JP2002218327A - Solid-state imaging device and camera system - Google Patents

Solid-state imaging device and camera system

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JP2002218327A
JP2002218327A JP2001006382A JP2001006382A JP2002218327A JP 2002218327 A JP2002218327 A JP 2002218327A JP 2001006382 A JP2001006382 A JP 2001006382A JP 2001006382 A JP2001006382 A JP 2001006382A JP 2002218327 A JP2002218327 A JP 2002218327A
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JP
Japan
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vertical transfer
group
transfer unit
vertical
unit group
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JP2001006382A
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Eiji Komatsu
英治 小松
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state imaging device which can cope with an increased number of channels, exceeding four channels, and to provide a camera system which uses the imaging device as an imaging device. SOLUTION: In an imaging unit 11, vertical transfer registors 13 are divided into groups of vertical transfer registers 13AL and 13AR, at both its sides and a group of vertical transfer registers 13B in its center, and the number of transfer stages of the vertical transfer registers in the center being set larger than the number of the vertical transfer registers 13AL and 13AR at both the sides. One group of horizontal transfer registers is arranged at each transfer destinations side of the vertical transfer register groups 13AL and 13AR, that is, the total of two horizontal transfer registers 13AL and 13AR are arranged at each side thereof, and for example, two horizontal transfer registers 14BL and 14BR are arranged at the transfer destination side of the vertical transfer register group 13B.

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
びカメラシステムに関し、特に画素が2次元的に配置さ
れてなる撮像部に対して複数本の水平転送部を有する固
体撮像装置およびこれを撮像デバイスとして用いたカメ
ラシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device and a camera system, and more particularly to a solid-state image pickup device having a plurality of horizontal transfer units for an image pickup unit in which pixels are two-dimensionally arranged, and an image pickup of the same. It relates to a camera system used as a device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、画素が2次元的に配置されて
なるエリアタイプの固体撮像装置、特に100万画素を
超えるような多画素の固体撮像装置においては、フレー
ムレートを高速化するために、水平転送レジスタ(水平
転送部)を複数本配置したり、あるいは撮像部の画素領
域を水平/垂直方向に分割することにより、出力信号の
多チャンネル化が進められている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an area-type solid-state imaging device in which pixels are two-dimensionally arranged, particularly in a multi-pixel solid-state imaging device exceeding one million pixels, it is necessary to increase the frame rate. By arranging a plurality of horizontal transfer registers (horizontal transfer units) or dividing the pixel area of the image pickup unit in the horizontal / vertical directions, multichannel output signals are being promoted.

【0003】その従来技術1としては、図6に示すよう
に、画素101が2次元的に配置され、かつこれら画素
101の垂直列ごとに垂直転送レジスタ102が配され
てなる撮像部103に対して、2本の水平転送レジスタ
104,105を並置した構成の固体撮像装置が知られ
ている。
As the prior art 1, as shown in FIG. 6, an image pickup unit 103 in which pixels 101 are two-dimensionally arranged and a vertical transfer register 102 is arranged for each vertical column of the pixels 101 is provided. A solid-state imaging device having a configuration in which two horizontal transfer registers 104 and 105 are juxtaposed is known.

【0004】この従来技術1に係る固体撮像装置の場合
には、例えば、垂直転送レジスタ102から奇数画素列
の信号電荷を一方の水平転送レジスタ104に、偶数画
素列の信号電荷を他方の水平転送レジスタ105にそれ
ぞれ移送し、これら水平転送レジスタ104,105で
並行して水平転送し、電荷検出部106,107を通し
て2チャンネルの出力信号OUT1,OUT2として導
出することになる。
In the case of the solid-state imaging device according to the prior art 1, for example, signal charges of odd-numbered pixel columns are transferred from the vertical transfer register 102 to one horizontal transfer register 104, and signal charges of even-numbered pixel columns are transferred to the other horizontal transfer register. The signals are transferred to the registers 105, respectively, horizontally transferred in parallel by the horizontal transfer registers 104, 105, and are derived as two-channel output signals OUT1, OUT2 through the charge detection units 106, 107.

【0005】また、従来技術2としては、図7に示すよ
うに、画素201が2次元的に配置され、かつこれら画
素201の垂直列ごとに垂直転送レジスタ202が配さ
れてなる撮像部203の画素領域を例えば水平方向にお
いて縦に2分割し、この2分割した各画素領域に対して
左右1本ずつ水平転送レジスタ204,205を配した
構成の固体撮像装置が知られている。
[0005] As prior art 2, as shown in FIG. 7, an image pickup section 203 in which pixels 201 are two-dimensionally arranged and a vertical transfer register 202 is arranged for each vertical column of the pixels 201. 2. Description of the Related Art There is known a solid-state imaging device having a configuration in which a pixel area is vertically divided into two parts in a horizontal direction, for example, and horizontal transfer registers 204 and 205 are arranged one for each of the two divided pixel areas.

【0006】この従来技術2に係る固体撮像装置の場合
には、撮像部203の左側の画素領域の信号電荷を左側
の水平転送レジスタ204に、右側の画素領域の信号電
荷を右側の水平転送レジスタ205にそれぞれ移送し、
これら水平転送レジスタ204,205によって逆方向
に水平転送し、電荷検出部206,207を通して2チ
ャンネルの出力信号OUT1,OUT2として導出する
ことになる。
In the case of the solid-state imaging device according to the prior art 2, the signal charges in the pixel area on the left side of the imaging unit 203 are stored in the left horizontal transfer register 204, and the signal charges in the right pixel area are stored in the right horizontal transfer register. 205
Horizontal transfer is performed in the reverse direction by the horizontal transfer registers 204 and 205, and the signals are derived as two-channel output signals OUT1 and OUT2 through the charge detection units 206 and 207.

【0007】これら従来技術1,2に係る固体撮像装置
のように、撮像部に対して例えば2本の水平転送レジス
タを有する構成を採ることにより、これら水平転送レジ
スタの各々が1ライン分転送する際の信号電荷の量が、
水平転送レジスタが1本の場合の1/2となり、水平転
送の駆動周波数を半分にできるため、単位時間当たりに
1画面分の画素情報を出力する割合、即ちフレームレー
トを2倍に高速化できることになる。
As in the solid-state imaging devices according to the prior arts 1 and 2, by adopting a configuration having, for example, two horizontal transfer registers for the imaging unit, each of these horizontal transfer registers transfers one line. The amount of signal charge
Since the driving frequency of horizontal transfer can be halved, the rate of outputting pixel information for one screen per unit time, that is, the frame rate can be doubled, because the horizontal transfer register is halved when one is used. become.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術1に係る固体撮像装置では、上記の例の場合に、偶数
画素列の信号電荷を垂直転送レジスタ102から外側の
水平転送レジスタ105に移送する際に、水平転送レジ
スタ104から水平転送レジスタ105へ信号電荷を転
送することになり、この水平転送レジスタ間での電荷転
送をさらに増やすと、信号電荷の転送劣化に対する考慮
が必要となるため、実用上、2チャンネルが限度であ
る。
However, in the solid-state imaging device according to the prior art 1, in the case of the above example, the signal charges of the even-numbered pixel columns are transferred from the vertical transfer register 102 to the outer horizontal transfer register 105. In addition, the signal charge is transferred from the horizontal transfer register 104 to the horizontal transfer register 105. If the charge transfer between the horizontal transfer registers is further increased, it is necessary to consider the transfer deterioration of the signal charge. 2 channels are the limit.

【0009】また、従来技術2に係る固体撮像装置で
は、2本の水平転送レジスタ204,205を転送方向
が逆になるように直線状に配置する構成を採らざるを得
なく、水平転送レジスタを3本以上配置することができ
ないため、2チャンネルが限度であり、撮像部203の
画素領域をさらに垂直方向でも2分割した場合には片側
2チャンネル、両側でも4チャンネルが限度であり、そ
れ以上の多チャンネル化に対応できなかった。
In the solid-state imaging device according to the prior art 2, the two horizontal transfer registers 204 and 205 must be arranged linearly so that the transfer directions are reversed. Since it is not possible to arrange three or more, two channels are the limit. If the pixel area of the imaging unit 203 is further divided into two in the vertical direction, two channels on one side and four channels on both sides are the limits. It could not cope with multi-channel.

【0010】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、4チャンネルを超え
る多チャンネル化に対応可能な固体撮像装置およびこれ
を撮像デバイスとして用いたカメラシステムを提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a solid-state imaging device capable of supporting multi-channels exceeding four channels and a camera system using the same as an imaging device. To provide.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像装
置は、画素が2次元的に配置されてなる画素群と、この
画素群の垂直画素列に沿って配置され、画素群の対応す
る画素列から読み出された信号電荷を少なくとも1方向
に転送する第1の垂直転送部群と、この第1の垂直転送
部群よりも多い転送段数を有して当該垂直転送部群とは
異なる垂直画素列に配置され、画素群の対応する画素列
から読み出された信号電荷を少なくとも1方向に転送す
る第2の垂直転送部群と、第1の垂直転送部群から移送
される信号電荷を2系統に分けて転送する第1の水平転
送部群と、第2の垂直転送部群から移送される信号電荷
を少なくとも2系統に分けて転送する第2の水平転送部
群とを備えた構成となっている。そして、この固体撮像
装置は、カメラシステムにおいて、その撮像デバイスと
して用いられる。
According to the present invention, there is provided a solid-state imaging device comprising: a pixel group in which pixels are two-dimensionally arranged; and a pixel group arranged along a vertical pixel column of the pixel group. A first vertical transfer unit group for transferring the signal charges read from the columns in at least one direction, and a different vertical transfer unit group having a greater number of transfer stages than the first vertical transfer unit group. A second vertical transfer unit group arranged in the pixel column and transferring the signal charges read from the corresponding pixel column of the pixel group in at least one direction; and a signal charge transferred from the first vertical transfer unit group. A configuration including a first horizontal transfer unit group that transfers the data charges in two systems and a second horizontal transfer unit group that transfers the signal charges transferred from the second vertical transfer units in at least two systems. It has become. The solid-state imaging device is used as an imaging device in a camera system.

【0012】上記構成の固体撮像装置またはこれを用い
たカメラシステムにおいて、画素群の各画素の信号電荷
は垂直画素列ごとに第1,第2の垂直転送部群に分けて
読み出され、これら垂直転送部群によってそれぞれ垂直
転送され、第1,第2の水平転送部群に移送される。こ
のとき、第1,第2の垂直転送部群の転送段数が異なる
ことから、第1,第2の水平転送部群は垂直方向におい
てそれぞれ異なる位置に配置されることになる。そし
て、第1の水平転送部群は第1の垂直転送部群から移送
された信号電荷を2系統に分けて水平転送し、第2の水
平転送部群は第2の垂直転送部群から移送された信号電
荷を少なくとも2系統に分けて水平転送する。その結
果、第1の水平転送部群で2チャンネル、第2の水平転
送部群で2チャンネル以上、計4チャンネル以上の出力
信号の導出が可能となる。
In the solid-state image pickup device having the above structure or a camera system using the same, the signal charges of each pixel of the pixel group are read out by being divided into first and second vertical transfer units for each vertical pixel column. The data is vertically transferred by the vertical transfer unit group and transferred to the first and second horizontal transfer unit groups. At this time, since the number of transfer stages of the first and second vertical transfer units is different, the first and second horizontal transfer units are arranged at different positions in the vertical direction. The first horizontal transfer unit group horizontally transfers the signal charges transferred from the first vertical transfer unit group into two systems, and the second horizontal transfer unit group transfers the signal charges from the second vertical transfer unit group. The obtained signal charges are horizontally transferred in at least two systems. As a result, it is possible to derive output signals for two channels in the first horizontal transfer unit group and two or more channels in the second horizontal transfer unit group, for a total of four or more channels.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の一
実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示す概略構成図
である。本実施形態に係る固体撮像装置は、撮像部、水
平転送部および電荷検出部を基本的な構成要素として具
備する構成となっている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention. The solid-state imaging device according to the present embodiment has a configuration including an imaging unit, a horizontal transfer unit, and a charge detection unit as basic components.

【0014】図1において、撮像部11は、画素12が
2次元的に多数配置されてなる画素群と、これら画素群
の垂直画素列ごとにその配列方向に沿って設けられて各
画素から読み出された信号電荷を垂直転送する垂直転送
レジスタ(垂直転送部)13とを有するエリアセンサ構
成となっている。ここでは、図面の簡略化のために、7
行8列の画素配列の場合を例にとって示すものとする。
In FIG. 1, an image pickup section 11 includes a pixel group in which a large number of pixels 12 are two-dimensionally arranged, and a vertical pixel column of these pixel groups provided along the arrangement direction to read from each pixel. The area sensor has a vertical transfer register (vertical transfer unit) 13 for vertically transferring the output signal charges. Here, for simplification of the drawing, 7
The case of a pixel array of 8 rows and 8 columns will be described as an example.

【0015】この撮像部11において、画素12は、フ
ォトダイオードなどの光電変換素子によって形成されて
いる。垂直転送レジスタ13は、例えばCCDによって
形成されている。この垂直転送レジスタ13は、本例の
場合、両側2本ずつ計4本の垂直転送レジスタ群13A
と、中央の4本の垂直転送レジスタ群13Bとに分けら
れている。そして、例えば、垂直転送レジスタ群13A
は垂直方向の画素数に対応した転送段数を有するのに対
して、垂直転送レジスタ群13Bは垂直転送レジスタ群
13Aよりも多い転送段数を有している。
In the image pickup section 11, the pixel 12 is formed by a photoelectric conversion element such as a photodiode. The vertical transfer register 13 is formed by, for example, a CCD. In the case of this example, this vertical transfer register 13 has four vertical transfer register groups 13A, two on each side.
And a central four vertical transfer register group 13B. Then, for example, the vertical transfer register group 13A
Has a transfer stage number corresponding to the number of pixels in the vertical direction, whereas the vertical transfer register group 13B has a larger transfer stage number than the vertical transfer register group 13A.

【0016】ここで、垂直転送レジスタでは、通常、各
転送段が一定のピッチをもって形成される。したがっ
て、垂直転送レジスタ群13Aよりも垂直転送レジスタ
群13Bの転送段数が多いということは、図1から明ら
かなように、垂直転送レジスタ群13Aに比べて垂直転
送レジスタ群13Bの方がレジスタの長さが長くなる。
なお、以降の説明では、左側の垂直転送レジスタ群13
Aを垂直転送レジスタ群13AL、右側の垂直転送レジ
スタ群13Aを垂直転送レジスタ群13ARと記すもの
とする。
Here, in the vertical transfer register, each transfer stage is usually formed with a fixed pitch. Therefore, the fact that the number of transfer stages of the vertical transfer register group 13B is larger than that of the vertical transfer register group 13A means that the vertical transfer register group 13B has a longer register length than the vertical transfer register group 13A, as is apparent from FIG. Becomes longer.
In the following description, the left vertical transfer register group 13
A is referred to as a vertical transfer register group 13AL, and the right vertical transfer register group 13A is referred to as a vertical transfer register group 13AR.

【0017】垂直転送レジスタ群13AL,13ARの
各転送先側には1本ずつ、計2本の水平転送レジスタ1
4AL,14ARが配されている。水平転送レジスタ1
4AL,14ARには、垂直転送レジスタ群13AL,
13ARから信号電荷が順次移送される。そして、これ
ら水平転送レジスタ14AL,14ARは、垂直転送レ
ジスタ群13AL,13ARから移送された信号電荷を
互いに逆方向に水平転送する。
Each of the vertical transfer register groups 13AL and 13AR has one horizontal transfer register 1 at each transfer destination side.
4AL and 14AR are provided. Horizontal transfer register 1
4AL and 14AR have a vertical transfer register group 13AL,
Signal charges are sequentially transferred from 13AR. The horizontal transfer registers 14AL and 14AR horizontally transfer the signal charges transferred from the vertical transfer register groups 13AL and 13AR in opposite directions.

【0018】垂直転送レジスタ群13Bの転送先側に
は、例えば2本の水平転送レジスタ14BL,14BR
が配されている。水平転送レジスタ14BL,14BR
には、垂直転送レジスタ群13Bから信号電荷が左側と
右側の2系統に分けられて移送される。そして、これら
水平転送レジスタ14BL,14BRも、垂直転送レジ
スタ群13Bから移送された信号電荷を互いに逆方向に
水平転送する。
On the transfer destination side of the vertical transfer register group 13B, for example, two horizontal transfer registers 14BL, 14BR
Is arranged. Horizontal transfer registers 14BL, 14BR
, The signal charge is transferred from the vertical transfer register group 13B into two systems, that is, a left system and a right system. The horizontal transfer registers 14BL and 14BR also horizontally transfer the signal charges transferred from the vertical transfer register group 13B in opposite directions.

【0019】水平転送レジスタ14AL,14AR,1
4BL,14BRの各転送先側の端部には、例えばフロ
ーティング・ディフュージョン・アンプ構成の電荷検出
部15AL,15AR,15BL,15BRが設けられ
ている。これら電荷検出部15AL,15AR,15B
L,15BRは、水平転送レジスタ14AL,14A
R,14BL,14BRによって転送されてきた信号電
荷を検出し、電圧に変換して4チャンネルの出力信号O
UT1,OUT2,OUT3,OUT4として出力す
る。
Horizontal transfer registers 14AL, 14AR, 1
At the end of each of the transfer destinations of the 4BL and 14BR, for example, a charge detection unit 15AL, 15AR, 15BL, 15BR having a floating diffusion amplifier configuration is provided. These charge detectors 15AL, 15AR, 15B
L and 15BR are horizontal transfer registers 14AL and 14A
R, 14BL, and 14BR detect the signal charges transferred thereto, convert them into voltages, and output signals O of four channels.
Output as UT1, OUT2, OUT3, OUT4.

【0020】上記構成の本実施形態に係る固体撮像装置
において、中央の垂直転送レジスタ群13Bは、左右の
垂直転送レジスタ群13AL,13ARに対して転送段
が延長された形となっている。この垂直転送レジスタ群
13Bにおける延長部分の転送段数については、水平転
送レジスタ14BL,14BRへの信号電荷の受け渡し
(移送)を考慮すると、垂直転送方式の相数の整数倍、
例えば4相駆動ならば4段、8段、12段、……に設定
するのが好ましい。
In the solid-state imaging device according to the present embodiment having the above-described configuration, the center vertical transfer register group 13B has a shape in which the transfer stages are extended with respect to the left and right vertical transfer register groups 13AL and 13AR. Considering the transfer (transfer) of the signal charge to the horizontal transfer registers 14BL and 14BR, the number of transfer stages of the extension part in the vertical transfer register group 13B is an integral multiple of the number of phases of the vertical transfer method.
For example, in the case of four-phase driving, it is preferable to set four stages, eight stages, twelve stages,....

【0021】また、水平転送レジスタ14AL,14A
R,14BL,14BRの各転送段数については、それ
ぞれ同一の転送段数に設定するのが好ましい。このよう
に、水平転送レジスタ14AL,14AR,14BL,
14BRの各転送段数を同一に設定することで、これら
水平転送レジスタ14AL,14AR,14BL,14
BRを共通の転送クロックで駆動することが可能とな
り、その分駆動系の構成の簡略化が図れる。
The horizontal transfer registers 14AL and 14A
It is preferable to set the same number of transfer stages for each of the transfer stages R, 14BL, and 14BR. Thus, the horizontal transfer registers 14AL, 14AR, 14BL,
By setting the same number of transfer stages for each of the 14BRs, the horizontal transfer registers 14AL, 14AR, 14BL, 14
BR can be driven by a common transfer clock, and the configuration of the drive system can be simplified accordingly.

【0022】次に、本実施形態に係る4チャンネルの出
力信号OUT1,OUT2,OUT3,OUT4の周期
について、図7に示した従来技術2に係る2チャンネル
の出力信号OUT1,OUT2と対比して説明する。な
お、図2は本実施形態に係る4チャンネルの出力信号O
UT1,OUT2,OUT3,OUT4のタイミングチ
ャートであり、図3は従来技術2に係る2チャンネルの
出力信号OUT1,OUT2のタイミングチャートであ
る。
Next, the cycle of the four-channel output signals OUT1, OUT2, OUT3, and OUT4 according to the present embodiment will be described in comparison with the two-channel output signals OUT1, OUT2 according to the prior art 2 shown in FIG. I do. FIG. 2 shows the output signal O of four channels according to the present embodiment.
FIG. 3 is a timing chart of UT1, OUT2, OUT3, and OUT4, and FIG. 3 is a timing chart of two-channel output signals OUT1 and OUT2 according to the related art 2.

【0023】先ず、図3のタイミングチャートにおい
て、従来技術2に係る2チャンネルの出力信号OUT
1,OUT2の出力期間をtとすると、その周期Tbは
出力期間t+垂直ブランキング期間vとなる。これに対
して、本実施形態に係る4チャンネルの出力信号OUT
1,OUT2,OUT3,OUT4の場合は、図2のタ
イミングチャートから明らかなように、これら信号の出
力期間は2チャンネル出力時の出力期間tの1/2とな
り、半分(t/2)に短縮される。
First, in the timing chart of FIG. 3, a two-channel output signal OUT according to prior art 2 is shown.
Assuming that the output period of 1, OUT2 is t, the cycle Tb is the output period t + vertical blanking period v. On the other hand, the output signal OUT of four channels according to the present embodiment is
In the case of 1, OUT2, OUT3, and OUT4, as is clear from the timing chart of FIG. 2, the output period of these signals is の of the output period t when outputting two channels, and is reduced to half (t / 2). Is done.

【0024】ただし、出力信号OUT3,OUT4につ
いては、垂直転送レジスタ群13Bの転送段が延長され
ているため、図2のタイミングチャートに示されるよう
に、その延長された転送段部分での垂直転送の期間t′
分だけ、出力信号OUT1,OUT2に対して遅れて出
力される。したがって、4チャンネルの出力信号OUT
1,OUT2,OUT3,OUT4の出力の周期Ta
は、チャンネル数が倍増しても単純に1/2になること
はない。しかし、周期Ta全体から見ると、延長された
転送段部分での垂直転送の期間t′の占める割合は少な
いため、信号出力周期の高速化、即ちフレームレートの
高速化には十分に効果があると言える。
However, as for the output signals OUT3 and OUT4, since the transfer stage of the vertical transfer register group 13B is extended, as shown in the timing chart of FIG. 2, the vertical transfer at the extended transfer stage portion is performed. Period t '
The output signals OUT1 and OUT2 are delayed by the amount corresponding to the output signals OUT1 and OUT2. Therefore, the output signal OUT of four channels
Output period Ta of OUT1, OUT2, OUT3, OUT4
Does not simply become 1 / even if the number of channels is doubled. However, when viewed from the entire period Ta, the ratio of the vertical transfer period t 'in the extended transfer stage portion occupies only a small amount, so that it is sufficiently effective to increase the signal output period, that is, increase the frame rate. It can be said.

【0025】4チャンネルで出力された信号OUT1,
OUT2,OUT3,OUT4は、後段の信号処理系に
おいて、メモリなどを用いて撮像部11の画素配列に対
応した1ライン分(1行分)の信号に並び替えられる。
具体的には、水平転送レジスタ15AL,15BLの転
送方向を基準に考えた場合、水平転送レジスタ15A
R,15BRの転送方向が逆方向であることから、出力
信号OUT2,OUT4についてはその画素信号の順番
を反転させて出力信号OUT2X,OUT4Xとし、か
つOUT1→OUT3→OUT4X→OUT2Xの順番
で出力する信号処理を各ライン単位で行うようにすれば
良い。
The signals OUT1, OUT1 output on the four channels
OUT2, OUT3, and OUT4 are rearranged into signals of one line (one line) corresponding to the pixel arrangement of the imaging unit 11 using a memory or the like in a signal processing system at a subsequent stage.
Specifically, considering the transfer direction of the horizontal transfer registers 15AL and 15BL as a reference, the horizontal transfer registers 15A
Since the transfer directions of R and 15BR are opposite, the order of the output signals OUT2 and OUT4 is inverted to output signals OUT2X and OUT4X, and output in the order of OUT1 → OUT3 → OUT4X → OUT2X. The signal processing may be performed for each line.

【0026】なお、上記実施形態では、中央の垂直転送
レジスタ群13Bで垂直転送される信号電荷を2系統に
分けて2本の水平転送レジスタ14BL,14BRに移
送することで、4チャンネルの出力信号を導出する構成
の場合を例に採って説明したが、本発明はこれに限られ
るものではない。
In the above embodiment, the signal charges vertically transferred by the central vertical transfer register group 13B are divided into two systems and transferred to the two horizontal transfer registers 14BL and 14BR, whereby the output signals of four channels are output. Has been described as an example, but the present invention is not limited to this.

【0027】具体的には、垂直転送レジスタ群13Bで
垂直転送される信号電荷を3系統以上、好ましくは偶数
系統(4系統、6系統、……)に分けて4本、6本、…
…の水平転送レジスタに移送する構成を採ることで、4
チャンネルを超える多チャンネル化を実現できる。この
場合には、当然のことながら、垂直転送レジスタ群13
Aと垂直転送レジスタ群13Bとの間の関係のように、
垂直転送レジスタ群13B内でも、転送段数が異なる複
数系統のレジスタ群が設けられることになる。
More specifically, the signal charges vertically transferred by the vertical transfer register group 13B are divided into three or more systems, preferably even systems (4 systems, 6 systems,...), And four, six,.
By adopting a configuration to transfer to the horizontal transfer register of
It is possible to increase the number of channels beyond the number of channels. In this case, naturally, the vertical transfer register group 13
As in the relationship between A and the vertical transfer register group 13B,
In the vertical transfer register group 13B, a plurality of register groups having different numbers of transfer stages are provided.

【0028】また、上記実施形態では、撮像部11の画
素領域を水平方向においてのみ分割する場合を例に採っ
て説明したが、撮像部11の画素領域を垂直方向におい
ても中央で2分割し、かつ垂直転送レジスタ群13A,
13Bを互いに逆方向(図の上下方向)に転送駆動する
構成を採ることにより、さらに多チャンネル化が可能と
なる。
In the above embodiment, the case where the pixel area of the imaging unit 11 is divided only in the horizontal direction has been described as an example. However, the pixel area of the imaging unit 11 is also divided into two in the center in the vertical direction. And the vertical transfer register group 13A,
By adopting a configuration in which the driving of the 13B is performed in a direction opposite to each other (vertical direction in the drawing), it is possible to further increase the number of channels.

【0029】すなわち、図4に示すように、水平転送レ
ジスタ14AL,14AR,14BL,14BRおよび
電荷検出部15AL,15AR,15BL,15BRと
同様に、撮像部11を挟んで反対側にも、水平転送レジ
スタ16AL,16AR,16BL,16BRおよび電
荷検出部17AL,17AR,17BL,17BRを配
置することにより、出力信号の8チャンネル化が実現で
きる。また、先の実施形態の変形例の場合と同様に、垂
直転送レジスタ群13Bで垂直転送される信号電荷を3
系統以上、好ましくは偶数系統に分けることにより、さ
らなる多チャンネル化を図ることができる。
That is, as shown in FIG. 4, similar to the horizontal transfer registers 14AL, 14AR, 14BL, 14BR and the charge detection units 15AL, 15AR, 15BL, 15BR, the horizontal transfer registers are also provided on the opposite side of the imaging unit 11. By arranging the registers 16AL, 16AR, 16BL, 16BR and the charge detection units 17AL, 17AR, 17BL, 17BR, it is possible to realize eight channels of output signals. Further, as in the case of the modification of the previous embodiment, the signal charges vertically transferred by the vertical transfer register group 13B are reduced by 3%.
By dividing the system into more than one system, preferably even systems, it is possible to further increase the number of channels.

【0030】以上説明した本実施形態に係る固体撮像装
置は、ビデオカメラなどのカメラシステムにおいて、そ
の撮像デバイスとして用いて好適なものである。
The solid-state imaging device according to the present embodiment described above is suitable for use as an imaging device in a camera system such as a video camera.

【0031】図5は、本発明に係るカメラシステムの構
成の概略を示すブロック図である。図5において、被写
体(図示せず)からの像光(入射光)は、レンズ21等
の光学系を通してCCDイメージャ(撮像デバイス)2
2の撮像面上に結像される。このCCDイメージャ22
として、先述した実施形態に係る固体撮像装置が用いら
れる。
FIG. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of the camera system according to the present invention. In FIG. 5, image light (incident light) from a subject (not shown) passes through an optical system such as a lens 21 or the like, and a CCD imager (imaging device) 2.
An image is formed on the second imaging surface. This CCD imager 22
The solid-state imaging device according to the above-described embodiment is used.

【0032】CCDイメージャ22は、CCD駆動回路
23により、画素からの信号電荷の読み出し、垂直転
送、水平転送などの各種の駆動が行われる。図1に示し
た構成の固体撮像装置を用いた場合には、CCDイメー
ジャ22からは4チャンネルの信号OUT1,OUT
2,OUT3,OUT4が出力される。これらの信号O
UT1,OUT2,OUT3,OUT4は、アナログ信
号処理回路24においてCDS(相関二重サンプリン
グ)などの信号処理が行われる。
The CCD imager 22 is driven by a CCD drive circuit 23 in various manners such as reading out signal charges from pixels, vertical transfer, and horizontal transfer. When the solid-state imaging device having the configuration shown in FIG. 1 is used, four-channel signals OUT1 and OUT are output from the CCD imager 22.
2, OUT3 and OUT4 are output. These signals O
The UT1, OUT2, OUT3, and OUT4 are subjected to signal processing such as CDS (correlated double sampling) in the analog signal processing circuit 24.

【0033】アナログ信号処理回路24を経た4チャン
ネルの信号OUT1,OUT2,OUT3,OUT4
は、ADコンバータ25でデジタル信号に変換された
後、メモリなどを含むデジタル信号処理回路26に供給
される。このデジタル信号処理回路26においては、信
号OUT2,OUT4についてその画素信号の順番を反
転させて信号OUT2X,OUT4Xとし、かつOUT
1→OUT3→OUT4X→OUT2Xの順番で出力す
る処理などの各種の信号処理が行われる。
The four-channel signals OUT1, OUT2, OUT3, and OUT4 that have passed through the analog signal processing circuit 24
Is converted into a digital signal by an AD converter 25, and then supplied to a digital signal processing circuit 26 including a memory and the like. The digital signal processing circuit 26 inverts the order of the pixel signals of the signals OUT2 and OUT4 to obtain signals OUT2X and OUT4X, and outputs the signals OUT2X and OUT4X.
Various signal processes such as a process of outputting in the order of 1 → OUT3 → OUT4X → OUT2X are performed.

【0034】このように、ビデオカメラなどのカメラシ
ステムにおいて、その撮像デバイスとして、先述した実
施形態に係る固体撮像装置を用いることにより、当該固
体撮像装置は4チャンネルを超える多チャンネル出力に
対応でき、フレームレートの高速化が可能であるため、
より高速な撮像を実現できることになる。
As described above, in a camera system such as a video camera, by using the solid-state imaging device according to the above-described embodiment as an imaging device, the solid-state imaging device can support multi-channel output exceeding four channels. Since the frame rate can be increased,
Higher speed imaging can be realized.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による固体
撮像装置によれば、4チャンネルを超える多チャンネル
化に対応できるため、フレームレートの高速化が実現で
き、しかも水平転送部間での信号電荷の転送を必要とし
ないため、転送劣化に対する考慮も不要となる。
As described above, according to the solid-state imaging device of the present invention, it is possible to cope with multi-channels exceeding four channels, so that the frame rate can be increased and the signal between the horizontal transfer units can be realized. Since charge transfer is not required, there is no need to consider transfer deterioration.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の構成
例を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態に係る4チャンネルの出力信号OU
T1,OUT2,OUT3,OUT4のタイミングチャ
ートである。
FIG. 2 shows a 4-channel output signal OU according to the embodiment.
It is a timing chart of T1, OUT2, OUT3, and OUT4.

【図3】従来技術2に係る2チャンネルの出力信号OU
T1,OUT2のタイミングチャートである。
FIG. 3 shows a two-channel output signal OU according to prior art 2.
It is a timing chart of T1 and OUT2.

【図4】本発明の他の実施形態に係る固体撮像装置の構
成例を示す概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of a solid-state imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明に係るカメラシステムの構成の概略を示
すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram schematically showing a configuration of a camera system according to the present invention.

【図6】従来技術1に係る固体撮像装置の構成を示す概
略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of a solid-state imaging device according to Conventional Technique 1.

【図7】従来技術2に係る固体撮像装置の構成を示す概
略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of a solid-state imaging device according to Conventional Technique 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…撮像部、12…画素(フォトダイオード)、13
…垂直転送レジスタ、13AL,13AR,13B…垂
直転送レジスタ群、14AL,14AR,14BL,1
4BR,16AL,16AR,16BL,16BR…水
平転送レジスタ、15AL,15AR,15BL,15
BR,17AL,17AR,17BL,17BR…電荷
検出部
11: imaging unit, 12: pixel (photodiode), 13
... vertical transfer registers, 13AL, 13AR, 13B ... vertical transfer registers, 14AL, 14AR, 14BL, 1
4BR, 16AL, 16AR, 16BL, 16BR ... horizontal transfer register, 15AL, 15AR, 15BL, 15
BR, 17AL, 17AR, 17BL, 17BR ... Charge detector

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画素が2次元的に配置されてなる画素群
と、 前記画素群の垂直画素列に沿って配置され、前記画素群
の対応する画素列から読み出された信号電荷を少なくと
も1方向に転送する第1の垂直転送部群と、 前記第1の垂直転送部群よりも多い転送段数を有してこ
の第1の垂直転送部群とは異なる垂直画素列に配置さ
れ、前記画素群の対応する画素列から読み出された信号
電荷を少なくとも1方向に転送する第2の垂直転送部群
と、 前記第1の垂直転送部群から移送される信号電荷を2系
統に分けて転送する第1の水平転送部群と、 前記第2の垂直転送部群から移送される信号電荷を少な
くとも2系統に分けて転送する第2の水平転送部群とを
備えたことを特徴とする固体撮像装置。
1. A pixel group in which pixels are two-dimensionally arranged, and at least one signal charge arranged along a vertical pixel column of the pixel group and read from a corresponding pixel column of the pixel group. A first vertical transfer unit group for transferring data in the first direction, a first vertical transfer unit group having a larger number of transfer stages than the first vertical transfer unit group, and arranged in a different vertical pixel column from the first vertical transfer unit group; A second vertical transfer unit group for transferring the signal charges read from the corresponding pixel columns of the group in at least one direction; and transferring the signal charges transferred from the first vertical transfer unit group into two systems. A solid state comprising: a first horizontal transfer unit group for transferring a signal charge transferred from the second vertical transfer unit group; and a second horizontal transfer unit group for transferring the signal charges divided into at least two systems. Imaging device.
【請求項2】 前記第2の垂直転送部群の前記第1の垂
直転送部群よりも多い転送段数は、垂直転送方式の相数
の整数倍であることを特徴とする請求項1記載の固体撮
像装置。
2. The method according to claim 1, wherein the number of transfer stages of the second vertical transfer unit group greater than that of the first vertical transfer unit group is an integral multiple of the number of phases of the vertical transfer system. Solid-state imaging device.
【請求項3】 前記第2の垂直転送部群は、転送段数が
異なる複数系統の垂直転送部群からなることを特徴とす
る請求項1記載の固体撮像装置。
3. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the second vertical transfer unit group includes a plurality of vertical transfer unit groups having different numbers of transfer stages.
【請求項4】 前記第1,第2の水平転送部群は、前記
画素群に対して前記第1,第2の垂直転送部群の転送方
向の一方側にのみ設けられていることを特徴とする請求
項1記載の固体撮像装置。
4. The first and second horizontal transfer unit groups are provided only on one side of the pixel group in the transfer direction of the first and second vertical transfer unit groups. The solid-state imaging device according to claim 1.
【請求項5】 前記第1,第2の水平転送部群は、前記
画素群に対して前記第1,第2の垂直転送部群の転送方
向の両側に設けられていることを特徴とする請求項1記
載の固体撮像装置。
5. The method according to claim 1, wherein the first and second horizontal transfer units are provided on both sides of the pixel group in the transfer direction of the first and second vertical transfer units. The solid-state imaging device according to claim 1.
【請求項6】 被写体を撮像する撮像デバイスとして、 画素が2次元的に配置されてなる画素群と、 前記画素群の垂直画素列に沿って配置され、前記画素群
の対応する画素列から読み出された信号電荷を少なくと
も1方向に転送する第1の垂直転送部群と、 前記第1の垂直転送部群よりも多い転送段数を有してこ
の第1の垂直転送部群とは異なる垂直画素列に配置さ
れ、前記画素群の対応する画素列から読み出された信号
電荷を少なくとも1方向に転送する第2の垂直転送部群
と、 前記第1の垂直転送部群から移送される信号電荷を2系
統に分けて転送する第1の水平転送部群と、 前記第2の垂直転送部群から移送される信号電荷を少な
くとも2系統に分けて転送する第2の水平転送部群と備
えた固体撮像装置を用いたことを特徴とするカメラシス
テム。
6. An image pickup device for picking up an image of a subject, comprising: a pixel group in which pixels are two-dimensionally arranged; and a pixel group arranged along a vertical pixel column of the pixel group and read from a corresponding pixel column of the pixel group. A first vertical transfer unit group for transferring the output signal charges in at least one direction; and a vertical group different from the first vertical transfer unit group having a greater number of transfer stages than the first vertical transfer unit group. A second vertical transfer unit group arranged in a pixel column and transferring signal charges read from a corresponding pixel column of the pixel group in at least one direction; and a signal transferred from the first vertical transfer unit group. A first horizontal transfer unit group for transferring charges in two systems; and a second horizontal transfer unit group for transferring signal charges transferred from the second vertical transfer units in at least two systems. Using a solid-state imaging device La system.
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WO2010087279A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 浜松ホトニクス株式会社 Solid-state imaging device

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