JPH03117963A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH03117963A JPH03117963A JP1255939A JP25593989A JPH03117963A JP H03117963 A JPH03117963 A JP H03117963A JP 1255939 A JP1255939 A JP 1255939A JP 25593989 A JP25593989 A JP 25593989A JP H03117963 A JPH03117963 A JP H03117963A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- transfer
- section
- charge
- sensors
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、カメラの自動焦点検出装置（Ａｕｔ。
Ｆｏｃｕｓ ： ＡＦ）の受光素子等に適用される電荷
結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｌｅ
ｅ：ＣＣＤ）を用いた固体撮像装置に関する。
結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｌｅ
ｅ：ＣＣＤ）を用いた固体撮像装置に関する。
第３図は従来の固体撮像装置の概略図であり、同図に示
すように、基板上に直線状に配列されてそれぞれ画素を
形成する複数個の光電変換素子であるフォトダイオード
アレイからなる光電変換部１に光が入射すると、変換部
１の各フォトダイオードにより飽和しない程度の所定時
間の受光量に応じて電荷が発生され、蓄積部２により蓄
積時間に応じた電荷量として蓄積される。
すように、基板上に直線状に配列されてそれぞれ画素を
形成する複数個の光電変換素子であるフォトダイオード
アレイからなる光電変換部１に光が入射すると、変換部
１の各フォトダイオードにより飽和しない程度の所定時
間の受光量に応じて電荷が発生され、蓄積部２により蓄
積時間に応じた電荷量として蓄積される。
そして、蓄積部２に蓄積された各画素ごとの電荷量が同
時にＣＣＤ電荷転送部３に送られ、インプットダイオー
ド法のための高電圧印加端子４に転送駆動用の高電圧が
印加され、電荷転送部３から出力部５に一画素ごとの電
荷量が順次に転送され、出力部５により電荷電圧変換さ
れて電圧信号が出力端子６に出力される。
時にＣＣＤ電荷転送部３に送られ、インプットダイオー
ド法のための高電圧印加端子４に転送駆動用の高電圧が
印加され、電荷転送部３から出力部５に一画素ごとの電
荷量が順次に転送され、出力部５により電荷電圧変換さ
れて電圧信号が出力端子６に出力される。
ところで、出力部５は例えば第４図に示すように構成さ
れ、転送部３の転送ゲート７からの電荷が出力ゲート８
を介して浮遊拡散層９に注入され、浮遊拡散層９の電位
変化がソースフォロワ出力部１−０により検出され、ソ
ースフォロワ出力部１０から電荷電圧変換された電圧信
号が増幅出力される。
れ、転送部３の転送ゲート７からの電荷が出力ゲート８
を介して浮遊拡散層９に注入され、浮遊拡散層９の電位
変化がソースフォロワ出力部１−０により検出され、ソ
ースフォロワ出力部１０から電荷電圧変換された電圧信
号が増幅出力される。
また、出力される電圧信号を基阜レベルからの電圧とす
るために、一画素分の電荷量の転送が終丁するごとにリ
セットゲート１１にリセットパルスが与えられ、浮遊拡
散層９がドレイン１２の電圧にリセットされる。
るために、一画素分の電荷量の転送が終丁するごとにリ
セットゲート１１にリセットパルスが与えられ、浮遊拡
散層９がドレイン１２の電圧にリセットされる。
ここで、第４図中のＳＢは基板、Ｃは容量、ＴはＦ Ｅ
Ｔ １Ｖ ｃｃは電源端子であり、浮遊拡散層９及び
ソースフォロワ出力部１０によりフローティングデイフ
ュージョンアンプが構成される。
Ｔ １Ｖ ｃｃは電源端子であり、浮遊拡散層９及び
ソースフォロワ出力部１０によりフローティングデイフ
ュージョンアンプが構成される。
以上説明したように、従来の固体撮像装置では、画素数
が多いと電荷転送時に電荷が欠陥等により捕獲される割
合が高く、この割合が画素数の増加に伴って高くなるた
め、各画素の本来の電圧信号が減衰して転送効率が低下
するという問題点かあった。
が多いと電荷転送時に電荷が欠陥等により捕獲される割
合が高く、この割合が画素数の増加に伴って高くなるた
め、各画素の本来の電圧信号が減衰して転送効率が低下
するという問題点かあった。
また、リセットゲート１１によるリセットの際、リセッ
トゲート１１のゲート容量の影響で出力端子６への出力
信号は、第５図に示すようにリセットノイズＮが重畳し
た波形となり、ダイナミックレンジが狭くなり、しかも
後段の信号処理回路による信号処理が困難になるという
問題点もあった。
トゲート１１のゲート容量の影響で出力端子６への出力
信号は、第５図に示すようにリセットノイズＮが重畳し
た波形となり、ダイナミックレンジが狭くなり、しかも
後段の信号処理回路による信号処理が困難になるという
問題点もあった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、信号の減衰を防止して転送効率の向上を図り
、リセットノイズを除去できるようにすることを目的と
する。
たもので、信号の減衰を防止して転送効率の向上を図り
、リセットノイズを除去できるようにすることを目的と
する。
この発明に係る固体撮像装置は、基板上に配列されてそ
れぞれ画素を形成し受光量に応じた電荷を発生する複数
個の光電変換素子からなる光電変換部と、前記変換部の
発生電荷を転送する電荷転送部と、前記転送部から転送
される電荷量に応した信号を出力する出力部とによりそ
れぞれ構成された第１及び第２撮像センサを設け、前記
両センサの出力信号を交互に出力端子に出力する切換手
段を設けたことを特徴とするものである。
れぞれ画素を形成し受光量に応じた電荷を発生する複数
個の光電変換素子からなる光電変換部と、前記変換部の
発生電荷を転送する電荷転送部と、前記転送部から転送
される電荷量に応した信号を出力する出力部とによりそ
れぞれ構成された第１及び第２撮像センサを設け、前記
両センサの出力信号を交互に出力端子に出力する切換手
段を設けたことを特徴とするものである。
この発明においては、画素の総数が同じであれば、両撮
像センサの光電変換部の画素数はそれぞれ従来よりも減
少し、画素数の低減により、転送の際に発生電荷が欠陥
等により捕獲される割合が従来よりも減少するため、転
送効率の向上が図れる。
像センサの光電変換部の画素数はそれぞれ従来よりも減
少し、画素数の低減により、転送の際に発生電荷が欠陥
等により捕獲される割合が従来よりも減少するため、転
送効率の向上が図れる。
また、両撮像センサの出力信号を切換手段により交互に
出力端子に出力するため、切換手段により両撮像センサ
において生じるリセットノイズの出力が防止される。
出力端子に出力するため、切換手段により両撮像センサ
において生じるリセットノイズの出力が防止される。
第１図はこの発明による固体撮像装置の一実施例を示す
概略図であり、第３図の光電変換部１゜蓄積部２．電荷
転送部３それぞれの画素数の１／２の光電変換部１ａ、
蓄積部２ａ、電荷転送部３ａと、出力部５と同様の出力
部５ａとからなる第１撮像センサＡが設けられるととも
に、同様に光電変換部１ｂ、蓄積部２ｂ、電荷転送部３
ｂ及び出力部５ｂとからなり、第１撮像センサＡと対称
な構成を有する第２撮像センサＢが設けられている。
概略図であり、第３図の光電変換部１゜蓄積部２．電荷
転送部３それぞれの画素数の１／２の光電変換部１ａ、
蓄積部２ａ、電荷転送部３ａと、出力部５と同様の出力
部５ａとからなる第１撮像センサＡが設けられるととも
に、同様に光電変換部１ｂ、蓄積部２ｂ、電荷転送部３
ｂ及び出力部５ｂとからなり、第１撮像センサＡと対称
な構成を有する第２撮像センサＢが設けられている。
さらに、両センサＡ、Ｂの電荷転送部３ａ、３ｂには共
通の高電圧印加端子４を介して転送駆動用の高電圧が印
加され、切換手段としての切換スイッチ１３の切換端子
１３ａ、１３１）それぞれを介して出力部５ａ、５ｂの
出力信号が出力端子１４に出力される。
通の高電圧印加端子４を介して転送駆動用の高電圧が印
加され、切換手段としての切換スイッチ１３の切換端子
１３ａ、１３１）それぞれを介して出力部５ａ、５ｂの
出力信号が出力端子１４に出力される。
そして、両センサＡ、Ｂの基本的な動作は第３図と同様
であり、両度換部１ａ、ｌｂそれぞれにより受光量に応
じて電荷が発生され、両蓄積部２ａ、２ｂそれぞれによ
り蓄積時間に応じた電荷量として蓄積され、両蓄積部２
ａ、２ｂに蓄積された各画素ごとの電荷量が両転送部３
ａ、３ｂにそれぞれ送られ、両転送部３ａ、３ｂそれぞ
れから１画素ごとの電荷量が出力部５ａ、５ｂに順次に
転送され、出力部５ａ、５ｂのフローティングデイフュ
ージョンアンプによって電荷電圧変換され、各画素の電
荷量に応じた電圧信号が出力される。
であり、両度換部１ａ、ｌｂそれぞれにより受光量に応
じて電荷が発生され、両蓄積部２ａ、２ｂそれぞれによ
り蓄積時間に応じた電荷量として蓄積され、両蓄積部２
ａ、２ｂに蓄積された各画素ごとの電荷量が両転送部３
ａ、３ｂにそれぞれ送られ、両転送部３ａ、３ｂそれぞ
れから１画素ごとの電荷量が出力部５ａ、５ｂに順次に
転送され、出力部５ａ、５ｂのフローティングデイフュ
ージョンアンプによって電荷電圧変換され、各画素の電
荷量に応じた電圧信号が出力される。
ところで、両センサＡ、Ｂの転送部３ａ、３ｂはともに
φとφの２相のクロックパルスで駆動され、例えばφの
クロックのタイミングで、蓄積部２ａに蓄積された各画
素ごとの電荷量が転送部３ａから出力部５ａに順次転送
され、出力部５ａから電圧信号が出力され、φのクロッ
クのタイミングで、蓄積部２ｂに蓄積された各画素ごと
の電荷量が転送部３ｂから出力部５ｂに順次転送され、
出力部５ｂから電圧信号が出力されるとともに、φ、１
のクロックタイミングで切換スイッチ１３が切換端子１
３ａ、１３ｂ側にそれぞれ切換えられるようになってお
り、これによって出力部５ａ。
φとφの２相のクロックパルスで駆動され、例えばφの
クロックのタイミングで、蓄積部２ａに蓄積された各画
素ごとの電荷量が転送部３ａから出力部５ａに順次転送
され、出力部５ａから電圧信号が出力され、φのクロッ
クのタイミングで、蓄積部２ｂに蓄積された各画素ごと
の電荷量が転送部３ｂから出力部５ｂに順次転送され、
出力部５ｂから電圧信号が出力されるとともに、φ、１
のクロックタイミングで切換スイッチ１３が切換端子１
３ａ、１３ｂ側にそれぞれ切換えられるようになってお
り、これによって出力部５ａ。
５ｂの出力信号が交互に出力端子１４に出力される。
このとき、φ、φのクロックのタイミングでそれぞれセ
ンサＡ、Ｂから信号を出力させる手段は種々考えられ、
−例として一方のセンサの電荷転送部に、第４図で示し
た転送ゲート７を一段付加することが挙げられる。
ンサＡ、Ｂから信号を出力させる手段は種々考えられ、
−例として一方のセンサの電荷転送部に、第４図で示し
た転送ゲート７を一段付加することが挙げられる。
そして、変換部１ａ、ｌｂの画素数をそれぞれｎとし、
変換部１ａの画素をそれぞれ第１．第２゜・・・１第ｎ
画素とし、変換部１ｂの画素をそれぞれ第（ｎ＋１）、
第（ｎ＋２）、・・・、第２０画素とすると、第２図（
ａ）に示すように、センサＡの出力部５ａからφのクロ
ックのタイミングで第１゜第２．・・・、−第（ｎ−１
）、第ｎ画素に対応する電圧信号が順次に出力され、同
図（ｂ）に示すように、センサＢの出力部５ｂからφの
クロックのタイミングで第２ｎ、第（２ｎ−１）、・・
・１第（ｎ＋２）第（ｎ＋１）画素に対応する電圧信号
が順次に出力される。
変換部１ａの画素をそれぞれ第１．第２゜・・・１第ｎ
画素とし、変換部１ｂの画素をそれぞれ第（ｎ＋１）、
第（ｎ＋２）、・・・、第２０画素とすると、第２図（
ａ）に示すように、センサＡの出力部５ａからφのクロ
ックのタイミングで第１゜第２．・・・、−第（ｎ−１
）、第ｎ画素に対応する電圧信号が順次に出力され、同
図（ｂ）に示すように、センサＢの出力部５ｂからφの
クロックのタイミングで第２ｎ、第（２ｎ−１）、・・
・１第（ｎ＋２）第（ｎ＋１）画素に対応する電圧信号
が順次に出力される。
従って、両出力部５ａ、５ｂの出力信号には従来と同様
にリセットノイズが含まれているが、切換スイッチ１３
の切換えによって、両出力部５ａ５ｂの出力信号のうち
リセット期間の信号は出力されず、各画素ごとの本来の
電圧信号のみが出力されるため、切換スイッチ１３の切
換えにより、第２図（ｃ）に示すように、第１．第２ｎ
、第２゜第（２ｎ−１）、・・・、第（ｎ−１）、第（
ｎ＋２）第ｎ、第（ｎ＋１）画素に対応する電圧信号が
出力端子１４に出力され、リセットノイズの含まれない
信号が得られる。
にリセットノイズが含まれているが、切換スイッチ１３
の切換えによって、両出力部５ａ５ｂの出力信号のうち
リセット期間の信号は出力されず、各画素ごとの本来の
電圧信号のみが出力されるため、切換スイッチ１３の切
換えにより、第２図（ｃ）に示すように、第１．第２ｎ
、第２゜第（２ｎ−１）、・・・、第（ｎ−１）、第（
ｎ＋２）第ｎ、第（ｎ＋１）画素に対応する電圧信号が
出力端子１４に出力され、リセットノイズの含まれない
信号が得られる。
ところで、出力端子１４からの出力信号は、前記したよ
うに第１〜第２０画素の順番では出力されないため、出
力端子１４の後段に設けたバッファメモリ等に一旦信号
を蓄えておき、これを並び換えて画素順に出力するよう
にすれば、第１〜第２０画素の順番通りの信号が得られ
る。
うに第１〜第２０画素の順番では出力されないため、出
力端子１４の後段に設けたバッファメモリ等に一旦信号
を蓄えておき、これを並び換えて画素順に出力するよう
にすれば、第１〜第２０画素の順番通りの信号が得られ
る。
また、従来の画素の総数を２０とすると、両センサＡ、
Ｂの画素数はそれぞれ従来の１／２となるため、転送の
際、発生した電荷が欠陥等により捕獲される割合が従来
よりも減少する。
Ｂの画素数はそれぞれ従来の１／２となるため、転送の
際、発生した電荷が欠陥等により捕獲される割合が従来
よりも減少する。
なお、上記実施例では、２相のクロックパルスで転送駆
動する場合について説明したが、３相駆動であ−てもこ
の発明を同様に実施することができる。
動する場合について説明したが、３相駆動であ−てもこ
の発明を同様に実施することができる。
また、切換手段として、上記実施例では切換スイッチ１
３を用いたが、特にこれに限られるものでないのは言う
までもない。
３を用いたが、特にこれに限られるものでないのは言う
までもない。
さらに、蓄積部２ａ、２ｂがない場合であっても、この
発明を適用することができる。
発明を適用することができる。
また、上記実施例はいわゆる１次元のラインセンサに適
用した例であるが、２次元のイメージセンサにも適用す
ることも可能である。
用した例であるが、２次元のイメージセンサにも適用す
ることも可能である。
以上のように、この発明によれば、画素の総数を従来と
同じとすると、両撮像センサの光電変換部の画素数をそ
れぞれ従来よりも低減できるため、欠陥等による電荷の
捕獲の割合を従来よりも低減することが可能になり、転
送効率の向上を図ることができる。
同じとすると、両撮像センサの光電変換部の画素数をそ
れぞれ従来よりも低減できるため、欠陥等による電荷の
捕獲の割合を従来よりも低減することが可能になり、転
送効率の向上を図ることができる。
また、両撮像センサの出力信号を切換手段によって交互
に出力端子に出力するため、リセットノイズを含まない
信号を得ることができ、ダイナミックレンジの拡大を図
ることが可能となる。
に出力端子に出力するため、リセットノイズを含まない
信号を得ることができ、ダイナミックレンジの拡大を図
ることが可能となる。
第１図はこの発明による固体撮像装置の一実施例の概略
図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は第１図の動作説明用の信号
波形図、第３図は従来の固体撮像装置の概略図、第４図
は第３図の一部の概略図、第５図は第３図の出力信号の
波形図である。 図において、ｌａ、ｌｂは光電変換部、３ａ。 ３ｂは電荷転送部、５ａ、５ｂは出力部、Ａ、 Ｂは
第１．第２撮像センサ、１３は切換スイッチ、１４は出
力端子である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は第１図の動作説明用の信号
波形図、第３図は従来の固体撮像装置の概略図、第４図
は第３図の一部の概略図、第５図は第３図の出力信号の
波形図である。 図において、ｌａ、ｌｂは光電変換部、３ａ。 ３ｂは電荷転送部、５ａ、５ｂは出力部、Ａ、 Ｂは
第１．第２撮像センサ、１３は切換スイッチ、１４は出
力端子である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）基板上に配列されてそれぞれ画素を形成し受光量
に応じた電荷を発生する複数個の光電変換素子からなる
光電変換部と、前記変換部の発生電荷を転送する電荷転
送部と、前記転送部から転送される電荷量に応じた信号
を出力する出力部とによりそれぞれ構成された第１及び
第２撮像センサを設け、 前記両センサの出力信号を交互に出力端子に出力する切
換手段を設けたことを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1255939A JPH03117963A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1255939A JPH03117963A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03117963A true JPH03117963A (ja) | 1991-05-20 |
Family
ID=17285673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1255939A Pending JPH03117963A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03117963A (ja) |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP1255939A patent/JPH03117963A/ja active Pending
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