JPS59172888A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPS59172888A JPS59172888A JP58047497A JP4749783A JPS59172888A JP S59172888 A JPS59172888 A JP S59172888A JP 58047497 A JP58047497 A JP 58047497A JP 4749783 A JP4749783 A JP 4749783A JP S59172888 A JPS59172888 A JP S59172888A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14831—Area CCD imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
- H04N25/46—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by combining or binning pixels
-
- 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
- H04N25/73—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using interline transfer [IT]
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は電荷結合装置（ＣＯＤ）を用いた二次元用の固
体撮像装置（エリアセンサ）に係シ、特に多画素を心安
とするビデオテープレコーダ用カメラとか工業テレビ用
カメラなどに用いられる高解像度用エリアセンサに関す
る。
体撮像装置（エリアセンサ）に係シ、特に多画素を心安
とするビデオテープレコーダ用カメラとか工業テレビ用
カメラなどに用いられる高解像度用エリアセンサに関す
る。
この種のエリアセンサの高解像度化を図るために、既に
本発明の発明者によって提案され、本出願と同一出願人
によって出願（特願昭５７−９２９０７号）されている
。この既提案のエリアセンサにおいては、第１図に示す
ように、−導電形半導体基板上に市松模様状の配置で感
光画素２群が設けられている。これらの画素２は光が照
射されることによって充電変換によジ信号電荷を発佑し
て蓄積するもので、前記半導体基板とは反対導電形の不
純物領域からなり、通常フォトダイオードと呼ばれる。
本発明の発明者によって提案され、本出願と同一出願人
によって出願（特願昭５７−９２９０７号）されている
。この既提案のエリアセンサにおいては、第１図に示す
ように、−導電形半導体基板上に市松模様状の配置で感
光画素２群が設けられている。これらの画素２は光が照
射されることによって充電変換によジ信号電荷を発佑し
て蓄積するもので、前記半導体基板とは反対導電形の不
純物領域からなり、通常フォトダイオードと呼ばれる。
上記画素２群のうち、第１の画素２、群は第１の二次元
正方格子状の配置を有し、第２の画素２□群は上記第１
の二次元正方格子状に比べて垂直方向（列方向）に垂直
方向画素ピッチＰｖの約半分ずれた第２の二次元正方格
子状の配置を有している。そして、上記画素２群におけ
る垂直方向に配列された複数本の垂直画素列にそれぞれ
沿ってじぐざぐ状の配置で、つまシ垂直画素列相互間を
縫うような配置でＣＣＤよりなる垂直転送レジスタ３群
が設けられている。そして、上記垂直転送レジスタ３そ
れぞれは、垂直画素列の全ての画素の信号電荷を読み出
すのに必要な段数あシ、それぞれたとえば２相のクロッ
クによシ駆動される。ここで、第１相の転送電極をφ工
、第２相の転送電極をφ２で表わす。これらの転送電極
φ０．φ２下には、前記二次元正方格子状配置における
斜め方向に最隣接する画素相互の水平方向間隙部に狭チ
ヤンネル幅の転送部φ、Ｔ、φ２Ｔ、およびこの転送部
φ□７．φ２Ｔの垂直方向側に位置する部分から垂直画
素列の垂直方向に隣接する画素相互の間隙部まで延びる
広チャンネル幅の電荷蓄積部φ、ｓ、φＩを有し、転送
チャンネルの狭チヤンネル部（転送部φ１．φ１）と広
チャンネル部（電荷蓄積部φ□８．φ２８）との間に電
位井戸の差が設けられている。さらに、上記垂直転送レ
ジスタ３群から順次転送される１水平走査線分づつの信
号電荷をそれぞれ時系列に読み出すためのＣＣＤよりな
る水平転送レジスタ（図示せず）が設けられている。
正方格子状の配置を有し、第２の画素２□群は上記第１
の二次元正方格子状に比べて垂直方向（列方向）に垂直
方向画素ピッチＰｖの約半分ずれた第２の二次元正方格
子状の配置を有している。そして、上記画素２群におけ
る垂直方向に配列された複数本の垂直画素列にそれぞれ
沿ってじぐざぐ状の配置で、つまシ垂直画素列相互間を
縫うような配置でＣＣＤよりなる垂直転送レジスタ３群
が設けられている。そして、上記垂直転送レジスタ３そ
れぞれは、垂直画素列の全ての画素の信号電荷を読み出
すのに必要な段数あシ、それぞれたとえば２相のクロッ
クによシ駆動される。ここで、第１相の転送電極をφ工
、第２相の転送電極をφ２で表わす。これらの転送電極
φ０．φ２下には、前記二次元正方格子状配置における
斜め方向に最隣接する画素相互の水平方向間隙部に狭チ
ヤンネル幅の転送部φ、Ｔ、φ２Ｔ、およびこの転送部
φ□７．φ２Ｔの垂直方向側に位置する部分から垂直画
素列の垂直方向に隣接する画素相互の間隙部まで延びる
広チャンネル幅の電荷蓄積部φ、ｓ、φＩを有し、転送
チャンネルの狭チヤンネル部（転送部φ１．φ１）と広
チャンネル部（電荷蓄積部φ□８．φ２８）との間に電
位井戸の差が設けられている。さらに、上記垂直転送レ
ジスタ３群から順次転送される１水平走査線分づつの信
号電荷をそれぞれ時系列に読み出すためのＣＣＤよりな
る水平転送レジスタ（図示せず）が設けられている。
そして、上記エリアセンサを擬似的なインターレース方
式にょシ読み出すための転送制御手段が設けられている
。この転送制御手段は、第１フイールドにおける１水平
走査として前記第１の画素２□群の垂直画素列における
垂直方向の１（＝Ｘ、２．・・・ｎ）番目の画素からの
信号電荷、および前記第２の画素２□群の垂直画素列に
おける垂直方向の１（＝１．２．・・・ｎ）番目の画素
がらの信号電荷を読み出し、この動作をｌの番号順にｉ
＝１〜ｎｉで繰シ返し、次に第２フイールドにおける１
水平走査として上記第１の画素２１群の垂直画素列にお
ける垂直方向の（１＋１）（＝２．３．・・・ｎ）番目
の画素からの信号電荷と第２の画素２２群の垂直画素列
における垂直方向のｊ（１，２，・・・ｎ−１）番目画
素からの信号電荷を読み出し、この動作をｉの番号順に
ｉ＝１〜Ｃｎ−１）まで繰り返すように制御する。即ち
、第１フイールドにおける１水平走査に際しては、先ず
第１の画素２０群の垂直画素列の１番目の画素から隣接
する水平走査方向側に位置する転送電極φ１下の蓄積部
φ□８へ信号電荷が転送されるもので、この動作をフィ
ールドシフトφ１と称する。次に、上記転送電極φ□下
の蓄積部φ１８の信号電荷が上記転送電極φ１の属する
垂直転送レジスタ３の垂直転送方向側に位置する転送電
極φ２下の転送部φ２Ｔを経て蓄積部φ２８へ転送され
るもので、この動作をレジスタ転送φ、と称する。これ
と同時に５第２の画素２３群の垂直画素列のｉ番目の画
素から隣接する水平走査方向側に位置する転送電極φ２
下の蓄積部φ２ｓへ信号電荷が転送されるもので、この
動作をフィールドシフトφ２と称する。したがって、上
記レジスタ転送φ２およびフィールドシフトφ２の各動
作が完了した際には、同一水平線上に並んだ転送電極φ
３群下には、１水平走査線分の信号電荷が蓄積されてい
る。次に１転送電−極φ３．φ、にクロックパルスが順
次印加され、各垂直転送レジスタ３内を信号電荷が転送
され、水平転送レジスタへ１水平走査線分の信号電荷が
一斉に転送され、この水平転送レジスタから各信号電荷
が順次読み出される。このよりな１水平走査線の読み出
し動作が前記ｔ＝１〜ｎｌｃ対応するｎ本分について繰
シ返される。
式にょシ読み出すための転送制御手段が設けられている
。この転送制御手段は、第１フイールドにおける１水平
走査として前記第１の画素２□群の垂直画素列における
垂直方向の１（＝Ｘ、２．・・・ｎ）番目の画素からの
信号電荷、および前記第２の画素２□群の垂直画素列に
おける垂直方向の１（＝１．２．・・・ｎ）番目の画素
がらの信号電荷を読み出し、この動作をｌの番号順にｉ
＝１〜ｎｉで繰シ返し、次に第２フイールドにおける１
水平走査として上記第１の画素２１群の垂直画素列にお
ける垂直方向の（１＋１）（＝２．３．・・・ｎ）番目
の画素からの信号電荷と第２の画素２２群の垂直画素列
における垂直方向のｊ（１，２，・・・ｎ−１）番目画
素からの信号電荷を読み出し、この動作をｉの番号順に
ｉ＝１〜Ｃｎ−１）まで繰り返すように制御する。即ち
、第１フイールドにおける１水平走査に際しては、先ず
第１の画素２０群の垂直画素列の１番目の画素から隣接
する水平走査方向側に位置する転送電極φ１下の蓄積部
φ□８へ信号電荷が転送されるもので、この動作をフィ
ールドシフトφ１と称する。次に、上記転送電極φ□下
の蓄積部φ１８の信号電荷が上記転送電極φ１の属する
垂直転送レジスタ３の垂直転送方向側に位置する転送電
極φ２下の転送部φ２Ｔを経て蓄積部φ２８へ転送され
るもので、この動作をレジスタ転送φ、と称する。これ
と同時に５第２の画素２３群の垂直画素列のｉ番目の画
素から隣接する水平走査方向側に位置する転送電極φ２
下の蓄積部φ２ｓへ信号電荷が転送されるもので、この
動作をフィールドシフトφ２と称する。したがって、上
記レジスタ転送φ２およびフィールドシフトφ２の各動
作が完了した際には、同一水平線上に並んだ転送電極φ
３群下には、１水平走査線分の信号電荷が蓄積されてい
る。次に１転送電−極φ３．φ、にクロックパルスが順
次印加され、各垂直転送レジスタ３内を信号電荷が転送
され、水平転送レジスタへ１水平走査線分の信号電荷が
一斉に転送され、この水平転送レジスタから各信号電荷
が順次読み出される。このよりな１水平走査線の読み出
し動作が前記ｔ＝１〜ｎｌｃ対応するｎ本分について繰
シ返される。
これに対して、第２フイールドにおける１水平走査に際
しては、上記とは逆に、先ず第２の画素２２群の垂直画
素列の１番目の画素から前述したフィールドシフトφ、
動作にょ多信号電荷が転送される。次に、上記転送電極
φ２下の蓄積部φ、８の信号電荷が上記転送電極φ、の
属する垂直転送レジスタの垂直転送方向側に位置する転
送電極φ１下の転送１部φ□７を経て蓄積部φ１８へ転
送されるもので、この動作をレジスタ転送φ、と称する
。これと同時に、第１の画素２１群の垂直画素列の（１
＋’ｌ ）番目の画素から前述したフィールドシフトナ
。動作によシ信号電荷が転送される。したがって、上記
レジスタ転送φ、およびフィールドシフトφ１の各動作
が完了した際には、同一水平線上に並んだ転送電極φ８
群下には、１水平走査線分の信号電荷が蓄積されている
。次に、前述した第１フイールドにおけると同様の読み
出し動作によシ、前記ｉの番号順に対応する（ｎ−１）
本の水平走査線の信号電荷が順次読み出される。そして
、第１フイールドの画像と第２フイールドの画像とによ
シ１フレームの画像が得られる。
しては、上記とは逆に、先ず第２の画素２２群の垂直画
素列の１番目の画素から前述したフィールドシフトφ、
動作にょ多信号電荷が転送される。次に、上記転送電極
φ２下の蓄積部φ、８の信号電荷が上記転送電極φ、の
属する垂直転送レジスタの垂直転送方向側に位置する転
送電極φ１下の転送１部φ□７を経て蓄積部φ１８へ転
送されるもので、この動作をレジスタ転送φ、と称する
。これと同時に、第１の画素２１群の垂直画素列の（１
＋’ｌ ）番目の画素から前述したフィールドシフトナ
。動作によシ信号電荷が転送される。したがって、上記
レジスタ転送φ、およびフィールドシフトφ１の各動作
が完了した際には、同一水平線上に並んだ転送電極φ８
群下には、１水平走査線分の信号電荷が蓄積されている
。次に、前述した第１フイールドにおけると同様の読み
出し動作によシ、前記ｉの番号順に対応する（ｎ−１）
本の水平走査線の信号電荷が順次読み出される。そして
、第１フイールドの画像と第２フイールドの画像とによ
シ１フレームの画像が得られる。
上述したようなＣＣＤエリアセンサによれば、転送部φ
ＩＴ、φ１は信号電荷が通過するだけであって信号電荷
を蓄積しないので、最大信号電荷量によりその面積が制
約される蓄積部φ、。
ＩＴ、φ１は信号電荷が通過するだけであって信号電荷
を蓄積しないので、最大信号電荷量によりその面積が制
約される蓄積部φ、。
φ、８と異なシ、転送動作上可能な限シ面積を小さくし
てもよい。また、蓄積部φ、８．φ２８は、その一部が
垂直画素列の垂直方向に隣接する画素相互の間隙部に延
びるような形状に構成可能であシ、エリアセンサの水平
方向の画素ピッチＰＨは、画素の水平方向寸法と転送部
φＩＴあるいはφ、Ｔの幅とで決まる。また、水平走査
線相互のピッチは、隣接する２列の垂直画素列の最近接
画素間の垂直方向間隔で決まシ、この間隔はたとえば画
素の垂直方向寸法よりも小さくすることが可能である。
てもよい。また、蓄積部φ、８．φ２８は、その一部が
垂直画素列の垂直方向に隣接する画素相互の間隙部に延
びるような形状に構成可能であシ、エリアセンサの水平
方向の画素ピッチＰＨは、画素の水平方向寸法と転送部
φＩＴあるいはφ、Ｔの幅とで決まる。また、水平走査
線相互のピッチは、隣接する２列の垂直画素列の最近接
画素間の垂直方向間隔で決まシ、この間隔はたとえば画
素の垂直方向寸法よりも小さくすることが可能である。
なお、前記第１図のエリアセンサにおいて、インターレ
ース方式でなく１フイールド走査で全画素の読み出しを
行なう場合には、１水平走査として各垂直画素列におけ
る垂直方向の１番目の画素からの信号軍資を読み出し、
この動作をｌの番号順に始めかち終りまで繰カ返すよう
に制御すればよい。また、特開昭５５−１６３９５１号
公報に開示されているＣＣＤエリアセン？は、第１フイ
ールド走査で半分の画素の読み出しを行ない、第２フイ
ールド走査で残〕の半分の画素の読み出しを行なうもの
であって、垂直転送レジスタの構成が第１図のエリアセ
ンサとは異なるが、画素群を第１図と同様の市松模様状
に配置している。
ース方式でなく１フイールド走査で全画素の読み出しを
行なう場合には、１水平走査として各垂直画素列におけ
る垂直方向の１番目の画素からの信号軍資を読み出し、
この動作をｌの番号順に始めかち終りまで繰カ返すよう
に制御すればよい。また、特開昭５５−１６３９５１号
公報に開示されているＣＣＤエリアセン？は、第１フイ
ールド走査で半分の画素の読み出しを行ない、第２フイ
ールド走査で残〕の半分の画素の読み出しを行なうもの
であって、垂直転送レジスタの構成が第１図のエリアセ
ンサとは異なるが、画素群を第１図と同様の市松模様状
に配置している。
ところで、第１図のエリアセンサにおいては、前述した
ように水平方向の画素ピッチＰＨは、画素の水平方向寸
法に垂直転送レジスタの狭チヤンネル部（転送部φ、Ｔ
、φｘＴ）の幅を加えた寸法になっている。たとえば１
部２インチの光学系を用いるテレビジョンカメラに用い
られるエリアセンサのように、チップサイズが小さく且
つ多画素、たとえば４００画素とか５７０画素のエリア
センサでは、水平方向の画素ピッチがそれぞれ１７μｍ
、１１５μｍ程度である。これに対して、前記狭チヤン
ネル部の幅は通常２〜３μｍであるので、こ′の狭チヤ
ンネル部の存在はエリアセンサの水平方向を高集積化し
て水平方向の画素数を増加させて高解像度を実状する場
合の大きな制約となっている。
ように水平方向の画素ピッチＰＨは、画素の水平方向寸
法に垂直転送レジスタの狭チヤンネル部（転送部φ、Ｔ
、φｘＴ）の幅を加えた寸法になっている。たとえば１
部２インチの光学系を用いるテレビジョンカメラに用い
られるエリアセンサのように、チップサイズが小さく且
つ多画素、たとえば４００画素とか５７０画素のエリア
センサでは、水平方向の画素ピッチがそれぞれ１７μｍ
、１１５μｍ程度である。これに対して、前記狭チヤン
ネル部の幅は通常２〜３μｍであるので、こ′の狭チヤ
ンネル部の存在はエリアセンサの水平方向を高集積化し
て水平方向の画素数を増加させて高解像度を実状する場
合の大きな制約となっている。
また、第１図のエリアセンサにおいては、垂直転送レジ
スタを２相駆動するものであるが、この２相駆動力式は
同一転送電極下の異なる２領域（前記転送部と蓄積部）
の電位井戸の差に対応した電荷しか転送できず、他の３
相駆動力式、４相駆動力式に比べて転送電荷量が減少す
る。したがって、２相駆動力式を採用するエリアセンサ
は、その画素の高集積化に伴って垂直転送レジスタの転
送段数が増加すると、転送電荷量の減少がエリアセンサ
の飽和出力特性の劣化をもたらすことになる。
スタを２相駆動するものであるが、この２相駆動力式は
同一転送電極下の異なる２領域（前記転送部と蓄積部）
の電位井戸の差に対応した電荷しか転送できず、他の３
相駆動力式、４相駆動力式に比べて転送電荷量が減少す
る。したがって、２相駆動力式を採用するエリアセンサ
は、その画素の高集積化に伴って垂直転送レジスタの転
送段数が増加すると、転送電荷量の減少がエリアセンサ
の飽和出力特性の劣化をもたらすことになる。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、水平方向
の画素ピッチがほぼ画素の水平方向の寸法によシ決まり
、水平方向の高轡積化が可能となシ、垂直転送レジスタ
の駆動方式として２相駆動に限らす３相駆動、４相駆動
力式を選択的に採用可能となシ、垂直転送レジスタの転
送電荷量を増大させることが可能とたる固体撮像装置を
提供するものである。
の画素ピッチがほぼ画素の水平方向の寸法によシ決まり
、水平方向の高轡積化が可能となシ、垂直転送レジスタ
の駆動方式として２相駆動に限らす３相駆動、４相駆動
力式を選択的に採用可能となシ、垂直転送レジスタの転
送電荷量を増大させることが可能とたる固体撮像装置を
提供するものである。
即ち、本発明は、−導電形半導体基板上に設けられ、第
１の正方格子状の配置を有する第１の感光画素群と、こ
の感光画素群に対して垂直方向画素ピッチの約半分だけ
垂直方向にずれを第２の正方格子状の配置を有する第２
の感光画素群と、これらの感光画素群における垂直方向
に配置された各垂直画素列にそれぞれ沿ってじぐざぐ状
に設けられた電荷結合素子よりなる垂直転送レジスタと
、これらの垂直転送レジスタからそれぞれ転送される１
水平走査線分の信号電荷を順次読み出す水平転送レジス
タとを具備する固体撮像装置において、前記第１の感光
画素群と第２の感光画素群とは水平方向に画素の水平方
向寸法だけずれて配置され、正方格子状配置内で斜め方
向に最隣接する各画素相互に斜め方向の間隙部を有して
おり、前記垂直転送レジスタは上記斜め方向の間隙部お
よび前記垂直画素列の垂直方向に隣接する画素相互の間
隙部を通過するように配置されてなることを特徴とする
ものである。
１の正方格子状の配置を有する第１の感光画素群と、こ
の感光画素群に対して垂直方向画素ピッチの約半分だけ
垂直方向にずれを第２の正方格子状の配置を有する第２
の感光画素群と、これらの感光画素群における垂直方向
に配置された各垂直画素列にそれぞれ沿ってじぐざぐ状
に設けられた電荷結合素子よりなる垂直転送レジスタと
、これらの垂直転送レジスタからそれぞれ転送される１
水平走査線分の信号電荷を順次読み出す水平転送レジス
タとを具備する固体撮像装置において、前記第１の感光
画素群と第２の感光画素群とは水平方向に画素の水平方
向寸法だけずれて配置され、正方格子状配置内で斜め方
向に最隣接する各画素相互に斜め方向の間隙部を有して
おり、前記垂直転送レジスタは上記斜め方向の間隙部お
よび前記垂直画素列の垂直方向に隣接する画素相互の間
隙部を通過するように配置されてなることを特徴とする
ものである。
したがって、水平方向の画素ピッチは、垂直転送レジス
タの幅を加えることなくほぼ水平方向画素寸法により決
まるので、水平方向の集積度を向上でき、水平方向の画
素数を増加させることにより高解像度化が実状可能にな
る。
タの幅を加えることなくほぼ水平方向画素寸法により決
まるので、水平方向の集積度を向上でき、水平方向の画
素数を増加させることにより高解像度化が実状可能にな
る。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。第２図に示すエリアセンサにおいて、感光画素２０
群は一導電形半導体基板上に市松模様状の配置で形成さ
れている。即ち、複数本配設された垂直画素列のうち水
平方向における奇数番目の垂直画素列群を形成する画素
２０１群は第１の二次元正方格子状に配置されておシ、
残シの偶数番目の垂直画素列群を形成する画素２０３群
は上記奇数番目の垂直画素列群に対して垂直方向には垂
直方向画素ピッチの約半分だけずれているが水平方向で
は水平方向画素寸法だけずれた第２の正方格子状の配置
で形成されている。この場合、各画素２０の配置平面内
で斜め方向に隣ル合う画素相互間に斜め方向の間隙部が
存するように各画素の平面形状が形成されている。そし
て、各垂直画素列に沿ってそれぞれじぐざぐ状にＣＣＤ
よりなる２相駆動形の垂直転送レジスタ２ノが設けられ
ておシ、各段の転送電極（第１相用をφ８、第２相用を
φ、で示している）は前記斜め方向の間隙部から垂直画
素列における垂直方向に隣力合う画素相互の間隙部まで
延長している。この場合、転送電極φ８．φ２下の転送
チャンネルは、上記斜込方向の間隙部の下が狭チャンネ
ルの転送部となっており、上記垂直方向の間隙部の下が
広チャンネルの電荷蓄積部となっている。
る。第２図に示すエリアセンサにおいて、感光画素２０
群は一導電形半導体基板上に市松模様状の配置で形成さ
れている。即ち、複数本配設された垂直画素列のうち水
平方向における奇数番目の垂直画素列群を形成する画素
２０１群は第１の二次元正方格子状に配置されておシ、
残シの偶数番目の垂直画素列群を形成する画素２０３群
は上記奇数番目の垂直画素列群に対して垂直方向には垂
直方向画素ピッチの約半分だけずれているが水平方向で
は水平方向画素寸法だけずれた第２の正方格子状の配置
で形成されている。この場合、各画素２０の配置平面内
で斜め方向に隣ル合う画素相互間に斜め方向の間隙部が
存するように各画素の平面形状が形成されている。そし
て、各垂直画素列に沿ってそれぞれじぐざぐ状にＣＣＤ
よりなる２相駆動形の垂直転送レジスタ２ノが設けられ
ておシ、各段の転送電極（第１相用をφ８、第２相用を
φ、で示している）は前記斜め方向の間隙部から垂直画
素列における垂直方向に隣力合う画素相互の間隙部まで
延長している。この場合、転送電極φ８．φ２下の転送
チャンネルは、上記斜込方向の間隙部の下が狭チャンネ
ルの転送部となっており、上記垂直方向の間隙部の下が
広チャンネルの電荷蓄積部となっている。
さらに、前記画素２０群から所望の走査方式（第１図を
参照して前述したような擬似インターレース方式あるい
は１フイールド走査で全画素を読み出す方式あるいは普
通のインターレース方式）によシ読み出しを行なうため
の走査制御手段が設けられておシ、この手段および垂直
転送レジスタ２１群の一端側に隣接して設けられるＣＣ
Ｄよシなる水平転送レジスタおよびこれらのレジスタへ
転送りロックを供給するための転送りロック供給系統等
については図示を省略している。
参照して前述したような擬似インターレース方式あるい
は１フイールド走査で全画素を読み出す方式あるいは普
通のインターレース方式）によシ読み出しを行なうため
の走査制御手段が設けられておシ、この手段および垂直
転送レジスタ２１群の一端側に隣接して設けられるＣＣ
Ｄよシなる水平転送レジスタおよびこれらのレジスタへ
転送りロックを供給するための転送りロック供給系統等
については図示を省略している。
面シて、上記ＣＣＤエリアセンサにおいては、第１図に
示したエリアセンサに比べて狭チヤンネル部の転送方向
が刹め方向である点を除けばほぼ同じ構成であシ、走査
制御手段によって所望の読み出し方式による読み出し動
作が可能であることは容易に理解されるので、その詳述
は省略する。
示したエリアセンサに比べて狭チヤンネル部の転送方向
が刹め方向である点を除けばほぼ同じ構成であシ、走査
制御手段によって所望の読み出し方式による読み出し動
作が可能であることは容易に理解されるので、その詳述
は省略する。
そして、上記ＣＣＤエリアセンサによれば、水平方向の
画素ピッチＰＨは垂直転送レジスタ２１の幅を加えるこ
となくほぼ水平方向画素寸法によシ決まる。したがって
、前述したような水平方向に４００画素とか５７０画素
を有し、水平方向の画素ピッチＰＲが１７μｍとか１１
．５μｍ程度の多画素のエリアセンサにおいては、狭チ
ャンネル部の幅（２〜３μｍ）に相当する分だけ水平方
向の画素ピッチを詰めることが可能となシ、このピッチ
縮少の効果は大きい。つまり、水平方向の集積度を向上
でき、水平方向の画素数を増加させることによシ高解像
度化を実状できる。
画素ピッチＰＨは垂直転送レジスタ２１の幅を加えるこ
となくほぼ水平方向画素寸法によシ決まる。したがって
、前述したような水平方向に４００画素とか５７０画素
を有し、水平方向の画素ピッチＰＲが１７μｍとか１１
．５μｍ程度の多画素のエリアセンサにおいては、狭チ
ャンネル部の幅（２〜３μｍ）に相当する分だけ水平方
向の画素ピッチを詰めることが可能となシ、このピッチ
縮少の効果は大きい。つまり、水平方向の集積度を向上
でき、水平方向の画素数を増加させることによシ高解像
度化を実状できる。
なお、上記実施例の転送電極φ０．φ、を各対応して第
３図に示すようにそれぞれ２分割して転送電極（φ１′
、φ２’ ） 、 （φ３′、φ４′）とすることによ
５，４相駆動が可能になる。
３図に示すようにそれぞれ２分割して転送電極（φ１′
、φ２’ ） 、 （φ３′、φ４′）とすることによ
５，４相駆動が可能になる。
第４図は本発明の他の実施例に係るＣＣＤエリアセンサ
を示しており、このエリアセンサが第２図に示したエリ
アセンサと異なる点は、各画素２０の平面形状を第２図
のエリアセンサにおける画素を平面内でほぼ４５度向き
を変えた菱形にして各画素２０から垂直転送レジスタへ
の信号電荷転送方向（フィールド９シフト方向）として
斜め方向とし、しかも垂直転送レジスタ２１を４相駆動
方式とするように第１相〜第４相の各段転送電極φ１〜
φ４の長さおよび位置を決めると共にこの転送電極の幅
をほぼ一定にし、転送チャンネル幅をほぼ一定にしてい
ることである。さらに、上記基リアセンサにおいては、
フィールドシフト制御領域２２（これは画素２０と垂直
転送レジスタ２１との間の領域）が斜め方向になってい
て水平方向の画素ピッチＰ１１に直接に影響しない構成
になっている。
を示しており、このエリアセンサが第２図に示したエリ
アセンサと異なる点は、各画素２０の平面形状を第２図
のエリアセンサにおける画素を平面内でほぼ４５度向き
を変えた菱形にして各画素２０から垂直転送レジスタへ
の信号電荷転送方向（フィールド９シフト方向）として
斜め方向とし、しかも垂直転送レジスタ２１を４相駆動
方式とするように第１相〜第４相の各段転送電極φ１〜
φ４の長さおよび位置を決めると共にこの転送電極の幅
をほぼ一定にし、転送チャンネル幅をほぼ一定にしてい
ることである。さらに、上記基リアセンサにおいては、
フィールドシフト制御領域２２（これは画素２０と垂直
転送レジスタ２１との間の領域）が斜め方向になってい
て水平方向の画素ピッチＰ１１に直接に影響しない構成
になっている。
上記エリアセンサにおける読み出し動作は、第２図のエ
リアセンサにおける読み出し動作に比べて、垂直転送レ
ジスタ２１が４相駆動される点が異なるだけでその他は
ほぼ同じである。
リアセンサにおける読み出し動作に比べて、垂直転送レ
ジスタ２１が４相駆動される点が異なるだけでその他は
ほぼ同じである。
即ち、一方の画素群の電荷をフィールドシフト方向の転
送電極下へ転送し、この転送電極下の電荷を垂直転送レ
ジスタ内を転送電極２段分転送し、次に他方の画素群の
電荷をフィールドシフト方向の転送電極下へ転送する。
送電極下へ転送し、この転送電極下の電荷を垂直転送レ
ジスタ内を転送電極２段分転送し、次に他方の画素群の
電荷をフィールドシフト方向の転送電極下へ転送する。
これによって、ある水平方向に一列の転送電極下に１水
平走査線分の電荷が得られる。したがって、上記エリア
センサによれば、第２図のエリアセンサと同様に水平方
向の集積度を向上できると共に４相駆動される垂直転送
レジスタの転送電荷量が２相駆動よりも増大する利点が
おる。なお、第４図のエリアセンサにおいて、垂直転送
レジスタを３相駆動するように転送電極の長さ、配置を
変えても上記実施例とほぼ同様の効果が得られる。
平走査線分の電荷が得られる。したがって、上記エリア
センサによれば、第２図のエリアセンサと同様に水平方
向の集積度を向上できると共に４相駆動される垂直転送
レジスタの転送電荷量が２相駆動よりも増大する利点が
おる。なお、第４図のエリアセンサにおいて、垂直転送
レジスタを３相駆動するように転送電極の長さ、配置を
変えても上記実施例とほぼ同様の効果が得られる。
〜 上述したように本発明の固体撮像装置によれば、水
平方向の画素ピッチがほぼ画素の水平方向の寸法によシ
決ま）、水平方向の高集積化が、可能となシ、垂直転送
レジスタの駆動方式として２相駆動に限らす３相駆動、
４相駆動方式を選択的に採用可能となシ、垂直転送レジ
スタの転送電荷量を堆太させることが可能となり、多画
素のテレビジョンカメラ等の実状上極めて好適である。
平方向の画素ピッチがほぼ画素の水平方向の寸法によシ
決ま）、水平方向の高集積化が、可能となシ、垂直転送
レジスタの駆動方式として２相駆動に限らす３相駆動、
４相駆動方式を選択的に採用可能となシ、垂直転送レジ
スタの転送電荷量を堆太させることが可能となり、多画
素のテレビジョンカメラ等の実状上極めて好適である。
第１図は従来の固体撮像装置を示す構成説明図、第２図
は本発明に係る固体撮像装置の一実施例を示す構成説明
図、第３図は第２図における垂直転送レジスタの転送電
極の変形例を示す平面図、第４図は本発明の他の実施例
を示す構成説明図である。 ２０．２θ０，２０□・・・感光画素、２１・・・垂直
転送レジスタ、φ１〜φ４．φ１′〜φ４′・・・転送
電極。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 第 ４ 図
は本発明に係る固体撮像装置の一実施例を示す構成説明
図、第３図は第２図における垂直転送レジスタの転送電
極の変形例を示す平面図、第４図は本発明の他の実施例
を示す構成説明図である。 ２０．２θ０，２０□・・・感光画素、２１・・・垂直
転送レジスタ、φ１〜φ４．φ１′〜φ４′・・・転送
電極。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 第 ４ 図
Claims (1)
- 一導電形半導体基板上に設けられ、第１の正方格子状の
配置を有するＭｌＦ）感光画素群と、この感光画素群に
対して垂直方向画素ピッチの約半分だけ垂直方向にずれ
た第２の正方格子状の配置を有する第２の感光画素群と
、これらの感光画素群における垂直方向に配置された各
垂直画素列にそれぞれ沿ってじぐざぐ状に設けられた電
荷結合素子よりなる垂直転送レジスタと、これらの垂直
転送レジスタからそれぞれ転送される１水平走査線分の
信号電荷を順次読み出す水平転送レジスタとを具備する
固体撮像装置において、前記第１の感光画素群と第２の
感光画素群とは水平方向に画素の水平方向寸法だけずれ
て配置され、正方格子状配置内で斜め方向に最隣接する
各画素相互に斜め方向の間隙部を有しておシ、前記垂直
転送レジスタは上記斜め方向の間隙部および前記垂直画
素列の垂直方向に隣接する画素相互の間隙部を通過する
ように配置されてなることを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58047497A JPS59172888A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 固体撮像装置 |
| US06/497,130 US4602289A (en) | 1982-05-31 | 1983-05-23 | Solid state image pick-up device |
| EP83105189A EP0095725B1 (en) | 1982-05-31 | 1983-05-25 | Area sensor |
| DE8383105189T DE3372827D1 (en) | 1982-05-31 | 1983-05-25 | Area sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58047497A JPS59172888A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59172888A true JPS59172888A (ja) | 1984-09-29 |
| JPH0137910B2 JPH0137910B2 (ja) | 1989-08-10 |
Family
ID=12776743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58047497A Granted JPS59172888A (ja) | 1982-05-31 | 1983-03-22 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59172888A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61127279A (ja) * | 1984-11-26 | 1986-06-14 | Toshiba Corp | 固体イメ−ジセンサ |
| JPS61194980A (ja) * | 1985-02-22 | 1986-08-29 | Canon Inc | 撮像素子及び撮像装置 |
| JPS62168473A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-24 | Canon Inc | 撮像装置 |
| JP2001168315A (ja) * | 1999-09-27 | 2001-06-22 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | 固体撮像装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5187913A (ja) * | 1975-01-30 | 1976-07-31 | Sony Corp |
-
1983
- 1983-03-22 JP JP58047497A patent/JPS59172888A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5187913A (ja) * | 1975-01-30 | 1976-07-31 | Sony Corp |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61127279A (ja) * | 1984-11-26 | 1986-06-14 | Toshiba Corp | 固体イメ−ジセンサ |
| JPS61194980A (ja) * | 1985-02-22 | 1986-08-29 | Canon Inc | 撮像素子及び撮像装置 |
| JPS62168473A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-24 | Canon Inc | 撮像装置 |
| JP2001168315A (ja) * | 1999-09-27 | 2001-06-22 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | 固体撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0137910B2 (ja) | 1989-08-10 |
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