JPH10294949A - カラー方式固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各受光部の飽和電荷量Ｑｓのムラが大きいこ
とによって画像に固定パターンノイズが発生していた。 【解決手段】 撮像部１０から高感度受光部１１の信号
電荷と低感度受光部１２の信号電荷とを読み出し、垂直
転送レジスタ１３を介して点順次信号になるように水平
転送レジスタ１４に転送した後、クリップ部１６におい
て大光量時の高感度受光部１１の信号電荷に対して各色
ごとに異なるクリップレベルでクリッピングをかけ、し
かる後高感度受光部１１の信号電荷と低感度受光部１２
の信号電荷とを電荷検出部２２のフローティング・ディ
フュージョン部２３で混合し、かつ信号電圧に変換して
信号出力ＯＵＴとして導出するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー方式固体撮
像装置に関し、特に光入力に対するダイナミックレンジ
が広いいわゆる広ダイナミックレンジのカラー方式ＣＣ
Ｄ(Charge Coupled Device) 固体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ固体撮像装置では、マトリクス状
に２次元配置された各受光部（画素）において光電変換
されかつ蓄積された信号電荷が受光部から溢れた後は、
この信号電荷に基づく信号出力が一定となるため、受光
部の飽和レベル以上の入射光量に対応する信号出力が得
られなく、したがって光入力に対するダイナミックレン
ジが狭い。

【０００３】このダイナミックレンジを拡大するため
に、図１４に示すように、感度の異なる２種類の受光
部、例えば高感度受光部１０１と低感度受光部１０２と
を垂直方向において隣接して交互に配置し、高感度受光
部１０１の信号電荷については受光部内でリミッタを掛
けてから垂直転送レジスタ１０３に読み出し、当該レジ
スタ１０３内で高感度受光部１０１の信号電荷と低感度
受光部１０２の信号電荷とを混合した後垂直転送し、さ
らに水平転送レジスタ１０４にて水平転送して電荷検出
部１０５に供給し、ここで電気信号に変換した後バッフ
ァ１０６を介して出力するようにした構成の固体撮像装
置がある（例えば、特開平３−１１７２８１号公報参
照）。

【０００４】かかるＣＣＤ固体撮像装置においては、入
射光量がある一定量以上になると、高感度受光部１０１
の信号電荷にリミッタが掛かるため、この高感度受光部
１０１の信号電荷と低感度受光部１０２の信号電荷とを
混合することで、図１５に示すところの折れ線近似の入
出力特性が得られ、これによって広ダイナミックレンジ
化が実現される。なお、図１５において、一点鎖線は高
感度受光部１０１の入出力特性を、点線は低感度受光部
１０２の入出力特性を、実線は混合後の入出力特性をそ
れぞれ示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高感度
受光部１０１において、各受光部ごとにリミッタを掛け
るようにした上記構成の従来のＣＣＤ固体撮像装置で
は、現実には、受光部ごとにオーバーフロー特性がばら
つき、各受光部の飽和電荷量Ｑｓのムラが大きいため、
図１６に示すように、折れ線近似の入出力特性にオフセ
ットが生じる。したがって、高感度受光部１０１が飽和
するような大光量の場合、各受光部の飽和電荷量Ｑｓの
ムラが大きいことによって画像に固定パターンのムラ、
即ち固定パターンノイズが発生するという問題があっ
た。また、カラー方式の固体撮像装置の場合には、各色
の感度が異なると、全ての領域でホワイトバランスをと
ることができなくなる。

【０００６】そこで、本発明は、各受光部の飽和電荷量
Ｑｓのムラに起因する固定パターンノイズを発生するこ
となく、ダイナミックレンジの拡大を可能にするととも
に、全ての領域でホワイトバランスをとることを可能と
したカラー方式固体撮像装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によるカラー方式
固体撮像装置は、色フィルタを有し、この色フィルタの
各色ごとに感度の異なる２種類以上の信号電荷を得る撮
像部と、この撮像部から移送された感度の異なる信号電
荷を点順次信号として転送する電荷転送部と、この電荷
転送部によって転送された信号電荷のうち、少なくとも
最小感度の信号電荷以外の信号電荷に対して各色ごとに
異なるクリップレベルでクリッピング処理するクリップ
部と、このクリップ部でクリッピングされた信号電荷と
他の感度の信号電荷とを混合して電気信号に変換する電
荷検出部とを備えた構成となっている。

【０００８】上記構成のカラー方式固体撮像装置におい
て、撮像部から色フィルタの各色ごとに感度の異なる２
種類以上の信号電荷が電荷転送部に移送されると、電荷
転送部はこれら感度の異なる信号電荷を点順次になるよ
うにして転送する。この電荷転送部の出力部において、
クリップ部は大光量時に感度の高い信号電荷に対し、各
色ごとに異なるレベルで設定されたクリップレベルによ
ってクリッピング処理を施し、しかる後電荷検出部に供
給する。電荷検出部は、このクリッピングされた信号電
荷と他の感度の信号電荷とを色単位で混合し、かつ電気
信号に変換して出力する。

【０００９】本発明による他のカラー方式固体撮像装置
は、色フィルタを有し、この色フィルタの各色ごとに感
度の異なる２種類以上の信号電荷を得る撮像部と、この
撮像部から移送された感度の異なる信号電荷を点順次信
号として転送する電荷転送部と、この電荷転送部によっ
て転送された信号電荷のうち、少なくとも最小感度の信
号電荷以外の信号電荷に対して所定のクリップレベルで
クリッピング処理するクリップ部と、このクリップ部で
クリッピングされた信号電荷と他の感度の信号電荷とを
混合して各色ごとに異なる変換効率で電気信号に変換す
る電荷検出部とを備えた構成となっている。

【００１０】上記構成の他のカラー方式固体撮像装置に
おいて、撮像部から色フィルタの各色ごとに感度の異な
る２種類以上の信号電荷が電荷転送部に移送されると、
電荷転送部はこれら感度の異なる信号電荷を点順次にな
るようにして転送する。この電荷転送部の出力部におい
て、クリップ部は大光量時に感度の高い信号電荷に対
し、各色共通に設定されたクリップレベルによってクリ
ッピング処理を施し、しかる後電荷検出部に供給する。
電荷検出部は、このクリッピングされた信号電荷と他の
感度の信号電荷とを色単位で混合し、かつ各色ごとに異
なる変換効率で電気信号に変換して出力する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１２】図１は、本発明の第１実施形態を示す概略
構成図である。図１において、撮像部１０には感度が異
なる例えば２種類の受光部、即ち高感度受光部１１およ
び低感度受光部１２が列単位で水平方向（図の左右方
向）において交互にストライプ状に配置されている。こ
れら受光部１１，１２の上方には、例えばＧ（緑）市松
の色フィルタ（図示せず）が配されている。そして、隣
り合う高感度受光部１１および低感度受光部１２を対と
し、この一対の高感度受光部１１および低感度受光部１
２が色フィルタの単位画素（各色単位）と対応付けられ
ている。

【００１３】なお、受光部１１，１２の感度を違える方
法としては、受光部１１，１２の開口面積を違える、
オンチップレンズの倍率を違える、受光部１１，１
２の各々に透過率の異なるフィルタを付ける、信号電
荷の蓄積時間を違えるなどの方法が考えられる。また、
図面上では、高感度受光部１１を面積の大きな□、低感
度受光部１２を面積の小さな□で模式的に示している。
以下、第２，第３実施形態においても同様とする。

【００１４】高感度受光部１１および低感度受光部１２
は、例えばフォトダイオードによって構成され、入射光
を光電変換しかつその光量に応じた電荷量の信号電荷を
蓄積する。また、高感度受光部１１および低感度受光部
１２の各垂直列ごとに垂直転送レジスタ１３が配されて
いる。垂直転送レジスタ１３は、各受光部の信号電荷を
独立に転送できるパケット群からなる。これにより、全
受光部の信号電荷を独立に読み出し、かつ垂直転送レジ
スタ１３内で混合することなく転送するいわゆる全画素
読み出しが可能となる。

【００１５】撮像部１０の図の下側には、水平転送レジ
スタ１４が配されている。この水平転送レジスタ１４
は、例えば２相の水平転送パルスφＨ１，φＨ２によっ
て駆動され、撮像部１０からライン単位で移された信号
電荷を順に水平転送する。この水平転送レジスタ１４に
おいて、その最終転送段と出力ゲート部（ＨＯＧ）１５
との間には、順に転送されてきた信号電荷に対し、各色
ごとに異なるレベルに設定されるクリップレベルを越え
た分の信号電荷を掃き捨てるクリッピング処理を施すク
リップ部１６が設けられている。

【００１６】このクリップ部１６は、水平転送レジスタ
１４の側方（図の下側）に設けられた信号電荷を排出す
るためのドレイン部１７と、水平転送レジスタ１４とド
レイン部１７との間に設けられたクリップゲート部１８
とから構成されている。クリップ部１６の具体的な構造
については後述する。クリップゲート部１８には、バイ
アス発生回路１９ｇ，１９ｒ，１９ｂで生成される互い
に異なるレベルの直流バイアス電圧Ｅｇ，Ｅｒ，Ｅｂ
が、３入力１出力のスイッチ２０を介して択一的に与え
られる。

【００１７】スイッチ２０は、スイッチ制御回路２１に
より、色フィルタの色配列の順に各色の信号電荷がクリ
ップ部１６に転送されるタイミングに同期して各色に対
応した直流バイアス電圧Ｅｇ，Ｅｒ，Ｅｂをクリップゲ
ート部１８に与えるべく切換え制御される。バイアス発
生回路１９ｇ，１９ｒ，１９ｂは、例えば水平転送パル
スφＨ１（又は、φＨ２）に基づいて互いに異なるレベ
ルの直流バイアス電圧Ｅｇ，Ｅｒ，Ｅｂを生成する。

【００１８】直流バイアス電圧Ｅｇ，Ｅｒ，Ｅｂは、色
フィルタの各画素の色、即ち本例の場合はＧ（緑），Ｒ
（赤），Ｂ（青）の各色ごとのクリップレベルに対応し
て設定される。バイアス発生回路１９ｇ，１９ｒ，１９
ｂの具体的な回路構成については後述する。

【００１９】出力ゲート部１５の後段には、例えばフロ
ーティング・ディフュージョン・アンプ構成の電荷検出
部２２が設けられている。この電荷検出部２２は、フロ
ーティング・ディフュージョン部２２、リセットゲート
部２３およびリセットドレイン部２４から構成され、リ
セットドレイン部２４には所定のリセットドレイン電圧
Ｖｒｄが印加され、リセットゲート部２３にはリセット
ゲートパルスφＲＧが印加される。

【００２０】そして、水平転送レジスタ１４から出力ゲ
ート部１５を介して供給される信号電荷は、フローティ
ング・ディフュージョン部２３で信号電圧に変換されて
信号出力ＯＵＴとして導出される。ここで、リセットゲ
ートパルスφＲＧの周波数、即ち電荷検出部２２のリセ
ット周波数は、水平転送パルスφＨ１，φＨ２の周波
数、即ち水平転送レジスタ１４の駆動周波数の１／２に
設定されている。

【００２１】クリップ部１６の具体的な構造の一例を、
図１のＸ‐Ｘ′矢視断面にて図２に示す。図２におい
て、Ｐ型ウェル（又は、Ｐ型基板）２６の表面側にはＮ
型の水平ＣＣＤチャネル２７が形成され、その上にゲー
ト絶縁膜２８を介して転送電極２９が配されることで水
平転送レジスタ１４が構成されている。この水平転送レ
ジスタ１４に隣接してＮ^- 型のオーバーフローバリア部
３０が形成されている。このオーバーフローバリア部３
０は、その上方にゲート絶縁膜２８を介して配されたゲ
ート電極３１と共にクリップゲート部１８を構成してい
る。

【００２２】このクリップゲート部１８に隣接して、Ｎ
⁺ 型不純物層からなるドレイン部１７が形成されてい
る。このドレイン部１７には、所定のドレイン電圧Ｖｄ
が印加されている。クリップゲート部１８のゲート電極
３１には、先述したように、バイアス発生回路１９ｇ，
１９ｒ，１９ｂで生成された互いに異なるレベルの直流
バイアス電圧Ｅｇ，Ｅｒ，Ｅｂが適宜与えられる。

【００２３】図３は、バイアス発生回路１９ｇ，１９
ｒ，１９ｂの回路構成の一例を示す回路図である。図３
において、アノードに水平転送パルスφＨ１が印加され
るダイオードＤと、このダイオードＤのカソードとグラ
ンドとの間に接続されたコンデンサＣと、ダイオードＤ
のカソードにゲートが接続されかつドレインが接地され
たＰチャネルＭＯＳトランジスタＱと、このＭＯＳトラ
ンジスタＱのソースと電源Ｖｄｄとの間に接続された電
流源Ｉとにより、バイアス発生回路１９ｇ，１９ｒ，１
９ｂの各々が構成されている。

【００２４】上記構成のバイアス発生回路１９ｇ，１９
ｒ，１９ｂにおいて、水平転送パルスφＨ１がダイオー
ドＤで整流され、その整流出力によってコンデンサＣが
充電される。このコンデンサＣの充電電圧は、水平転送
パルスφＨ１の高レベルの電位にほぼ等しくなる。ここ
で、水平転送パルスφＨ１の高レベルを例えば５Ｖ、Ｐ
チャネルＭＯＳトランジスタＱの閾値電圧をＶｔｈとす
ると、ほぼ（５Ｖ＋Ｖｔｈ）の電圧が当該ＭＯＳトラン
ジスタＱのソース電圧として導出される。

【００２５】このＭＯＳトランジスタＱのソース電圧が
直流バイアス電圧Ｅｇ，Ｅｒ，Ｅｂとしてクリップゲー
ト部１８のゲート電極３１に与えられる。ここで、バイ
アス発生回路１９ｇ，１９ｒ，１９ｂにおいて、例えば
ＭＯＳトランジスタＱの閾値電圧Ｖｔｈを各回路ごとに
異なる値に設定することで、直流バイアス電圧Ｅｇ，Ｅ
ｒ，Ｅｂの各レベルを各色ごとに異ならせることができ
る。これにより、クリップ部１６におけるクリップレベ
ルを、各色ごとに異なるレベルに設定可能となる。

【００２６】具体的には、色フィルタにおいて、Ｇの感
度が一番高く、Ｂの感度が一番低いことから、その感度
に対応してバイアス発生回路１９ｇ，１９ｒ，１９ｂに
おけるＭＯＳトランジスタＱの閾値電圧Ｖｔｈｇ，Ｖｔ
ｈｒ，Ｖｔｈｂを、Ｖｔｈｇ＜Ｖｔｈｒ＜Ｖｔｈｂの関
係に設定する。これにより、直流バイアス電圧Ｅｇ，Ｅ
ｒ，Ｅｂも、Ｅｇ＜Ｅｒ＜Ｅｂの関係となる。その結
果、クリップ部１６において、Ｇの信号電荷に対するク
リップレベルが一番低く、Ｂの信号電荷に対するクリッ
プレベルが一番高く設定される。

【００２７】次に、上記構成の第１実施形態に係る全画
素読み出し方式のカラーＣＣＤ固体撮像装置における信
号電荷の読み出し動作および転送動作について説明す
る。

【００２８】先ず撮像部１０において、高感度受光部１
１および低感度受光部１２で光電変換されて得られる信
号電荷は垂直転送レジスタ１３に読み出され、この垂直
転送レジスタ１３から水平転送レジスタ１４へ各列ごと
に順に移される。このとき、水平転送レジスタ１４に
は、高感度受光部１１の信号電荷と低感度受光部１２の
信号電荷とが交互に配置され、隣り合う高感度受光部１
１および低感度受光部１２の信号電荷の対が色フィルタ
の単位画素に対応し、色フィルタの一行の色配列に対応
した配列となる。

【００２９】水平転送レジスタ１４において、水平転送
パルスφＨ１，φＨ２による転送駆動により、高感度受
光部１１および低感度受光部１２の各信号電荷が点順次
で順に転送され、その最終転送段と出力ゲート部１５の
間のクリップ部１６に至る。このクリップ部１６におい
て、そのクリップゲート部１８にはバイアス発生回路１
９ｇ，１９ｒ，１９ｂで生成された直流バイアス電圧Ｅ
ｇ，Ｅｒ，Ｅｂが、色フィルタの一行の色配列に対応し
て順にスイッチ２０を介して印加される。これにより、
クリップ部１６のクリップレベルは、色フィルタの一行
の色配列に対応して順に変化する。

【００３０】今、クリップ部１６に転送された高感度受
光部１１の信号電荷が、大光量時のものであることによ
ってその電荷量がクリップ部１６のクリップレベルを越
える場合には、その越えた分の信号電荷がドレイン部１
７に流れ込み、ここに捨てられる。すなわち、このクリ
ップ部１６において、大光量時の高感度受光部１１の信
号電荷に対するクリッピング処理が行われる。

【００３１】なお、クリップ部１６のクリップレベル
は、図２において、クリップゲート部１８のゲート電極
３１に印加される直流バイアス電圧Ｅｇ，Ｅｒ，Ｅｂの
各電圧値や、ゲート電極３１の下のオーバーフローバリ
ア部３０の不純物濃度などによって決まる。

【００３２】次に、電荷検出部２２における高感度受光
部１１および低感度受光部１２の各信号電荷の混合処理
の動作について、図４のタイミングチャートを参照しつ
つ説明する。

【００３３】電荷検出部２２では、リセットゲートパル
スφＲＧが高レベル（例えば、１５Ｖ程度）になること
で、リセットゲート部２４の下のポテンシャルが深くな
り、フローティング・ディフュージョン部２３に蓄積さ
れている電荷はリセットゲート部２４を介してリセット
ドレイン部２５に掃き捨てられる（ｔ＝ｔ１）。そし
て、リセットゲートパルスφＲＧが低レベルに遷移する
と（ｔ＝ｔ２）、リセットゲート部２４の下のポテンシ
ャルが浅くなり、フローティング・ディフュージョン部
２３への信号電荷の注入待ちとなる。

【００３４】次に、水平転送パルスφＨ１が低レベル、
水平転送パルスφＨ２が高レベルに遷移すると（ｔ＝ｔ
３）、クリップ部１６の転送チャネルのポテンシャルが
浅くなる。すると、クリッピング処理後にこのクリップ
部１６の転送チャネルに蓄積されていた高感度受光部１
１の信号電荷が出力ゲート部１５を介して電荷検出部２
２のフローティング・ディフュージョン部２３に転送さ
れる。続いて、水平転送パルスφＨ１が高レベル、水平
転送パルスφＨ２が低レベルに遷移すると（ｔ＝ｔ
４）、クリップ部１６の転送チャネルには低感度受光部
１２の信号電荷が転送され、そのまま蓄積される。

【００３５】このとき、リセットゲートパルスφＲＧの
周波数は水平転送パルスφＨ１，φＨ２の周波数の１／
２に設定されていることから、電荷検出部２２のフロー
ティング・ディフュージョン部２３のリセット動作が１
回間引かれる。したがって、先にフローティング・ディ
フュージョン部２３に転送されていた高感度受光部１１
の信号電荷は、リセットされることなくそのままフロー
ティング・ディフュージョン部２３に蓄積された状態に
ある。

【００３６】続いて、水平転送パルスφＨ１が低レベ
ル、水平転送パルスφＨ２が高レベルに遷移すると（ｔ
＝ｔ５）、クリップ部１６の転送チャネルのポテンシャ
ルが浅くなるため、低感度受光部１２の信号電荷が出力
ゲート部１５を介して電荷検出部２２のフローティング
・ディフュージョン部２３に転送され、それまでフロー
ティング・ディフュージョン部２３に蓄積されていた高
感度受光部１１の信号電荷と混合される。この混合され
た信号電荷は信号電圧に変換され、信号出力ＯＵＴとし
て導出される。以降、上述した一連の処理が繰り返して
実行される。

【００３７】このように、高感度受光部１１の信号電荷
と低感度受光部１２の信号電荷とを点順次信号になるよ
うに水平転送レジスタ１４に転送した後、クリップ部１
６において大光量時の高感度受光部１１の信号電荷に対
して各色ごとに設定されたクリップレベルでクリッピン
グをかけ、しかる後高感度受光部１１の信号電荷と低感
度受光部１２の信号電荷とを電荷検出部２２のフローテ
ィング・ディフュージョン部２３で混合するようにした
ことで、同じ色の高感度受光部１１の信号電荷に対して
共通のクリップレベルでクリッピングをかけられるの
で、受光部間の特性バラツキに起因して画像に固定パタ
ーンのムラが発生するのを抑制できる。

【００３８】しかも、クリップレベルを各色ごとに異な
るレベルに設定したので、カラーＣＣＤ固体撮像装置に
おいて、各色の感度が異なっても全ての領域でホワイト
バランスをとることができる。例えば、図５（Ａ）に示
すように、画素１の高感度受光部１１の感度をａ、画素
２の高感度受光部１１の感度をｂ、双方の感度比をｋと
した場合に、それぞれ異なるクリップレベルでクリッピ
ング処理を行い、図５（Ｂ）に示すように、電荷検出部
２２で低感度受光部の信号電荷と混合（加算）して信号
電圧に変換した後、外部で画素２の信号出力をａ／ｂ倍
すれば、各色の信号出力の感度が一定となるため、全て
の領域でホワイトバランスをとることができる。

【００３９】図６は、本発明の第２実施形態を示す概略
構成図である。図６において、撮像部５０には感度が異
なる例えば２種類の受光部、即ち高感度受光部５１およ
び低感度受光部５２が列単位で水平方向（図の左右方
向）において交互にストライプ状に配置されている。こ
れら受光部５１，５２の上方には、例えばＧ（緑）市松
の色フィルタ（図示せず）が配されている。そして、隣
り合う高感度受光部５１および低感度受光部５２を対と
し、この一対の高感度受光部５１および低感度受光部５
２が色フィルタの単位画素（各色単位）と対応付けられ
ている。

【００４０】高感度受光部５１および低感度受光部５２
は、例えばフォトダイオードによって構成され、入射光
を光電変換しかつその光量に応じた電荷量の信号電荷を
蓄積する。また、高感度受光部５１および低感度受光部
５２の各垂直列ごとに垂直転送レジスタ５３が配されて
いる。垂直転送レジスタ５３は、各受光部の信号電荷を
独立に転送できるパケット群からなる。これにより、全
受光部の信号電荷を独立に読み出し、かつ垂直転送レジ
スタ５３内で混合することなく転送するいわゆる全画素
読み出しが可能となる。

【００４１】撮像部５０の図の下側には、水平転送レジ
スタ５４が配されている。この水平転送レジスタ５４
は、例えば２相の水平転送パルスφＨ１，φＨ２によっ
て駆動され、撮像部５０からライン単位で移された信号
電荷を順に水平転送する。この水平転送レジスタ５４に
よって転送された信号電荷は、出力ゲート部（ＨＯＧ）
５５を介して電荷検出部５６に順に供給される。出力ゲ
ート部５５には、バイアス発生回路５７ｇ，５７ｒ，５
７ｂで生成される互いに異なるレベルの直流バイアス電
圧Ｅｇ，Ｅｒ，Ｅｂが、３入力１出力のスイッチ５８を
介して択一的に与えられる。

【００４２】スイッチ５８は、スイッチ制御回路５９に
より、色フィルタの色配列の順に各色の信号電荷が出力
ゲート部５５に転送されるタイミングに同期して各色に
対応した直流バイアス電圧Ｅｇ，Ｅｒ，Ｅｂを出力ゲー
ト部５５に与えるべく切換え制御される。バイアス発生
回路５７ｇ，５７ｒ，５７ｂは、例えば水平転送パルス
φＨ１（又は、φＨ２）に基づいて互いに異なるレベル
の直流バイアス電圧Ｅｇ，Ｅｒ，Ｅｂを生成する。この
バイアス発生回路５７ｇ，５７ｒ，５７ｂとしては、第
１実施形態と同様に、図３に示す回路構成のものが用い
られる。

【００４３】電荷検出部５６は、例えば、フローティン
グ・ディフュージョン部６０、リセットゲート部６１お
よびリセットドレイン部６２からなるフローティング・
ディフュージョン・アンプ構成となっており、リセット
ドレイン部６２には所定のリセットドレイン電圧Ｖｒｄ
が印加され、リセットゲート部６１にはリセットゲート
パルスφＲＧが印加される。

【００４４】そして、水平転送レジスタ５４から出力ゲ
ート部５５を介して供給される信号電荷は、フローティ
ング・ディフュージョン部６０で信号電圧に変換されて
信号出力ＯＵＴとして導出される。ここで、リセットゲ
ートパルスφＲＧの周波数、即ち電荷検出部５６のリセ
ット周波数は、水平転送パルスφＨ１，φＨ２の周波
数、即ち水平転送レジスタ５４の駆動周波数の１／２に
設定されている。

【００４５】次に、上記構成の第２実施形態に係る全画
素読み出し方式のカラーＣＣＤ固体撮像装置における信
号電荷の読み出し動作および転送動作について説明す
る。

【００４６】撮像部５０において、高感度受光部５１お
よび低感度受光部５２で光電変換されて得られる信号電
荷は垂直転送レジスタ５３に読み出され、この垂直転送
レジスタ５３から水平転送レジスタ５４へ各列ごとに順
に移される。このとき、水平転送レジスタ５４には、高
感度受光部５１の信号電荷と低感度受光部５２の信号電
荷とが交互に配置され、隣り合う高感度受光部５１およ
び低感度受光部５２の信号電荷の対が色フィルタの単位
画素に対応し、色フィルタの一行の色配列に対応した配
列となる。

【００４７】続いて、水平転送レジスタ５４の出力ゲー
ト部５５における大光量時の高感度受光部５１の信号電
荷に対するクリッピング処理および電荷検出部５６にお
ける高感度受光部５１および低感度受光部５２の各信号
電荷の混合処理の各動作について、図７のタイミングチ
ャートを参照しつつ図８のポテンシャル図を用いて説明
する。なお、図中、高感度受光部５１の信号電荷を○
印、低感度受光部５２の信号電荷を×印でそれぞれ模式
的に示すものとする。

【００４８】水平転送レジスタ５４において、水平転送
パルスφＨ１，φＨ２による転送駆動により、高感度受
光部５１の信号電荷○および低感度受光部５２の信号電
荷×が点順次で順に転送される。出力ゲート部（ＨＯ
Ｇ）５６には、バイアス発生回路５７ｇ，５７ｒ，５７
ｂで生成された直流バイアス電圧Ｅｇ，Ｅｒ，Ｅｂが、
色フィルタの一行の色配列に対応して順にスイッチ５８
を介して印加される。これにより、出力ゲート部５６の
クリップレベルは、色フィルタの一行の色配列に対応し
て順に変化する。

【００４９】高感度受光部５１の信号電荷○が最終転送
段（ＬＨ）に転送されたとき、即ち水平転送パルスφＨ
１が高レベル、水平転送パルスφＨ２が低レベルにそれ
ぞれ遷移したとき（ｔ＝ｔ１）、その信号電荷○が大光
量時のものであることによってその電荷量が出力ゲート
部５６の転送チャネルのポテンシャルを越える場合に
は、その越えた分の信号電荷が電荷検出部５６のフロー
ティング・ディフュージョン部６０に流れ込む。

【００５０】これにより、出力ゲート部５６において、
大光量時の高感度受光部５１の信号電荷○に対するクリ
ッピング処理が行われる。ここで、出力ゲート部５６の
クリップレベル、即ち出力ゲート部５６の転送チャネル
のポテンシャルは、出力ゲート部５６に印加される直流
バイアス電圧Ｅｇ，Ｅｒ，Ｅｂの各電圧値や、出力ゲー
ト部５６の転送チャネル中の不純物濃度などによって決
まる。

【００５１】このクリッピング処理時には、電荷検出部
５６のリセットゲート部６１に印加されるリセットゲー
トパルスφＲＧが高レベル（例えば、１５Ｖ程度）にあ
り、リセットゲート部６１のポテンシャルが深い状態に
ある。したがって、出力ゲート部５６のクリップレベル
を越えてフローティング・ディフュージョン部６０に流
れ込んだ信号電荷は、リセットゲート部６１を介してリ
セットドレイン部６２に捨てられる。

【００５２】次に、リセットゲートパルスφＲＧが低レ
ベルに遷移する（ｔ＝ｔ２）。これにより、リセットゲ
ート部６１のポテンシャルが浅くなる。続いて、水平転
送パルスφＨ１が低レベル、水平転送パルスφＨ２が高
レベルにそれぞれ遷移すると（ｔ＝ｔ３）、水平転送レ
ジスタ５４の最終転送段（ＬＨ）のポテンシャルが浅く
なる。すると、クリッピング処理後に最終転送段に蓄積
されていた高感度受光部５１の信号電荷○が、出力ゲー
ト部５５を介して電荷検出部５６のフローティング・デ
ィフュージョン部６０に供給される。

【００５３】次に、水平転送パルスφＨ１が高レベル、
水平転送パルスφＨ２が低レベルにそれぞれ遷移すると
（ｔ＝ｔ４）、水平転送レジスタ５４の最終転送段には
低感度受光部５２の信号電荷×が転送され、そのままこ
こに蓄積される。このとき、リセットゲートパルスφＲ
Ｇの周波数は水平転送パルスφＨ１，φＨ２の周波数の
１／２に設定されていることから、電荷検出部５６のフ
ローティング・ディフュージョン部６０のリセット動作
が１回間引かれる。したがって、先にフローティング・
ディフュージョン部６０に転送されていた高感度受光部
５１の信号電荷○は、リセットされることなくそのまま
蓄積状態を維持する。

【００５４】続いて、水平転送パルスφＨ１が低レベ
ル、水平転送パルスφＨ２が高レベルにそれぞれ遷移す
ると（ｔ＝ｔ５）、水平転送レジスタ５４の最終転送段
のポテンシャルが浅くなるため、低感度受光部５２の信
号電荷×が出力ゲート部５５を介して電荷検出部５６の
フローティング・ディフュージョン部６０に転送され、
それまでフローティング・ディフュージョン部６０に蓄
積されていた高感度受光部５１の信号電荷○と混合され
る。この混合された信号電荷は信号電圧に変換され、信
号出力ＯＵＴとして導出される。以降、上述した一連の
処理が繰り返して実行される。

【００５５】このように、高感度受光部５１の信号電荷
と低感度受光部５２の信号電荷とを点順次信号になるよ
うに水平転送レジスタ５４に転送した後、出力ゲート部
５５において大光量時の高感度受光部５１の信号電荷○
に対して各色ごとに設定されたクリップレベルでクリッ
ピングをかけ、しかる後高感度受光部５１の信号電荷○
と低感度受光部５２の信号電荷×とを電荷検出部５６の
フローティング・ディフュージョン部６０で混合するよ
うにしたことで、同じ色の高感度受光部５１の信号電荷
○に対して共通のクリップレベルでクリッピングをかけ
られるので、受光部間の特性バラツキに起因して画像に
固定パターンのムラが発生するのを抑制できる。

【００５６】しかも、クリップレベルを各色ごとに異な
るレベルに設定したことで、カラーＣＣＤ固体撮像装置
において、各色の感度が異なっていても、第１実施形態
の場合と同様に、信号出力ＯＵＴに対して感度比倍の信
号処理を施すことにより、各色の信号出力の感度が一定
となるため、全ての領域でホワイトバランスをとること
ができる。

【００５７】図９は、本発明の第３実施形態を示す概略
構成図である。図９において、撮像部７０には感度が異
なる例えば２種類の受光部、即ち高感度受光部７１およ
び低感度受光部７２が列単位で水平方向（図の左右方
向）において交互にストライプ状に配置されている。こ
れら受光部７１，７２の上方には、例えばＧ（緑）市松
の色フィルタ（図示せず）が配されている。そして、隣
り合う高感度受光部７１および低感度受光部７２を対と
し、この一対の高感度受光部７１および低感度受光部７
２が色フィルタの単位画素（各色単位）と対応付けられ
ている。

【００５８】高感度受光部７１および低感度受光部７２
は、例えばフォトダイオードによって構成され、入射光
を光電変換しかつその光量に応じた電荷量の信号電荷を
蓄積する。また、高感度受光部７１および低感度受光部
７２の各垂直列ごとに垂直転送レジスタ７３が配されて
いる。垂直転送レジスタ７３は、各受光部の信号電荷を
独立に転送できるパケット群からなる。これにより、全
受光部の信号電荷を独立に読み出し、かつ垂直転送レジ
スタ７３内で混合することなく転送するいわゆる全画素
読み出しが可能となる。

【００５９】撮像部７０の下側には、水平転送レジスタ
７４が配されている。この水平転送レジスタ７４は、例
えば２相の水平転送パルスφＨ１，φＨ２によって駆動
され、撮像部７０からライン単位で移された信号電荷を
順に水平転送する。この水平転送レジスタ７４によって
転送された信号電荷は、出力ゲート部（ＨＯＧ）７５を
介して電荷検出部７６に順に供給される。

【００６０】電荷検出部７６は、例えば、フローティン
グ・ディフュージョン部７８、リセットゲート部７９お
よびリセットドレイン部８０からなるフローティング・
ディフュージョン・アンプ構成となっており、リセット
ドレイン部８０には所定のリセットドレイン電圧Ｖｒｄ
が印加され、リセットゲート部７９にはリセットゲート
パルスφＲＧが印加される。

【００６１】また、フローティング・ディフュージョン
部７８には、可変容量ダイオードＶＣが並列に接続され
ている。この可変容量ダイオードＶＣの制御端子には、
制御電圧発生回路８１ｇ，８１ｒ，８１ｂで生成される
互いに異なる電圧値の制御電圧Ｅｃｇ，Ｅｃｒ，Ｅｃｂ
が、３入力１出力のスイッチ８２を介して択一的に与え
られる。

【００６２】スイッチ８２は、スイッチ制御回路８３に
より、色フィルタの色配列の順に各色の信号電荷がフロ
ーティング・ディフュージョン部７８に転送されるタイ
ミングに同期して各色に対応した制御電圧Ｅｃｇ，Ｅｃ
ｒ，Ｅｃｂを可変容量ダイオードＶＣの制御端子に与え
るべく切換え制御される。制御電圧発生回路８１ｇ，８
１ｒ，８１ｂとしては、異なるレベルの制御電圧Ｅｃ
ｇ，Ｅｃｒ，Ｅｃｂを生成できる構成のものであれば良
く、例えば図３に示す回路構成のものを用いることも可
能である。

【００６３】この電荷検出部７６において、水平転送レ
ジスタ７４から出力ゲート部７５を介して供給される信
号電荷は、フローティング・ディフュージョン部７８で
信号電圧に変換されて信号出力ＯＵＴとして導出され
る。ここで、リセットゲートパルスφＲＧの周波数、即
ち電荷検出部７６のリセット周波数は、水平転送パルス
φＨ１，φＨ２の周波数、即ち水平転送レジスタ７４の
駆動周波数の１／２に設定されている。

【００６４】図１０に、本実施形態に係る電荷検出部７
６の等価回路を示す。この電荷検出部７６のフローティ
ング・ディフュージョン部（ＦＤ）７８に対して並列に
接続された可変容量ダイオードＶＣの制御端子に制御電
圧Ｅｃｇ，Ｅｃｒ，Ｅｃｂを印加することにより、その
電圧値が低くなるにしたがってフローティング・ディフ
ュージョン部７８の容量（以下、ＦＤ容量と称する）が
小さくなる方向に変化する。

【００６５】ここで、ＦＤ容量をＣ、フローティング・
ディフュージョン部７８の信号電荷量をＱとすると、信
号電圧Ｖｓｉｇは、 Ｖｓｉｇ＝Ｑ／Ｃ で与えられることから、可変容量ダイオードＶＣに与え
る電圧値を制御し、ＦＤ容量Ｃを見かけ上変えることに
よって電荷検出部７８の信号電荷から信号電圧への変換
効率を変えることができる。

【００６６】可変容量ダイオードＶＣに与える制御電圧
Ｅｃｇ，Ｅｃｒ，Ｅｃｂの各電圧値は次の大小関係とな
るように設定される。すなわち、色フィルタにおいて、
Ｇの感度が一番高く、Ｂの感度が一番低いことから、そ
の感度に対応してＥｃｇ＞Ｅｃｒ＞Ｅｃｂの関係に設定
する。これにより、Ｇの変換効率をηｇ，Ｒの変換効率
をηｒ，Ｂの変換効率をηｂとすると、ηｇ＜ηｒ＜η
ｂの関係となる。

【００６７】次に、上記構成の第３実施形態に係る全画
素読み出し方式のカラーＣＣＤ固体撮像装置における信
号電荷の読み出し動作、転送動作および電荷電圧変換動
作について説明する。なお、信号電荷の読み出し動作お
よび転送動作については、基本的に、第２実施形態の場
合と同じである。異なるのは、出力ゲート部７５に与え
るバイアス電圧Ｅｏが、第２実施形態では各色ごとにそ
のレベルが可変であったのに対し、本実施形態では常に
固定である点だけであり、クリップを電荷検出部７６の
リセットゲート部７９で掛けることを除けば、基本的な
動作は何ら変わらない。

【００６８】続いて、電荷検出部７６の電荷電圧変換動
作について、図１１のタイミングチャートを用いて説明
する。電荷検出部７６において、フローティング・ディ
フュージョン部７８に出力ゲート部７５を介してＧの高
感度受光部７１の信号電荷が供給される。このとき、リ
セットゲートパルスφＲＧは中間レベルにあり、高感度
受光部７１の信号電荷はこのリセットゲート部７９の中
間レベルでクリッピング処理される。

【００６９】次に、リセットゲートパルスφＲＧが低レ
ベルとなり、Ｇの低感度受光部７２の信号電荷がフロー
ティング・ディフュージョン部７８に供給され、このフ
ローティング・ディフュージョン部７８でクリッピング
処理された高感度受光部７１の信号電荷と混合される。
このとき、フローティング・ディフュージョン部７８に
並列に接続された可変容量ダイオードＶＣの制御端子に
は、制御電圧発生回路８１ｇで生成された制御電圧Ｅｃ
ｇがスイッチ８２を介して印加される。すると、フロー
ティング・ディフュージョン部７８で混合されたＧの信
号電荷は、制御電圧Ｅｃｇに対応した変換効率ηｇで信
号電圧に変換されて出力される。

【００７０】同様にして、フローティング・ディフュー
ジョン部７８にＲの高感度受光部７１および低感度受光
部７２の各信号電荷が順に供給されるときには、制御電
圧発生回路８１ｒで生成された制御電圧Ｅｃｒが、Ｂの
高感度受光部７１および低感度受光部７２の各信号電荷
が順に供給されるときには、制御電圧発生回路８１ｂで
生成された制御電圧Ｅｃｂがそれぞれ可変容量ダイオー
ドＶＣの制御端子に印加される。そして、フローティン
グ・ディフュージョン部７８で混合されたＲの信号電荷
は制御電圧Ｅｃｒに対応した変換効率ηｒで、Ｂの信号
電荷は制御電圧Ｅｃｂに対応した変換効率ηｂでそれぞ
れ信号電圧に変換される。

【００７１】このように、高感度受光部７１の信号電荷
と低感度受光部７２の信号電荷とを点順次信号になるよ
うに水平転送レジスタ７４に転送した後、大光量時の高
感度受光部７１の信号電荷に対してリセットゲート部７
９でクリッピングをかけ、しかる後高感度受光部７１お
よび低感度受光部７２の各信号電荷を電荷検出部７６の
フローティング・ディフュージョン部７８で混合するよ
うにしたことで、高感度受光部７１の信号電荷に対して
各画素に共通のクリップレベルでクリッピングをかけら
れるので、受光部間の特性バラツキに起因して画像に固
定パターンのムラが発生するのを抑制できる。

【００７２】また、電荷検出部７６では、色フィルタの
色配列に対応してフローティング・ディフュージョン部
７８に対して並列に接続された可変容量ダイオードＶＣ
の制御端子に与える制御電圧Ｅｃｇ，Ｅｃｒ，Ｅｃｂを
変えることにより、撮像部７０において感度の一番高い
Ｇの画素の信号電荷に対しては一番低い変換効率ηｇ
を、感度の一番低いＢの画素の信号電荷に対しては一番
高い変換効率ηｂを設定するようにしたことで、色フィ
ルタの各色に対応して各画素の感度が異なっても、信号
電圧に変換後の感度は一定となる。これにより、全ての
領域でホワイトバランスをとることができる。

【００７３】なお、上記各実施形態では、色フィルタと
してＧ市松の原色フィルタを用いたカラーＣＣＤ固体撮
像装置に適用した場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、補色フィルタを用いたカラーＣＣ
Ｄ固体撮像装置にも同様に適用可能である。

【００７４】また、上記各実施形態では、感度の異なる
２種類の受光部の配列を縦ストライプ状としたが、これ
に限定されるものではなく、水平転送レジスタに転送さ
れた段階で高感度受光部の信号電荷と低感度受光部の信
号電荷とが点順次配列となっていれば良いことから、図
１２に示すように、高感度受光部１１と低感度受光部１
２とが市松模様に配列された構成のカラーＣＣＤ固体撮
像装置や、図１３に示すように、高感度受光部１１と低
感度受光部１２とが横ストライプ状に配列された構成の
カラーＣＣＤ固体撮像装置が、他の例として挙げられ
る。

【００７５】図１２に示す市松配列の場合は、垂直転送
レジスタ１３に読み出した高感度受光部１１および低感
度受光部１２の各信号電荷をそのまま順に１行（１ライ
ン）ずつ水平転送レジスタ１４に転送することで、水平
転送レジスタ１４には高感度受光部１１の信号電荷と低
感度受光部１２の信号電荷とが交互に配置され、点順次
信号となる。

【００７６】一方、図１３に示す横ストライプ配列の場
合は、垂直転送レジスタ１３に読み出した高感度受光部
１１および低感度受光部１２の各信号電荷を、先ず１行
（１ライン）分だけ水平転送レジスタ１４に転送し、次
いでこの水平転送レジスタ１４を１ビット分だけシフト
し、しかる後次の１行分の信号電荷を水平転送レジスタ
１４に転送することによって点順次信号となる。この場
合には、水平転送レジスタ１４のピッチは垂直転送レジ
スタ１３の水平方向のピッチの２倍となる。

【００７７】また、上記各実施形態においては、各受光
部の感度を異ならしめることによって感度の異なる信号
電荷を得る構成の場合について説明したが、単一の受光
部において、信号電荷の蓄積時間を変えることによって
も感度の異なる信号電荷を得ることも可能であり、この
ようなカラーＣＣＤ固体撮像装置に対しても本発明は適
用可能である。

【００７８】さらに、上記各実施形態では、感度の異な
る受光部として高感度受光部と低感度受光部との２種類
を設ける構成としたが、この２種類に限定されるもので
はない。なお、３種類以上に設定した場合には、各受光
部の信号電荷を水平転送レジスタに転送した後少なくと
も最小感度の受光部以外の受光部の信号電荷に対してク
リッピングをかけ、しかる後各感度の受光部の信号電荷
を混合するようにすれば良い。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
感度の異なる２種類以上の信号電荷を得ることが可能な
広ダイナミックレンジのカラー方式固体撮像装置におい
て、少なくとも最小感度の信号電荷以外の信号電荷を各
色ごとに異なるクリップレベルでクリッピングした後、
その信号電荷と他の感度の信号電荷とを混合するように
したことにより、高感度受光部が飽和するような大光量
の場合に、飽和する各信号電荷に対して各色ごとに共通
のクリップレベルにてクリッピングが行われるので、各
受光部の飽和電荷量Ｑｓのムラに起因する固定パターン
ノイズを発生することなく、ダイナミックレンジを拡大
でき、しかも変換後の各色の信号出力の感度が一定とな
るため、全領域でホワイトバランスをとることが可能と
なる。

【００８０】また、感度の異なる２種類以上の信号電荷
を得ることが可能な広ダイナミックレンジのカラー方式
固体撮像装置において、少なくとも最小感度の信号電荷
以外の信号電荷を所定のクリップレベルでクリッピング
した後、その信号電荷と他の感度の信号電荷とを混合
し、その混合した信号電荷を色ごとに異なる変換効率で
信号電圧に変換して出力するようにしたことにより、高
感度受光部が飽和するような大光量の場合に、飽和する
各信号電荷に対して共通のクリップレベルにてクリッピ
ングが行われるので、各受光部の飽和電荷量Ｑｓのムラ
に起因する固定パターンノイズを発生することなく、ダ
イナミックレンジを拡大でき、しかも変換後の各色の信
号出力の感度を同じにできるので、全領域でホワイトバ
ランスをとることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す概略構成図であ
る。

【図２】クリップ部の構成の一例を示す断面図である。

【図３】バイアス発生回路の構成の一例を示す回路図で
ある。

【図４】第１実施形態に係る動作説明のためのタイミン
グチャートである。

【図５】第１実施形態に係る入出力特性図である。

【図６】本発明の第２実施形態を示す概略構成図であ
る。

【図７】第２実施形態に係る動作説明のためのタイミン
グチャートである。

【図８】第２実施形態に係る各部のポテンシャル図であ
る。

【図９】本発明の第３実施形態を示す概略構成図であ
る。

【図１０】第３実施形態に係る電荷検出部の等価回路図
である。

【図１１】第３実施形態に係る動作説明のためのタイミ
ングチャートである。

【図１２】高感度受光部および低感度受光部の市松配列
を示す構成図である。

【図１３】高感度受光部および低感度受光部の横ストラ
イプ配列を示す構成図である。

【図１４】従来例を示す概略構成図である。

【図１５】折れ線近似の入出力特性図である。

【図１６】オフセットが生じたときの入出力特性図であ
る。

【符号の説明】

１０，５０，７０…撮像部、１１，５１，７１…高感度
受光部、１２，５２，７２…低感度受光部、１３，５
３，７３…垂直転送レジスタ、１４，５４，７４…水平
転送レジスタ、１５，５５，７５…出力ゲート部、１６
…クリップ部、１７…ドレイン部、１８…クリップゲー
ト部、１９ｇ，１９ｒ，１９ｂ，５７ｇ，５７ｒ，５７
ｂ，７７…バイアス発生回路、２１，５９，８３…スイ
ッチ制御回路、２２，５６，７６…電荷検出部、２３，
６０，７８…フローティング・ディフュージョン部、８
１ｇ，８１ｒ，８１ｂ…制御電圧発生回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年４月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】出力ゲート部１５の後段には、例えばフロ
ーティング・ディフュージョン・アンプ構成の電荷検出
部２２が設けられている。この電荷検出部２２は、フロ
ーティング・ディフュージョン部２３、リセットゲート
部２４およびリセットドレイン部２５から構成され、リ
セットドレイン部２５には所定のリセットドレイン電圧
Ｖｒｄが印加され、リセットゲート部２４にはリセット
ゲートパルスφＲＧが印加される。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】水平転送レジスタ５４において、水平転送
パルスφＨ１，φＨ２による転送駆動により、高感度受
光部５１の信号電荷○および低感度受光部５２の信号電
荷×が点順次で順に転送される。出力ゲート部（ＨＯ
Ｇ）５５には、バイアス発生回路５７ｇ，５７ｒ，５７
ｂで生成された直流バイアス電圧Ｅｇ，Ｅｒ，Ｅｂが、
色フィルタの一行の色配列に対応して順にスイッチ５８
を介して印加される。これにより、出力ゲート部５５の
クリップレベルは、色フィルタの一行の色配列に対応し
て順に変化する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】高感度受光部５１の信号電荷○が最終転送
段（ＬＨ）に転送されたとき、即ち水平転送パルスφＨ
１が高レベル、水平転送パルスφＨ２が低レベルにそれ
ぞれ遷移したとき（ｔ＝ｔ１）、その信号電荷○が大光
量時のものであることによってその電荷量が出力ゲート
部５５の転送チャネルのポテンシャルを越える場合に
は、その越えた分の信号電荷が電荷検出部５６のフロー
ティング・ディフュージョン部６０に流れ込む。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５０】これにより、出力ゲート部５５において、
大光量時の高感度受光部５１の信号電荷○に対するクリ
ッピング処理が行われる。ここで、出力ゲート部５５の
クリップレベル、即ち出力ゲート部５５の転送チャネル
のポテンシャルは、出力ゲート部５５に印加される直流
バイアス電圧Ｅｇ，Ｅｒ，Ｅｂの各電圧値や、出力ゲー
ト部５５の転送チャネル中の不純物濃度などによって決
まる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５１】このクリッピング処理時には、電荷検出部
５６のリセットゲート部６１に印加されるリセットゲー
トパルスφＲＧが高レベル（例えば、１５Ｖ程度）にあ
り、リセットゲート部６１のポテンシャルが深い状態に
ある。したがって、出力ゲート部５５のクリップレベル
を越えてフローティング・ディフュージョン部６０に流
れ込んだ信号電荷は、リセットゲート部６１を介してリ
セットドレイン部６２に捨てられる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 １０，５０，７０…撮像部、１１，５１，７１…高感度
受光部、１２，５２，７２…低感度受光部、１３，５
３，７３…垂直転送レジスタ、１４，５４，７４…水平
転送レジスタ、１５，５５，７５…出力ゲート部、１６
…クリップ部、１７…ドレイン部、１８…クリップゲー
ト部、１９ｇ，１９ｒ，１９ｂ，５７ｇ，５７ｒ，５７
ｂ…バイアス発生回路、２１，５９，８３…スイッチ制
御回路、２２，５６，７６…電荷検出部、２３，６０，
７８…フローティング・ディフュージョン部、８１ｇ，
８１ｒ，８１ｂ…制御電圧発生回路

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 色フィルタを有し、この色フィルタの各
   色ごとに感度の異なるｎ種類（ｎは２以上の整数）の信
   号電荷を得る撮像部と、 前記撮像部から移送された感度の異なる信号電荷を点順
   次信号として転送する電荷転送部と、 前記電荷転送部によって転送された信号電荷のうち、少
   なくとも最小感度の信号電荷以外の信号電荷に対して各
   色ごとに異なるクリップレベルでクリッピング処理する
   クリップ部と、 前記クリップ部でクリッピングされた信号電荷と他の感
   度の信号電荷とを混合して電気信号に変換する電荷検出
   部とを備えたことを特徴とするカラー方式固体撮像装
   置。
2. 【請求項２】 前記クリップ部は、前記電荷転送部の最
   終転送段と出力ゲート部との間の転送チャネルの側方に
   設けられたクリップゲート部およびドレイン部からな
   り、前記クリップゲート部には各色ごとに異なるクリッ
   プレベルに対応したバイアス電圧が与えられることを特
   徴とする請求項１記載のカラー方式固体撮像装置。
3. 【請求項３】 前記クリップ部は前記電荷転送部の出力
   ゲート部からなり、該出力ゲート部には各色ごとに異な
   るクリップレベルに対応したバイアス電圧が与えられる
   ことを特徴とする請求項１記載のカラー方式固体撮像装
   置。
4. 【請求項４】 前記電荷検出部はフローティング・ディ
   フュージョン・アンプからなり、そのリセット周波数が
   前記電荷検出部の駆動周波数の１／ｎに設定されている
   とともに、前記出力ゲート部からフローティング・ディ
   フュージョン部に供給される前記クリップレベルを越え
   る信号電荷をリセットドレイン部に掃き捨てることを特
   徴とする請求項３記載のカラー方式固体撮像装置。
5. 【請求項５】 色フィルタを有し、この色フィルタの各
   色ごとに感度の異なるｎ種類（ｎは２以上の整数）の信
   号電荷を得る撮像部と、 前記撮像部から移送された感度の異なる信号電荷を点順
   次信号として転送する電荷転送部と、 前記電荷転送部によって転送された信号電荷のうち、少
   なくとも最小感度の信号電荷以外の信号電荷に対して所
   定のクリップレベルでクリッピング処理するクリップ部
   と、 前記クリップ部でクリッピングされた信号電荷と他の感
   度の信号電荷とを混合して各色ごとに異なる変換効率で
   電気信号に変換する電荷検出部とを備えたことを特徴と
   するカラー方式固体撮像装置。
6. 【請求項６】 前記クリップ部は前記電荷転送部の出力
   ゲート部からなり、該出力ゲート部には前記クリップレ
   ベルに対応したバイアス電圧が与えられることを特徴と
   する請求項５記載のカラー方式固体撮像装置。
7. 【請求項７】 前記電荷検出部はフローティング・ディ
   フュージョン・アンプからなり、そのフローティング・
   ディフュージョン部に与えられる制御電圧に応じて変換
   効率が変化することを特徴とする請求項５記載のカラー
   方式固体撮像装置。