JPH06165039A - Solid-state image pickup device - Google Patents
Solid-state image pickup deviceInfo
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- JPH06165039A JPH06165039A JP4308876A JP30887692A JPH06165039A JP H06165039 A JPH06165039 A JP H06165039A JP 4308876 A JP4308876 A JP 4308876A JP 30887692 A JP30887692 A JP 30887692A JP H06165039 A JPH06165039 A JP H06165039A
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、CCDイメージセンサ
などの固体撮像素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device such as a CCD image sensor.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5に従来のFFT方式nチャネルCC
Dイメージセンサ100の構成を示す。CCDイメージ
センサ100の上部には、光電変換を行う受光領域がマ
トリックス状に配置されており、各受光領域で発生した
信号電荷を直列に転送する垂直転送シフトレジスタ10
1を有している。また、垂直転送シフトレジスタ101
から出力された信号電荷を並列に入力して直列に転送す
る水平転送シフトレジスタ102と、水平転送シフトレ
ジスタ102から出力された信号電荷を電圧に変換する
電荷電圧変換アンプとして例えばFDA(フローティン
グディフュージョン増幅器)103を備えている。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional FFT method n-channel CC.
The structure of the D image sensor 100 is shown. Light receiving regions for performing photoelectric conversion are arranged in a matrix above the CCD image sensor 100, and the vertical transfer shift register 10 for serially transferring the signal charges generated in the respective light receiving regions.
Have one. In addition, the vertical transfer shift register 101
The horizontal transfer shift register 102 that inputs in parallel the signal charges output from the horizontal transfer shift register 102 and the charge-voltage conversion amplifier that converts the signal charges output from the horizontal transfer shift register 102 into a voltage, such as an FDA (floating diffusion amplifier). ) 103.
【0003】CCDイメージセンサ100を改良したパ
ラレル出力型のCCDイメージセンサが特開平3−22
4371に開示されている。A parallel output type CCD image sensor improved from the CCD image sensor 100 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-22.
4371.
【0004】図6にこのパラレル出力CCDイメージセ
ンサ110の構成図を示す。CCDイメージセンサ10
0と基本構成は同じであるが、パラレル出力CCDイメ
ージセンサ110は複数の出力部120〜150を備え
ているので、全画素信号を出力部の数だけ分割して出力
することが可能である。この例では、各出力部から全画
素の1/4を出力すればよい。このため、パラレル出力
CCDイメージセンサ110は、CCDイメージセンサ
100に比べて高速撮像ができる。例えば10万画素の
イメージセンサにおいてデータレート10MHzで読み
出しを行う場合、CCDイメージセンサ100では1秒
間に100フレーム(100フレーム/秒)の撮像が限
界である。しかし4つの出力部120〜150を備えた
パラレル出力CCDイメージセンサ110では各出力部
で2万5000画素の読み出しを行えばよいから、40
0フレーム/秒の高速撮像が可能となる。出力部の数を
増加すれば、更に高速撮像を行うことも可能である。FIG. 6 shows a block diagram of the parallel output CCD image sensor 110. CCD image sensor 10
Although the basic configuration is the same as that of 0, the parallel output CCD image sensor 110 includes a plurality of output units 120 to 150, so that it is possible to divide and output all pixel signals by the number of output units. In this example, 1/4 of all pixels may be output from each output unit. Therefore, the parallel output CCD image sensor 110 can capture images at a higher speed than the CCD image sensor 100. For example, when reading is performed at a data rate of 10 MHz in an image sensor of 100,000 pixels, the CCD image sensor 100 has a limit of capturing 100 frames (100 frames / sec) per second. However, in the parallel output CCD image sensor 110 having the four output sections 120 to 150, it is sufficient to read out 25,000 pixels from each output section.
High-speed imaging of 0 frame / second is possible. If the number of output units is increased, it is possible to perform higher speed imaging.
【0005】図7にパラレル出力CCDイメージセンサ
110の出力部120の上面構造図を、図8にC−C´
面の断面構造図を、図9に動作タイミング図を、図10
にA−A´面、B−B´面のポテンシャル図を示す。C
CDイメージセンサ110は、垂直転送シフトレジスタ
121および水平転送シフトレジスタ122を備えてい
る。各レジスタには複数の転送電極121a、121
b、…、122a、122b、…が並設されており、隣
接した2つの転送電極で1ビットが構成されている。水
平転送シフトレジスタ122の出力端にはFDA123
が配置されている。FIG. 7 is a top structural view of the output section 120 of the parallel output CCD image sensor 110, and FIG. 8 is CC ′.
10 is a sectional structural view of the surface, FIG. 9 is an operation timing diagram, and FIG.
The potential diagrams of the AA ′ plane and the BB ′ plane are shown in FIG. C
The CD image sensor 110 includes a vertical transfer shift register 121 and a horizontal transfer shift register 122. Each register has a plurality of transfer electrodes 121a and 121a.
, 122a, 122b, ... are arranged side by side, and two adjacent transfer electrodes form one bit. The FDA 123 is provided at the output end of the horizontal transfer shift register 122.
Are arranged.
【0006】図8の断面構造図に示すように、FDA1
23は、適正バイアスが印加されたOG(出力ゲート)
123aと、電位的には浮いた状態であるが信号電荷が
流入することにより電位が変化するFD(フローティン
グディフュージョン)123bと、RD(リセットドレ
イン)123cの電位にFD123bをリセットするた
めのRG(リセットゲート)123dから構成されてい
る。FD123bの電位変化はソースフォロワMOSF
ET124でインピーダンス変換されて出力される。点
線部125は、断面図上では表示できないが実際にはア
ルミで配線されていることを示している。As shown in the sectional structure view of FIG.
23 is an OG (output gate) to which a proper bias is applied
123a, FD (floating diffusion) 123b which is in a floating state but whose potential changes due to inflow of signal charges, and RG (reset for resetting FD 123b to the potential of RD (reset drain) 123c. Gate) 123d. The potential change of the FD123b is caused by the source follower MOSF.
The impedance is converted by the ET 124 and output. The dotted line portion 125 indicates that the wiring is actually made of aluminum although it cannot be displayed on the sectional view.
【0007】次に図9の動作タイミング図および図10
のポテンシャル図を用いて、CCDイメージセンサ11
0の動作を説明する。Next, the operation timing chart of FIG. 9 and FIG.
CCD image sensor 11 using the potential diagram of
The operation of 0 will be described.
【0008】時刻t1では、水平転送シフトレジスタ1
22の転送電極122a下に蓄えられた信号電荷DL2
がFDA123に転送され電圧に変換される。At time t1, the horizontal transfer shift register 1
The signal charge DL2 stored under the transfer electrode 122a of No. 22
Is transferred to the FDA 123 and converted into a voltage.
【0009】時刻t2になると、RG123dにハイレ
ベル(H)の電圧が掛かりFDA123がリセットされ
る。また垂直転送シフトレジスタ121の転送電極12
1b下に蓄えられた信号電荷DF2が転送電極121a
下に移動し、水平転送シフトレジスタ122の転送電極
122b下に蓄えられた信号電荷DL1が転送電極12
2a下に移動する。At time t2, a high level (H) voltage is applied to the RG 123d and the FDA 123 is reset. In addition, the transfer electrode 12 of the vertical transfer shift register 121
The signal charge DF2 stored under 1b is transferred to the transfer electrode 121a.
The signal charges DL1 stored in the horizontal transfer shift register 122 and below the transfer electrode 122b of the horizontal transfer shift register 122 are moved downward.
Move 2a down.
【0010】時刻t3では、RG123dにローレベル
(L)の電圧が掛かりFDA123がフローティング状
態になる。At time t3, a low level (L) voltage is applied to the RG 123d and the FDA 123 is put in a floating state.
【0011】時刻t4になると、水平転送シフトレジス
タ122の転送電極122a下に蓄えられた信号電荷D
L1がFDA123に転送され電圧信号として出力され
る。また垂直転送シフトレジスタ121の転送電極12
1a下に蓄えられた信号電荷DF2が水平転送シフトレ
ジスタ122の転送電極122d下に移動し、垂直転送
シフトレジスタ121の転送電極121c下に蓄えられ
た信号電荷DF3が転送電極121b下に移動する。At time t4, the signal charge D stored under the transfer electrode 122a of the horizontal transfer shift register 122 is reached.
L1 is transferred to the FDA 123 and output as a voltage signal. In addition, the transfer electrode 12 of the vertical transfer shift register 121
The signal charge DF2 stored under 1a moves under the transfer electrode 122d of the horizontal transfer shift register 122, and the signal charge DF3 stored under the transfer electrode 121c of the vertical transfer shift register 121 moves under the transfer electrode 121b.
【0012】時刻t5になると、再びRG123dにハ
イレベル(H)の電圧が掛かりFDA123がリセット
される。また水平転送シフトレジスタ122の各転送電
極下に蓄えられた信号電荷がシフトされる。At time t5, a high level (H) voltage is applied to the RG 123d again, and the FDA 123 is reset. Further, the signal charges stored under each transfer electrode of the horizontal transfer shift register 122 are shifted.
【0013】時刻t6になると、RG123dにローレ
ベル(L)の電圧が掛かりFDA123がフローティン
グ状態になる。At time t6, a low level (L) voltage is applied to the RG 123d and the FDA 123 becomes in a floating state.
【0014】時刻t7になると、水平転送シフトレジス
タの各転送電極下に蓄えられた信号電荷がシフトされ、
信号電荷DF1がFDA123に転送され電圧信号とし
て出力される。At time t7, the signal charges stored under each transfer electrode of the horizontal transfer shift register are shifted,
The signal charge DF1 is transferred to the FDA 123 and output as a voltage signal.
【0015】以上の動作を水平転送シフトレジスタの転
送段数繰り返すことにより、画素の1ライン分の信号電
荷をFDA123から読み出すことができる。更にこれ
を垂直画素数だけ繰り返すことにより、全画素の信号を
読み出すことができる。By repeating the above operation for the number of transfer stages of the horizontal transfer shift register, the signal charge for one line of the pixel can be read from the FDA 123. Further, by repeating this for the number of vertical pixels, the signals of all pixels can be read.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】上述したようにパラレ
ル出力イメージセンサ110の撮像を高速化するために
は、パラレル出力イメージセンサ110の水平転送シフ
トレジスタを分割して多数の出力部を設ければよい。し
かし、画素の横方向のピッチと水平転送シフトレジスタ
のピッチとは同じであることが望ましいため、出力部に
フローティングディフュージョン増幅器を形成するため
のスペースが十分に確保できなかった。As described above, in order to speed up the image capturing by the parallel output image sensor 110, the horizontal transfer shift register of the parallel output image sensor 110 should be divided to provide a large number of output sections. Good. However, since it is desirable that the horizontal pitch of the pixels and the horizontal transfer shift register pitch be the same, it was not possible to secure a sufficient space for forming the floating diffusion amplifier in the output section.
【0017】本発明は、このような問題を解決し、高速
撮像に適した固体撮像装置を提供することを目的とす
る。It is an object of the present invention to solve such a problem and to provide a solid-state image pickup device suitable for high-speed image pickup.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の固体撮像装置は、光入射量に応じて生成され
た電荷を直列に転送する複数の垂直転送シフトレジスタ
と、複数の垂直転送シフトレジスタから出力された電荷
を並列に入力して直列に転送する水平転送シフトレジス
タとを備え、水平転送シフトレジスタは複数の部分シフ
トレジスタから構成され、これらの複数の部分シフトレ
ジスタの出力部にはそれぞれ電荷電圧変換アンプが設け
られており、各部分シフトレジスタの最終ビットは第1
の電極1つで、最終ビット以外のビットは隣接する2つ
の電極で構成され、電荷電圧変換アンプのリセットタイ
ミングは、垂直転送シフトレジスタから出力された電荷
が部分シフトレジスタの各ビットの第1の電極下に入力
されるタイミングと同時であることを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a solid-state image pickup device of the present invention comprises a plurality of vertical transfer shift registers for serially transferring charges generated according to the amount of incident light, and a plurality of vertical transfer shift registers. And a horizontal transfer shift register that inputs in parallel the charges output from the transfer shift register and transfers the charges in series, the horizontal transfer shift register being composed of a plurality of partial shift registers, and an output unit of the plurality of partial shift registers. Each of them is provided with a charge-voltage conversion amplifier, and the last bit of each partial shift register is the first bit.
Bits other than the last bit are composed of two adjacent electrodes, and the reset timing of the charge-voltage conversion amplifier is such that the charge output from the vertical transfer shift register is the first bit of each bit of the partial shift register. It is characterized in that the timing is the same as the timing of input under the electrode.
【0019】[0019]
【作用】本発明の構成によれば、垂直転送シフトレジス
タから出力された電荷が水平転送シフトレジスタの各ビ
ットの第1の電極に入力されると同時に、電荷電圧変換
アンプがリセットされる。そして、次のクロックで水平
転送シフトレジスタの各ビットの第1の電極から第2の
電極に電荷が転送される。この場合、最終ビットの電荷
は電荷電圧変換アンプに転送され電圧に変換される。According to the structure of the present invention, the charges output from the vertical transfer shift register are input to the first electrode of each bit of the horizontal transfer shift register, and at the same time, the charge-voltage conversion amplifier is reset. Then, at the next clock, charges are transferred from the first electrode of each bit of the horizontal transfer shift register to the second electrode. In this case, the charge of the final bit is transferred to the charge-voltage conversion amplifier and converted into a voltage.
【0020】本発明では、従来必要としていた水平転送
シフトレジスタの最終ビットの第2の電極が不要にな
る。このため、複数の部分シフトレジスタから水平転送
シフトレジスタが構成されている場合に、各部分シフト
レジスタの最終ビットの第2の電極の部分に電荷電圧変
換アンプを配設することが可能となる。According to the present invention, the second electrode of the last bit of the horizontal transfer shift register, which has been conventionally required, is unnecessary. Therefore, when the horizontal transfer shift register is composed of a plurality of partial shift registers, the charge-voltage conversion amplifier can be arranged in the second electrode portion of the final bit of each partial shift register.
【0021】[0021]
【実施例】以下、本発明に係る固体撮像装置の一実施例
について、添付図面を参照して説明する。図1は、本実
施例に係るパラレル出力CCDイメージセンサ10を示
す構成図である。パラレル出力CCDイメージセンサ1
0の上部には、光電変換を行う受光領域がマトリックス
状に配置されており、各受光領域で発生した信号電荷を
直列に転送する複数の垂直転送シフトレジスタ20を有
している。また、これらの垂直転送シフトレジスタ20
を複数組に分割して、各組の垂直転送シフトレジスタ2
0から出力された信号電荷を並列に入力して直列に転送
する複数組の水平転送シフトレジスタ30〜32と、水
平転送シフトレジスタ30〜32から出力された信号電
荷を電圧に変換するFDA(フローティングディフュー
ジョン増幅器)40〜42を備えている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the solid-state image pickup device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a parallel output CCD image sensor 10 according to the present embodiment. Parallel output CCD image sensor 1
On the upper part of 0, light receiving regions for performing photoelectric conversion are arranged in a matrix, and a plurality of vertical transfer shift registers 20 for serially transferring the signal charges generated in each light receiving region are provided. In addition, these vertical transfer shift registers 20
Is divided into a plurality of groups, and each group of vertical transfer shift registers 2
A plurality of sets of horizontal transfer shift registers 30 to 32 that input the signal charges output from 0 in parallel and transfer them in series, and an FDA (floating) that converts the signal charges output from the horizontal transfer shift registers 30 to 32 into a voltage. Diffusion amplifiers) 40 to 42.
【0022】画素の構成でCCDイメージセンサを分類
すると、受光部と転送部とが隣り合わせにレイアウトさ
れ、一度に転送部へ信号電荷を移した後に順次転送して
読み出すIT(インタライントランスファ)方式、転送
部がそのままMOSキャパシタ形の受光部として利用さ
れ、垂直ブランキング期間に蓄積部に転送して、この蓄
積部から順次読み出すFT(フレームトランスファ)方
式、FT方式の蓄積領域を有しないFFT(フルフレー
ムトランスファ)方式などが知られているが、本実施例
ではFFT方式のCCDイメージセンサが用いられてい
る。When the CCD image sensor is classified by the pixel configuration, the light receiving portion and the transfer portion are laid out next to each other, and the IT (interline transfer) method in which the signal charges are transferred to the transfer portion at a time and then sequentially transferred and read, The transfer unit is used as it is as a MOS capacitor type light receiving unit, and is transferred to the storage unit during the vertical blanking period and is sequentially read from this storage unit. Although a frame transfer method or the like is known, an FFT method CCD image sensor is used in this embodiment.
【0023】各受光領域で発生した信号電荷は垂直転送
シフトレジスタ20に蓄積され、直列シフトによって水
平転送シフトレジスタ30〜32に転送される。水平転
送シフトレジスタ30〜32に転送された信号電荷は、
直列シフトによってFDA40〜42に与えられ、電圧
信号として出力される。The signal charges generated in each light receiving region are accumulated in the vertical transfer shift register 20 and transferred to the horizontal transfer shift registers 30 to 32 by serial shift. The signal charges transferred to the horizontal transfer shift registers 30 to 32 are
It is given to the FDAs 40 to 42 by serial shift and is output as a voltage signal.
【0024】次に、本実施例に係るパラレル出力CCD
イメージセンサ10の出力部の上面構造を図2を用いて
説明する。各垂直転送シフトレジスタ20の出力端には
水平転送シフトレジスタ30、31が設けられており、
各垂直転送シフトレジスタ20から直列シフトによって
出力された信号電荷を、水平転送シフトレジスタ30、
31の転送電極30a、30e、31a、…下に蓄え
る。水平転送シフトレジスタ30、31の出力端にはF
DA40、41が設けられている。FDA40は、適正
バイアスが印加されたOG(出力ゲート)40aと、電
位的には浮いた状態であるが信号電荷が流入することに
より電位が変化するFD(フローティング・ディフュー
ジョン)40bと、RD(リセットドレイン)40cの
電位にFD40bをリセットするためのRG(リセット
ゲート)40dから構成されている。水平転送シフトレ
ジスタ30、31から直列シフトによって出力された信
号電荷は、FDA40、41のFD40b、41bに与
えられる。FDA40、41のFD40b、41bには
ソースフォロワMOSFET50、51のゲート電極が
接続されており、FD40b、41bへの信号電荷の流
入による電位変化をインピーダンス変換して出力する。Next, a parallel output CCD according to this embodiment
The upper surface structure of the output portion of the image sensor 10 will be described with reference to FIG. Horizontal transfer shift registers 30 and 31 are provided at the output terminals of each vertical transfer shift register 20,
The signal charges output from each vertical transfer shift register 20 by serial shift are transferred to the horizontal transfer shift register 30,
31 of the transfer electrodes 30a, 30e, 31a, ... The output terminals of the horizontal transfer shift registers 30 and 31 have F
DAs 40 and 41 are provided. The FDA 40 includes an OG (output gate) 40a to which an appropriate bias is applied, an FD (floating diffusion) 40b that is in a floating state but changes in potential due to the inflow of signal charges, and an RD (reset). It comprises an RG (reset gate) 40d for resetting the FD 40b to the potential of the drain 40c. The signal charges output from the horizontal transfer shift registers 30 and 31 by serial shift are given to the FDs 40b and 41b of the FDAs 40 and 41. The gate electrodes of the source follower MOSFETs 50 and 51 are connected to the FDs 40b and 41b of the FDAs 40 and 41, and the potential changes due to the inflow of signal charges into the FDs 40b and 41b are impedance-converted and output.
【0025】垂直転送シフトレジスタ20および水平転
送シフトレジスタ30、31は共に2相駆動で動作して
おり、2つの転送電極20a、20b、30b〜30
e、31b…で1ビットが構成されている。但し、水平
転送シフトレジスタ30、31の最終ビットは、1つの
転送電極30a、31aで構成されている。従来例で
は、水平転送シフトレジスタの最終ビットも2つの転送
電極で構成されていたが、FDA40、41のFD40
b、41bのリセットタイミングを変えることにより、
本実施例では水平転送シフトレジスタ30、31の最終
ビットを1つの転送電極30a、31aで構成できるよ
うになった。この結果、最終ビットの2つ目の転送電極
を配置する位置にFDA40、41を形成することが可
能となった。The vertical transfer shift register 20 and the horizontal transfer shift registers 30, 31 are both operated in two-phase drive, and the two transfer electrodes 20a, 20b, 30b to 30 are used.
One bit is formed by e, 31b .... However, the final bit of the horizontal transfer shift registers 30 and 31 is composed of one transfer electrode 30a and 31a. In the conventional example, the final bit of the horizontal transfer shift register is also composed of two transfer electrodes.
By changing the reset timing of b and 41b,
In this embodiment, the final bit of the horizontal transfer shift registers 30 and 31 can be composed of one transfer electrode 30a and 31a. As a result, it becomes possible to form the FDA 40, 41 at the position where the second transfer electrode of the final bit is arranged.
【0026】図3に本実施例に係るパラレル出力CCD
イメージセンサ10の動作タイミング図を、図4に図2
の上面構造図に示したA−A´面、B−B´面のポテン
シャル図をそれぞれ示す。FIG. 3 shows a parallel output CCD according to this embodiment.
An operation timing chart of the image sensor 10 is shown in FIG.
The potential diagrams of the AA ′ plane and the BB ′ plane shown in the top view of FIG.
【0027】図3および図4を用いて、本実施例に係る
CCDイメージセンサ10の動作を説明する。The operation of the CCD image sensor 10 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
【0028】まず時刻t1では、RG40dにローレベ
ル(L)の電圧が掛かっておりFDA40はフローティ
ング状態を保持している。またP1H端子にはハイレベ
ル(H)の電圧が掛っているので、最終ビットを構成す
る転送電極30a下に1水平ラインの最後の信号電荷D
L1が蓄積されている。さらに垂直転送シフトレジスタ
20のP2V端子にはローレベル(L)の電圧が掛って
いるので、垂直転送シフトレジスタ20は水平転送シフ
トレジスタ30と分離されている。First, at time t1, a low level (L) voltage is applied to the RG 40d, and the FDA 40 is in a floating state. Further, since a high level (H) voltage is applied to the P1H terminal, the last signal charge D of one horizontal line is formed below the transfer electrode 30a forming the final bit.
L1 is accumulated. Further, since a low level (L) voltage is applied to the P2V terminal of the vertical transfer shift register 20, the vertical transfer shift register 20 is separated from the horizontal transfer shift register 30.
【0029】次に時刻t2になると、P2H端子に掛る
電圧がローレベル(L)からハイレベル(H)となり、
P1H端子に掛る電圧がハイレベル(H)からローレベ
ル(L)となる。このため、1水平ラインの最後の信号
電荷DL1が出力される。またP2V端子に掛る電圧が
ローレベル(L)からハイレベル(H)となり、P1V
端子に掛る電圧がハイレベル(H)からローレベル
(L)となる。このため、垂直転送シフトレジスタ20
の転送電極20a下に蓄えられた信号電荷DF2が、水
平転送シフトレジスタ30の転送電極30d下に転送さ
れる。Next, at time t2, the voltage applied to the P2H terminal changes from low level (L) to high level (H),
The voltage applied to the P1H terminal changes from high level (H) to low level (L). Therefore, the last signal charge DL1 of one horizontal line is output. Also, the voltage applied to the P2V terminal changes from low level (L) to high level (H), and P1V
The voltage applied to the terminal changes from high level (H) to low level (L). Therefore, the vertical transfer shift register 20
The signal charge DF2 stored under the transfer electrode 20a of the above is transferred to below the transfer electrode 30d of the horizontal transfer shift register 30.
【0030】次に時刻t3になると、RG40dがロー
レベル(L)からハイレベル(H)になるため、FD4
0bがRD40cの電位にリセットされる。またP2V
端子に掛る電圧がハイレベル(H)からローレベル
(L)となるため、各垂直転送シフトレジスタ20の転
送電極20d下に蓄えられた信号電荷DF1、DF2、
DF3、…が水平転送シフトレジスタ30の転送電極3
0a、30c、30e、…下に転送される。Next, at time t3, the RG 40d changes from the low level (L) to the high level (H), and therefore FD4
0b is reset to the potential of RD40c. Also P2V
Since the voltage applied to the terminal is changed from the high level (H) to the low level (L), the signal charges DF1 and DF2 stored under the transfer electrode 20d of each vertical transfer shift register 20,
DF3, ... Are transfer electrodes 3 of the horizontal transfer shift register 30
0a, 30c, 30e, ...
【0031】次に時刻t4になると、RG40dにロー
レベル(L)の電圧が掛かりFDA40がフローティン
グ状態になる。Next, at time t4, a low level (L) voltage is applied to the RG 40d, and the FDA 40 enters a floating state.
【0032】次に時刻t5になると、P1H端子に掛る
電圧がハイレベル(H)からローレベル(L)となり、
水平転送シフトレジスタ30の転送電極30a下に蓄え
られた信号電荷DF1が出力される。Next, at time t5, the voltage applied to the P1H terminal changes from high level (H) to low level (L),
The signal charge DF1 stored under the transfer electrode 30a of the horizontal transfer shift register 30 is output.
【0033】次に時刻t6になると、再びRG40dに
ハイレベル(H)の電圧が掛り、FD40bがRD40
cの電位にリセットされる。Next, at time t6, the high level (H) voltage is applied to the RG 40d again, and the FD 40b becomes RD 40.
It is reset to the potential of c.
【0034】さらに時刻t7になると、RG40dにロ
ーレベル(L)の電圧が掛かりFDA40がフローティ
ング状態になる。At time t7, a low level (L) voltage is applied to the RG 40d, and the FDA 40 is brought into a floating state.
【0035】以上の動作を水平転送シフトレジスタ30
の転送段数繰り返すことにより、画素の1ラインの信号
電荷を読み出すことができる。更に、これを垂直画素数
だけ繰り返すことにより、全画素の信号を読み出すこと
ができる。The above operation is performed by the horizontal transfer shift register 30.
It is possible to read out the signal charges of one line of the pixel by repeating the number of transfer stages. Furthermore, by repeating this for the number of vertical pixels, the signals of all pixels can be read.
【0036】なお、本実施例は、水平転送シフトレジス
タ30〜32の各ビットの内、FDA40〜42に隣接
する数ビットについての転送ゲート長を、転送電荷量、
その他の諸特性に影響を与えない範囲で短くして、FD
A40〜42を組み込むスペースを確保するといった対
策などと組み合わせて使用すると更に効果的である。In this embodiment, the transfer gate lengths of several bits adjacent to the FDAs 40 to 42 among the respective bits of the horizontal transfer shift registers 30 to 32 are defined as the transfer charge amount,
FD is shortened within the range that does not affect other characteristics.
It is more effective when used in combination with measures such as securing a space for incorporating A40 to A42.
【0037】また、本実施例は、FFT方式nチャネル
CCDを想定しているがこのCCDに限定されることな
く、IT方式、FT方式CCDでも、pチャネルCCD
でも同様の効果が得られる。In this embodiment, an FFT type n-channel CCD is assumed, but the present invention is not limited to this CCD, and an IT type or FT type CCD may be a p-channel CCD.
However, the same effect can be obtained.
【0038】さらに、本実施例は水平転送シフトレジス
タ30〜32が2相駆動の場合について説明したが、3
相駆動、4相駆動などであっても同様の効果が得られ
る。Further, in the present embodiment, the case where the horizontal transfer shift registers 30 to 32 are two-phase driven has been described.
Similar effects can be obtained by phase drive, four phase drive, and the like.
【0039】[0039]
【発明の効果】本発明の固体撮像装置であれば、従来必
要としていた水平転送シフトレジスタの最終ビットの第
2の電極が不要になる。このため、複数の部分シフトレ
ジスタから水平転送シフトレジスタが構成されている場
合に、各部分シフトレジスタの最終ビットの第2の電極
の部分に電荷電圧変換アンプを配設することができる。
このように電荷電圧変換アンプのためのスペースが十分
に確保されるため、固体撮像装置の高速化の要請に合わ
せて、水平転送シフトレジスタを多くの部分シフトレジ
スタに分けることが可能となる。According to the solid-state image pickup device of the present invention, the second electrode of the final bit of the horizontal transfer shift register, which has been conventionally required, becomes unnecessary. Therefore, when the horizontal transfer shift register is composed of a plurality of partial shift registers, the charge-voltage conversion amplifier can be arranged at the second electrode portion of the final bit of each partial shift register.
Since a sufficient space for the charge-voltage conversion amplifier is secured in this way, it is possible to divide the horizontal transfer shift register into a large number of partial shift registers in accordance with the demand for higher speed of the solid-state imaging device.
【図1】本実施例に係るパラレル出力CCDイメージセ
ンサの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a parallel output CCD image sensor according to an embodiment.
【図2】本実施例に係るパラレル出力CCDイメージセ
ンサの出力部の上面構造図である。FIG. 2 is a top structural view of an output portion of a parallel output CCD image sensor according to the present embodiment.
【図3】本実施例に係るパラレル出力CCDイメージセ
ンサ10の動作タイミング図である。FIG. 3 is an operation timing chart of the parallel output CCD image sensor 10 according to the present embodiment.
【図4】本実施例に係るパラレル出力CCDイメージセ
ンサ10のA−A´面、B−B´面のポテンシャル図で
ある。FIG. 4 is a potential diagram of AA ′ surface and BB ′ surface of the parallel output CCD image sensor 10 according to the present embodiment.
【図5】従来のFFT方式nチャネルCCDイメージセ
ンサの構成を示す上面構造図である。FIG. 5 is a top structural view showing a configuration of a conventional FFT type n-channel CCD image sensor.
【図6】従来のFFT方式nチャネルCCDイメージセ
ンサの構成を示す上面構造図である。FIG. 6 is a top structural view showing a configuration of a conventional FFT type n-channel CCD image sensor.
【図7】従来のパラレル出力CCDイメージセンサの出
力部の上面構造図である。FIG. 7 is a top structural view of an output portion of a conventional parallel output CCD image sensor.
【図8】従来のパラレル出力CCDイメージセンサのC
−C´面の断面構造図である。FIG. 8 C of a conventional parallel output CCD image sensor
It is a cross-sectional structural view of the -C 'plane.
【図9】従来のパラレル出力CCDイメージセンサの動
作タイミング図である。FIG. 9 is an operation timing chart of a conventional parallel output CCD image sensor.
【図10】従来のパラレル出力CCDイメージセンサの
A−A´面、B−B´面のポテンシャル図である。FIG. 10 is a potential diagram of AA ′ surface and BB ′ surface of a conventional parallel output CCD image sensor.
10…パラレル出力CCDイメージセンサ、20…垂直
転送シフトレジスタ、30、31、32…水平転送シフ
トレジスタ、40、41、42…FDA、50、51…
ソースフォロワMOSFET。10 ... Parallel output CCD image sensor, 20 ... Vertical transfer shift register, 30, 31, 32 ... Horizontal transfer shift register, 40, 41, 42 ... FDA, 50, 51 ...
Source follower MOSFET.
Claims (1)
に転送する複数の垂直転送シフトレジスタと、 前記複数の垂直転送シフトレジスタから出力された電荷
を並列に入力して直列に転送する水平転送シフトレジス
タとを備え、 前記水平転送シフトレジスタには第1および第2の電極
が交互に複数配設され、 前記水平転送シフトレジスタのビットシフトは、第1お
よび第2の電極に逆相の電圧を掛けてクロックごとにお
互いの電圧値を切り替えて行う固体撮像装置において、 前記水平転送シフトレジスタは複数の部分シフトレジス
タから構成され、当該複数の部分シフトレジスタの出力
部にはそれぞれ電荷電圧変換アンプが設けられており、 前記各部分シフトレジスタの最終ビットは第1の電極1
つで、最終ビット以外のビットは隣接する2つの電極で
構成され、 前記電荷電圧変換アンプのリセットタイミングは、前記
垂直転送シフトレジスタから出力された電荷が前記部分
シフトレジスタの各ビットの第1の電極下に入力される
タイミングと同時であることを特徴とする固体撮像装
置。1. A plurality of vertical transfer shift registers for serially transferring charges generated according to the amount of incident light, and charges output from the plurality of vertical transfer shift registers in parallel for serial transfer. A horizontal transfer shift register, wherein a plurality of first and second electrodes are alternately arranged in the horizontal transfer shift register, and the bit shift of the horizontal transfer shift register is reversed in phase with the first and second electrodes. In the solid-state imaging device that switches the respective voltage values for each clock by multiplying the voltage of the above, the horizontal transfer shift register includes a plurality of partial shift registers, and the output voltage of each of the plurality of partial shift registers is equal to the charge voltage. A conversion amplifier is provided, and the last bit of each partial shift register is the first electrode 1
Then, bits other than the last bit are composed of two adjacent electrodes, and at the reset timing of the charge-voltage conversion amplifier, the charge output from the vertical transfer shift register is the first bit of each bit of the partial shift register. A solid-state imaging device characterized in that the timing is the same as the timing of input under the electrode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30887692A JP3241828B2 (en) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | Solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30887692A JP3241828B2 (en) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | Solid-state imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06165039A true JPH06165039A (en) | 1994-06-10 |
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Family
ID=17986329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30887692A Expired - Fee Related JP3241828B2 (en) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | Solid-state imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3241828B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999029103A1 (en) * | 1997-11-28 | 1999-06-10 | Hamamatsu Photonics K.K. | Solid state image pickup device and analyzer using it |
| WO2014112158A1 (en) | 2013-01-18 | 2014-07-24 | 浜松ホトニクス株式会社 | Electronic component device |
-
1992
- 1992-11-18 JP JP30887692A patent/JP3241828B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999029103A1 (en) * | 1997-11-28 | 1999-06-10 | Hamamatsu Photonics K.K. | Solid state image pickup device and analyzer using it |
| US6765609B1 (en) | 1997-11-28 | 2004-07-20 | Hamamatsu Photonics K.K. | Solid-state image sensor and analysis system using the same |
| WO2014112158A1 (en) | 2013-01-18 | 2014-07-24 | 浜松ホトニクス株式会社 | Electronic component device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP3241828B2 (en) | 2001-12-25 |
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