JPH11205532A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH11205532A JPH11205532A JP10005988A JP598898A JPH11205532A JP H11205532 A JPH11205532 A JP H11205532A JP 10005988 A JP10005988 A JP 10005988A JP 598898 A JP598898 A JP 598898A JP H11205532 A JPH11205532 A JP H11205532A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/701—Line sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/713—Transfer or readout registers; Split readout registers or multiple readout registers
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画素列間の距離を狭めても、CCD レジスタで
転送可能な電荷量を多くすることができる固体撮像装置
を提供する。 【解決手段】 本発明のイメージセンサは、３列に配置
された画素列１ａ，１ｂ，１ｃを有し、中央の画素列１
ｂの両側には、対応するシフト電極２１，２２とCCD レ
ジスタ３１，３２が設けられ、外側の画素列１ａ，１ｃ
の外側には、それぞれ対応するシフト電極２ａ，２ｃと
CCD レジスタ３ａ，３ｃが設けられる。両端の画素列１
ａ，１ｃに対応するCCD レジスタ３ａ，３ｃを画素列１
ａ，１ｃの外側に配置したため、隣接する画素列間の距
離を狭めることができる。中央に配置された画素列１ｂ
で光電変換された信号電荷は、その画素列の両側に配置
した２つのCCD レジスタ３１，３２に振り分けて転送す
るため、各ccd レジスタ３１，３２の幅を狭めても、電
荷転送量を従来よりも増やせる。
転送可能な電荷量を多くすることができる固体撮像装置
を提供する。 【解決手段】 本発明のイメージセンサは、３列に配置
された画素列１ａ，１ｂ，１ｃを有し、中央の画素列１
ｂの両側には、対応するシフト電極２１，２２とCCD レ
ジスタ３１，３２が設けられ、外側の画素列１ａ，１ｃ
の外側には、それぞれ対応するシフト電極２ａ，２ｃと
CCD レジスタ３ａ，３ｃが設けられる。両端の画素列１
ａ，１ｃに対応するCCD レジスタ３ａ，３ｃを画素列１
ａ，１ｃの外側に配置したため、隣接する画素列間の距
離を狭めることができる。中央に配置された画素列１ｂ
で光電変換された信号電荷は、その画素列の両側に配置
した２つのCCD レジスタ３１，３２に振り分けて転送す
るため、各ccd レジスタ３１，３２の幅を狭めても、電
荷転送量を従来よりも増やせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォトダイオード
等の光電変換部を線状に配置した画素列を有する固体撮
像装置に関し、特に、複数の画素列を密接して配置した
カラー撮像用の固体撮像装置のレイアウト構成に関す
る。
等の光電変換部を線状に配置した画素列を有する固体撮
像装置に関し、特に、複数の画素列を密接して配置した
カラー撮像用の固体撮像装置のレイアウト構成に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】CCD カラーリニアイメージセンサは、赤
・緑・青等の各色に応じた感光画素を線状に配置して構
成され、各感光画素は、フォトダイオード等の光電変換
素子からなる。
・緑・青等の各色に応じた感光画素を線状に配置して構
成され、各感光画素は、フォトダイオード等の光電変換
素子からなる。
【０００３】図６は従来のCCD カラーリニアイメージセ
ンサの平面構成図、図７は図６の中央に配置された画素
列１ｂの端部付近の構成を拡大した図である。図６のイ
メージセンサは、複数の感光画素が線状に配置された画
素列１ａ，１ｂ，１ｃを、色ごとに３列備えており、各
画素列１ａ，１ｂ，１ｃ上には、それぞれ赤、緑、青等
のカラーフィルタ（不図示）が形成されている。各画素
列で光電変換により発生した信号電荷は、シフト電極２
ａ，２ｂ，２ｃを介して、CCD レジスタ３ａ，３ｂ，３
ｃに転送された後、図示の矢印の向きに従って、CCD レ
ジスタ３ａ，３ｂ，３ｃ内を順次移動する。CCD レジス
タ３ａ，３ｂ，３ｃの端まで移動した電荷は、出力回路
４ａ，４ｂ，４ｃに転送される。出力回路４ａ，４ｂ，
４ｃは、各画素列１ａ，１ｂ，１ｃに対応して設けられ
ており、各出力回路４ａ，４ｂ，４ｃからは、例えばＲ
ＧＢ用のカラー映像信号が出力される。
ンサの平面構成図、図７は図６の中央に配置された画素
列１ｂの端部付近の構成を拡大した図である。図６のイ
メージセンサは、複数の感光画素が線状に配置された画
素列１ａ，１ｂ，１ｃを、色ごとに３列備えており、各
画素列１ａ，１ｂ，１ｃ上には、それぞれ赤、緑、青等
のカラーフィルタ（不図示）が形成されている。各画素
列で光電変換により発生した信号電荷は、シフト電極２
ａ，２ｂ，２ｃを介して、CCD レジスタ３ａ，３ｂ，３
ｃに転送された後、図示の矢印の向きに従って、CCD レ
ジスタ３ａ，３ｂ，３ｃ内を順次移動する。CCD レジス
タ３ａ，３ｂ，３ｃの端まで移動した電荷は、出力回路
４ａ，４ｂ，４ｃに転送される。出力回路４ａ，４ｂ，
４ｃは、各画素列１ａ，１ｂ，１ｃに対応して設けられ
ており、各出力回路４ａ，４ｂ，４ｃからは、例えばＲ
ＧＢ用のカラー映像信号が出力される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図６のイメージセンサ
を用いて被写体の撮像を行う場合は、図８に示すよう
に、画素列の長手方向に略直交する方向にイメージセン
サ１０あるいは被写体を一定速度で移動させながら被写
体画像の取り込みを行う。より詳細には、赤・緑・青の
３つの画素列により被写体の同一位置を撮像した結果を
合成してカラー映像信号を生成する。このため、画素列
のすべてが被写体の同一位置を撮像するまでは、各画素
列が撮像したデータをメモリに格納しておかなければな
らない。隣接する画素列の距離が離れているほど、メモ
リに格納すべきデータ量も増えるため、大容量のメモリ
が必要となる。したがって、コスト低減や小型化を図る
には、各画素列をなるべく近接して配置するのが望まし
い。
を用いて被写体の撮像を行う場合は、図８に示すよう
に、画素列の長手方向に略直交する方向にイメージセン
サ１０あるいは被写体を一定速度で移動させながら被写
体画像の取り込みを行う。より詳細には、赤・緑・青の
３つの画素列により被写体の同一位置を撮像した結果を
合成してカラー映像信号を生成する。このため、画素列
のすべてが被写体の同一位置を撮像するまでは、各画素
列が撮像したデータをメモリに格納しておかなければな
らない。隣接する画素列の距離が離れているほど、メモ
リに格納すべきデータ量も増えるため、大容量のメモリ
が必要となる。したがって、コスト低減や小型化を図る
には、各画素列をなるべく近接して配置するのが望まし
い。
【０００５】また、画素列間の距離が離れている場合に
は、解像度にばらつきが生じやすくなるため、画素列を
構成するフォトダイオードの受光面に被写体光を結像さ
せる光学系の構成や、イメージセンサをスキャンさせる
走査機構系の構造が複雑になる。
は、解像度にばらつきが生じやすくなるため、画素列を
構成するフォトダイオードの受光面に被写体光を結像さ
せる光学系の構成や、イメージセンサをスキャンさせる
走査機構系の構造が複雑になる。
【０００６】一方、逆に、画素列間の距離を狭めると、
必然的に、CCD レジスタの幅も狭くせざるを得ず、CCD
レジスタで転送可能な電荷量が小さくなることから、イ
メージセンサの信号電荷量が少なくなってしまう。
必然的に、CCD レジスタの幅も狭くせざるを得ず、CCD
レジスタで転送可能な電荷量が小さくなることから、イ
メージセンサの信号電荷量が少なくなってしまう。
【０００７】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、画素列間の距離を狭めても、
CCD レジスタで転送可能な電荷量を増やすことができる
固体撮像装置を提供することにある。
ものであり、その目的は、画素列間の距離を狭めても、
CCD レジスタで転送可能な電荷量を増やすことができる
固体撮像装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明は、各画素に対応する光電変換
部を複数一列に配置した画素列と、前記各光電変換部で
光電変換された信号電荷を所定の方向に順次転送するCC
D レジスタと、前記CCD レジスタから出力された信号電
荷に応じたアナログ信号を出力する出力回路と、を備え
た固体撮像装置において、前記CCD レジスタは、前記画
素列を挟んで両側に配置され前記各光電変換部で光電変
換された信号電荷を略等量ずつ転送する第１および第２
の電荷転送部を有し、前記出力回路は、前記第１および
第２の電荷転送部から出力された信号電荷を合成するも
のである。
ために、請求項１の発明は、各画素に対応する光電変換
部を複数一列に配置した画素列と、前記各光電変換部で
光電変換された信号電荷を所定の方向に順次転送するCC
D レジスタと、前記CCD レジスタから出力された信号電
荷に応じたアナログ信号を出力する出力回路と、を備え
た固体撮像装置において、前記CCD レジスタは、前記画
素列を挟んで両側に配置され前記各光電変換部で光電変
換された信号電荷を略等量ずつ転送する第１および第２
の電荷転送部を有し、前記出力回路は、前記第１および
第２の電荷転送部から出力された信号電荷を合成するも
のである。
【０００９】請求項２の発明は、各画素に対応する光電
変換部を複数ずつ三列に配置した３つの画素列と、前記
画素列ごとに設けられ、対応する前記画素列内の前記各
光電変換部で光電変換された信号電荷を所定の方向に順
次転送する３つのCCD レジスタと、前記CCD レジスタご
とに設けられ、対応する前記CCD レジスタから出力され
た信号電荷に応じたアナログ信号を出力する出力回路
と、を備えた固体撮像装置において、前記３つの画素列
のうち、中央に配置された前記画素列に対応する前記CC
D レジスタは、対応する前記各光電変換部で光電変換さ
れた信号電荷を略等量ずつ転送する第１および第２の電
荷転送部を有し、前記第１および第２の電荷転送部は、
前記中央に配置された画素列とその両側に配置された画
素列との間にそれぞれ配置され、前記中央に配置された
画素列に対応する前記出力回路は、前記第１および第２
の電荷転送部から出力された信号電荷を合成し、前記両
側に配置された画素列に対応する前記各CCD レジスタ
は、対応する前記画素列の外側に配置されるものであ
る。
変換部を複数ずつ三列に配置した３つの画素列と、前記
画素列ごとに設けられ、対応する前記画素列内の前記各
光電変換部で光電変換された信号電荷を所定の方向に順
次転送する３つのCCD レジスタと、前記CCD レジスタご
とに設けられ、対応する前記CCD レジスタから出力され
た信号電荷に応じたアナログ信号を出力する出力回路
と、を備えた固体撮像装置において、前記３つの画素列
のうち、中央に配置された前記画素列に対応する前記CC
D レジスタは、対応する前記各光電変換部で光電変換さ
れた信号電荷を略等量ずつ転送する第１および第２の電
荷転送部を有し、前記第１および第２の電荷転送部は、
前記中央に配置された画素列とその両側に配置された画
素列との間にそれぞれ配置され、前記中央に配置された
画素列に対応する前記出力回路は、前記第１および第２
の電荷転送部から出力された信号電荷を合成し、前記両
側に配置された画素列に対応する前記各CCD レジスタ
は、対応する前記画素列の外側に配置されるものであ
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る固体撮像装置
について、図面を参照しながら具体的に説明する。以下
では、固体撮像装置の一例として、赤、緑、青の各色に
対応する線状の画素列を密接配置したCCD カラーリニア
イメージセンサ（以下、単にイメージセンサと呼ぶ）に
ついて説明する。
について、図面を参照しながら具体的に説明する。以下
では、固体撮像装置の一例として、赤、緑、青の各色に
対応する線状の画素列を密接配置したCCD カラーリニア
イメージセンサ（以下、単にイメージセンサと呼ぶ）に
ついて説明する。
【００１１】図１はイメージセンサの一実施形態の全体
構成図である。図１では、図６と共通する構成部分には
同一符号を付している。図１のイメージセンサは、図６
と同様に、色ごとに３列に配置された画素列１ａ，１
ｂ，１ｃを有する。
構成図である。図１では、図６と共通する構成部分には
同一符号を付している。図１のイメージセンサは、図６
と同様に、色ごとに３列に配置された画素列１ａ，１
ｂ，１ｃを有する。
【００１２】中央の画素列１ｂの両側には、対応するシ
フト電極２１，２２とCCD レジスタ３１，３２が設けら
れている。また、画素列１ａ，１ｃの外側にはそれぞ
れ、対応するシフト電極２ａ，２ｃとCCD レジスタ３
ａ，３ｃが設けられている。各CCD レジスタ３ａ，３
ｂ，３ｃの出力端子にはそれぞれ、転送された信号電荷
を出力信号に変換する出力回路４ａ，４ｂ，４ｃが接続
されている。
フト電極２１，２２とCCD レジスタ３１，３２が設けら
れている。また、画素列１ａ，１ｃの外側にはそれぞ
れ、対応するシフト電極２ａ，２ｃとCCD レジスタ３
ａ，３ｃが設けられている。各CCD レジスタ３ａ，３
ｂ，３ｃの出力端子にはそれぞれ、転送された信号電荷
を出力信号に変換する出力回路４ａ，４ｂ，４ｃが接続
されている。
【００１３】各画素列１ａ，１ｂ，１ｃはそれぞれ、各
画素に対応するフォトダイオード５を複数（例えば、20
00〜10000 個）一列に配置したものであり、各画素列の
上面には、互いに異なる色（例えば、赤、緑、青）のカ
ラーフィルタ（不図示）が取り付けられる。
画素に対応するフォトダイオード５を複数（例えば、20
00〜10000 個）一列に配置したものであり、各画素列の
上面には、互いに異なる色（例えば、赤、緑、青）のカ
ラーフィルタ（不図示）が取り付けられる。
【００１４】図２は図１の中央に配置された画素列１ｂ
の端部付近の構成を拡大した図、図３（ａ）は図２のＡ
−Ａ線の断面図、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線の断面図
である。
の端部付近の構成を拡大した図、図３（ａ）は図２のＡ
−Ａ線の断面図、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線の断面図
である。
【００１５】各CCD レジスタ３ａ，３１，３２，３ｃは
それぞれ、図２に示すように、一列に配置された複数の
転送電極６，８を有し、これら転送電極６，８は例えば
２相の電圧φ１，φ２により駆動される。これら電圧φ
１，φ２は、隣り合う転送電極６，８のペアに交互に印
加される。
それぞれ、図２に示すように、一列に配置された複数の
転送電極６，８を有し、これら転送電極６，８は例えば
２相の電圧φ１，φ２により駆動される。これら電圧φ
１，φ２は、隣り合う転送電極６，８のペアに交互に印
加される。
【００１６】CCD レジスタ３１，３２、シフト電極２
１，２２および画素列１ｂは略平行に配置され、CCD レ
ジスタ３１，３２の出力端側は、出力端に近づくにつれ
て、近接配置されている。各CCD レジスタ３１，３２内
を順次転送した信号電荷は、出力回路４ｂの手前に設け
られた合流部７で合成され、合成された信号電荷が出力
回路４ｂに入力される。
１，２２および画素列１ｂは略平行に配置され、CCD レ
ジスタ３１，３２の出力端側は、出力端に近づくにつれ
て、近接配置されている。各CCD レジスタ３１，３２内
を順次転送した信号電荷は、出力回路４ｂの手前に設け
られた合流部７で合成され、合成された信号電荷が出力
回路４ｂに入力される。
【００１７】画素列１ｂを構成する各フォトダイオード
５は、図２に一点鎖線で示す分離領域５０により、面積
の等しい２つの領域に分けられている。このフォトダイ
オード５は、図３（ｂ）の断面図に示すように、ｐ型シ
リコン基板５１上に、分離領域５０を挟んで両側に形成
された２つのｎ層５２，５３からなる。各ｎ層５２，５
３とｐ型シリコン基板５１との界面付近に光を照射する
と、この界面付近で電子−正孔対が発生し、ｎ層５２，
５３内に信号電荷が蓄積される。これら信号電荷は、シ
フト電極２１，２２の下を通過してCCD レジスタ３１，
３２に転送される。
５は、図２に一点鎖線で示す分離領域５０により、面積
の等しい２つの領域に分けられている。このフォトダイ
オード５は、図３（ｂ）の断面図に示すように、ｐ型シ
リコン基板５１上に、分離領域５０を挟んで両側に形成
された２つのｎ層５２，５３からなる。各ｎ層５２，５
３とｐ型シリコン基板５１との界面付近に光を照射する
と、この界面付近で電子−正孔対が発生し、ｎ層５２，
５３内に信号電荷が蓄積される。これら信号電荷は、シ
フト電極２１，２２の下を通過してCCD レジスタ３１，
３２に転送される。
【００１８】例えば、図２に示す各フォトダイオード５
の上半分の領域内に蓄積された信号電荷は、図示の上側
のCCD レジスタ３１に転送され、一方、図示の下半分の
領域内に蓄積された信号電荷は、図示の下側のCCD レジ
スタ３２に転送される。
の上半分の領域内に蓄積された信号電荷は、図示の上側
のCCD レジスタ３１に転送され、一方、図示の下半分の
領域内に蓄積された信号電荷は、図示の下側のCCD レジ
スタ３２に転送される。
【００１９】なお、フォトダイオード５内に図２，３に
示すような分離領域５０を設けても、この分離領域５０
内でも光電変換が行われるため、感度が低下するおそれ
はない。
示すような分離領域５０を設けても、この分離領域５０
内でも光電変換が行われるため、感度が低下するおそれ
はない。
【００２０】CCD レジスタ３１，３２は、図３（ａ）の
断面図に示すように、一定間隔で配置された複数の第１
電極部６と、各第１電極部６の間に配置された第２電極
部８（図４，５，７では不図示）とを有する。これら第
１および第２の電極部６，８は、ポリシリコン等を用い
て形成される。例えば、図１のイメージセンサを２相の
電圧φ１，φ２で駆動する場合には、隣接配置された第
１および第２電極部６，８にはそれぞれ、図３（ａ）の
ように同一の電圧が印加される。これら第１および第２
の電極部６，８は、ｐ型シリコン基板５１上に形成され
たｎ型ウェル領域５４の上面に形成され、電荷の逆流を
防ぐため、第２の電極部８の直下には低濃度のｎ−層５
５が形成される。
断面図に示すように、一定間隔で配置された複数の第１
電極部６と、各第１電極部６の間に配置された第２電極
部８（図４，５，７では不図示）とを有する。これら第
１および第２の電極部６，８は、ポリシリコン等を用い
て形成される。例えば、図１のイメージセンサを２相の
電圧φ１，φ２で駆動する場合には、隣接配置された第
１および第２電極部６，８にはそれぞれ、図３（ａ）の
ように同一の電圧が印加される。これら第１および第２
の電極部６，８は、ｐ型シリコン基板５１上に形成され
たｎ型ウェル領域５４の上面に形成され、電荷の逆流を
防ぐため、第２の電極部８の直下には低濃度のｎ−層５
５が形成される。
【００２１】また、CCD レジスタ３１，３２の形成箇所
よりも下層側には、図２に点線で示すように素子分離領
域９（境界）が形成される。この素子分離領域９は、CC
D レジスタ３１，３２内での信号電荷の転送経路を規制
する。すなわち、画素列１ｂからCCD レジスタ３１，３
２内に転送された電子は、素子分離領域９以外の領域を
通って順序よく合流部７まで転送される。
よりも下層側には、図２に点線で示すように素子分離領
域９（境界）が形成される。この素子分離領域９は、CC
D レジスタ３１，３２内での信号電荷の転送経路を規制
する。すなわち、画素列１ｂからCCD レジスタ３１，３
２内に転送された電子は、素子分離領域９以外の領域を
通って順序よく合流部７まで転送される。
【００２２】次に、図１〜図３に示した本実施形態のイ
メージセンサの動作を説明する。各画素列１ａ，１ｂ，
１ｃ内の各フォトダイオード５上に結像された被写体光
は、各フォトダイオード５で光電変換され、光電変換さ
れた信号電荷は、対応するシフト電極２ａ，２１，２
２，２ｃを介して、対応するCCD レジスタ３ａ，３１，
３２，３ｃに転送される。
メージセンサの動作を説明する。各画素列１ａ，１ｂ，
１ｃ内の各フォトダイオード５上に結像された被写体光
は、各フォトダイオード５で光電変換され、光電変換さ
れた信号電荷は、対応するシフト電極２ａ，２１，２
２，２ｃを介して、対応するCCD レジスタ３ａ，３１，
３２，３ｃに転送される。
【００２３】中央に配置された画素列１ｂの両側には、
対応するシフト電極２１，２２とCCD レジスタ３１，３
２が設けられており、この画素列１ｂ内の各フォトダイ
オード５で光電変換された信号電荷は、略等量ずつ両シ
フト電極２１，２２に振り分けられる。
対応するシフト電極２１，２２とCCD レジスタ３１，３
２が設けられており、この画素列１ｂ内の各フォトダイ
オード５で光電変換された信号電荷は、略等量ずつ両シ
フト電極２１，２２に振り分けられる。
【００２４】一方、両端の２つの画素列１ａ，１ｃの外
側にはそれぞれ、対応するシフト電極２ａ，２ｃとCCD
レジスタ３ａ，３ｃが設けられており、各画素列１ａ，
１ｃ内のフォトダイオード５で光電変換された信号電荷
は、対応するシフト電極２ａ，２ｃを介してCCD レジス
タ３ａ，３ｃに転送された後、CCD レジスタ３ａ，３ｃ
内を順次転送して出力回路４ａ，４ｃに入力される。
側にはそれぞれ、対応するシフト電極２ａ，２ｃとCCD
レジスタ３ａ，３ｃが設けられており、各画素列１ａ，
１ｃ内のフォトダイオード５で光電変換された信号電荷
は、対応するシフト電極２ａ，２ｃを介してCCD レジス
タ３ａ，３ｃに転送された後、CCD レジスタ３ａ，３ｃ
内を順次転送して出力回路４ａ，４ｃに入力される。
【００２５】このように、本実施形態のイメージセンサ
では、色ごとに三列に配置された画素列１ａ，１ｂ，１
ｃのうち、両端の画素列１ａ，１ｃに対応するシフト電
極２ａ，２ｃとCCD レジスタ３ａ，３ｃをそれぞれ画素
列１ａ，１ｃの外側に配置したため、隣接する画素列間
の距離を狭めることができる。したがって、撮像したデ
ータを格納するメモリの容量を削減できるとともに、光
学系や走査機構系の構成も簡略化できる。また、CCD レ
ジスタ３ａ，３ｃの幅を大きくしても画素列１ａ，１ｃ
間の距離が広がるおそれがないため、チップサイズが許
す限り、CCD レジスタ３ａ，３ｃの幅を最大限広げるこ
とができ、電荷転送量を増やせる。
では、色ごとに三列に配置された画素列１ａ，１ｂ，１
ｃのうち、両端の画素列１ａ，１ｃに対応するシフト電
極２ａ，２ｃとCCD レジスタ３ａ，３ｃをそれぞれ画素
列１ａ，１ｃの外側に配置したため、隣接する画素列間
の距離を狭めることができる。したがって、撮像したデ
ータを格納するメモリの容量を削減できるとともに、光
学系や走査機構系の構成も簡略化できる。また、CCD レ
ジスタ３ａ，３ｃの幅を大きくしても画素列１ａ，１ｃ
間の距離が広がるおそれがないため、チップサイズが許
す限り、CCD レジスタ３ａ，３ｃの幅を最大限広げるこ
とができ、電荷転送量を増やせる。
【００２６】また、中央に配置された画素列１ｂで光電
変換された信号電荷は、その画素列の両側に配置した２
つのCCD レジスタ３１，３２に振り分けて転送するよう
にしたため、CCD レジスタが１つだけの場合よりも２倍
の電荷転送量が得られ、さらには、各CCD レジスタ３
１，３２の幅を狭めても、十分な電荷転送量が得られ
る。
変換された信号電荷は、その画素列の両側に配置した２
つのCCD レジスタ３１，３２に振り分けて転送するよう
にしたため、CCD レジスタが１つだけの場合よりも２倍
の電荷転送量が得られ、さらには、各CCD レジスタ３
１，３２の幅を狭めても、十分な電荷転送量が得られ
る。
【００２７】すなわち、本実施形態では、画素列間の距
離を広げることなく、各CCD レジスタ３ａ，３１，３
２，３ｃにより転送可能な信号電荷量を従来よりも増や
すことができ、イメージセンサの感度を向上できる。
離を広げることなく、各CCD レジスタ３ａ，３１，３
２，３ｃにより転送可能な信号電荷量を従来よりも増や
すことができ、イメージセンサの感度を向上できる。
【００２８】上述した実施形態では、異なる３色に対応
する画素列を設ける例を説明したが、図１の中央に配置
された画素列１ｂと、それに対応するシフト電極２１，
２２、CCD レジスタ３１，３２および出力回路４ｂだけ
でイメージセンサを構成してもよい。また、カラーフィ
ルタの色に特に制限はなく、あるいは、カラーフィルタ
を設けなくてもよい。
する画素列を設ける例を説明したが、図１の中央に配置
された画素列１ｂと、それに対応するシフト電極２１，
２２、CCD レジスタ３１，３２および出力回路４ｂだけ
でイメージセンサを構成してもよい。また、カラーフィ
ルタの色に特に制限はなく、あるいは、カラーフィルタ
を設けなくてもよい。
【００２９】上述した実施形態では、出力回路４ｂの手
前に配置された合流部７で信号電荷の合成を行う例を説
明したが、合流部７は電荷検出部でもよく、また、合流
部７と出力回路４ｂとの間に転送電極を設けてもよい。
また、図４のように、合流部を設けずに出力回路４ｂ’
内で信号電荷の合成を行ってもよい。
前に配置された合流部７で信号電荷の合成を行う例を説
明したが、合流部７は電荷検出部でもよく、また、合流
部７と出力回路４ｂとの間に転送電極を設けてもよい。
また、図４のように、合流部を設けずに出力回路４ｂ’
内で信号電荷の合成を行ってもよい。
【００３０】また、上述した実施形態では、図２に示す
ように、フォトダイオード５の並ぶ方向に略直交する方
向に、各フォトダイオード５内に２つの電荷蓄積領域を
設ける例を説明したが、図５に示すように、フォトダイ
オード５の並ぶ方向に平行に、電荷蓄積領域を設けても
よい。
ように、フォトダイオード５の並ぶ方向に略直交する方
向に、各フォトダイオード５内に２つの電荷蓄積領域を
設ける例を説明したが、図５に示すように、フォトダイ
オード５の並ぶ方向に平行に、電荷蓄積領域を設けても
よい。
【００３１】また、上述した実施形態では、２相駆動の
CCD レジスタの例を示したが、３相または４相駆動のCC
D レジスタを用いてもよい。
CCD レジスタの例を示したが、３相または４相駆動のCC
D レジスタを用いてもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、各光電変換部で光電変換された信号電荷を、第１
および第２の電荷転送部に振り分けるようにしたため、
各電荷転送部の幅を狭めても、転送可能な信号電荷量を
増やすことができる。
れば、各光電変換部で光電変換された信号電荷を、第１
および第２の電荷転送部に振り分けるようにしたため、
各電荷転送部の幅を狭めても、転送可能な信号電荷量を
増やすことができる。
【００３３】また、３つの画素列を三列に配置する場合
には、外側の画素列に対応するCCDレジスタを各画素列
の外側に配置するようにしたため、隣接する画素列間の
距離を狭めることができ、撮像データを格納するメモリ
容量が少なくて済むとともに、光学系や走査機構系の構
成も簡略化できる。また、外側の画素列に対応するCCD
レジスタについては、幅を十分に広げることができるた
め、各CCD レジスタで転送可能な信号電荷量を増やすこ
とができ、固体撮像装置の感度が向上する。
には、外側の画素列に対応するCCDレジスタを各画素列
の外側に配置するようにしたため、隣接する画素列間の
距離を狭めることができ、撮像データを格納するメモリ
容量が少なくて済むとともに、光学系や走査機構系の構
成も簡略化できる。また、外側の画素列に対応するCCD
レジスタについては、幅を十分に広げることができるた
め、各CCD レジスタで転送可能な信号電荷量を増やすこ
とができ、固体撮像装置の感度が向上する。
【００３４】また、本発明は、図６の従来例に比べて電
荷量以外の電気光学特性、駆動タイミングを全く同一に
することが可能で、使い勝手がよい。
荷量以外の電気光学特性、駆動タイミングを全く同一に
することが可能で、使い勝手がよい。
【図１】図１はイメージセンサの一実施形態の全体構成
図。
図。
【図２】図１の中央に配置された画素列１ｂの端部付近
の構成を拡大した図。
の構成を拡大した図。
【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ線の断面図、図３（ｂ）
は図２のＢ−Ｂ線の断面図。
は図２のＢ−Ｂ線の断面図。
【図４】合流部を設けずに出力回路内で信号電荷の合成
を行う例を示す図。
を行う例を示す図。
【図５】フォトダイオードの並ぶ方向に平行に電荷蓄積
領域を設けた例を示す図。
領域を設けた例を示す図。
【図６】従来のCCD カラーリニアイメージセンサの平面
構成図。
構成図。
【図７】図６の中央に配置された画素列１ｂの端部付近
の構成を拡大した図。
の構成を拡大した図。
【図８】イメージセンサのスキャンの様子を示す図。
１ａ，１ｂ，１ｃ 画素列 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２１，２２ シフト電極 ３ａ，３ｂ，３ｃ，３１，３２ CCD レジスタ ４ａ，４ｂ，４ｃ 出力回路 ５ フォトダイオード ６，８ 転送電極 ７ 合流部
Claims (5)
- 【請求項１】各画素に対応する光電変換部を複数一列に
配置した画素列と、 前記各光電変換部で光電変換された信号電荷を所定の方
向に順次転送するCCDレジスタと、 前記CCD レジスタから出力された信号電荷に応じたアナ
ログ信号を出力する出力回路と、を備えた固体撮像装置
において、 前記CCD レジスタは、前記画素列を挟んで両側に配置さ
れ前記各光電変換部で光電変換された信号電荷を略等量
ずつ転送する第１および第２の電荷転送部を有し、 前記出力回路は、前記第１および第２の電荷転送部から
転送された各画素の信号電荷を合成することを特徴とす
る固体撮像装置。 - 【請求項２】各画素に対応する光電変換部を複数ずつ三
列に配置した３つの画素列と、 前記画素列ごとに設けられ、対応する前記画素列内の前
記各光電変換部で光電変換された信号電荷を所定の方向
に順次転送する３つのCCD レジスタと、 前記CCD レジスタごとに設けられ、対応する前記CCD レ
ジスタから出力された信号電荷に応じたアナログ信号を
出力する出力回路と、を備えた固体撮像装置において、 前記３つの画素列のうち、中央に配置された前記画素列
に対応する前記CCD レジスタは、対応する前記各光電変
換部で光電変換された信号電荷を略等量ずつ転送する第
１および第２の電荷転送部を有し、 前記第１および第２の電荷転送部は、前記中央に配置さ
れた画素列とその両側に配置された画素列との間にそれ
ぞれ配置され、 前記中央に配置された画素列に対応する前記出力回路
は、前記第１および第２の電荷転送部から転送された各
画素の信号電荷を合成し、 前記両側に配置された画素列に対応する前記各CCD レジ
スタは、対応する前記画素列の外側に配置されることを
特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項３】前記第１および第２の電荷転送部の出力端
と対応する前記出力回路との間に、前記各電荷転送部か
ら出力された信号電荷を合成する合流部を設け、この合
流部の出力が前記出力回路に入力されることを特徴とす
る請求項１または２に記載の固体撮像装置。 - 【請求項４】前記第１および第２の電荷転送部に対応す
る前記画素列内の前記各光電変換部は、これら光電変換
部の並ぶ方向に略直交する方向に分離領域を介して配置
された第１および第２の電荷蓄積部を有し、 これら第１および第２の電荷蓄積部は、光電変換による
信号電荷を略等量ずつ蓄積可能とされ、 前記第１の電荷蓄積部に蓄積された電荷は前記第１の電
荷転送部に転送され、前記第２の電荷蓄積部に蓄積され
た電荷は前記第２の電荷転送部に転送されることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の固体撮像装置。 - 【請求項５】前記第１および第２の電荷転送部に対応す
る前記画素列内の前記各光電変換部は、これら光電変換
部の並ぶ方向に平行に分離領域を介して配置された第１
および第２の電荷蓄積部を有し、 これら第１および第２の電荷蓄積部は、光電変換による
信号電荷を略等量ずつ蓄積可能とされ、 前記第１の電荷蓄積部に蓄積された電荷は前記第１の電
荷転送部に転送され、前記第２の電荷蓄積部に蓄積され
た電荷は前記第２の電荷転送部に転送されることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の固体撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10005988A JPH11205532A (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 固体撮像装置 |
| US09/229,586 US6153874A (en) | 1998-01-14 | 1999-01-13 | Solid imaging device comprising electric charge transferring function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10005988A JPH11205532A (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11205532A true JPH11205532A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=11626188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10005988A Pending JPH11205532A (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 固体撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6153874A (ja) |
| JP (1) | JPH11205532A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2002217399A (ja) * | 2001-01-22 | 2002-08-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | 電荷読出方法および固体撮像装置 |
| JP2002343954A (ja) * | 2001-05-11 | 2002-11-29 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
| EP1091411A3 (en) * | 1999-10-07 | 2004-01-28 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | A solid-state image pickup device |
| US7196303B2 (en) | 2002-11-29 | 2007-03-27 | Nec Electronics Corporation | CCD image sensor |
| EP1206127A3 (en) * | 2000-10-24 | 2009-08-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
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| JP3970425B2 (ja) * | 1998-05-18 | 2007-09-05 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像装置 |
| US6608706B1 (en) * | 1999-05-20 | 2003-08-19 | Mustek Systems Inc. | Scanning method for performing a low resolution scan by using a high resolution scanning module |
| US6770860B1 (en) * | 2000-02-14 | 2004-08-03 | Dalsa, Inc. | Dual line integrating line scan sensor |
| JP2002232640A (ja) * | 2001-02-01 | 2002-08-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | ラインセンサおよびそれを用いた放射線画像情報読取装置 |
| FR2857160B1 (fr) * | 2003-07-01 | 2005-09-23 | Atmel Grenoble Sa | Capteur d'image ergonomique |
| JP2005197922A (ja) * | 2004-01-06 | 2005-07-21 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像読取装置 |
| US20050219659A1 (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-06 | Shuxue Quan | Reproduction of alternative forms of light from an object using digital imaging system |
| FR2888044B1 (fr) * | 2005-07-01 | 2007-08-31 | Atmel Grenoble Soc Par Actions | Capteur d'image a coins coupes |
| US20120051378A1 (en) | 2010-08-31 | 2012-03-01 | Aravinda Kar | Photodetection |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5812743B2 (ja) * | 1977-10-11 | 1983-03-10 | 富士通株式会社 | 複数列ラインセンサ |
| GB2262010B (en) * | 1991-11-27 | 1996-01-17 | Eev Ltd | Charge - coupled device |
| JPH05199528A (ja) * | 1992-01-21 | 1993-08-06 | Sony Corp | カラー撮像装置 |
| JP2807386B2 (ja) * | 1993-02-15 | 1998-10-08 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置及び固体撮像装置の駆動方法 |
-
1998
- 1998-01-14 JP JP10005988A patent/JPH11205532A/ja active Pending
-
1999
- 1999-01-13 US US09/229,586 patent/US6153874A/en not_active Expired - Fee Related
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| US7636116B2 (en) | 2000-10-24 | 2009-12-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus having floating diffusion amplifiers for CCD charges |
| JP2002217399A (ja) * | 2001-01-22 | 2002-08-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | 電荷読出方法および固体撮像装置 |
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| US7196303B2 (en) | 2002-11-29 | 2007-03-27 | Nec Electronics Corporation | CCD image sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6153874A (en) | 2000-11-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040618 |