(57)【要約】【目的】水平転送路２の入出力特性を向上させる。【構成】転送電極３には，共通に接続された電極ライン１１を介して第１の水平転送パルスφＨ１が与えられる。転送電極４には，共通に接続された電極ライン１２を介して第２の水平転送パルスφＨ２が与えられる。最終転送電極５には，電極ライン１１および１２とは独立の電極ライン１３を介して最終水平転送パルスφＨ１Ｌが与えられる。電源ライン１３は，他の電源ライン１１および１２とは独立しているので，等価的に生成されるキャパシタンス容量が少なくなる。最終水平転送パルスφＨ１Ｌは急峻な特性となり，転送効率が向上する。水平転送路２の入出力特性が向上する。【選択図】  図１
2004319654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成されているものであって，かつ多数の転送電極が形成されており，電極ラインを介して上記転送電極に転送パルスが与えられることにより信号電荷を転送する信号電荷転送路において，
上記多数の転送電極が，共通の転送パルスが与えられる複数の組の転送電極に分けられており，
上記複数の組の転送電極に共通の転送パルスを与える電極ラインが上記複数の組の転送電極ごとに共通に上記基板上に形成され，
出力端部の最終の転送電極に転送パルスを与える最終電極ラインが，上記複数の組のそれぞれの電極ラインとは独立に上記基板上に形成されている，
信号電荷転送路。
【請求項２】
上記複数の組の転送電極のそれぞれの組に対応して設けられており，対応する転送電極の組に転送パルスを与える複数のドライバをさらに備え，
上記複数の組のドライバのうち少なくとも１つのドライバから与えられる転送パルスが，上記最終電極ラインを介して上記転送電極に与えられるものである，
請求項１に記載の信号電荷転送路。
【請求項３】
上記複数の組の転送電極に与えられる転送パルスと上記最終転送電極に与えられる転送パルスとの同期をとる同期回路をさらに備えた請求項１に記載の信号電荷転送路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
この発明は，基板上に形成されているものであって，かつ多数の転送電極が形成されており，電極ラインを介して転送電極に転送パルスが与えられることにより信号電荷を転送する信号電荷転送路に関する。
【０００２】
【発明の背景】
転送パルスが与えられることにより，信号電荷を転送する転送路には，出力端部にアウトプット・ゲートが形成されている。このアウトプット・ゲートにアウトプット・ゲート・パルスが与えられることにより，転送されてきた信号電荷の出力が制御される。
【０００３】
低輝度の被写体を撮像されたときに得られる信号電荷のように，転送されてくる信号電荷の量が少ないと，アウトプット・ゲートから信号電荷の掃き出しが終了しないうちに，次の信号電荷が転送されてくることがある。転送されてくる信号電荷の量が少ない場合には，入出力特性が線形性を満たさないことがある。
【０００４】
転送されてくる信号電荷の量が少ない場合であっても，入出力特性が線形性を維持できるようにするためにアウトプット・ゲートの幅を狭くするものがある（例えば，特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１７２１７９号公報
【０００６】
しかしながら，アウトプット・ゲートの幅を狭くすると，信号電荷の転送容量が少なくなることがある。
【０００７】
【発明の開示】
この発明は，転送容量を少なくすることなく，入出力特性を向上させることを目的とする。
【０００８】
この発明は，基板上に形成されているものであって，かつ多数の転送電極が形成されており，電極ラインを介して上記転送電極に転送パルスが与えられることにより信号電荷を転送する信号電荷転送路において，上記多数の転送電極が，共通の転送パルスが与えられる複数の組の転送電極に分けられており，上記複数の組の転送電極に共通の転送パルスを与える電極ラインが上記複数の組の転送電極ごとに共通に上記基板上に形成され，出力端部の最終の転送電極に転送パルスを与える最終電極ラインが，上記複数の組のそれぞれの電極ラインとは独立に上記基板上に形成されているものである。
【０００９】
この発明によると多数の転送電極は，共通の転送パルスが与えられる複数の組の転送電極に分けられている。これらの複数の転送電極に共通の転送パルスを与える電源ラインが複数の組の転送電極ごとに共通に基板上に形成されている。そして，最終の転送電極に転送パルスを与える最終電極ラインは，他の転送電極とは独立に基板上に形成されている。
【００１０】
電極ラインが複数の転送電極に共通に接続されていると，転送電極とグランドとの間に生じるキャパシタンスの容量が大きくなる。最終電極ラインは，他の電極ラインと独立に（共通ではなく）基板上に形成されているので，キャパシタンスの容量が小さくなる。キャパシタンス容量が小さくなると，最終転送電極に与えられる転送パルスが急峻となる。転送されてきた信号電荷の量が少なくとも，最終転送電極下に転送されてきた信号電荷を効率良く掃き出すことができる。信号電荷の量が少なくとも入出力特性が向上する。
【００１１】
上記複数の組の転送電極のそれぞれの組に対応して設けられており，対応する転送電極の組に転送パルスを与える複数のドライバをさらに備えるようにしてもよい。この場合，上記複数の組のドライバのうち少なくとも１つのドライバから与えられる転送パルスが，上記最終電極ラインを介して上記転送電極に与えられるものとなろう。
【００１２】
また，上記複数の組の転送電極に与えられる転送パルスと上記最終転送電極に与えられる転送パルスとの同期をとる同期回路をさらに備えるようにしてもよい。
【００１３】
【実施例の説明】
図１は，この発明の実施例を示すもので，水平ドライバとＣＣＤの一部とを示している。図２（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は，ＣＣＤに与えられる第１の水平転送パルス，第２の水平転送パルスおよび最終水平転送パルスを示している。
【００１４】
ＣＣＤ１には，基板上に水平転送路２が形成されている。この水平転送路２は，ＣＣＤ１のフォトダイオード（図示略）に蓄積され，垂直転送路（図示略）を介して与えられた信号電荷を水平方向に転送するものである。
【００１５】
水平転送路２には，水平転送電極３，４および５が形成されている。これらの水平転送電極３，４および５は，隣接する転送電極同士で一部が重なっている。水平転送電極３と水平転送電極４とは，多数個形成されており，これらの水平転送電極３と水平転送電極４とは交互に形成されている。水平転送電極５は，出力側の最後に形成されている転送電極（最終水平転送電極）である。すべての水平転送電極３には，第１の電極ライン１１を介して第１の水平転送パルスφＨ１が与えられる（図２（Ａ）参照）。また，すべての水平転送電極４には，第２の電極ライン１２を介して第１の水平転送パルスφＨ１を反転した第２の水平転送パルスφＨ２が与えられる（図２（Ｂ）参照）。最終転送電極５には，第３の電極ライン１３を介して最終転送パルスφＨ１Ｌが与えられる（図２（Ｃ）参照）。最終水平転送パルスφＨ１Ｌは，第１の転送パルスφＨ１に相当するパルスである。
【００１６】
ＣＣＤ１には，第１の入力端子１４，第２の入力端子１５および第３の入力端子１６が形成されている。第１の入力端子１４に，第１の電源ライン１１が接続されている。第１の入力端子１４に第１の水平転送パルスφＨ１が与えられることにより、第１の電極ライン１１を介して，すべての水平転送電極３に共通に第１の水平転送パルスφＨ１が与えられる。また，第２の入力端子１５に第２の電源ライン１２が接続されており，第２の入力端子１５に第２の水平転送パルスφＨ２が与えられることにより、第２の電極ライン１２を介して，すべての水平転送電極４に第２の転送パルスφＨ２が与えられる。さらに，第３の入力端子１６に第３の電源ライン１３が接続されており，第３の入力端子１６に最終水平転送パルスφＨＬ１が与えられることにより、第３の電極ライン１３を介して，最終転送電極５に最終転送パルスφＨ１Ｌが与えられる。第３の電極ライン１３は，１つの転送電極５に与えるのみであり，複数の転送電極に転送パルスを与えるものではない。第３の電極ライン１３は，第１の電極ライン１１および第２の電極ラインと独立している。
【００１７】
最終水平転送電極５の出力側（右側）には，アウトプット・ゲート６が形成されている。アウトプット・ゲート６にアウトプット・ゲート・パルスが与えられることにより，水平転送路３内を転送されてきた信号電荷が水平転送路２から出力される。
【００１８】
水平転送路３の出力側には，フローティング・ディフュージョン・アンプリファイア７が形成されている。水平転送路３から出力された信号電荷は，フローティング・ディフュージョン・アンプリファイア７を介して映像信号としてＣＣＤ１から出力されることとなる。
【００１９】
水平ドライバ２０には，バッファ回路２１ならびに第１の反転バッファ回路２２および第３の反転バッファ回路２３が含まれている。
【００２０】
水平ドライバ２０に，タイミング・ジェネレータ（図示略）から，クロック・パルスＨが与えられ，非反転バッファ回路２１および第１の反転バッファ回路２２に与えられる。非反転バッファ回路２１の出力が第１の転送パルスφＨ１となり，ＣＣＤ１の第１の入力端子１４に与えられる。入力したクロック・パルスＨが反転したパルスが第１のバッファ回路２２から出力する。第１のバッファ回路２２から出力したパルスが第２の転送パルスφＨ２となり，ＣＣＤ１の第２の入力端子１５に与えられる。また，第１のバッファ回路２２から出力したパルスは，第２の反転バッファ回路２３にも与えられる。第２の反転バッファ回路２３から出力するパルスは，バッファ回路２１から出力したパルスに相当するパルスとなる。第２の反転バッファ回路２３から出力したパルスは，ＣＣＤ１の第３の入力端子１６に与えられる。
【００２１】
図３は，水平転送路２の等価回路を示している。
【００２２】
水平転送電極３とグランドとの間には，キャパシタンスＣ１が生成されているものと等価と考えられる。また，水平転送電極３と水平転送電極４とが一部重なっていることから，これらの水平転送電極３と水平転送電極４との間にキャパシタンスＣ１２が生成されているものと等価と考えられる。同様に，水平転送電極４とグランドとの間には，キャパシタンスＣ２が生成されているものと等価と考えられる。また，水平転送電極４と最終水平転送電極５とが一部重なっていることから，これらの水平転送電極４と最終水平転送電極５との間にキャパシタンスＣ１Ｌ２が生成されているものと等価と考えられる。さらに，最終水平転送電極５とグランドとの間には，キャパシタンスＣ１Ｌが生成されているものと等価と考えられる。
【００２３】
上述したように，最終水平転送電極５は，他の水平転送電極３または４と異なり単独で水平転送パルスが与えられる。最終水平転送電極５とグランドとの間で生成されるキャパシタンスＣ１Ｌの容量は，他のキャパシタンスの容量に比べて小さくなる。
【００２４】
図４（Ａ）および（Ｂ）は，第１の水平転送パルスφＨ１および最終水平転送パルスφＨ１Ｌを示している。
【００２５】
上述したように，最終水平転送電極５とグランドとの間で生成されるキャパシタンスＣ１Ｌの容量は，第１の水平転送電極３とグランドとの間で生成されるキャパシタンスの容量に比べて小さくなる。このことから，第１の水平転送パルスφＨ１に比べて最終水平転送パルスφＨ１Ｌは，その立ち上がりおよび立ち下がりが急峻となる。
【００２６】
図５は，ＣＣＤ１の出力信号を示している。
【００２７】
第１の水平転送パルスφＨ１および最終水平転送パルスφＨ１ＬがＬレベルとなっている時刻ｔ２から時刻ｔ３の間（映像信号期間ということにする）の信号のレベルがＣＣＤ１に蓄積された信号電荷のレベルに対応している。映像信号期間内の信号がＣＣＤ１の後段に接続されている相関二重サンプリング回路によってサンプリングされる。
【００２８】
最終水平転送パルスφＨ１Ｌが急峻な立ち上がりまたは立ち下がり特性を持っていないときには，最終水平転送電極５の下に蓄積されている信号電荷をアウトプット・ゲート６に迅速に掃き出すことはできない。このために，符号３１で示すように，映像信号期間の信号もなだらかに下がり，本来の信号レベルよりも高いレベルの信号をサンプリングしてしまうこととなる。
【００２９】
これに対して，最終水平転送パルスφＨ１Ｌが急峻な立ち下がりおよび立ち上がり特性を持っているときには，最終水平転送電極５の下に蓄積されている信号電荷をアウトプット・ゲート６に迅速に掃き出すことができる。このために，符号３２で示すように，映像信号期間の信号は比較的迅速に下がり，本来の信号レベルの信号をサンプリングすることができる。
【００３０】
図６は，ＣＣＤの入出力特性を示している。
【００３１】
被写体が低輝度の場合などは，ＣＣＤのフォトダイオードに蓄積される信号電荷の量が少ない。このために，水平転送路内を転送される信号電荷の量も少なくなる。信号電荷の量が少ないと，一般的には，すべての信号電荷がアウトプット・ゲートから出力される前に次の信号電荷がアウトプット・ゲートに入力してしまう。上述したように本来の信号レベルよりも高いレベルの信号をサンプリングしてしまい、低輝度部分における入出力特性は線形性を有さないことが多い。この実施例においては，上述したように，最終水平転送パルスφＨ１Ｌの立ち上がりおよび立ち下がりが急峻となるから，信号電荷の量が少なくともアウトプット・ゲートから迅速に掃き出すことができる。したがって，符号Ａで示すように、低輝度部分であっても入出力特性は線形性を有することとなる。
【００３２】
図７は，第１の水平転送パルスφＨ１，第２の水平転送パルスφＨ２および最終水平転送パルスφＨ１Ｌを同期させる回路の電気的構成を示している。図８（Ａ）および（Ｂ）は，第１の水平転送パルスφＨ１に相当する第１のクロック・パルスφＨ１１および第２の水平転送パルスφＨ２に相当する第２のクロック・パルスφＨ１２のタイム・チャートである。
【００３３】
図８（Ａ）および（Ｂ）に示すように，第１のクロック・パルスφＨ１１と第２のクロック・パルスφＨ１２とは互いに逆相のクロック・パルスであり，それらのパルスφＨ１１とφＨ１２との周期は，上述した第１の水平転送パルスφＨ１およびφＨ２と同じものである。
【００３４】
第１のクロック・パルスφＨ１１は，第１の反転バッファ回路４１において，反転させられて，第２のバッファ回路４２に入力する。第２のバッファ回路４２において再度反転させられ，図２（Ａ）に示したように第１の水平転送パルスφＨ１が生成される。
【００３５】
第２のクロック・パルスφＨ１２は，第３の反転バッファ回路４３において反転させられる。第３の反転バッファ回路４３において反転させられた第２のクロック・パルスφＨ１２は，第４の反転バッファ回路４４および非反転バッファ回路４５に入力する。第４の反転バッファ回路４４において再度反転させられ，図２（Ｂ）に示したように第２の水平転送パルスφＨ２が生成される。また，上述のように非反転バッファ回路４５に入力したパルスは，非反転バッファ回路４５を介して出力され，図２（Ｃ）に示したように最終水平転送クロック・パルスφＨ１Ｌが生成される。
【００３６】
図６の同期回路を利用することにより，生成された第１の水平転送パルスφＨ１，第２の水平転送パルスφＨ２および最終水平転送クロック・パルスφＨ１Ｌは２つのバッファ回路を通過しているので，すべての転送パルスφＨ１，φＨ２およびφＨ１Ｌが同期することとなる。
【００３７】
上述した実施例には，水平転送路について述べたが垂直転送路についても同様に適用できるのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＣＤの一部と水平ドライバとの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は，ＣＣＤに与えられる水平転送パルスの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】水平転送路の等価回路である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は，第１の水平転送パルスおよび最終水平転送パルスを示している。
【図５】ＣＣＤの出力信号を示している。
【図６】水平転送路の入出力特性を示している。
【図７】同期回路の電気的構成を示している。
【図８】（Ａ）および（Ｂ）は，同期回路に入力するクロック・パルスを示している。
【符号の説明】
１  ＣＣＤ
２  水平転送路
３  第１の水平転送パルスが与えられる転送電極（一組の転送電極）
４  第２の水平転送パルスが与えられる転送電極（一組の転送電極）
５  最終水平転送電極
１１  第１の水平転送パルスを与える電極ライン
１２  第２の水平転送パルスを与える電極ライン
１３  最終転送パルスを与える電極ライン
２０  水平ドライバ
【図１】
2004319654.tif 000003
【図２】
2004319654.tif 000004
【図３】
2004319654.tif 000005
【図４】
2004319654.tif 000006
【図５】
2004319654.tif 000007
【図６】
2004319654.tif 000008
【図７】
2004319654.tif 000009
【図８】
2004319654.tif 000010