JPH0630342A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH0630342A JPH0630342A JP4179637A JP17963792A JPH0630342A JP H0630342 A JPH0630342 A JP H0630342A JP 4179637 A JP4179637 A JP 4179637A JP 17963792 A JP17963792 A JP 17963792A JP H0630342 A JPH0630342 A JP H0630342A
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 転送する際には、垂直方向に隣り合う２個の
信号電荷を混ぜ合わせることがなく、垂直方向の解像度
を低下させることがないようにする。 【構成】 垂直転送部３Ａ〜Ｂは、垂直方向に向けて隣
り合う４個の転送ゲート４を含んで１ビットが形成され
る４ゲート１ビット構成である。垂直転送部３Ａ、３Ｂ
は読み出しゲートとなるＭＯＳ型トランジスタ２が１ビ
ット当たり２個付設された構成となっている。各ビット
を形成する転送ゲート４にはパルス印加用電極Ｇ１〜Ｇ
４が接続されている。電極Ｇ１とＧ３は読み出しゲート
２にも接続される。フォトダイオード１Ａとフォトダイ
オード１Ｂは、垂直転送部３Ａと電極Ｇ１の読み出しゲ
ート２により接続され、フォトダイオード１Ｃとフォト
ダイオード１Ｄは垂直転送部３Ｂと電極Ｇ３の読み出し
ゲート２により接続されている。
信号電荷を混ぜ合わせることがなく、垂直方向の解像度
を低下させることがないようにする。 【構成】 垂直転送部３Ａ〜Ｂは、垂直方向に向けて隣
り合う４個の転送ゲート４を含んで１ビットが形成され
る４ゲート１ビット構成である。垂直転送部３Ａ、３Ｂ
は読み出しゲートとなるＭＯＳ型トランジスタ２が１ビ
ット当たり２個付設された構成となっている。各ビット
を形成する転送ゲート４にはパルス印加用電極Ｇ１〜Ｇ
４が接続されている。電極Ｇ１とＧ３は読み出しゲート
２にも接続される。フォトダイオード１Ａとフォトダイ
オード１Ｂは、垂直転送部３Ａと電極Ｇ１の読み出しゲ
ート２により接続され、フォトダイオード１Ｃとフォト
ダイオード１Ｄは垂直転送部３Ｂと電極Ｇ３の読み出し
ゲート２により接続されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一体型ビデオカメラ等に
利用できる固体撮像装置に関するものである。
利用できる固体撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、固体撮像素子は一体型ビデオカメ
ラの撮像部などに広く実用化されている。特にインター
ライン転送方式ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型固
体撮像素子（以下ＩＴ−ＣＣＤと略す）は低雑音特性を
有するため注目されている。さらに、ＩＴ−ＣＣＤで
は、高解像度化の要望に答えるため水平画素数の増大が
進められている。
ラの撮像部などに広く実用化されている。特にインター
ライン転送方式ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型固
体撮像素子（以下ＩＴ−ＣＣＤと略す）は低雑音特性を
有するため注目されている。さらに、ＩＴ−ＣＣＤで
は、高解像度化の要望に答えるため水平画素数の増大が
進められている。
【０００３】以下、従来の固体撮像素子について図面を
参照しながら説明する。図５は従来の固体撮像素子の構
成を示す模式図である。図５において、１は光電変換機
能を有するフォトダイオード、２はフォトダイオード１
に蓄積された信号電荷を読み出す読み出しゲートとして
機能するエンハンスメントＭＯＳ（Metal Oxide Semico
nductor）型トランジスタ、３は信号電荷を垂直方向に
転送する埋め込み型チャンネル構成の垂直転送部、４は
垂直転送部３を制御する垂直転送ゲート、５は信号電荷
を水平方向に転送する水平転送部、６は出力部である。
参照しながら説明する。図５は従来の固体撮像素子の構
成を示す模式図である。図５において、１は光電変換機
能を有するフォトダイオード、２はフォトダイオード１
に蓄積された信号電荷を読み出す読み出しゲートとして
機能するエンハンスメントＭＯＳ（Metal Oxide Semico
nductor）型トランジスタ、３は信号電荷を垂直方向に
転送する埋め込み型チャンネル構成の垂直転送部、４は
垂直転送部３を制御する垂直転送ゲート、５は信号電荷
を水平方向に転送する水平転送部、６は出力部である。
【０００４】なお、垂直転送部３は、垂直方向に向けて
隣り合う４個の転送ゲート４を含んで１ビットが形成さ
れる４ゲート１ビット構成である。また、垂直転送部３
は読み出しゲートが１ビット当たり２個付設された構成
となっている。さらに、各ビットを形成する転送ゲート
４には、パルス印加用電極Ｇ１〜Ｇ４が接続されてい
る。電極Ｇ１とＧ３は、読み出しゲートであるＭＯＳ型
トランジスタ２にも接続される。
隣り合う４個の転送ゲート４を含んで１ビットが形成さ
れる４ゲート１ビット構成である。また、垂直転送部３
は読み出しゲートが１ビット当たり２個付設された構成
となっている。さらに、各ビットを形成する転送ゲート
４には、パルス印加用電極Ｇ１〜Ｇ４が接続されてい
る。電極Ｇ１とＧ３は、読み出しゲートであるＭＯＳ型
トランジスタ２にも接続される。
【０００５】図６は、上記の電極Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３およ
びＧ４に印加するパルスφＧ１、φＧ２，φＧ３および
φＧ４のタイミングチャートを示す。電極Ｇ１に印加す
るパルスφＧ１と電極Ｇ３に印加するパルスφＧ３は読
み出しと転送を制御する。ハイレベルのときには読み出
しがなされ、ミドルレベルとローレベルのときには転送
がなされる。電極Ｇ２に印加するパルスφＧ２と電極Ｇ
４に印加するパルスφＧ４は転送を制御し、ハイレベル
とローレベルのときには転送がなされる。
びＧ４に印加するパルスφＧ１、φＧ２，φＧ３および
φＧ４のタイミングチャートを示す。電極Ｇ１に印加す
るパルスφＧ１と電極Ｇ３に印加するパルスφＧ３は読
み出しと転送を制御する。ハイレベルのときには読み出
しがなされ、ミドルレベルとローレベルのときには転送
がなされる。電極Ｇ２に印加するパルスφＧ２と電極Ｇ
４に印加するパルスφＧ４は転送を制御し、ハイレベル
とローレベルのときには転送がなされる。
【０００６】時刻ｔ＝ｔ１の時パルスφＧ１、φＧ３が
ハイレベルになりフォトダイオード１に蓄積された信号
電荷が垂直転送部３に読み出される。その後、垂直方向
にとなり合う２個の信号電荷を混ぜ合わせる。つぎにｔ
＝ｔ２のときにパルスφＧ１，φＧ２，φＧ３，φＧ４
が転送期間になり信号電荷が１水平のブランキング期間
に一段ずつ転送される。さらに水平転送部５および出力
部６を介して出力する。
ハイレベルになりフォトダイオード１に蓄積された信号
電荷が垂直転送部３に読み出される。その後、垂直方向
にとなり合う２個の信号電荷を混ぜ合わせる。つぎにｔ
＝ｔ２のときにパルスφＧ１，φＧ２，φＧ３，φＧ４
が転送期間になり信号電荷が１水平のブランキング期間
に一段ずつ転送される。さらに水平転送部５および出力
部６を介して出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の固体撮像素子では、垂直方向のフォトダイ
オード１の２個に対して垂直転送部３が１段になってい
る為、転送する際には、垂直方向にとなり合う２個の信
号電荷を混ぜ合わせて転送せざるを得ず、垂直方向の解
像度が低下して画質を著しく低下するという問題点を有
していた。
ような従来の固体撮像素子では、垂直方向のフォトダイ
オード１の２個に対して垂直転送部３が１段になってい
る為、転送する際には、垂直方向にとなり合う２個の信
号電荷を混ぜ合わせて転送せざるを得ず、垂直方向の解
像度が低下して画質を著しく低下するという問題点を有
していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の固体撮像装置は、光電変換機能を有する要
素を奇数行奇数列に配列してなる第１の光電変換部と、
奇数行偶数列に配列してなる第２の光電変換部と、偶数
行奇数列に配列してなる第３の光電変換部と、偶数行偶
数列に配列してなる第４の光電変換部と、各光電変換さ
れた電荷を列方向に転送する要素を奇数列に配列してな
る第１の転送部と、偶数列に配列してなる第２の転送部
と、前記第１の光電変換部と前記第１の転送部とを結合
させて前記第１の光電変換部に蓄積された信号電荷の読
み出しを制御する第１の読出しスイッチ部と、前記第２
の光電変換部と前記第１の転送部とを結合させて前記第
２の光電変換部に蓄積された信号電荷の読み出しを制御
する第２の読出しスイッチ部と、前記第３の光電変換部
と前記第２の転送部とを結合させて前記第３の光電変換
部に蓄積された信号電荷の読み出しを制御する第３の読
出しスイッチ部と、前記第４の光電変換部と前記第２の
転送部とを結合させて前記第４の光電変換部に蓄積され
た信号電荷の読み出しを制御する第４の読出しスイッチ
部とを備えている。
めに本発明の固体撮像装置は、光電変換機能を有する要
素を奇数行奇数列に配列してなる第１の光電変換部と、
奇数行偶数列に配列してなる第２の光電変換部と、偶数
行奇数列に配列してなる第３の光電変換部と、偶数行偶
数列に配列してなる第４の光電変換部と、各光電変換さ
れた電荷を列方向に転送する要素を奇数列に配列してな
る第１の転送部と、偶数列に配列してなる第２の転送部
と、前記第１の光電変換部と前記第１の転送部とを結合
させて前記第１の光電変換部に蓄積された信号電荷の読
み出しを制御する第１の読出しスイッチ部と、前記第２
の光電変換部と前記第１の転送部とを結合させて前記第
２の光電変換部に蓄積された信号電荷の読み出しを制御
する第２の読出しスイッチ部と、前記第３の光電変換部
と前記第２の転送部とを結合させて前記第３の光電変換
部に蓄積された信号電荷の読み出しを制御する第３の読
出しスイッチ部と、前記第４の光電変換部と前記第２の
転送部とを結合させて前記第４の光電変換部に蓄積され
た信号電荷の読み出しを制御する第４の読出しスイッチ
部とを備えている。
【０００９】また、前記第１の光電変換部と前記第２の
転送部とを結合させて前記第１の光電変換部に蓄積され
た信号電荷の読み出しを制御する第５の読出しスイッチ
部と、前記第２の光電変換部と前記第２の転送部とを結
合させて前記第２の光電変換部に蓄積された信号電荷の
読み出しを制御する第６の読出しスイッチ部と、前記第
３の光電変換部と前記第１の転送部とを結合させて前記
第３の光電変換部に蓄積された信号電荷の読み出しを制
御する第７の読出しスイッチ部と、前記第４の光電変換
部と前記第１の転送部とを結合させて前記第４の光電変
換部に蓄積された信号電荷の読み出しを制御する第８の
読出しスイッチ部とを備えている。
転送部とを結合させて前記第１の光電変換部に蓄積され
た信号電荷の読み出しを制御する第５の読出しスイッチ
部と、前記第２の光電変換部と前記第２の転送部とを結
合させて前記第２の光電変換部に蓄積された信号電荷の
読み出しを制御する第６の読出しスイッチ部と、前記第
３の光電変換部と前記第１の転送部とを結合させて前記
第３の光電変換部に蓄積された信号電荷の読み出しを制
御する第７の読出しスイッチ部と、前記第４の光電変換
部と前記第１の転送部とを結合させて前記第４の光電変
換部に蓄積された信号電荷の読み出しを制御する第８の
読出しスイッチ部とを備えている。
【００１０】
【作用】上記構成により、第１の読出しスイッチ部によ
り読み出された信号電荷と第２の読出しスイッチ部によ
り読み出された信号電荷を第１の転送部において水平方
向にとなり合う２個の信号電荷を混合し、また第３の読
出しスイッチ部により読み出された信号電荷と第４の読
出しスイッチ部により読み出された信号電荷とを第２の
転送部において水平方向にとなり合う２個の信号電荷を
混合し、垂直方向にとなり合う２個の信号電荷を混ぜ合
わせることなく転送することができ、垂直方向の解像度
を大幅に改善することができる。
り読み出された信号電荷と第２の読出しスイッチ部によ
り読み出された信号電荷を第１の転送部において水平方
向にとなり合う２個の信号電荷を混合し、また第３の読
出しスイッチ部により読み出された信号電荷と第４の読
出しスイッチ部により読み出された信号電荷とを第２の
転送部において水平方向にとなり合う２個の信号電荷を
混合し、垂直方向にとなり合う２個の信号電荷を混ぜ合
わせることなく転送することができ、垂直方向の解像度
を大幅に改善することができる。
【００１１】また、第１フィールドにおいて第１の読出
しスイッチ部により読み出された信号電荷と第２の読出
しスイッチ部により読み出された信号電荷を第１の転送
部において水平方向にとなり合う２個の信号電荷を混合
し、また第３の読出しスイッチ部により読み出された信
号電荷と第４の読出しスイッチ部により読み出された信
号電荷とを第２の転送部において水平方向にとなり合う
２個の信号電荷を混合する。さらに、第２フィールドに
おいて第５の読出しスイッチ部により読み出された信号
電荷と第６の読出しスイッチ部により読み出された信号
電荷とを第２の転送部において水平方向にとなり合う２
個の信号電荷を混合し、また第７の読出しスイッチ部に
より読み出された信号電荷と第８の読出しスイッチ部に
より読み出された信号電荷とを第１の転送部において水
平方向にとなり合う２個の信号電荷を混合し、垂垂直方
向にとなり合う２個の信号電荷を混ぜ合わせることな
く、さらに水平方向の解像度の低下を抑制した状態で、
垂直方向の解像度を大幅に改善することができる。
しスイッチ部により読み出された信号電荷と第２の読出
しスイッチ部により読み出された信号電荷を第１の転送
部において水平方向にとなり合う２個の信号電荷を混合
し、また第３の読出しスイッチ部により読み出された信
号電荷と第４の読出しスイッチ部により読み出された信
号電荷とを第２の転送部において水平方向にとなり合う
２個の信号電荷を混合する。さらに、第２フィールドに
おいて第５の読出しスイッチ部により読み出された信号
電荷と第６の読出しスイッチ部により読み出された信号
電荷とを第２の転送部において水平方向にとなり合う２
個の信号電荷を混合し、また第７の読出しスイッチ部に
より読み出された信号電荷と第８の読出しスイッチ部に
より読み出された信号電荷とを第１の転送部において水
平方向にとなり合う２個の信号電荷を混合し、垂垂直方
向にとなり合う２個の信号電荷を混ぜ合わせることな
く、さらに水平方向の解像度の低下を抑制した状態で、
垂直方向の解像度を大幅に改善することができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例について、図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【００１３】図１は本発明の第１の実施例における固体
撮像装置の構成を示す概略図である。
撮像装置の構成を示す概略図である。
【００１４】図１において、１Ａ〜Ｄは光電変換機能を
有するフォトダイオード、２はフォトダイオードに蓄積
された信号電荷を読み出す読み出しゲートとして機能す
るエンハンスメントＭＯＳ型トランジスタ、３Ａ〜Ｂは
信号電荷を垂直方向に転送する埋め込み型チャンネル構
成の垂直転送部、４は垂直転送を制御する垂直転送ゲー
ト、５は信号電荷を水平方向に転送する水平転送部、６
は出力部である。
有するフォトダイオード、２はフォトダイオードに蓄積
された信号電荷を読み出す読み出しゲートとして機能す
るエンハンスメントＭＯＳ型トランジスタ、３Ａ〜Ｂは
信号電荷を垂直方向に転送する埋め込み型チャンネル構
成の垂直転送部、４は垂直転送を制御する垂直転送ゲー
ト、５は信号電荷を水平方向に転送する水平転送部、６
は出力部である。
【００１５】ＭＯＳ型トランジスタ２は、それぞれのフ
ォトダイオード１Ａ〜Ｄ毎に１つずつ設けられ、スイッ
チとして働く。
ォトダイオード１Ａ〜Ｄ毎に１つずつ設けられ、スイッ
チとして働く。
【００１６】フォトダイオード１Ａ〜Ｄはそれぞれ、奇
数行奇数列に配列してなる第１の光電変換部であるフォ
トダイオード１Ａと、奇数行偶数列に配列してなる第２
の光電変換部であるフォトダイオード１Ｂと、偶数行奇
数列に配列してなる第３の光電変換部であるフォトダイ
オード１Ｃと、偶数行偶数列に配列してなる第４の光電
変換部であるフォトダイオード１Ｄとからなる。各フォ
トダイオード１Ａ〜Ｄで光電変換された電荷は列方向に
転送される。この時、垂直転送部３Ａ，３Ｂは奇数列に
配列されている第１の転送部である垂直転送部３Ａと、
偶数列に配列してなる第２の転送部である垂直転送部３
Ｂとから構成されている。
数行奇数列に配列してなる第１の光電変換部であるフォ
トダイオード１Ａと、奇数行偶数列に配列してなる第２
の光電変換部であるフォトダイオード１Ｂと、偶数行奇
数列に配列してなる第３の光電変換部であるフォトダイ
オード１Ｃと、偶数行偶数列に配列してなる第４の光電
変換部であるフォトダイオード１Ｄとからなる。各フォ
トダイオード１Ａ〜Ｄで光電変換された電荷は列方向に
転送される。この時、垂直転送部３Ａ，３Ｂは奇数列に
配列されている第１の転送部である垂直転送部３Ａと、
偶数列に配列してなる第２の転送部である垂直転送部３
Ｂとから構成されている。
【００１７】ＭＯＳ型トランジスタ２は、以下のように
接続されている。フォトダイオード１Ａと垂直転送部３
Ａとを結合させてフォトダイオード１Ａに蓄積された信
号電荷の読み出しを制御する第１の読出しスイッチ部と
して用いる。また、フォトダイオード１Ｂと垂直転送部
３Ａとを結合させて、フォトダイオード１Ｂに蓄積され
た信号電荷の読み出しを制御する第２の読出しスイッチ
部として用いる。また、フォトダイオード１Ｃと垂直転
送部３Ｂとを結合させて、第３の光電変換部に蓄積され
た信号電荷の読み出しを制御する第３の読出しスイッチ
部として用いる。フォトダイオード１Ｄと垂直転送部３
Ｂとを結合させて、フォトダイオード１Ｄに蓄積された
信号電荷の読み出しを制御する第４の読出しスイッチ部
として用いる。
接続されている。フォトダイオード１Ａと垂直転送部３
Ａとを結合させてフォトダイオード１Ａに蓄積された信
号電荷の読み出しを制御する第１の読出しスイッチ部と
して用いる。また、フォトダイオード１Ｂと垂直転送部
３Ａとを結合させて、フォトダイオード１Ｂに蓄積され
た信号電荷の読み出しを制御する第２の読出しスイッチ
部として用いる。また、フォトダイオード１Ｃと垂直転
送部３Ｂとを結合させて、第３の光電変換部に蓄積され
た信号電荷の読み出しを制御する第３の読出しスイッチ
部として用いる。フォトダイオード１Ｄと垂直転送部３
Ｂとを結合させて、フォトダイオード１Ｄに蓄積された
信号電荷の読み出しを制御する第４の読出しスイッチ部
として用いる。
【００１８】このようにスイッチ部は、フォトダイオー
ド１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの各々に接続されている。こ
のスイッチ部の制御は、フォトダイオード１Ａ，１Ｂ，
１Ｃ，１Ｄのそれぞれに接続されたスイッチ部毎に共通
の制御線をもち、制御される。
ド１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの各々に接続されている。こ
のスイッチ部の制御は、フォトダイオード１Ａ，１Ｂ，
１Ｃ，１Ｄのそれぞれに接続されたスイッチ部毎に共通
の制御線をもち、制御される。
【００１９】なお、垂直転送部３Ａ〜Ｂは、垂直方向に
向けて隣り合う４個の転送ゲート４を含んで１ビットが
形成される４ゲート１ビット構成である。また垂直転送
部３Ａ、３Ｂは読み出しゲートとなるＭＯＳ型トランジ
スタ２が１ビット当たり２個付設された構成となってい
る。さらに、各ビットを形成する転送ゲート４にはパル
ス印加用電極Ｇ１〜Ｇ４が接続されている。電極Ｇ１と
Ｇ３は、読み出しゲート２にも接続されている。フォト
ダイオード１Ａとフォトダイオード１Ｂは、垂直転送部
３Ａと電極Ｇ１の読み出しゲート２とに接続されてお
り、フォトダイオード１Ｃとフォトダイオード１Ｄは、
垂直転送部３Ｂと電極Ｇ３の読み出しゲート２とに接続
されている。
向けて隣り合う４個の転送ゲート４を含んで１ビットが
形成される４ゲート１ビット構成である。また垂直転送
部３Ａ、３Ｂは読み出しゲートとなるＭＯＳ型トランジ
スタ２が１ビット当たり２個付設された構成となってい
る。さらに、各ビットを形成する転送ゲート４にはパル
ス印加用電極Ｇ１〜Ｇ４が接続されている。電極Ｇ１と
Ｇ３は、読み出しゲート２にも接続されている。フォト
ダイオード１Ａとフォトダイオード１Ｂは、垂直転送部
３Ａと電極Ｇ１の読み出しゲート２とに接続されてお
り、フォトダイオード１Ｃとフォトダイオード１Ｄは、
垂直転送部３Ｂと電極Ｇ３の読み出しゲート２とに接続
されている。
【００２０】図２は、上記の電極Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ
４に印加するパルスφ１、φ２、φ３、φ４のタイミン
グを示す図である。
４に印加するパルスφ１、φ２、φ３、φ４のタイミン
グを示す図である。
【００２１】以上のように構成された固体撮像装置につ
いて、以下その動作を説明する。時刻ｔ＝ｔ１の時パル
スφ１が、ハイレベル（Ｈｉ）になり奇数行奇数列のフ
ォトダイオード１Ａと奇数行偶数列のフォトダイオード
１Ｂに蓄積された信号電荷が奇数列の垂直転送部３Ａに
読み出される。つぎにｔ＝ｔ２のときパルスφ３がハイ
レベル（Ｈｉ）になり偶数行偶数列のフォトダイオード
１Ｄと偶数行奇数列のフォトダイオード１Ｃに蓄積され
た信号電荷が偶数列の垂直転送部３Ｂに読み出される。
つぎにｔ＝ｔ３のときにパルスφ１，φ２，φ３，φ４
が転送期間になり垂直転送部の信号電荷が一行ずつ順次
水平転送部５に転送し、出力部６より出力される。
いて、以下その動作を説明する。時刻ｔ＝ｔ１の時パル
スφ１が、ハイレベル（Ｈｉ）になり奇数行奇数列のフ
ォトダイオード１Ａと奇数行偶数列のフォトダイオード
１Ｂに蓄積された信号電荷が奇数列の垂直転送部３Ａに
読み出される。つぎにｔ＝ｔ２のときパルスφ３がハイ
レベル（Ｈｉ）になり偶数行偶数列のフォトダイオード
１Ｄと偶数行奇数列のフォトダイオード１Ｃに蓄積され
た信号電荷が偶数列の垂直転送部３Ｂに読み出される。
つぎにｔ＝ｔ３のときにパルスφ１，φ２，φ３，φ４
が転送期間になり垂直転送部の信号電荷が一行ずつ順次
水平転送部５に転送し、出力部６より出力される。
【００２２】以上のように本実施例では、信号電荷を垂
直方向に混ぜ合わせることなく転送することができる。
直方向に混ぜ合わせることなく転送することができる。
【００２３】以下、本発明の第２の実施例について、図
面を参照しながら説明する。
面を参照しながら説明する。
【００２４】図３は本発明の実施例における固体撮像装
置の構成を示す概略図である。図３において、１Ａ〜Ｄ
は光電変換機能を有するフォトダイオード、２はフォト
ダイオードに蓄積された信号電荷を読み出す読み出しゲ
ートとして機能するエンハンスメントＭＯＳ型トランジ
スタ、３Ａ〜Ｂは信号電荷を垂直方向に転送する埋め込
み型チャンネル構成の垂直転送部、４は垂直転送を制御
する垂直転送ゲート、５は信号電荷を水平方向に転送す
る水平転送部、６は出力部である。
置の構成を示す概略図である。図３において、１Ａ〜Ｄ
は光電変換機能を有するフォトダイオード、２はフォト
ダイオードに蓄積された信号電荷を読み出す読み出しゲ
ートとして機能するエンハンスメントＭＯＳ型トランジ
スタ、３Ａ〜Ｂは信号電荷を垂直方向に転送する埋め込
み型チャンネル構成の垂直転送部、４は垂直転送を制御
する垂直転送ゲート、５は信号電荷を水平方向に転送す
る水平転送部、６は出力部である。
【００２５】フォトダイオード１Ａ〜Ｄはそれぞれ、奇
数行奇数列に配列してなる第１の光電変換部であるフォ
トダイオード１Ａと、奇数行偶数列に配列してなる第２
の光電変換部であるフォトダイオード１Ｂと、偶数行奇
数列に配列してなる第３の光電変換部であるフォトダイ
オード１Ｃと、偶数行偶数列に配列してなる第４の光電
変換部であるフォトダイオード１Ｄとからなる。各フォ
トダイオード１Ａ〜Ｄで光電変換された電荷は列方向に
転送される。この時、垂直転送部３Ａ，３Ｂは奇数列に
配列されている第１の転送部である垂直転送部３Ａと、
偶数列に配列してなる第２の転送部である垂直転送部３
Ｂとから構成されている。
数行奇数列に配列してなる第１の光電変換部であるフォ
トダイオード１Ａと、奇数行偶数列に配列してなる第２
の光電変換部であるフォトダイオード１Ｂと、偶数行奇
数列に配列してなる第３の光電変換部であるフォトダイ
オード１Ｃと、偶数行偶数列に配列してなる第４の光電
変換部であるフォトダイオード１Ｄとからなる。各フォ
トダイオード１Ａ〜Ｄで光電変換された電荷は列方向に
転送される。この時、垂直転送部３Ａ，３Ｂは奇数列に
配列されている第１の転送部である垂直転送部３Ａと、
偶数列に配列してなる第２の転送部である垂直転送部３
Ｂとから構成されている。
【００２６】ＭＯＳ型トランジスタ２は、以下のように
接続されている。フォトダイオード１Ａと垂直転送部３
Ａとを結合させてフォトダイオード１Ａに蓄積された信
号電荷の読み出しを制御する第１の読出しスイッチ部と
して用いる。また、フォトダイオード１Ｂと垂直転送部
３Ａとを結合させて、フォトダイオード１Ｂに蓄積され
た信号電荷の読み出しを制御する第２の読出しスイッチ
部として用いる。また、フォトダイオード１Ｃと垂直転
送部３Ｂとを結合させて、第３の光電変換部に蓄積され
た信号電荷の読み出しを制御する第３の読出しスイッチ
部として用いる。フォトダイオード１Ｄと垂直転送部３
Ｂとを結合させて、フォトダイオード１Ｄに蓄積された
信号電荷の読み出しを制御する第４の読出しスイッチ部
として用いる。フォトダイオード１Ａと垂直転送部３Ｂ
とを結合させて、フォトダイオード１Ａに蓄積された信
号電荷の読み出しを制御する第５の読出しスイッチ部と
して用いる。フォトダイオード１Ｂと垂直転送部３Ｂと
を結合させて、フォトダイオード１Ｂに蓄積された信号
電荷の読み出しを制御する第６の読出しスイッチ部とし
て用いる。フォトダイオード１Ｃと垂直転送部３Ａとを
結合させて、フォトダイオード１Ｃに蓄積された信号電
荷の読み出しを制御する第７の読出しスイッチ部として
用いる。フォトダイオード１Ｄと垂直転送部３Ａとを結
合させて、フォトダイオード１Ｄに蓄積された信号電荷
の読み出しを制御する第８の読出しスイッチ部として用
いる。
接続されている。フォトダイオード１Ａと垂直転送部３
Ａとを結合させてフォトダイオード１Ａに蓄積された信
号電荷の読み出しを制御する第１の読出しスイッチ部と
して用いる。また、フォトダイオード１Ｂと垂直転送部
３Ａとを結合させて、フォトダイオード１Ｂに蓄積され
た信号電荷の読み出しを制御する第２の読出しスイッチ
部として用いる。また、フォトダイオード１Ｃと垂直転
送部３Ｂとを結合させて、第３の光電変換部に蓄積され
た信号電荷の読み出しを制御する第３の読出しスイッチ
部として用いる。フォトダイオード１Ｄと垂直転送部３
Ｂとを結合させて、フォトダイオード１Ｄに蓄積された
信号電荷の読み出しを制御する第４の読出しスイッチ部
として用いる。フォトダイオード１Ａと垂直転送部３Ｂ
とを結合させて、フォトダイオード１Ａに蓄積された信
号電荷の読み出しを制御する第５の読出しスイッチ部と
して用いる。フォトダイオード１Ｂと垂直転送部３Ｂと
を結合させて、フォトダイオード１Ｂに蓄積された信号
電荷の読み出しを制御する第６の読出しスイッチ部とし
て用いる。フォトダイオード１Ｃと垂直転送部３Ａとを
結合させて、フォトダイオード１Ｃに蓄積された信号電
荷の読み出しを制御する第７の読出しスイッチ部として
用いる。フォトダイオード１Ｄと垂直転送部３Ａとを結
合させて、フォトダイオード１Ｄに蓄積された信号電荷
の読み出しを制御する第８の読出しスイッチ部として用
いる。
【００２７】このように第１〜８のスイッチ部は、フォ
トダイオード１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの各々に接続され
ている。このスイッチ部の制御は、フォトダイオード１
Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのそれぞれに接続されたスイッチ
部毎に共通の制御線をもち、制御される。
トダイオード１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの各々に接続され
ている。このスイッチ部の制御は、フォトダイオード１
Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのそれぞれに接続されたスイッチ
部毎に共通の制御線をもち、制御される。
【００２８】なお、垂直転送部３Ａ〜Ｂは、垂直方向に
向けて隣り合う４個の転送ゲート４を含んで１ビットが
形成される４ゲート１ビット構成である。また、垂直転
送部３Ａ，３Ｂは読み出しゲートが１ビット当たり４個
付設された構成となっている。さらに、各ビットを形成
する転送ゲート４にはパルス印加用電極Ｇ１〜Ｇ４が接
続されている。さらに転送ゲート４は読み出しゲート２
にも接続されている。フォトダイオード１Ａとフォトダ
イオード１Ｂは、垂直転送部３Ａと電極Ｇ１の読み出し
ゲート２により接続されている。フォトダイオード１Ｃ
とフォトダイオード１Ｄは、垂直転送部３Ｂと電極Ｇ３
の読み出しゲート２により接続されている。さらにフォ
トダイオード１Ｂとフォトダイオード１Ａは、垂直転送
部３Ｂと電極Ｇ４の読み出しゲート２により接続されて
いる。フォトダイオード１Ｄとフォトダイオード１Ｃ
は、垂直転送部３Ａと電極Ｇ２の読み出しゲート２によ
り接続されている。
向けて隣り合う４個の転送ゲート４を含んで１ビットが
形成される４ゲート１ビット構成である。また、垂直転
送部３Ａ，３Ｂは読み出しゲートが１ビット当たり４個
付設された構成となっている。さらに、各ビットを形成
する転送ゲート４にはパルス印加用電極Ｇ１〜Ｇ４が接
続されている。さらに転送ゲート４は読み出しゲート２
にも接続されている。フォトダイオード１Ａとフォトダ
イオード１Ｂは、垂直転送部３Ａと電極Ｇ１の読み出し
ゲート２により接続されている。フォトダイオード１Ｃ
とフォトダイオード１Ｄは、垂直転送部３Ｂと電極Ｇ３
の読み出しゲート２により接続されている。さらにフォ
トダイオード１Ｂとフォトダイオード１Ａは、垂直転送
部３Ｂと電極Ｇ４の読み出しゲート２により接続されて
いる。フォトダイオード１Ｄとフォトダイオード１Ｃ
は、垂直転送部３Ａと電極Ｇ２の読み出しゲート２によ
り接続されている。
【００２９】図４は、上記の電極Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ
４，に印加するパルスφ１、φ２，φ３，φ４のタイミ
ングを示す図である。
４，に印加するパルスφ１、φ２，φ３，φ４のタイミ
ングを示す図である。
【００３０】以上のように構成された固体撮像装置につ
いて、以下その動作を説明する。まず、第１フィールド
の時刻ｔ＝ｔ１の時パルスφ１がハイレベル（Ｈｉ）に
なり奇数行奇数列のフォトダイオード１Ａと奇数行偶数
列のフォトダイオード１Ｂに蓄積された信号電荷が奇数
列の垂直転送部３Ａに読み出される。つぎにｔ＝ｔ２の
ときパルスφ３がハイレベルになり偶数行偶数列のフォ
トダイオード１Ｄと偶数行奇数列のフォトダイオード１
Ｃに蓄積された信号電荷が偶数列の垂直転送部３Ｂに読
み出される。つぎにｔ＝ｔ３のときにパルスφ１，φ
２，φ３，φ４が転送期間になり垂直転送部３Ａ，３Ｂ
の信号電荷が一行ずつ順次水平転送部５に転送し、出力
部６より出力する。つぎに、第２フィールドの時刻ｔ＝
ｔ４の時パルスφ４がハイレベルになり奇数行奇数列の
フォトダイオード１Ａと奇数行偶数列のフォトダイオー
ド１Ｂに蓄積された信号電荷が偶数列の垂直転送部３Ｂ
に読み出される。つぎにｔ＝ｔ５のときパルスφ２がハ
イレベルになり偶数行偶数列のフォトダイオード１Ｄと
偶数行奇数列のフォトダイオード１Ｃに蓄積された信号
電荷が奇数列の垂直転送部３Ａに読み出される。つぎに
ｔ＝ｔ６のときにパルスφ１，φ２，φ３，φ４が転送
期間になり垂直転送部の信号電荷が一行ずつ順次水平転
送部５に転送し、出力部６より出力する。
いて、以下その動作を説明する。まず、第１フィールド
の時刻ｔ＝ｔ１の時パルスφ１がハイレベル（Ｈｉ）に
なり奇数行奇数列のフォトダイオード１Ａと奇数行偶数
列のフォトダイオード１Ｂに蓄積された信号電荷が奇数
列の垂直転送部３Ａに読み出される。つぎにｔ＝ｔ２の
ときパルスφ３がハイレベルになり偶数行偶数列のフォ
トダイオード１Ｄと偶数行奇数列のフォトダイオード１
Ｃに蓄積された信号電荷が偶数列の垂直転送部３Ｂに読
み出される。つぎにｔ＝ｔ３のときにパルスφ１，φ
２，φ３，φ４が転送期間になり垂直転送部３Ａ，３Ｂ
の信号電荷が一行ずつ順次水平転送部５に転送し、出力
部６より出力する。つぎに、第２フィールドの時刻ｔ＝
ｔ４の時パルスφ４がハイレベルになり奇数行奇数列の
フォトダイオード１Ａと奇数行偶数列のフォトダイオー
ド１Ｂに蓄積された信号電荷が偶数列の垂直転送部３Ｂ
に読み出される。つぎにｔ＝ｔ５のときパルスφ２がハ
イレベルになり偶数行偶数列のフォトダイオード１Ｄと
偶数行奇数列のフォトダイオード１Ｃに蓄積された信号
電荷が奇数列の垂直転送部３Ａに読み出される。つぎに
ｔ＝ｔ６のときにパルスφ１，φ２，φ３，φ４が転送
期間になり垂直転送部の信号電荷が一行ずつ順次水平転
送部５に転送し、出力部６より出力する。
【００３１】以上のように本実施例では、水平方向への
信号電荷の混合方法をフィールド毎に組合せを変えるこ
とによりフィールド補完効果により水平解像度の低下な
く垂直方解像度を向上することができる。
信号電荷の混合方法をフィールド毎に組合せを変えるこ
とによりフィールド補完効果により水平解像度の低下な
く垂直方解像度を向上することができる。
【００３２】なお、実施例ではＩＴ−ＣＣＤを用いて説
明しているがフレームトランスファ方式（ＦＴ−ＣＣ
Ｄ）撮像デバイスでも同様の効果を得ることができる。
明しているがフレームトランスファ方式（ＦＴ−ＣＣ
Ｄ）撮像デバイスでも同様の効果を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明は、フォトダオードの信号電荷を
水平方向に混合し、垂直方向に信号電荷を混合すること
なく駆動できる構成とすることにより、垂直解像度を大
幅に向上することができ、その実用的効果は大なるもの
がある。
水平方向に混合し、垂直方向に信号電荷を混合すること
なく駆動できる構成とすることにより、垂直解像度を大
幅に向上することができ、その実用的効果は大なるもの
がある。
【図１】本発明の第１の実施例における固体撮像素子の
概略平面図
概略平面図
【図２】本発明の第１の実施例における固体撮像素子の
駆動パルス波形図
駆動パルス波形図
【図３】本発明の第２の実施例における固体撮像素子の
概略平面図
概略平面図
【図４】本発明の第２の実施例における固体撮像素子の
駆動パルス波形図
駆動パルス波形図
【図５】従来の固体撮像素子の概略平面図
【図６】従来の固体撮像素子の駆動パルス波形図
１ フォトダイオード ２ 読み出しトランジスタ ３ 垂直転送部 ４ 垂直転送ゲート ５ 水平転送部 ６ 出力部 Ｇ１，Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４ 電極 φＧ１、φＧ２、φＧ３，φＧ４ パルス波形
Claims (4)
- 【請求項１】光電変換機能を有する要素を奇数行奇数列
に配列してなる第１の光電変換部と、奇数行偶数列に配
列してなる第２の光電変換部と、偶数行奇数列に配列し
てなる第３の光電変換部と、偶数行偶数列に配列してな
る第４の光電変換部と、各光電変換された電荷を列方向
に転送する要素を奇数列に配列してなる第１の転送部
と、偶数列に配列してなる第２の転送部と、前記第１の
光電変換部と前記第１の転送部とを結合させて前記第１
の光電変換部に蓄積された信号電荷の読み出しを制御す
る第１の読出しスイッチ部と、前記第２の光電変換部と
前記第１の転送部とを結合させて前記第２の光電変換部
に蓄積された信号電荷の読み出しを制御する第２の読出
しスイッチ部と、前記第３の光電変換部と前記第２の転
送部とを結合させて前記第３の光電変換部に蓄積された
信号電荷の読み出しを制御する第３の読出しスイッチ部
と、前記第４の光電変換部と前記第２の転送部とを結合
させて前記第４の光電変換部に蓄積された信号電荷の読
み出しを制御する第４の読出しスイッチ部とを備えたこ
とを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】第１の読出しスイッチ部および第２の読出
しスイッチ部と第３の読出しスイッチ部および第４の読
出しスイッチ部を独立した制御線により制御することを
特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。 - 【請求項３】第１の光電変換部と第２の転送部とを結合
させて前記第１の光電変換部に蓄積された信号電荷の読
み出しを制御する第５の読出しスイッチ部と、第２の光
電変換部と前記第２の転送部とを結合させて前記第２の
光電変換部に蓄積された信号電荷の読み出しを制御する
第６の読出しスイッチ部と、第３の光電変換部と第１の
転送部とを結合させて第３の光電変換部に蓄積された信
号電荷の読み出しを制御する第７の読出しスイッチ部
と、第４の光電変換部と前記第１の転送部とを結合させ
て前記第４の光電変換部に蓄積された信号電荷の読み出
しを制御する第８の読出しスイッチ部とを備えたことを
特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。 - 【請求項４】第１〜第８の読出しスイッチ部を独立の制
御線により制御することを特徴とする請求項３記載の固
体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4179637A JPH0630342A (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4179637A JPH0630342A (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0630342A true JPH0630342A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16069253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4179637A Pending JPH0630342A (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0630342A (ja) |
-
1992
- 1992-07-07 JP JP4179637A patent/JPH0630342A/ja active Pending
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