JP2532619B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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JP2532619B2
JP2532619B2 JP63278683A JP27868388A JP2532619B2 JP 2532619 B2 JP2532619 B2 JP 2532619B2 JP 63278683 A JP63278683 A JP 63278683A JP 27868388 A JP27868388 A JP 27868388A JP 2532619 B2 JP2532619 B2 JP 2532619B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は固体撮像装置に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid-state imaging device.

従来の技術 近年は特に業務用分野で固体撮像素子の1つの欠点で
あるスミア低減に有効なFIT(フレームインタライント
ランスファー)CCDを使用した撮像装置が増えている。
第4図にFITCCDの構成図を示す。
2. Description of the Related Art In recent years, particularly in the field of commercial use, an increasing number of image pickup devices use a FIT (frame interline transfer) CCD that is effective in reducing smear, which is one drawback of solid-state image pickup devices.
Figure 4 shows the block diagram of the FITCCD.

第4図では1はフォトダイオード、2は垂直CCD、3
は垂直CCD2と同数の蓄積部を持つメモリ部、4は不要電
荷を排出するドレイン、5は水平CCD、6は信号電荷を
検出するFDA(フローティングディフュージョンアン
プ)である。
In FIG. 4, 1 is a photodiode, 2 is a vertical CCD, 3
Is a memory section having the same number of storage sections as the vertical CCD 2, 4 is a drain for discharging unnecessary charges, 5 is a horizontal CCD, and 6 is an FDA (floating diffusion amplifier) for detecting signal charges.

以下簡単にその動作について第5図〜第9図を用いて
説明する。
The operation will be briefly described below with reference to FIGS. 5 to 9.

第5図は、第4図の垂直CC2の転送電極ΦA1〜ΦA4に
図示していない駆動回路より与えられる駆動パルスを示
している。各奇数フィールド、偶数フィールドで各フォ
トダイオード1に信号電荷が蓄積されるが、同時に受光
部の垂直CCDが1フィールド期間の大部分停止している
ので、垂直CCDの暗電流による電荷を原因とするFPN(fi
xed pattern noise,以下面ざらと称す)が発生する。こ
の面ざらは特に画面が暗い時に目立つ。故に垂直ブラン
キング期間中の掃き出し期間にまず前記フォトダイオー
ド1の信号電荷を垂直CCD2に読み出す前記面ざらの原因
となる不要電荷の掃き出しを行う。次に各フォトダイオ
ード1の信号電荷を読み出しパルスにより垂直CCD2に読
み出し高速転送期間にメモリ部3に転送する。これによ
り垂直CCD2での電荷転送の時間が格段に減り故に転送途
中で垂直CCD2にもれ込んでくる不要電荷の量が減り、ス
ミアが格段と低減される。高速転送時はメモリ部3の転
送電極ΦB1〜ΦB4にも同様な転送パルスが与えられる。
FIG. 5 shows drive pulses given to the transfer electrodes .PHI.A1 to .PHI.A4 of the vertical CC2 of FIG. 4 by a drive circuit (not shown). Signal charges are accumulated in each photodiode 1 in each odd field and even field, but at the same time, since the vertical CCD of the light receiving part is mostly stopped for one field period, it is caused by the charge due to the dark current of the vertical CCD. FPN (fi
xed pattern noise, hereinafter referred to as surface roughness) occurs. This surface is especially noticeable when the screen is dark. Therefore, during the sweeping out period during the vertical blanking period, the unnecessary charges causing the surface roughness for reading out the signal charges of the photodiode 1 to the vertical CCD 2 are first swept out. Next, the signal charge of each photodiode 1 is read out to the vertical CCD 2 by a read-out pulse and transferred to the memory section 3 in the high-speed transfer period. As a result, the time for charge transfer in the vertical CCD 2 is significantly reduced, so the amount of unnecessary charges that leak into the vertical CCD 2 during transfer is reduced, and smear is significantly reduced. At the time of high-speed transfer, the same transfer pulse is applied to the transfer electrodes ΦB1 to ΦB4 of the memory section 3.

第6図は第5図の垂直ブランキング期間の拡大図であ
る。第6図のように転送パルスが与えられると掃き出し
時はΦA4,ΦA3,ΦA2,ΦA1の電極の順に、高速転送時は
ΦA1,ΦA2,ΦA3,ΦA4の電極の順に電位井戸が形成され
電荷(電子)の移動が起こり矢印のような電荷の流れと
なる。これにより不要電荷はドレイン4の方向に掃き出
され信号電荷はメモリ部3の方向に転送される。もちろ
んメモリ部3を介して水平CCD5へ不要電荷を掃き出して
もよい。
FIG. 6 is an enlarged view of the vertical blanking period of FIG. When a transfer pulse is applied as shown in Fig. 6, potential wells are formed in the order of ΦA4, ΦA3, ΦA2, ΦA1 electrodes during sweeping, and in the order of ΦA1, ΦA2, ΦA3, ΦA4 electrodes during high-speed transfer. ) Occurs and the charge flows as shown by the arrow. As a result, the unnecessary charges are swept out in the direction of the drain 4 and the signal charges are transferred in the direction of the memory section 3. Of course, unnecessary charges may be swept out to the horizontal CCD 5 via the memory unit 3.

さて高速転送によりメモリ部3へ転送された信号電荷
は第7図に示す転送パルスにより水平ブランキング期間
に1画素ずつ水平CCD5方向に転送される。第6図の駆動
パルスでは、信号電荷はメモリ部3の最下端の電極ΦB4
の電極下から水平CCD5を構成するΦH1,ΦH2の電極下へ
転送される。水平CCD5へ転送された信号電荷は水平走査
期間にΦH1〜ΦH4の電極に与えられる転送パルスによ
り、垂直転送と同様に順次転送され、FDA6より電圧信号
として検出される。
The signal charges transferred to the memory section 3 by the high speed transfer are transferred in the horizontal CCD5 direction pixel by pixel in the horizontal blanking period by the transfer pulse shown in FIG. In the drive pulse shown in FIG. 6, the signal charge is the lowermost electrode ΦB4 of the memory section 3.
Is transferred from under the electrodes of ΦH1 and ΦH2 forming the horizontal CCD5. The signal charges transferred to the horizontal CCD 5 are sequentially transferred in the same manner as vertical transfer by transfer pulses given to the electrodes of ΦH1 to ΦH4 during the horizontal scanning period, and are detected as voltage signals by the FDA6.

以上のような構成のFITCCDでは、面ざら対策、スミア
対策に優れ、業務用等の撮像装置には非常に有効であ
る。
The FITC CCD having the above-described configuration has excellent anti-texture and smear measures, and is very effective for an image pickup device for business use.

固体撮像素子からの信号読み出し方法としてはフォト
ダイオードミックス(PDミックス)方法がある。このPD
ミックスは第5図に示す駆動パルスで、読み出し時に実
線の読み出しパルスに加え点線の読み出しパルスを付加
することにより各フィールド毎に全画素信号を読み出
す。奇数フィールドではフォトダイオードAとフォトダ
イオードB、フォトダイオードCとフォトダイオードD
という組合せで信号をミックスし、偶数フィールドでは
位置をずらしてフォトダイオードBとフォトダイオード
Cの組合せで信号をミックスするようにして飛び越し走
査を行う。このPDミックス信号読み出し方法により通常
の飛び越し走査にともなうフレーム残像(システム残
像)が防げる。
There is a photodiode mix (PD mix) method as a signal reading method from the solid-state image sensor. This PD
The mix is a drive pulse shown in FIG. 5, and all pixel signals are read out for each field by adding a read pulse of a dotted line in addition to a read pulse of a solid line at the time of reading. In odd field, photodiode A and photodiode B, photodiode C and photodiode D
The signals are mixed by the combination of the above, the positions are shifted in the even field, and the signals are mixed by the combination of the photodiode B and the photodiode C, and the interlace scanning is performed. This PD mix signal readout method can prevent frame afterimages (system afterimages) due to normal interlaced scanning.

また従来、固体撮像装置には残像は無いと言われてき
たが、実際には受光部での残像がある。これはインター
ラインCCDやFITCCDの撮像デバイスのように転送電極下
のチャンネルを通して信号を読み取る方式では大部分の
信号電荷が垂直CCDに移った後、フォトダイオード内の
残留電荷がある値以下に減少するとチャンネルは弱反転
状態になり信号電荷は拡散によって送られる。いわゆる
不完全転送動作になり信号電荷の読み出しに長い時間が
かかる。この残像は第9図に示すようにフォトダイオー
ドの拡散不純物濃度を下げ蓄積信号電荷をすべて転送し
終った後、拡散層全体が空乏化する構造にして防ぐこと
ができる。
It has been conventionally said that there is no afterimage in the solid-state imaging device, but in reality, there is an afterimage in the light receiving section. This is because in the method of reading a signal through the channel under the transfer electrode like the imaging device of the interline CCD or FITCCD, after the majority of the signal charge is transferred to the vertical CCD, the residual charge in the photodiode decreases below a certain value. The channel is weakly inverted and the signal charge is transmitted by diffusion. This is a so-called incomplete transfer operation, and it takes a long time to read out the signal charges. This afterimage can be prevented by reducing the diffusion impurity concentration of the photodiode as shown in FIG. 9 and depleting the entire diffusion layer after all the accumulated signal charges have been transferred.

発明が解決しようとする課題 以上のような構成及び駆動方法ではスミア、垂直CCD
内に蓄積される暗電流を原因とするFPN(面ざら)さら
に残像を防ぐことができるがフォトダイオードの蓄積容
量が小さくなりその結果飽和信号電荷量が小さく、ダイ
ナミックレンジを大きくとれないという問題点が発生す
る。これは高ダイナミックレンジを必要とする撮像装置
には大きな欠点となる。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention With the above configuration and driving method, smear and vertical CCD
FPN (surface roughness) due to dark current accumulated inside can be prevented, but afterimage can be prevented, but the storage capacity of the photodiode becomes small, and as a result, the saturation signal charge amount is small and the dynamic range cannot be widened. Occurs. This is a big drawback for an image pickup device that requires a high dynamic range.

本発明はかかる点に鑑み、従来のFITCCDでかつ残像を
防ぐ構造の撮像素子でも広いダイナミックレンジを確保
すると共に固定パターンノイズも除去し、高ダイナミッ
クレンジ、高性能の業務用等の撮像装置に適する固体撮
像装置を提供することを目的とする。
In view of such a point, the present invention is suitable for an imaging device having a high dynamic range and high performance, such as a conventional FITCCD and a structure that prevents afterimages, while securing a wide dynamic range and removing fixed pattern noise. An object is to provide a solid-state imaging device.

課題を解決するための手段 本願の請求項1の発明格子状に配列されたフォトダイ
オード(以下PDという)、各PDの列に対応してその列の
PDの信号を転送する垂直チャージカップルドデバイス
(以下CCDという)、各列の垂直CCDより得られる信号を
順次保持するメモリ、及び前記メモリから得られる信号
を水平方向に転送する水平CCDを有するFIT型固体撮像素
子と、前記固体撮像素子の水平CCDより転送される一画
面の信号レベルの大小を判断する信号レベル判断回路
と、前記固体撮像素子の各PDの信号電荷を1フィールド
期間内に少なくとも2回前記垂直CCDに読み出し最終読
み出し直後に前記垂直CCDに読み出された信号電荷を前
記メモリー部に高速転送する第1の駆動モード及び1フ
ィールド期間内に前記垂直CCDに発生した不要電荷を除
去する掃き出し動作の直後に前記各PDの信号電荷を各々
前記垂直CCDに読み出しその直後前記垂直CCDに読み出さ
れた信号電荷を前記メモリー部に高速転送する第2の駆
動モードのいずれかのモードで前記固体撮像素子を駆動
し、該第1、第2の駆動モードを前記信号レベル判断回
路の大小に対応させて垂直走査に同期して切り換える駆
動回路とを具備することを特徴とするものである。
Means for Solving the Problems The invention of claim 1 of the present application Photodiodes (hereinafter referred to as PDs) arranged in a grid pattern, corresponding to each PD row,
A vertical charge coupled device (hereinafter referred to as CCD) that transfers PD signals, a memory that sequentially holds signals obtained from the vertical CCDs in each column, and a FIT that has a horizontal CCD that horizontally transfers signals obtained from the memories. Type solid-state image sensor, a signal level determination circuit for determining the level of the signal level of one screen transferred from the horizontal CCD of the solid-state image sensor, and the signal charge of each PD of the solid-state image sensor at least within one field period. Reads to the vertical CCD twice, and removes unnecessary charges generated in the vertical CCD within the first drive mode and one field period in which the signal charges read to the vertical CCD are transferred to the memory unit at high speed immediately after the final reading. Immediately after the sweep operation, the signal charges of the PDs are read to the vertical CCDs, and immediately thereafter, the signal charges read to the vertical CCDs are transferred to the memory unit at high speed. A driving circuit for driving the solid-state imaging device in any one of the second driving modes, and switching the first and second driving modes in synchronization with vertical scanning in accordance with the magnitude of the signal level determination circuit. And is provided.

また本願の請求項2の発明は請求項1の信号レベル判
断回路にかえて撮像レベルのゲイン調整スイッチの標準
ゲイン時には前記第1の駆動モードとし、ゲインアップ
時には前記第2の駆動モードとなるように前記第1、第
2の駆動モードをゲイン調整スイッチと連動して切り換
えるように構成したことを特徴とするものである。
In the invention of claim 2 of the present application, the signal level determination circuit of claim 1 is replaced with the first drive mode when the gain of the image pickup level gain adjustment switch is standard gain, and when the gain is increased, the second drive mode is selected. In addition, the first and second drive modes are configured to be switched in conjunction with the gain adjustment switch.

作用 このような特徴を有する本願の請求項1の発明によれ
ば、固体撮像素子より画像データを得る際にCCDより読
み出された信号を信号レベル判別回路に与えて一画面の
信号レベルの大小を判別し、その信号の大小によわり駆
動回路をダイナミックレンジが必要な第1の駆動モード
と固定パターンノイズを除去する第2の駆動モードとに
切り換えるようにしている。
According to the invention of claim 1 of the present application having such a feature, the signal read out from the CCD when the image data is obtained from the solid-state image sensor is given to the signal level discriminating circuit and the magnitude of the signal level of one screen is increased or decreased. The drive circuit is switched between the first drive mode requiring a dynamic range and the second drive mode removing fixed pattern noise depending on the magnitude of the signal.

また本願の請求項2の発明はゲイン調整スイッチの標
準ゲイン及びゲインアップ時に各々第1及び第2の駆動
モードに切り換えるようにしている。
In the invention of claim 2 of the present application, the standard gain of the gain adjustment switch and the gain driving are switched to the first and second driving modes, respectively.

実施例 第1図は本発明の一実施例の固体撮像装置の構成図で
ある。
Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.

第1図において1は撮像素子の画素数に対応した数の
格子状に配列されたフォトダイオードであり、図面上で
はその数を少なくして示している。2は垂直CCD、3は
垂直CCD2と同数の蓄積部を持つメモリ部、4は不要電荷
を排出するドレイン、5は水平CCDであり固体撮像素子
はこれらの要素から成り立っている。6は固体撮像素子
から読み出した信号電荷を検出するFDA、7は例えば一
画面またはその特定部分の出力信号レベルの大小を判断
する信号レベル判断回路、8は後述するように固体撮像
素子の各部に2つの異なるモードの駆動パルスを送る駆
動回路である。1〜6は従来例と動作、作用は同様なも
のである。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes photodiodes arranged in a grid pattern in a number corresponding to the number of pixels of the image pickup device, and the number thereof is reduced in the drawing. Reference numeral 2 is a vertical CCD, 3 is a memory section having the same number of storage sections as the vertical CCD 2, 4 is a drain for discharging unnecessary charges, 5 is a horizontal CCD, and the solid-state image sensor is composed of these elements. 6 is an FDA that detects the signal charge read from the solid-state image sensor, 7 is a signal level determination circuit that determines the magnitude of the output signal level of, for example, one screen or a specific part thereof, and 8 is a unit for each part of the solid-state image sensor as described later It is a drive circuit that sends drive pulses in two different modes. 1 to 6 have the same operations and functions as those of the conventional example.

以上のように構成された本実施例の固体撮像装置につ
いてその動作を第2図、第3図を用いて説明する。
The operation of the solid-state imaging device of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

第2図(a),(b)は駆動回路8より垂直CCD2の転
送電極ΦA1〜ΦA2に印加される2つの駆動モードを示し
ている。第2図(a)に示す第1の駆動モード1では1
フィールド期間のほぼ真中で1度ΦA1,ΦA3の電極下の
垂直CCD2にフォトダイオード1の信号電荷を読み出す。
さらに垂直ブランキング期間に1度目の読み出し信号電
荷に加算する形で再度信号電荷の読み出しを行い高速転
送によりメモリ部3へ転送する。こうすることにより通
常の1回読み出しの場合に比べ2倍近くの信号電荷量が
得られる。これは第9図で示した垂直CCDのN領域の不
純物濃度を高くすることが可能なため容量を大きくする
ことができ、故に垂直CCD2の電位井戸に蓄えられる電荷
量をフォトダイオード第1図の飽和電荷量の2倍よりも
大きくすることができる。フィールドの途中で1度信号
電荷を読み出すので掃き出し動作は1度信号電荷を読み
出した後は行わない。(1度読み出す前は可能である)
また読み出しはPDミックスモードである。高速転送、PD
ミックス等の動作は従来例と同様であり、その説明は省
略する。
2A and 2B show two drive modes applied from the drive circuit 8 to the transfer electrodes ΦA1 to ΦA2 of the vertical CCD2. 1 in the first drive mode 1 shown in FIG.
The signal charge of the photodiode 1 is read out to the vertical CCD2 under the electrodes of ΦA1 and ΦA3 once almost in the middle of the field period.
Further, in the vertical blanking period, the signal charges are read out again in a form of being added to the read-out signal charges for the first time and transferred to the memory unit 3 by high-speed transfer. By doing so, a signal charge amount that is almost twice as large as that in the case of the normal single read can be obtained. This is because it is possible to increase the impurity concentration in the N region of the vertical CCD shown in FIG. 9 and thus increase the capacitance, and therefore the amount of charge stored in the potential well of the vertical CCD 2 is shown in FIG. It can be larger than twice the saturated charge amount. Since the signal charge is read once in the middle of the field, the sweeping operation is not performed after the signal charge is read once. (It is possible before reading once)
Moreover, reading is PD mixed mode. High speed transfer, PD
The operation of mixing and the like is similar to that of the conventional example, and the description thereof is omitted.

第2図(b)に示す第2の駆動モード2は従来例の駆
動モードと全く同様なものである。信号読み出し前に垂
直CCD内に蓄積された暗電流による電荷を掃き出し、固
定パターンノイズ(面ざら)を少なくしている。読み出
しはPDミックスモードである。
The second drive mode 2 shown in FIG. 2B is exactly the same as the drive mode of the conventional example. Before the signal is read out, the charges due to the dark current accumulated in the vertical CCD are swept out to reduce fixed pattern noise (texture). Reading is PD mixed mode.

本発明の固体撮像装置は上記2つの駆動モードを信号
レベル判断回路7により信号レベルに応じて切り換え
る。つまり信号レベルが小さく画面が暗い場合は固定パ
ターンノイズ(面ざら)が目立ちやすいので掃き出し動
作のあるモード2の駆動モードによりその対策を行い、
信号レベルが大きく画面が明るい場合はモード1の駆動
モードにより取り扱える信号電荷量を大きくし、ダイナ
ミックレンジの拡大を行っている。モード1とモード2
の切り換えはモード1の読み出しがフィールドの途中で
行われるので垂直走査に同期して行う。
In the solid-state imaging device of the present invention, the above-mentioned two driving modes are switched by the signal level judgment circuit 7 according to the signal level. In other words, when the signal level is low and the screen is dark, fixed pattern noise (texture) tends to stand out, so take the countermeasure with the drive mode of mode 2 that has a sweeping operation.
When the signal level is high and the screen is bright, the amount of signal charge that can be handled by the drive mode of mode 1 is increased to expand the dynamic range. Mode 1 and Mode 2
Is switched in synchronism with vertical scanning because the reading of mode 1 is performed in the middle of the field.

第3図にはモード1及びモード2の場合の入射光量に
対する出力信号量の関係を示すが、例えば標準状態がレ
ンズ絞りF5.6被写体照度2,0001xに設定されているとす
るとモード2(1回読み出し)での飽和量が標準の6倍
の12,0001xであるならば、モード1の場合は12倍の24,0
001xまでダイナミックレンジが拡大できる。垂直CCDの
取り扱える最大電荷量がフォトダイオード2個での飽和
電荷量よりも2倍以上であればモード1でさらに読み出
し回数を増やしダイナミックレンジをさらに拡大するこ
とも可能である。
FIG. 3 shows the relationship between the amount of incident light and the amount of output signal in Mode 1 and Mode 2. For example, if the standard state is set to lens aperture F5.6 subject illuminance 20001x, then mode 2 (1 If the saturation amount in (reading twice) is 12,0001x, which is 6 times the standard, in the case of mode 1, 12 times 24,0
The dynamic range can be expanded up to 001x. If the maximum charge amount that can be handled by the vertical CCD is at least twice the saturation charge amount of the two photodiodes, it is possible to further increase the number of times of reading in mode 1 and further expand the dynamic range.

また9dBのゲインアップ時には7101xで標準状態となる
のでモード2の場合でもダイナミックレンジが17倍とな
りかつゲインアップ時に目立つ固定パターンノイズ(面
ざら)を除去できる。
In addition, when the gain is increased by 9 dB, the standard state is 7101x, so even in mode 2, the dynamic range is 17 times larger, and conspicuous fixed pattern noise (texture) can be removed when the gain is increased.

以上のように信号レベルに応じて駆動モードを切り換
えることにより、面ざら対策、ダイナミックレンジ拡大
が簡単に行える。
By switching the drive mode according to the signal level as described above, it is possible to easily take measures against surface roughness and expand the dynamic range.

なお、信号レベルの大小は直接信号レベルを判断しな
くても例えばレンズの絞り値によって判断するようにし
ても同様の効果が得られることは言うまでもない。また
実際の信号レベルではなく通常用いられている9dBアッ
プ、18dBアップ等のゲインアップスイッチに連動して駆
動モードの選択を行うことにより低ノイズ化もしくは高
ダイナミックレンジ化の選択を行ってもよい。またゲイ
ンアップスイッチと連動させずにモード切り換えの専用
スイッチを設けるようにしてもよい。
Needless to say, the same effect can be obtained even if the signal level is judged not by directly judging the signal level, for example, by judging the aperture value of the lens. Further, instead of the actual signal level, the noise reduction or the high dynamic range may be selected by interlocking with the normally used gain up switch such as 9 dB up or 18 dB up to select the drive mode. Alternatively, a dedicated switch for mode switching may be provided without interlocking with the gain up switch.

発明の効果 以上説明したように本発明によれば信号レベルの大小
あるいはゲインアップスイッチに連動して駆動モードを
切り換えることにより信号レベルが大きく明るい画面の
時はダイナミックレンジの拡大が行われ、信号レベルが
小さく暗い画面の時は面ざら等のノイズ対策が行われる
ので高ダイナミックレンジで高性能な業務用等に適する
固体撮像装置が提供でき、その実用的効果は大きい。
As described above, according to the present invention, the dynamic range is expanded in the case of a bright screen where the signal level is large by switching the drive mode in conjunction with the signal level or the gain up switch, and the signal level is increased. When a small and dark screen is used, noise countermeasures such as surface roughness are taken, so that it is possible to provide a solid-state imaging device having a high dynamic range and high performance, which is suitable for business use, and its practical effect is great.

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

第1図は本発明における実施例の固体撮像装置の構成
図、第2図(a),(b)は駆動回路8より第1図の垂
直CCD2の転送電極ΦA1〜ΦA4に印加される2つのモード
の駆動パルスを示す図、第3図は2つの駆動モードの入
射光量に対する出力信号量の関係を示す図、第4図はFI
TCCDの構成図、第5図は第4図の垂直CCDの転送電極ΦA
1〜ΦA4に印加される駆動パルスを示す図、第6図は第
5図の垂直ブランキング期間の拡大図、第7図は第4図
のメモリ部3の転送電極ΦB1〜ΦB4及び水平CCD5の転送
電極ΦH1〜ΦH4に印加される駆動パルスを示す図、第8
図は第4図のフォトダイオード1と垂直CCD2及び転送電
極ΦA1〜ΦA4の概要を示す図、第9図は残像対策構造の
CCDの概要図である。 1……フォトダイオード、2……垂直CCD、 3……メモリ部、4……ドレイン、5……水平CCD、6
……FDA、7……信号レベル判断回路、8……駆動回
路。
FIG. 1 is a block diagram of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are two circuits applied to the transfer electrodes ΦA1 to ΦA4 of the vertical CCD 2 of FIG. FIG. 3 is a diagram showing the drive pulse of each mode, FIG. 3 is a diagram showing the relationship of the output signal amount with respect to the incident light amount in the two drive modes, and FIG.
Structure diagram of TCCD, Fig. 5 is transfer electrode ΦA of vertical CCD of Fig. 4.
FIG. 6 is a diagram showing drive pulses applied to 1 to ΦA4, FIG. 6 is an enlarged view of the vertical blanking period of FIG. 5, and FIG. 7 is a diagram of transfer electrodes ΦB1 to ΦB4 and horizontal CCD5 of the memory section 3 of FIG. FIG. 8 is a diagram showing drive pulses applied to transfer electrodes ΦH1 to ΦH4.
The figure shows the outline of the photodiode 1, the vertical CCD2, and the transfer electrodes ΦA1 to ΦA4 in FIG. 4, and FIG. 9 shows the afterimage prevention structure.
It is a schematic diagram of CCD. 1 ... Photodiode, 2 ... Vertical CCD, 3 ... Memory section, 4 ... Drain, 5 ... Horizontal CCD, 6
...... FDA, 7 …… Signal level judgment circuit, 8 …… Drive circuit.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】格子状に配列されたフォトダイオード(以
下PDという)、各PDの列に対応してその列のPDの信号を
転送する垂直チャージカップルドデバイス(以下CCDと
いう)、各列の垂直CCDより得られる信号を順次保持す
るメモリ、及び前記メモリーから得られる信号を水平方
向に転送する水平CCDを有するFIT型固体撮像素子と、前
記固体撮像素子の水平CCDより転送される一画面の信号
レベルの大小を判断する信号レベル判断回路と、前記固
体撮像素子の各PDの信号電荷を1フィールド期間内に少
なくとも2回前記垂直CCDに読み出し最終読み出し直後
に前記垂直CCDに読み出された信号電荷を前記メモリ部
に高速転送する第1の駆動モード及び1フィールド期間
内に前記垂直CCDに発生した不要電荷を除去する掃き出
し動作の直後に前記各PDの信号電荷を各々前記垂直CCD
に読み出しその直後前記垂直CCDに読み出された信号電
荷を前記メモリ部に高速転送する第2の駆動モードのい
ずれかのモードで前記固体撮像素子を駆動し、該第1、
第2の駆動モードを前記信号レベル判断回路の大小に対
応させて垂直走査に同期して切り換える駆動回路とを具
備することを特徴とする固体撮像装置。
Claims: 1. Photodiodes (hereinafter referred to as PDs) arranged in a grid pattern, vertical charge coupled devices (hereinafter referred to as CCDs) that transfer the signals of the PDs of the PDs corresponding to the columns of the PDs, and A FIT type solid-state image sensor having a memory that sequentially holds signals obtained from a vertical CCD, and a horizontal CCD that horizontally transfers signals obtained from the memory, and one screen transferred from the horizontal CCD of the solid-state image sensor. A signal level determination circuit for determining the magnitude of the signal level, and a signal read out to the vertical CCD immediately after the final readout by reading out the signal charge of each PD of the solid-state image sensor at least twice within one field period. Immediately after the first drive mode for transferring charges to the memory section at high speed and the sweeping operation for removing unnecessary charges generated in the vertical CCD within one field period, the signal charges of each PD are immediately Each vertical CCD
Immediately after the reading, the solid-state imaging device is driven in any one of the second drive modes in which the signal charge read out to the vertical CCD is transferred to the memory unit at high speed,
A solid-state imaging device, comprising: a drive circuit that switches the second drive mode in synchronization with vertical scanning in accordance with the size of the signal level determination circuit.
【請求項2】前記信号レベル判断回路にかえて撮像レベ
ルのゲイン調整スイッチを設け、前記駆動回路は前記ゲ
イン調整スイッチの標準ゲイン時には前記第1の駆動モ
ードとし、ゲインアップ時には前記第2の駆動モードと
なるように前記第1、第2の駆動モードをゲイン調整ス
イッチと連動して切り換えるように構成したことを特徴
とする請求項1記載の固体撮像装置。
2. A gain adjusting switch for an image pickup level is provided instead of the signal level judging circuit, and the drive circuit is set to the first drive mode when the gain of the gain adjusting switch is a standard gain, and the second drive is set when the gain is increased. 2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the first and second drive modes are switched so as to be in a mode in cooperation with a gain adjustment switch.
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