JPS61288465A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS61288465A JPS61288465A JP60131038A JP13103885A JPS61288465A JP S61288465 A JPS61288465 A JP S61288465A JP 60131038 A JP60131038 A JP 60131038A JP 13103885 A JP13103885 A JP 13103885A JP S61288465 A JPS61288465 A JP S61288465A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transfer
- charge
- signal charges
- ccd
- charge transfer
- Prior art date
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- Pending
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
この発明は固体撮像装置において、
１画素の光電変換素子に対し電荷転送素子の複数単位を
配置して、その電極長を短縮することにより、 転送効率の向上を達成するものである。
配置して、その電極長を短縮することにより、 転送効率の向上を達成するものである。
本発明は固体撮像装置に係り、特にその電荷転送素子の
転送効率等の特性を向上する改善に関する。
転送効率等の特性を向上する改善に関する。
固体撮像装置では、光電変換された信号を時系列多重化
するマルチプレクサとして電荷転送素子が広く用いられ
ているが、その転送効率の低下を防止し解像度を向上す
ることが要望されている。
するマルチプレクサとして電荷転送素子が広く用いられ
ているが、その転送効率の低下を防止し解像度を向上す
ることが要望されている。
固体撮像装置では通常撮像面を２次元もしくは１次元の
アレイ状の画素領域に区分して、各画素領域に光起電形
、光伝導形、或いはＭＩＳ形などの光電変換素子を配設
し、これらの光電変換素子で得られた電気信号を、電荷
結合装置（ＣＯＤ）などの電荷転送装置（ＣＴＤ）によ
り時系列多重化して検出し、サンプリングを行い、所要
のデジタル信号処理を経てディスプレイ装置に表示する
。
アレイ状の画素領域に区分して、各画素領域に光起電形
、光伝導形、或いはＭＩＳ形などの光電変換素子を配設
し、これらの光電変換素子で得られた電気信号を、電荷
結合装置（ＣＯＤ）などの電荷転送装置（ＣＴＤ）によ
り時系列多重化して検出し、サンプリングを行い、所要
のデジタル信号処理を経てディスプレイ装置に表示する
。
第２図は固体撮像装置の光電変換素子から、時系列多重
化された信号に対する電荷検出回路までの構成の一従来
例を示す。同図において、２１は各画素領域に配設され
た光電変換素子、２２はトランスファーゲート、２３．
乃至２３４はそれぞれＣＣＤの１単位（ビットと呼ばれ
る）を構成する転送電極、２４はＣＣＤの出力ゲート、
２５はヤ型浮遊領域、２６はリセットゲート、２７は１
型ドレイン領域、２８は電界効果トランジスタである。
化された信号に対する電荷検出回路までの構成の一従来
例を示す。同図において、２１は各画素領域に配設され
た光電変換素子、２２はトランスファーゲート、２３．
乃至２３４はそれぞれＣＣＤの１単位（ビットと呼ばれ
る）を構成する転送電極、２４はＣＣＤの出力ゲート、
２５はヤ型浮遊領域、２６はリセットゲート、２７は１
型ドレイン領域、２８は電界効果トランジスタである。
例えば光電変換素子２１からトランスファーゲート２２
を介して、信号電荷がＣＯＤの例えば転送電極２３□下
のポテンシャル井戸に転送される。この信号電荷は→２
３３→２３４→２３．→→２３４→→と順次転送されて
、光電変換素子２１の配列順にＣＣＤ（７）出力ゲート
２４から忙型浮遊領域２５に入力される。
を介して、信号電荷がＣＯＤの例えば転送電極２３□下
のポテンシャル井戸に転送される。この信号電荷は→２
３３→２３４→２３．→→２３４→→と順次転送されて
、光電変換素子２１の配列順にＣＣＤ（７）出力ゲート
２４から忙型浮遊領域２５に入力される。
この様に入力された電荷によって定まる浮遊領域２５の
電位が電界効果トランジスタ２８のゲート入力となり・
、ソースフォロワ出力が取り出される。
電位が電界効果トランジスタ２８のゲート入力となり・
、ソースフォロワ出力が取り出される。
この検出動作終了後リセットゲート２６が開かれ、浮遊
領域２５がらドレイン領域２７に電荷が転送されて外部
に排出される。
領域２５がらドレイン領域２７に電荷が転送されて外部
に排出される。
従来の固体撮像装置では上述の例の如く、１画素に１単
位のＣＯＤが対応しており、ＣＣＤの相数を一定とすれ
ば、その電極長（電荷転送方向の長さ）は画素ピッチで
定まる。
位のＣＯＤが対応しており、ＣＣＤの相数を一定とすれ
ば、その電極長（電荷転送方向の長さ）は画素ピッチで
定まる。
ＣＣＤの電荷転送において、その終期には電荷は熱拡散
により転送され電極長をＬとすれば残留電荷はｅｘｐ（
−１／Ｌ”）に比例する。このために電極長しが大きく
なれば残留電荷が増加し、転送効率が低下する。例えば
画素ピッチが１ｏｏｌＩＴｎの場合に４相のＣＣＤでは
転送電極の電極長が２５虜となるが、この程度以上の電
極長ではこの現象による転送効率の低下或いは駆動速度
の制限が問題となる。
により転送され電極長をＬとすれば残留電荷はｅｘｐ（
−１／Ｌ”）に比例する。このために電極長しが大きく
なれば残留電荷が増加し、転送効率が低下する。例えば
画素ピッチが１ｏｏｌＩＴｎの場合に４相のＣＣＤでは
転送電極の電極長が２５虜となるが、この程度以上の電
極長ではこの現象による転送効率の低下或いは駆動速度
の制限が問題となる。
更にこの残留電荷は、クロストーク或いはコントラスト
低下の原因となる。
低下の原因となる。
前記問題点は、第１図に示す実施例に見られる如く、１
画素の光電変換素子に対して電荷転送素子の複数単位が
配置され、 該１画素の光電変換素子の信号電荷が該複数単位の電荷
転送素子の各単位に同時に転送される本発明による固体
撮像装置により解決される。
画素の光電変換素子に対して電荷転送素子の複数単位が
配置され、 該１画素の光電変換素子の信号電荷が該複数単位の電荷
転送素子の各単位に同時に転送される本発明による固体
撮像装置により解決される。
なお電荷検出方法には、その周期を電荷転送素子の転送
周期の前記複数倍とし、１画素分の信号を１、Ｉ！めで
検出する方法と、電荷検出の周期を電荷転送素子の転送
周期に等しくし、検出後に１画素分を合計する演算を行
う方法とがある。
周期の前記複数倍とし、１画素分の信号を１、Ｉ！めで
検出する方法と、電荷検出の周期を電荷転送素子の転送
周期に等しくし、検出後に１画素分を合計する演算を行
う方法とがある。
本発明による固体撮像装置では、１画素の充電変換素子
に対して電荷転送素子の複数単位を配置することにより
、画素ピッチが大きい場合にも電荷転送素子の電極長を
短くし、高転送効率で高速度の動作を可能とする。
に対して電荷転送素子の複数単位を配置することにより
、画素ピッチが大きい場合にも電荷転送素子の電極長を
短くし、高転送効率で高速度の動作を可能とする。
すなわち１画素の光電変換素子に対して電荷転送素子の
ｎ単位を配置すれば、電荷転送素子の電極長しは同一相
数で従来の１／ｎとなる。この電荷転送素子の転送周波
数を従来のｎ倍とすれば電荷転送素子内の所要転送時間
は等しく、先に述べた如＜ ｅｘｐ（−１／Ｌ”）に比
例する残留電荷は減少する。
ｎ単位を配置すれば、電荷転送素子の電極長しは同一相
数で従来の１／ｎとなる。この電荷転送素子の転送周波
数を従来のｎ倍とすれば電荷転送素子内の所要転送時間
は等しく、先に述べた如＜ ｅｘｐ（−１／Ｌ”）に比
例する残留電荷は減少する。
従って、同一の所要転送時間で転送効率が向上し残留電
荷の影響が改善された優れた画像が得られ、或いは更に
動作速度を高めることが可能となる。
荷の影響が改善された優れた画像が得られ、或いは更に
動作速度を高めることが可能となる。
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
第１図は本発明による固体撮像装置の実施例について、
その光電変換素子、電荷転送素子及び電荷検出回路の構
成を示す模式図である。
その光電変換素子、電荷転送素子及び電荷検出回路の構
成を示す模式図である。
本実施例では１画素にＣＣ０２単位を対応させており、
同図において、１１は１画素領域に配設された光電変換
素子、１２はトランスファーゲート、１３ａ、乃至１３
ｂ４はＣＣＤの転送電極であり、１３ａ＋、１３ａ２．
１３ａ ３ミ１３ａ、で４相ＣＣＤの１単位、１３ｂ＋
、１３ｂｚ、１３ｂ３．１３ｂ４でこれに隣接する１単
位を構成し、この２単位のＣＣＤに１画素領域の光電変
換素子１１から信号電荷が転送される。
同図において、１１は１画素領域に配設された光電変換
素子、１２はトランスファーゲート、１３ａ、乃至１３
ｂ４はＣＣＤの転送電極であり、１３ａ＋、１３ａ２．
１３ａ ３ミ１３ａ、で４相ＣＣＤの１単位、１３ｂ＋
、１３ｂｚ、１３ｂ３．１３ｂ４でこれに隣接する１単
位を構成し、この２単位のＣＣＤに１画素領域の光電変
換素子１１から信号電荷が転送される。
信号電荷の転送が例えば転送電極１３ａｚ及び１３ｂ２
下のポテンシャル井戸に行われたとき、転送電極１３ｂ
２下のポテンシャル井戸の信号電荷は→１３ｂ３→１３
ｂ４→−と順次転送され、転送電極１３ａ２下のポテン
シャル井戸の信号電荷は→１３ａｓ→１３ａ＃→１３ｂ
＋→１３ｂｚ−１３ｂ３−１３ｂ４−一と前記電荷の後
を追って転送されて、ＣＣＤの出力ゲート１４からｒ型
浮遊領域１５に順次入力される。
下のポテンシャル井戸に行われたとき、転送電極１３ｂ
２下のポテンシャル井戸の信号電荷は→１３ｂ３→１３
ｂ４→−と順次転送され、転送電極１３ａ２下のポテン
シャル井戸の信号電荷は→１３ａｓ→１３ａ＃→１３ｂ
＋→１３ｂｚ−１３ｂ３−１３ｂ４−一と前記電荷の後
を追って転送されて、ＣＣＤの出力ゲート１４からｒ型
浮遊領域１５に順次入力される。
本実施例ではリッセトパルスの周波数を電荷転送素子の
転送周波数のＡとし、ヤ型浮遊領域工５で同一画素の信
号電荷を合計して検出している。この検出方式では固体
撮像装置の電荷検出以降の構成は従来と同様でよい。
転送周波数のＡとし、ヤ型浮遊領域工５で同一画素の信
号電荷を合計して検出している。この検出方式では固体
撮像装置の電荷検出以降の構成は従来と同様でよい。
またリッセトパルスの周波数を電荷転送、素子の転送周
波数に等しくし、電荷検出後に１画素分を合計する演算
を行う方式も可能である。この方式によれば、１型浮遊
領域１５、ヤ型ドレイン領域１７等の面積、容量等を減
少することができる。
波数に等しくし、電荷検出後に１画素分を合計する演算
を行う方式も可能である。この方式によれば、１型浮遊
領域１５、ヤ型ドレイン領域１７等の面積、容量等を減
少することができる。
以上説明した如く本発明による固体撮像装置では・画素
ピッチが大きい場合にも電荷転送素子の電極長を短縮し
電荷の拡散に要する時間を低減して、電荷転送効率、或
いは動作周波数を高めることが可能となり、その画像を
改善する効果が得られる。
ピッチが大きい場合にも電荷転送素子の電極長を短縮し
電荷の拡散に要する時間を低減して、電荷転送効率、或
いは動作周波数を高めることが可能となり、その画像を
改善する効果が得られる。
第１図は本発明の実施例の構成を示す模式図、第２図は
従来例を示す模式図である。 図において、 １１は１画素領域に配設された光電変換素子、１２はト
ランスファーゲート、 １３ａ＋乃至１３ａ４．１３ｂ、乃至１３ｂ４はＣＣＤ
のそれぞれ１単位の転送電極、 １４はＣＣＤの出力ゲート、 １５はげ型浮遊領域、 １６はリセットゲート・ １７は♂型ドレイン領域・ １８ハ電界効果トランジスタを示す。
従来例を示す模式図である。 図において、 １１は１画素領域に配設された光電変換素子、１２はト
ランスファーゲート、 １３ａ＋乃至１３ａ４．１３ｂ、乃至１３ｂ４はＣＣＤ
のそれぞれ１単位の転送電極、 １４はＣＣＤの出力ゲート、 １５はげ型浮遊領域、 １６はリセットゲート・ １７は♂型ドレイン領域・ １８ハ電界効果トランジスタを示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）１画素の光電変換素子に対して電荷転送素子の複数
単位が配置され、 該１画素の光電変換素子の信号電荷が該複数単位の電荷
転送素子の各単位に同時に転送されることを特徴とする
固体撮像装置。 ２）前記電荷を検出する周期が、前記電荷転送素子の転
送周期の前記複数倍であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の固体撮像装置。 ３）前記電荷を検出する周期が、前記電荷転送素子の転
送周期に等しいことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60131038A JPS61288465A (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60131038A JPS61288465A (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61288465A true JPS61288465A (ja) | 1986-12-18 |
Family
ID=15048568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60131038A Pending JPS61288465A (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61288465A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5585652A (en) * | 1994-10-25 | 1996-12-17 | Dalsa, Inc. | Method and apparatus for real-time background illumination subtraction |
-
1985
- 1985-06-17 JP JP60131038A patent/JPS61288465A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5585652A (en) * | 1994-10-25 | 1996-12-17 | Dalsa, Inc. | Method and apparatus for real-time background illumination subtraction |
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