(57)【要約】      （修正有）【課題】解像度の切り替え可能なリニアイメージセンサを提供する。【解決手段】リニアイメージセンサは、列状に配置された複数のフォトダイオード１０１と、フォトダイオードに隣接して配置されたシフトゲート１０２と、所定の電位勾配を有するよう構成され、第１及び第２のクロック信号で電位が制御される第１及び第２のレジスタ１１１，１１２が、シフトゲートに隣接して列状に交互に設けられた第１の転送レジスタ１０３と、所定の電位勾配を有するよう構成され、第３及び第４のクロック信号で電位が制御される第３及び第４のレジスタ１１３，１１４が、第１の転送レジスタに隣接して列状に交互に設けられた第２の転送レジスタ１０４とを備え、第２の転送レジスタには、第１及び第２のレジスタに隣接する第３のレジスタと、第１及び第２のレジスタに隣接する第４のレジスタとが、交互に設けられている。【選択図】図１
2010238757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列状に配置され、光電変換により信号電荷を生成する複数のフォトダイオードと、
前記フォトダイオードに隣接して配置され、前記フォトダイオードが生成した信号電荷を転送するシフトゲートと、
所定の電位勾配を有するよう構成され、第１のクロック信号で電位が制御される第１のレジスタと、所定の電位勾配を有するよう構成され、第２のクロック信号で電位が制御される第２のレジスタとが、前記シフトゲートに隣接して列状に交互に設けられた第１の転送レジスタと、
所定の電位勾配を有するよう構成され、第３のクロック信号で電位が制御される第３のレジスタと、所定の電位勾配を有するよう構成され、第４のクロック信号で電位が制御される第４のレジスタとが、前記第１の転送レジスタに隣接して列状に交互に設けられた第２の転送レジスタとを備え、
前記第２の転送レジスタには、前記第１及び第２のレジスタに隣接する前記第３のレジスタと、前記第１及び第２のレジスタに隣接する前記第４のレジスタとが、交互に設けられていることを特徴とするリニアイメージセンサ。
【請求項２】
列状に配置され、光電変換により信号電荷を生成する複数のフォトダイオードと、
前記フォトダイオードに隣接して配置され、前記フォトダイオードが生成した信号電荷を蓄積するストレージレジスタと、
前記ストレージレジスタに隣接して配置され、前記ストレージレジスタに蓄積された信号電荷を転送するシフトゲートと、
所定の電位勾配を有するよう構成され、第１のクロック信号で電位が制御される第１のレジスタと、所定の電位勾配を有するよう構成され、第２のクロック信号で電位が制御される第２のレジスタとが、前記シフトゲートに隣接して列状に交互に設けられた第１の転送レジスタと、
所定の電位勾配を有するよう構成され、第３のクロック信号で電位が制御される第３のレジスタと、所定の電位勾配を有するよう構成され、第４のクロック信号で電位が制御される第４のレジスタとが、前記第１の転送レジスタに隣接して列状に交互に設けられた第２の転送レジスタとを備え、
前記第２の転送レジスタには、前記第１及び第２のレジスタに隣接する前記第３のレジスタと、前記第１及び第２のレジスタに隣接する前記第４のレジスタとが、交互に設けられていることを特徴とするリニアイメージセンサ。
【請求項３】
前記リニアイメージセンサは、
前記第１及び第２のレジスタ内に信号電荷が存在する場合、
前記第１及び第２のレジスタの電位をローに設定し、前記第３及び第４のレジスタの電位をハイに設定することで、前記第１のレジスタ内の信号電荷を前記第３のレジスタに転送すると共に、前記第２のレジスタ内の信号電荷を前記第４のレジスタに転送し、
次いで、前記第１及び第２のレジスタの電位をハイに設定し、前記第３及び第４のレジスタの電位をローに設定することで、前記第３のレジスタ内の信号電荷を前記第２のレジスタに転送すると共に、前記第４のレジスタ内の信号電荷を前記第１のレジスタに転送する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアイメージセンサ。
【請求項４】
前記リニアイメージセンサは、
前記第１及び第２のレジスタ内に信号電荷が存在する場合、
前記第１、第２、及び第４のレジスタの電位をローに設定し、前記第３のレジスタの電位をハイに設定することで、前記第１のレジスタ内の信号電荷を前記第３のレジスタに転送し、
次いで、前記第１、第２、及び第３のレジスタの電位をローに設定し、前記第４のレジスタの電位をハイに設定することで、前記第２のレジスタ内の信号電荷を前記第４のレジスタに転送すると共に、前記第３のレジスタ内の信号電荷を、前記第２の転送レジスタの最終段方向の前記第４のレジスタに転送し、
次いで、前記第１、第２、及び第４のレジスタの電位をローに設定し、前記第３のレジスタの電位をハイに設定することで、前記第４のレジスタ内の信号電荷を、前記最終段方向の前記第３のレジスタに転送し、
次いで、前記第１、第２、及び第３のレジスタの電位をローに設定し、前記第４のレジスタの電位をハイに設定することで、前記第３のレジスタ内の信号電荷を、前記最終段方向の前記第４のレジスタに転送する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアイメージセンサ。
【請求項５】
前記第１の転送レジスタには、
前記シフトゲートに隣接する第１の領域と、前記第３のレジスタに隣接し、前記第１の領域の電位よりも高い電位を有する第２の領域と、を含む前記第１のレジスタと、前記シフトゲートに隣接する第３の領域と、前記第４のレジスタに隣接し、前記第３の領域の電位よりも高い電位を有する第４の領域と、を含む前記第２のレジスタとが、交互に設けられており、
前記第２の転送レジスタには、
前記第１のレジスタに隣接する第５の領域と、前記第２のレジスタに隣接し、前記第５の領域の電位よりも高い電位を有する第６の領域と、を含む前記第３のレジスタと、前記第２のレジスタに隣接する第７の領域と、前記第１のレジスタに隣接し、前記第７の領域の電位よりも高い電位を有する第８の領域と、を含む前記第４のレジストとが、交互に設けられている、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のリニアイメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアイメージセンサに関し、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）リニアイメージセンサに使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
リニアイメージセンサは、スキャナ、ファクシミリ、複写機等で使用されることの多いイメージセンサとして知られている。
【０００３】
リニアイメージセンタは例えば、以下のように動作する。まず、フォトダイオードに光が入射すると、光電変換により信号電荷が発生する。次に、信号電荷が、シフトゲートにより、ＣＣＤレジスタに転送される。そして、信号電荷が、ＣＣＤレジスタを構成するレジスタ間で次々と転送され、ＣＣＤレジスタの最終段に転送される。
【０００４】
しかしながら、このようなセンサには、画像の解像度を低い値に切り替えるのに、ＣＣＤレジスタを構成するレジスタに供給するクロック信号の周波数を、高くしなければならないという問題がある。例えば、解像度を１／２にするには、上記周波数を２倍にしなければならない。しかしながら、この場合には、高い周波数を生成可能な回路構成を、センサ内に設けなければならなくなる。また、上記周波数を高くすると、センサ内での発熱量が多くなり、画像にノイズが生じる原因ともなる。
【０００５】
なお、特許文献１には、複数の画素と複数の転送電極とを有する第１及び第２の電荷転送部と、上記複数の画素に蓄積された信号電荷を、第１の電荷蓄積部の所定の転送電極下に移送するシフトゲートと、第１の電荷蓄積部の所定の転送電極下の信号電荷を、第２の電荷蓄積部の所定の転送電極下に移送するトランスファゲートと、を備える固体撮像素子の例が記載されている。当該固体撮像素子では、シフトゲートからトランスファゲートへ向かう方向の第１の電荷転送部下の電位分布が、シフトゲートからトランスファゲートに向かうにつれて深くなっていると共に、シフトゲート下の電位分布が、上記画素から第１の電荷転送部に向かうにつれて深くなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１７１７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、転送レジスタの転送速度を変えずに画像の解像度を切り替え可能なリニアイメージセンサを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の態様は例えば、列状に配置され、光電変換により信号電荷を生成する複数のフォトダイオードと、前記フォトダイオードに隣接して配置され、前記フォトダイオードが生成した信号電荷を転送するシフトゲートと、所定の電位勾配を有するよう構成され、第１のクロック信号で電位が制御される第１のレジスタと、所定の電位勾配を有するよう構成され、第２のクロック信号で電位が制御される第２のレジスタとが、前記シフトゲートに隣接して列状に交互に設けられた第１の転送レジスタと、所定の電位勾配を有するよう構成され、第３のクロック信号で電位が制御される第３のレジスタと、所定の電位勾配を有するよう構成され、第４のクロック信号で電位が制御される第４のレジスタとが、前記第１の転送レジスタに隣接して列状に交互に設けられた第２の転送レジスタとを備え、前記第２の転送レジスタには、前記第１及び第２のレジスタに隣接する前記第３のレジスタと、前記第１及び第２のレジスタに隣接する前記第４のレジスタとが、交互に設けられていることを特徴とするリニアイメージセンサである。
【０００９】
本発明の別の態様は例えば、列状に配置され、光電変換により信号電荷を生成する複数のフォトダイオードと、前記フォトダイオードに隣接して配置され、前記フォトダイオードが生成した信号電荷を蓄積するストレージレジスタと、前記ストレージレジスタに隣接して配置され、前記ストレージレジスタに蓄積された信号電荷を転送するシフトゲートと、所定の電位勾配を有するよう構成され、第１のクロック信号で電位が制御される第１のレジスタと、所定の電位勾配を有するよう構成され、第２のクロック信号で電位が制御される第２のレジスタとが、前記シフトゲートに隣接して列状に交互に設けられた第１の転送レジスタと、所定の電位勾配を有するよう構成され、第３のクロック信号で電位が制御される第３のレジスタと、所定の電位勾配を有するよう構成され、第４のクロック信号で電位が制御される第４のレジスタとが、前記第１の転送レジスタに隣接して列状に交互に設けられた第２の転送レジスタとを備え、前記第２の転送レジスタには、前記第１及び第２のレジスタに隣接する前記第３のレジスタと、前記第１及び第２のレジスタに隣接する前記第４のレジスタとが、交互に設けられていることを特徴とするリニアイメージセンサである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、転送レジスタの転送速度を変えずに画像の解像度を切り替え可能なリニアイメージセンサを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態のリニアイメージセンサの構成を示す平面図である。
【図２】第１実施形態の第１から第４のレジスタの構成を示す平面図である。
【図３】第１実施形態のリニアイメージセンサの駆動方法の第１の例について説明するためのタイミングチャートである。
【図４】第１実施形態のリニアイメージセンサの駆動方法の第２の例について説明するためのタイミングチャートである。
【図５】図３に示す駆動方法を図解した流れ図（１／２）である。
【図６】図３に示す駆動方法を図解した流れ図（２／２）である。
【図７】図４に示す駆動方法を図解した流れ図（１／２）である。
【図８】図４に示す駆動方法を図解した流れ図（２／２）である。
【図９】比較例のリニアイメージセンサの構成を示す平面図である。
【図１０】比較例のリニアイメージセンサの駆動方法の第１の例について説明するためのタイミングチャートである。
【図１１】比較例のリニアイメージセンサの駆動方法の第２の例について説明するためのタイミングチャートである。
【図１２】第２実施形態のリニアイメージセンサの構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のリニアイメージセンサの構成を示す平面図である。
【００１４】
図１のリニアイメージセンサは、複数のフォトダイオード１０１と、シフトゲート１０２と、第１の転送レジスタの例である第１のＣＣＤレジスタ１０３と、第２の転送レジスタの例である第２のＣＣＤレジスタ１０４と、ＣＣＤ最終段１０５と、電荷検出部１０６とを備える。
【００１５】
複数のフォトダイオード１０１は、列状に配置されており、光電変換により信号電荷を生成する。図１には、フォトダイオード１０１が４つ示されているが、フォトダイオード１０１の個数は、何個でも構わない。
【００１６】
シフトゲート１０２は、フォトダイオード１０１に隣接して配置されており、フォトダイオード１０１が生成した信号電荷を、第１のＣＣＤレジスタ１０３に転送する。当該信号電荷は、シフトゲート１０２の開閉に応じて、フォトダイオード１０１から第１のＣＣＤレジスタ１０３に転送される。シフトゲート１０２の開閉は、駆動パルス信号ＳＨにより制御される。
【００１７】
第１のＣＣＤレジスタ１０３には、第１のクロック信号ＣＫ１で電位が制御される第１のレジスタ１１１と、第２のクロック信号ＣＫ２で電位が制御される第２のレジスタ１１２とが、シフトゲート１０２に隣接して列状に交互に設けられている。第１及び第２のレジスタ１１１，１１２の各々は、所定の電位勾配を有するよう構成されており、個々のレジスタ内で電位に傾斜がついている。第１及び第２のクロック信号ＣＫ１，ＣＫ２は、第１のＣＣＤレジスタ１０３に隣接して設けられた転送ゲートに供給される。
【００１８】
第２のＣＣＤレジスタ１０４には、第３のクロック信号ＣＫ３で電位が制御される第３のレジスタ１１３と、第４のクロック信号ＣＫ４で電位が制御される第４のレジスタ１１４とが、第１のＣＣＤレジスタ１０３に隣接して列状に交互に設けられている。第３及び第４のレジスタ１１３，１１４の各々は、所定の電位勾配を有するよう構成されており、個々のレジスタ内で電位に傾斜がついている。第３及び第４のクロック信号ＣＫ３，ＣＫ４は、第２のＣＣＤレジスタ１０４に隣接して設けられた転送ゲートに供給される。
【００１９】
図１に示すように、第３及び第４のレジスタ１１３，１１４は、第１及び第２のレジスタ１１１，１１２に対して互い違いになるように配置されている。従って、第３及び第４のレジスタ１１３，１１４の配置は、第１及び第２のレジスタ１１１，１１２に隣接する第３のレジスタ１１２と、第１及び第２のレジスタ１１１，１１２に隣接する第４のレジスタ１１４とが、交互に繰り返される配置となっている。
【００２０】
ＣＣＤ最終段１０５は、第２のＣＣＤレジスタ１０４の最終段に設けられており、信号電荷を、第２のＣＣＤレジスタ１０４から電荷検出部１０６に転送する。ＣＣＤ最終段１０５の電位は、クロック信号ＣＫにより制御される。クロック信号ＣＫは、ＣＣＤ最終段１０５に隣接して設けられた転送ゲートに供給される。なお、電荷検出部１０６では、信号電荷が電圧に変換される。
【００２１】
ここで、第１から第４のレジスタ１１１〜１１４の構成の詳細を、図２に基づいて説明する。図２は、第１から第４のレジスタ１１１〜１１４の構成を示す平面図である。
【００２２】
図２に示すように、第１のレジスタ１１１の各々は、第１の領域１２１と、第２の領域１２２とを含んでいる。そして、第１の領域１２１は、シフトゲート１０２に隣接すると共に、図中右端の第１の領域１２１を除き、第４のレジスタ１１４に隣接している。また、第２の領域１２２は、第３のレジスタ１１３に隣接している。
【００２３】
また、第２のレジスタ１１２の各々は、第３の領域１２３と、第４の領域１２４とを含んでいる。そして、第３の領域１２３は、シフトゲート１０２に隣接すると共に、第３のレジスタ１１３に隣接している。また、第４の領域１２４は、第４のレジスタ１１４に隣接している。
【００２４】
また、第３のレジスタ１１３の各々は、第５の領域１２５と、第６の領域１２６とを含んでいる。そして、第５の領域１２５は、第１のレジスタ１１１に隣接しており、第６の領域１２６は、第２のレジスタ１１２に隣接している。
【００２５】
また、第４のレジスタ１１４の各々は、第７の領域１２７と、第６の領域１２８とを含んでいる。そして、第７の領域１２７は、第２のレジスタ１１２に隣接しており、第８の領域１２８は、図中左端の第８の領域１２８を除き、第１のレジスタ１１１に隣接している。図中左端の第８の領域１２８は、ＣＣＤ最終段１０５に隣接している。
【００２６】
上述のように、第１から第４のレジスタ１１１〜１１４の各々は、所定の電位勾配を有するよう構成されている。本実施形態では、各レジスタ１１１〜１１４内の電位勾配は、図中に示す破線を境に、破線の右側の電位が低く、破線の左側の電位が高くなるよう設定する。このような電位勾配は例えば、ＬＳＩ製造工程において、破線の右側にｎ型領域を形成し、破線の左側にｎ＋領域を形成することで設定可能である。
【００２７】
その結果、本実施形態では、各第１のレジスタ１１１内において、第２の領域１２２の電位が、第１の領域１２１の電位よりも高くなる。同様に、各第２のレジスタ１１２内において、第４の領域１２４の電位が、第３の領域１２３の電位よりも高くなる。同様に、各第３のレジスタ１１３内において、第６の領域１２６の電位が、第５の領域１２５の電位よりも高くなる。同様に、各第４のレジスタ１１４内において、第８の領域１２８の電位が、第７の領域１２７の電位よりも高くなる。このような電位設定の利点については、リニアイメージセンサの動作説明の中で説明する。
【００２８】
以下、図１のリニアイメージセンサの駆動方法の例について、図３及び図４に基づいて説明する。図３及び図４は、図１のリニアイメージセンサの駆動方法の第１及び第２の例について説明するためのタイミングチャートである。また、図５及び図６は、図３に示す駆動方法を図解した流れ図であり、図７及び図８は、図４に示す駆動方法を図解した流れ図である。
【００２９】
まず、図１のリニアイメージセンサの駆動方法の第１の例について、図３に基づいて説明する。その説明中、図５及び図６についても適宜参照する。
【００３０】
図３では、第１から第４のクロック信号ＣＫ１〜ＣＫ４の周波数が、クロック信号ＣＫの周波数と同じになっている。本実施形態のリニアイメージセンサが撮像する画像の解像度は、当該センサを、図３に示すタイミングで駆動したときに最も高くなる。
【００３１】
図３の駆動方法ではまず、駆動パルス信号ＳＨをハイに設定することで、シフトゲート１０２を駆動する。これにより、フォトダイオード１０１が生成した信号電荷が、第１及び第２のレジスタ１１１，１１２に転送される（図５(Ａ)，(Ｂ)）。図５(Ｂ)では、第１のレジスタ１１１に転送された信号電荷が、白丸で示され、第２のレジスタ１１２に転送された信号電荷が、黒丸で示されている。
【００３２】
次に、クロック信号ＣＫがローの際に、第１及び第２のクロック信号ＣＫ１，ＣＫ２をローに設定し、第３及び第４のクロック信号ＣＫ３，ＣＫ４をハイに設定する。これにより、第１のレジスタ１１１内の信号電荷が第３のレジスタ１１３に転送され、第２のレジスタ１１２内の信号電荷が第４のレジスタ１１４に転送される（図５(Ｃ)）。
【００３３】
次に、クロック信号ＣＫがハイの際に、第１及び第２のクロック信号ＣＫ１，ＣＫ２をハイに設定し、第３及び第４のクロック信号ＣＫ３，ＣＫ４をローに設定する。これにより、第３のレジスタ１１３内の信号電荷が第２のレジスタ１１２に転送され、第４のレジスタ１１４内の信号電荷が第１のレジスタ１１１に転送される（図５(Ｄ)）。
【００３４】
次に、ＣＫがローの際に、ＣＫ１及びＣＫ２を再びローに設定し、ＣＫ３及びＣＫ４を再びハイに設定する。これにより、第１のレジスタ１１１内の信号電荷が第３のレジスタ１１３に転送され、第２のレジスタ１１２内の信号電荷が第４のレジスタ１１４に転送される（図６(Ａ)）。
【００３５】
次に、ＣＫがハイの際に、ＣＫ１及びＣＫ２を再びハイに設定し、ＣＫ３及びＣＫ４を再びローに設定する。これにより、第３のレジスタ１１３内の信号電荷が第２のレジスタ１１２に転送され、第４のレジスタ１１４内の信号電荷が第１のレジスタ１１１に転送される（図６(Ｂ)）。
【００３６】
図３の駆動方法では、このような動作を繰り返すことで、各フォトダイオード１０１で生成された信号電荷を、ＣＣＤ最終段１０５に転送し、電荷検出部１０６にて電圧に変換する（図６(Ｃ)，(Ｄ)）。
【００３７】
なお、図５(Ｃ)や図６(Ａ)において、第１のレジスタ１１１内の信号電荷が第４のレジスタ１１４に転送されないのは、第２の領域１２２の電位が第１の領域１２１の電位よりも高いことに起因する（図２参照）。同様に、第２のレジスタ１１２内の信号電荷が第３のレジスタ１１３に転送されないのは、第４の領域１２４の電位が第３の領域１２３の電位よりも高いことに起因する。
【００３８】
また、図５(Ｄ)や図６(Ｂ)において、第３のレジスタ１１３内の信号電荷が第１のレジスタ１１１に転送されないのは、第６の領域１２６の電位が第５の領域１２５の電位よりも高いことに起因する（図２参照）。同様に、第４のレジスタ１１４内の信号電荷が第２のレジスタ１１２に転送されないのは、第８の領域１２８の電位が第７の領域１２７の電位よりも高いことに起因する。
【００３９】
次に、図１のリニアイメージセンサの駆動方法の第２の例について、図４に基づいて説明する。その説明中、図７及び図８についても適宜参照する。
【００４０】
図４では、第３及び第４のクロック信号ＣＫ３，ＣＫ４の周波数が、クロック信号ＣＫの周波数と同じになっている。また、第１及び第２のクロック信号ＣＫ１，ＣＫ２が、信号電荷の転送期間において、常にローに保たれている。本実施形態のリニアイメージセンサが撮像する画像の解像度は、当該センサを、図４に示すタイミングで駆動したときに、図３に示すタイミングで駆動したときの１／２になる。
【００４１】
図４の駆動方法ではまず、駆動パルス信号ＳＨをハイに設定することで、シフトゲート１０２を駆動する。これにより、フォトダイオード１０１が生成した信号電荷が、第１及び第２のレジスタ１１１，１１２に転送される（図７(Ａ)，(Ｂ)）。図７(Ｂ)では、第１のレジスタ１１１に転送された信号電荷が、白丸で示され、第２のレジスタ１１２に転送された信号電荷が、黒丸で示されている。
【００４２】
次に、クロック信号ＣＫがハイの際に、第１、第２、及び第４のクロック信号ＣＫ１，ＣＫ２，ＣＫ４をローに設定し、第３のクロック信号ＣＫ３をハイに設定する。これにより、第１のレジスタ１１１内の信号電荷が第３のレジスタ１１３に転送され、第２のレジスタ１１２内の信号電荷は第２のレジスタ１１２内に留まる（図７(Ｃ)）。
【００４３】
次に、クロック信号ＣＫがローの際に、第１、第２、及び第３のクロック信号ＣＫ１，ＣＫ２，ＣＫ３をローに設定し、第４のクロック信号ＣＫ４をハイに設定する。これにより、第２のレジスタ１１２内の信号電荷が第４のレジスタ１１４に転送されると共に、第３のレジスタ１１３内の信号電荷が、ＣＣＤ最終段１０５方向の第４のレジスタ１１４に転送される（図７(Ｄ)）。その結果、２つのフォトダイオード１０１で生成された信号電荷が、１つのレジスタ（第４のレジスタ１１４）で加算され、画像の解像度が１／２に低下する。
【００４４】
次に、ＣＫがハイの際に、ＣＫ１、ＣＫ２、及びＣＫ４を再びローに設定し、ＣＫ３を再びハイに設定する。これにより、第４のレジスタ１１４内の信号電荷が、ＣＣＤ最終段１０５方向の第３のレジスタ１１３に転送される（図８(Ａ)）。
【００４５】
次に、ＣＫがローの際に、ＣＫ１、ＣＫ２、及びＣＫ３を再びローに設定し、ＣＫ４を再びハイに設定する。これにより、第３のレジスタ１１３内の信号電荷が、ＣＣＤ最終段１０５方向の第４のレジスタ１１４に転送される（図８(Ｂ)）。
【００４６】
図４の駆動方法では、このような動作を繰り返すことで、各フォトダイオード１０１で生成された信号電荷を、２画素分ずつまとめてＣＣＤ最終段１０５に転送し、電荷検出部１０６にて電圧に変換する（図８(Ｃ)）。
【００４７】
なお、図７(Ｃ)において、第１のレジスタ１１１内の信号電荷が第４のレジスタ１１４に転送されないのは、第２の領域１２２の電位が第１の領域１２１の電位よりも高いことに起因する（図２参照）。同様に、図７(Ｄ)において、第２のレジスタ１１２内の信号電荷が第３のレジスタ１１３に転送されないのは、第４の領域１２４の電位が第３の領域１２３の電位よりも高いことに起因する。
【００４８】
また、図７(Ｄ)や図８(Ｂ)において、第３のレジスタ１１３内の信号電荷が、ＣＣＤ最終段１０５と逆方向の第４のレジスタ１１４に転送されないのは、第６の領域１２６の電位が第５の領域１２５の電位よりも高いことに起因する（図２参照）。同様に、図８(Ａ)や図８(Ｃ)において、第４のレジスタ１１４内の信号電荷が、ＣＣＤ最終段１０５と逆方向の第３のレジスタ１１３に転送されないのは、第８の領域１２８の電位が第７の領域１２７の電位よりも高いことに起因する。
【００４９】
以上のように、本実施形態では、図３の駆動方法を実行することで、解像度の高い画像を撮像することができる。また、本実施形態では、図４の駆動方法を実行することで、画像の解像度を低下させることができる。図４の駆動方法で画像を撮像すれば、図３の駆動方法で画像を撮像する場合に比べ、解像度を１／２に低下させることができる。
【００５０】
本実施形態では、図３の駆動方法と図４の駆動方法の両方を実行できるようリニアイメージセンサを構成することで、解像度の切り替えが可能なリニアイメージセンサを実現できる。図３及び図４に示すように、これらの駆動方法には、第１から第４のクロック信号ＣＫ１〜ＣＫ４の周波数を高くして、第１及び第２のＣＣＤレジスタ１０３，１０４の転送速度を上げることなく、解像度を下げることができるという利点がある。よって、本実施形態によれば、センサ内での発熱量の増加と、これによるノイズの発生とを抑えつつ、画像の解像度を下げることができる。
【００５１】
ここで、第１実施形態のリニアイメージセンサと、比較例のリニアイメージセンサとの比較を行う。
【００５２】
図９は、比較例のリニアイメージセンサの構成を示す平面図である。図９のリニアイメージセンサは、複数のフォトダイオード１０１と、シフトゲート１０２と、ＣＣＤレジスタ２０１と、ＣＣＤ最終段１０５と、電荷検出部１０６とを備える。ＣＣＤレジスタ２０１では、第１のクロック信号ＣＫαで電位が制御される第１のレジスタ２１１と、第２のクロック信号ＣＫβで電位が制御される第２のレジスタ２１２とが、シフトゲート１０２に隣接して列状に交互に設けられている。
【００５３】
図１０は、比較例のリニアイメージセンサの駆動方法の第１の例について説明するためのタイミングチャートである。図１０では、第１及び第２のクロック信号ＣＫα，ＣＫβの周波数が、クロック信号ＣＫの周波数と同じになっている。比較例のリニアイメージセンサが撮像する画像の解像度は、当該センサを、図１０に示すタイミングで駆動したときに最も高くなる。
【００５４】
図１１は、比較例のリニアイメージセンサの駆動方法の第２の例について説明するためのタイミングチャートである。図１１では、第１及び第２のクロック信号ＣＫα，ＣＫβの周波数が、クロック信号ＣＫの周波数の２倍になっている。比較例のリニアイメージセンサが撮像する画像の解像度は、当該センサを、図１１に示すタイミングで駆動したときに、図１０に示すタイミングで駆動したときの１／２になる。
【００５５】
以上のように、比較例では、画像の解像度を下げるのに、第１及び第２のクロック信号ＣＫα，ＣＫβの周波数を高くする必要がある。そのため、比較例には、高い周波数を生成可能な回路構成を、センサ内に設けなければならないという問題がある。また、比較例には、第１及び第２のクロック信号ＣＫα，ＣＫβの周波数を高くすることで、センサ内での発熱量が多くなり、画像にノイズが生じやすくなるという問題がある。一方、本実施形態によれば、上述のように、これらの問題を解決することができる。
【００５６】
以上のように、本実施形態のリニアイメージセンサは、第１及び第２のＣＣＤレジスタ１０３，１０４を備え、第１のＣＣＤレジスタ１０３には、第１のレジスタ１１１と第２のレジスタ１１２とが交互に設けられ、第２のＣＣＤレジスタ１０４には、第１及び第２のレジスタ１１１，１１２に隣接する第３のレジスタ１１３と、第１及び第２のレジスタ１１１，１１２に隣接する第４のレジスタ１１４とが、交互に設けられている。これにより、本実施形態では、図３の駆動方法と図４の駆動方法の両方を実行できるリニアイメージセンサを実現することができる。これにより、本実施形態では、第１及び第２のＣＣＤレジスタ１０３，１０４の転送速度を変えずに画像の解像度を切り替え可能なリニアイメージセンサを実現することができる。
【００５７】
なお、本実施形態は、モノクロ画像にもカラー画像にも適用可能である。モノクロ画像の取得は、図１のリニアイメージセンサを１個用いることで実現可能であり、カラー画像の取得は、図１のリニアイメージセンサを複数個用いることで実現可能である。例えば、ＲＧＢカラー画像は、図１のリニアイメージセンサを３個用いることで実現可能である。この場合には、第１，第２，第３のセンサをそれぞれ、Ｒ成分、Ｇ成分，Ｂ成分の取得用に使用する。
【００５８】
以下、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態の変形例であり、第２実施形態については、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００５９】
（第２実施形態）
図１２は、第２実施形態のリニアイメージセンサの構成を示す平面図である。
【００６０】
図１２のリニアイメージセンサは、複数のフォトダイオード１０１と、ストレージレジスタ３０１と、シフトゲート１０２と、第１のＣＣＤレジスタ１０３と、第２のＣＣＤレジスタ１０４と、ＣＣＤ最終段１０５と、電荷検出部１０６とを備える。このように、図１２のリニアイメージセンサは、図１のリニアイメージセンサの構成要素に加え、ストレージレジスタ３０１を備えている。
【００６１】
ストレージレジスタ３０１は、フォトダイオード１０１に隣接して配置されており、フォトダイオード１０１が生成した信号電荷を蓄積することができる。本実施形態では、ストレージレジスタ３０１用の駆動信号をハイに設定することで、フォトダイオード１０１からストレージレジスタ３０１に、信号電荷が転送される。当該信号電荷は、ストレージレジスタ３０１内に蓄積される。
【００６２】
本実施形態では、シフトゲート１０２は、ストレージレジスタ３０１に隣接して配置されており、ストレージレジスタ３０１に蓄積された信号電荷を、第１のＣＣＤレジスタ１０３に転送する。当該信号電荷は、シフトゲート１０２の開閉に応じて、ストレージレジスタ３０１から第１のＣＣＤレジスタ１０３に転送される。シフトゲート１０２の開閉は、駆動パルス信号ＳＨにより制御される。
【００６３】
第１のＣＣＤレジスタ１０３、第２のＣＣＤレジスタ１０４、ＣＣＤ最終段１０５、電荷検出部１０６の構成は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態によれば、第１実施形態と同様、図３の駆動方法と図４の駆動方法の両方を実行できるリニアイメージセンサを実現することができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、ストレージレジスタ３０１で信号電荷を保持できるため、積分時間を長くとることができ、センサの実効的な感度を上げることができる。本実施形態のリニアイメージセンサは例えば、暗い場所で撮影を行う場合等に効果的である。
【００６５】
以上のように、本実施形態のリニアイメージセンサは、第１及び第２のＣＣＤレジスタ１０３，１０４を備え、第１のＣＣＤレジスタ１０３には、第１のレジスタ１１１と第２のレジスタ１１２とが交互に設けられ、第２のＣＣＤレジスタ１０４には、第１及び第２のレジスタ１１１，１１２に隣接する第３のレジスタ１１３と、第１及び第２のレジスタ１１１，１１２に隣接する第４のレジスタ１１４とが、交互に設けられている。これにより、本実施形態では、図３の駆動方法と図４の駆動方法の両方を実行できるリニアイメージセンサを実現することができる。これにより、本実施形態では、第１及び第２のＣＣＤレジスタ１０３，１０４の転送速度を変えずに画像の解像度を切り替え可能なリニアイメージセンサを実現することができる。
【００６６】
以上、本発明の具体的な態様の例を、第１及び第２実施形態により説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６７】
１０１  フォトダイオード
１０２  シフトゲート
１０３  第１のＣＣＤレジスタ
１０４  第２のＣＣＤレジスタ
１０５  ＣＣＤ最終段
１０６  電荷検出部
１１１  第１のレジスタ
１１２  第２のレジスタ
１１３  第３のレジスタ
１１４  第４のレジスタ
１２１  第１の領域
１２２  第２の領域
１２３  第３の領域
１２４  第４の領域
１２５  第５の領域
１２６  第６の領域
１２７  第７の領域
１２８  第８の領域
２０１  ＣＣＤレジスタ
２１１  第１のレジスタ
２１２  第２のレジスタ
３０１  ストレージレジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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