱ２’と負荷ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ３’からなるソースフォロワ回路により電力増幅され
るようになっている。

【００５７】このソースフォロア回路により電力増幅さ
れた電圧信号を、電圧増幅するためにソース接地増幅Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ６’に伝えられる。この場合、ソースフォ
ロア回路の電圧信号に含まれる直流電圧に対して無関係
に該増幅ＭＯＳＦＥＴＱ６’の動作点を最適に設定する
ため、ソースフォロア回路の出力と該増幅ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ６’のゲートとの間には、結合容量としてのキャパシ
タＣｏ’が設けられている。そして、増幅ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ６’のゲートにはスイッチＭＯＳＦＥＴＱ４’を介し
て間欠的にバイアス電圧Ｖｂが与えられるようになって
いる。すなわち、スイッチＭＯＳＦＥＴＱ４’は、その
ゲートにタイミングパルスφＣＲが供給され、前記出力
拡散層（キャパシタＣ_FDA’）をリセットするタイミン
グにほぼ同期して、換言すれば、信号電荷の出力期間以
外の期間においてスイッチングＭＯＳＱ４’がオン状態
にされてソース接地増幅ＭＯＳＦＥＴＱ６’のゲートに
バイアス電圧Ｖｂを供給するようになっている。

【００５８】そして、ソース接地増幅ＭＯＳＦＥＴＱ
６’のドレインには、ＭＯＳＦＥＴＱ５’が負荷として
設けられている。

【００５９】この増幅ＭＯＳＦＥＴＱ６’とＭＯＳＦＥ
ＴＱ５’は反転増幅器を構成し、この反転増幅器によ
り、増幅ＭＯＳＦＥＴＱ６’のゲートに供給された電圧
信号が電圧増幅されて出力信号Ｖｏｕｔ’（Ｂ’部）と
して出力されるようになっている。そして、反転増幅器
の入力と出力との間、換言すれば、増幅ＭＯＳＦＥＴＱ
６’のゲートとドレインとの間に利得設定用のキャパシ
タＣｆ’が設けられている。すなわち、反転増幅器は、
前記キャパシタＣｏ’を入力キャパシタとし、キャパシ
タＣｆ’を帰還キャパシタとして、その比Ｃｏ’／Ｃ
ｆ’に対応して利得をもつようにされるようになってい
る。

【００６０】そして、前記出力信号Ｖｏｕｔ’は、それ
ぞれの信号出力用ＣＣＤ転送路の出力回路に結合容量Ｃ
ｄをかえして入力されるようになっている。

【００６１】（２）信号出力用ＣＣＤ転送路の出力回路図３に示すように、その大部分は暗時出力補正用ＣＣＤ
転送路の出力回路と同様の構成からなり、対応するＭＯ
ＳＦＥＴ、キャパシタ等には「’」が付されていない同
一の符号で示している。

【００６２】暗時出力補正用ＣＣＤ転送路の出力回路の
構成と異なる部分は、該暗時出力補正用ＣＣＤ転送路の
出力回路の出力信号Ｖｏｕｔ’（Ｂ’部）がキャパシタ
Ｃｄを介することによってキャパシタＣｏとＣｆとの接
続点に入力されるようになっているとともに、増幅ＭＯ
ＳＦＥＴＱ６と負荷ＭＯＳＦＥＴＱ５からなる反転増幅
器の出力信号は、増幅ＭＯＳＦＥＴＱ７と負荷ＭＯＳＦ
ＥＴＱ８からなる増幅器を介して出力されるようになっ
ている。

【００６３】なお、同図において、キャパシタＣ１、Ｃ
１’、Ｃｇｓ、Ｃｇｓ’、Ｃｇｄ、Ｃｇｄ’、Ｃｇｓｃ
ｐ、Ｃｇｓｃｐ’は上述した回路を半導体基板上に形成
することによって必然的に形成される浮遊容量を示して
おり、前記キャパシタＣｄの容量は、

【００６４】

【数１】

【００６５】となるように設定されている。

【００６６】このように構成された出力回路において、
図中Ａ点での信号電圧をＶ_A＝Ｖ_S＋Ｖ_Id、Ａ’点の信号
電圧をＶ_A’＝Ｖ_Id’とする。ここで、添字Ｓは信号成
分を示し、また、Ｉｄは暗時出力の成分を示している。

【００６７】これにより、図中Ｂ’点の出力は、

【００６８】

【数２】

【００６９】となる。

【００７０】この出力がキャパシタＣｄを介して図中Ｅ
点に入力されると、図中Ｂ点の出力電圧Ｖ_Bは、

【００７１】

【数３】

【００７２】となる。

【００７３】ここで、Ａｏ≫０、Ａｏ’≫０の場合、上
記（３）式は、

【００７４】

【数４】

【００７５】となる。

【００７６】暗時出力補正用ＣＣＤ転送路の出力回路お
よび信号出力用ＣＣＤ転送路の出力回路はそれぞれ対応
する素子が同一の構成からなっていることから、Ｃｏ≒
Ｃｏ’、Ｃｆ≒Ｃｆ’、Ｃｇｄ≒Ｃｇｄ’となってお
り、かつ、上述したようにＣｄ≒Ｃｆ＋Ｃｇｄの関係が
あることから、上記（４）式は、

【００７７】

【数５】

【００７８】となる。

【００７９】そして、Ｖ_Id、Ｖ_Id’は互いに近接するに
おいて発生した暗時成分であることを考慮にいれてそれ
らはほぼ等しいとすれば、上記（５）式は、

【００８０】

【数６】

【００８１】となる。

【００８２】このことから、明らかとなるように、暗時
成分における信号が消去され、信号成分のみが出力され
るようになる。

【００８３】図４は、上記ラインセンサを駆動するため
の各ゲート電極に印加する電圧のタイミングを示すタイ
ミング図である。同図では結合部における暗時成分の除
去のためのステップ（１ないし６）、遮光フォトダイオ
ード列４０の電荷をＣＣＤ転送路へ読みだすためのステ
ップ（７ないし１４）、Ｒ用のフォトダイオード列３０
の電荷をＣＣＤ転送路へ読みたすためのステップ（１５
ないし２３）、およびＣＣＤ転送路内の電荷を出力回路
側へ転送させるためのステップ（２３以降）を示してい
る。

【００８４】次に、このように構成されたラインセンサ
のフォトダイオード列から結合部を介したＣＣＤ転送路
への電荷の転送の各ステップを図５ないし図９を用いて
説明する。

【００８５】まず、図５に示すように、一の結合部６０
Ａに対応するＲ用のフォトダイオード列３０には、その
左端から順次に電荷Ｒ４、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が蓄積さ
れ、また、遮光フォトダイオード列４０には、その左端
から順次に電荷Ｗ４、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３（これらはいず
れも暗時成分による電荷）が蓄積されている。また、結
合部６０Ａには暗時成分となる電荷Ｄをも蓄積されてい
るとする（ステップ１）。遮光フォトダイオード列の各
電荷Ｗ４、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が読出し部に読みだされる
（ステップ２）。結合部６０Ａの電荷ＤがＣＣＤ転送路
３４に読みだされる（ステップ３）。電荷４、Ｗ１、Ｗ
２、Ｗ３が結合部６０Ａに読みだされる（ステップ
４）。ＣＣＤ転送路３４内の電荷Ｄが転送路３３に読み
だされる（ステップ５）。

【００８６】ステップ５の終了と同時に、図６に示すよ
うに、暗時成分補正用の電荷ＣＤがＣＣＤ転送路３４に
作り出される（ステップ６）。ＣＣＤ転送路３３内の電
荷ＤがＣＣＤ転送路３２に読みだされると同時にＣＣＤ
転送路３４内の電荷ＣＤがＣＣＤ転送路３３に読みださ
れる（ステップ７）。結合部６０Ａ内の電荷Ｗ１がＣＣ
Ｄ転送路３２に読みだされる（ステップ８）。ＣＣＤ転
送路３２内の電荷ＤがＣＣＤ転送路３１に読みだされる
と同時に、ＣＣＤ転送路３３内の電荷ＣＤがＣＣＤ転送
路３２に読みだされ、また、ＣＣＤ転送路３４内の電荷
Ｗ１がＣＣＤ転送路３１に読みだされるようになる（ス
テップ９）。結合部６０Ａ内の電荷Ｗ２がＣＣＤ転送路
３４に読みだされる（ステップ１０）。

【００８７】図７に示すように、ＣＣＤ転送路内の電荷
Ｄ、ＣＤ、Ｗ１、Ｗ２はそのままの電荷列で転送され、
ＣＣＤ転送路４４には電荷Ｄが、ＣＣＤ転送路３１には
電荷ＣＤが、ＣＣＤ転送路３２には電荷Ｗ１が、ＣＣＤ
転送路３３には電荷Ｗ２が、それぞれ読みだされる。こ
の場合、同時にＲ用のフォトダイオード列３０の各電荷
Ｒ４、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３がＷ用のフォトダイオード列４
０を介して結合部６０Ａに読みだされるようになる（ス
テップ１１）。結合部６０Ａ内の電荷Ｗ３がＣＣＤ転送
路３４に読みだされる（ステップ１２）。ＣＣＤ転送路
内の電荷Ｄ、ＣＤ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３はそのままの電荷
列で転送され、ＣＣＤ転送路４３には電荷Ｄが、ＣＣＤ
転送路３４には電荷ＣＤが、ＣＣＤ転送路３１には電荷
Ｗ１が、ＣＣＤ転送路３２には電荷Ｗ２が、ＣＣＤ転送
路３３には電荷Ｗ３がそれぞれ読みだされる。この場合
電荷Ｄは掃き出される（ステップ１３）。結合部６０Ａ
内の電荷Ｗ４がＣＣＤ転送路３４に読みだされる（ステ
ップ１４）。ＣＣＤ転送路内の電荷Ｄ、ＣＤ、Ｗ１、Ｗ
２、Ｗ３、Ｗ４はそのままの電荷列で転送され、電荷Ｃ
Ｄは掃き出されて、ＣＣＤ転送路４１には電荷Ｗ１が、
ＣＣＤ転送路３１には電荷Ｗ２が、ＣＣＤ転送路３２に
は電荷Ｗ３が、ＣＣＤ転送路３３には電荷Ｗ４がそれぞ
れ読みだされる（ステップ１５）。

【００８８】図８に示すように、結合部６０Ａ内の電荷
Ｒ１がＣＣＤ転送路３４に読みだされる（ステップ１
６）。ＣＣＤ転送路内の電荷Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、
Ｒ１はそのままの電荷列で転送され、電荷Ｗ１は掃き出
されて、ＣＣＤ転送路４１には電荷Ｗ２が、ＣＣＤ転送
路３１には電荷Ｗ３が、ＣＣＤ転送路３２には電荷Ｗ４
が、ＣＣＤ転送路３３には電荷Ｒ１がそれぞれ読みださ
れる（ステップ１７）。結合部６０Ａ内の電荷Ｒ２がＣ
ＣＤ転送路３４に読みだされる（ステップ１８）。ＣＣ
Ｄ転送路内の電荷Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｒ１、Ｒ２はその
ままの電荷列で転送され、電荷Ｗ２は掃き出されて、Ｃ
ＣＤ転送路４１には電荷Ｗ３が、ＣＣＤ転送路３１には
電荷Ｗ４が、ＣＣＤ転送路３２には電荷Ｒ１が、ＣＣＤ
転送路３３には電荷Ｒ２がそれぞれ読みだされる（ステ
ップ１９）。結合部６０Ａ内の電荷Ｒ３がＣＣＤ転送路
３４に読みだされる（ステップ２０）。

【００８９】図９に示すように、ＣＣＤ転送路内の電荷
Ｗ３、Ｗ４、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそのままの電荷列で転
送され、電荷Ｗ３は掃き出されて、ＣＣＤ転送路４１に
は電荷Ｗ４が、ＣＣＤ転送路３１には電荷Ｒ１が、ＣＣ
Ｄ転送路３２には電荷Ｒ２が、ＣＣＤ転送路３３には電
荷Ｒ３がそれぞれ読みだされる（ステップ２１）。結合
部６０Ａ内の電荷Ｒ４がＣＣＤ転送路３４に転送される
（ステップ２２）。それぞれの電荷Ｗ４、Ｒ１、Ｒ２、
Ｒ３、Ｒ４は、平行してそれぞれのＣＣＤ転送路を出力
回路側に転送される（ステップ２３、２４）。

【００９０】この場合、図３に示した出力回路を介し
て、ＣＣＤ転送路３４からは（Ｒ４−Ｗ４）の出力、Ｃ
ＣＤ転送路３３からは（Ｒ３−Ｗ４）の出力、ＣＣＤ転
送路３２からは（Ｒ２−Ｗ４）の出力、ＣＣＤ転送路３
２からは（Ｒ２−Ｗ４）の出力、ＣＣＤ転送路３１から
は（Ｒ１−Ｗ４）の出力が得られるようになる。

【００９１】このことから、フォトダイオード列におい
て発生した暗時成分は除かれることはいうまでもない
が、同時にＣＣＤ転送路において発生した暗時成分をも
取り除かれる効果をも有する。

【００９２】すなわち、各ＣＣＤ転送路において、電荷
の転送毎にそれぞれの一ステップのエリアに一の暗時成
分（電荷）が発生すると過程した場合に、それぞれの各
ＣＣＤ転送路から出力される各電荷は、該暗時成分を転
送度（通常５００段あるいは７５０段と多い）に増加し
て出力されることが考えられる。

【００９３】このことは、暗時成分用ＣＣＤ転送路にお
いても同様であることから、前記各ＣＣＤ転送路からの
出力から暗時成分用ＣＣＤ転送路からの出力の差分をと
れば、ＣＣＤ転送路に発生した暗時成分を除去できるよ
うになる。

【００９４】このことから、ＣＣＤ転送路において発生
する暗時成分のみを除去する場合においては、図２に対
応する図１０のように構成してもよい。同図は、遮光フ
ォトダイオード列４０を設けていない点を除いては、図
２と全く同様の構成を採用している。

【００９５】フォトダイオード列において発生する暗時
成分はＣＣＤ転送路において発生するそれに比べて極め
て少ないことから、このような構成においても多大な効
果を奏するようになる。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によるラインセンサによれば、高速化を実現させ
ることができるようになる。また、フォトダイオード列
における各フォトダイオードの配列密度の向上がＣＣＤ
転送電極によって制限されることがなくなる。さらに、
暗時成分を大幅に低減させた出力が得られるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるラインセンサの一実施例を示す構
成図であり、図２と結合されて一つの図面を構成する。

【図２】本発明によるラインセンサの一実施例を示す構
成図であり、図１と結合されて一つの図面を構成する。

【図３】本発明によるラインセンサに備えられる出力回
路の一実施例を示す回路図であるる。

【図４】本発明によるラインセンサを駆動するための各
ゲート電極に印加する電圧のタイミングの一実施例を示
すタイミング図である。

【図５】図４に示すステップ１ないし５における電荷の
移動を示した説明図である。

【図６】図４に示すステップ６ないし１０における電荷
の移動を示した説明図である。

【図７】図４に示すステップ１１ないし１５における電
荷の移動を示した説明図である。

【図８】図４に示すステップ１６ないし２０における電
荷の移動を示した説明図である。

【図９】図４に示すステップ１６ないし２０における電
荷の移動を示した説明図である。

【図１０】本発明によるラインセンサの一実施例を示す
構成図である。

【符号の説明】

１０…Ｂ用のフォトダイオード列、２０…Ｇ用のフォト
ダイオード列、３０…Ｒ用のフォトダイオード列、４０
…遮光フォトダイオード列、５０Ａないし５０Ｎ、６０
Ａないし６０Ｎ…結合部、１１ないし１４、２１ないし
２６、３１ないし３４…ＣＣＤ転送路、４１…暗時成分
用ＣＣＤ転送路、１１Ｐないし１４Ｐ、２１Ｐないし２
６Ｐ、３１Ｐないし３４Ｐ、４１…出力回路。

【手続補正書】

【提出日】平成９年１月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】ラインセンサ

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００７】

【００１５】

【００１６】手段１．複数のフォトダイオードが並設さ
れた少なくとも一つのフォトダイオード列と、このフォ
トダイオード列の各フォトダイオードに蓄積された電荷
を読みだしかつ転送させるＣＣＤ転送路と、このＣＣＤ
転送路から順次転送されてくる電荷を電圧値に変換され
る出力回路とを備えるラインセンサにおいて、前記ＣＣ
Ｄ転送路は前記フォトダイオード列の各電荷を振り分け
て転送させるために複数個備えているとともに、前記Ｃ
ＣＤ転送路に並設されて設けられた暗時成分用ＣＣＤ転
送路と、この暗時成分用ＣＣＤ転送路から順次転送され
てくる電荷を電圧値に変換させる暗時成分用出力回路
と、前記出力回路からの出力を該暗時成分用出力回路か
らの出力との差分をとって出力させる差分回路とを備え
たことを特徴とするものである。

【００１７】手段２．手段１の構成において、フォトダ
イオード列に近接させて並設されかつ遮光された遮光フ
ォトダイオード列を備え、この遮光フォトダイオード列
の各電荷を前記暗時成分用ＣＣＤ転送路に転送させるこ
とを特徴とするものである。

【００２５】

【００３９】結合部６０Ａには、最初、遮光フォトダイ
オード列４０の一端側（図中左端側）から数えて１番目
から４番目までの４個のフォトダイオード４１ないし４
４にそれぞれ蓄積された各電荷が同時に読みだされ、一
端ここでホールドされた後に、一つずつ順次隣接するＣ
ＣＤ転送路３４、３３、３２、３１へ転送されるように
なっている。

【００４４】すなわち、結合部６０Ａから転送される電
荷は、順番に、遮光フォトダイオード列４０の１番目の
フォトダイオード４１に蓄積された電荷、２番目のフォ
トダイオード４２に蓄積された電荷、３番目のフォトダ
イオード４３に蓄積された電荷、４番目のフォトダイオ
ード４４に蓄積された電荷、Ｒ用のフォトダイオード列
３０の１番目のフォトダイオード３１に蓄積された電
荷、２番目のフォトダイオード３２に蓄積された電荷、
３番目のフォトダイオード３３に蓄積された電荷、４番
目のフォトダイオード３４に蓄積された電荷からなり、
これらの各電荷はその電荷列を保持したまま、順次隣接
する側のＣＣＤ転送路へ転送されるようになっている。
この場合、遮光フォトダイオード列４０からの電荷のう
ち最後の電荷のみが暗時用ＣＣＤ転送路４１に留まり、
他の電荷は掃き出されてしまうことは上述したとおりで
ある。

【００４５】なお、転送は、各ＣＣＤ転送路の間に設け
られたただ一つのゲート電極８０の転送電圧φＴＧ５の
印加によってなされるようになっており（第１の転送手
段）、結合部６０Ｂないし６０Ｎの場合においても上述
したと同様の動作が同時になされるようになっている。

【００４９】ここで、上述したことから明らかなよう
に、それぞれのＣＣＤ転送路に読みだされる電荷群の数
は、一つのフォトダイオード列に対して４個のＣＣＤ転
送路が設けられていることから、該フォトダイオード列
のフォトダイオード数の１／４になって大幅に少なくな
る。

【００５５】以下、これらの詳細を説明する。

【００５６】（１）暗時成分用ＣＣＤ転送路の出力回路図３において、転送パルスφ１とφ２によりＣＣＤ転送
路を通して転送された暗時成分（電荷）は、等価的にダ
イオードの形態で示された出力拡散層に入力されるよう
になっている。そして、この出力拡散層のＰＮ接合容量
や、後述のリセットＭＯＳＦＥＴＱ１’や増幅ＭＯＳＦ
ＥＴＱ２’における寄生容量からなるキャパシタ
Ｃ_FDA’により、入力された暗時電荷が電圧信号に変換
されるようになっている。このキャパシタＣ_FDA’の電
圧信号は、増幅ＭＯＳＦＥＴＱ２’と負荷ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ３’からなるソースフォロア回路により電力増幅され
るようになっている。

【００５９】この増幅ＭＯＳＦＥＴＱ６’とＭＯＳＦＥ
ＴＱ５’は反転増幅器を構成し、この反転増幅器によ
り、増幅ＭＯＳＦＥＴＱ６’のゲートに供給された電圧
信号が電圧増幅されて出力信号Ｖｏｕｔ’（Ｂ’部）と
して出力されるようになっている。そして、反転増幅器
の入力と出力との間、換言すれば、増幅ＭＯＳＦＥＴＱ
６’のゲートとドレインとの間に利得設定用のキャパシ
タＣｆ’が設けられている。すなわち、反転増幅器は、
前記キャパシタＣｏ’を入力キャパシタとし、キャパシ
タＣｆ’を帰還キャパシタとして、その比Ｃｏ’／Ｃ
ｆ’に対応して利得をもつようになっている。

【００６０】そして、前記出力信号Ｖｏｕｔ’は、それ
ぞれの信号出力用ＣＣＤ転送路の出力回路に結合容量Ｃ
ｄを介して入力されるようになっている。

【００６３】なお、同図において、キャパシタＣ１、Ｃ
１’、Ｃｇｓ、Ｃｇｓ’、Ｃｇｄ、Ｃｇｄ’、Ｃｇｓｃ
ｐ、Ｃｇｓｃｐ’は上述した回路を半導体基板上に形成
することによって必然的に形成される浮遊容量を示して
おり、前記キャパシタＣｄの容量は、次式（１）となる
ように設定されている。

【００６４】

【数１】

【００６５】このように構成された出力回路において、
図中Ａ点での信号電圧をＶ_A＝Ｖ_S＋Ｖ_Id、Ａ’点の信号
電圧をＶ_A’＝Ｖ_Id’とする。ここで、添字Ｓは信号成
分を示し、また、Ｉｄは暗時出力の成分を示している。

【００６６】これにより、図中Ｂ’点の出力は、次式
（２）となる。

【００６７】

【数２】

【００６８】この出力がキャパシタＣｄを介して図中Ｅ
点に入力されると、図中Ｂ点の出力電圧Ｖ_Bは、次式
（３）となる。

【００６９】

【数３】

【００７０】ここで、Ａｏ≫０、Ａｏ’≫０の場合、上
記（３）式は、次式（４）となる。

【００７１】

【数４】

【００７２】暗時出力補正用ＣＣＤ転送路の出力回路お
よび信号出力用ＣＣＤ転送路の出力回路はそれぞれ対応
する素子が同一の構成からなっていることから、Ｃｏ≒
Ｃｏ’、Ｃｆ≒Ｃｆ’、Ｃｇｄ≒Ｃｇｄ’となってお
り、かつ、上述したようにＣｄ≒Ｃｆ＋Ｃｇｄの関係が
あることから、上記（４）式は、次式（５）となる。

【００７３】

【数５】

【００７４】そして、Ｖ_Id、Ｖ_Id’は互いに近接するに
おいて発生した暗時成分であることを考慮にいれてそれ
らはほぼ等しいとすれば、上記（５）式は、次式（６）
となる。

【００７５】

【数６】

【００７６】このことから、明らかとなるように、暗時
成分における信号が消去され、信号成分のみが出力され
るようになる。

【００７７】図４は、上記ラインセンサを駆動するため
の各ゲート電極に印加する電圧のタイミングを示すタイ
ミング図である。同図では結合部における暗時成分の除
去のためのステップ（１ないし６）、遮光フォトダイオ
ード列４０の電荷をＣＣＤ転送路へ読みだすためのステ
ップ（７ないし１４）、Ｒ用のフォトダイオード列３０
の電荷をＣＣＤ転送路へ読みだすためのステップ（１５
ないし２３）、およびＣＣＤ転送路内の電荷を出力回路
側へ転送させるためのステップ（２３以降）を示してい
る。

【００７８】次に、このように構成されたラインセンサ
のフォトダイオード列から結合部を介したＣＣＤ転送路
への電荷の転送の各ステップを図５ないし図９を用いて
説明する。

【００７９】まず、図５に示すように、一つの結合部６
０Ａに対応するＲ用のフォトダイオード列３０には、そ
の左端から順次に電荷Ｒ４、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が蓄積さ
れ、また、遮光フォトダイオード列４０には、その左端
から順次に電荷Ｗ４、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３（これらはいず
れも暗時成分による電荷）が蓄積されている。また、結
合部６０Ａには暗時成分となる電荷Ｄをも蓄積されてい
るとする（ステップ１）。遮光フォトダイオード列の各
電荷Ｗ４、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が読出し部に読みだされる
（ステップ２）。結合部６０Ａの電荷ＤがＣＣＤ転送路
３４に読みだされる（ステップ３）。電荷Ｗ４、Ｗ１、
Ｗ２、Ｗ３が結合部６０Ａに読みだされる（ステップ
４）。ＣＣＤ転送路３４内の電荷Ｄが転送路３３に読み
だされる（ステップ５）。

【００８０】ステップ５の終了と同時に、図６に示すよ
うに、暗時成分補正用の電荷ＣＤがＣＣＤ転送路３４に
作り出される（ステップ６）。ＣＣＤ転送路３３内の電
荷ＤがＣＣＤ転送路３２に読みだされると同時にＣＣＤ
転送路３４内の電荷ＣＤがＣＣＤ転送路３３に読みださ
れる（ステップ７）。結合部６０Ａ内の電荷Ｗ１がＣＣ
Ｄ転送路３２に読みだされる（ステップ８）。ＣＣＤ転
送路３２内の電荷ＤがＣＣＤ転送路３１に読みだされる
と同時に、ＣＣＤ転送路３３内の電荷ＣＤがＣＣＤ転送
路３２に読みだされ、また、ＣＣＤ転送路３４内の電荷
Ｗ１がＣＣＤ転送路３１に読みだされるようになる（ス
テップ９）。結合部６０Ａ内の電荷Ｗ２がＣＣＤ転送路
３４に読みだされる（ステップ１０）。

【００８１】図７に示すように、ＣＣＤ転送路内の電荷
Ｄ、ＣＤ、Ｗ１、Ｗ２はそのままの電荷列で転送され、
ＣＣＤ転送路４４には電荷Ｄが、ＣＣＤ転送路３１には
電荷ＣＤが、ＣＣＤ転送路３２には電荷Ｗ１が、ＣＣＤ
転送路３３には電荷Ｗ２が、それぞれ読みだされる。こ
の場合、同時にＲ用のフォトダイオード列３０の各電荷
Ｒ４、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３がＷ用のフォトダイオード列４
０を介して結合部６０Ａに読みだされるようになる（ス
テップ１１）。結合部６０Ａ内の電荷Ｗ３がＣＣＤ転送
路３４に読みだされる（ステップ１２）。ＣＣＤ転送路
内の電荷Ｄ、ＣＤ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３はそのままの電荷
列で転送され、ＣＣＤ転送路４３には電荷Ｄが、ＣＣＤ
転送路３４には電荷ＣＤが、ＣＣＤ転送路３１には電荷
Ｗ１が、ＣＣＤ転送路３２には電荷Ｗ２が、ＣＣＤ転送
路３３には電荷Ｗ３がそれぞれ読みだされる。この場合
電荷Ｄは掃き出される（ステップ１３）。結合部６０Ａ
内の電荷Ｗ４がＣＣＤ転送路３４に読みだされる（ステ
ップ１４）。ＣＣＤ転送路内の電荷Ｄ、ＣＤ、Ｗ１、Ｗ
２、Ｗ３、Ｗ４はそのままの電荷列で転送され、電荷Ｃ
Ｄは掃き出されて、ＣＣＤ転送路４１には電荷Ｗ１が、
ＣＣＤ転送路３１には電荷Ｗ２が、ＣＣＤ転送路３２に
は電荷Ｗ３が、ＣＣＤ転送路３３には電荷Ｗ４がそれぞ
れ読みだされる（ステップ１５）。

【００８２】図８に示すように、結合部６０Ａ内の電荷
Ｒ１がＣＣＤ転送路３４に読みだされる（ステップ１
６）。ＣＣＤ転送路内の電荷Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、
Ｒ１はそのままの電荷列で転送され、電荷Ｗ１は掃き出
されて、ＣＣＤ転送路４１には電荷Ｗ２が、ＣＣＤ転送
路３１には電荷Ｗ３が、ＣＣＤ転送路３２には電荷Ｗ４
が、ＣＣＤ転送路３３には電荷Ｒ１がそれぞれ読みださ
れる（ステップ１７）。結合部６０Ａ内の電荷Ｒ２がＣ
ＣＤ転送路３４に読みだされる（ステップ１８）。ＣＣ
Ｄ転送路内の電荷Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｒ１、Ｒ２はその
ままの電荷列で転送され、電荷Ｗ２は掃き出されて、Ｃ
ＣＤ転送路４１には電荷Ｗ３が、ＣＣＤ転送路３１には
電荷Ｗ４が、ＣＣＤ転送路３２には電荷Ｒ１が、ＣＣＤ
転送路３３には電荷Ｒ２がそれぞれ読みだされる（ステ
ップ１９）。結合部６０Ａ内の電荷Ｒ３がＣＣＤ転送路
３４に読みだされる（ステップ２０）。

【００８３】図９に示すように、ＣＣＤ転送路内の電荷
Ｗ３、Ｗ４、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそのままの電荷列で転
送され、電荷Ｗ３は掃き出されて、ＣＣＤ転送路４１に
は電荷Ｗ４が、ＣＣＤ転送路３１には電荷Ｒ１が、ＣＣ
Ｄ転送路３２には電荷Ｒ２が、ＣＣＤ転送路３３には電
荷Ｒ３がそれぞれ読みだされる（ステップ２１）。結合
部６０Ａ内の電荷Ｒ４がＣＣＤ転送路３４に転送される
（ステップ２２）。それぞれの電荷Ｗ４、Ｒ１、Ｒ２、
Ｒ３、Ｒ４は、平行してそれぞれのＣＣＤ転送路を出力
回路側に転送される（ステップ２３、２４）。

【００８４】この場合、図３に示した出力回路を介し
て、ＣＣＤ転送路３４からは（Ｒ４−Ｗ４）の出力、Ｃ
ＣＤ転送路３３からは（Ｒ３−Ｗ４）の出力、ＣＣＤ転
送路３２からは（Ｒ２−Ｗ４）の出力、ＣＣＤ転送路３
１からは（Ｒ１−Ｗ４）の出力が得られるようになる。

【００８５】このことから、フォトダイオード列におい
て発生した暗時成分は除かれることはいうまでもない
が、同時にＣＣＤ転送路において発生した暗時成分をも
取り除かれる効果をも有する。

【００８６】すなわち、各ＣＣＤ転送路において、電荷
の転送毎にそれぞれの一ステップのエリアに一つの暗時
成分（電荷）が発生すると過程した場合に、それぞれの
各ＣＣＤ転送路から出力される各電荷は、該暗時成分を
転送度（通常５００段あるいは７５０段と多い）に増加
して出力されることが考えられる。

【００８７】このことは、暗時成分用ＣＣＤ転送路にお
いても同様であることから、前記各ＣＣＤ転送路からの
出力から暗時成分用ＣＣＤ転送路からの出力の差分をと
れば、ＣＣＤ転送路に発生した暗時成分を除去できるよ
うになる。

【００８８】このことから、ＣＣＤ転送路において発生
する暗時成分のみを除去する場合においては、図２に対
応する図１０のように構成してもよい。同図は、遮光フ
ォトダイオード列４０を設けていない点を除いては、図
２と全く同様の構成を採用している。

【００８９】フォトダイオード列において発生する暗時
成分はＣＣＤ転送路において発生するそれに比べて極め
て少ないことから、このような構成においても多大な効
果を奏するようになる。

【００９０】

【図面の簡単な説明】

【図３】本発明によるラインセンサに備えられる出力回
路の一実施例を示す回路図である。

【符号の説明】１０…Ｂ用のフォトダイオード列、２０…Ｇ用のフォト
ダイオード列、３０…Ｒ用のフォトダイオード列、４０
…遮光フォトダイオード列、５０Ａないし５０Ｎ、６０
Ａないし６０Ｎ…結合部、１１ないし１４、２１ないし
２６、３１ないし３４…ＣＣＤ転送路、４１…暗時成分
用ＣＣＤ転送路、１１Ｐないし１４Ｐ、２１Ｐないし２
６Ｐ、３１Ｐないし３４Ｐ、４１Ｐ…出力回路。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮沢敏夫千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のフォトダイオードが並設された少
なくとも一つのフォトダイオード列と、このフォトダイ
オード列の各フォトダイオードに蓄積された電荷を読み
だしかつ転送させるＣＣＤ転送路と、このＣＣＤ転送路
から順次転送されていくる電荷を電圧値に変換される出
力回路とを備えるラインセンサにおいて、前記ＣＣＤ転送路は前記フォトダイオード列の各電荷を
振り分けて転送させるために出力回路とともに複数個備
えているとともに、前記ＣＣＤ転送路に並設されて設け
られた暗時成分用ＣＣＤ転送路と、この暗時成分用ＣＣ
Ｄ転送路から順次転送されてくる電荷を電圧値に変換さ
せる暗時成分用出力回路と、前記各出力回路からの出力
を該暗時成分用出力回路からの出力との差分をとって出
力させる差分回路とを備えたことを特徴とするラインセ
ンサ。
【請求項２】前記フォトダイオード列に近接させて並
設されかつ遮光された遮光フォトダイード列を備え、こ
の遮光フォトダイオード列の各電荷を前記暗時成分用Ｃ
ＣＤ転送路に転送させることを特徴とする請求項１記載
のラインセンサ。