JPH06121238A - Ccd映像素子 - Google Patents
Ccd映像素子Info
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- JPH06121238A JPH06121238A JP3292049A JP29204991A JPH06121238A JP H06121238 A JPH06121238 A JP H06121238A JP 3292049 A JP3292049 A JP 3292049A JP 29204991 A JP29204991 A JP 29204991A JP H06121238 A JPH06121238 A JP H06121238A
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
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Abstract
素子を提供すること。 【構成】 少ない数のクロック信号によって駆動するた
めのCCD映像素子の構成の複数の光検出器と;光検出
器の水平ライン間にZ字形(Zig−Zag)形状に、
一体に形成された水平信号電送領域と;水平信号電送領
域の出力信号を一時貯蔵した後リセットさせるための信
号処理領域と;信号処理領域で一時貯蔵される信号電荷
の状態を監視して所定増幅度で増幅するための感知増幅
器とを有する。このようなCCD映像素子は、少ない数
のクロック信号の使用によって周辺装置が簡易化され、
かつCCD映像素子を利用するシステム製作の時コスト
が節減できる。
Description
し、特に、インターライントランスファー方式のCCD
映像素子に関する。
式としては、フレームトランスファー方式、インターラ
イントランスファー方式およびフレーム−インターライ
ントランスファー方式等の3種類がある。
映像素子は、平面が全部光検出素子で形成され、光検出
素子の下方に信号電送領域が形成される。したがって、
放送装備のような高解像度で利用するシステム、または
軍事装備のような非インターレース走査方式のシステム
に適用される。
CCD映像素子は、平面に光検出素子と信号電送領域と
が1:1の対応で形成される。したがって、前記放送装
備および軍事装備のような高解像度を必要しない家庭用
システムに適用され、特にインターレース走査方式のテ
レビ受像器またはエンコーダ等に適用される。
(High DefinitionTelevisio
n)のように、約100万個のピクセル(Pixel)
を要する家電製品にも適用できる。一般にインターライ
ントランスファー方式のCCD映像素子が使用されるV
CR(Video Cassette Recorde
r)の場合には、約25万個のピクセル(VHS用テー
プ)または約38万個のピクセル(スーパVHS用テー
プ)が要求される。
のCCD映像素子を図1ないし図7を参照して説明す
る。以下、ホトダイオード1が配列された奇数番目の水
平ラインを奇数水平ラインといい、偶数番目の水平ライ
ンを偶数水平ラインという。図1は従来のインターライ
ントランスファー方式のCCD映像素子の構成図を示す
ものであり、1つのホトダイオード1が1つのVCCD
領域(Vertical Charge Couple
d Device Region)に対応して連続連結
され、各ホトダイオード1は、出力される映像信号電荷
が一方向にのみVCCD領域2に移動されるようにVC
CD領域2に連結され、各VCCD領域2は各ホトダイ
オード1から移動された映像信号電荷を、第1ないし第
4VCCDクロック信号Vφ1−Vφ4によって4フェー
ズクロッキング動作して同時にHCCD領域(Hori
zontal Charge Couppled De
vice Region)に伝達するようにHCCD領
域3に連結したものである。HCCD領域3の出力側に
は出力ゲート4、浮遊拡散領域5、リセットドレイン7
等を順次連結し、浮遊拡散領域5には感知増幅器8を連
結したものである。
概略図を示したものであり、各VCCD領域2とホトダ
イオード1との間には、チャネルストップ領域9を形成
し、第1VCCDクロック信号及び第2VCCDクロッ
ク信号Vφ1−Vφ2が印加される奇数ゲート電極10
が、奇数水平ラインの上に配列されたホトダイオード1
の各トランスファーゲート11に連結されるように、V
CCD領域2、チャネルストップ領域9の上方に形成
し、第3VCCDクロック信号第4VCCDクロック信
号Vφ3−Vφ4が印加される偶数ゲート電極12が偶数
水平ラインの上に配列されたホトダイオード1の各トラ
ンスファーゲート13に連結されるようにチャネルスト
ップ領域9とVCCD領域2、ホトダイオード1の上方
に形成したものである。
電極12は同一の形態として所望するだけ連続的に反復
形成でき、かつ、これらの奇数ゲート電極10および偶
数ゲート電極12は図示しないが、絶縁物質を介して相
互電気的に隔離されている。また、各トランスファーゲ
ート11,13と各奇数ゲート電極10、偶数ゲート電
極12の物質としてはポリシリコンが使用される。
ンのホトダイオード1の下方に形成され、第2VCCD
クロック信号Vφ2 が印加する第1奇数ゲート電極10
aと、奇数水平ラインのホトダイオード1の上方に形成
され、第1VCCDクロック信号Vφ1 が印加され各水
平ラインに形成されたホトダイオード1の各トランスフ
ァーゲート11に連結される第2奇数ゲート電極10b
とからなる。偶数ゲート電極12は、偶数水平ラインの
ホトダイオード1の下方に形成され、第4VCCDクロ
ック信号Vφ4 が印加する第1偶数ゲート電極12a
と、偶数水平ラインのホトダイオード1の下方に形成さ
れ第3VCCDクロック信号Vφ3 が印加し偶数水平ラ
インに形成されたホトダイオード1のトランスファーゲ
ート13に連結される第2偶数ゲート電極12bと構成
されたものである。
号Vφ1−Vφ4は、偶数フィールド(Even Fie
ld)および奇数ドフィールド(Odd Field)
の2フィールドとからなり、VCCD領域2のクロッキ
ング動作に対しては後述する。
したものであり、n型基板14の上にp型ウェル15が
形成され、偶数水平ラインに形成されたn型ホトダイオ
ード1とn型VCCD領域2とがチャネルストップ領域
9を介して所定間隔をおいて連結されたものが連続配列
されている。前記ホトダイオード1と各VCCD領域2
との間の上方にはこれらを相互連結するためのトランス
ファーゲート13が形成され各VCCD領域2の表面の
上方には、第3VCCDクロック信号Vφ3 が印加する
第2偶数ゲート電極12bが偶数水平ラインのホトダイ
オード1の各トランスファーゲート13に連結されるよ
うに形成してある。ここで、p型ウエル15は、オーバ
ーフロードレイン(Over Flow Drain−
OFD−)の電圧制御のためのシャロー(Shallo
w)p型ウエル15aとディープ(Deep)p型ウエ
ル15bとの2種類で形成される。各ホトダイオード1
の表面には、通常的に初期バイアスを印加するためのp
+型薄膜16が形成され前記チャネルストップ領域9の
下方の記載の文字p+ はp+ 型のチャネルストップイオ
ンを示すものである。
で、図3と同一であり、n型基板14上にp型ウエル1
5が形成され偶数水平ラインのn型ホトダイオード1、
n型VCCD領域2がチャネル領域9を介して所定の間
隔をおいて連結される形態が連続配列され、各VCCD
領域2の表面上方には第4VCCDクロック信号Vφ4
が印加する第1偶数ゲート電極12aが形成されたもの
である。また、図3と同様に、ホトダイオード1の表面
には通常のp+ 型薄膜16が形成され前記チャネルスト
ップ領域9の下方記載の文字p+ は、p+ 型チャネルス
トップイオンを示したものであり、p型ウエル15は,
OFD電圧調節のためのシャロー(Shallow)p
型ウエル15aおよびディープ(Deep)p型ウエル
15とからなる。したがって、奇数水平ラインに形成さ
れたホトダイオード1のトランスファーゲート11は、
第2奇数ゲート電極10bに印加される第1VCCDク
ロック信号Vφ1 によりのみ駆動され偶数水平ラインに
形成されたホトダイオード1のトランスファーゲート1
3は、第2偶数ゲート電極12bに印加する第3VCC
Dクロック信号Vφ3 によりのみ駆動される。
2VCCDクロック信号Vφ2 と、第2偶数ゲート電極
12bに印加される第4VCCDクロック信号Vφ4
は、単に各奇数水平ラインおよび偶数水平ラインに形成
されたホトダイオード1から電送される映像信号電荷
を、HCCD(Horizontal Charge
Coupled Device)領域3側に移動する役
割のみを行う。
像素子の動作を説明する。図5は第1ないし第4VCC
Dクロック信号Vφ1−Vφ4の4フェーズクロッキング
のためのタイミング図を示したものであり、各クロック
信号は偶数フィールドと奇数ドフィールドとの2フィー
ルドと構成される。図5中、奇数ドフィールドで、第2
奇数ゲート電極10bに印加される第1VCCDクロッ
ク信号Vφ1 には、ハイレベル状態15Vのトランスフ
ァーゲート駆動電圧V1 が含まれている。偶数フィール
ドで、第2偶数ゲート電極12bに印加される第3VC
CDクロック信号Vφ3 にはハイレベル状態15Vのト
ランスファーゲート駆動電圧V2が含まれている。
いし第4VCCDクロック信号Vφ1 −Vφ4 が同時印
加すると、各奇数水平ラインに形成されたホトダイオー
ド1の各トランスファーゲート11は、第1VCCDク
ロック信号Vφ1 に含まれたトランスファーゲート駆動
電圧V1 によりオンされる。したがってホトダイオード
1から生成された映像信号電荷は、VCCD領域2に移
動されVCCDクロッキング動作によりHCCD領域3
の側へ移動される、HCCD領域3に到達した映像信号
電荷は、HCCDクロック信号Hφ1 ,Hφ2 によって
出力ゲート4まで移動される。HCCD領域3から出力
した映像信号電荷の処理説明は以後詳細に説明する。こ
こで、図6は図5の単位区間Kにおいての第1ないし第
4VCCDクロック信号Vφ1−Vφ4として印加するパ
ルスの波形図を示したものである。
ってホトダイオード1から電送された映像信号電荷は、
HCCD領域3の側に垂直方向に移動される。このと
き、奇数水平ラインの下方に形成された第1奇数ゲート
電極10aを介して印加する第2VCCDクロック信号
Vφ2 は、前記第1VCCDクロック信号Vφ1 によっ
て奇数水平ラインのホトダイオード1から電送される映
像信号電荷を前記第1VCCDクロック信号Vφ1 と共
にHCCD領域3の側に移動させる役割のみを行う。つ
いで図5の偶数フィールドで第1ないし第4VCCDク
ロック信号Vφ1 −Vφ4 が同時に印加すると第3VC
CDクロック信号Vφ3 に含まれたトランスファーゲー
トの駆動電圧V2 によって各偶数水平ラインに形成され
たホトダイオード1のトランスファーゲート12がオン
される。
ド1から生成した映像信号電荷は、奇数フィールドの場
合と同一に図6のようなクロッキング動作によってHC
CD領域3に向けて垂直方向に移動する。このとき、偶
数水平ラインの下方に形成される第1偶数ゲート電極1
2aを介して印加する第4VCCDクロック信号Vφ4
は、前記第3VCCDクロック信号Vφ3 と共に前記第
3VCCDクロック信号Vφ3 により偶数水平ラインの
ホトダイオード1から電送される映像信号電荷をHCC
D領域3へ電送する役割を行う。
を使用すれば、2フェーズクロック信号のみを使用する
場合(すなわち、第1VCCDクロック信号Vφ1 およ
び第3VCCDクロック信号Vφ3 )より多くの映像信
号電荷量を電送できる。上記の動作説明によれば、図5
のような第1ないし第4VCCDクロック信号Vφ1−
Vφ4によってまず奇数水平ラインに配列したホトダイ
オード1の映像信号電荷が、VCCD領域2およびHC
CD領域3を介して書面に順次走査され、ついで偶数水
平ラインに配列したホトダイオード1の映像信号電荷が
VCCD領域2およびHCCD領域3を介して書面に順
次走査される。
ターレース走査方式という。図1に示すように、奇数水
平ラインに配列されたホトダイオード1の映像信号電荷
をS1 とし、偶数水平ラインに配列したホトダイオード
1の映像信号電荷をS2 とする場合、前記映像信号電荷
S1,S2によりディスプレーされる各ピクセル(Pix
el)で構成される1画面又は1フレームの状態を図7
のように示すことができる。
点が発生する。図1に示したインターライントランスフ
ァー方式のCCD映像素子は、4個のVCCDクロック
信号Vφ1−Vφ4 と、2個のHCCD領域クロック信
号Hφ1,Hφ2 および1個のクロック信号rφ1 等、
総7個クロック信号を必要とする。したがってインター
ライントランスファー方式のCCD映像素子を利用した
システムは、この全てのクロック信号を作るための信号
生成機と多数の周辺機器とが使用されるために、製造コ
ストが高くなり、複雑となる。したがって、インターラ
イントランスファー方式のCCD映像素子は、比較的に
高解像度を要するシステムに使用される。しかし、おも
ちゃセットまたはマシンビジョンシステムのように高解
像度を必要としない場合、あえて上記のインターライン
トランスファー方式のCCD映像素子を使用する必要は
ない。例えば、おもちゃセットの場合、形状認識の程度
の解像度を要する場合、マシンビジョンシステムの一種
であるロボトシステムの場合、物体の位置および方向程
度のみを認識できる解像度のみが必要とするためであ
る。
消する比較的低解像度を要するシステムに適合するよう
に少数のクロック信号によって駆動できるCCD映像素
子を提供することを目的とする。
めに本発明は、垂直および水平方向に相互間所定の間隔
を有しながら連続配列され、入射された光に相応する信
号電荷を生成する複数の光検出器;光検出器の水平ライ
ン間に、ジグザグ形状に連続して形成され、外部からの
クロック信号によって光検出器の信号電荷を一方向に電
送するための水平信号電送領域の出力側に形成され、か
つ外部クロック信号によって水平信号電送領域から出力
される信号電荷の流れ方向を選択的に反転させるための
方向切換領域;前記水平信号電送領域または方向切換領
域の出力信号を一時貯蔵した後リセットさせるための信
号処理領域;信号処理領域で一時貯蔵される信号電荷の
状態を所定増幅度で増幅するための感知増幅器;を含
む。
る。図8は、本発明のCCD映像素子の構成図で、相互
間に所定の間隔を設けて垂直および水平方向に連続配列
され、入力された光に相応する信号電荷を生成する複数
のn型ホトダイオード17と、n型ホトダイオード17
の水平ライン間にZ字形を有しながら連続した形状とさ
れ、2個のクロック信号Hφ1−Hφ2によってn型ホト
ダイオード17から入力される信号電荷を一方向に出力
側に電送するためのn型HCCD領域18と、n型ホト
ダイオード17の最終水平ラインの下方に、n型HCC
D領域18を介して形成され、n型HCCD領域18か
ら出力される信号電荷の流れ方向を1個のクロック信号
φsによって反射方向に切換させて出力させるためのn
型シフトレジスタ19と、n型HCCD領域18から出
力される信号電荷またはn型シフトレジスタ19から出
力される信号電荷を一時貯蔵した後、リセットさせるた
めの信号処理領域20と、信号処理領域20に一時貯蔵
される信号電荷の状態を感知し所定の増幅度で増幅する
ための感知増幅器21とで構成したものである。
れる信号電荷を一時貯蔵するための浮遊拡散領域20a
と、n型シフトレジスタ19とn型HCCD領域18と
から出力される信号電荷を各々浮遊拡散領域20aに伝
達するための第1,第2出力ゲート20b,20cと、
浮遊拡散領域20aに一時貯蔵された信号電荷をリセッ
トさせるためのクロック信号が印加されるリセットゲー
ト電極20eとで構成したものである。
数水平ラインに相応する領域100の拡大図で、各n型
ホトダイオード17にはn型HCCD領域18の上側に
形成された第1ゲート電極18aおよび第2ゲート電極
18bが順次連結されたことを示すものである。
奇数水平ラインに相応する領域200の拡大図である。
図9と同様であり、単に、第1ゲート電極18aと第2
ゲート電極18bとの位置が切り換えられているだけで
ある。
奇数水平ラインから偶数水平ラインに連結されるn型H
CCD領域18の上面に相応する領域300の拡大図
で、第1ゲート電極18aと第2ゲート電極18bとが
各々同数として構成されたことを示すものである。
最終水平ラインとn型シフトレジスタ19とn型HCC
D領域18の上面に相応する領域500の拡大図で、各
n型ホトダイオード17の出力側に、n型HCCD領域
18の第2ゲート電極18bとn型シフトレジスタ19
との第1ゲート電極19aと第2ゲート電極19bおよ
びn型シフトレジスタ19の下方に形成されたn型HC
CD領域18の第1ゲート電極18aが順次連結された
ことを示すものである。
は信号電荷の移動を容易とするための電位障壁を形成す
るN型障壁層25を示すものである。図14は図9およ
び図10のa−a′線断面図で、N型エピタキシャル層
(Epitaxial layer)22の上方にp型
ウエル(well)23が形成され、かつp型ウエル2
3の表面にn型ホトダイオード17とn型HCCD領域
18とが形成され、前記n型ホトダイオード17の出力
側から前記n型HCCD領域18までの上方には、n型
HCCD領域18の第2ゲート電極18bが形成され、
ピクセル(Pixel)以外の部分はn型HCCD領域
18および各n型ホトダイオード17と同一の厚さでp
型チャネルストップ層24を形成したものである。
面図で、図15とほぼ同一で、第2ゲート電極18bの
代わりにn型HCCD領域18の上方部位に第1ゲート
電極18aが形成されていることを示すものである。
エピタキシャル層22の上方にp型ウエル23が形成さ
れ、p型ウエル23上にn型HCCD領域18が形成さ
れ、n型HCCD領域18の上方には、第1ゲート電極
18aと第2ゲート電極18bとが相互に連結される形
態に形成され、n型HCCD領域18の表面中、第1ゲ
ート電極18aと第2ゲート電極18bとの左側に該当
する一つの部位に、電位障壁を形成するためのN- 型障
壁層25が形成されたものである。
14と同様で、第1ゲート電極18aと第2ゲート電極
18bとの位置が交換されていることを示すものであ
る。
電位輪郭(potential profiie)図
で、図23〜図27に示すクロック信号のタイミング図
によって信号電荷がn型ホトダイオード17からn型H
CCD領域18へ移動される状態を示すものである。
る。N型エピタキシャル層22の上方にp型ウエル23
が形成されている。このp型ウエル23上にはn型ホト
ダイオード17が、一体に形成されたn型HCCD領域
18およびn型シフトレジスタ19と所定の間隔を有し
ながら形成されている。n型ホトダイオード17の出力
側と一体に形成されたn型HCCD領域18およびn型
シフトレジスタ19の上方にはn型HCCD領域18の
第2ゲート電極18bおよびn型シフトレジスタ19の
第1ゲート電極19aおよびn型HCCD領域18の第
1ゲート電極18a等が順次形成されている。さらにn
型シフトレジスタ19の表面中、第1ゲート電極19a
の下方に該当される部位に電位障壁の形成のためのN-
型障壁層26が形成されている。
型エピタキシャル層22の上方にp型ウエル23が形成
され、p型ウエル23の表面上にはn型ホトダイオード
17とn型HCCD領域18とが所定間隔を有しながら
形成され、n型HCCD領域18の第1ゲート電極18
aおよび第2ゲート電極18bが図19のものと逆の位
置に形成されている。図19及び図20によれば、n型
シフトレジスタ19は第2ゲート電極18bの下方に形
成されたn型HCCD領域18にのみ連結され、第1ゲ
ート電極18aの下方に形成されたn型HCCD領域1
8とは連結されない構造であることをわかることができ
る。
位輪郭図で、図24に示すクロック信号タイミング図に
よりn型HCCD領域18から出力される信号電荷がn
型シフトレジスタ19を経由して電送されることを示し
ている。すなわち、図13および図21によれば、奇数
水平ラインのn型ホトダイオード17の信号電荷は、n
型HCCD領域18を介してそのまま出力されるが、偶
数水平ラインのn型ホトダイオード17の信号電荷は、
n型シフトレジスタ19を介して流れ方向が切り換えら
れた後、信号処理領域20へ電送されることを示してい
る。
輪郭図で、信号電荷が、第1出力ゲート20bまたは第
2出力ゲート20cを介して浮遊拡散領域20aに一時
貯蔵された後、リセット用クロック信号Rφによってリ
セットドレイン20dに抜け出すことを示している。こ
こで、n型HCCD領域18の第1ゲート電極18aと
第2ゲート電極18bおよびn型シフトレジスタ19の
第1ゲート電極19aと第2ゲート電極19bとは、ポ
リシリコンで形成した。
タイミング図を示すものである。図27はn型ホトダイ
オード17の奇数、または偶数水平ラインによるクロッ
ク信号のタイミング図を示すものである。図26によれ
ば、n型HCCD領域18の第2ゲート電極18bに印
加されるクロック信号Hφ2 に含まれた駆動電圧V1 に
より全体のn型ホトダイオード17からn型HCCD領
域18に電荷が移動されることを理解することができ
る。図27によれば、奇数水平ラインのn型ホトダイオ
ード17の信号電荷は、浮遊拡散領域20aに伝達さ
れ、偶数水平ラインのn型ホトダイオード17の信号電
荷は、シフト用クロック信号φsによってn型シフトレ
ジスタ19で流れの方向が反転された後、浮遊拡散領域
20aへ伝達されることを理解することができる。
りである。まず、映像に相応する光が、n型ホトダイオ
ード17に入射されるとn型ホトダイオード17はその
光に相応する信号電荷を生成する。これらの信号電荷
は、図18の電位輪郭図のように、第2ゲート電極18
bに印加するクロック信号Hφ2 の駆動電圧V1 によっ
てn型ホトダイオード17からn型HCCD領域18に
移動した後、クロック信号Hφ1 ,Hφ2 によってn型
HCCD領域18の出力側に移動する。
ンの端部に該当する位置に到達した信号電荷は、図1
1、図12のn型HCCD領域18の半円の部分に沿っ
て次の水平ラインに移動する。信号電荷がn型ホトダイ
オード17の最終水平ラインに達すると、この信号電荷
は図21に示した電位輪郭図のように、シフト用クロッ
ク信号φsが印加するn型シフトレジスタ19によって
流れ方向が反転された後、信号処理領域20の第1出力
ゲート20bを介して浮遊拡散領域20aに出力され、
またはそのまま第2出力ゲート20cを介して浮遊拡散
領域20aに出力される。
に、奇数水平ラインのn型ホトダイオード17から出力
する信号電荷は、左側方向に移動し偶数水平ラインのn
型ホトダイオード17からの信号電荷は、右側方向に移
動する。したがってn型HCCD領域18の出力側で
は、正確なディスプレーのために信号電荷の流れ方向を
一致させる必要がある。
型ホトダイオード17から出力する信号電荷は、シフト
用クロック信号φsが印加するn型シフトレジスタ19
により流れ方向が右方から左方に反転された後、第1出
力ゲート20bを介して出力され、奇数水平ラインのn
型ホトダイオード17から出力される信号電荷は、その
まま第2出力ゲート20cを介して出力される。
号タイミング図によれば、奇数水平ラインのn型ホトダ
イオード17から出力される信号電荷がn型HCCD領
域18出力側に達するときは、シフト用クロック信号φ
sはロー(Low)状態を保持して高い電位障壁を形成
して、その信号電荷を第2出力ゲート20cを介してそ
のまま出力するようにする。一方、偶数水平ラインのn
型ホトダイオード17から出力される信号がn型HCC
D領域18の出力側に達するときは、シフト用クロック
信号φsがハイ(High)状態を保持して電位障壁を
低下させるので、n型シフトレジスタ19によって信号
電荷の流れ方向が反転された後、第1出力ゲート20b
を介して浮遊拡散領域20aに出力されるようにする。
CD領域18に印加するクロック信号Hφ1,Hφ2が、
所定の直流レベルの状態を保持する水平帰線区間の間の
み、偶数水平ラインのn型ホトダイオード17から出力
する信号電荷がn型シフトレジスタ19に移動される。
結局、偶数及び奇数水平ラインに並べられたn型ホトダ
イオードからの信号電荷は、同時に第1出力ゲート20
bと第2出力ゲート20cとの双方を介して出力され
ず、これらの中どれか1つのみを介して出力され、出力
された信号電荷は浮遊拡散領域20aに集められる。浮
遊拡散領域20aに集められた信号電荷は、電位輪郭図
である図22のように一時貯蔵された後、リセットゲー
ト電極20eに印加するリセット用クロック信号Rφに
よってリセットドレイン20dに抜け出す。この時、感
知増幅器21は、浮遊拡散領域20aに一時貯蔵された
信号電荷の状態を感知してこれを所定の増幅度に増幅し
た後、出力する。
ーレース走査方式のシステムが適用されるので、図26
に示される駆動電圧V1 によりトランスファーゲートが
1フレームごとにオンとされる。ここで、トランスファ
ーゲートは図示しないが、n型HCCD領域18の第2
ゲート電極18b中、n型ホトダイオード17とn型H
CCD領域18との間の、p型ウエル23領域の上方部
位に該当する部分をいう。
−Vφ4と、2個のHCCD領域クロック信号Hφ1,H
φ2と、1個のクロック信号rφ等7個のクロック信号
を必要とするインターライントランスファー方式のCC
D映像素子に比べて、2個のHCCD領域クロック信号
Hφ1,Hφ2と1個のシフト用クロック信号φs及び1
個のリセット用クロック信号Rφ等4個のクロック信号
のみを使用するのでCCD映像素子の構造およびクロッ
キング方法が簡単になる。したがって、CCD映像素子
の駆動のための周辺装置が簡易化され、かつCCD映像
素子を利用するシステム製作の時コストが節減できる。
本発明によるCCD映像素子は、大衆普及型であるCC
Dカメラと電話回線の使用によって多いピクセルを利用
できないビデオホン(Video Phone)と、お
もちゃセットおよび物体認識と位置のみを感知するため
の非インターレース走査方式のマシンピゾンシステムの
ような場合の、比較的低解像度を要するシステムに適宜
適用できる。
号タイミング図。
成図。
図。
る。
Claims (12)
- 【請求項1】 垂直および水平方向に相互間所定の感覚
を有しながら連続配列され、入射された光に相応する信
号電荷を生成する複数の光検出器と;光検出器の水平ラ
イン間に、Z字形(Zig−Zag)形状を有して一体
に形成され、外部からのクロック信号によって光検出器
の信号電荷を一方向に電送するための水平信号電送領域
と;前記水平信号電送領域の出力側に形成され、かつ外
部クロック信号によって水平信号電送領域から出力され
る信号電荷の流れ方向を選択的に反転させるための方向
切換領域と;前記水平信号電送領域または方向切換領域
の出力信号を一時貯蔵した後リセットさせるための信号
処理領域と;信号処理領域で一時貯蔵された信号電荷の
状態を所定増幅度で増幅するための感知増幅器とを有す
ることを特徴とするCCD映像素子。 - 【請求項2】 前記水平信号電送領域の上方には各光検
出器から出力する信号電荷を水平信号電送領域に移動す
るための第2クロック信号が印加される第2ゲート電極
と、前記第2クロック信号により光検出器から水平信号
電送領域に移動させるための第1クロック信号が印加さ
れる第1ゲート電極とを交互に設けられることを特徴と
する請求項1に記載のCCD映像素子。 - 【請求項3】 第1ゲート電極および第2ゲート電極は
ポリシリコンである請求項1に記載のCCD映像素子。 - 【請求項4】 光検出器の水平信号電送領域および方向
切換領域は、基板と同一の導電型である請求項1に記載
のCCD映像素子。 - 【請求項5】 水平信号電送領域の表面内には、所定の
間隔の信号電荷の流れが容易になる電位障壁を作るため
に水平信号電送領域より低い濃度の障壁イオン層を形成
したことを特徴とする請求項1に記載のCCD映像素
子。 - 【請求項6】 信号処理領域を、入力される信号電荷を
一時貯蔵するための浮遊拡散領域と、一定のDC電圧に
よってバイアスされており、かつ水平信号電送領域から
出力される信号電荷を前記浮遊拡散領域に伝達するため
の第1出力ゲートと、一定のDC電圧によってバイアス
されており、かつ方向切換領域から出力される信号電荷
を前記浮遊拡散領域に伝達するための第2出力ゲート
と、前記浮遊拡散領域に一時貯蔵された信号電荷を外部
のリセット用クロック信号によってリセットさせるため
のリセットドレインと、前記リセットドレイン外部のリ
セット用クロック信号を印加するためのリセットゲート
電極とで構成したことを特徴とする請求項1に記載のC
CD映像素子。 - 【請求項7】 リセットドレイントと浮遊拡散領域とは
同一の導電型である請求項6に記載のCCD映像素子。 - 【請求項8】 第1および第2出力ゲートとリセットゲ
ート電極とはポリシリコンである請求項6に記載のCC
D映像素子。 - 【請求項9】 方向切換領域の表面の上方には、水平信
号電送領域から出力される信号電荷を方向切換領域に移
動させるためのシフト用クロック信号が印加される第1
ゲート電極と、前記第1ゲート電極と共に入力される前
記シフト用クロック信号によって方向切換領域に移動さ
れた信号電荷を信号処理領域に出力するための第2ゲー
ト電極とを交互に設けられたことを特徴とする請求項1
に記載のCCD映像素子。 - 【請求項10】 第1ゲート電極および第2ゲート電極
はポリシリコンである請求項9に記載のCCD映像素
子。 - 【請求項11】 前記方向切換領域の上方には、水平信
号電送領域から信号電荷の移動を容易にするための電位
障壁を作るために所定間隔ごとに方向切換領域より低い
濃度の障壁イオン層を形成したことを特徴とする請求項
1に記載のCCD映像素子。 - 【請求項12】 方向切換領域は、奇数または偶数水平
ライン形成された信号電荷の流れ方向を反転させた後、
信号処理領域に出力し、水平信号電送領域は、前記方向
切換領域とは反対の水平ライン形成された光検出器から
の信号電荷を交互に信号処理領域に出力するように構成
したことを特徴とする前記第1項記載のCCD映像素
子。
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| US5892542A (en) * | 1994-06-09 | 1999-04-06 | Intel Corporation | Sectional raster output image sensor |
| US5835137A (en) * | 1995-06-21 | 1998-11-10 | Eastman Kodak Company | Method and system for compensating for motion during imaging |
| GB2313186A (en) * | 1996-05-09 | 1997-11-19 | Nac Inc | Charge-transfer device for imaging |
| JP3830590B2 (ja) * | 1996-10-30 | 2006-10-04 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
| US5890232A (en) * | 1997-11-25 | 1999-04-06 | Park; Nam-Tae | Helmet with an air cushion buffer |
| CN1301491C (zh) * | 2001-03-13 | 2007-02-21 | 伊强德斯股份有限公司 | 视觉装置、联动式计数器及图象检测器 |
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| KR100868191B1 (ko) * | 2002-04-26 | 2008-11-10 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 수평 전하운송부를 제거한 전하결합소자 |
| CN100413084C (zh) * | 2006-09-18 | 2008-08-20 | 西安理工大学 | 绕行转移面阵电荷耦合器件ccd |
| GB2443204A (en) * | 2006-10-04 | 2008-04-30 | Sharp Kk | Photosensor and ambient light sensor |
| US8773564B2 (en) | 2010-12-14 | 2014-07-08 | Truesense Imaging, Inc. | Image sensor with charge multiplication |
| US8479374B2 (en) | 2010-12-14 | 2013-07-09 | Truesense Imaging, Inc. | Method of producing an image sensor having multiple output channels |
| US8395689B2 (en) * | 2010-12-20 | 2013-03-12 | Omnivision Technologies, Inc. | Image sensor with charge multiplication output channel and charge sensing output channel |
| US8643758B2 (en) | 2010-12-20 | 2014-02-04 | Omnivision Technologies, Inc. | Method for processing an image captured by an image sensor having a charge multiplication output channel and a charge sensing output channel |
| US8601674B2 (en) | 2010-12-20 | 2013-12-10 | Omnivision Technologies, Inc. | Method for producing an image sensor with charge multiplication output channel and charge sensing output channel |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6072384A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-24 | Fujitsu Ltd | 撮像装置 |
| JPH0270582U (ja) * | 1988-11-16 | 1990-05-29 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6028265A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-13 | Canon Inc | 電荷転送デバイス |
| JPS6193781A (ja) * | 1984-10-15 | 1986-05-12 | Mitsubishi Electric Corp | 固体撮像装置 |
| JPS6258787A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像素子 |
| US4836788A (en) * | 1985-11-12 | 1989-06-06 | Sony Corporation | Production of solid-state image pick-up device with uniform distribution of dopants |
| JPS63226061A (ja) * | 1987-03-14 | 1988-09-20 | Fujitsu Ltd | カラ−イメ−ジセンサ |
| JPH02262344A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-25 | Sony Corp | 出力回路 |
| JP2504845B2 (ja) * | 1989-10-06 | 1996-06-05 | シャープ株式会社 | 固体撮像装置 |
-
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-
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- 1991-10-11 DE DE4133748A patent/DE4133748C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-14 JP JP3292049A patent/JP2838611B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6072384A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-24 | Fujitsu Ltd | 撮像装置 |
| JPH0270582U (ja) * | 1988-11-16 | 1990-05-29 |
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