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JP2008109335A - Charge transfer device, solid-state imaging device, area sensor and linear sensor - Google Patents

Charge transfer device, solid-state imaging device, area sensor and linear sensor Download PDF

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JP2008109335A
JP2008109335A JP2006289478A JP2006289478A JP2008109335A JP 2008109335 A JP2008109335 A JP 2008109335A JP 2006289478 A JP2006289478 A JP 2006289478A JP 2006289478 A JP2006289478 A JP 2006289478A JP 2008109335 A JP2008109335 A JP 2008109335A
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JP
Japan
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transfer unit
charge
unit
charge transfer
transfer
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Application number
JP2006289478A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyasu Kamizuru
弘恭 上水流
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

【課題】画像ノイズを抑制すると共に駆動周波数の低減を実現することができるCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)を提供する。
【解決手段】マトリクス状に配列された受光部と、受光部の垂直列毎に設けられると共に受光部から電荷が転送され、転送された電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、垂直転送部から電荷が転送され、転送された電荷を水平方向に転送する水平転送部と、水平転送部より転送された電荷を検出する電荷検出部とを備えるCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)において、水平転送部はチャネルストップ領域によって隔てられた第1の水平転送部と第2の水平転送部を有し、第1の水平転送部と第2の水平転送部とは略同一長さであると共に、電荷検出部は水平転送部の略中央部に配置されている。
【選択図】図1
Provided is a CCD solid-state imaging device (area sensor) capable of suppressing image noise and realizing a reduction in driving frequency.
A light receiving unit arranged in a matrix, a vertical transfer unit that is provided for each vertical column of the light receiving unit, transfers charges from the light receiving unit, and transfers the transferred charges in a vertical direction, and a vertical transfer unit In a CCD type solid-state imaging device (area sensor) comprising a horizontal transfer unit that transfers charges from the horizontal direction and transfers the transferred charges in a horizontal direction and a charge detection unit that detects charges transferred from the horizontal transfer unit, The transfer unit has a first horizontal transfer unit and a second horizontal transfer unit separated by a channel stop region, and the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit have substantially the same length, The charge detection unit is disposed substantially at the center of the horizontal transfer unit.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は電荷転送装置及び固体撮像装置、並びにエリアセンサ及びリニアセンサに関する。詳しくは、電荷の転送効率を改善することで、高速駆動に対応することができる電荷転送装置及び固体撮像装置、並びにエリアセンサ及びリニアセンサに係るものである。   The present invention relates to a charge transfer device, a solid-state imaging device, an area sensor, and a linear sensor. Specifically, the present invention relates to a charge transfer device, a solid-state imaging device, an area sensor, and a linear sensor that can cope with high-speed driving by improving charge transfer efficiency.

従来、ビデオカメラや電子カメラにおいて、電荷転送部にCCDレジスタを用いたCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)が使用されている(例えば、特許文献1参照。)。
このCCD型固体撮像装置は、光電変換手段(フォトダイオード;PD)を設けた複数の画素を半導体基板上の撮像領域(イメージエリア)内に2次元配列のマトリクス状に配置したものであり、各画素に入射した光をフォトダイオードによって光電変換して電荷を生成し、この電荷を垂直転送部及び水平転送部を介して出力アンプ部に設けたフローティングディフュージョン(FD)部に転送し、このFD部の電位変動をMOSトランジスタによって検出し、これを電気信号に変換、増幅することにより撮像信号として出力するものである。
Conventionally, in a video camera or an electronic camera, a CCD type solid-state imaging device (area sensor) using a CCD register as a charge transfer unit is used (for example, refer to Patent Document 1).
In this CCD type solid-state imaging device, a plurality of pixels provided with photoelectric conversion means (photodiode; PD) are arranged in a two-dimensional array matrix in an imaging region (image area) on a semiconductor substrate. Light incident on the pixel is photoelectrically converted by a photodiode to generate charges, and the charges are transferred to a floating diffusion (FD) unit provided in the output amplifier unit via the vertical transfer unit and the horizontal transfer unit, and the FD unit Is detected by a MOS transistor, converted into an electric signal, and amplified to be output as an imaging signal.

図4は従来のCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)を説明するための模式図であり、ここで示すCCD型固体撮像素子101は、撮像部104a、オプティカルブラック領域104b、水平転送部105及び出力部107によって概略構成されている。また、撮像部はマトリクス状に配列された受光部108と各受光部の垂直列毎に設けられて各受光部から電荷を転送する垂直転送部109とにより構成されている。更に、ここでは水平転送部は一般的に水平転送に用いられる2相駆動の水平転送方式を示しており、水平電極(1)(以下、H1と言う)と水平電極(2)(以下、H2と言う)によって構成されている。   FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a conventional CCD solid-state imaging device (area sensor). The CCD solid-state imaging device 101 shown here includes an imaging unit 104a, an optical black region 104b, a horizontal transfer unit 105, and an output. The unit 107 is schematically configured. In addition, the imaging unit includes a light receiving unit 108 arranged in a matrix and a vertical transfer unit 109 that is provided for each vertical column of each light receiving unit and transfers charges from each light receiving unit. Further, here, the horizontal transfer unit is a two-phase drive horizontal transfer method generally used for horizontal transfer, and includes a horizontal electrode (1) (hereinafter referred to as H1) and a horizontal electrode (2) (hereinafter referred to as H2). Say).

上記の様に構成されたCCD型固体撮像装置では、タイミング信号発生回路103から垂直転送クロックVφ1、Vφ2、Vφ3及びVφ4を垂直転送部に印加することによって、受光部から垂直転送部に読み出された電荷が垂直方向に転送され、タイミング信号発生回路から水平転送クロックHφ1及びHφ2を水平転送部に印加することによって、水平転送部に転送された電荷は1フィールド毎に水平転送部によって転送され(図4の図示では左方向に転送され)、電荷電圧変換部(FD部)によって電圧に変換されて受光信号として出力部から読み出される。   In the CCD solid-state imaging device configured as described above, the vertical transfer clocks Vφ1, Vφ2, Vφ3, and Vφ4 are applied from the timing signal generation circuit 103 to the vertical transfer unit, thereby being read from the light receiving unit to the vertical transfer unit. The charges are transferred in the vertical direction, and the horizontal transfer clocks Hφ1 and Hφ2 are applied from the timing signal generation circuit to the horizontal transfer unit, whereby the charges transferred to the horizontal transfer unit are transferred by the horizontal transfer unit for each field ( In FIG. 4, it is transferred in the left direction), converted into a voltage by the charge voltage converter (FD unit), and read out from the output unit as a light reception signal.

図5は固体撮像装置の水平転送部105からFD部110までの電位模式図であり、H1とH2に水平転送部を駆動するためのパルス、即ち水平転送クロックパルスを与えることによって電荷の転送を行ない、H1がオフの状態になった時に水平転送部からFD部に電荷が転送される。なお、電荷がFD部に転送された後にリセットゲート(以下、RGと言う)をオンの状態にすることでFD部に蓄積された電荷のリセットを行なう。   FIG. 5 is a schematic diagram of potentials from the horizontal transfer unit 105 to the FD unit 110 of the solid-state imaging device. Charges are transferred by applying pulses for driving the horizontal transfer unit to H1 and H2, that is, horizontal transfer clock pulses. Then, when H1 is turned off, charges are transferred from the horizontal transfer unit to the FD unit. Note that the charge accumulated in the FD portion is reset by turning on a reset gate (hereinafter referred to as RG) after the charge is transferred to the FD portion.

図6は各パルスのタイミングを示す模式図であり、図6中符号Hφ1はH1の駆動パルスの動作タイミング、図6中符号Hφ2はH2の駆動パルスの動作タイミング、図6中符号φRGはRGの駆動パルスの動作タイミングであり、図6中符号Hφ1及び符合Hφ2で示すタイミングでH1及びH2に駆動パルスを与えると共に、図6中符合φRGで示すタイミングでRGに駆動パルスを与えることによって図6中符合OUTで示すCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)の出力波形が得られるのである。   6 is a schematic diagram showing the timing of each pulse. In FIG. 6, symbol Hφ1 is the operation timing of the driving pulse of H1, symbol Hφ2 in FIG. 6 is the operation timing of the driving pulse of H2, and symbol φRG in FIG. FIG. 6 shows the operation timing of the drive pulse. The drive pulse is given to H1 and H2 at the timing indicated by the symbol Hφ1 and the symbol Hφ2 in FIG. 6, and the drive pulse is given to the RG at the timing indicated by the symbol φRG in FIG. An output waveform of the CCD solid-state imaging device (area sensor) indicated by reference sign OUT is obtained.

ここで、上記ではエリアセンサについて説明を行なったが、固体撮像装置にはエリアセンサのみならずリニアセンサも存在しており、入力光に応じた量の電荷を蓄積するPDから成る画素が一次元的に配置され、これら画素からの電荷をCCDの電荷転送方式によって出力部側に転送する電荷転送部を有するCCDリニアセンサは、コピー,ファクシミリ,OCR,パターン認識及び各種計測など、多くの分野で用いられている。   Here, the area sensor has been described above. However, the solid-state imaging device includes not only an area sensor but also a linear sensor, and a pixel including a PD that accumulates an amount of charge corresponding to input light is one-dimensional. The CCD linear sensor having a charge transfer unit that transfers the charges from these pixels to the output unit side by the CCD charge transfer method is used in many fields such as copying, facsimile, OCR, pattern recognition, and various measurements. It is used.

図7は従来のCCD型固体撮像装置(リニアセンサ)を説明するための模式図であり、ここで示すCCD型固体撮像装置201における第1のCCDリニアセンサ202は、PDから成る光電変換部(画素)203が直線的に多数配列されて成る第1のセンサ列204を有し、この第1のセンサ列の一方側には各光電変換部で光電変換された電荷を読み出す第1の読み出しゲート205及びこの第1の読み出しゲートにより読み出された電荷を出力部側に転送する第1の転送レジスタ206が設けられており、第1のセンサ列の他方側には第1のオーバーフローコントロールバリア207及びオーバーフロードレイン208が配設されている。   FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a conventional CCD type solid-state imaging device (linear sensor). The first CCD linear sensor 202 in the CCD type solid-state imaging device 201 shown here is a photoelectric conversion unit (PD) (PD). A first reading gate for reading out the electric charges photoelectrically converted by the respective photoelectric conversion units on one side of the first sensor row. 205 and a first transfer register 206 for transferring charges read by the first read gate to the output unit side are provided, and the first overflow control barrier 207 is provided on the other side of the first sensor row. And an overflow drain 208 is provided.

ここで、第1のCCDリニアセンサでは、入力光に応じて第1のセンサ列の各光電変換部に蓄積された電荷は、第1の読み出しゲートを介して第1の転送レジスタに読み出され、読み出された電荷は第1の転送レジスタにより順次転送された後、第1の電荷電圧変換部215において信号電圧に変換され、更にはアンプ等から成る第1の出力部216を経て信号出力OUT1となる。なお、第1のオーバーフローコントロールバリアを溢れた電荷はオーバーフロードレインに捨てられることとなる。   Here, in the first CCD linear sensor, the electric charge accumulated in each photoelectric conversion unit of the first sensor array in accordance with the input light is read out to the first transfer register via the first readout gate. The read charges are sequentially transferred by the first transfer register, converted into a signal voltage by the first charge voltage conversion unit 215, and further output as a signal through the first output unit 216 including an amplifier or the like. OUT1. Note that the electric charge overflowing the first overflow control barrier is discarded to the overflow drain.

また、従来のCCD型固体撮像装置(リニアセンサ)における第2のCCDリニアセンサ209は、上記した第1のCCDリニアセンサと同様に、PDから成る光電変換部(画素)が直線的に多数配列されて成る第2のセンサ列210を有し、この第2のセンサ列の一方側には各光電変換部で光電変換された電荷を読み出す第2の読み出しゲート211及びこの第2の読み出しゲートにより読み出された電荷を出力部側に転送する第2の転送レジスタ212が設けられており、第2のセンサ列の他方側には第2のオーバーフローコントロールバリア213及び上記したオーバーフロードレインが配される様に構成されている。   Further, the second CCD linear sensor 209 in the conventional CCD type solid-state imaging device (linear sensor) has a large number of photoelectric conversion units (pixels) composed of PDs linearly arranged in the same manner as the first CCD linear sensor described above. The second sensor row 210 is formed, and one side of the second sensor row is provided with a second readout gate 211 for reading out the charges photoelectrically converted by each photoelectric conversion unit and the second readout gate. A second transfer register 212 for transferring the read charges to the output unit side is provided, and the second overflow control barrier 213 and the overflow drain described above are arranged on the other side of the second sensor array. It is configured like this.

ここで、第2のCCDリニアセンサでは、入力光に応じて第2のセンサ列の各光電変換部に蓄積された電荷は、第2の読み出しゲートを介して第2の転送レジスタに読み出され、読み出された電荷は第2の転送レジスタにより順次転送された後、第2の電荷電圧変換部217において信号電圧に変換され、更にはアンプ等から成る第2の出力部218を経て信号出力OUT2となる。なお、第2のオーバーフローコントロールバリアを溢れた電荷は、上記した第1のCCDリニアセンサと共用のオーバーフロードレインに捨てられることとなる。   Here, in the second CCD linear sensor, the electric charge accumulated in each photoelectric conversion unit of the second sensor array in accordance with the input light is read to the second transfer register via the second read gate. The read charges are sequentially transferred by the second transfer register, then converted to a signal voltage by the second charge-voltage conversion unit 217, and further output through the second output unit 218 including an amplifier or the like. OUT2. The charge overflowing the second overflow control barrier is discarded to the overflow drain shared with the first CCD linear sensor.

ところで、近年はますますCCD型固体撮像装置の高速駆動化が進んでおり、駆動周波数が高くなるにつれ、電荷転送や駆動波形生成が困難になってきており、こうした問題に対処すべく出力部を複数個設けることによって駆動周波数の低減を実現しようとする技術が提案されている。   By the way, in recent years, CCD-type solid-state imaging devices are increasingly driven at high speeds, and as the drive frequency increases, charge transfer and drive waveform generation become difficult. There has been proposed a technique for reducing the driving frequency by providing a plurality.

図8は2つの出力部を有する従来のCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)を説明するための模式図であり、ここで示すCCD型固体撮像素子101は、撮像部104a、オプティカルブラック領域104b、水平転送部105、第1の出力部107a、第2の出力部107bによって概略構成されている。また、撮像部はマトリクス状に配列された受光部108と各受光部の垂直列毎に設けられて各受光部から電荷を転送する垂直転送部109とにより構成されており、第1の出力部及び第2の出力部は水平転送部の両端に配置されている。   FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a conventional CCD solid-state imaging device (area sensor) having two output units. The CCD solid-state imaging device 101 shown here includes an imaging unit 104a, an optical black region 104b, A horizontal transfer unit 105, a first output unit 107a, and a second output unit 107b are roughly configured. The imaging unit includes a light receiving unit 108 arranged in a matrix and a vertical transfer unit 109 provided for each vertical column of each light receiving unit to transfer charges from each light receiving unit. The first output unit The second output unit is disposed at both ends of the horizontal transfer unit.

更に、水平転送部は中央部に設けられたチャネルストップ領域105cで区切られた第1の水平転送部105aと第2の水平転送部105bから成り、第1の水平転送部及び第2の水平転送部はH1とH2によって構成されている。   Further, the horizontal transfer unit includes a first horizontal transfer unit 105a and a second horizontal transfer unit 105b separated by a channel stop region 105c provided at the center, and the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit. The part is composed of H1 and H2.

上記の様に構成されたCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)では、タイミング信号発生回路103から垂直転送クロックVφ1、Vφ2、Vφ3及びVφ4を垂直転送部に印加することによって、受光部から垂直転送部に読み出された電荷が垂直方向に転送され、タイミング信号発生回路から水平転送クロックHφ1及びHφ2を第1の水平転送部及び第2の水平転送部に印加することによって、第1の水平転送部に転送された電荷は1フィールド毎に第1の水平転送部によって転送され(図8の図示では左方向に転送され)、FD部によって電圧に変換されて受光信号として第1の出力部から読み出される。同様に、第2の水平転送部に転送された電荷は1フィールド毎に第2の水平転送部によって転送され(図8の図示では右方向に転送され)、FD部によって電圧に変換されて受光信号として第2の出力部から読み出される。   In the CCD type solid-state imaging device (area sensor) configured as described above, by applying the vertical transfer clocks Vφ1, Vφ2, Vφ3 and Vφ4 from the timing signal generation circuit 103 to the vertical transfer unit, the light receiving unit to the vertical transfer unit. The charges read in the first horizontal transfer unit are transferred in the vertical direction, and the horizontal transfer clocks Hφ1 and Hφ2 are applied from the timing signal generation circuit to the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit. The electric charge transferred to is transferred by the first horizontal transfer unit for each field (transferred in the left direction in FIG. 8), converted into a voltage by the FD unit, and read out from the first output unit as a light receiving signal. It is. Similarly, the charges transferred to the second horizontal transfer unit are transferred by the second horizontal transfer unit for each field (transferred in the right direction in the drawing of FIG. 8), converted into a voltage by the FD unit, and received. A signal is read from the second output unit.

なお、CCD固体撮像装置(リニアセンサ)についても、上記したCCD固体撮像装置(エリアセンサ)と同様に、1つの転送レジスタに対して出力部を複数個設けることによって駆動周波数の低減を実現することが可能となる。   As for the CCD solid-state imaging device (linear sensor), similarly to the above-described CCD solid-state imaging device (area sensor), the drive frequency can be reduced by providing a plurality of output units for one transfer register. Is possible.

特開2004−96546号公報JP 2004-96546 A

しかしながら、複数個の出力部を設けた場合には、FD部の個体差によるゲイン差等が生じて各出力部から読み出される受光信号のバラツキが発生し、結果として画像ノイズの原因となってしまう。   However, when a plurality of output units are provided, a gain difference or the like due to an individual difference in the FD unit occurs, and variations in received light signals read from each output unit occur, resulting in image noise. .

本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、画像ノイズを抑制すると共に駆動周波数の低減を実現することができる電荷転送装置及び固体撮像装置、並びにエリアセンサ及びリニアセンサを提供することを目的とするものである。   The present invention has been devised in view of the above points, and provides a charge transfer device, a solid-state imaging device, an area sensor, and a linear sensor that can suppress image noise and reduce the driving frequency. It is for the purpose.

上記の目的を達成するために、本発明に係る電荷転送装置は、撮像領域で光電変換された電荷を転送する電荷転送部と、該電荷転送部により転送された電荷を検出する電荷検出部とを備える電荷転送装置において、前記電荷転送部はチャネルストップ領域によって隔てられた第1の電荷転送部と第2の電荷転送部を有し、該第1の電荷転送部と第2の電荷転送部とは略同一長さであると共に、前記電荷検出部は前記電荷転送部の略中央部に配置されている。   In order to achieve the above object, a charge transfer device according to the present invention includes a charge transfer unit that transfers charges photoelectrically converted in an imaging region, and a charge detection unit that detects charges transferred by the charge transfer unit. The charge transfer unit includes a first charge transfer unit and a second charge transfer unit separated by a channel stop region, the first charge transfer unit and the second charge transfer unit Are substantially the same length as each other, and the charge detection part is arranged at a substantially central part of the charge transfer part.

また、上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置は、複数の受光部が配列された撮像領域と、該撮像領域で光電変換された電荷を転送する電荷転送部と、該電荷転送部により転送された電荷を検出する電荷検出部とを備える固体撮像装置において、前記電荷転送部はチャネルストップ領域によって隔てられた第1の電荷転送部と第2の電荷転送部を有し、該第1の電荷転送部と第2の電荷転送部とは略同一長さであると共に、前記電荷検出部は前記電荷転送部の略中央部に配置されている。   To achieve the above object, a solid-state imaging device according to the present invention includes an imaging region in which a plurality of light receiving units are arranged, a charge transfer unit that transfers charges photoelectrically converted in the imaging region, In a solid-state imaging device including a charge detection unit that detects a charge transferred by the charge transfer unit, the charge transfer unit includes a first charge transfer unit and a second charge transfer unit separated by a channel stop region. The first charge transfer unit and the second charge transfer unit have substantially the same length, and the charge detection unit is disposed at a substantially central part of the charge transfer unit.

ここで、単一の電荷検出部が第1の電荷転送部及び第2の電荷転送部より転送された電荷を検出するために、電荷検出部の個体差によるバラツキが発生することが無い。
また、第1の電荷転送部と第2の電荷転送部とが略同一長さであるために、電荷の転送を効率的に行なうことができる。即ち、第1の電荷転送部と第2の電荷転送部の長さが異なる場合には、長さの短い電荷転送部(例えば、第1の電荷転送部)の転送が完了したとしても長さの長い電荷転送部(例えば、第2の電荷転送部)の転送を待たなければならず、結果的に長さの長い電荷転送部の転送が終わるまで次の転送を行なうことができないこととなり、長さの長い電荷転送部の転送が電荷転送部全体の動作を律速することとなる。従って、第1の電荷転送部と第2の電荷転送部とを略同一長さとすることで、全体として効率的な電荷の転送が実現するのである。
Here, since the single charge detection unit detects the charges transferred from the first charge transfer unit and the second charge transfer unit, there is no variation due to individual differences in the charge detection units.
In addition, since the first charge transfer unit and the second charge transfer unit have substantially the same length, charge transfer can be performed efficiently. That is, when the lengths of the first charge transfer unit and the second charge transfer unit are different, even if the transfer of the short charge transfer unit (for example, the first charge transfer unit) is completed, the length is long. The long charge transfer unit (for example, the second charge transfer unit) must wait for transfer, and as a result, the next transfer cannot be performed until the transfer of the long charge transfer unit ends. The transfer of the charge transfer unit having a long length determines the operation of the entire charge transfer unit. Therefore, by making the first charge transfer unit and the second charge transfer unit substantially the same length, efficient charge transfer as a whole is realized.

また、上記の目的を達成するために、本発明に係るエリアセンサは、マトリクス状に配列された受光部と、該受光部の垂直列毎に設けられると共に同受光部から電荷が転送され、転送された電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、該垂直転送部から電荷が転送され、転送された電荷を水平方向に転送する水平転送部と、該水平転送部より転送された電荷を検出する電荷検出部とを備えるエリアセンサにおいて、前記水平転送部はチャネルストップ領域によって隔てられた第1の水平転送部と第2の水平転送部を有し、該第1の水平転送部と第2の水平転送部とは略同一長さであると共に、前記電荷検出部は前記水平転送部の略中央部に配置されている。   In order to achieve the above object, an area sensor according to the present invention is provided for each light receiving unit arranged in a matrix and each vertical column of the light receiving unit, and charges are transferred from the light receiving unit. A vertical transfer unit that transfers the transferred charge in the vertical direction, a charge transfer from the vertical transfer unit, a horizontal transfer unit that transfers the transferred charge in the horizontal direction, and a charge transferred from the horizontal transfer unit The horizontal transfer unit includes a first horizontal transfer unit and a second horizontal transfer unit that are separated by a channel stop region, and the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit. The horizontal transfer unit has substantially the same length, and the charge detection unit is disposed at a substantially central portion of the horizontal transfer unit.

ここで、単一の電荷検出部が第1の水平転送部及び第2の水平転送部より転送された電荷を検出するために、電荷検出部の個体差によるバラツキが発生することが無い。
また、第1の水平転送部と第2の水平転送部とが略同一長さであるために、電荷の水平転送を効率的に行なうことができる。即ち、第1の水平転送部と第2の水平転送部の長さが異なる場合には、長さの短い水平転送部(例えば、第1の水平転送部)の水平転送が完了したとしても長さの長い水平転送部(例えば、第2の水平転送部)の水平転送を待たなければ次のフィールドの水平転送を行なうことができないために、結果的に長さの長い水平転送部の水平転送が終わるまで次のフィールドの水平転送を行なうことができないこととなり、長さの長い水平転送部の水平転送が水平転送部全体の動作を律速することとなる。従って、第1の水平転送部と第2の水平転送部とを略同一長さとし、第1の水平転送部の水平転送時間と第2の水平転送部の水平転送時間とを略同一とすることで、全体として効率的な電荷の水平転送が実現するのである。
Here, since the single charge detection unit detects the charges transferred from the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit, there is no variation due to individual differences in the charge detection units.
Further, since the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit have substantially the same length, horizontal transfer of charges can be efficiently performed. That is, when the lengths of the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit are different, even if the horizontal transfer of the short horizontal transfer unit (for example, the first horizontal transfer unit) is completed, the length is long. Since the horizontal transfer of the next field cannot be performed without waiting for the horizontal transfer of the long horizontal transfer unit (for example, the second horizontal transfer unit), the horizontal transfer of the long horizontal transfer unit results. The horizontal transfer of the next field cannot be performed until the end of the operation, and the horizontal transfer of the horizontal transfer unit having a long length determines the operation of the entire horizontal transfer unit. Therefore, the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit have substantially the same length, and the horizontal transfer time of the first horizontal transfer unit and the horizontal transfer time of the second horizontal transfer unit are substantially the same. As a result, efficient horizontal transfer of charges is realized as a whole.

また、上記の目的を達成するために、本発明に係るリニアセンサは、受光部が直線的に配列されたセンサ列と、該センサ列から電荷が転送され、転送された電荷を読み出す電荷転送部と、該電荷転送部より転送された電荷を検出する電荷検出部とを備えるリニアセンサにおいて、前記電荷転送部はチャネルストップ領域によって隔てられた第1の電荷転送部と第2の転送部を有し、該第1の電荷転送部と第2の電荷転送部とは略同一長さであると共に、前記電荷検出部は前記電荷転送部の略中央部に配置されている。   In order to achieve the above object, a linear sensor according to the present invention includes a sensor array in which light receiving units are linearly arranged, and a charge transfer unit that transfers charges from the sensor array and reads the transferred charges. And a charge detection unit for detecting the charge transferred from the charge transfer unit, the charge transfer unit includes a first charge transfer unit and a second transfer unit separated by a channel stop region. The first charge transfer unit and the second charge transfer unit have substantially the same length, and the charge detection unit is disposed at a substantially central part of the charge transfer unit.

ここで、単一の電荷検出部が第1の電荷転送部及び第2の電荷転送部より転送された電荷を検出するために、電荷検出部の個体差によるバラツキが発生することが無い。
また、第1の電荷転送部と第2の電荷転送部とが略同一長さであるために、電荷の転送を効率的に行なうことができる。即ち、第1の電荷転送部と第2の電荷転送部の長さが異なる場合には、長さの短い電荷転送部(例えば、第1の電荷転送部)の転送が完了したとしても長さの長い電荷転送部(例えば、第2の電荷転送部)の転送を待たなければ次のフィールドの転送を行なうことができないために、結果的に長さの長い電荷転送部の転送が終わるまで次のフィールドの転送を行なうことができないこととなり、長さの長い電荷転送部の転送が電荷転送部全体の動作を律速することとなる。従って、第1の電荷転送部と第2の電荷転送部とを略同一長さとし、第1の電荷転送部の転送時間と第2の電荷転送部の転送時間とを略同一とすることで、全体として効率的な電荷の転送が実現するのである。
Here, since the single charge detection unit detects the charges transferred from the first charge transfer unit and the second charge transfer unit, there is no variation due to individual differences in the charge detection units.
In addition, since the first charge transfer unit and the second charge transfer unit have substantially the same length, charge transfer can be performed efficiently. That is, when the lengths of the first charge transfer unit and the second charge transfer unit are different, even if the transfer of the short charge transfer unit (for example, the first charge transfer unit) is completed, the length is long. Since the transfer of the next field cannot be performed without waiting for the transfer of the long charge transfer unit (for example, the second charge transfer unit), the next transfer until the transfer of the long charge transfer unit ends as a result. Therefore, the transfer of the long charge transfer unit controls the operation of the entire charge transfer unit. Therefore, the first charge transfer unit and the second charge transfer unit have substantially the same length, and the transfer time of the first charge transfer unit and the transfer time of the second charge transfer unit are substantially the same. Overall, efficient charge transfer is realized.

上記した本発明の電荷転送装置及び固体撮像装置、並びにエリアセンサ及びリニアセンサは、電荷検出部の個体差によるバラツキが無いために画像ノイズの発生を抑制することができると共に、効率的な電荷の転送が実現するために駆動周波数の低減が実現する。   The charge transfer device, the solid-state imaging device, the area sensor, and the linear sensor of the present invention described above can suppress the generation of image noise because there is no variation due to individual differences in the charge detection unit, and efficient charge generation. In order to realize the transfer, the driving frequency is reduced.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図1は本発明を適用した固体撮像装置の一例であるCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)を説明するための模式図であり、ここで示すCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)1は、撮像部4a、オプティカルブラック領域4b、水平転送部5及び出力部7によって概略構成されている。また、撮像部はマトリクス状に配列された受光部8と各受光部の垂直列毎に設けられて各受光部から電荷を転送する垂直転送部9とにより構成されており、出力部は水平転送部の略中央部に配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings to facilitate understanding of the present invention.
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a CCD solid-state imaging device (area sensor) which is an example of a solid-state imaging device to which the present invention is applied. The CCD solid-state imaging device (area sensor) 1 shown here is an imaging device. The unit 4a, the optical black area 4b, the horizontal transfer unit 5, and the output unit 7 are roughly configured. Further, the imaging unit includes a light receiving unit 8 arranged in a matrix and a vertical transfer unit 9 provided for each vertical column of each light receiving unit to transfer charges from each light receiving unit, and the output unit is horizontally transferred. It is arrange | positioned in the approximate center part of the part.

更に、水平転送部は中央部に設けられたチャネルストップ領域5cで区切られた第1の水平転送部5aと第2の水平転送部5bから成り、第1の水平転送部及び第2の水平転送はH1及びH2によって構成されている。   Further, the horizontal transfer unit includes a first horizontal transfer unit 5a and a second horizontal transfer unit 5b separated by a channel stop region 5c provided at the center, and the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit. Is constituted by H1 and H2.

ここで、第1の水平転送部は、電荷の転送方向に対して45度の角度を成す様にH1とH2とが交互に配列されると共に、電荷の転送方向(出力部方向)の最終段にはH1が配置されている。一方、第2の水平転送部は、電荷の転送方向に対して45度の角度を成す様にH1とH2とが交互に配列されると共に、電荷の転送方向(出力部方向)の最終段にはH2が配置されている。   Here, in the first horizontal transfer unit, H1 and H2 are alternately arranged so as to form an angle of 45 degrees with respect to the charge transfer direction, and the last stage in the charge transfer direction (output unit direction). H1 is arranged in. On the other hand, in the second horizontal transfer unit, H1 and H2 are alternately arranged so as to form an angle of 45 degrees with respect to the charge transfer direction, and at the final stage in the charge transfer direction (output unit direction). H2 is arranged.

上記の様に構成されたCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)では、タイミング信号発生回路3から垂直転送クロックVφ1、Vφ2、Vφ3及びVφ4を垂直転送部に印加することによって、受光部から垂直転送部に読み出された電荷が垂直方向に転送され、タイミング信号発生回路から水平転送クロックHφ1及びHφ2を第1の水平転送部及び第2の水平転送部に印加することによって、第1の水平転送部に転送された電荷は1フィールド毎に第1の水平転送部によって転送され(図1の図示では右方向に転送され)、FD部によって電圧に変換されて受光信号として出力部から読み出される。同様に、第2の水平転送部に転送された電荷は1フィールド毎に第2の水平転送部によって転送され(図1の図示では左方向に転送され)、FD部によって電圧に変換されて受光信号として出力部から読み出される。   In the CCD type solid-state imaging device (area sensor) constructed as described above, the vertical transfer clocks Vφ1, Vφ2, Vφ3 and Vφ4 are applied from the timing signal generation circuit 3 to the vertical transfer units, so The charges read in the first horizontal transfer unit are transferred in the vertical direction, and the horizontal transfer clocks Hφ1 and Hφ2 are applied from the timing signal generation circuit to the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit. The charge transferred to is transferred by the first horizontal transfer unit for each field (transferred in the right direction in FIG. 1), converted into a voltage by the FD unit, and read from the output unit as a light reception signal. Similarly, the charges transferred to the second horizontal transfer unit are transferred by the second horizontal transfer unit for each field (transferred in the left direction in the drawing of FIG. 1), converted into a voltage by the FD unit, and received. It is read from the output unit as a signal.

ここで、水平転送クロックHφ1の動作タイミングは、図2中符合Hφ1で示す様に、RGの駆動パルス(図2中符合φRG参照)がハイレベル(Hレベル)からローレベル(Lレベル)となったタイミング(図2中符合t0で示すタイミング)後に、立ち上がりタイミング(図2中符合t1で示すタイミング)若しくは立ち下がりタイミング(図2中符合t2で示すタイミング)を1回だけ有するものであり、水平転送クロックHφ2の動作タイミングは図2中符合Hφ2で示す様に、RGの駆動パルスがHレベルからLレベルとなったタイミング(図2中符合t0で示すタイミング)後に、立ち下がりタイミング(図2中符合t1で示すタイミング)若しくは立ち上がりタイミング(図2中符合t2で示すタイミング)を1回だけ有するものである。なお、上記の様に各駆動パルスを印加することによって図2中符合OUTで示すCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)の出力波形が得られる。   Here, the operation timing of the horizontal transfer clock Hφ1 is such that the drive pulse of RG (see symbol φRG in FIG. 2) changes from high level (H level) to low level (L level) as indicated by symbol Hφ1 in FIG. 2 has a rising timing (a timing indicated by a symbol t1 in FIG. 2) or a falling timing (a timing indicated by a symbol t2 in FIG. 2) only once after the timing (a timing indicated by a symbol t0 in FIG. 2). As shown by the symbol Hφ2 in FIG. 2, the operation timing of the transfer clock Hφ2 falls after the timing when the drive pulse of RG changes from the H level to the L level (timing indicated by the symbol t0 in FIG. 2) (in FIG. 2). Having the timing indicated by the symbol t1) or the rising timing (timing indicated by the symbol t2 in FIG. 2) only once It is. By applying each drive pulse as described above, the output waveform of the CCD solid-state imaging device (area sensor) indicated by the symbol OUT in FIG. 2 is obtained.

図3は本発明を適用した固体撮像装置の一例であるCCD型固体撮像装置(リニアセンサ)を説明するための模式図であり、ここで示すCCD型固体撮像装置(リニアセンサ)11における第1のCCDリニアセンサ12は、フォトダイオードから成る光電変換部(画素)13が直線的に多数配列されて成る第1のセンサ列14を有し、この第1のセンサ列の一方側には各光電変換部で光電変換された電荷を読み出す第1の読み出しゲート15及びこの第1の読み出しゲートにより読み出された電荷を出力部側に転送する第1の転送レジスタ16が設けられており、第1のセンサ列の他方側には第1のオーバーフローコントロールバリア17及びオーバーフロードレイン18が配設されている。また、第1の出力部19は第1の転送レジスタの略中央部に配置されている。   FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a CCD solid-state imaging device (linear sensor) as an example of a solid-state imaging device to which the present invention is applied. The first of the CCD solid-state imaging device (linear sensor) 11 shown here is shown in FIG. The CCD linear sensor 12 has a first sensor array 14 in which a large number of photoelectric conversion units (pixels) 13 made of photodiodes are linearly arranged, and each photoelectric sensor is arranged on one side of the first sensor array. A first readout gate 15 that reads out the charges photoelectrically converted by the conversion unit and a first transfer register 16 that transfers the charges read out by the first readout gate to the output unit side are provided. A first overflow control barrier 17 and an overflow drain 18 are disposed on the other side of the sensor row. In addition, the first output unit 19 is disposed at a substantially central portion of the first transfer register.

ここで、第1のCCDリニアセンサでは、入力光に応じて第1のセンサ列の各光電変換部に蓄積された電荷は、第1の読み出しゲートを介して第1の転送レジスタに読み出され、読み出された電荷は第1の転送レジスタにより順次転送された後、第1の電荷電圧変換部20において信号電圧に変換され、更にアンプ等から成る第1の出力部19を経て信号出力となる。なお、第1のオーバーフローコントロールバリアを溢れた電荷はオーバーフロードレインに捨てられることとなる。   Here, in the first CCD linear sensor, the electric charge accumulated in each photoelectric conversion unit of the first sensor array in accordance with the input light is read out to the first transfer register via the first readout gate. The read charges are sequentially transferred by the first transfer register, and then converted into a signal voltage by the first charge / voltage conversion unit 20, and further through the first output unit 19 including an amplifier and the like as a signal output. Become. Note that the electric charge overflowing the first overflow control barrier is discarded to the overflow drain.

また、第1の転送レジスタは中央部に設けられたチャネルストップ領域16cで区切られた第1の転送レジスタ(1)16aと第1の転送レジスタ(2)16bから成り、第1の転送レジスタ(1)及び第2の転送レジスタはH1及びH2によって構成されている。また、第1の転送レジスタ(1)は、電荷の転送方向に対して45度の角度を成す様にH1とH2とが交互に配列されると共に、電荷の転送方向(出力部方向)の最終段にはH1が配置されている。一方、第1の転送レジスタ(2)は、電荷の転送方向に対して45度の角度を成す様にH1とH2とが交互に配列されると共に、電荷の転送方向(出力部方向)の最終段にはH2が配置されている。   The first transfer register includes a first transfer register (1) 16a and a first transfer register (2) 16b separated by a channel stop region 16c provided in the center. 1) and the second transfer register are constituted by H1 and H2. In the first transfer register (1), H1 and H2 are alternately arranged so as to form an angle of 45 degrees with respect to the charge transfer direction, and the final charge transfer direction (output unit direction). H1 is arranged on the stage. On the other hand, in the first transfer register (2), H1 and H2 are alternately arranged so as to form an angle of 45 degrees with respect to the charge transfer direction, and at the end of the charge transfer direction (output portion direction). H2 is arranged on the stage.

また、本発明を適用したCCD型固体撮像装置(リニアセンサ)11における第2のCCDリニアセンサ22は、フォトダイオードから成る光電変換部(画素)が直線的に多数配列されて成る第2のセンサ列23を有し、この第2のセンサ列の一方側には各光電変換部で光電変換された電荷を読み出す第2の読み出しゲート24及びこの第2の読み出しゲートにより読み出された電荷を出力部側に転送する第2の転送レジスタ25が設けられており、第2のセンサ列の他方側には第2のオーバーフローコントロールバリア26及び上記したオーバーフロードレインが配される様に構成されている。また、第2の出力部28は第2の転送レジスタの略中央部に配置されている。   The second CCD linear sensor 22 in the CCD type solid-state imaging device (linear sensor) 11 to which the present invention is applied is a second sensor in which a large number of photoelectric conversion units (pixels) made of photodiodes are linearly arranged. A second reading gate 24 for reading out the electric charge photoelectrically converted by each photoelectric conversion unit and the electric charge read out by the second reading gate are output to one side of the second sensor row. A second transfer register 25 for transferring data to the unit side is provided, and the second overflow control barrier 26 and the overflow drain described above are arranged on the other side of the second sensor array. In addition, the second output unit 28 is disposed substantially at the center of the second transfer register.

ここで、第2のCCDリニアセンサでは、入力光に応じて第2のセンサ列の各光電変換部に蓄積された電荷は、第2の読み出しゲートを介して第2の転送レジスタに読み出され、読み出された電荷は第2の転送レジスタにより順次転送された後、第2の電荷電圧変換部29において信号電圧に変換され、更にはアンプ等から成る第2の出力部28を経て信号出力となる。なお、第2のオーバーフローコントロールバリアを溢れた電荷は、上記した第1のCCDリニアセンサと共用のオーバーフロードレインに捨てられることとなる。   Here, in the second CCD linear sensor, the electric charge accumulated in each photoelectric conversion unit of the second sensor array in accordance with the input light is read to the second transfer register via the second read gate. The read charges are sequentially transferred by the second transfer register, converted into a signal voltage by the second charge-voltage converter 29, and further output as a signal through the second output unit 28 composed of an amplifier or the like. It becomes. The charge overflowing the second overflow control barrier is discarded to the overflow drain shared with the first CCD linear sensor.

また、第2の転送レジスタは中央部に設けられたチャネルストップ領域25cで区切られた第2の転送レジスタ(1)25aと第2の転送レジスタ(2)25bから成り、第2の転送レジスタ(1)及び第2の転送レジスタ(2)はH1及びH2によって構成されている。また、第2の転送レジスタ(1)は、電荷の転送方向に対して45度の角度を成す様にH1とH2とが交互に配列されると共に、電荷の転送方向(出力部方向)の最終段にはH1が配置されている。一方、第2の転送レジスタ(2)は、電荷の転送方向に対して45度の角度を成す様にH1とH2とが交互に配列されると共に、電荷の転送方向(出力部方向)の最終段にはH2が配置されている。   The second transfer register includes a second transfer register (1) 25a and a second transfer register (2) 25b separated by a channel stop region 25c provided at the center. 1) and the second transfer register (2) are constituted by H1 and H2. In the second transfer register (1), H1 and H2 are alternately arranged so as to form an angle of 45 degrees with respect to the charge transfer direction, and at the end of the charge transfer direction (output portion direction). H1 is arranged on the stage. On the other hand, in the second transfer register (2), H1 and H2 are alternately arranged so as to form an angle of 45 degrees with respect to the charge transfer direction, and at the end of the charge transfer direction (output portion direction). H2 is arranged on the stage.

上記の様に構成されたCCD型固体撮像素子(リニアセンサ)では、タイミング信号発生回路(図示せず)から転送クロックHφ1及びHφ2を第1の転送レジスタ(1)及び第1の転送レジスタ(2)に印加することによって、第1のセンサ列から第1の転送レジスタ(1)に読み出された電荷は1フィールド毎に第1の転送レジスタ(1)によって転送され(図3の図示では右方向に転送され)、FD部によって電圧に変換されて受光信号として第1の出力部から読み出される。同様に、第1の転送レジスタ(2)に読み出された電荷は1フィールド毎に第1の転送レジスタ(2)によって転送され(図3の図示では左方向に転送され)、FD部によって電圧に変換されて受光信号として第1の出力部から読み出される。   In the CCD solid-state imaging device (linear sensor) configured as described above, transfer clocks Hφ1 and Hφ2 are sent from a timing signal generation circuit (not shown) to the first transfer register (1) and the first transfer register (2). ), The charge read from the first sensor array to the first transfer register (1) is transferred by the first transfer register (1) for each field (right in the illustration of FIG. 3). And is converted into a voltage by the FD unit and read out from the first output unit as a light reception signal. Similarly, the charge read to the first transfer register (2) is transferred by the first transfer register (2) for each field (transferred in the left direction in FIG. 3), and the voltage is transferred by the FD unit. And is read out from the first output unit as a light reception signal.

また、タイミング信号発生回路(図示せず)から転送クロックHφ1及びHφ2を第2の転送レジスタ(1)及び第2の転送レジスタ(2)に印加することによって、第2のセンサ列から第2の転送レジスタ(1)に読み出された電荷は1フィールド毎に第2の転送レジスタ(1)によって転送され(図3の図示では右方向に転送され)、FD部によって電圧に変換されて受光信号として第2の出力部から読み出される。同様に、第2の転送レジスタ(2)に読み出された電荷は1フィールド毎に第2の転送レジスタ(2)によって転送され(図3の図示では左方向に転送され)、FD部によって電圧に変換されて受光信号として第2の出力部から読み出される。   In addition, by applying transfer clocks Hφ1 and Hφ2 from the timing signal generation circuit (not shown) to the second transfer register (1) and the second transfer register (2), the second sensor array outputs the second clocks. The electric charge read out to the transfer register (1) is transferred by the second transfer register (1) for each field (transferred in the right direction in the drawing of FIG. 3), converted into a voltage by the FD section, and received light signal. Is read from the second output unit. Similarly, the electric charges read out to the second transfer register (2) are transferred by the second transfer register (2) for each field (transferred in the left direction in the illustration of FIG. 3), and voltage is transferred by the FD section. And is read out from the second output unit as a light reception signal.

ここで、第1の転送レジスタ及び第2の転送レジスタに印加する転送クロックHφ1及び転送クロックHφ2の動作タイミングは図2に示す通りであり、図2に示す様に各駆動パルスを印加することによって図2中符号OUTで示すCCD型固体撮像装置(リニアセンサ)の出力波形を得ることができる。   Here, the operation timings of the transfer clock Hφ1 and the transfer clock Hφ2 applied to the first transfer register and the second transfer register are as shown in FIG. 2, and by applying each drive pulse as shown in FIG. An output waveform of the CCD solid-state imaging device (linear sensor) indicated by reference sign OUT in FIG. 2 can be obtained.

上記した本発明を適用したCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)では、第1の水平転送部及び第2の水平転送部は各々水平転送部の半分の転送段数となっており、転送段数の減少によって転送劣化を抑制することができる。
また、上記した本発明を適用したCCD型固体撮像装置(リニアセンサ)では、第1の転送レジスタ(1)及び第1の転送レジスタ(2)は各々第1の転送レジスタの半分の転送段数となっており、転送段数の減少によって第1の転送レジスタにおける転送劣化を抑制することができる。同様に、第2の転送レジスタ(1)及び第2の転送レジスタ(2)は各々第2の転送レジスタの半分の転送段数となっており、転送段数の減少によって第2の転送レジスタにおける転送劣化を抑制することができる。
In the CCD solid-state imaging device (area sensor) to which the present invention is applied, the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit each have half the number of transfer stages of the horizontal transfer unit, and the number of transfer stages is reduced. Can suppress transfer deterioration.
In the CCD solid-state imaging device (linear sensor) to which the present invention is applied, each of the first transfer register (1) and the first transfer register (2) has half the number of transfer stages of the first transfer register. Thus, transfer deterioration in the first transfer register can be suppressed by reducing the number of transfer stages. Similarly, the second transfer register (1) and the second transfer register (2) each have half the number of transfer stages of the second transfer register, and transfer deterioration in the second transfer register is caused by the decrease in the number of transfer stages. Can be suppressed.

また、本発明を適用したCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)では、従来の水平転送クロック(図6中符合Hφ1及びHφ2で示す水平転送クロック)と比較して周波数が半分の水平転送クロック(図2中符合Hφ1及びHφ2で示す転送クロック)で駆動することができるために水平転送劣化を抑制することができると共に、近年求められる高速駆動化にも充分に対応することが可能となる。更には、水平転送部の消費電力の低減をも実現することができる。   In the CCD type solid-state imaging device (area sensor) to which the present invention is applied, a horizontal transfer clock (FIG. 6) having a frequency half that of a conventional horizontal transfer clock (horizontal transfer clocks indicated by symbols Hφ1 and Hφ2 in FIG. Since it can be driven by the transfer clocks indicated by the middle signs Hφ1 and Hφ2, the horizontal transfer deterioration can be suppressed, and the high-speed driving required in recent years can be sufficiently handled. Furthermore, it is possible to reduce the power consumption of the horizontal transfer unit.

同様に、本発明を適用したCCD型固体撮像装置(リニアセンサ)では、従来の転送クロック(図6中符号Hφ1及びHφ2で示す転送クロック)と比較して周波数が半分の転送クロック(図2中符号Hφ1及びHφ2で示す転送クロック)で第1の転送レジスタ及び第2の転送レジスタを駆動することができるために転送劣化を抑制することができると共に、近年求められる高速駆動化にも充分に対応することが可能となる。更には、第1の転送レジスタ及び第2の転送レジスタの消費電力の低減をも実現することができる。   Similarly, in a CCD type solid-state imaging device (linear sensor) to which the present invention is applied, a transfer clock (in FIG. 2) whose frequency is half that of a conventional transfer clock (transfer clocks indicated by symbols Hφ1 and Hφ2 in FIG. 6). Since the first transfer register and the second transfer register can be driven by the transfer clocks indicated by the symbols Hφ1 and Hφ2, the transfer deterioration can be suppressed and the high-speed driving required in recent years can be sufficiently handled. It becomes possible to do. Furthermore, power consumption of the first transfer register and the second transfer register can be reduced.

本発明を適用した固体撮像装置の一例であるCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the CCD type solid-state imaging device (area sensor) which is an example of the solid-state imaging device to which this invention is applied. 図1で示すCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)に印加する各パルスの駆動タイミング及び図1で示すCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)からの出力波形である。FIG. 2 shows the drive timing of each pulse applied to the CCD solid-state imaging device (area sensor) shown in FIG. 1 and the output waveform from the CCD solid-state imaging device (area sensor) shown in FIG. 本発明を適用した固体撮像装置の他の一例であるCCD型固体撮像装置(リニアセンサ)を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the CCD type solid-state imaging device (linear sensor) which is another example of the solid-state imaging device to which this invention is applied. 従来のCCD型固体撮像装置(エリアセンサ)を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the conventional CCD type solid-state imaging device (area sensor). CCD型固体撮像装置(エリアセンサ)の水平転送部からFD部までの電位模式図である。It is a potential schematic diagram from a horizontal transfer part to an FD part of a CCD type solid-state imaging device (area sensor). 各パルスのタイミングを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the timing of each pulse. 従来のCCD型固体撮像装置(リニアセンサ)を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the conventional CCD type solid-state imaging device (linear sensor). 2つの出力部を有する従来のCCD型固体撮像素子を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the conventional CCD type solid-state image sensor which has two output parts.

符号の説明Explanation of symbols

1 CCD型固体撮像装置(エリアセンサ)
3 タイミング信号発生回路
4a 撮像部
4b オプティカルブラック領域
5 水平転送部
5a 第1の水平転送部
5b 第2の水平転送部
5c チャネルストップ領域
7 出力部
8 受光部
9 垂直転送部
11 CCD型固体撮像装置(リニアセンサ)
12 第1のCCDリニアセンサ
13 光電変換部
14 第1のセンサ列
15 第1の読み出しゲート
16 第1の転送レジスタ
16a 第1の転送レジスタ(1)
16b 第1の転送レジスタ(2)
16c チャネルストップ領域
17 第1のオーバーフローコントロールバリア
18 オーバーフロードレイン
19 第1の出力部
20 電荷電圧変換部
22 第2のCCDリニアセンサ
23 第2のセンサ列
24 第2の読み出しゲート
25 第2の転送レジスタ
25a 第2の転送レジスタ(1)
25b 第2の転送レジスタ(2)
25c チャネルストップ領域
26 第2のオーバーフローコントロールバリア
28 第2の出力部
29 第2の電荷電圧変換部
1 CCD type solid-state imaging device (area sensor)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Timing signal generation circuit 4a Image pick-up part 4b Optical black area | region 5 Horizontal transfer part 5a 1st horizontal transfer part 5b 2nd horizontal transfer part 5c Channel stop area | region 7 Output part 8 Light-receiving part 9 Vertical transfer part 11 CCD type solid-state imaging device (Linear sensor)
12 First CCD linear sensor 13 Photoelectric conversion unit 14 First sensor array 15 First read gate 16 First transfer register 16a First transfer register (1)
16b First transfer register (2)
16c channel stop region 17 first overflow control barrier 18 overflow drain 19 first output unit 20 charge voltage conversion unit 22 second CCD linear sensor 23 second sensor array 24 second read gate 25 second transfer register 25a Second transfer register (1)
25b Second transfer register (2)
25c Channel stop region 26 Second overflow control barrier 28 Second output unit 29 Second charge voltage conversion unit

Claims (10)

撮像領域で光電変換された電荷を転送する電荷転送部と、
該電荷転送部により転送された電荷を検出する電荷検出部とを備える電荷転送装置において、
前記電荷転送部はチャネルストップ領域によって隔てられた第1の電荷転送部と第2の電荷転送部を有し、該第1の電荷転送部と第2の電荷転送部とは略同一長さであると共に、
前記電荷検出部は前記電荷転送部の略中央部に配置されている
ことを特徴とする電荷転送装置。
A charge transfer unit that transfers charges photoelectrically converted in the imaging region;
In a charge transfer device comprising a charge detection unit for detecting the charge transferred by the charge transfer unit,
The charge transfer unit has a first charge transfer unit and a second charge transfer unit separated by a channel stop region, and the first charge transfer unit and the second charge transfer unit have substantially the same length. As well as
The charge transfer device, wherein the charge detection unit is disposed at a substantially central portion of the charge transfer unit.
複数の受光部が配列された撮像領域と、
該撮像領域で光電変換された電荷を転送する電荷転送部と、
該電荷転送部により転送された電荷を検出する電荷検出部とを備える固体撮像装置において、
前記電荷転送部はチャネルストップ領域によって隔てられた第1の電荷転送部と第2の電荷転送部を有し、該第1の電荷転送部と第2の電荷転送部とは略同一長さであると共に、
前記電荷検出部は前記電荷転送部の略中央部に配置されている
ことを特徴とする固体撮像装置。
An imaging region in which a plurality of light receiving units are arranged; and
A charge transfer unit that transfers charges photoelectrically converted in the imaging region;
In a solid-state imaging device including a charge detection unit that detects charges transferred by the charge transfer unit,
The charge transfer unit has a first charge transfer unit and a second charge transfer unit separated by a channel stop region, and the first charge transfer unit and the second charge transfer unit have substantially the same length. As well as
The solid-state imaging device, wherein the charge detection unit is disposed at a substantially central portion of the charge transfer unit.
前記第1の電荷転送部及び前記第2の電荷転送部は、第1の転送クロックが印加される第1の電極と、前記第1の転送クロックを反転させた第2の転送クロックが印加される第2の電極とが交互に配列されて構成され、
前記第1の電荷転送部では前記第1の電極が最終段に配置され、前記第2の電荷転送部では前記第2の電極が最終段に配置されている
ことを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。
The first charge transfer unit and the second charge transfer unit are applied with a first electrode to which a first transfer clock is applied and a second transfer clock obtained by inverting the first transfer clock. And the second electrodes are alternately arranged,
The first charge transfer unit includes the first electrode disposed in a final stage, and the second charge transfer unit includes the second electrode disposed in a final stage. The solid-state imaging device described.
前記第1の電極には、前記電荷検出部に蓄積された電荷を排出した後に1度の立ち上がりタイミング若しくは1度の立ち下がりタイミングを有する転送クロックが印加される
ことを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。
The transfer clock having one rise timing or one fall timing is applied to the first electrode after discharging the charge accumulated in the charge detection unit. The solid-state imaging device described.
マトリクス状に配列された受光部と、
該受光部の垂直列毎に設けられると共に同受光部から電荷が転送され、転送された電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、
該垂直転送部から電荷が転送され、転送された電荷を水平方向に転送する水平転送部と、
該水平転送部より転送された電荷を検出する電荷検出部とを備えるエリアセンサにおいて、
前記水平転送部はチャネルストップ領域によって隔てられた第1の水平転送部と第2の水平転送部を有し、該第1の水平転送部と第2の水平転送部とは略同一長さであると共に、
前記電荷検出部は前記水平転送部の略中央部に配置されている
ことを特徴とするエリアセンサ。
A light receiving section arranged in a matrix;
A vertical transfer unit that is provided for each vertical column of the light receiving unit and charges are transferred from the light receiving unit, and the transferred charges are transferred in a vertical direction;
A horizontal transfer unit that transfers charges from the vertical transfer unit and transfers the transferred charges in the horizontal direction;
In an area sensor including a charge detection unit that detects charges transferred from the horizontal transfer unit,
The horizontal transfer unit includes a first horizontal transfer unit and a second horizontal transfer unit separated by a channel stop region, and the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit have substantially the same length. As well as
The area sensor according to claim 1, wherein the charge detection unit is disposed at a substantially central portion of the horizontal transfer unit.
前記第1の水平転送部及び前記第2の水平転送部は、第1の転送クロックが印加される第1の電極と、前記第1の転送クロックを反転させた第2の転送クロックが印加される第2の電極とが交互に配列されて構成され、
前記第1の水平転送部では前記第1の電極が最終段に配置され、前記第2の水平転送部では前記第2の電極が最終段に配置されている
ことを特徴とする請求項5に記載のエリアセンサ。
The first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit are applied with a first electrode to which a first transfer clock is applied and a second transfer clock obtained by inverting the first transfer clock. And the second electrodes are alternately arranged,
The said 1st electrode is arrange | positioned in the last stage in the said 1st horizontal transfer part, and the said 2nd electrode is arrange | positioned in the last stage in the said 2nd horizontal transfer part. The described area sensor.
前記第1の電極には、前記電荷検出部に蓄積された電荷を排出した後に1度の立ち上がりタイミング若しくは1度の立ち下がりタイミングを有する転送クロックが印加される
ことを特徴とする請求項5に記載のエリアセンサ。
6. The transfer clock having one rise timing or one fall timing is applied to the first electrode after discharging the charge accumulated in the charge detection unit. The described area sensor.
受光部が直線的に配列されたセンサ列と、
該センサ列から電荷が転送され、転送された電荷を読み出す電荷転送部と、
該電荷転送部より転送された電荷を検出する電荷検出部とを備えるリニアセンサにおいて、
前記電荷転送部はチャネルストップ領域によって隔てられた第1の電荷転送部と第2の転送部を有し、該第1の電荷転送部と第2の電荷転送部とは略同一長さであると共に、
前記電荷検出部は前記電荷転送部の略中央部に配置されている
ことを特徴とするリニアセンサ。
A sensor array in which the light receiving portions are linearly arranged;
A charge transfer unit that transfers charges from the sensor array and reads the transferred charges;
In a linear sensor comprising a charge detection unit that detects charges transferred from the charge transfer unit,
The charge transfer unit includes a first charge transfer unit and a second transfer unit separated by a channel stop region, and the first charge transfer unit and the second charge transfer unit have substantially the same length. With
The linear sensor according to claim 1, wherein the charge detection unit is disposed at a substantially central portion of the charge transfer unit.
前記第1の電荷転送部及び前記第2の電荷転送部は、第1の転送クロックが印加される第1の電極と、前記第2の転送クロックを反転させた第2の転送クロックが印加される第2の電極とが交互に配列されて構成され、
前記第1の電荷転送部では前記第1の電極が最終段に配置され、前記第2の電荷転送部では前記第2の電極が最終段に配置されている
ことを特徴とする請求項8に記載のリニアセンサ。
The first charge transfer unit and the second charge transfer unit are applied with a first electrode to which a first transfer clock is applied and a second transfer clock obtained by inverting the second transfer clock. And the second electrodes are alternately arranged,
The first charge transfer unit includes the first electrode disposed in a final stage, and the second charge transfer unit includes the second electrode disposed in a final stage. The linear sensor described.
前記第1の電極には、前記電荷検出部に蓄積された電荷を排出した後に1度の立ち上がりタイミング若しくは1度の立ち下がりタイミングを有する転送クロックが印加される
ことを特徴とする請求項8に記載のリニアセンサ。
The transfer clock having one rising timing or one falling timing after discharging the charge accumulated in the charge detection unit is applied to the first electrode. The linear sensor described.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010035367A1 (en) * 2008-09-25 2010-04-01 パナソニック株式会社 Solid-state imaging device and method for driving the same

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