JPH1065972A - Ｃｃｉｒ／ｅｉａモード変換機能の固体撮像素子 - Google Patents
Ｃｃｉｒ／ｅｉａモード変換機能の固体撮像素子Info
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- JPH1065972A JPH1065972A JP9129422A JP12942297A JPH1065972A JP H1065972 A JPH1065972 A JP H1065972A JP 9129422 A JP9129422 A JP 9129422A JP 12942297 A JP12942297 A JP 12942297A JP H1065972 A JPH1065972 A JP H1065972A
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 22
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一つの固体撮像素子でＥＩＡ方式とＣＣＩＲ
方式を共用し得るＣＣＩＲ／ＥＩＡモード変換機能の固
体撮像素子を提供する。 【解決手段】 固体撮像素子を予め垂直方向の有効画素
数を多くしておき、垂直方向の有効画素数の少ない方式
で動作させるときに余分なラインに電荷転送信号を送ら
ないようにする。
方式を共用し得るＣＣＩＲ／ＥＩＡモード変換機能の固
体撮像素子を提供する。 【解決手段】 固体撮像素子を予め垂直方向の有効画素
数を多くしておき、垂直方向の有効画素数の少ない方式
で動作させるときに余分なラインに電荷転送信号を送ら
ないようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に係り、
特にＣＣＩＲ／ＥＩＡモード変換機能の固体撮像素子に
関する。
特にＣＣＩＲ／ＥＩＡモード変換機能の固体撮像素子に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＣＣＤイメージセンサは、信号
電荷を読み出す方式によって、フレーム転送（ＦＴ）方
式、インタライン転送（ＩＴ）方式、前記２つを結合し
たフレームインタライン転送（ＦＩＴ）方式に大別され
る。インタライン転送方式としては走査方式によってＥ
ＩＡ方式とＣＣＩＲ方式の２つの形態がある。
電荷を読み出す方式によって、フレーム転送（ＦＴ）方
式、インタライン転送（ＩＴ）方式、前記２つを結合し
たフレームインタライン転送（ＦＩＴ）方式に大別され
る。インタライン転送方式としては走査方式によってＥ
ＩＡ方式とＣＣＩＲ方式の２つの形態がある。
【０００３】図１はＥＩＡ方式、ＣＣＩＲ方式によるそ
れぞれのオプチカルブラック(Optical Black)領域を示
す。まず、２５万画素のＥＩＡ方式の固体撮像素子は有
効画素の数が５１０（Ｈ）×４９２（Ｖ）である。そし
て、オプチカルブラック領域は水平（Ｈ）に２５＋２、
垂直（Ｖ）に１２＋１である。従って、総画素数は５３
７（Ｈ）×５０５（Ｖ）個である。一方、２９万画素の
ＣＣＩＲ方式の固体撮像素子は有効画素の数が５００
（Ｈ）×５８２（Ｖ）であり、オプチカルブラック領域
は水平（Ｈ）に３０＋７、垂直に１４＋１である。従っ
て、総画素の数は５３７（Ｈ）×５９７（Ｖ）個であ
る。
れぞれのオプチカルブラック(Optical Black)領域を示
す。まず、２５万画素のＥＩＡ方式の固体撮像素子は有
効画素の数が５１０（Ｈ）×４９２（Ｖ）である。そし
て、オプチカルブラック領域は水平（Ｈ）に２５＋２、
垂直（Ｖ）に１２＋１である。従って、総画素数は５３
７（Ｈ）×５０５（Ｖ）個である。一方、２９万画素の
ＣＣＩＲ方式の固体撮像素子は有効画素の数が５００
（Ｈ）×５８２（Ｖ）であり、オプチカルブラック領域
は水平（Ｈ）に３０＋７、垂直に１４＋１である。従っ
て、総画素の数は５３７（Ｈ）×５９７（Ｖ）個であ
る。
【０００４】次に、図２はＥＩＡ方式及び図３はＣＣＩ
Ｒ方式の水平同期駆動タイミング図である。ＥＩＡ方式
の固体撮像素子は１／６０秒の間偶数フィールドと奇数
フィールドでそれぞれ２６２（Ｈ）と２６３（Ｈ）個の
水平ラインが走査される。ＣＣＩＲ方式の固体撮像素子
は１／５０秒の間偶数フィールドと奇数フィールドでそ
れぞれ３１２（Ｈ）と３１３（Ｈ）個の水平ラインが走
査される。従って、図面には示されていないが、ＥＩＡ
方式とＣＣＩＲ方式の垂直同期駆動タイミング図が互い
に異なる。なお、図１（ａ）、（ｂ）に示したように水
平ラインにおける有効画素の数が互いに異なって、図
２、図３に示したように水平同期駆動タイミング図も互
いに異なる。言い替えると、ＣＣＩＲ方式とＥＩＡ方式
の駆動クロックタイミングが互いに異なる。このように
駆動クロックタイミングが互いに異なる場合、ＣＣＩＲ
ＩＲ方式に用いられる駆動クロックタイミングをＥＩＡ
方式に適用すると、ＣＣＩＲ方式に用いられる固体撮像
素子の画素に蓄積された電荷が全て垂直電荷転送領域に
移動するには、タイミングが不足する。結局、これは映
像再現時に悪影響を与える。
Ｒ方式の水平同期駆動タイミング図である。ＥＩＡ方式
の固体撮像素子は１／６０秒の間偶数フィールドと奇数
フィールドでそれぞれ２６２（Ｈ）と２６３（Ｈ）個の
水平ラインが走査される。ＣＣＩＲ方式の固体撮像素子
は１／５０秒の間偶数フィールドと奇数フィールドでそ
れぞれ３１２（Ｈ）と３１３（Ｈ）個の水平ラインが走
査される。従って、図面には示されていないが、ＥＩＡ
方式とＣＣＩＲ方式の垂直同期駆動タイミング図が互い
に異なる。なお、図１（ａ）、（ｂ）に示したように水
平ラインにおける有効画素の数が互いに異なって、図
２、図３に示したように水平同期駆動タイミング図も互
いに異なる。言い替えると、ＣＣＩＲ方式とＥＩＡ方式
の駆動クロックタイミングが互いに異なる。このように
駆動クロックタイミングが互いに異なる場合、ＣＣＩＲ
ＩＲ方式に用いられる駆動クロックタイミングをＥＩＡ
方式に適用すると、ＣＣＩＲ方式に用いられる固体撮像
素子の画素に蓄積された電荷が全て垂直電荷転送領域に
移動するには、タイミングが不足する。結局、これは映
像再現時に悪影響を与える。
【０００５】次に、図４は従来のＣＣＤのレイアウト図
である。図４に示すように、ＣＣＤは、複数個のフォト
ダイオードＰＤ領域と、それぞれのフォトダイオードで
生成された映像信号電荷を垂直方向に転送する複数個の
垂直電荷転送領域ＶＣＣＤと、垂直電荷転送領域の一方
の端部側に形成された水平電荷転送領域ＨＣＣＤとを備
えており、さらに次のように各ゲートが形成されてい
る。
である。図４に示すように、ＣＣＤは、複数個のフォト
ダイオードＰＤ領域と、それぞれのフォトダイオードで
生成された映像信号電荷を垂直方向に転送する複数個の
垂直電荷転送領域ＶＣＣＤと、垂直電荷転送領域の一方
の端部側に形成された水平電荷転送領域ＨＣＣＤとを備
えており、さらに次のように各ゲートが形成されてい
る。
【０００６】垂直電荷転送領域上にそれぞれのフォトダ
イオードから生成された映像信号電荷を順次転送するた
めの複数個の第１ポリゲート３１、第２ポリゲート３２
が繰り返し形成されている。第２ポリゲート３２は一部
がフォトダイオード領域に重なるように構成され、転送
ゲートとして用いられる。前記のように垂直電荷転送領
域上に形成された第１、第２ポリゲート３１、３２は、
第１ポリゲートにはＶφ２、第２ポリゲートにはＶφ
１、その次の第１ポリゲートにはＶφ４、そして第２ポ
リゲートにはＶφ３のクロックが印加されて、順次映像
信号電荷を垂直方向に転送する。即ち、４相クロックで
映像信号電荷の転送動作が行われる。
イオードから生成された映像信号電荷を順次転送するた
めの複数個の第１ポリゲート３１、第２ポリゲート３２
が繰り返し形成されている。第２ポリゲート３２は一部
がフォトダイオード領域に重なるように構成され、転送
ゲートとして用いられる。前記のように垂直電荷転送領
域上に形成された第１、第２ポリゲート３１、３２は、
第１ポリゲートにはＶφ２、第２ポリゲートにはＶφ
１、その次の第１ポリゲートにはＶφ４、そして第２ポ
リゲートにはＶφ３のクロックが印加されて、順次映像
信号電荷を垂直方向に転送する。即ち、４相クロックで
映像信号電荷の転送動作が行われる。
【０００７】そして、水平電荷転送領域上には２相クロ
ックで垂直電荷転送領域から転送される映像信号電荷を
電気的な映像信号に変換して出力するセンスアンプへ転
送するための第１、第２ポリゲート３１ａ、３２ａが形
成されている。水平電荷転送領域上に形成された複数個
の第１、第２ポリゲート３１ａ、３２ａにはＨφ１、Ｈ
φ２のクロックが交代に印加され、順次映像信号電荷を
転送する。
ックで垂直電荷転送領域から転送される映像信号電荷を
電気的な映像信号に変換して出力するセンスアンプへ転
送するための第１、第２ポリゲート３１ａ、３２ａが形
成されている。水平電荷転送領域上に形成された複数個
の第１、第２ポリゲート３１ａ、３２ａにはＨφ１、Ｈ
φ２のクロックが交代に印加され、順次映像信号電荷を
転送する。
【０００８】このように構成された従来の固体撮像素子
ではそれぞれの画素領域で生成された映像信号電荷はＶ
φ１、Ｖφ２、Ｖφ３、Ｖφ３のクロックによってポテ
ンシャルレベルが変化して垂直方向に転送され、さらに
Ｈφ１、Ｈφ２のクロックによってフローティングゲー
ト領域に転送され、センスアンプを経てアナログ信号に
変換して出力される。
ではそれぞれの画素領域で生成された映像信号電荷はＶ
φ１、Ｖφ２、Ｖφ３、Ｖφ３のクロックによってポテ
ンシャルレベルが変化して垂直方向に転送され、さらに
Ｈφ１、Ｈφ２のクロックによってフローティングゲー
ト領域に転送され、センスアンプを経てアナログ信号に
変換して出力される。
【０００９】このような従来のＣＣＤの映像電荷の垂直
転送及び水平転送はそれぞれの転送クロックによって行
われる。ＥＩＡ方式の駆動クロックタイミングがＣＣＩ
Ｒ方式の駆動クロックタイミングより速いので、ＣＣＩ
Ｒ方式に使用される固体撮像素子をＥＩＡ方式に使用す
る場合、ＣＣＩＲ方式で用いられる固体撮像素子の画素
の多くに蓄積された電荷が、垂直電荷転送領域に移動し
なくなる。この垂直電荷転送領域に移動しなかった電荷
は次の駆動クロックによって移動するが、これは前画素
の電荷と重なり映像ディスプレイ時に映像が重なって表
れる。
転送及び水平転送はそれぞれの転送クロックによって行
われる。ＥＩＡ方式の駆動クロックタイミングがＣＣＩ
Ｒ方式の駆動クロックタイミングより速いので、ＣＣＩ
Ｒ方式に使用される固体撮像素子をＥＩＡ方式に使用す
る場合、ＣＣＩＲ方式で用いられる固体撮像素子の画素
の多くに蓄積された電荷が、垂直電荷転送領域に移動し
なくなる。この垂直電荷転送領域に移動しなかった電荷
は次の駆動クロックによって移動するが、これは前画素
の電荷と重なり映像ディスプレイ時に映像が重なって表
れる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】したがって、このよう
な従来の固体撮像素子は次の問題点があった。それぞれ
の走査方式による固体撮像素子の画素の数が互いに異な
るため、一つの固体撮像素子でＥＩＡ方式とＣＣＩＲ方
式を共用することができなかった。従って、それぞれの
走査方式によって固体撮像素子を交替して使用しなけれ
ばならないという不便さがあった。
な従来の固体撮像素子は次の問題点があった。それぞれ
の走査方式による固体撮像素子の画素の数が互いに異な
るため、一つの固体撮像素子でＥＩＡ方式とＣＣＩＲ方
式を共用することができなかった。従って、それぞれの
走査方式によって固体撮像素子を交替して使用しなけれ
ばならないという不便さがあった。
【００１１】本発明はかかる問題点を解決するためのも
ので、その目的は一つの固体撮像素子でＥＩＡ方式とＣ
ＣＩＲ方式を共用し得るＣＣＩＲ／ＥＩＡモード変換機
能を持った固体撮像素子を提供することである。
ので、その目的は一つの固体撮像素子でＥＩＡ方式とＣ
ＣＩＲ方式を共用し得るＣＣＩＲ／ＥＩＡモード変換機
能を持った固体撮像素子を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のＣＣＩＲ／ＥＩＡモード変換機能の固体撮
像素子は、行方向に一定の間隔をおいて形成される複数
個のＶＣＣＤ領域と、前記ＶＣＣＤ領域の終端部に列方
向に形成されるＨＣＣＤ領域と、前記ＶＣＣＤ領域の間
で規則的に配列され、映像信号による信号電荷を生成す
る複数個の光検出器と、前記ＶＣＣＤ領域と光検出器の
上側で列方向に形成され、印加される垂直クロック信号
によって光検出器内の信号電荷をＶＣＣＤ領域を経て前
記ＨＣＣＤ領域に転送する複数個の垂直ゲート電極と、
前記一定個数の垂直クロック信号を供給する垂直クロッ
ク信号発生部と、前記垂直クロック信号発生部から垂直
クロック信号を入力し、外部選択信号に応じて前記複数
個の垂直クロック信号のうち一部の前記垂直クロック信
号を垂直ゲート電極に供給するか、或いは垂直クロック
信号の代わりにディスエーブル信号を供給する選択部と
を含んで備えることを特徴とする。
に、本発明のＣＣＩＲ／ＥＩＡモード変換機能の固体撮
像素子は、行方向に一定の間隔をおいて形成される複数
個のＶＣＣＤ領域と、前記ＶＣＣＤ領域の終端部に列方
向に形成されるＨＣＣＤ領域と、前記ＶＣＣＤ領域の間
で規則的に配列され、映像信号による信号電荷を生成す
る複数個の光検出器と、前記ＶＣＣＤ領域と光検出器の
上側で列方向に形成され、印加される垂直クロック信号
によって光検出器内の信号電荷をＶＣＣＤ領域を経て前
記ＨＣＣＤ領域に転送する複数個の垂直ゲート電極と、
前記一定個数の垂直クロック信号を供給する垂直クロッ
ク信号発生部と、前記垂直クロック信号発生部から垂直
クロック信号を入力し、外部選択信号に応じて前記複数
個の垂直クロック信号のうち一部の前記垂直クロック信
号を垂直ゲート電極に供給するか、或いは垂直クロック
信号の代わりにディスエーブル信号を供給する選択部と
を含んで備えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明のＣＣＩＲ／ＥＩＡ
モード変換機能の固体撮像素子を添付図面を参照して説
明する。図５は本発明による固体撮像素子のオプチカル
ブラック領域を示す。本発明の固体撮像素子は２９万画
素のＣＣＩＲ方式を使用する。即ち、総画素数は５３７
（Ｈ）×５９７（Ｖ）個であって、ＣＣＩＲ方式に用い
られる固体撮像素子の画素数と同一である。そして、オ
プチカルブラック領域は水平（Ｈ）方向には２５＋２ラ
インの画素があり、垂直方向には１２＋１ラインの画素
がある。従って、有効画素の数は５１０（Ｈ）×５８４
（Ｖ）個である。
モード変換機能の固体撮像素子を添付図面を参照して説
明する。図５は本発明による固体撮像素子のオプチカル
ブラック領域を示す。本発明の固体撮像素子は２９万画
素のＣＣＩＲ方式を使用する。即ち、総画素数は５３７
（Ｈ）×５９７（Ｖ）個であって、ＣＣＩＲ方式に用い
られる固体撮像素子の画素数と同一である。そして、オ
プチカルブラック領域は水平（Ｈ）方向には２５＋２ラ
インの画素があり、垂直方向には１２＋１ラインの画素
がある。従って、有効画素の数は５１０（Ｈ）×５８４
（Ｖ）個である。
【００１４】次に、図６は本発明による固体撮像素子の
構造及び信号流れの経路を示す。図６に示すように、本
発明の固体撮像素子はフォトダイオード領域ＰＤ５１、
垂直電荷転送領域ＶＣＣＤ５２、水平電荷転送領域ＨＣ
ＣＤ５３、センスアンプＳＡ５４、及び垂直転送クロッ
ク選択出力部５５を含んでいる。
構造及び信号流れの経路を示す。図６に示すように、本
発明の固体撮像素子はフォトダイオード領域ＰＤ５１、
垂直電荷転送領域ＶＣＣＤ５２、水平電荷転送領域ＨＣ
ＣＤ５３、センスアンプＳＡ５４、及び垂直転送クロッ
ク選択出力部５５を含んでいる。
【００１５】ここで、フォトダイオード領域ＰＤ５１は
マイクロレンズを通して入射した光の信号を電気的な映
像電荷信号に変換する。垂直電荷転送領域５２はフォト
ダイオード５１によって形成された映像電荷を垂直方向
に転送する。水平電荷転送領域５３は垂直方向に転送さ
れた映像電荷を水平方向に転送する。センスアンプ５４
は水平方向に転送された映像電荷信号を検出して出力す
る。そして、垂直転送クロック選択出力部５５は余分な
画素から垂直電荷転送領域５２へ電荷を移動させる垂直
転送クロックを制御する。垂直転送クロックの制御は使
用者のモード選択による選択信号を入力として、垂直転
送クロック選択出力部５５をオン／オフすることにより
可能である。
マイクロレンズを通して入射した光の信号を電気的な映
像電荷信号に変換する。垂直電荷転送領域５２はフォト
ダイオード５１によって形成された映像電荷を垂直方向
に転送する。水平電荷転送領域５３は垂直方向に転送さ
れた映像電荷を水平方向に転送する。センスアンプ５４
は水平方向に転送された映像電荷信号を検出して出力す
る。そして、垂直転送クロック選択出力部５５は余分な
画素から垂直電荷転送領域５２へ電荷を移動させる垂直
転送クロックを制御する。垂直転送クロックの制御は使
用者のモード選択による選択信号を入力として、垂直転
送クロック選択出力部５５をオン／オフすることにより
可能である。
【００１６】言い替えると、ＣＣＩＲ方式の固体撮像素
子はＥＩＡ方式の固体撮像素子に比べて垂直方向に総画
素ラインの数が多い。従って、ＣＣＩＲ方式の固体撮像
素子をＥＩＡ方式に使用するためには、ＥＩＡ方式に比
べてより多くの画素数を有するＣＣＩＲ方式の固体撮像
素子を制御しなければならない。つまり、垂直転送クロ
ック選択出力部５５はＣＣＩＲ方式の固体撮像素子のも
っている余分な画素ラインを制御する。
子はＥＩＡ方式の固体撮像素子に比べて垂直方向に総画
素ラインの数が多い。従って、ＣＣＩＲ方式の固体撮像
素子をＥＩＡ方式に使用するためには、ＥＩＡ方式に比
べてより多くの画素数を有するＣＣＩＲ方式の固体撮像
素子を制御しなければならない。つまり、垂直転送クロ
ック選択出力部５５はＣＣＩＲ方式の固体撮像素子のも
っている余分な画素ラインを制御する。
【００１７】即ち、本発明による固体撮像素子は、垂直
方向の総画素ラインの数が５９７ラインであり、一方、
ＥＩＡ方式に使用する固体撮像素子は垂直方向の総画素
ラインの数が５０５ラインである。従って、ＣＣＩＲ方
式に使用する固体撮像素子はＥＩＡ方式に使用する固体
撮像素子より総画素ラインの数において９２ライン多
い。また、ＣＣＩＲ方式に使用する固体撮像素子はＥＩ
Ａ方式に使用する固体撮像素子より有効画素数の面にお
いても９２ライン多い。従って、ＣＣＩＲ方式に使用す
る固体撮像素子をＥＩＡ方式に用いるためには、垂直方
向に９２ラインの画素を適切に制御し、システム上のク
ロック周波数を変更し、タイミング生成器と信号プロセ
ッサのモード転換だけで容易に実現することができる。
方向の総画素ラインの数が５９７ラインであり、一方、
ＥＩＡ方式に使用する固体撮像素子は垂直方向の総画素
ラインの数が５０５ラインである。従って、ＣＣＩＲ方
式に使用する固体撮像素子はＥＩＡ方式に使用する固体
撮像素子より総画素ラインの数において９２ライン多
い。また、ＣＣＩＲ方式に使用する固体撮像素子はＥＩ
Ａ方式に使用する固体撮像素子より有効画素数の面にお
いても９２ライン多い。従って、ＣＣＩＲ方式に使用す
る固体撮像素子をＥＩＡ方式に用いるためには、垂直方
向に９２ラインの画素を適切に制御し、システム上のク
ロック周波数を変更し、タイミング生成器と信号プロセ
ッサのモード転換だけで容易に実現することができる。
【００１８】言い替えれば、ＥＩＡ方式に用いられる固
体撮像素子の垂直方向の有効画素ラインは４９２ライン
であり、本発明による固体撮像素子の有効画素ラインは
垂直方向に５８４ラインである。従って、本発明による
固体撮像素子をＥＩＡ方式の固体撮像素子に適用するた
めには、本発明による固体撮像素子中、垂直方向に４９
３番目のライン以降を制御しなければならない。この
時、垂直転送クロック選択出力部５５は固体撮像素子の
フォトダイオード領域５１から垂直電荷転送領域５２へ
電荷を移動させる垂直転送クロックを制御する。
体撮像素子の垂直方向の有効画素ラインは４９２ライン
であり、本発明による固体撮像素子の有効画素ラインは
垂直方向に５８４ラインである。従って、本発明による
固体撮像素子をＥＩＡ方式の固体撮像素子に適用するた
めには、本発明による固体撮像素子中、垂直方向に４９
３番目のライン以降を制御しなければならない。この
時、垂直転送クロック選択出力部５５は固体撮像素子の
フォトダイオード領域５１から垂直電荷転送領域５２へ
電荷を移動させる垂直転送クロックを制御する。
【００１９】これのための垂直転送クロック選択出力部
の動作説明図を図７に示した。図７に示すように、垂直
転送クロック選択出力部５５は、垂直転送クロックＶφ
１〜Ｖφ４を入力として、外部選択信号Ｓの入力に応じ
て走査方式（ＣＣＩＲまたはＥＩＡ方式）によって出力
Ｓφ１〜Ｓφ４の状態を決定する。この外部選択信号は
ＣＣＩＲモードとＥＩＡモードのうちいずれか一つを選
択する選択信号である。
の動作説明図を図７に示した。図７に示すように、垂直
転送クロック選択出力部５５は、垂直転送クロックＶφ
１〜Ｖφ４を入力として、外部選択信号Ｓの入力に応じ
て走査方式（ＣＣＩＲまたはＥＩＡ方式）によって出力
Ｓφ１〜Ｓφ４の状態を決定する。この外部選択信号は
ＣＣＩＲモードとＥＩＡモードのうちいずれか一つを選
択する選択信号である。
【００２０】言い替えれば、ＣＣＩＲ方式に使用する固
体撮像素子をＥＩＡ方式に使用するためには、垂直電荷
転送領域ＶＣＣＤ５２へ電荷を移動させるに必要な垂直
転送クロックを制御することにより、余分な９２ライン
の画素から垂直電荷転送領域５２への電荷の移動を防
ぐ。この垂直転送クロックを制御する方法としては、垂
直転送クロックとしてのＶφ１〜Ｖφ４の転送クロック
にそれぞれ転送ゲートを連結して、ゲートの出力によっ
て４９３番目のラインからの転送クロックを制御する。
或いは、転送ゲートの代わりにＣＭＯＳトランジスタか
らなるスイッチを構成して、その出力信号によって４９
３番目のラインからその以後の転送クロックを制御す
る。
体撮像素子をＥＩＡ方式に使用するためには、垂直電荷
転送領域ＶＣＣＤ５２へ電荷を移動させるに必要な垂直
転送クロックを制御することにより、余分な９２ライン
の画素から垂直電荷転送領域５２への電荷の移動を防
ぐ。この垂直転送クロックを制御する方法としては、垂
直転送クロックとしてのＶφ１〜Ｖφ４の転送クロック
にそれぞれ転送ゲートを連結して、ゲートの出力によっ
て４９３番目のラインからの転送クロックを制御する。
或いは、転送ゲートの代わりにＣＭＯＳトランジスタか
らなるスイッチを構成して、その出力信号によって４９
３番目のラインからその以後の転送クロックを制御す
る。
【００２１】この制御は例えば以下のように行われる。
転送ゲートの出力がハイならば、余分の９２のラインを
含んだ全ての画素ラインに垂直転送クロックが印加さ
れ、一方、転送ゲートの出力がローならば、余分の９２
のラインには垂直転送クロックが印加されない。従っ
て、転送ゲートの出力がローである場合には、余分の画
素から垂直電荷転送領域５２に移動する電荷はない。
転送ゲートの出力がハイならば、余分の９２のラインを
含んだ全ての画素ラインに垂直転送クロックが印加さ
れ、一方、転送ゲートの出力がローならば、余分の９２
のラインには垂直転送クロックが印加されない。従っ
て、転送ゲートの出力がローである場合には、余分の画
素から垂直電荷転送領域５２に移動する電荷はない。
【００２２】次に、図８は本発明による垂直電荷転送の
ための転送クロックタイミング図であり、図９は図８の
転送クロックタイミングによるＣＣＩＲ方式の垂直転送
電荷流れを表すポテンシャルレベルを示し、図１０は図
８の転送クロックタイミングによるＥＩＡ方式の垂直転
送電荷流れを表すポテンシャルレベルを示す。
ための転送クロックタイミング図であり、図９は図８の
転送クロックタイミングによるＣＣＩＲ方式の垂直転送
電荷流れを表すポテンシャルレベルを示し、図１０は図
８の転送クロックタイミングによるＥＩＡ方式の垂直転
送電荷流れを表すポテンシャルレベルを示す。
【００２３】まず、図９は図８の転送クロックタイミン
グによるＣＣＩＲ方式のポテンシャルレベルを示すもの
で、垂直転送クロックを制御する垂直転送クロック選択
出力部が動作する場合の電荷の流れを示す。言い替えれ
ば、本発明による固体撮像素子は、ＣＣＩＲ方式の固体
撮像素子の画素数と同一なので、垂直転送クロック選択
出力部５５を動作させて、印加される垂直転送クロック
をそのまま出力する。従って、それぞれの画素に蓄積さ
れた映像信号電荷を垂直電荷転送領域５２に移動させ
る。しかし、本発明による固体撮像素子をＥＩＡ方式に
適用するためには、垂直転送クロック選択出力部５５を
制御して、垂直転送クロックが余分の画素ラインに印加
されないように垂直転送クロック選択出力部５５の出力
状態をロー状態となるようにする。即ち、本発明による
固体撮像素子の４９３番目の垂直ラインから垂直転送ク
ロックを制御して、４９３番目の垂直ラインからのそれ
ぞれの画素に蓄積された映像信号電荷が垂直電荷転送領
域５２に移動しないようにする。
グによるＣＣＩＲ方式のポテンシャルレベルを示すもの
で、垂直転送クロックを制御する垂直転送クロック選択
出力部が動作する場合の電荷の流れを示す。言い替えれ
ば、本発明による固体撮像素子は、ＣＣＩＲ方式の固体
撮像素子の画素数と同一なので、垂直転送クロック選択
出力部５５を動作させて、印加される垂直転送クロック
をそのまま出力する。従って、それぞれの画素に蓄積さ
れた映像信号電荷を垂直電荷転送領域５２に移動させ
る。しかし、本発明による固体撮像素子をＥＩＡ方式に
適用するためには、垂直転送クロック選択出力部５５を
制御して、垂直転送クロックが余分の画素ラインに印加
されないように垂直転送クロック選択出力部５５の出力
状態をロー状態となるようにする。即ち、本発明による
固体撮像素子の４９３番目の垂直ラインから垂直転送ク
ロックを制御して、４９３番目の垂直ラインからのそれ
ぞれの画素に蓄積された映像信号電荷が垂直電荷転送領
域５２に移動しないようにする。
【００２４】この際、垂直転送クロック選択出力部５５
は水平電荷転送領域の反対側に形成され、上位画素ライ
ンから余分の最後の画素ライン（即ち５８４〜４９３ラ
イン）を制御する。これによる電荷転送の流れを図１０
に示した。
は水平電荷転送領域の反対側に形成され、上位画素ライ
ンから余分の最後の画素ライン（即ち５８４〜４９３ラ
イン）を制御する。これによる電荷転送の流れを図１０
に示した。
【００２５】図１０は電荷転送の流れをポテンシャルレ
ベルで表したもので、図８を参照して詳細に説明する
と、次のようになる。図１０は垂直転送クロック選択出
力部の動作をオフにして垂直方向の４９３番面からその
以後の画素ラインに印加される転送クロックを遮断した
場合のポテンシャルレベルを示した。即ち、余分の画素
ラインへの転送クロックの供給と遮断は垂直転送クロッ
ク選択出力部５５のオン／オフによって決定されるの
で、垂直転送クロック選択出力部５５の出力端子をロー
状態にする。
ベルで表したもので、図８を参照して詳細に説明する
と、次のようになる。図１０は垂直転送クロック選択出
力部の動作をオフにして垂直方向の４９３番面からその
以後の画素ラインに印加される転送クロックを遮断した
場合のポテンシャルレベルを示した。即ち、余分の画素
ラインへの転送クロックの供給と遮断は垂直転送クロッ
ク選択出力部５５のオン／オフによって決定されるの
で、垂直転送クロック選択出力部５５の出力端子をロー
状態にする。
【００２６】図７に示すように垂直転送クロック選択出
力部５５の動作をオフにして垂直転送クロックのうち４
９３番目の垂直ラインから垂直転送クロックの印加を遮
断する。これは垂直転送クロック選択出力部５５の転送
ゲートをオフすることにより可能であり、結局４９２番
目までの垂直ラインに該当する画素に蓄積された電荷だ
けが垂直転送クロックによって垂直電荷転送領域ＶＣＣ
Ｄ５２に移動する。従って、４９２番目の垂直ラインま
ではそれぞれのタイミングによる転送クロックによって
垂直電荷転送領域５２へ電荷が移動する。そして、４９
３番目からその以後は垂直転送クロックが存在しないの
で、ポテンシャルレベルは常にハイ状態を保持する。
力部５５の動作をオフにして垂直転送クロックのうち４
９３番目の垂直ラインから垂直転送クロックの印加を遮
断する。これは垂直転送クロック選択出力部５５の転送
ゲートをオフすることにより可能であり、結局４９２番
目までの垂直ラインに該当する画素に蓄積された電荷だ
けが垂直転送クロックによって垂直電荷転送領域ＶＣＣ
Ｄ５２に移動する。従って、４９２番目の垂直ラインま
ではそれぞれのタイミングによる転送クロックによって
垂直電荷転送領域５２へ電荷が移動する。そして、４９
３番目からその以後は垂直転送クロックが存在しないの
で、ポテンシャルレベルは常にハイ状態を保持する。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＣＣＩＲ
／ＥＩＡモード変換機能の固体撮像素子は次の効果があ
る。つまり、本発明は、ＣＣＩＲ方式に使用する固体撮
像素子をＥＩＡ方式に使用する際に、固体撮像素子を交
替せずモード転換だけで融通良く使用することができ
る。
／ＥＩＡモード変換機能の固体撮像素子は次の効果があ
る。つまり、本発明は、ＣＣＩＲ方式に使用する固体撮
像素子をＥＩＡ方式に使用する際に、固体撮像素子を交
替せずモード転換だけで融通良く使用することができ
る。
【図１】 （ａ）はＥＩＡ方式による固体撮像素子のオ
プチカルブラック領域を示す図面であり、（ｂ）はＣＣ
ＩＲ方式による固体撮像素子のオプチカルブロック領域
を示す図面である。
プチカルブラック領域を示す図面であり、（ｂ）はＣＣ
ＩＲ方式による固体撮像素子のオプチカルブロック領域
を示す図面である。
【図２】 ＥＩＡ方式の水平同期駆動タイミング図であ
り、
り、
【図３】 ＣＣＩＲ方式の水平同期駆動タイミング図で
ある。
ある。
【図４】 従来の固体撮像素子のレイアウト図である。
【図５】 本発明による固体撮像素子のオプチカルブラ
ック領域を示す図面である。
ック領域を示す図面である。
【図６】 本発明による固体撮像素子の構造及び信号流
れの経路を示す図面である。
れの経路を示す図面である。
【図７】 本発明による垂直転送クロック選択出力部の
動作説明図である。
動作説明図である。
【図８】 本発明による垂直転送クロックの駆動タイミ
ング図である。
ング図である。
【図９】 本発明によるＣＣＩＲ方式の電荷転送による
ポテンシャルレベルを示す図面であり、
ポテンシャルレベルを示す図面であり、
【図１０】 本発明によるＥＩＡ方式の電荷転送による
ポテンシャルレベルを示す図面である。
ポテンシャルレベルを示す図面である。
５１ フォトダイオード領域 ５２ 垂直電荷転送領域 ５３ 水平電荷転送領域 ５４ センスアンプ ５５ 垂直転送クロック選択出力部
Claims (3)
- 【請求項１】 行方向に一定の間隔をおいて形成される
複数個のＶＣＣＤ領域と、 前記ＶＣＣＤ領域の終端部に列方向に形成されるＨＣＣ
Ｄ領域と、 前記ＶＣＣＤ領域の間で規則的に配列され、映像信号に
よる信号電荷を生成する複数個の光検出器と、 前記ＶＣＣＤ領域と光検出器の上側で列方向に形成さ
れ、印加される垂直クロック信号によって光検出器内の
信号電荷をＶＣＣＤ領域を経て前記ＨＣＣＤ領域に転送
する複数個の垂直ゲート電極と、 前記一定個数の垂直クロック信号を供給する垂直クロッ
ク信号発生部と、 前記垂直クロック信号発生部から垂直クロック信号を入
力し、外部選択信号に応じて前記複数個の垂直クロック
信号のうち一部の前記垂直クロック信号を垂直ゲート電
極に供給するか、その供給を行わない選択部とを有する
ことを特徴とするＣＣＩＲ／ＥＩＡモード変換機能の固
体撮像素子。 - 【請求項２】 前記外部選択信号はＣＣＩＲモードとＥ
ＩＡモードのうちいずれか一つに該当する信号であるこ
とを特徴とする請求項１記載のＣＣＩＲ／ＥＩＡモード
変換機能の固体撮像素子。 - 【請求項３】 前記選択部はＣＭＯＳトランジスタから
なるスイッチであることを特徴とする請求項１記載のＣ
ＣＩＲ／ＥＩＡモード変換機能の固体撮像素子。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20637/1996 | 1996-06-10 | ||
| KR1019960020637A KR100192435B1 (ko) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 씨씨아이알/이아이에이 모드변환 기능의 고체촬상소자 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1065972A true JPH1065972A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=19461336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9129422A Pending JPH1065972A (ja) | 1996-06-10 | 1997-05-20 | Ｃｃｉｒ／ｅｉａモード変換機能の固体撮像素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5862197A (ja) |
| JP (1) | JPH1065972A (ja) |
| KR (1) | KR100192435B1 (ja) |
| DE (1) | DE19723656A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7015520B1 (en) * | 2004-10-13 | 2006-03-21 | Eastman Kodak Company | Charge-coupled devices having efficient charge transfer rates |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4856033A (en) * | 1987-03-06 | 1989-08-08 | Sony Corporation | Solid state imager device with exposure control with noise reduction |
| KR0136933B1 (ko) * | 1994-05-21 | 1998-04-24 | 문정환 | 씨씨디(ccd) 영상소자 및 제조방법 |
-
1996
- 1996-06-10 KR KR1019960020637A patent/KR100192435B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-05-20 JP JP9129422A patent/JPH1065972A/ja active Pending
- 1997-06-05 DE DE19723656A patent/DE19723656A1/de not_active Ceased
- 1997-06-06 US US08/870,630 patent/US5862197A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5862197A (en) | 1999-01-19 |
| KR980006445A (ko) | 1998-03-30 |
| DE19723656A1 (de) | 1997-12-11 |
| KR100192435B1 (ko) | 1999-06-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050812 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050906 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20060201 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060607 |