JPH08153865A - 赤外線固体撮像素子 - Google Patents

赤外線固体撮像素子

Info

Publication number
JPH08153865A
JPH08153865A JP6292863A JP29286394A JPH08153865A JP H08153865 A JPH08153865 A JP H08153865A JP 6292863 A JP6292863 A JP 6292863A JP 29286394 A JP29286394 A JP 29286394A JP H08153865 A JPH08153865 A JP H08153865A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
columns
odd
temperature
charge
numbered
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.)
Granted
Application number
JP6292863A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2590763B2 (ja
Inventor
Shigeru Toyama
茂 遠山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP6292863A priority Critical patent/JP2590763B2/ja
Publication of JPH08153865A publication Critical patent/JPH08153865A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2590763B2 publication Critical patent/JP2590763B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は温度計測装置等における測温範囲拡大
の施策を必要としない赤外線固体撮像素子を提供する。 【構成】受光領域面積が広くて垂直CCDチャネル幅が
狭い画素列と、受光領域面積が狭くて垂直CCDチャネ
ル幅が広い画素列とが交互に配列された撮像領域を有
し、受光部のバイアス電位を規定するトランスファゲー
トが奇数列の画素と偶数列の画素とで別配線され別端子
を具備している。さらに、奇数列に対応するものと偶数
列に対応するものの2組の水平CCD及びそれに連なる
出力部を具備している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電荷結合素子(CC
D)による電子走査方式の2次元赤外線固体撮像素子に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の赤外線固体撮像素子の例を図3に
示す。この例は順次走査方式の構成を採っている。単位
画素は受光領域12,トランスファゲート5及び垂直C
CD13の1段分(4電極)から構成されている。この
単位画素が2次元に配列されており、各垂直CCD13
は水平CCD15に繋がっている。水平CCD終端には
出力部16が設けられている。トランスファゲートには
全て同一の駆動信号が供給されるように、共通のトラン
スファゲート配線14で接続されている。受光領域面積
対画素面積比である開口率は全画素同一になっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の赤外線
固体撮像素子では、開口率と垂直CCDで扱い得る最大
転送電荷量とがトレードオフの関係にあり、感度とダイ
ナミックレンジとのバランスを取って設計されていた。
換言すれば、どちらにも犠牲が払われていた。このため
温度計測装置等に用いられる場合、装置の方で測温範囲
を区切り、絞り調整やフィルタ切替によって測定可能な
温度範囲を拡大していた。従って、従来のものでは測温
範囲が跨るような低温被写体と高温被写体を同一画面に
捕らえ、同時に測温することができないという欠点があ
った。
【0004】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに本発明の赤外線固体撮像素子は、奇数例の画素と偶
数列の画素が異なる開口率を有し、受光部から垂直電荷
結合素子へ信号電荷を転送し、かつ受光部のバイアス電
位を規定するトランスファゲートが奇数列の画素と偶数
列の画素とで別配線され別端子を具備し、奇数列に対応
するものと偶数列に対応するものの2組の水平電荷結合
素子及びそれに連なる出力部を具備している。開口率の
大きい画素列はチャネル幅の狭い垂直電荷結合素子を備
えており、開口率の小さい画素列はチャネル幅の広い垂
直電荷結合素子を備えている。
【0005】
【作用】本発明の赤外線固体撮像素子では、奇数列と偶
数列とで開口率の異なる画素が配列されている、すなわ
ち、受光領域面積が広くて垂直CCDチャネル幅が狭い
画素列と、受光領域面積が狭くて垂直CCDチャネル幅
が広い画素列とが交互に配列されている。開口率が高い
画素列は高感度だが扱い得る電荷量が少ないため、低温
被写体に対する温度差検出能力は高いが高温被写体に対
しては飽和して温度差検出不能となる。一方、開口率が
低い画素列は低感度だが扱い得る電荷量が多いため、低
温被写体に対する温度差検出に不利だが高温被写体に対
しても飽和せず温度差検出可能である。これら2種類の
画素列の受光部におけるバイアス電位設定条件は、それ
ぞれに対応する垂直CCDの最大転送電荷量に即して決
定されるべきものであり最適条件が異なるが、本発明で
は受光部のバイアス電位を規定するトランスファゲート
が奇数列の画素と偶数列の画素とで別配線され別端子を
具備しているので、互いに独立に設定することができ
る。さらに、奇数列に対応するものと偶数列に対応する
ものの2組の水平CCD及びそれに連なる出力部を具備
しているので、奇数列で構成されるイメージ信号と偶数
列で構成されるイメージ信号とを完全に分離して取り出
すことができる。従って、本発明では低温被写体測温に
有効なイメージ信号と高温被写体測温に有効なイメージ
信号とを全く同時に得ることができるので、温度計測装
置等に用いれば低温被写体と高温被写体を同一画面に捕
らえて同時に測温することが可能となり、前述の課題が
解決される。
【0006】
【実施例】図1は本発明の赤外線固体撮像素子の一実施
例の構成を示す平面図である。開口率が高い受光領域
1,トランスファゲート5及びチャネル幅が狭い垂直C
CD3の1段分(4電極)から成る画素が垂直方向に並
んだ画素列と、開口率が低い受光領域2、トランスファ
ゲート5及びチャネル幅が広い垂直CCD4の1段分
(4電極)から成る画素が垂直方向に並んだ画素列とを
互い違いに配列して撮像領域を構成している。この例で
は出力側から数えて奇数列が開口率の低い画素で偶数列
が開口率の高い画素になっている。受光領域のバイアス
電位を規定するトランスファゲート5は奇数列と偶数列
とで別々の配線6及び7に接続されており、奇数列用ト
ランスァゲート配線6はφTGodd 端子を具備し、偶数
列用トランスファゲート配線7はφTGeven端子を具備
している。
【0007】撮像領域の下部に水平CCDを備えている
が、水平CCDは奇数列用8と偶数列用9の2個から成
っている。全ての垂直CCDは奇数列用水平CCD8に
接続されている。奇数列用水平CCD8と偶数列用水平
CCD9との間に、偶数列垂直CCDからの信号電荷を
奇数列用水平CCD8から偶数列用水平CCD9へ移送
するための転送機構を具備している。偶数列垂直CCD
の最大転送電荷量は奇数列垂直CCDのそれより少ない
ので、図のように奇数列用水平CCD8を撮像領域直下
に設ける構成ならば、偶数列用水平CCD9のチャネル
幅を減らして最大転送電荷量を奇数列用水平CCD8の
それより少なくすることができる。2個の水平CCD8
及び9の終端にはそれぞれ奇数列用出力部10と偶数列
用出力部11が接続されている。2個の出力部10及び
11はそれぞれ扱う電荷量に適した電荷−電圧変換係数
を持たせている。例えばチャネル幅が狭い垂直CCD3
(偶数列)とチャネル幅が広い垂直CCD4(奇数列)
の最大転送電荷量比が1:2であったとすれば、偶数列
用出力部11と奇数列用出力部10の電荷−電圧変換係
数比を2:1としておけば、信号処理装置はどちらの列
に対するものもほぼ同様のものを用いることができて都
合が良い。
【0008】図2は低温被写体と高温被写体を撮像した
ときの画素における信号電荷の蓄積状態を示している。
ここで(a)は低温被写体を撮像した場合であり、
(b)は高温被写体を撮像した場合である。横軸はトラ
ンスファゲートの読み出し動作により受光部がリセット
されてからの経過時間を表しており、縦軸は受光部の蓄
積電荷量を表している。それぞれの画素の受光部におけ
る最大蓄積電荷量が、対応する垂直CCDの最大転送電
荷量と一致するように、トランスファゲートのリセット
電位を設定すると最も効果的である。トランスファゲー
トが奇数列と偶数列とで別配線となっているので、この
ような設定が可能となっている。図中の「蓄積時間」は
次のリセットが掛かるまでの時間であり、実際の動作で
はここで蓄積電荷量が零になる。(a)に示すように、
低温被写体を撮像したときには信号電荷の増加速度は遅
いが、開口率が高い蓄積時間内に多くの信号電荷を発生
し、測温の良好に行なうことができる。(b)に示すよ
うに、高温被写体を撮像したときには信号電荷の増加速
度は速く、開口率が高い画素では飽和状態となって測温
不能となってしまうが、開口率が低い画素は開口率が高
い画素に比べて信号電荷の増加速度が遅いうえに最大電
荷量も多いので、測温可能状態を維持することができ
る。本発明の赤外線固体撮像素子は、このように得られ
た2種類のイメージ信号を前述の構成によって同時に出
力し得るので、これを用いて温度計測装置等を構成すれ
ば低温被写体と高温被写体を同一画素に捕らえて同時に
測温することが可能となる。
【0009】
【発明の効果】以上説明したように本発明の赤外線撮像
素子は、奇数列の画素と偶数列の画素が異なる開口率を
有し、奇数列の画素と偶数列の画素とでトランスファゲ
ートが別配線され別端子を具備し、奇数列に対応するも
のと偶数列に対応するものの2組の水平電荷結合素子及
びそれに連なる出力部を具備する構成としたので、低温
被写体測温に有利な高感度イメージ信号と高温被写体に
有利な高ダイナミックレンジイメージ信号の両方を同時
に出力することができる。従って、本発明の赤外線固体
撮像素子を用いれば、低温被写体と高温被写体を同一画
面に捕らえ、同時測温可能な温度計測装置等を構成でき
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の赤外線固体撮像素子の一実施例の構成
を示す平面図である。
【図2】開口率が高い画素と開口率が低い画素における
信号電荷の蓄積状態を示す図で、(a)が低温被写体を
撮像した場合、(b)が高温被写体を撮像した場合を表
している。
【図3】従来の赤外線固体撮像素子の構成を示す平面図
である。
【符号の説明】
1 開口率が高い受光領域 2 開口率が低い受光領域 3 チャネル幅が狭い垂直CCD 4 チャネル幅が広い垂直CCD 5 トランスファゲート 6 トランスファゲート配線(奇数列用) 7 トランスファゲート配線(偶数列用) 8 水平CCD(奇数列用) 9 水平CCD(偶数列用) 10 出力部(奇数列用) 11 出力部(偶数列用) 12 受光領域 13 垂直CCD 14 トランスファゲート配線 15 水平CCD 16 出力部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 5/335 F

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受光部が2次元に配列され、垂直方向と
    水平方向に設けられた電荷結合素子によって電子走査さ
    れる赤外線固体撮像素子において、奇数列の画素と偶数
    列の画素が異なる開口率を有し、受光部から垂直電荷結
    合素子へ信号電荷を転送し、かつ、受光部のバイアス電
    位を規定するトランスファゲートが奇数列の画素と偶数
    列の画素とで別配線され別端子を具備し、奇数列に対応
    するものと偶数列に対応するものの2組の水平電荷結合
    素子及びそれに連なる出力部を具備することを特徴とす
    る赤外線固体撮像素子。
  2. 【請求項2】 開口率の大きい画素列はチャネル幅が狭
    い垂直電荷結合素子を有し、開口率の小さい画素列はチ
    ャネル幅の広い垂直電荷結合素子を有する請求項1記載
    の赤外線固体撮像素子。
JP6292863A 1994-11-28 1994-11-28 赤外線固体撮像素子 Expired - Fee Related JP2590763B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6292863A JP2590763B2 (ja) 1994-11-28 1994-11-28 赤外線固体撮像素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6292863A JP2590763B2 (ja) 1994-11-28 1994-11-28 赤外線固体撮像素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08153865A true JPH08153865A (ja) 1996-06-11
JP2590763B2 JP2590763B2 (ja) 1997-03-12

Family

ID=17787354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6292863A Expired - Fee Related JP2590763B2 (ja) 1994-11-28 1994-11-28 赤外線固体撮像素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2590763B2 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002085342A (ja) * 2000-09-11 2002-03-26 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡装置
KR100369359B1 (ko) * 2000-12-30 2003-01-30 주식회사 하이닉스반도체 이웃하는 픽셀 간의 칼라 데이터 분리할 수 있는 이미지센서 및 그를 위한 데이터 스캔 방법
EP1819144A1 (en) 2006-02-13 2007-08-15 GE Inspection Technologies, LP Electronic imaging device with photosensor arrays
JP2011188148A (ja) * 2010-03-05 2011-09-22 Toshiba Corp 固体撮像装置
JP2019184280A (ja) * 2018-04-03 2019-10-24 シャープ株式会社 赤外線検出システム

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002085342A (ja) * 2000-09-11 2002-03-26 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡装置
KR100369359B1 (ko) * 2000-12-30 2003-01-30 주식회사 하이닉스반도체 이웃하는 픽셀 간의 칼라 데이터 분리할 수 있는 이미지센서 및 그를 위한 데이터 스캔 방법
EP1819144A1 (en) 2006-02-13 2007-08-15 GE Inspection Technologies, LP Electronic imaging device with photosensor arrays
US7679041B2 (en) 2006-02-13 2010-03-16 Ge Inspection Technologies, Lp Electronic imaging device with photosensor arrays
JP2011188148A (ja) * 2010-03-05 2011-09-22 Toshiba Corp 固体撮像装置
US9029749B2 (en) 2010-03-05 2015-05-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid-state imaging device
JP2019184280A (ja) * 2018-04-03 2019-10-24 シャープ株式会社 赤外線検出システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2590763B2 (ja) 1997-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11798961B2 (en) Imaging device and imaging system
US8994863B2 (en) Solid state imaging device having a plurality of unit cells
US4330796A (en) Block readable charge coupled device
JP5089017B2 (ja) 固体撮像装置及び固体撮像システム
US5060245A (en) Interline transfer CCD image sensing apparatus
JP4351057B2 (ja) 光検出装置、撮像装置及び距離画像取得装置
JP3337976B2 (ja) 撮像装置
EP0866502A2 (en) Architecture for a CCD-imager with multiple readout registers
JPH04262679A (ja) 固体撮像素子の駆動方法
JPH035673B2 (ja)
JPS58210663A (ja) 固体撮像装置
JPH11205532A (ja) 固体撮像装置
JP2590763B2 (ja) 赤外線固体撮像素子
JP2002325204A (ja) 撮像装置
EP0498662B1 (en) A method of reading out signals for a solid-state imaging device
JPH09116815A (ja) 固体撮像装置
JP2504845B2 (ja) 固体撮像装置
JP2001053267A (ja) 固体撮像素子およびその駆動方法並びにカメラシステム
JP2799003B2 (ja) 固体撮像素子の駆動方式
JP2013008989A (ja) 固体撮像装置及び固体撮像システム
JP2695507B2 (ja) カラー光電変換装置
JPH0440179A (ja) 固体撮像素子
KR890006330Y1 (ko) 고체 촬상 장치
JPH06343144A (ja) 固体撮像装置
JP2900382B2 (ja) 固体撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19961022

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees