JPS6028384A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
- Publication number
- JPS6028384A JPS6028384A JP58138208A JP13820883A JPS6028384A JP S6028384 A JPS6028384 A JP S6028384A JP 58138208 A JP58138208 A JP 58138208A JP 13820883 A JP13820883 A JP 13820883A JP S6028384 A JPS6028384 A JP S6028384A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid
- charge
- transfer
- state image
- photodetectors
- 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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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (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】
この発明は、電荷結合素子の転送効率に起因する出力の
不均一を防止した固体撮像素子に関するものである。
不均一を防止した固体撮像素子に関するものである。
現在、−次元固体撮像素子は２０００〜３０００個の光
検出器を持ったものが作られており、読み出しには通常
電荷結合素子（以下ＣＣＤとい５ンが用いられている。
検出器を持ったものが作られており、読み出しには通常
電荷結合素子（以下ＣＣＤとい５ンが用いられている。
第１図は従来の一次元固体撮像素子の一例を示すブロッ
ク図である。この例は簡単のために８画素のものを示し
である。この図で、１１〜１８は光検出器で、可視光域
の検出にはＰＮ接合またはＭＯＳキヤパンク等が、赤外
の検出にはショットキダイオード等が用いられる。２１
〜２８は前記光検出器１１〜１８からＣＯＤへの電荷の
転送を制御するトランスファーゲートで、この例の場合
、偶数番の光検出器１２，１４，１６．１８は偶数番の
トランスファーグー） ２２，２４，２６．２８を通じ
て上側のＣＣＤ３２へ転送され、奇数番の光検出器１１
．１３，１５．１７は奇数番のトランスファーゲート２
１，２３．２５．２７′ｆｔ通じて下側のＣＣＤ３１へ
転送される。Ｃ０Ｄ３１゜３２へ転送された電荷は、順
次電荷検出器兼プリアンプ（以下単にプリアンプという
）４０でマルチプレクサされて直列に１つの出力端子５
０から読み出される。
ク図である。この例は簡単のために８画素のものを示し
である。この図で、１１〜１８は光検出器で、可視光域
の検出にはＰＮ接合またはＭＯＳキヤパンク等が、赤外
の検出にはショットキダイオード等が用いられる。２１
〜２８は前記光検出器１１〜１８からＣＯＤへの電荷の
転送を制御するトランスファーゲートで、この例の場合
、偶数番の光検出器１２，１４，１６．１８は偶数番の
トランスファーグー） ２２，２４，２６．２８を通じ
て上側のＣＣＤ３２へ転送され、奇数番の光検出器１１
．１３，１５．１７は奇数番のトランスファーゲート２
１，２３．２５．２７′ｆｔ通じて下側のＣＣＤ３１へ
転送される。Ｃ０Ｄ３１゜３２へ転送された電荷は、順
次電荷検出器兼プリアンプ（以下単にプリアンプという
）４０でマルチプレクサされて直列に１つの出力端子５
０から読み出される。
このような従来の構成の一次元固体撮像素子で最も問題
となるのが、ＣＣＤ３１．３２の転送効率である。ＣＣ
Ｄ３１．３２の転送効率をηとするとＮ段の転送後、最
初Ｑ。であった信号電荷Ｑは、 Ｑ＝Ｑ、η８ になる。ここで、η＝０．９９９９とするとＮ＝２００
０でＱ／Ｑｏ＝Ｏ１８２となり、８％のＣＣＤの転送に
よる損失を生じる。この損失は、均−元が当った場合の
出力に不均一につながるし、通常信号の損失分は、後の
出力に加算されて分解能の低下にもつながる。
となるのが、ＣＣＤ３１．３２の転送効率である。ＣＣ
Ｄ３１．３２の転送効率をηとするとＮ段の転送後、最
初Ｑ。であった信号電荷Ｑは、 Ｑ＝Ｑ、η８ になる。ここで、η＝０．９９９９とするとＮ＝２００
０でＱ／Ｑｏ＝Ｏ１８２となり、８％のＣＣＤの転送に
よる損失を生じる。この損失は、均−元が当った場合の
出力に不均一につながるし、通常信号の損失分は、後の
出力に加算されて分解能の低下にもつながる。
この発明は、ＣＯＤの出力を複数個に分割することによ
って転送段数を減らし、上記通常の固体撮像素子の転送
効率に関する問題点を低減できる固体撮像素子を提供す
るものである。以下図面に従ってこの発明を説明する。
って転送段数を減らし、上記通常の固体撮像素子の転送
効率に関する問題点を低減できる固体撮像素子を提供す
るものである。以下図面に従ってこの発明を説明する。
第２図はこの発明の一実施例を説明するグロック図、第
３図はこの動作を説明するクロック・タイミング図であ
る。簡単のためＫ、従来例と同様に８画素の素子で説明
する。第２図で、光検出器１１〜１８とトランスファー
ゲート２１〜２８の配置は従来例と同じであるが、ＣＣ
Ｄは３１〜３４と４分割されており、プリアンプ４１〜
４４も４個あり、プリアンプ４１〜４４の出力はマルチ
プレクサ６゛０を通じて直列に出力される。マルチプレ
クサ６０は固体撮像素子チップ上にある必要はなく、外
部回路で構成してもよい。
３図はこの動作を説明するクロック・タイミング図であ
る。簡単のためＫ、従来例と同様に８画素の素子で説明
する。第２図で、光検出器１１〜１８とトランスファー
ゲート２１〜２８の配置は従来例と同じであるが、ＣＣ
Ｄは３１〜３４と４分割されており、プリアンプ４１〜
４４も４個あり、プリアンプ４１〜４４の出力はマルチ
プレクサ６゛０を通じて直列に出力される。マルチプレ
クサ６０は固体撮像素子チップ上にある必要はなく、外
部回路で構成してもよい。
第３図でφｌ、φ２は、ＣＣＤ３１〜３４Ｖｃ与えられ
る転送りロックで、φＴ１はトランスファーグー）２５
．２７Ｋ、φＴ２はトランスファーグー）２６．２８Ｋ
ＪφＴ３はトランスファーゲート２１゜２３に、φ１４
はトランスファーゲート２２．２４に加えられるトラン
スファーゲート・クロックである。この例の場合は、２
相駆動ＣＯＤを用いた場合である。
る転送りロックで、φＴ１はトランスファーグー）２５
．２７Ｋ、φＴ２はトランスファーグー）２６．２８Ｋ
ＪφＴ３はトランスファーゲート２１゜２３に、φ１４
はトランスファーゲート２２．２４に加えられるトラン
スファーゲート・クロックである。この例の場合は、２
相駆動ＣＯＤを用いた場合である。
また、奇数番のトランスファーグー）２１．２３゜２５
．２７は転送りロックφ１がそのゲートに、また、偶数
番のトランスファーゲート２２，２４゜２６．２８は転
送りロックφ２がそのゲート忙接続されるものとする。
．２７は転送りロックφ１がそのゲートに、また、偶数
番のトランスファーゲート２２，２４゜２６．２８は転
送りロックφ２がそのゲート忙接続されるものとする。
なお、Ｔ、は転送りｐツクφ１．φ２の周期、Ｔｓはト
ランスファーゲート・クロンクφ丁、〜φＴ４０周期で
ある。
ランスファーゲート・クロンクφ丁、〜φＴ４０周期で
ある。
次にこの発明の動作について説明する。まず、トランス
ファーゲート・クロンクφ丁、が入力され、光検出器１
５．１７の信号がＣ０Ｄ３３に読み出される。次に、Ｔ
、／２後にトランスファーゲート・クロックφＴ２が入
力され、光検出器１６．１８の信号をＣＣＤ３４に読み
吊す。次に、Ｃ０Ｄ３３゜３４の駆動に従って、プリア
ンプ４３．４４を通してこれらの信号がマルチプレクサ
６０に与えられ、光検出器１８→１７→１６→１５の信
号に対応する顔に出力端子５０から読み出される。この
時、ＣＣＤ３１と３２は信号を含まない状態で駆動され
ている。光検出器１５．１６の信号が読み出される直前
にトランスファーゲート・クロックφＴ３＋ ４丁。が
入力され、光検出器１１．１３の信号なＣＣＤ３１に、
光検出器１２．１４＋７）信号をＣＣＤ３２に読み吊す
。続いて、Ｃ０Ｄ３１．３２が駆動されるに従って信号
は、ブリア・ンプ４１゜４２およびマルチプレクサ６０
を通して光検出器１４→１３→１２→１１の信号に対応
する順忙出力される。
ファーゲート・クロンクφ丁、が入力され、光検出器１
５．１７の信号がＣ０Ｄ３３に読み出される。次に、Ｔ
、／２後にトランスファーゲート・クロックφＴ２が入
力され、光検出器１６．１８の信号をＣＣＤ３４に読み
吊す。次に、Ｃ０Ｄ３３゜３４の駆動に従って、プリア
ンプ４３．４４を通してこれらの信号がマルチプレクサ
６０に与えられ、光検出器１８→１７→１６→１５の信
号に対応する顔に出力端子５０から読み出される。この
時、ＣＣＤ３１と３２は信号を含まない状態で駆動され
ている。光検出器１５．１６の信号が読み出される直前
にトランスファーゲート・クロックφＴ３＋ ４丁。が
入力され、光検出器１１．１３の信号なＣＣＤ３１に、
光検出器１２．１４＋７）信号をＣＣＤ３２に読み吊す
。続いて、Ｃ０Ｄ３１．３２が駆動されるに従って信号
は、ブリア・ンプ４１゜４２およびマルチプレクサ６０
を通して光検出器１４→１３→１２→１１の信号に対応
する順忙出力される。
以上の動作で、光検出器１１〜１８の出力は右から順に
出力され、ｌライフ分の映像信号を得ることができる。
出力され、ｌライフ分の映像信号を得ることができる。
この例では、蓄積時間と読み出し時間は等しく、一度読
み出しが終るとすぐ次の読み出しが行われるようになっ
ているが、蓄積時間が読み出し時間に比べて長ければ全
く問題はない。
み出しが終るとすぐ次の読み出しが行われるようになっ
ているが、蓄積時間が読み出し時間に比べて長ければ全
く問題はない。
第４図はこの発明の他の実施例を説明するりロック・タ
イミング図である。この場合の固体撮像素子の構成も第
２図と同じでよい。この場合、すべてのトランスファー
ゲート２１〜２８には同一のトランスファーゲート・り
ｐツクφ丁が与えられる。したがって、丁べての画素は
同時に蓄積・読み出しの動作を行う。ＣＣＤの転送りｐ
ツクφ１．。
イミング図である。この場合の固体撮像素子の構成も第
２図と同じでよい。この場合、すべてのトランスファー
ゲート２１〜２８には同一のトランスファーゲート・り
ｐツクφ丁が与えられる。したがって、丁べての画素は
同時に蓄積・読み出しの動作を行う。ＣＣＤの転送りｐ
ツクφ１．。
φ１２はＣＣＤ３３を、同じくφ２□、φ２３はＣＣＤ
３４を、同じ（φ４．φ３□はＣＣＤ３１を、同じくφ
４８．φ４２はＣＣＤ３２を駆動するものである。
３４を、同じ（φ４．φ３□はＣＣＤ３１を、同じくφ
４８．φ４２はＣＣＤ３２を駆動するものである。
トランスファーゲート・クロックφ丁が入力され、信号
が各Ｃ０Ｄ３１〜３４に読み出された後、まず、Ｃ０Ｄ
３３．３４が駆動される。この時、Ｃ０Ｄ３１．３２は
静止したままである。次に、Ｃ０Ｄ３３．３４の信号が
丁べて読み出された後、Ｃ０Ｄ３１．３２が駆動され、
信号は第３図の実施例と同様な順に読み出される。
が各Ｃ０Ｄ３１〜３４に読み出された後、まず、Ｃ０Ｄ
３３．３４が駆動される。この時、Ｃ０Ｄ３１．３２は
静止したままである。次に、Ｃ０Ｄ３３．３４の信号が
丁べて読み出された後、Ｃ０Ｄ３１．３２が駆動され、
信号は第３図の実施例と同様な順に読み出される。
このように上記各実施例では、上下ＣＣＤ３１〜３４を
２分割して転送段数を半分にしている。
２分割して転送段数を半分にしている。
このため、転送効率に伴なった性能劣化は低減される。
なお、上記各実施例では、ＣＣＤ３１〜３４は各２分割
となっているが、これに限らず複数個に分割されていれ
ば同様の効果が得られる。この場会、分割段数は転送効
率と性能要求から決定されるべきものである。また、上
記説明では、Ｃ０Ｄ３１〜３４は丁べて２相駆動とした
が、単相・３相または４相駆動等でもよいことはいうま
でもなしゝ。
となっているが、これに限らず複数個に分割されていれ
ば同様の効果が得られる。この場会、分割段数は転送効
率と性能要求から決定されるべきものである。また、上
記説明では、Ｃ０Ｄ３１〜３４は丁べて２相駆動とした
が、単相・３相または４相駆動等でもよいことはいうま
でもなしゝ。
以上説明したよう忙、この発明は、−次元に配列された
複数の光検出器を備えた固体撮像素子における転送効率
の悪影響を避けるために、ＣＣＤを複数個に分割し転送
段数を減らしたので、非常に大きな画素数を持った固体
撮像素子においても、転送効率の影響を十分小さくする
ことが可能となる利点がある。
複数の光検出器を備えた固体撮像素子における転送効率
の悪影響を避けるために、ＣＣＤを複数個に分割し転送
段数を減らしたので、非常に大きな画素数を持った固体
撮像素子においても、転送効率の影響を十分小さくする
ことが可能となる利点がある。
第１図は従来の固体撮像素子の構成を示すグｐツク図、
第２図はこの発明の一実施例の構成を示す１１７７図、
第３図はこの発明の固体撮像素子の動作を説明するりｐ
ツク・タイミング図、第４図はこの発明の他の実施例の
動作を説明するクロック・タイミング図である。 図中、１１〜１８は光検出器、２１〜２Ｂはトランスフ
ァーゲート、３１〜３４はＣＣＤ、４１〜４４は電荷検
出器兼プリアンプ、５０は出力端子、６０はマルチブン
クサである。 代理人 大岩増雄 （外２名）
第２図はこの発明の一実施例の構成を示す１１７７図、
第３図はこの発明の固体撮像素子の動作を説明するりｐ
ツク・タイミング図、第４図はこの発明の他の実施例の
動作を説明するクロック・タイミング図である。 図中、１１〜１８は光検出器、２１〜２Ｂはトランスフ
ァーゲート、３１〜３４はＣＣＤ、４１〜４４は電荷検
出器兼プリアンプ、５０は出力端子、６０はマルチブン
クサである。 代理人 大岩増雄 （外２名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１−次元に配列された複数の光検出器と、こ４ら光
検出器からの信号を順次読み出すための電荷結合素子と
で構成された固体撮像素子において、読み出し方向に前
記電荷結合素子を複数個に分割し、これら複数個の電荷
結合素子からの出力を信号読み出し顆序に応じて駆動す
る手段を具備せしめたことを特徴とする固体撮像素子。 （２）分割された電荷結合素子と光検出器を接続するト
ランスファーゲートに、前記電荷結合素子の分割に応じ
て異なったトランスファーゲート・クロックを与えて駆
動することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
の固体撮像素子。 （３）分割された電荷結合素子忙異なった転送りｐツク
パルスを与えて駆動することを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載の固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138208A JPS6028384A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138208A JPS6028384A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6028384A true JPS6028384A (ja) | 1985-02-13 |
Family
ID=15216607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58138208A Pending JPS6028384A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6028384A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0522526A3 (en) * | 1991-07-10 | 1994-08-24 | Sony Corp | Color linear sensor |
| US10354324B2 (en) | 2000-03-02 | 2019-07-16 | Trading Technologies International, Inc. | Click based trading with market depth display |
-
1983
- 1983-07-26 JP JP58138208A patent/JPS6028384A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0522526A3 (en) * | 1991-07-10 | 1994-08-24 | Sony Corp | Color linear sensor |
| US10354324B2 (en) | 2000-03-02 | 2019-07-16 | Trading Technologies International, Inc. | Click based trading with market depth display |
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