JP2002198506A - Solid-state image pickup element - Google Patents
Solid-state image pickup elementInfo
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばCCDを用
いたリニアセンサやエリアセンサ等の固体撮像素子に関
し、特に有効な撮像領域に対する信号電荷を用いて効率
的な撮像動作を行なうことができる固体撮像素子に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device such as a linear sensor or area sensor using a CCD, and more particularly to a solid-state imaging device capable of performing an efficient imaging operation using signal charges for an effective imaging region. The present invention relates to an imaging device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、この種の固体撮像素子として
図2に示すようなCCDリニアセンサが知られている。
このCCDリニアセンサは、受光量に応じた信号電荷を
蓄積する複数のフォトセンサを有する撮像部10と、こ
の撮像部10の各フォトセンサに蓄積された信号電荷を
転送する水平転送レジスタ部20と、撮像部10の各フ
ォトセンサに蓄積された信号電荷を水平転送レジスタ部
20の各転送ゲートに読み出す読み出しゲート(RO
G)部30とを有するものである。2. Description of the Related Art Conventionally, a CCD linear sensor as shown in FIG. 2 has been known as this type of solid-state imaging device.
The CCD linear sensor includes an imaging unit 10 having a plurality of photosensors for accumulating signal charges corresponding to the amount of received light, a horizontal transfer register unit 20 for transferring the signal charges accumulated in each photosensor of the imaging unit 10, and And a read gate (RO) for reading out signal charges accumulated in each photosensor of the imaging unit 10 to each transfer gate of the horizontal transfer register unit 20.
G) section 30.
【0003】また、図3は、図2に示すCCDリニアセ
ンサの動作を示すタイミングチャートである。撮像部1
0の各フォトセンサは、半導体基板内にフォトダイオー
ドを設けたものであり、フォトダイオードの光電変換に
よって受光量に応じた信号電荷を蓄積するものである。
また、読み出しゲート部30は、読み出しゲート信号φ
ROGによって駆動され、撮像部10の各フォトセンサ
に蓄積された信号電荷の読み出し動作を行なう。すなわ
ち、読み出しゲート信号φROGを“H”にしたタイミ
ングで、撮像部10の各フォトセンサに蓄積された信号
電荷が水平転送レジスタ部20の各転送ゲートに読み出
される。また、水平転送レジスタ部20は、2相のレジ
スタ転送信号φ1、φ2によって各フォトセンサから読
み出された信号電荷を順次転送していく。FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the CCD linear sensor shown in FIG. Imaging unit 1
Each of the photosensors 0 is provided with a photodiode in a semiconductor substrate, and accumulates signal charges corresponding to the amount of received light by photoelectric conversion of the photodiode.
In addition, the read gate unit 30 receives the read gate signal φ
It is driven by the ROG and performs an operation of reading signal charges accumulated in each photosensor of the imaging unit 10. That is, at the timing when the read gate signal φROG is set to “H”, the signal charges accumulated in each photosensor of the imaging unit 10 are read to each transfer gate of the horizontal transfer register unit 20. The horizontal transfer register unit 20 sequentially transfers signal charges read from each photosensor in accordance with the two-phase register transfer signals φ1 and φ2.
【0004】そして、この水平転送レジスタ部20によ
って転送された信号電荷は、出力部の電荷電圧変換部
(FD;フローティングデフュージョン)40に出力さ
れ、電圧信号に変換される。この電圧信号は、さらにバ
ッファ等を介して信号処理回路に送られ、所定の信号処
理が施される。また、このようなリニアセンサにおい
て、撮像部10、水平転送レジスタ部20、及び読み出
しゲート部30でそれぞれ不要となった信号電荷は、そ
れぞれ所定のタイミングでオーバーフロードレイン50
に掃き捨てられる。[0004] The signal charges transferred by the horizontal transfer register section 20 are output to a charge-to-voltage conversion section (FD; floating diffusion) 40 of an output section and converted into a voltage signal. This voltage signal is further sent to a signal processing circuit via a buffer or the like, and is subjected to predetermined signal processing. In such a linear sensor, signal charges that are no longer required in the imaging unit 10, the horizontal transfer register unit 20, and the readout gate unit 30 are respectively supplied to the overflow drain 50 at a predetermined timing.
Swept away.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なリニアセンサで撮像を行なう場合、走査対象となる原
稿等の画素サイズが小さい場合でも、リニアセンサは全
ての領域の情報を読み出すことになる。例えば、600
0画素のリニアセンサを例にした場合、水平転送レジス
タを6000回転送することで、水平走査が完了する。
すなわち、原稿のない部分やユーザが必要としないダミ
ー情報をもリニアセンサは読み出しているため、それに
よって走査期間が長くなる。なお、これはリニアセンサ
に限らず、エリアセンサでも同様である。By the way, when an image is picked up by the above-described linear sensor, even if the pixel size of a document or the like to be scanned is small, the linear sensor reads out information of all areas. . For example, 600
In the case of a 0 pixel linear sensor as an example, the horizontal scanning is completed by transferring the horizontal transfer register 6000 times.
That is, since the linear sensor reads out a portion without a document and dummy information not required by the user, the scanning period becomes longer. Note that this is not limited to the linear sensor, and the same applies to the area sensor.
【0006】以上のように、従来の固体撮像素子では、
撮像部と対物レンズ等によって決定される画角内の画素
情報を全て読み取っているため、ユーザにとって必要な
画像情報が、ある限られた領域にのみある場合には、例
えば信号処理を行なうためのアプリケーション等を別途
用意し、トリミング等の画像処理を行なう必要があっ
た。また、ユーザは、必要とする画素情報の画角が小さ
い場合、高速での読み取りを期待するのが一般的であ
る。しかし、従来の固体撮像素子では、全ての領域の画
素情報を読み出しているため、転送レジスタ部での電荷
転送速度や走査速度が一定であるとすると、画素情報が
少量であるにもかかわらず、迅速な読み取りが困難であ
るという問題があった。また、転送レジスタ部での電荷
転送速度や走査速度を高速にすれば、読み取り時間を短
縮できる。しかし、出力部のMOSトランジスタで発生
する高周波ノイズや、信号波形のなまり、クロストーク
等により、画質の大幅な劣化を招く恐れがある。As described above, in the conventional solid-state imaging device,
Since all the pixel information within the angle of view determined by the imaging unit and the objective lens is read, if the image information necessary for the user exists only in a certain limited area, for example, signal processing for performing signal processing It was necessary to separately prepare an application or the like and perform image processing such as trimming. In addition, the user generally expects high-speed reading when the required angle of view of the pixel information is small. However, in the conventional solid-state imaging device, since the pixel information of all areas is read out, if the charge transfer speed and the scanning speed in the transfer register unit are constant, the pixel information is small despite the small amount. There is a problem that quick reading is difficult. In addition, if the charge transfer speed and the scanning speed in the transfer register unit are increased, the reading time can be reduced. However, high-frequency noise generated by the MOS transistor in the output unit, dull signal waveforms, crosstalk, and the like may cause significant deterioration in image quality.
【0007】そこで本発明の目的は、無駄な信号電荷の
読み出しを行なわず、有効な撮像領域に対する信号電荷
だけを用いて効率的な撮像動作を行なうことができる固
体撮像素子を提供することにある。An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of performing an efficient imaging operation using only signal charges for an effective imaging region without reading out useless signal charges. .
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、受光量に応じた信号電荷を蓄積する複数のフ
ォトセンサを有する撮像部と、前記撮像部の各フォトセ
ンサに蓄積された信号電荷を転送する転送レジスタ部
と、前記各フォトセンサに蓄積された信号電荷を前記転
送レジスタ部に読み出す読み出しゲート部と、前記転送
レジスタ部によって転送された信号電荷を電圧信号に変
換して出力する出力部とを有する固体撮像素子におい
て、前記読み出しゲート部は、前記撮像部の所定の領域
単位毎に分割された分割読み出しゲートより構成され、
前記分割読み出しゲート部を選択的に駆動して信号電荷
の読み出しを行なう制御手段を設けたことを特徴とす
る。In order to achieve the above object, the present invention provides an image pickup section having a plurality of photosensors for accumulating signal charges corresponding to the amount of received light, and an image pickup section provided in each of the photosensors of the image pickup section. A transfer register unit that transfers signal charges, a read gate unit that reads out the signal charges accumulated in each of the photosensors into the transfer register unit, and converts the signal charges transferred by the transfer register unit into a voltage signal and outputs the voltage signal The readout gate unit is configured by divided readout gates divided for each predetermined area unit of the imaging unit,
Control means for selectively driving the divided read gate unit to read out signal charges is provided.
【0009】本発明の固体撮像素子において、分割読み
出しゲート部を選択的に駆動して信号電荷の読み出しを
行なうことから、撮像対象に応じて画素情報を読み出す
領域を選択することができる。したがって、必要な撮像
領域に対応する分割読み出しゲート部だけを駆動して信
号電荷を読み出し、転送レジスタ部によって転送するこ
とにより、無駄な信号電荷の読み出しを行なわず、有効
な撮像領域に対する信号電荷だけを用いて効率的な撮像
動作を行なうことができる。In the solid-state image pickup device of the present invention, since the divided readout gate portion is selectively driven to read out the signal charges, it is possible to select a region from which pixel information is read out according to an object to be imaged. Therefore, by driving only the divided readout gates corresponding to the necessary imaging regions to read out the signal charges and transferring them by the transfer register unit, unnecessary signal charges are not read out, and only the signal charges for the effective imaging region are read out. , An efficient imaging operation can be performed.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明による固体撮像素子
の実施の形態について説明する。図1は、本発明の固体
撮像素子をCCDリニアセンサに適用した実施の形態を
示す概略断面図である。このCCDリニアセンサは、受
光量に応じた信号電荷を蓄積する複数のフォトセンサを
有する撮像部110と、この撮像部110の各フォトセ
ンサに蓄積された信号電荷を転送する水平転送レジスタ
部120と、撮像部110の各フォトセンサに蓄積され
た信号電荷を水平転送レジスタ部120の各転送ゲート
に読み出す読み出しゲート(ROG)部130とを有す
るものである。そして、本例においては、読み出しゲー
ト部130を水平転送方向に3分割して3つの分割読み
出しゲート部130L、130C、130Rを設けたも
のである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the solid-state imaging device according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment in which the solid-state imaging device of the present invention is applied to a CCD linear sensor. The CCD linear sensor includes an imaging unit 110 having a plurality of photosensors for accumulating signal charges corresponding to the amount of received light, a horizontal transfer register unit 120 for transferring the signal charges accumulated in each photosensor of the imaging unit 110, and And a read gate (ROG) unit 130 that reads out signal charges accumulated in each photosensor of the imaging unit 110 to each transfer gate of the horizontal transfer register unit 120. In this example, the read gate unit 130 is divided into three in the horizontal transfer direction, and three divided read gate units 130L, 130C, and 130R are provided.
【0011】このうち左側の分割読み出しゲート部13
0Lは、撮像部110の左側の領域に存在するセンサ列
(センサ群)110Lの信号電荷を水平転送レジスタ1
20に読み出すものである。この分割読み出しゲート部
130Lは、読み出しゲート信号ROGLによって駆動
される。また、中央の分割読み出しゲート部130C
は、撮像部110の中央の領域に存在するセンサ列(セ
ンサ群)110Cの信号電荷を水平転送レジスタ120
に読み出すものである。この分割読み出しゲート部13
0Cは、読み出しゲート信号ROGCによって駆動され
る。また、右側の分割読み出しゲート部130Rは、撮
像部110の右側の領域に存在するセンサ列(センサ
群)110Rの信号電荷を水平転送レジスタ120に読
み出すものである。この分割読み出しゲート部130R
は、読み出しゲート信号ROGRによって駆動される。
本例では、3つの読み出しゲート信号ROGL、ROG
C、ROGRの“H”“L”の制御を行なうことによ
り、3つの分割読み出しゲート部130L、130C、
130Rを選択的に制御して、3つのセンサ列110
L、110C、110Rの信号電荷を選択的に水平転送
レジスタ部120に読み出すようにする。The divided read gate 13 on the left side is
0L is a signal for transferring a signal charge of a sensor array (sensor group) 110L existing in a left area of the imaging unit 110 to the horizontal transfer register 1;
20. This divided read gate unit 130L is driven by the read gate signal ROGL. Also, the central divided read gate unit 130C
The horizontal transfer register 120 transfers the signal charges of the sensor array (sensor group) 110C existing in the central region of the imaging unit 110
Is read out. This divided read gate unit 13
0C is driven by the read gate signal ROGC. The right divided read gate unit 130R reads the signal charges of the sensor array (sensor group) 110R existing in the right region of the imaging unit 110 to the horizontal transfer register 120. This divided read gate unit 130R
Are driven by the read gate signal ROGR.
In this example, three read gate signals ROGL, ROG
By controlling “H” and “L” of C and ROGR, three divided read gate units 130L, 130C,
130R to selectively control three sensor rows 110
The signal charges of L, 110C, and 110R are selectively read out to the horizontal transfer register unit 120.
【0012】また、撮像部110の各フォトセンサは、
半導体基板内にフォトダイオードを設けたものであり、
フォトダイオードの光電変換によって受光量に応じた信
号電荷を蓄積するものである。また、水平転送レジスタ
部120は、2相のレジスタ転送信号φ1、φ2によっ
て各フォトセンサから読み出された信号電荷を順次転送
していく。そして、この水平転送レジスタ部120によ
って転送された信号電荷は、出力部の電荷電圧変換部
(FD)140に出力され、電圧信号に変換される。こ
の電圧信号は、さらにバッファ等を介して信号処理回路
に送られ、所定の信号処理が施される。Further, each photo sensor of the image pickup unit 110 includes:
A photodiode is provided in a semiconductor substrate.
The signal charge corresponding to the amount of received light is accumulated by photoelectric conversion of the photodiode. In addition, the horizontal transfer register unit 120 sequentially transfers signal charges read from each photosensor by two-phase register transfer signals φ1 and φ2. The signal charges transferred by the horizontal transfer register unit 120 are output to a charge-voltage conversion unit (FD) 140 of an output unit, and are converted into voltage signals. This voltage signal is further sent to a signal processing circuit via a buffer or the like, and is subjected to predetermined signal processing.
【0013】また、このようなリニアセンサにおいて、
撮像部110、水平転送レジスタ部120、及び読み出
しゲート部130でそれぞれ不要となった信号電荷は、
それぞれ所定のタイミングでオーバーフロードレイン1
50に掃き捨てられるが、本例では、上述のように読み
出しゲート部130が3つの分割読み出しゲート部13
0L、130C、130Rに分割されているため、オー
バーフロードレイン150は、それぞれの分割読み出し
ゲート部130L、130C、130Rに接続されてい
る。そして、各分割読み出しゲート部130L、130
C、130Rにおいて不要となった信号電荷は、所定の
タイミング(掃き捨て期間)で、それぞれオーバーフロ
ードレイン150に掃き捨てられる。Further, in such a linear sensor,
Unnecessary signal charges in the imaging unit 110, the horizontal transfer register unit 120, and the readout gate unit 130 are:
Overflow drain 1 at predetermined timing
In this example, the readout gate unit 130 is divided into three divided readout gate units 13 as described above.
The overflow drain 150 is connected to each of the divided read gate units 130L, 130C, and 130R because it is divided into 0L, 130C, and 130R. Then, each divided read gate unit 130L, 130
Unnecessary signal charges in C and 130R are swept away by the overflow drain 150 at a predetermined timing (sweep-out period).
【0014】次に、以上のような構成のリニアセンサの
動作について具体例を用いて説明する。なお、上述した
読み出しゲート部130の分割方法は、本リニアセンサ
が具備する画素サイズや画素面、レンズとリニアセンサ
との相対位置等に基づいて決定される画角により、適切
に決定されることが必要であるが、ここでは説明を簡単
にするため、2000画素ずつ3分割された合計600
0画素の読み出しゲート部の例について説明する。Next, the operation of the linear sensor having the above configuration will be described using a specific example. Note that the above-described method of dividing the read gate unit 130 is appropriately determined based on the pixel size and pixel surface of the present linear sensor, the angle of view determined based on the relative position between the lens and the linear sensor, and the like. However, for the sake of simplicity, here, a total of 600 pixels divided into three by 2000 pixels
An example of the readout gate unit of the 0 pixel will be described.
【0015】まず、撮像部110の左側のセンサ列11
0Lで対象となる画素の十分な読み取りを行なえる場合
には、読み出しタイミングにおいて読み出しゲート信号
ROGLだけを“H”にして読み出しを行ない、残りの
2つの読み出しゲート信号ROGC、ROGRは“L”
のままとする。これにより、中央と右側のセンサ列11
0C、110Rに蓄積された信号電荷は読み出されず、
ダミー信号電荷としてオーバーフロードレイン150に
掃き捨てられる。その結果、1水平走査当り2000回
の転送によって、信号電荷を出力部(FD部140)に
転送することが可能となる。すなわち、水平転送レジス
タ部120で2000回の転送を行なうと、左側のセン
サ列110Lに対応する水平転送レジスタ部120の各
転送ゲートの信号電荷は全て転送し終わることになるの
で、この転送ゲートは空きになり、次の撮像動作(電荷
読み出し動作)が可能となる。この結果、図3に示す水
平同期期間を短縮することが可能となる。First, the sensor array 11 on the left side of the imaging unit 110
When the target pixel can be sufficiently read at 0 L, the read is performed by setting only the read gate signal ROGL to “H” at the read timing, and the remaining two read gate signals ROGC and ROGR are set to “L”.
Leave as is. As a result, the central and right sensor rows 11
The signal charges stored in 0C and 110R are not read out,
The dummy signal charges are swept away by the overflow drain 150. As a result, the signal charges can be transferred to the output unit (FD unit 140) by performing the transfer 2000 times per horizontal scan. That is, when the horizontal transfer register unit 120 performs 2,000 transfers, all the signal charges of the transfer gates of the horizontal transfer register unit 120 corresponding to the left sensor row 110L have been completely transferred. It becomes empty, and the next imaging operation (charge reading operation) becomes possible. As a result, the horizontal synchronization period shown in FIG. 3 can be reduced.
【0016】なお、このようなリニアセンサを用いたス
キャナ装置では、撮像部110の水平走査によって信号
電荷を水平方向に転送した後、リニアセンサを原稿に対
して垂直方向に相対移動し、次の水平走査を行なうよう
になっており、上述した水平走査による読み出し信号電
荷の水平転送時間の短縮により、全体の撮像速度(すな
わち垂直走査速度)を原稿の有効画素サイズに応じて高
速化することが可能となる。In the scanner device using such a linear sensor, the signal charge is transferred in the horizontal direction by the horizontal scanning of the imaging unit 110, and then the linear sensor is moved relative to the original in the vertical direction. The horizontal scanning is performed, and the overall imaging speed (that is, the vertical scanning speed) can be increased in accordance with the effective pixel size of the original document by shortening the horizontal transfer time of the read signal charges by the horizontal scanning described above. It becomes possible.
【0017】また、以上の説明では、左側のセンサ列1
10Lの信号電荷だけを読み出す場合について説明した
が、用途によっては、同様の制御で中央のセンサ列11
0Cの信号電荷だけを読み出したり、右側のセンサ列1
10Rの信号電荷だけを読み出すようにすることも可能
である。あるいは、左側のセンサ列110Lと中央のセ
ンサ列110Cの信号電荷だけを読み出す場合や、中央
のセンサ列110Cと右側のセンサ列110Rの信号電
荷だけを読み出す場合、さらには、左側のセンサ列11
0Lと右側のセンサ列110Rの信号電荷だけを読み出
すようにすることも可能である。In the above description, the left sensor row 1
Although the case where only 10 L of signal charge is read has been described, depending on the application, the central sensor row 11
Only the signal charge of 0C is read out, or the right sensor row 1
It is also possible to read out only 10R signal charges. Alternatively, when only the signal charges of the left sensor row 110L and the central sensor row 110C are read, or when only the signal charges of the central sensor row 110C and the right sensor row 110R are read, the left sensor row 11
It is also possible to read out only the signal charges of 0L and the right sensor row 110R.
【0018】なお、以上の例は、読み出しゲートを3分
割した場合を説明したが、他の分割方法を採用してもよ
い。また、必ずしも各分割読み出しゲートは等間隔で分
割する必要はないものである。また、上述した読み出し
領域の選択を行なう具体的方法としては、例えば操作者
の操作に伴う入力により、選択を行なうことが可能であ
る。例えば、本例の固体撮像素子が設けられる各種の撮
像装置において、その操作者に撮像領域を指定させるよ
うな操作キーを設け、この操作キーの操作に基づき、読
み出し領域を選択するようにしてもよい。また、例えば
スキャナ装置等においては、原稿を読み取る際に、原稿
サイズを設定する操作を行なう場合があり、このような
設定操作による入力に基づいて読み出しゲートを選択す
ることが可能である。あるいは、CCDを用いたカメラ
において、被写体に応じて視野の調整等を行なうような
構成では、このような調整操作による入力を検出し、こ
れに基づいて読み出しゲートを選択することが可能であ
る。In the above example, the case where the read gate is divided into three parts has been described. However, another division method may be adopted. Further, each divided read gate does not necessarily need to be divided at equal intervals. Further, as a specific method for selecting the above-mentioned readout area, for example, the selection can be made by an input accompanying an operation by an operator. For example, in various types of imaging devices provided with the solid-state imaging device of the present embodiment, an operation key that allows the operator to specify an imaging region may be provided, and a readout region may be selected based on the operation of the operation key. Good. Further, for example, in a scanner device or the like, when reading a document, an operation for setting the document size may be performed, and it is possible to select a read gate based on an input by such a setting operation. Alternatively, in a camera using a CCD, in a configuration in which the field of view is adjusted according to the subject, it is possible to detect an input by such an adjustment operation and select a readout gate based on the input.
【0019】さらに、撮像部の電荷蓄積期間において、
各フォトセンサからオーバーフローによって漏洩した信
号電荷を分割領域毎に検出するような手段を設け、この
検出信号に基づいて有効な撮像領域だけを自動的に判定
し、信号電荷の読み出し時に有効な撮像領域だけを選択
して読み出すような構成とすることも可能である。ま
た、複写機等においては、予め原稿サイズの確認等を行
なうためのプレスキャン機能を有するものが提供されて
おり、このようなプレスキャン機能を本発明の固体撮像
素子における分割読み出しゲートを選択するための検出
手段に応用し、必要な画素領域だけを読み出すような構
成とすることも可能である。Further, during the charge accumulation period of the imaging section,
A means is provided for detecting signal charges leaked from each photo sensor due to overflow for each divided area, and only an effective imaging area is automatically determined based on the detection signal, and an effective imaging area is read when reading the signal charges. It is also possible to adopt a configuration in which only one is selected and read. Further, some copiers and the like are provided with a pre-scan function for checking the document size in advance, and select such a pre-scan function by selecting a divided read gate in the solid-state imaging device of the present invention. To read out only a necessary pixel area.
【0020】また、以上の例では、本発明の固体撮像素
子をリニアセンサに適用した場合について説明したが、
本発明は、フォトセンサをマトリクス状に配列して2次
元画像を撮像するエリアセンサに適用することも可能で
ある。この場合、転送レジスタ部は、垂直転送レジスタ
と水平転送レジスタとで構成されることになるが、読み
出しゲート部の分割方法としては、撮像部の水平転送方
向にだけ分割してもよいし、撮像部の水平転送方向と垂
直転送方向の両方に分割してもよい。In the above example, the case where the solid-state imaging device of the present invention is applied to a linear sensor has been described.
The present invention can also be applied to an area sensor that captures a two-dimensional image by arranging photosensors in a matrix. In this case, the transfer register section includes a vertical transfer register and a horizontal transfer register. The read gate section may be divided only in the horizontal transfer direction of the imaging section, The section may be divided in both the horizontal transfer direction and the vertical transfer direction.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上説明したように本発明の固体撮像素
子では、撮像部から転送レジスタ部に信号電荷を読み出
すための読み出しゲート部を撮像部の所定の領域単位毎
に分割し、各分割読み出しゲート部を選択的に駆動して
信号電荷の読み出しを行なうようにした。このため、必
要な撮像領域に対応する分割読み出しゲート部だけを駆
動して信号電荷を読み出し、転送レジスタ部によって転
送することにより、無駄な信号電荷の読み出しを行なわ
ず、有効な撮像領域に対する信号電荷だけを用いて効率
的な撮像動作を行なうことができる。したがって、撮像
時間の短縮時間を図ることが可能となる。また、撮像部
における走査期間の短縮を実現できるので、転送レジス
タ部に発生する暗電流を抑制できる。この結果、動作周
波数を上げることなく、かつ、画質の劣化を防止しつ
つ、高速な読み取りが可能となる。As described above, in the solid-state imaging device according to the present invention, the readout gate for reading out signal charges from the imaging section to the transfer register section is divided for each predetermined area unit of the imaging section, and each divided readout is performed. The gate portion is selectively driven to read out signal charges. Therefore, by driving only the divided readout gates corresponding to the necessary imaging regions to read out the signal charges and transferring the signal charges by the transfer register unit, unnecessary signal charges are not read out and the signal charges for the effective imaging region are not read. , An efficient imaging operation can be performed. Therefore, it is possible to shorten the imaging time. In addition, since the scanning period in the imaging unit can be shortened, dark current generated in the transfer register unit can be suppressed. As a result, high-speed reading can be performed without increasing the operating frequency and preventing image quality deterioration.
【図1】本発明を適用したCCDリニアセンサの構成例
を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a configuration example of a CCD linear sensor to which the present invention is applied.
【図2】従来のCCDリニアセンサの構成例を示す概略
断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a configuration example of a conventional CCD linear sensor.
【図3】図2に示すCCDリニアセンサの動作を示すタ
イミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the CCD linear sensor shown in FIG.
110……撮像部、110L、110C、110R……
センサ列、120……水平転送レジスタ部、130……
読み出しゲート部、130L、130C、130R……
分割読み出しゲート部、140……電荷電圧変換部、1
50……オーバーフロードレイン。110 ... Imaging unit, 110L, 110C, 110R ...
Sensor row, 120 horizontal transfer register section, 130
Read gate unit, 130L, 130C, 130R ...
Divided read gate section, 140 ... Charge-voltage conversion section, 1
50 Overflow drain.
Claims (9)
のフォトセンサを有する撮像部と、前記撮像部の各フォ
トセンサに蓄積された信号電荷を転送する転送レジスタ
部と、前記各フォトセンサに蓄積された信号電荷を前記
転送レジスタ部に読み出す読み出しゲート部と、前記転
送レジスタ部によって転送された信号電荷を電圧信号に
変換して出力する出力部とを有する固体撮像素子におい
て、 前記読み出しゲート部は、前記撮像部の所定の領域単位
毎に分割された分割読み出しゲートより構成され、 前記分割読み出しゲート部を選択的に駆動して信号電荷
の読み出しを行なう制御手段を設けた、 ことを特徴とする固体撮像素子。An imaging unit having a plurality of photosensors for accumulating signal charges corresponding to the amount of received light; a transfer register unit for transferring the signal charges accumulated in each photosensor of the imaging unit; and each of the photosensors A read gate unit for reading the signal charges stored in the transfer register unit; and an output unit for converting the signal charges transferred by the transfer register unit to a voltage signal and outputting the voltage signal, wherein the read gate The unit is configured by a divided read gate divided for each predetermined area unit of the imaging unit, and provided with control means for selectively driving the divided read gate unit to read signal charges. Solid-state imaging device.
配列した1列または複数列のセンサ列によって1次元画
像を撮像するリニアセンサとして構成され、前記転送レ
ジスタ部は、前記撮像部のセンサ列に沿って設けられた
1または複数の水平転送レジスタであることを特徴とす
る請求項1記載の固体撮像素子。2. The image capturing section is configured as a linear sensor that captures a one-dimensional image using one or a plurality of sensor rows in which each photo sensor is arranged in one direction, and the transfer register section includes a sensor of the image capturing section. 2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device is one or a plurality of horizontal transfer registers provided along a column.
平転送方向に分割されていることを特徴とする請求項2
記載の固体撮像素子。3. The read gate unit is divided in a horizontal transfer direction of the imaging unit.
The solid-state imaging device according to any one of the preceding claims.
ス状に配列して2次元画像を撮像するエリアセンサとし
て構成されており、前記転送レジスタ部は、前記各フォ
トセンサに沿って設けられた複数の垂直転送レジスタ
と、前記垂直転送レジスタの出力端に設けられた水平転
送レジスタとを有することを特徴とする請求項1記載の
固体撮像素子。4. The image pickup section is configured as an area sensor that picks up a two-dimensional image by arranging each photo sensor in a matrix, and the transfer register section includes a plurality of transfer sensors provided along each of the photo sensors. 2. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising: a vertical transfer register, and a horizontal transfer register provided at an output end of the vertical transfer register.
平転送方向に分割されていることを特徴とする請求項4
記載の固体撮像素子。5. The read gate unit is divided in a horizontal transfer direction of the imaging unit.
The solid-state imaging device according to any one of the preceding claims.
平転送方向と垂直転送方向に分割されていることを特徴
とする請求項4記載の固体撮像素子。6. The solid-state imaging device according to claim 4, wherein the read gate unit is divided into a horizontal transfer direction and a vertical transfer direction of the imaging unit.
記分割読み出しゲート部を選択的に駆動して信号電荷の
読み出しを行なうことを特徴とする請求項1記載の固体
撮像素子。7. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the control unit selectively reads the signal charges by selectively driving the divided read gate unit based on an external input.
入力されるものであることを特徴とする請求項7記載の
固体撮像素子。8. The solid-state imaging device according to claim 7, wherein the external input is input based on an artificial operation.
の非撮像領域を検出する検出手段を有し、前記制御手段
は、前記検出手段の検出信号に基づいて前記分割読み出
しゲート部を選択的に駆動して信号電荷の読み出しを行
なうことを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。9. A detecting unit for detecting a non-imaging area when an image of a subject is imaged by the imaging unit, wherein the control unit selectively selects the divided read gate unit based on a detection signal of the detecting unit. 2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the driving is performed to read out the signal charges.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000393002A JP2002198506A (en) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | Solid-state image pickup element |
Applications Claiming Priority (1)
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2000
- 2000-12-25 JP JP2000393002A patent/JP2002198506A/en active Pending
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