JP2000125202A - Solid-state image pickup device, image sensor equipped with the same and its drive method - Google Patents

Solid-state image pickup device, image sensor equipped with the same and its drive method

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JP2000125202A
JP2000125202A JP10295733A JP29573398A JP2000125202A JP 2000125202 A JP2000125202 A JP 2000125202A JP 10295733 A JP10295733 A JP 10295733A JP 29573398 A JP29573398 A JP 29573398A JP 2000125202 A JP2000125202 A JP 2000125202A
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JP10295733A
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Yoshihiko Tokito
任 良 彦 時
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce dark current regardless of the drive speed and high and low of an environment temperature and to obtain a high quality image with a high S/N by subtracting compensation dark charge that is almost the same as dark charge transferred by a charge transfer means from it. SOLUTION: A compensation register 3 outputs compensation dark charge being dark charge that has almost the same quantity as internally generated CCD register 2 and to the positive electrode of an input side of a differential amplifier 4 in the same timing in accordance with the transfer speed of the CCD register 2. The differential amplifier 4 subtracts the compensation dark charge generated in the compensation register 3 from the signal charge supplied from the CCD register 2 and dark charge generated in the CCD register 2 and outputs it to the input terminal 5 of an external circuit 5. Because the compensation dark charge generated in the register 3 which is in almost the same quantity as the dark charge generated in the register 2 is subtracted from it in this way, nearly only the signal charge is outputted to the external circuit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置およ
びその駆動方法に関し、特に、暗時電流を抑止して高品
質の画像を得ることができる固体撮像装置およびこれを
備えたイメージセンサ並びにその駆動方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device and a method of driving the same, and more particularly, to a solid-state imaging device capable of obtaining a high quality image by suppressing dark current, an image sensor having the same, and an image sensor having the same It relates to a driving method.

【0002】[0002]

【従来の技術】入射光に応じた信号電荷を発生させる固
体撮像装置を備えたイメージセンサは、カメラのオート
フォーカスセンサや複写機・ファクシミリ等のスキャナ
のリニアイメージセンサとして広く利用されている。
2. Description of the Related Art An image sensor provided with a solid-state imaging device for generating signal charges according to incident light is widely used as an autofocus sensor for a camera or a linear image sensor for a scanner such as a copying machine or a facsimile.

【0003】これらのセンサにおいては、高品質の画像
を取るため、ノイズを低減させてS/N比を改善するこ
とが常に要求されてきた。
In these sensors, in order to obtain high-quality images, it has always been required to reduce noise and improve the S / N ratio.

【0004】このようなノイズの発生源の一つに暗時電
流があり、これは、光が照射されなくても固体撮像装置
のCCDレジスタに発生する電荷、即ち暗時電荷に基づ
くものである。
One of the sources of such noise is a dark current, which is based on the charge generated in the CCD register of the solid-state imaging device even when light is not irradiated, that is, the dark charge. .

【0005】暗時電荷の量は、信号蓄積時間と、CCD
レジスタの環境温度と、画素を構成する不純物拡散領域
の界面の面積に比例する。
The amount of charge at dark is determined by the signal accumulation time,
It is proportional to the environmental temperature of the register and the area of the interface between the impurity diffusion regions constituting the pixel.

【0006】従って、先ず、信号蓄積時間が長い場合
は、暗時電荷が多くなるので、従来は、CCDレジスタ
を高速で駆動させることにより暗時電荷の発生を抑止し
ていたが、駆動系が大がかりとなり、装置全体のコスト
を引上げるという問題があった。
Therefore, first, when the signal accumulation time is long, the dark charge increases. Therefore, conventionally, the generation of the dark charge was suppressed by driving the CCD register at high speed. There is a problem that the scale of the apparatus becomes large and the cost of the entire apparatus is increased.

【0007】特に、画素列とCCDレジスタを有する固
体撮像装置を直線状に複数個基板上に配設したマルチチ
ップセンサにおいては、時系列で各チップから信号電荷
を読出すと、出力部から遠隔の距離にある程、CCDレ
ジスタの信号蓄積時間が長くなり、暗時電荷が多くなる
ため、従来は、各CCDレジスタごとに出力部を設ける
ことにより、信号電荷を並列に読出していた。このた
め、アナログ信号である信号電荷をディジタル信号に変
換するA/D変換器も、各チップ毎に備えなければなら
ず、面積効率を下げ、集積度の向上を妨げていた。
In particular, in a multi-chip sensor in which a plurality of solid-state imaging devices having a pixel column and a CCD register are linearly arranged on a substrate, when signal charges are read out from each chip in a time series, remote from an output unit. The longer the distance, the longer the signal accumulation time of the CCD register and the greater the amount of dark charge. Conventionally, signal charges are read out in parallel by providing an output unit for each CCD register. For this reason, an A / D converter for converting a signal charge, which is an analog signal, into a digital signal must also be provided for each chip, which reduces the area efficiency and hinders an improvement in the degree of integration.

【0008】このように、各半導体チップごとにA/D
変換器を備えたマルチチップセンサの一例を図7のブロ
ック図に示す。
As described above, the A / D is set for each semiconductor chip.
An example of a multi-chip sensor provided with a converter is shown in the block diagram of FIG.

【0009】同図に示すマルチチップセンサ100は、
それぞれフォトダイオードアレイを有し、所定の間隔で
列をなすように配設された画素列101a,101b,
101cを備えている。
The multi-chip sensor 100 shown in FIG.
Each of the pixel columns 101a, 101b,... Has a photodiode array, and is arranged so as to form columns at predetermined intervals.
101c.

【0010】各画素列に隣接して平行にCCDレジスタ
102a,102b,102cが備えられている。
[0010] CCD registers 102a, 102b and 102c are provided adjacent to and in parallel with each pixel column.

【0011】各画素列およびこれに隣接するCCDレジ
スタは、それぞれ半導体チップ103a,103b,1
03c内に形成されている。
Each pixel column and the CCD register adjacent thereto are respectively provided with semiconductor chips 103a, 103b, 1
03c.

【0012】また、各半導体チップの出力側には、A/
D変換器108a,108b,108cがそれぞれ配設
され、各画素で発生し、各CCDレジスタにより転送さ
れた画像信号であるアナログ信号を各CCDレジスタ毎
にディジタル信号に変換している。
The output side of each semiconductor chip is provided with A /
D converters 108a, 108b, and 108c are provided, respectively, and convert an analog signal, which is an image signal generated in each pixel and transferred by each CCD register, into a digital signal for each CCD register.

【0013】このように、従来の技術によれば、A/D
変換器を各半導体チップ毎に備えなければならなかった
ため、センサの小型化・省スペース化・コスト低減等が
困難であるという問題があった。
As described above, according to the prior art, A / D
Since a converter must be provided for each semiconductor chip, there is a problem that it is difficult to reduce the size, space, and cost of the sensor.

【0014】次に、屋外でリニアイメージセンサを使用
する場合にも、CCDレジスタを備える半導体装置の温
度特性に従って暗時電荷が発生するため、高温環境下で
は暗時電圧が増加する。
Next, even when the linear image sensor is used outdoors, dark charges are generated in accordance with the temperature characteristics of the semiconductor device having the CCD register, so that the dark voltage increases in a high-temperature environment.

【0015】一般に、暗時電圧とリニアイメージセンサ
の温度には、e=e0×2(tーt0)/8の関係が成立する。
ここで、e0は、t0=20℃における暗時電圧である。
Generally, a relationship of e = e 0 × 2 (t−t 0 ) / 8 is established between the dark voltage and the temperature of the linear image sensor.
Here, e 0 is the dark voltage at t 0 = 20 ° C.

【0016】図9は、リニアイメージセンサの一例につ
いてこの関係式に基づく温度特性を示したものである。
FIG. 9 shows a temperature characteristic based on this relational expression for an example of a linear image sensor.

【0017】同図に示す温度特性から、リニアイメージ
センサの暗時電圧は、CCDレジスタの温度が8度上昇
する毎に、暗時電圧がe0×2nで増大していることがわ
かる。
From the temperature characteristics shown in FIG. 1 , it can be seen that the dark voltage of the linear image sensor increases by e 0 × 2 n every time the temperature of the CCD register rises by 8 degrees.

【0018】このような温度上昇による暗時電圧の増加
を防止するため、従来は、高温環境の屋外での使用にあ
たり冷却装置を備える必要があり、装置全体のコスト上
昇の要因となっていた。
In order to prevent an increase in dark voltage due to such a rise in temperature, conventionally, it is necessary to provide a cooling device for outdoor use in a high-temperature environment, which has caused a rise in the cost of the entire device.

【0019】また、以上のような設置環境に起因する要
因の他、固体撮像装置の電力消費に起因する温度上昇も
暗時電圧増大の大きな要因となっている。
In addition to the factors due to the installation environment as described above, a temperature rise due to power consumption of the solid-state imaging device is also a major factor in the increase in dark voltage.

【0020】即ち、高速でCCDレジスタを駆動する
と、電力消費量が増大して多量の熱を発生し、これによ
り装置全体の温度が上昇するためである。特に、複写機
等に用いられるイメージセンサの場合、約5MHz〜約
20MHzの周波数で駆動されるので、空冷ファン等の
冷却装置を用いて発生した熱を装置の外部に放出するほ
か、画素を構成するフォトダイオードを小さくしてPN
接合面の界面の面積を小さくすることにより、上述の関
係式におけるe0を小さくしていた。
That is, when the CCD register is driven at a high speed, the power consumption increases and a large amount of heat is generated, thereby increasing the temperature of the entire device. Particularly, in the case of an image sensor used in a copying machine or the like, since the image sensor is driven at a frequency of about 5 MHz to about 20 MHz, heat generated by using a cooling device such as an air-cooling fan is released to the outside of the device, and a pixel is formed. PN
By reducing the area of the interface of the bonding surface, e 0 in the above relational expression was reduced.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画素を
小さくすると、撮像対象物からの反射光を集束させる必
要が生ずるため、レンズ等の光学系として高精度かつ複
雑なものが必要となり、スペースおよびコストが増大す
るのみならず、センサのS/Nに限界が生じ、高品質の
画像を得ることが困難であるという問題があった。
However, when the size of the pixel is reduced, it becomes necessary to focus the reflected light from the object to be imaged. Therefore, a highly accurate and complicated optical system such as a lens is required, and the space and cost are reduced. Not only increases, but also the S / N of the sensor is limited, and it is difficult to obtain a high quality image.

【0022】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、駆動速度、環境温度の高低に拘ら
ず、暗時電流を低減させ、高いS/Nにより高品質の画
像を得ることができる固体撮像装置およびこれを備えた
イメージセンサ並びにその駆動方法を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce a dark current and obtain a high-quality image with a high S / N regardless of the driving speed and the environmental temperature. An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of performing the above, an image sensor including the same, and a driving method thereof.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】本発明は以下の手段によ
り上記課題の解決を図る。
The present invention solves the above problems by the following means.

【0024】即ち、本発明(請求項1)によれば、入射
光に応じた電荷を発生する光電変換手段と、上記光電変
換手段により発生した電荷を暗時電荷とともに転送する
電荷転送手段と、上記電荷転送手段に隣接して平行に設
けられ、上記暗時電荷と略同量の補償暗時電荷を上記電
荷転送手段に同期して転送する補償電荷転送手段と、上
記電荷転送手段により転送された暗時電荷から、上記補
償電荷転送手段により転送された補償暗時電荷を減算す
る減算手段とを備えた固体撮像装置が提供される。
That is, according to the present invention (claim 1), a photoelectric conversion means for generating a charge according to incident light, a charge transfer means for transferring the charge generated by the photoelectric conversion means together with a dark charge, A compensating charge transfer means which is provided adjacent to and parallel to the charge transfer means, and transfers a compensating dark charge of substantially the same amount as the dark charge in synchronization with the charge transfer means; And a subtracting means for subtracting the compensation dark charge transferred by the compensation charge transfer means from the dark charge.

【0025】また、本発明(請求項2)によれば、入射
光に応じた電荷を発生させる光電変換手段と、この光電
変換手段により発生した電荷を読出して転送する電荷転
送手段とを有する固体撮像装置を備え、基板上に直線状
に配設された複数の半導体チップと、上記半導体チップ
から供給される信号電荷を選択的に通過させる信号電荷
通過手段と、この信号電荷通過手段を制御する通過制御
手段とを備えたイメージセンサの駆動方法において、上
記通過制御手段から供給される駆動信号に基づいて上記
信号電荷通過手段が上記信号電荷を通過させることによ
り、1画素読出期間からリセット期間および信号立上が
り期間を除いた信号期間を上記半導体チップの個数で分
割した時間以下の時間で上記半導体チップから供給され
る画像信号の信号期間内の信号部分を順次サンプリング
して順次出力するイメージセンサの駆動方法が提供され
る。
Further, according to the present invention (claim 2), a solid-state device having photoelectric conversion means for generating electric charges in accordance with incident light, and charge transfer means for reading out and transferring electric charges generated by the photoelectric conversion means. A plurality of semiconductor chips provided linearly on a substrate, provided with an imaging device, signal charge passing means for selectively passing signal charges supplied from the semiconductor chips, and controlling the signal charge passing means A driving method for driving the image sensor including the passage control unit, wherein the signal charge passage unit allows the signal charge to pass based on a drive signal supplied from the passage control unit. A signal of an image signal supplied from the semiconductor chip in a time equal to or less than a time obtained by dividing a signal period excluding a signal rising period by the number of the semiconductor chips. The driving method of an image sensor sequentially outputting a signal portion for sequentially sampling in between is provided.

【0026】また、本発明(請求項3)によれば、入射
光に応じた信号電荷を発生させる光電変換手段と、上記
光電変換手段により発生した信号電荷を転送する電荷転
送手段とを有する固体撮像装置を備え、基板上に直線状
に配設された複数の半導体チップと、上記半導体チップ
から供給される信号電荷を選択的に通過させる信号電荷
通過手段と、上記信号電荷通過手段を制御する通過制御
手段と、上記信号電荷通過手段を通過した信号電荷を受
けて外部回路に出力する単一の出力手段とを備え、上記
通過制御手段は、1画素読出期間からリセット期間およ
び信号立上がり期間を除いた信号期間を上記半導体チッ
プの個数で分割した時間以下の周期を有する駆動信号を
上記信号通過手段に供給し、上記信号通過手段は、上記
駆動信号を受けて上記半導体チップ毎に上記信号期間内
の異なるタイミングで上記信号電荷を通過させて上記出
力手段に供給することを特徴とするイメージセンサが提
供される。
Further, according to the present invention (claim 3), a solid-state device having photoelectric conversion means for generating signal charges according to incident light, and charge transfer means for transferring signal charges generated by the photoelectric conversion means. An image pickup device is provided, a plurality of semiconductor chips arranged linearly on a substrate, signal charge passing means for selectively passing signal charges supplied from the semiconductor chip, and control of the signal charge passing means. A pass control means; and a single output means for receiving the signal charge passing through the signal charge passing means and outputting the signal charge to an external circuit, wherein the pass control means performs a reset period and a signal rising period from one pixel readout period. A drive signal having a cycle equal to or less than a time obtained by dividing the removed signal period by the number of the semiconductor chips is supplied to the signal passing unit, and the signal passing unit receives the drive signal and receives the drive signal. Serial image sensor for each semiconductor chip at different timings within the signal period by passing the signal charges and supplying to the output means.

【0027】上記イメージセンサは、上記光電変換手段
の上方に形成され、入射光のうちカラー画像を形成する
単位となる原色の光を通過させる色フィルタをさらに備
えると良い。
[0027] The image sensor may further include a color filter formed above the photoelectric conversion means and for transmitting primary color light, which is a unit for forming a color image, of the incident light.

【0028】上記出力手段は、上記信号電荷通過手段を
通過した信号電荷をデジタル信号に変換するアナログデ
ジタル変換手段と、このアナログデジタル変換手段が上
記信号電荷通過手段に対応して駆動するように上記アナ
ログデジタル変換手段に駆動信号を供給する駆動制御手
段とを備えるとさらに良い。
The output means includes an analog-to-digital conversion means for converting a signal charge passed through the signal charge passing means into a digital signal, and an output means for driving the analog-digital conversion means in correspondence with the signal charge passing means. It is more preferable to include a drive control unit that supplies a drive signal to the analog-to-digital conversion unit.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のいく
つかについて図面を参照しながら説明する。なお、以下
の各図において、同一の部分には同一の参照番号を付し
てその説明を適宜省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

【0030】図2は、本発明にかかる固体撮像装置の実
施の一形態を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing one embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.

【0031】同図に示す固体撮像装置10は、入射光に
応じた信号電荷を発生する光電変換手段であるフォトダ
イオード列1と、このフォトダイオード列に隣接して並
行に設けられた移送電極列6と、この移送電極列6に近
接してこれと平行に設けられたCCDレジスタ2と、こ
のCCDレジスタ2に近接してこれと平行に設けられ、
本実施形態において特徴的な暗時補償レジスタ3と、減
算手段である差動アンプ4とを備えている。
The solid-state imaging device 10 shown in FIG. 1 has a photodiode array 1 as photoelectric conversion means for generating signal charges according to incident light, and a transfer electrode array provided in parallel adjacent to the photodiode array. 6, a CCD register 2 provided close to and parallel to the transfer electrode array 6, a CCD register 2 provided close to and parallel to the CCD register 2,
The present embodiment includes a darkness compensation register 3 characteristic of the present embodiment and a differential amplifier 4 as a subtraction unit.

【0032】移送電極6は、配線26を介して入力端子
36に接続されている。
The transfer electrode 6 is connected to an input terminal 36 via a wiring 26.

【0033】CCDレジスタ2の各転送段の上面には図
示しない転送電極が設けられ、各転送段は、配線27,
28を介して入力端子7,8とそれぞれ交互に接続され
ている。また、暗時補償レジスタ3の各転送段の上方に
も転送電極(図示せず)が設けられ、CCDレジスタ2
と同様に、各転送段は、配線27,28を介して入力端
子7,8とそれぞれ交互に接続され、CCDレジスタ2
と同一の駆動信号が入力されるようになっている。即
ち、CCDレジスタ2と暗時補償レジスタ3とは、同一
の駆動信号に基づいて電荷を転送する同位相の2相駆動
レジスタとなっている。
A transfer electrode (not shown) is provided on the upper surface of each transfer stage of the CCD register 2.
The input terminals 7 and 8 are alternately connected to each other via a terminal 28. A transfer electrode (not shown) is also provided above each transfer stage of the dark compensation register 3, and the CCD register 2
Similarly to the above, each transfer stage is alternately connected to input terminals 7 and 8 via wirings 27 and 28, respectively.
And the same drive signal is input. That is, the CCD register 2 and the darkness compensation register 3 are two-phase driving registers having the same phase for transferring electric charges based on the same driving signal.

【0034】差動アンプ4は、入力側の正極が補償レジ
スタ3の出力端に接続され、負極がCCDレジスタ2の
出力端に接続されている。また、差動アンプ4の出力側
は、外部回路の入力端子5に接続されるとともに、入力
側の負極にも接続され出力信号が負帰還されている。
The differential amplifier 4 has an input-side positive electrode connected to the output terminal of the compensation register 3 and a negative electrode connected to the output terminal of the CCD register 2. The output side of the differential amplifier 4 is connected to the input terminal 5 of the external circuit, and is also connected to the negative side of the input side so that the output signal is negatively fed back.

【0035】同図においては図示していないが、移送電
極6、CCDレジスタ2および暗時補償レジスタ3の上
方は、アルミニウム等でなる遮光膜で覆われており、こ
の遮光膜は、フォトダイオード列1の上方の領域にのみ
開口を有し、この開口により撮像対象からの光がフォト
ダイオード列1に入射するようになっている。
Although not shown in the figure, the upper portion of the transfer electrode 6, the CCD register 2 and the dark compensation register 3 is covered with a light-shielding film made of aluminum or the like. An opening is provided only in a region above the light receiving element 1, and light from an imaging target enters the photodiode array 1 through this opening.

【0036】この固体撮像装置10の動作は次のとおり
である。
The operation of the solid-state imaging device 10 is as follows.

【0037】入射光を受けたフォトダイオード列1は、
この入射光に応じた信号電荷を発生させる。CCDレジ
スタ2は、移送電極6によりこの信号電荷を読出した
後、CCDレジスタ2の内部で発生した暗時電荷ととも
に、この信号電荷を順次転送して差動アンプ4の入力側
の負電極に出力する。
The photodiode array 1 receiving the incident light
A signal charge corresponding to the incident light is generated. After reading out the signal charges by the transfer electrode 6, the CCD register 2 sequentially transfers the signal charges together with dark charges generated inside the CCD register 2 and outputs the signal charges to the negative electrode on the input side of the differential amplifier 4. I do.

【0038】補償レジスタ3は、内部で発生したCCD
レジスタ2と略同量の暗時電荷である補償暗時電荷をC
CDレジスタ2の転送速度に対応して同一のタイミング
で差動アンプ4の入力側の正電極に出力する。
The compensation register 3 includes a CCD generated internally.
The compensation dark charge, which is the same amount of dark charge as that of the register 2, is represented by C
It outputs to the positive electrode on the input side of the differential amplifier 4 at the same timing according to the transfer speed of the CD register 2.

【0039】差動アンプ4は、CCDレジスタ2から供
給された信号電荷とCCDレジスタ2の内部で発生した
暗時電荷から、補償レジスタ3の内部で発生した補償暗
時電荷を減算して、外部回路の入力端子5に出力する。
The differential amplifier 4 subtracts the compensated dark charge generated inside the compensation register 3 from the signal charge supplied from the CCD register 2 and the dark charge generated inside the CCD register 2, Output to the input terminal 5 of the circuit.

【0040】このように、差動アンプ4により、CCD
レジスタ2で発生した暗時電荷から、これと略同量の補
償レジスタ3で発生した補償暗時電荷が減算されるの
で、外部回路には、ほぼ信号電荷だけが出力されること
になる。これにより、転送速度が遅く、また、露光量が
低い場合であっても、S/Nが高く高品質の画像信号を
出力することができる固体撮像装置が提供される。
As described above, the differential amplifier 4 controls the CCD
Substantially the same amount of compensated dark charge generated by the compensation register 3 is subtracted from the dark charge generated by the register 2, so that almost only signal charges are output to the external circuit. This provides a solid-state imaging device that can output a high-quality image signal with a high S / N even when the transfer speed is low and the exposure amount is low.

【0041】次に、本発明にかかるイメージセンサの第
1の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
Next, a first embodiment of the image sensor according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0042】図4は、本実施形態であるイメージセンサ
20の概略を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram schematically showing the image sensor 20 according to the present embodiment.

【0043】同図に示すイメージセンサ20は、上方に
図示しない色フィルタを有し、入射光を受けて各色フィ
ルタに対応したカラーの画像信号を発生する固体撮像装
置13a,13b,13cと、これらの固体撮像装置か
ら供給される画像信号を選択的に切替えて順次出力する
信号電荷通過手段15と、この信号電荷通過手段15に
選択信号を供給する通過制御手段16と、信号電荷通過
手段15から供給されたアナログ信号をデジタル信号に
変換するA/D変換器18と、このA/D変換器18に
駆動信号を供給する駆動信号供給手段19とを備えてい
る。
The image sensor 20 shown in the figure has solid color image pickup devices 13a, 13b, and 13c having a color filter (not shown) at the upper side and receiving incident light and generating color image signals corresponding to each color filter. Signal charge passing means 15 for selectively switching and sequentially outputting image signals supplied from the solid-state imaging device, passing control means 16 for supplying a selection signal to the signal charge passing means 15, and signal charge passing means 15. An A / D converter 18 that converts the supplied analog signal into a digital signal and a drive signal supply unit 19 that supplies a drive signal to the A / D converter 18 are provided.

【0044】固体撮像装置13a,13b,13cは、
それぞれ、フォトダイオードでなる光電変換手段である
画素列11a,11b,11cと、これらの画素列で発
生した信号電荷を順次転送するCCDレジスタ12a,
12b,12cとを備えている。
The solid-state imaging devices 13a, 13b, 13c
Pixel rows 11a, 11b, and 11c, which are photoelectric conversion means composed of photodiodes, and CCD registers 12a and 12 that sequentially transfer signal charges generated in these pixel rows, respectively.
12b and 12c.

【0045】通過制御手段16は、後述する本発明にお
いて特徴的な周期を有する選択信号を生成して信号電荷
通過手段15に供給する。
The passage control means 16 generates a selection signal having a period characteristic of the present invention, which will be described later, and supplies it to the signal charge passing means 15.

【0046】信号電荷通過手段15は、信号切替手段を
備え、この選択信号の供給を受けて後述する信号期間T
3内で信号切替手段を順次選択的に切換えることによ
り、固体撮像装置から供給される画像信号をA/D変換
器18に供給する。
The signal charge passing means 15 is provided with a signal switching means.
The image signal supplied from the solid-state imaging device is supplied to the A / D converter 18 by sequentially and selectively switching the signal switching means in 3 .

【0047】この信号切換手段の一具体例を図5に示
す。同図に示す信号切替手段は、アナログ半導体スイッ
チ14a,14b,14cを備えている。各スイッチの
一端は、CCDレジスタ12a,12b,12cにそれ
ぞれ接続され、また、各スイッチの他端は、いずれもA
/D変換器18に接続されている。
FIG. 5 shows a specific example of the signal switching means. The signal switching means shown in the figure includes analog semiconductor switches 14a, 14b, 14c. One end of each switch is connected to each of the CCD registers 12a, 12b and 12c, and the other end of each switch is connected to A
/ D converter 18.

【0048】図4に戻り、A/D変換器18は、駆動信
号供給手段19から供給される駆動信号に基づいて、信
号通過手段から供給された各信号波形のサンプリング信
号をディジタル信号に変換して外部回路に出力する。
Returning to FIG. 4, the A / D converter 18 converts the sampling signal of each signal waveform supplied from the signal passing means into a digital signal based on the driving signal supplied from the driving signal supply means 19. Output to an external circuit.

【0049】この固体撮像装置20の動作を本発明にか
かるイメージセンサの駆動方法の実施の一形態として図
面を参照しながら説明する。
The operation of the solid-state imaging device 20 will be described as an embodiment of a method for driving an image sensor according to the present invention with reference to the drawings.

【0050】まず、本実施形態にかかるイメージセンサ
の駆動方法の原理について図1および図3を参照しなが
ら説明する。
First, the principle of the driving method of the image sensor according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0051】図3は、1画素から発生した信号波形の一
例を示す波形図である。同図において、縦軸は、電圧E
の大きさを示し、また、横軸は、時間tを示す。
FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of a signal waveform generated from one pixel. In the figure, the vertical axis represents the voltage E
And the horizontal axis represents time t.

【0052】時刻t0からt5までは、信号C0の1周期
であり、この時間内で固体撮像装置13のCCDレジス
タ12が画素列11から信号波形を読出すので、この周
期を1画素読出期間TWと呼ぶ。また、この1画素読出
期間TWのうち、t0からt1までをリセット期間T1と呼
び、また、t1からt2までを信号立上がり期間T2と呼
び、さらに、信号波形の振幅が安定するt2からt3まで
の期間を信号期間T3と呼び、従来は、この信号期間T3
の全期間でCCDレジスタ12が信号電荷の読出しを行
っていた。
The period from time t 0 to t 5 is one cycle of the signal C 0 , and the CCD register 12 of the solid-state imaging device 13 reads out the signal waveform from the pixel row 11 within this time. This is referred to as a reading period T W. Also, of the period T W output pixel read this one stroke, is referred to from t 0 to t 1 and the reset period T 1, also referred to as a period T 2 rising signal from t 1 to t 2, further, the amplitude of the signal waveform referred to the period from t 2 to stable until t 3 the signal period T 3, conventionally, the signal period T 3
In the entire period, the CCD register 12 reads out the signal charges.

【0053】本実施形態は、この信号期間T3における
信号波形の安定性に着目したものにであり、その特徴
は、この信号期間T3をイメージセンサの固体撮像装置
が形成された半導体チップ列のチップ数で除算した時間
を周期とする制御信号により、各信号電荷のサンプリン
グを行う点にある。
The present embodiment focuses on the stability of the signal waveform in the signal period T 3 , and the feature of this embodiment is that the signal period T 3 is defined by a semiconductor chip array on which a solid-state image pickup device of an image sensor is formed. The point is that each signal charge is sampled by a control signal having a period of time divided by the number of chips.

【0054】図1は、このような信号電荷のサンプリン
グの概要を示すタイミングチャートである。
FIG. 1 is a timing chart showing an outline of such sampling of signal charges.

【0055】同図に示す3つの信号C1,C2,C3は、
いずれも、図4に示す固体撮像装置13a,13b,1
3cの画素列11a,11b,11cでそれぞれ光電変
換された信号である。また、これら信号C1,C2,C3
の下に示されたパルス信号SA /Dは、図4に示すA/D
変換器18に供給される駆動信号であり、そのパルス周
期TA/Dは、信号期間T3を3分割した値となっている。
The three signals C 1 , C 2 and C 3 shown in FIG.
In each case, the solid-state imaging devices 13a, 13b, 1 shown in FIG.
The signals are photoelectrically converted by the pixel columns 11a, 11b, and 11c of 3c. Further, these signals C 1 , C 2 , C 3
The pulse signal S A / D shown below corresponds to the A / D shown in FIG.
It is a drive signal supplied to the converter 18 and its pulse period T A / D is a value obtained by dividing the signal period T 3 into three.

【0056】入射光は画素列11a,11b,11c同
時に入射しているため、信号C1,C2,C3の波形は、
すべて同位相となっている。
Since the incident light is simultaneously incident on the pixel rows 11a, 11b and 11c, the waveforms of the signals C 1 , C 2 and C 3 are as follows.
All are in phase.

【0057】そこで、まず、t2〜t3の時間帯で信号C
1のS1部分を読出して、A/D変換器18に供給し、駆
動パルスP1によりA/D変換器18を駆動して、信号
1のディジタル信号を出力させる。
Therefore, first, the signal C in the time period from t 2 to t 3 is obtained.
The S 1 part of 1 reads and supplies to the A / D converter 18, and drives the A / D converter 18 by the driving pulse P 1, and outputs a digital signal of the signal C 1.

【0058】次に、t3〜t4の時間帯で信号C2のS2
分を読出して、A/D変換器18に供給し、駆動パルス
2によりA/D変換器18を駆動して、信号C2のディ
ジタル信号を出力させる。
Next, during the time period from t 3 to t 4 , the S 2 portion of the signal C 2 is read out, supplied to the A / D converter 18, and the A / D converter 18 is driven by the driving pulse P 2. Te, and outputs a digital signal of the signal C 2.

【0059】さらに、t4〜t5の時間帯で信号C3のS3
部分を読出して、A/D変換器18に供給し、駆動パル
スP3によりA/D変換器18を駆動して、信号C3のデ
ィジタル信号を出力させる。
Further, S 3 of the signal C 3 in the time period from t 4 to t 5
Partial reads and supplies to the A / D converter 18, and drives the A / D converter 18 by the driving pulse P 3, and outputs a digital signal of the signal C 3.

【0060】各信号を選択的に切替えてA/D変換器1
8に読出す手段は、図5に示すアナログ半導体スイッチ
等のスイッチング素子を用い、選択駆動信号として、上
記駆動パルスと同一周期のパルス信号を上記駆動パルス
に対応してこのスイッチング素子に供給すればよい。
The A / D converter 1 selectively switches each signal.
The means for reading out to 8 uses a switching element such as an analog semiconductor switch shown in FIG. 5 and supplies a pulse signal having the same cycle as the drive pulse to the switching element as a selection drive signal in accordance with the drive pulse. Good.

【0061】このように、各画素列で光電変換され、C
CDレジスタに供給された信号について、信号期間T3
をチップ数で分割した周期でサンプリングすることによ
り、1画素読出期間内ですべてのチップからの信号を単
一のA/D変換器に供給することが可能になる。これに
より、装置全体の小型化が可能になるとともに、低速駆
動の固体撮像装置を備えたイメージセンサについても、
蓄積時間を短縮することが可能になり、暗時電荷の発生
を抑止することができるので、S/Nの高い高品質の画
像信号を提供することができる。
As described above, photoelectric conversion is performed on each pixel column, and C
For the signal supplied to the CD register, the signal period T 3
Is sampled at a cycle divided by the number of chips, so that signals from all chips can be supplied to a single A / D converter within one pixel readout period. This makes it possible to reduce the size of the entire device, and also for an image sensor equipped with a low-speed driving solid-state imaging device.
Since the accumulation time can be shortened and the generation of dark charge can be suppressed, a high-quality image signal with a high S / N can be provided.

【0062】図4に示すイメージセンサ20は、以上の
方法により駆動されるため、以下のとおりに動作する。
Since the image sensor 20 shown in FIG. 4 is driven by the above method, it operates as follows.

【0063】まず、各画素列11a,11b,11cが
入射光に応じたカラー画像の信号電荷C1’,C2’,C
3’を発生させ、この信号電荷C1’,C2’,C3’は、
各CCDレジスタ12a,12b,12cに読出され
る。
First, each of the pixel columns 11a, 11b, and 11c has a signal charge C 1 ′, C 2 ′, C of a color image corresponding to incident light.
3 ′, and the signal charges C 1 ′, C 2 ′, C 3
The data is read out to each of the CCD registers 12a, 12b, 12c.

【0064】各CCDレジスタ12a,12b,12c
は、これらの画像信号C1’,C2’,C3’を信号通過
手段15に供給する。
Each CCD register 12a, 12b, 12c
Supplies these image signals C 1 ′, C 2 ′, C 3 ′ to the signal passing means 15.

【0065】信号通過手段15は、通過制御手段16か
ら供給される選択信号に基づいて各画像信号C1’,
2’,C3’を順次選択的に切替えて通過させる。
The signal passing means 15 receives each image signal C 1 ′, based on the selection signal supplied from the passage control means 16.
C 2 ′ and C 3 ′ are selectively switched sequentially and passed.

【0066】即ち、図1に示したように、先ず、時刻t
2からt3までの時間帯では、アナログスイッチ12aを
オン、アナログスイッチ12b,12cをオフにして
(図5参照)、CCDレジスタ12aとA/D変換器1
8間の接続を短絡し、CCDレジスタ12b,12cと
A/D変換器18間の接続を開放することにより、画像
信号C1’のS1’部分を読出して、A/D変換器18に
供給する。
That is, as shown in FIG.
In the time period from 2 to t 3, the analog switch 12a on, the analog switch 12b, and clear the 12c (see FIG. 5), CCD register 12a and the A / D converter 1
8 is short-circuited, and the connection between the CCD registers 12b and 12c and the A / D converter 18 is opened, so that the S 1 ′ portion of the image signal C 1 ′ is read out and sent to the A / D converter 18. Supply.

【0067】次に、時刻t3からt4までの時間帯では、
アナログスイッチ12bをオン、アナログスイッチ12
a,12cをオフにして(図5参照)、CCDレジスタ
12bとA/D変換器18間の接続を短絡し、CCDレ
ジスタ12a,12cとA/D変換器18間の接続を開
放することにより、画像信号C2’のS2’部分を読出し
て、A/D変換器18に供給する。
Next, in the time period from time t 3 to time t 4 ,
Turn on the analog switch 12b,
a, 12c are turned off (see FIG. 5), the connection between the CCD register 12b and the A / D converter 18 is short-circuited, and the connection between the CCD registers 12a, 12c and the A / D converter 18 is opened. , The S 2 ′ portion of the image signal C 2 ′ is read and supplied to the A / D converter 18.

【0068】さらに、時刻t4からt5までの時間帯で
は、アナログスイッチ12cをオン、アナログスイッチ
12a,12bをオフにして(図5参照)、CCDレジ
スタ12cとA/D変換器18間の接続を短絡し、CC
Dレジスタ12a,12bとA/D変換器18間の接続
を開放することにより、画像信号C3’のS3’部分を読
出して、A/D変換器18に供給する。
Further, in the time period from the time t 4 to the time t 5 , the analog switch 12c is turned on, and the analog switches 12a and 12b are turned off (see FIG. 5), so that the connection between the CCD register 12c and the A / D converter 18 is made. Short the connection and CC
D register 12a, by opening the connection between 12b and A / D converter 18, a portion 'S 3' of the image signal C 3 is read, supplied to the A / D converter 18.

【0069】駆動信号供給手段19は、上記選択信号に
対応した駆動信号をA/D変換器18に供給し、A/D
変換器18は、この駆動信号に基づいて信号通過手段1
5から順次供給された信号部分S1’,S2’,S3’の
アナログ信号をディジタル信号に順次変換し、外部回路
(図示せず)に出力する。
The drive signal supply means 19 supplies a drive signal corresponding to the selection signal to the A / D converter 18, and the A / D converter
The converter 18 performs signal passing means 1 based on the drive signal.
The analog signals of the signal portions S 1 ′, S 2 ′, S 3 ′ sequentially supplied from 5 are sequentially converted into digital signals and output to an external circuit (not shown).

【0070】このように、本実施形態にかかるイメージ
センサによれば、1画素読出期間内の信号期間を固体撮
像装置の数量で分割した周期でサンプリングするので、
蓄積時間を短縮することができ、暗時電荷の発生を抑止
することができる。これにより、光電変換手段を構成す
る各画素を大きくすることが可能になるので、高品質の
画像を出力することができる。また、1画素読出期間内
ですべての固体撮像装置から信号電荷を読出すので、単
一のA/D変換器でA/D変換をすることができる。こ
れにより、固体撮像装置の小型化・低コスト化をより一
層進めることができる。
As described above, according to the image sensor according to the present embodiment, the signal period within one pixel readout period is sampled at a period divided by the number of solid-state imaging devices.
The accumulation time can be shortened, and generation of dark charge can be suppressed. This makes it possible to increase the size of each pixel that constitutes the photoelectric conversion unit, so that a high-quality image can be output. Also, since signal charges are read from all solid-state imaging devices within one pixel readout period, A / D conversion can be performed by a single A / D converter. Thus, the size and cost of the solid-state imaging device can be further reduced.

【0071】つぎに、本発明にかかるイメージセンサの
第2の実施の形態について図面を参照しながら説明す
る。
Next, a second embodiment of the image sensor according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0072】図6は、本実施形態のリニアイメージセン
サ30を示す略示斜視図である。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing the linear image sensor 30 of the present embodiment.

【0073】このリニアイメージセンサ30は、図4に
示すイメージセンサをより具体化したものであり、前述
した本発明に係るイメージセンサの実施の一形態である
駆動方法に基づいて駆動される。
This linear image sensor 30 is a more specific version of the image sensor shown in FIG. 4, and is driven based on the above-described driving method as an embodiment of the image sensor according to the present invention.

【0074】図6に示すように、リニアイメージセンサ
30は、基板35と、この基板35の上面やや奥側に微
小な間隔をもって列をなすように配設された6個の半導
体チップ31と、基板35の上面手前側に配設された半
導体チップ38を備えている。半導体チップ31には、
CCDレジスタと、従来技術において組込まれていたも
のよりも大きな画素とを有する固体撮像装置が形成され
ている。また、半導体チップ38内には、信号通過回路
および単一のA/D変換回路が形成され、相互に接続さ
れている。信号通過回路は、アナログ半導体スイッチを
半導体チップ31と同数の6個有している。半導体チッ
プ38はまた、このアナログ半導体スイッチのオン・オ
フを制御する選択信号を生成して信号通過回路に供給す
る選択信号発生回路と、この選択信号に対応した駆動信
号を生成して上記A/D変換回路に供給し、これを駆動
する駆動信号発生回路とをさらに備えている。半導体チ
ップ31内のCCDレジスタと半導体チップ38内の信
号通過回路とは、基板35の表面および内部に形成され
た配線層により相互に接続されている。なお、同図にお
いて図示しないが、半導体チップ31の上方には、色フ
ィルタが備えられ、カラー画像に対応した信号電荷が得
られるようになっている。
As shown in FIG. 6, a linear image sensor 30 includes a substrate 35, and six semiconductor chips 31 arranged in a row on the upper surface of the substrate 35 and slightly behind the substrate 35 at a small interval. A semiconductor chip 38 is provided on the front side of the upper surface of the substrate 35. In the semiconductor chip 31,
Solid-state imaging devices have been formed that have CCD registers and larger pixels than those incorporated in the prior art. In the semiconductor chip 38, a signal passing circuit and a single A / D conversion circuit are formed and connected to each other. The signal passage circuit has the same number of analog semiconductor switches as the semiconductor chip 31. The semiconductor chip 38 also generates a selection signal for controlling on / off of the analog semiconductor switch and supplies the selection signal to a signal passing circuit, and generates a drive signal corresponding to the selection signal to generate the A / A signal. And a drive signal generation circuit that supplies the D conversion circuit and drives the D conversion circuit. The CCD register in the semiconductor chip 31 and the signal passing circuit in the semiconductor chip 38 are mutually connected by a wiring layer formed on the surface of and inside the substrate 35. Although not shown in the figure, a color filter is provided above the semiconductor chip 31 so that signal charges corresponding to a color image can be obtained.

【0075】このリニアイメージセンサ30は、上述し
た本発明にかかる駆動方法の一実施形態により駆動され
るので、単一のA/D変換回路により、すべての画素で
発生した画像信号のA/D変換を処理することができ
る。これにより、スペースの余裕ができ、半導体チップ
間の間隔を狭めることができるので、センサの基板35
上に従来よりも多数の半導体チップを搭載することがで
きる。
Since this linear image sensor 30 is driven by the above-described embodiment of the driving method according to the present invention, the A / D conversion of the image signal generated in all the pixels is performed by a single A / D conversion circuit. The conversion can be processed. As a result, a sufficient space can be provided, and the interval between the semiconductor chips can be reduced.
A larger number of semiconductor chips can be mounted thereon than before.

【0076】また、1画素読出期間内ですべてのチップ
から信号電荷を読出してA/D変換するので、大量の暗
時電荷が発生する前に、画像信号を取出すことができ
る。これによりS/Nの高い画像を提供することができ
る。また、暗時電荷が大量に発生するおそれがないの
で、半導体チップに従来よりも大きな画素を搭載するこ
とができる。これにより、高品質のカラー画像を提供す
ることができる。
Further, since signal charges are read out from all chips and A / D converted during one pixel readout period, an image signal can be taken out before a large amount of dark charge is generated. Thereby, an image having a high S / N can be provided. Further, since there is no fear that a large amount of dark charge is generated, a larger pixel can be mounted on the semiconductor chip than before. Thereby, a high quality color image can be provided.

【0077】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記形態に限るものでなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上述の実施形態では、固体撮像装置を3個または6個備
えたイメージセンサについて説明したが、これらの個数
に限ることなく、仕様に応じて増減できるのは勿論であ
る。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.
In the above-described embodiment, an image sensor including three or six solid-state imaging devices has been described. However, the number of solid-state imaging devices is not limited to these, and can be increased or decreased according to specifications.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明は以下の効
果を奏する。
As described above in detail, the present invention has the following effects.

【0079】即ち、本発明に係る固体撮像装置によれ
ば、補償電荷転送手段と減算手段とを備え、電荷転送手
段により転送された暗時電荷からこれと略同量の補償暗
時電荷を減算するので、低速駆動、高環境温度に拘ら
ず、暗時電流を消去してS/Nが高い高品質の画像を取
出すことができる。
That is, according to the solid-state imaging device of the present invention, the solid-state imaging device includes the compensation charge transfer means and the subtraction means, and subtracts the same amount of the compensation dark charge from the dark charge transferred by the charge transfer means. Therefore, irrespective of low-speed driving and high environmental temperature, the dark current is erased and a high-quality image with high S / N can be taken out.

【0080】また、本発明にかかるリニアイメージセン
サの駆動方法によれば、信号期間を半導体チップの個数
で分割した時間で、各画素から転送される画像信号をサ
ンプリングするので、暗時電荷が大量に発生する前に、
1画素読出期間内にすべての半導体チップから画像信号
を取出して出力することができる。
Further, according to the driving method of the linear image sensor according to the present invention, since the image signal transferred from each pixel is sampled by dividing the signal period by the number of semiconductor chips, a large amount of dark charge is generated. Before it happens
Image signals can be extracted and output from all semiconductor chips within one pixel readout period.

【0081】また、本発明にかかるリニアイメージセン
サによれば、信号期間を半導体チップの個数で分割した
時間で、各画素から転送される画像信号を順次通過させ
る信号通過手段を備えているので、暗時電荷が大量に発
生する前に、1画素読出期間内にすべての半導体チップ
から画像信号を取出して出力することができる。
According to the linear image sensor of the present invention, since the signal period is divided by the number of semiconductor chips, the signal passing means for sequentially passing the image signal transferred from each pixel is provided. Before a large amount of dark charge is generated, image signals can be taken out and output from all semiconductor chips within one pixel readout period.

【0082】また、本発明にかかるイメージセンサによ
れば、単一のA/D変換器でS/Nが高い高品質の画像
を取出してA/D変換処理を行うことができる小型のイ
メージセンサが提供される。また、各半導体チップで発
生し転送された画像信号は、暗時電荷が大量に発生する
前に取出されるので、画素を大型化することができるた
め、さらに高品質の画像信号を取出すことができるイメ
ージセンサが提供される。
Further, according to the image sensor of the present invention, a small-sized image sensor capable of taking out a high-quality image with a high S / N and performing A / D conversion processing with a single A / D converter. Is provided. Further, since the image signal generated and transferred in each semiconductor chip is extracted before a large amount of dark charge is generated, the size of the pixel can be increased, so that a higher quality image signal can be extracted. A possible image sensor is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかるイメージセンサの駆動方法にお
ける信号電荷のサンプリングの概要を示すタイミングチ
ャートである。
FIG. 1 is a timing chart showing an outline of signal charge sampling in a method for driving an image sensor according to the present invention.

【図2】本発明にかかる固体撮像装置の実施の一形態の
概略を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an outline of an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図3】1画素から発生しCCDレジスタに読出された
信号波形の一例を示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of a signal waveform generated from one pixel and read out to a CCD register.

【図4】本発明にかかるイメージセンサの第1の実施の
形態の概略を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram schematically illustrating a first embodiment of an image sensor according to the present invention.

【図5】図4に示すイメージセンサの信号電荷通過手段
が備える信号切換手段の一具体例を示す回路図である。
5 is a circuit diagram showing a specific example of a signal switching unit provided in a signal charge passing unit of the image sensor shown in FIG.

【図6】本発明にかかるイメージセンサの第2の実施の
形態を示す略示斜視図である。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a second embodiment of the image sensor according to the present invention.

【図7】従来の技術によるマルチチップセンサの一例の
概略を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram schematically illustrating an example of a conventional multi-chip sensor.

【図8】固体撮像装置の暗時電圧と温度との関係を示す
温度特性図である。
FIG. 8 is a temperature characteristic diagram showing a relationship between a dark voltage and a temperature of the solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11a,11b,11c 画素列 2,12a,12b,12c CCDレジスタ 3 暗時補償レジスタ 4 差動アンプ 6,7,8 入力端子 C1,C2,C3,C1’,C2’,C3’ 画像信号 信号部分 SA/D A/D変換器駆動信号 10,13a,13b,13c 固体撮像装置 31 半導体チップ 15 信号電荷通過手段 16 通過制御手段 18,38 A/D変換器 19 駆動制御手段 14a,14b,14c アナログ半導体スイッチ 20,30,100 イメージセンサ 26,27,28 配線 TW 1画素読出し期間 T1 リセット期間 T2 信号立上がり期間 T3 信号期間1, 11a, 11b, 11c pixel column 2,12a, 12b, 12c CCD register 3 dark compensation register 4 differential amplifier 6,7,8 input terminals C 1, C 2, C 3 , C 1 ', C 2' , C 3 ′ image signal signal portion S A / D A / D converter drive signal 10, 13a, 13b, 13c solid-state imaging device 31 semiconductor chip 15 signal charge passing means 16 passage control means 18, 38 A / D converter 19 drive control means 14a, 14b, 14c analog semiconductor switches 20,30,100 image sensor 26, 27, 28 wiring T W 1 pixel readout period T 1 the reset period T 2 signal rising period T 3 signal period

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA05 AB01 BA04 BA10 CA02 DB01 DB06 DD09 DD10 FA03 FA08 GB11 GC08 5C024 AA01 CA10 EA08 FA01 FA02 GA01 GA11 GA52 HA06 HA14 HA18 JA21 5C072 AA01 BA11 EA05 FB08 FB16 QA05 UA06 UA09  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 4M118 AA05 AB01 BA04 BA10 CA02 DB01 DB06 DD09 DD10 FA03 FA08 GB11 GC08 5C024 AA01 CA10 EA08 FA01 FA02 GA01 GA11 GA52 HA06 HA14 HA18 JA21 5C072 AA01 BA11 EA05 FB08 FB16 QA05 UA06 UA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入射光に応じた電荷を発生する光電変換手
段と、 前記光電変換手段により発生した電荷を暗時電荷ととも
に転送する電荷転送手段と、 前記電荷転送手段に隣接して平行に設けられ、前記暗時
電荷と略同量の補償暗時電荷を前記電荷転送手段に同期
して転送する補償電荷転送手段と、 前記電荷転送手段により転送された暗時電荷から、前記
補償電荷転送手段により転送された補償暗時電荷を減算
する減算手段とを備えた固体撮像装置。
1. A photoelectric conversion means for generating a charge according to incident light, a charge transfer means for transferring the charge generated by the photoelectric conversion means together with a dark charge, and a charge transfer means provided adjacent to and parallel to the charge transfer means. A compensation charge transfer means for transferring substantially the same amount of compensation dark charge as that of the dark charge in synchronization with the charge transfer means; and the compensation charge transfer means from the dark charge transferred by the charge transfer means. And a subtracting means for subtracting the compensated dark-time charge transferred by the method.
【請求項2】入射光に応じた電荷を発生させる光電変換
手段と、前記光電変換手段により発生した電荷を読出し
て転送する電荷転送手段とを有する固体撮像装置を備
え、基板上に直線状に配設された複数の半導体チップ
と、前記半導体チップから供給される信号電荷を選択的
に通過させる信号電荷通過手段と、前記信号電荷通過手
段を制御する通過制御手段とを備えたイメージセンサの
駆動方法において、 前記通過制御手段から供給される駆動信号に基づいて前
記信号電荷通過手段が前記信号電荷を通過させることに
より、1画素読出期間からリセット期間および信号立上
がり期間を除いた信号期間を前記半導体チップの個数で
分割した時間以下の時間で前記半導体チップから供給さ
れる画像信号の信号期間内の信号部分を順次サンプリン
グして順次出力するイメージセンサの駆動方法。
2. A solid-state imaging device comprising: a photoelectric conversion means for generating electric charges according to incident light; and a charge transfer means for reading and transferring electric charges generated by the photoelectric conversion means. Driving of an image sensor, comprising: a plurality of semiconductor chips arranged; signal charge passing means for selectively passing signal charges supplied from the semiconductor chip; and passage control means for controlling the signal charge passing means. In the method, the signal charge passing means passes the signal charge based on a drive signal supplied from the passage control means, so that a signal period obtained by excluding a reset period and a signal rising period from one pixel readout period is set in the semiconductor device. The signal portion within the signal period of the image signal supplied from the semiconductor chip is sequentially sampled in a time equal to or less than the time divided by the number of chips. A method of driving an image sensor that outputs data sequentially.
【請求項3】入射光に応じた信号電荷を発生させる光電
変換手段と、前記光電変換手段により発生した信号電荷
を転送する電荷転送手段とを有する固体撮像装置を備
え、基板上に直線状に配設された複数の半導体チップ
と、 前記半導体チップから供給される信号電荷を選択的に通
過させる信号電荷通過手段と、 前記信号電荷通過手段を制御する通過制御手段と、 前記信号電荷通過手段を通過した信号電荷を受けて外部
回路に出力する単一の出力手段とを備え、 前記通過制御手段は、1画素読出期間からリセット期間
および信号立上がり期間を除いた信号期間を前記半導体
チップの個数で分割した時間以下の周期を有する駆動信
号を前記信号電荷通過手段に供給し、 前記信号電荷通過手段は、前記駆動信号を受けて前記半
導体チップ毎に前記信号期間内の異なるタイミングで前
記信号電荷を通過させて前記出力手段に供給するイメー
ジセンサ。
3. A solid-state imaging device comprising: photoelectric conversion means for generating signal charges according to incident light; and charge transfer means for transferring signal charges generated by the photoelectric conversion means. A plurality of semiconductor chips disposed, signal charge passing means for selectively passing signal charges supplied from the semiconductor chip, passage control means for controlling the signal charge passing means, and signal charge passing means A single output means for receiving the passed signal charge and outputting the signal charge to an external circuit, wherein the passage control means calculates a signal period obtained by excluding a reset period and a signal rising period from one pixel readout period by the number of the semiconductor chips. A drive signal having a cycle equal to or less than the divided time is supplied to the signal charge passing unit, and the signal charge passing unit receives the drive signal and performs a preceding operation for each of the semiconductor chips. The image sensor supplies to the output unit at different timings within the signal period by passing the signal charges.
【請求項4】前記出力手段は、前記信号電荷通過手段を
通過した信号電荷をデジタル信号に変換するアナログデ
ジタル変換手段と、 このアナログデジタル変換手段が前記信号電荷通過手段
に対応して駆動するように前記アナログデジタル変換手
段に駆動信号を供給する駆動制御手段とを備えたことを
特徴とする請求項3に記載のイメージセンサ。
4. An analog-to-digital converter for converting a signal charge passed through the signal charge passing means into a digital signal, the output means being driven in accordance with the signal charge passing means. 4. The image sensor according to claim 3, further comprising a drive control unit for supplying a drive signal to the analog-to-digital conversion unit.
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