JPS6320975A - 固体イメ−ジセンサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は固体イメージセンサに関し、特に高画素化した
際の狭チャネル効果による転送電荷量の減少が抑制でき
る固体イメージセンサに関する。

（従来の技術） 従来のインターライン転送ＣＣＤ　（ＩＬＣＣＤ）は、
垂直方向の１本の光電変換素子列に対して１本の垂直転
送ＣＣＤが割当てられており、これらから成る組を水平
方向に複数組配「して構成されている。このような構成
において高ｉ素化しようとすると、同一チップサイズの
もとでは、水平方向における転送ラインのチャネル幅は
必然的に狭くなる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、例えば転送ライン幅を２μ程度迄に狭め
ると、最大転送電荷量はそれまでの４０％位に低下して
しまい、その結果、ダイナミックレンジを小さくしてし
まった。

本発明の目的は、上記事情に基づいてなされたもので、
高画素化した際の転送ラインの狭幅化を抑えて転送電荷
量の減少が防止できる固体イメージセンサを提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段および作用）すなわち、
本発明の上記目的は、２次元に配列された充電変換素子
の信号を垂直転送ＣＣＤおよび水平転送ＣＣＤを用いて
順次読出すインターライン転送形の固体イメージセンサ
において、垂直方向の２つの光電変換素子列に対して１
本の垂直転送ＣＣＤが設けられており、それぞれの光、
電変換素子列の信号は順次フィールドシフトされて出力
されることを特徴とする固体イメージセンサにより達成
される。

このようにして垂直転送ＣＣＤの数を半減させることに
より、高画素化した際の転送ラインのチャネル幅は、同
一画素数のセンサに較べて狭メることなく構成できる。

なお、本発明のイメージセンサは２つの光電変換素子列
の信号を１本の垂直転送ＣＣＤを用いて転送するため、
電荷を垂直転送ＣＣＤへフィールドシフトする転送ゲー
トがそれぞれ異なるタイミングで開くように設定されて
いる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図に示すｌ実施例は、本発明の固体イメージセンサ
が電子スチルカメラに適用される場合を例に挙げている
。

この固体イメージセンサは、マトリクス状に配置された
複数の光電変換素子１と、この光電変換素子１の垂直方
向の２列に対応して配置される１本の垂直転送ＣＣＤ２
と、垂直転送ＣＣＤ２の出力側で水平方向に沿って配置
される１本の水平転送ＣＣＤ３と、水平転送ＣＣＤ３の
出力端に設けられる出力アンプ４とから成っている。

前記垂直転送ＣＣＤ２は光電変換素子１の２列間に狭ま
れるように並設されており、これらから成る１ｍが水平
方向に複数組設けられて逼像面を構成している。なお、
図には示されていないが、前記垂直転送ＣＣＤ２は各光
電変換素子ｌ毎に対応して垂直方向に並べられた転送素
子群から成り、相互の動作でもって信号電荷を水平転送
ＣＣＤ３へ転送する機能を有する所謂自己走査型のシフ
トレジスタで構成され、かつその表面は遮光されている
。

前記光電変換素子１と垂直転送ＣＣＤ２との間には、転
送ゲート５が素子毎に形成されており、各光電変換素子
１で発生する信号電荷の垂直転送ＣＣＤ　２へのフィー
ルドシフトを制御する。

転送ゲート５は垂直方向の１列では同時制御されるが、
１本の垂直転送ＣＣＤ２に付属する左右の光電変換素子
列については、それぞれのスレシホールド電圧が異なる
値に設定されており、左右の列における電荷のフィール
ドシフトのタイミングをずらしている。なお、説明の都
合上、図において１本の垂直転送ＣＣＤ２の左側に配列
された光電変換素子列をＡ、右側に配列された光電変換
素子列をＢとしたとき、本実施例では２つの列の転送ゲ
ート５のスレシホールド電圧ｖｔｈはＡくＢに設けられ
ている。

また、本実施例では、本発明の固体イメージセンサがス
チルカメラに組込まれており、出力アンプ４から読出さ
れる出力は切換スイッチ６により２系統化され、１系統
がフィールドメモリ７にストアされた後に合算されて磁
気記録ヘッド８を介して磁気ディスク９に記録される。

次に、被写体を逼像するプロセスに基づいて、このイメ
ージセンサの動作を説明する。

係る構成の固体イメージセンサが適用された電子スチル
カメラは、シャッタ操作により露光されて被写体の光学
像が逼影レンズを介して結像されると、光の強弱に投じ
て、おのおのの光電変換素子に電荷が誘起、蓄積されて
電蒲像が形成される。

各光電変換素子の信号蓄積をｌ／６０秒、すなわち１フ
イ一ルド゛朋間蓄積したのち、まずスレシホールド電圧
ｖｔｈの低いＡの列の転送ゲート５が開いて、咳列の信
号電荷が垂直ブランキング期間のｔＳで一斉に垂直転送
ＣＣＤ２へフィールドシフトされる。フィールドシフト
された電荷は順次下方に転送されて水平ＣＣＤ　３を通
して出力アンプ４から読出された後、切換スイッチ６を
通してフィールドメモリ７にストアされる。次いでＢの
列の転送ゲート５が開いて咳列の信号電荷が一斉にフィ
ールドシフトされると転送されて、この信号電荷は同様
にして出力アンプ４から読出される。

この際、切換スイッチ６が切換って、Ｂ列の信号電荷は
既にフィールドメモリ７に準備されているへの列の信号
と合算されてｌフィール１画として出力され、磁気ディ
スク９の１トラツクに記録される。

第２図は、本発明の他の実施例を示したもので本発明の
固体イメージセンサがムービ用に適用された場合を示す
。

なお、第１図の実施例と同一構成要素については同一符
号を付し、説明を省略する。すなわち、本実施例では、
第１図の実施例のセンサに更に電荷蓄積部１０と、電荷
蓄積部１０に付属する第２の水平ＣＣＤ’ｌｌおよび第
２の出力アンプ１２が付加されている。このように構成
することにより、まずへの列の信号電荷は一斉に電荷蓄
積部１０へ転送され蓄えられる。次いでＢの列の信号電
荷が垂直転送ＣＣＤ２へフィールドシフトされると、す
べての転送準備が完了する。−この段階で、電荷蓄積部
に蓄積されているへの列の電荷は第２の水平ＣＣＤ１１
から、一方、垂直転送ＣＣＤ２に移されたＢの列の電荷
はもとから在る第１の水平ＣＣＤ３を介して、各信号ｆ
ｔ荷が同時読出しされる。なお、この際、Ｂの列の電荷
はＡの列の１！荷に対して半ビットずらして読出され、
これら両列の電荷は合算されて１フイールドのムービ画
として出力される。

このように本実施例のセンサは電荷蓄積部１０と、水平
ＣＣＤＩＩを付加することにより、１組の光電変換素子
列の一方を電荷蓄積部１０に高速転送することができ、
従って、垂直転送ＣＣＤ２上をシャッタ等により遮光す
る必要がなくなってムービ用として適用できる。

しかし電＠蓄積部上は常時遮光されていなければならな
いことは当然である。

なお前記各実施例とも、２つの列の光電変換素子からの
信号読出しを、転送ゲートのスレシホールド電圧を変え
ることにより行ったが、それぞれの転送ゲートの配線を
別系統に設け・て同−電圧下で制御するようにも構成で
きる。

（発明の効果） 以上記載したとおり、本発明の固体イメージセンサによ
れば、２列の光電変換素子に対して１本の垂直転送ＣＣ
Ｄを割当てることにより、垂直転送ＣＣＤの数が半裁で
き、従って高画素化した際の狭チヤンネル化を防止でき
る。換言すれば、高画素化した際に、同一画素数のセン
サに較べて転送ライン幅を大きく取れるため、転送電荷
量の減少を生じないでダイナミックレンジの低下が回避
できる。また、垂直転送ＣＣＤの数を半減できるので、
製造性も向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に適用される固体イ一−ジセ
ンサを説明する図、第２図は他の実施例に通用される固
体イメージセンサを説明する図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）２次元に配列された光電変換素子の信号を垂直転送
   ＣＣＤおよび水平転送ＣＣＤを用いて順次読出すインタ
   ーライン転送形の固体イメージセンサにおいて、垂直方
   向の２つの光電変換素子列に対して１本の垂直転送ＣＣ
   Ｄが設けられており、それぞれの光電変換素子列の信号
   は順次フィールドシフトされて出力されることを特徴と
   する固体イメージセンサ。 ２）２つの光電変換素子列に対応する転送ゲートはスレ
   シホールド電圧がそれぞれ異なる値に設けられているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体イメー
   ジセンサ。 ３）露光された撮像面は、少なくとも１画像転送の間、
   垂直転送ＣＣＤ表面が遮光されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の固体イメージセンサ。 ４）垂直転送ＣＣＤ表面を遮光する遮光手段がシャッタ
   により行われることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   記載の固体イメージセンサ。