JPS62155560A

JPS62155560A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPS62155560A
Application number: JP60296014A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Kaneko; 武彦金子
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1987-07-10

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】〔発明の技術分野〕本発明は、電荷結合素子型（ＣＣＤ型）固体撮像装置に
関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

第４図には従来の固体撮像装置の一例が示され、図中、
光電変換部１ａ’　、ｌｂ’　、−”Ｉｎ’　。

ｓ）　ａ＋　、２　ｂｌ　、・・・２ｎ′、・・・は半
導体基板上に配列して形成されたフォトダイオードであ
り、受光量に応じた信号電荷を発生し、受光部あるいは
画素などとも呼ばれる。これら光電変換部１８′。

１　ｂ’　、−１ｎ’　、２ａ’　　２ｂ’　、−２ｎ
’　−・・において発生した信号電荷は各配列ごとにト
ランスファーゲート（図示せず）を介して垂直転送手段
（垂直ＣＯＤレジスタ）Ｖａ’　、Ｖｂ’　、　・Ｖｎ
′に受１ノ渡され、受【プ渡された信号電荷は前記垂直
転送手段Ｖａ’　、Ｖｂ’　、−Ｖｎ’　にＪ：り垂直
方向に転送されて水平転送手段（水平ＣＯＤレジスタ）
ト１に受け渡され、この水平転送手段１」により水平方
向に転送された後、出力増幅器Ａを通じて出力される。

この際、水平転送手段Ｈからは水平方向−持分の光電変
換部１ａ’、１ｂ’、・・・１ｎ’で生じた信り電荷が
直列に出力され、続いて一行とばした次の一持分の光電
変換部３８′。

３ｂ′、・・・３ｎ’　で生じた信号電荷が出力され、
以下同様に一行とばしながら水平方向の一行毎に信号電
荷が出力される。これはインターレス方式のＴＶ信号で
の第１フィールド期間中の信号電荷の転送方法である。

したがって、第２フィールド期間では、残りの光電変換
部２ａ’　、２ｂ’　、・・・２ｎ’で発生した信号電
荷がまず出力され、次いで一行とばした次の一持分の光
電変換部４ａ′。

４ｂ′、・・・４　ｎ　Ｌでの信号電荷が出力され、以
下同様に一行とばしながら残りの全ての光電変換部での
信号電荷が出力されて、こうして１フレ一ム分の光情報
が信号電荷として出力されるのである。

ところで、搬像装置では二次元の光情報を光電変換部ψ
位で採取して出力するのであるから、二次元画像を光電
変換部によってサンプリングしている訳である。その際
のサンプリング中心は光電変換部の中心と考えられるの
で、各光電変換部に対応するり゛ンブリング中心を図示
すると第５図にようになる。図中、各リンプリング中心
には対応する光電変換部の符号が付され、また、第１フ
イールド朋間中のリーンプリング中心は０印で、第２フ
ィールド期間中のリーンプリング中心はＸ印で示されて
るいる。

ここで固体陽像装置の解像度について考察すると、サン
プリング中心の数が解像度を決定する。

各サンプリング中心は各光電変換部の中心に対応してい
るので、光電変換部の数が解像度を決定することになる
。したがって、固体陽像装置の水平方向の解像度は水平
方向の光電変換部の数で決まる。

ところが、従来の固体陽像装置では、各垂直転送手段Ｖ
ａ’　、Ｖｂ’　、・・・Ｖｎ’　の片側に当該垂直転
送手段ｖａ’　、ｖｂ’　、・・・Ｖｎ’　に信号電荷
を受り渡す光電変換部１ａ’　、２ａ’　、３ａ’　・
・・。

１ｂ’　、２ｂ’　、３ｂ’−、−，１ｎ’　、２ｎ’
　。

３０′、・・・が配置される構成であったので、水平方
向の解像度を上げる為に光電変換部の配列数を増加させ
るにはそれと同数分の垂直転送手段を増加させなければ
ならなかった。垂直転送手段を増加させるには、装置全
体の集積度を向上さＩなければならず、また、水平転送
部の段数も増加させなければならなくなり、設ＪＩ上、
製造上、および動作上の困難を招くことになる。しかも
、垂直転送部の増加した分だ番ノ光電変換部が占める面
積が減少して感度の著しい低下をも招くことになる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、設Ｓｌ上、製造上、あるいは動作上の
困難性を特に増大さけ′ることなく特定方向の解像度を
上げることのできる固体搬像装置を提供することである
。

〔発明の概要〕

そのため本発明は、受光ｍに応じた信号電荷を発生する
光電変換部ど、この光電変換部により得られた信号電荷
を受け取り所定方向く例えば垂直方向）に転送する複数
の第１の電荷転送手段（例えば垂直転送手段）と、前記
第１の電荷転送手段から信号電荷を受け取り前記所定方
向と交差する方向（例えば水平方向）に転送する第２の
電荷転送手段（例えば水平転送手段）とを右する固体昭
像装置において、前記各第１の電荷転送手段の両側に当
該第１の電荷転送手段に信号電荷を受け渡す前記光電変
換部を配置することにより、前記第１の電荷転送手段の
数を増加さヒることなく、例えば水平方向等の特定の方
向の光電変換部の数を増加させることを可能にし、切言
ずればサンプリング中心の数を増加させることを可能に
して前記目的を達成しＪ：うとするものである。

〔発明の実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には本発明の一実施例が示され、図中、第１の電
荷転送手段としての垂直転送手段■ａ。

■ｂ、・・・Ｖｎの両側には当該垂直転送手段に信号電
荷を受け渡す光電変換部が配置されている。即ち、垂直
転送手段Ｖａについてみれば、この垂直転送手段ｖａに
１３号電荷を受け渡り光電変換部１ａ、３ａ、・・・が
垂直転送手段Ｖａの一方側に、光電変換部２ａ、・・・
が他方側に配置され、また、垂直転送手段Ｖｂ、・・・
Ｖｎについても同様である。

前記一方側の光電変換部１ａ、３ａ、・・・は第１フィ
ールド期間に出力されるべき信号電荷を発生し、前記他
方側の光電気変換部２ａ、・・・は第２フィールド期間
に出力されるべき信号電荷を発生するちのである。第１
図中では第１フイールド用の電荷移動を鎖線矢印で示し
、第２フイールド用の゛’５Ｎ荷移動全移動矢印で示し
である。

前記一方側の光電変換部１ａ、３ａ、・・・と他方側の
光電変換部２ａ、・・・とは垂直転送手段Ｖａの方向に
沿って位置ずれして配置され、例えば光電変換部２ａは
光電変換部１ａおよび３ａの垂直転送手段■ａの方向に
沿った丁度中間の位置に配置され、その他の光電変換部
についても同様の配置関係どなっている。なお、垂直転
送手段と光電変換部との配置関係を主として垂直転送手
段Ｖａにつき説明したが、他の垂直転送手段ｖｂ、・・
・Ｖｎについても全く同様である。

垂直転送手段Ｖａ、Ｖｂ、・・・Ｖｎから転送される信
号電荷は第２の電荷転送手段どしての水平転送手段ト１
へ受け渡され、受け渡された信号電荷は水平転送手段ト
１により前記垂直転送手段Ｖａ。

ｖｂ、・・・Ｖｎの転送方向と交差する方向、例えば水
平方向に転送される。

水平転送手段）」の出力信号は出力増幅器Ａを介して出
力された後、フィールドが切換る毎にそれと同期して切
換えられるスイッチＳＷによって遅延回路１）　Ｌを介
して出力されるＪ：うになっている。

第２図（Ａ）〜（Ｃ）には水平転送手段Ｈの出力信号の
様子が示され、前記各光電変換部で発生した信号電荷に
基づく出力信号が方形波として示され且つ各方形波には
対応する光電変換部の符号が付されている。これらの図
のうち、第２図（Ａ）は第１フィールド期間の最初の一
段の出力信号（１ａ、　１　ｂ、−１ｎ）であり、第２
図（Ｂ）は遅延回路ＤＬに入力づ”る前の第２フィール
ド期間の最初の一段の出力信号（２ａ、・・・２ｎ）で
あり、第３図（Ｃ）は遅延回路ＤＬを介して出力される
第２フィールド期間の最初の一段の出力信号（２ａ、・
・・２ｎ）であり、これらは遅延回路ＤＬ入力前に比べ
て時間ｔｄだけ遅延されている。このように第２フイー
ルドの出力信号を遅延させるのは、両フィールドとも同
じ垂直転送手段Ｖａ。

Ｖｂ、・・・Ｖｎにより転送されるので、Ｈ延回路ＤＬ
を設けないと、第２図（Ａ）と（Ｂ）とに示されるよう
に、両フィールドの出力信号が片間的に一致してしまう
が、第１図に示されるＪ：うに、両フィールドの光電変
換部の配置は異なっているので、空間的な配置の相違に
合わせた分だけ第２フイールドの信号出力を遅延さける
必要があるからである。

第３図には本実施例におけるサンプリング中心の配置状
態が示され、図中、各サンプリング中心には対応する光
電変換部の符ｇが付され、また、第１フイールド用のサ
ンプリング中心はＯ印で、第２フイールド用の１ナンプ
リング中心はＸ印で示されている。この第３図と前記従
来＋１４造のサンプリング中心を示す前出の第５図とを
比較すると、水平方向のサンプリング点の数が２１８と
なっていることがわかる。したがって、水平方向の解像
度が本実施例では２倍になっている。しがも、第１図と
従来構造を示す前出の第４図とを比較１°れば分かるよ
うに、垂直転送手段Ｖａ、Ｖｂ、・・・Ｖｎの数は同じ
である。そのため、垂直転送手段を増加させることによ
る設計上、製造上、および動作上の困難性を１／７＜こ
とがない。即ち、例えば、水平転送手段１」の段数が増
加するためその駆動周波数を大きくする必要がない。ま
た、受光面全体に対する光電変換部の占有面積の割合が
大きく変わることがないために感度が著しく低下すると
いうことがない。

なお、前記実茄例では第１フイールドの光電変換部１ａ
、３ａ、・・・の丁度中間位置に第２フイールドの光電
変換部３ａ、・・・が配置されていたが、必ずしもこの
ような配置関係である必要はない。

ただし、このように配置されていれば、偽信号の障害が
最小となり、特性上最適となる。また、このように配置
されない場合でも、第１フィールドの光電変換部の丁度
中間位置になるべく近い位置に第２フイールドの光電変
換部が配置されていることが動作を容易にσ゛る上で望
ましい。

（発明の効果）上述のように本発明によれば、設計上、製造上、あるい
は動作上の困難性をＪ？ｌ　＜ことなく、例えば水平方
向の解像度を向上さＵることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による固体記像装置を示す平
面図、第２図（Ａ＞、（Ｂ）、（Ｃ）は同固体撮像装首
の出力信号を示す波形図、第３図は同固体撮像装買にお
けるサンプリング中心を示ず平面図、第４図および第５
図は夫々従来の固体Ｉｌｌ像装置およびそのサンプリン
グ中心を示す平面図である。１　ａ、１　ｂ’、−１ｎ、２ａ、２ｂ、−２ｎ。３　ａ、　３　ｂ、　・３　ｎ、−・・光電変換部、ｙ
ａ、ｙｂ。・・・■ｎ・・・第１の電荷転送手段としての垂直転送
手段、１−１・・・第２の電荷転送手段としての水平転
送手段、Ａ・・・出力増幅器、ＤＬ・・・遅延回路、Ｓ
Ｗ・・・スイッチ。出願人代理人　　佐　　藤　　−雄Ｌも　１　図た２　図

Claims

【特許請求の範囲】１、受光量に応じた信号電荷を発生する光電変換部と、
この光電変換部による信号電荷を受け取り所定方向に転
送する複数の第１の電荷転送手段と、前記第１の電荷転
送手段から信号電荷を受け取り前記所定方向と交差する
方向に転送する第２の電荷転送手段とを備えた固体撮像
装置において、前記各第１の電荷転送手段の両側に、当
該第１の電荷転送手段に信号電荷を受け渡す前記光電変
換部が配置されていることを特徴とする固体撮像装置。２、特許請求の範囲第１項において、前記第１の電荷転
送手段の両側の光電変換部のうち一方側の光電変換部は
他方側の光電変換部に対して前記所定方向に沿って位置
ずれして配置されていることを特徴とする固体撮像装置
。