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JPH1155572A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

Info

Publication number
JPH1155572A
JPH1155572A JP9204183A JP20418397A JPH1155572A JP H1155572 A JPH1155572 A JP H1155572A JP 9204183 A JP9204183 A JP 9204183A JP 20418397 A JP20418397 A JP 20418397A JP H1155572 A JPH1155572 A JP H1155572A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transfer
signal
signals
integration
horizontal transfer
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
Application number
JP9204183A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Katou
奈沖 加藤
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony 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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP9204183A priority Critical patent/JPH1155572A/en
Publication of JPH1155572A publication Critical patent/JPH1155572A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify the configuration of a charge transfer means and to invert a charge transfer direction with a simple changeover. SOLUTION: The solid-state image pickup device 1 is provided with a horizontal transfer register 3 that transfers charges resulting from photoelectric conversion in a prescribed direction, pluralities of electrodes formed above the horizontal transfer register 3, a timing generating section 5 that generates a 1st transfer signal consisting of two transfer signals Hϕ1, Hϕ2 inverted to each other and fed to a 1st electrode group where its electrode is arranged at an interval among pluralities of the electrodes, integration circuits 51, 52 that use the transfer signals Hϕ1, Hϕ2, generate a 2nd transfer signal consisting of two integration signals Hϕ1', Hϕ2' inverted to each other and apply the 2nd transfer signal to a 2nd electrode group arranged at an interval different from the 1st electrode group among the electrodes and switch circuits SW1, SW2 that select the transfer signals Hϕ1, Hϕ2 or the integration signals Hϕ1', Hϕ2'.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電荷転送手段に所
定の信号を印加して電荷を所定方向へ転送する固体撮像
装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a solid-state imaging device for transferring a charge in a predetermined direction by applying a predetermined signal to a charge transfer means.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は従来の固体撮像装置におけるCC
D(Charge Coupled Device )水平転送レジスタ部の構
造を示す模式断面図である。すなわち、従来のCCD水
平転送レジスタ部は、N型基板10のPウェル領域11
に形成されたN型チャネル領域12と、このN型チャネ
ル領域12上の絶縁層13を介して形成されたポリシリ
コンから成る1層目電極D1および2層目電極D2とか
ら構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a CC in a conventional solid-state imaging device.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of a D (Charge Coupled Device) horizontal transfer register unit. In other words, the conventional CCD horizontal transfer register section is composed of the P-well region 11 of the N-type substrate 10.
, And a first-layer electrode D1 and a second-layer electrode D2 made of polysilicon formed through an insulating layer 13 on the N-type channel region 12.

【0003】また、N型チャネル領域12の2層目電極
D2の下方には、2層目電極D2を形成する前にP型不
純物イオンを注入することで他の部分よりポテンシャル
を浅くしたN- 領域12aが形成されている。
In addition, below the second-layer electrode D2 in the N-type channel region 12, P-type impurity ions are implanted before the formation of the second-layer electrode D2, so that the potential of the N channel is made shallower than other portions. A region 12a is formed.

【0004】このような構成から成る固体撮像装置で
は、隣接する1層目電極D1と2層目電極D2とを1組
として、1つおきの組に水平転送信号Hφ1を印加し、
他の1つおきの組に水平転送信号Hφ2が印加して電荷
を転送する2相駆動が行われる。
In the solid-state imaging device having such a configuration, the horizontal transfer signal Hφ1 is applied to every other pair with the adjacent first-layer electrode D1 and second-layer electrode D2 as one set.
Two-phase driving is performed in which a horizontal transfer signal Hφ2 is applied to every other pair to transfer charges.

【0005】図9は水平転送信号Hφ1、Hφ2のタイ
ミングチャート、図10は図9におけるt1〜t3の各
タイミングにおけるポテンシャルプロファイルを示す図
である。すなわち、t1のタイミングではHφ1がHi
ghレベル、Hφ2がLowレベルとなっており、Hφ
1に対応する部分のポテンシャル井戸が深くなる。この
際、図8に示すように2層目電極D2の下方にN- 領域
12aが形成されていることから、同じレベルの電圧が
印加されてもN- 領域12a以外の部分のポテンシャル
井戸が深くなってそこに電荷が蓄積される。
FIG. 9 is a timing chart of the horizontal transfer signals Hφ1 and Hφ2, and FIG. 10 is a diagram showing potential profiles at respective timings t1 to t3 in FIG. That is, at the timing of t1, Hφ1 becomes Hi.
gh level and Hφ2 are at the Low level.
The potential well at the portion corresponding to 1 becomes deeper. At this time, since the N region 12a is formed below the second-layer electrode D2 as shown in FIG. 8, even if the same level of voltage is applied, the potential wells other than the N region 12a are deep. The charge is stored there.

【0006】t2のタイミングではHφ1およびHφ2
が中間レベルとなることから、Hφ1に対応する部分の
ポテンシャル井戸が浅くなり、Hφ2に対応する部分の
ポテンシャル井戸が深くなっていく。
At the timing of t2, Hφ1 and Hφ2
Is at an intermediate level, the potential well in the portion corresponding to Hφ1 becomes shallower and the potential well in the portion corresponding to Hφ2 becomes deeper.

【0007】そして、t3のタイミングではHφ1がL
owレベル、Hφ2がHighレベルとなり、Hφ1に
対応する部分のポテンシャル井戸がさらに浅くなり、H
φ2に対応する部分のポテンシャル井戸がさらに深くな
る。これによって、Hφ1が印加される領域でN- 領域
12a以外の部分に蓄積されていた電荷がHφ2が印加
される領域でN- 領域12a以外の部分に転送されるこ
とになる。
Then, at the timing of t3, Hφ1 becomes L
low level and Hφ2 become High level, the potential well of the portion corresponding to Hφ1 becomes further shallow, and H
The potential well at the portion corresponding to φ2 is further deepened. As a result, the electric charges stored in the portion other than the N region 12a in the region to which Hφ1 is applied are transferred to the portion other than the N region 12a in the region to which Hφ2 is applied.

【0008】このt1〜t3のタイミングを繰り返し行
うことで、N- 領域12aの形成された側から形成され
ていない側すなわち図中左方向へと電荷を順次転送でき
るようになる。
By repeatedly performing the timings t1 to t3, charges can be sequentially transferred from the side where the N region 12a is formed to the side where the N region 12a is not formed, ie, to the left in the drawing.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな固体撮像装置においては、2相駆動での転送方向を
決定するためのN型チャネル領域の2層目電極の下方に
- 領域をイオン注入等によって形成する必要がある。
また、このN- 領域の濃度等で転送電荷量が決定してし
まうことから、取り扱い電荷量の変更が非常に困難であ
る。しかも、このN- 領域の位置によって電荷の転送方
向が構造的に決まってしまうため、転送方向を変更した
い場合に対応ができないという問題がある。
[SUMMARY OF THE INVENTION However, in such a solid-state imaging device, N below the second layer electrode of N-type channel region in order to determine the transfer direction of the two-phase drive - ion implanted region It is necessary to form by such as.
Further, since the amount of transferred charges is determined by the concentration of the N region, it is very difficult to change the amount of handled charges. In addition, since the transfer direction of charges is structurally determined by the position of the N region, there is a problem that it is not possible to cope with a case where the transfer direction needs to be changed.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成された固体撮像装置である。すなわ
ち、本発明は、光電変換して得た電荷を所定方向へ転送
する電荷転送手段と、電荷転送手段の上方に形成され電
荷を転送するための電圧を印加する複数の電極と、複数
の電極のうち1つおきに配置される第1電極群に印加す
る各々逆相となる2つの転送信号から成る第1転送信号
を発生する信号発生手段と、信号発生手段で発生した第
1転送信号の2つの転送信号を用い、各々逆相となる2
つの積分信号から成る第2転送信号を生成し複数の電極
のうち第1電極群とは異なる1つおきに配置される第2
電極群に印加する積分信号生成手段と、第1転送信号の
2つの転送信号とその2つの転送信号に対応する2つの
積分信号との印加位置を各々切り替える切り替え手段と
を備えている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a solid-state imaging device made to solve such a problem. That is, the present invention provides a charge transfer means for transferring a charge obtained by photoelectric conversion in a predetermined direction, a plurality of electrodes formed above the charge transfer means for applying a voltage for transferring the charge, and a plurality of electrodes. A signal generating means for generating a first transfer signal composed of two transfer signals having opposite phases to be applied to the first electrode group arranged every other one of the first electrode group, and a first transfer signal generated by the signal generating means. The two transfer signals are used, and two
A second transfer signal composed of two integration signals is generated, and a second transfer signal that is different from the first electrode group among the plurality of electrodes and is arranged every other
An integrated signal generating means to be applied to the electrode group, and a switching means for switching application positions of two transfer signals of the first transfer signal and two integrated signals corresponding to the two transfer signals, respectively.

【0011】本発明では、積分信号生成手段によって第
2電極群に印加する第2転送信号として、信号発生手段
で発生した第1転送信号の積分信号を印加することか
ら、第1転送信号と第2転送信号とによりポテンシャル
井戸の深さの差を形成でき、その印加位置に応じて転送
方向を決定できるようになる。また、第1転送信号の2
つの転送信号と、これに対応する2つの積分信号との印
加位置を切り替え手段で切り替えることにより、ポテン
シャル井戸の深さの差を形成する方向を反転させること
ができ、電気的な切り替えのみで電荷の転送方向を反転
できるようになる。
In the present invention, since the integration signal of the first transfer signal generated by the signal generation means is applied as the second transfer signal applied to the second electrode group by the integration signal generation means, the first transfer signal and the second transfer signal are applied. The difference in the depth of the potential well can be formed by the two transfer signals, and the transfer direction can be determined according to the applied position. Also, the first transfer signal 2
By switching the application positions of the two transfer signals and the corresponding two integration signals by the switching means, the direction in which the difference in the depth of the potential well is formed can be reversed. Can be reversed.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の固体撮像装置に
おける実施の形態を図に基づいて説明する。図1は本実
施形態における固体撮像装置を説明する構成図、図2は
水平転送レジスタ部の構造を示す模式断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a solid-state imaging device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a solid-state imaging device according to the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of a horizontal transfer register unit.

【0013】図1に示すように、本実施形態における固
体撮像装置1は、マトリクス状に配置された複数の受光
部Sで光電変換して得た電荷を図中縦方向に転送する垂
直転送レジスタ2と、垂直転送レジスタ2で転送された
電荷を図中横方向に転送する水平転送レジスタ3と、水
平転送レジスタ3で転送された電荷を信号電圧に変換し
て出力する出力部4a、4bと、垂直転送レジスタ2お
よび水平転送レジスタ3に与える電荷転送のための信号
を生成するタイミング発生部5と、タイミング発生部5
により生成される水平転送レジスタ3への水平転送信号
Hφ1、Hφ2を積分する積分回路51、52と、水平
転送信号Hφ1、Hφ2とそれに対応する積分信号との
切り替えを行うスイッチ回路SW1、SW2とを備えた
構成となっている。
As shown in FIG. 1, a solid-state imaging device 1 according to the present embodiment has a vertical transfer register for transferring electric charges obtained by photoelectric conversion by a plurality of light receiving units S arranged in a matrix in a vertical direction in the figure. 2, a horizontal transfer register 3 for transferring the charge transferred by the vertical transfer register 2 in the horizontal direction in the figure, and output units 4a and 4b for converting the charge transferred by the horizontal transfer register 3 into a signal voltage and outputting the signal voltage. , A timing generator 5 for generating a signal for charge transfer to be applied to the vertical transfer register 2 and the horizontal transfer register 3, and a timing generator 5
And integration circuits 51 and 52 for integrating the horizontal transfer signals Hφ1 and Hφ2 to the horizontal transfer register 3 and switch circuits SW1 and SW2 for switching between the horizontal transfer signals Hφ1 and Hφ2 and the corresponding integrated signals. It is provided with a configuration.

【0014】この固体撮像装置1のタイミング発生部5
からは垂直転送レジスタ2へ与えられる例えば4相の垂
直転送信号Vφ1〜Vφ4と、水平転送レジスタ3へ与
えられる2相の水平転送信号Hφ1、Hφ2が出力され
る。
The timing generator 5 of the solid-state imaging device 1
Outputs, for example, four-phase vertical transfer signals Vφ1 to Vφ4 applied to the vertical transfer register 2 and two-phase horizontal transfer signals Hφ1 and Hφ2 applied to the horizontal transfer register 3.

【0015】水平転送信号Hφ1、Hφ2は各々相が反
転している信号であり、そのままスイッチ回路SW1、
SW2へ入力されるものと、積分回路51、52へ入力
されるものとに分けられている。
The horizontal transfer signals Hφ1 and Hφ2 are signals whose phases are inverted, and the switch circuits SW1 and
The input to the SW2 and the input to the integration circuits 51 and 52 are divided.

【0016】また、スイッチ回路SW1には水平転送信
号Hφ1とその積分信号Hφ1’とが入力され、スイッ
チ回路SW2には水平転送信号Hφ2とその積分信号H
φ2’とが入力されており、各々の印加位置を切り替え
られるようになっている。
The horizontal transfer signal Hφ1 and its integrated signal Hφ1 ′ are input to the switch circuit SW1, and the horizontal transfer signal Hφ2 and its integrated signal H are input to the switch circuit SW2.
.phi.2 'is input so that each application position can be switched.

【0017】したがって、水平転送レジスタ3には、タ
イミング発生部5から出力される2つの水平転送信号H
φ1、Hφ2に基づき、積分回路51、52およびスイ
ッチ回路SW1、SW2を介して水平転送信号Hφ1、
Hφ2、積分信号Hφ1’、Hφ2’の4つの信号が入
力されることになる。
Therefore, the two horizontal transfer signals H output from the timing generator 5 are stored in the horizontal transfer register 3.
Based on φ1 and Hφ2, the horizontal transfer signals Hφ1 and Hφ1 are transmitted through the integration circuits 51 and 52 and the switch circuits SW1 and SW2.
Four signals Hφ2 and integration signals Hφ1 ′ and Hφ2 ′ are input.

【0018】図2に示すように、水平転送レジスタ3
は、N型基板10のPウェル領域11に形成されたN型
チャネル領域12と、このN型チャネル領域12上の絶
縁層13を介して形成されたポリシリコンから成る1層
目電極D1および2層目電極D2とから構成されてい
る。
As shown in FIG. 2, the horizontal transfer register 3
Are first-layer electrodes D1 and D2 made of polysilicon formed through an N-type channel region 12 formed in a P-well region 11 of an N-type substrate 10 and an insulating layer 13 on the N-type channel region 12. And a layer electrode D2.

【0019】このうち、1つおきに配置される1層目電
極D1には、先に説明した水平転送信号Hφ1、Hφ2
がその並び順に沿って交互に印加され、また他の1つお
きに配置される2層目電極D2には、先に説明した積分
信号Hφ1’、Hφ2’がその並び順に沿って交互に印
加される。
Of these, the horizontal transfer signals Hφ1 and Hφ2 described above are applied to the first-layer electrodes D1 arranged alternately.
Are applied alternately along the arrangement order, and the above-described integration signals Hφ1 ′ and Hφ2 ′ are applied alternately along the arrangement order to the other second-layer electrodes D2. You.

【0020】このような信号が印加されることにより、
N型チャネル領域12の2層目電極D2の下方にN-
域(図8参照)が形成されていなくても、順次電荷を所
定の方向へ転送できるようになる。
When such a signal is applied,
Even if the N region (see FIG. 8) is not formed below the second-layer electrode D2 in the N-type channel region 12, charges can be sequentially transferred in a predetermined direction.

【0021】図3は積分回路51、52の一例を示す回
路図である。すなわち、積分回路51、52は、抵抗器
RとコンデンサCとの組み合わせによって構成されてお
り、水平転送信号Hφ1、Hφ2を入力信号としてその
積分信号Hφ1’、Hφ2’を生成する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the integration circuits 51 and 52. That is, the integration circuits 51 and 52 are configured by a combination of a resistor R and a capacitor C, and generate the integration signals Hφ1 ′ and Hφ2 ′ using the horizontal transfer signals Hφ1 and Hφ2 as input signals.

【0022】また、図4はスイッチ回路SW1の一例を
示す回路図である。スイッチ回路SW1は、水平転送信
号Hφ1および先に説明した積分信号Hφ1’の切り替
えを行うものであり、切り替え信号によってa接点が選
択されると、水平転送信号Hφ1、積分信号Hφ1’が
そのまま出力され、b接点が選択されると、水平転送信
号Hφ1、積分信号Hφ1’が切り替わり出力される。
なお、スイッチ回路SW2もスイッチ回路SW1と同じ
回路となっており、水平転送信号Hφ2と積分信号Hφ
2’との切り替えを行う。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of the switch circuit SW1. The switch circuit SW1 switches between the horizontal transfer signal Hφ1 and the integration signal Hφ1 ′ described above. When the contact a is selected by the switching signal, the horizontal transfer signal Hφ1 and the integration signal Hφ1 ′ are output as they are. , B contact is selected, the horizontal transfer signal Hφ1 and the integration signal Hφ1 ′ are switched and output.
Note that the switch circuit SW2 is the same circuit as the switch circuit SW1, and the horizontal transfer signal Hφ2 and the integration signal Hφ
Switch to 2 '.

【0023】次に、図5のタイミングチャートおよび図
6のポテンシャルプロファイルに基づいて本実施形態に
おける固体撮像装置の電荷転送動作を説明する。本実施
形態の固体撮像装置における水平転送レジスタには、先
に説明したような水平転送信号Hφ1、Hφ2およびそ
の積分信号Hφ1’、Hφ2’が印加される。
Next, the charge transfer operation of the solid-state imaging device according to the present embodiment will be described based on the timing chart of FIG. 5 and the potential profile of FIG. The horizontal transfer registers in the solid-state imaging device according to the present embodiment are applied with the horizontal transfer signals Hφ1 and Hφ2 and their integrated signals Hφ1 ′ and Hφ2 ′ as described above.

【0024】なお、図5において、破線で示す信号が水
平転送信号Hφ1、Hφ2を示し、実線で示す信号が積
分信号Hφ1’、Hφ2’を示しており、図6のt1〜
t4に示すポテンシャルプロファイルは図5に示すt1
〜t4の各タイミングに対応している。
In FIG. 5, signals indicated by broken lines indicate horizontal transfer signals Hφ1 and Hφ2, signals indicated by solid lines indicate integrated signals Hφ1 ′ and Hφ2 ′, and t1 to t1 in FIG.
The potential profile shown at t4 is t1 shown in FIG.
Tt4.

【0025】先ず、図5に示すt1のタイミングにおい
ては、水平転送信号Hφ1、積分信号Hφ1’がともに
Highレベル、水平転送信号Hφ2、積分信号Hφ
2’がともにLowレベルであることから、図6のt1
に示すように、Hφ1’、Hφ1に対応する部分にポテ
ンシャル井戸が形成され、そこに電荷(図中斜線部分)
が蓄積される。
First, at the timing t1 shown in FIG. 5, the horizontal transfer signal Hφ1 and the integration signal Hφ1 ′ are both at the High level, and the horizontal transfer signal Hφ2 and the integration signal Hφ.
Since both 2 ′ are at the low level, t1 in FIG.
As shown in the figure, a potential well is formed in a portion corresponding to Hφ1 ′ and Hφ1, and a charge (shaded portion in the figure) is formed there.
Is accumulated.

【0026】次に、図5に示すt2のタイミングでは、
水平転送信号Hφ1、積分信号Hφ1’ともにHigh
レベルからLowレベルへ、また水平転送信号Hφ2、
積分信号Hφ2’ともにLowレベルからHighレベ
ルへと変化するが、その変化速度はHφ1、Hφ2より
Hφ1’、Hφ2’の方が遅いため、過渡的に図6のt
2に示すようなポテンシャルプロファイルとなる。
Next, at the timing of t2 shown in FIG.
Both the horizontal transfer signal Hφ1 and the integration signal Hφ1 ′ are High
Level to the low level, and the horizontal transfer signal Hφ2,
Both the integration signal Hφ2 ′ changes from the Low level to the High level, but the change speed is slower for Hφ1 ′ and Hφ2 ′ than for Hφ1 and Hφ2, so that the transition signal t
The potential profile shown in FIG.

【0027】つまり、Hφ1’に対応する部分よりHφ
1に対応する部分の方がポテンシャル井戸が深くなり、
電荷はHφ1’の部分に転送されるようになる。
That is, from the portion corresponding to Hφ1 ′, Hφ
The portion corresponding to 1 has a deeper potential well,
The charge is transferred to the portion of Hφ1 ′.

【0028】次に、図5に示すt3のタイミングでは、
水平転送信号Hφ1、積分信号Hφ1’ともにさらにL
owレベルへ変化し、水平転送信号Hφ2、積分信号H
φ2’ともにさらにHighレベルへ変化する。これに
よって、図6のt3に示すように、Hφ1’に対応する
部分よりHφ2に対応する部分の方がポテンシャル井戸
が深くなり、電荷はHφ1’の部分からHφ2の部分へ
と転送される。
Next, at the timing of t3 shown in FIG.
Both the horizontal transfer signal Hφ1 and the integration signal Hφ1 ′ are L
ow level, the horizontal transfer signal Hφ2, the integration signal H
Both φ2 ′ further change to the High level. As a result, as shown at t3 in FIG. 6, the potential well becomes deeper in the portion corresponding to Hφ2 than in the portion corresponding to Hφ1 ′, and charges are transferred from the portion of Hφ1 ′ to the portion of Hφ2.

【0029】そして、図5に示すt4のタイミングで
は、水平転送信号Hφ1、積分信号Hφ1’がともにL
owレベル、水平転送信号Hφ2、積分信号Hφ2’が
ともにHighレベルとなり、図6のt4に示すよう
に、Hφ2、Hφ2’の部分にポテンシャル井戸が形成
され、そこに電荷が転送される。
At the timing t4 shown in FIG. 5, both the horizontal transfer signal Hφ1 and the integration signal Hφ1 ′ are at L level.
The low level, the horizontal transfer signal Hφ2, and the integration signal Hφ2 ′ are all at the High level, and as shown at t4 in FIG. 6, a potential well is formed at the portions of Hφ2 and Hφ2 ′, and electric charges are transferred there.

【0030】これらの動作を繰り返し行うことで、電荷
は図中右側から左側へと順次転送され、図1に示す水平
転送レジスタ3の図中左側に設けられた出力部4aを介
して出力されることになる。
By repeating these operations, electric charges are sequentially transferred from the right side to the left side in the figure, and are output via the output unit 4a provided on the left side in the figure of the horizontal transfer register 3 shown in FIG. Will be.

【0031】また、本実施形態の固体撮像装置では、図
1に示すスイッチ回路SW1、SW2の切り替えによっ
て、水平転送信号Hφ1と積分信号Hφ1’、水平転送
信号Hφ2と積分信号Hφ2’を各々切り替えて印加す
ることで、水平転送レジスタ3での電荷の転送方向を切
り替えることができる。
In the solid-state imaging device of the present embodiment, the horizontal transfer signal Hφ1 and the integration signal Hφ1 ′, and the horizontal transfer signal Hφ2 and the integration signal Hφ2 ′ are switched by switching the switch circuits SW1 and SW2 shown in FIG. By applying, the transfer direction of the charges in the horizontal transfer register 3 can be switched.

【0032】図7は切り替えを行った場合のポテンシャ
ルプロファイルである。なお、図7のt1〜t4に示す
ポテンシャルプロファイルは図5に示すt1〜t4の各
タイミングに対応している。
FIG. 7 shows a potential profile when switching is performed. The potential profiles shown at t1 to t4 in FIG. 7 correspond to the timings t1 to t4 shown in FIG.

【0033】すなわち、図7に示すように、スイッチ回
路SW1、SW2(図1参照)による切り替えで、図6
に示すHφ1とHφ1’との印加位置が入れ替わり、H
φ2とHφ2’との印加位置が入れ替わることになる。
That is, as shown in FIG. 7, switching by the switch circuits SW1 and SW2 (see FIG. 1) causes
The application positions of Hφ1 and Hφ1 ′ shown in FIG.
The application positions of φ2 and Hφ2 ′ are switched.

【0034】先ず、図5に示すt1のタイミングにおい
ては、水平転送信号Hφ1、積分信号Hφ1’がともに
Highレベル、水平転送信号Hφ2、積分信号Hφ
2’がともにLowレベルであることから、図7のt1
に示すように、Hφ1’、Hφ1に対応する部分にポテ
ンシャル井戸が形成され、そこに電荷が蓄積される。
First, at the timing t1 shown in FIG. 5, the horizontal transfer signal Hφ1 and the integration signal Hφ1 ′ are both at the High level, and the horizontal transfer signal Hφ2 and the integration signal Hφ.
Since both 2 ′ are at the Low level, t1 in FIG.
As shown in (1), a potential well is formed at a portion corresponding to Hφ1 ′ and Hφ1, and electric charges are stored therein.

【0035】次に、図5に示すt2のタイミングでは、
水平転送信号Hφ1、積分信号Hφ1’ともにHigh
レベルからLowレベルへ、また水平転送信号Hφ2、
積分信号Hφ2’ともにLowレベルからHighレベ
ルへと変化するが、その変化速度はHφ1、Hφ2より
Hφ1’、Hφ2’の方が遅いため、過渡的に図7のt
2に示すようなポテンシャルプロファイルとなる。
Next, at the timing of t2 shown in FIG.
Both the horizontal transfer signal Hφ1 and the integration signal Hφ1 ′ are High
Level to the low level, and the horizontal transfer signal Hφ2,
Both the integrated signal Hφ2 ′ changes from the Low level to the High level, but the change speed is slower in Hφ1 ′ and Hφ2 ′ than in Hφ1 and Hφ2, so that the transition time t in FIG.
The potential profile shown in FIG.

【0036】つまり、Hφ1’に対応する部分よりHφ
1に対応する部分の方がポテンシャル井戸が深くなり、
図6のt2に示す状態とは反対の位置となるHφ1’の
部分に電荷が転送されるようになる。
That is, from the portion corresponding to Hφ1 ′, Hφ
The portion corresponding to 1 has a deeper potential well,
The charge is transferred to the portion of Hφ1 ′ which is at the opposite position to the state shown at t2 in FIG.

【0037】次に、図5に示すt3のタイミングでは、
水平転送信号Hφ1、積分信号Hφ1’ともにさらにL
owレベルへ変化し、水平転送信号Hφ2、積分信号H
φ2’ともにさらにHighレベルへ変化する。これに
よって、図7のt3に示すように、Hφ1’に対応する
部分よりHφ2に対応する部分の方がポテンシャル井戸
が深くなり、図6のt3に示す状態とは反対の位置とな
るHφ1’の部分からHφ2の部分へと電荷が転送され
る。
Next, at the timing of t3 shown in FIG.
Both the horizontal transfer signal Hφ1 and the integration signal Hφ1 ′ are L
ow level, the horizontal transfer signal Hφ2, the integration signal H
Both φ2 ′ further change to the High level. As a result, as shown at t3 in FIG. 7, the potential well becomes deeper at the portion corresponding to Hφ2 than at the portion corresponding to Hφ1 ′, and the potential of Hφ1 ′ becomes opposite to the state shown at t3 in FIG. Charge is transferred from the portion to the portion of Hφ2.

【0038】そして、図5に示すt4のタイミングで
は、水平転送信号Hφ1、積分信号Hφ1’がともにL
owレベル、水平転送信号Hφ2、積分信号Hφ2’が
ともにHighレベルとなり、図7のt4に示すよう
に、Hφ2、Hφ2’の部分にポテンシャル井戸が形成
され、そこに電荷が転送される。
At the timing t4 shown in FIG. 5, both the horizontal transfer signal Hφ1 and the integration signal Hφ1 ′ are at L level.
The ow level, the horizontal transfer signal Hφ2, and the integration signal Hφ2 ′ are all at the High level, and as shown at t4 in FIG. 7, potential wells are formed in the portions of Hφ2 and Hφ2 ′, and charges are transferred there.

【0039】これらの動作を繰り返し行うことで、電荷
は図中左側から右側へと順次転送され、図1に示す水平
転送レジスタ3の図中右側に設けられた出力部4bを介
して出力されることになる。
By repeating these operations, the charges are sequentially transferred from the left side to the right side in the figure, and are output via the output unit 4b provided on the right side in the figure of the horizontal transfer register 3 shown in FIG. Will be.

【0040】このように、スイッチ回路SW1、SW2
の切り替えによって、水平転送レジスタ3での電荷の転
送方向を容易に切り替えることができるようになる。つ
まり、図6で示す電荷の転送動作によって例えば正像を
得るとすると、スイッチ回路SW1、SW2での切り替
えのみで、図7で示すような電荷の反転転送を行って鏡
像を得ることができるようになる。
As described above, the switch circuits SW1, SW2
, The direction of charge transfer in the horizontal transfer register 3 can be easily switched. That is, assuming that a normal image is obtained by the charge transfer operation shown in FIG. 6, for example, a mirror image can be obtained by performing inversion transfer of the charge as shown in FIG. 7 only by switching with the switch circuits SW1 and SW2. become.

【0041】なお、本実施形態では、図1に示す水平転
送レジスタ3の両端に出力部4a、4bを設けていずれ
の方向に電荷を転送しても出力信号を得られるような構
成を示したが、本発明はのような構成に限定されず、他
の位置に出力部を備えているものであっても同様であ
る。また、図3に示す積分回路51、52、図4に示す
スイッチ回路SW1も一例であり、他の回路構成を用い
てもよい。
In this embodiment, the output units 4a and 4b are provided at both ends of the horizontal transfer register 3 shown in FIG. 1 so that an output signal can be obtained regardless of the direction in which the charges are transferred. However, the present invention is not limited to such a configuration, and the same applies to a case where an output unit is provided at another position. Further, the integration circuits 51 and 52 shown in FIG. 3 and the switch circuit SW1 shown in FIG. 4 are also examples, and other circuit configurations may be used.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
装置によれば次のような効果がある。すなわち、本発明
では、第1転送信号とその積分信号とによって電荷転送
手段での電荷の転送方向を制御できることから、電荷転
送手段を一様な構成にすることが可能となる。また、電
荷転送手段の一様な構成によって、転送信号の振幅を増
加させることで転送できる取り扱い電荷量を増加させる
ことが可能となる。
As described above, the solid-state imaging device according to the present invention has the following effects. That is, in the present invention, the charge transfer direction of the charge transfer means can be controlled by the first transfer signal and the integration signal thereof, so that the charge transfer means can have a uniform configuration. Further, with the uniform configuration of the charge transfer means, it is possible to increase the amount of handled charges that can be transferred by increasing the amplitude of the transfer signal.

【0043】さらに、切り替え手段で第1転送信号の2
つの転送信号の相を逆転させるのみで電荷の転送方向を
反転させることができ、簡単な切り替えのみで正像/鏡
像の切り替えを行うことが可能となる。
Further, the switching means selects the first transfer signal 2
The charge transfer direction can be reversed only by reversing the phase of the two transfer signals, and the normal image / mirror image can be switched only by simple switching.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施形態における固体撮像装置を説明する構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a solid-state imaging device according to an embodiment.

【図2】水平転送レジスタ部の構造を示す模式断面図で
ある。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of a horizontal transfer register unit.

【図3】積分回路の一例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of an integration circuit.

【図4】スイッチ回路の一例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an example of a switch circuit.

【図5】転送信号および積分信号のタイミングチャート
である。
FIG. 5 is a timing chart of a transfer signal and an integration signal.

【図6】ポテンシャルプロファイルを示す図(その1)
である。
FIG. 6 shows a potential profile (part 1).
It is.

【図7】ポテンシャルプロファイルを示す図(その2)
である。
FIG. 7 shows a potential profile (part 2).
It is.

【図8】従来の固体撮像装置における水平転送レジスタ
部の構造を示す模式断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of a horizontal transfer register unit in a conventional solid-state imaging device.

【図9】転送信号のタイミングチャートである。FIG. 9 is a timing chart of a transfer signal.

【図10】従来の水平転送レジスタでのポテンシャルプ
ロファイルを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a potential profile in a conventional horizontal transfer register.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…固体撮像装置、2…垂直転送レジスタ、3…水平転
送レジスタ、5…タイミング発生部、51…積分回路、
52…積分回路、SW1…スイッチ回路、SW2…スイ
ッチ回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solid-state imaging device, 2 ... Vertical transfer register, 3 ... Horizontal transfer register, 5 ... Timing generation part, 51 ... Integration circuit,
52: integrating circuit, SW1: switch circuit, SW2: switch circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光電変換して得た電荷を所定方向へ転送
する電荷転送手段と、 前記電荷転送手段の上方に形成され前記電荷を転送する
ための電圧を印加する複数の電極と、 前記複数の電極のうち1つおきに配置される第1電極群
に印加する各々逆相の2つの転送信号から成る第1転送
信号を発生する信号発生手段と、 前記信号発生手段で発生した前記第1転送信号の2つの
転送信号を用い、各々逆相となる2つの積分信号から成
る第2転送信号を生成し前記複数の電極のうち前記第1
電極群とは異なる1つおきに配置される第2電極群に印
加する積分信号生成手段と、 前記第1転送信号の2つの転送信号と、その2つの転送
信号に対応する前記2つの積分信号との印加位置を各々
切り替える切り替え手段とを備えていることを特徴とす
る固体撮像装置。
A charge transfer unit configured to transfer a charge obtained by photoelectric conversion in a predetermined direction; a plurality of electrodes formed above the charge transfer unit to apply a voltage for transferring the charge; Signal generating means for generating a first transfer signal composed of two transfer signals of opposite phases to be applied to a first electrode group arranged every other one of the electrodes, and the first signal generated by the signal generating means. Using two transfer signals of the transfer signal, a second transfer signal composed of two integration signals having phases opposite to each other is generated, and the first transfer signal of the plurality of electrodes is generated.
Integration signal generating means for applying to every other second electrode group different from the electrode group; two transfer signals of the first transfer signal; and the two integration signals corresponding to the two transfer signals And a switching unit for switching each application position of the solid-state imaging device.
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