JP2554466B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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JP2554466B2
JP2554466B2 JP60179499A JP17949985A JP2554466B2 JP 2554466 B2 JP2554466 B2 JP 2554466B2 JP 60179499 A JP60179499 A JP 60179499A JP 17949985 A JP17949985 A JP 17949985A JP 2554466 B2 JP2554466 B2 JP 2554466B2
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正利 井田
千尋 中川
一哉 松本
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、全画素の撮像時刻を一致させるようにし
たMOS型静電誘導トランジスタ(以下SITと略称する)を
用いた固体撮像装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid-state imaging device using a MOS static induction transistor (hereinafter abbreviated as SIT) in which imaging times of all pixels are matched.

〔従来技術〕[Prior art]

従来、MOS型SITを用いた固体撮像装置においては、通
常、X−Yアドレス選択方式により各画素信号の読み出
しが行われている。かかる読み出し方式を用いた一構成
例を第4図に示す。これは本出願人が先に出願した特願
昭59−59525号において開示したものであり、その動作
パルスの波形を第5図に示す。図において、21-11,21
-12,……21-mnは、受光素子及びスイッチング素子とし
て作用するMOS型SITからなる撮像画素で、m行n列のマ
トリックス状に配列されている。行方向の各画素列のゲ
ートは、それぞれ垂直選択線22-1,22-2,……22-mに共通
に接続され、また列方向の各画素列のソースは、それぞ
れ水平選択線23-1,23-2,……23-nに共通に接続されてい
る。更に全画素のドレインはドレイン配線24で共通に接
続し、ドレイン電圧VDDを印加している。
Conventionally, in a solid-state imaging device using a MOS type SIT, each pixel signal is usually read by an XY address selection method. FIG. 4 shows a configuration example using such a reading method. This is disclosed in Japanese Patent Application No. 59-59525 filed by the applicant of the present invention, and the waveform of its operating pulse is shown in FIG. In the figure, 21 -11 , 21
-12 , ..., 21- mn are imaging pixels composed of a MOS type SIT which functions as a light receiving element and a switching element, and are arranged in a matrix of m rows and n columns. Row direction of the gate of each pixel column, each vertical selection line 22 -1, 22 -2, commonly connected to the ...... 22 -m, and the source of the pixel columns in the column direction, respectively horizontal selection lines 23 - It is commonly connected to 1 , 23 -2 , ...... 23 -n . Further, the drains of all the pixels are commonly connected by the drain wiring 24, and the drain voltage V DD is applied.

各水平選択線23-1,23-2,……23-nは、それぞれ水平選
択スイッチ25-1,25-2,……25-n、及び水平バイアススイ
ッチ25-1′,25-2′,……25-n′の各ソース端子と共通
接続し、水平選択スイッチ25-1,25-2,……25-nの各ドレ
イン端子はビデオライン29に接続して、負荷抵抗31を介
して接地し、一方、水平バイアススイッチ25-1′,2
5-2′,……25-n′の各ドレイン端子はバイアスライン3
0に接続して接地している。水平選択スイッチ25-1,2
5-2,……25-nの各ゲート端子は、水平走査回路28によっ
て順次活性化され、同様に水平バイアススイッチ2
5-1′,25-2′,……25-n′の各ゲート端子は、水平走査
回路28の出力のインバータ26-1,26-2,……26-nによる反
転パルスで制御されるように構成されている。27は垂直
走査回路で、その出力パルスにより垂直選択線22-1,22
-2,……22-mを順次活性化するものである。
Each horizontal selection line 23 -1 , 23 -2 , ... 23 -n is respectively a horizontal selection switch 25 -1 , 25 -2 ... 25 -n and a horizontal bias switch 25 -1 ′, 25 -2 ′. , ... 25 -n 'is commonly connected to each source terminal, and each horizontal selection switch 25 -1 , 25 -2 , ... 25 -n drain terminal is connected to the video line 29 and via load resistor 31. Ground, while the horizontal bias switch 25 -1 ', 2
Bias line 3 is applied to each drain terminal of 5 -2 ', ... 25 -n '
Connected to 0 and grounded. Horizontal selection switch 25 -1 , 2,
The gate terminals of 5 -2 , ... 25 -n are sequentially activated by the horizontal scanning circuit 28, and similarly, the horizontal bias switch 2
Each gate terminal of 5 −1 ′, 25 -2 ′, ... 25 -n ′ is controlled by the inversion pulse by the inverters 26 -1 , 26 -2 , ... 26 -n of the output of the horizontal scanning circuit 28. Is configured. Reference numeral 27 is a vertical scanning circuit, which outputs vertical selection lines 22 -1 , 22 according to its output pulse.
-2 , ... 22- m are activated sequentially.

第5図において、φG1G2,……は垂直選択線22-1,2
2-2,……に印加するパルスであり、φS1S2,……は水
平選択スイッチ25-1,25-2,……に印加するパルスであ
る。VφGは水平走査期間tHにおける垂直走査信号
φG1G2,……の読み出しレベルであり、VφRは水平
ブランキング期間tBLのリセットレベルである。
In Fig. 5, φ G1 , φ G2 , ... are vertical selection lines 22 -1 , 2
.. are pulses applied to 2 -2 , ..., and φ S1 , φ S2 , ... are pulses applied to the horizontal selection switches 25 -1 , 25 -2 ,. V φG is a read level of the vertical scanning signals φ G1 , φ G2 , ... In the horizontal scanning period t H , and V φR is a reset level of the horizontal blanking period t BL .

このように構成されている固体撮像装置において、垂
直走査回路27の作動により、走査信号φG1がVφGにな
ると、第1垂直選択線22-1に接続されている画素列21
-11,21-12,……21-1nが選択され、水平走査回路28より
出力される信号φS1S2,……により、水平選択スイッ
チ25-1,25-2,……が順次オンすると、画素21-11,21-12,
……21-1nの光信号が順次ビテオライン29より出力され
る。続いて、この画素列21-11,21-12,……21-1nは信号
φG1が高レベルVφRになったときにリセットされる。
In the solid-state imaging device configured as described above, when the scanning signal φ G1 becomes V φG by the operation of the vertical scanning circuit 27, the pixel column 21 connected to the first vertical selection line 22 -1.
-11 , 21 -12 , ... 21 -1n is selected, and the horizontal selection switches 25 -1 , 25 -2 , ... are sequentially set by the signals φ S1 , φ S2 , ... output from the horizontal scanning circuit 28. When turned on, pixels 21 -11 , 21 -12 ,
...... 21 -1n optical signals are sequentially output from the video line 29. Subsequently, the pixel rows 21 -11 , 21 -12 , ... 21 -1n are reset when the signal φ G1 becomes the high level V φR .

次いで、信号φG2がVφGになると、第2垂直選択線
22-2に接続されている画素列21-21,21-22,……21-2n
選択され、水平走査信号φS1S2,……により、各画素
の光信号が順次読み出され、続いてリセットされる。以
下同様にして順次全画素の光信号が読み出され、1フィ
ールドのビテオ信号が得られるようになっている。
Then, when the signal φ G2 becomes V φG , the second vertical selection line
The pixel columns 21 -21 , 21 -22 , ... 21 -2n connected to 22 -2 are selected, and the optical signal of each pixel is sequentially read by the horizontal scanning signals φ S1 , φ S2 , ... , Then reset. In the same manner, the optical signals of all pixels are sequentially read out and the video signal of one field is obtained.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来のMOS型SITを用いた固体撮像装置において、
X−Yアドレス選択方式により画素信号を読み出す場合
には、次のような問題点を有していた。
In the solid-state imaging device using the conventional MOS type SIT,
When reading a pixel signal by the XY address selection method, there are the following problems.

すなわち、その第1点は、X−Yアドレス選択方式に
係わる問題点で、画面の画素位置により入射像を撮像す
る時刻が、最大1フィールド周期分(NTSC方式では1/60
秒)ずれ、そのため、その1フィールド周期内に移動す
る対象物を撮像した場合には、画像の歪みが発生し、ビ
デオカメラ記録像のストップモーション再生(静止画)
時や、産業用の画像認識カメラとして利用する際等には
問題となっていた。
That is, the first point is a problem related to the XY address selection system, in which the time when the incident image is picked up depending on the pixel position of the screen is one field period (1/60 in the NTSC system).
Therefore, when an object that moves within one field cycle is imaged, image distortion occurs, and the stop motion reproduction (still image) of the video camera recorded image is generated.
It has been a problem when used as an image recognition camera for industrial use.

第2の点は、MOS型SIT固体撮像装置の画素リセット法
に係わる問題点である。すなわち、従来の装置において
は、上記のように1水平走査読み出しが終了した水平ブ
ランキング期間tBLに、各垂直選択線に接続されている
全ての画素を一括して同時にリセットするように構成さ
れており、一方、画素の読み出し時間は水平方向の最初
の画素と最後の画素とで、1水平走査期間(NTSC方式で
は約53μs)だけずれが生じ、したがって、画素の撮像
時間に1水平走査期間だけの時間差を生じる。この時間
差は、通常のインターレース又はノンインターレース走
査モードによる1/30秒又は1/60秒(但しNTSC方式の場
合)の積分時間では殆ど問題にならないが、リセット用
垂直走査回路を設けるなどして、画素の撮像時間を画素
信号読み出し周期(通常この時間が撮像時間となる)よ
りも短い時間とし、水平走査周期の整数倍で変える可変
撮像時間モード(シャッターモード)の動作を行わせる
場合には、この撮像時間差によって最短撮像時間(すな
わち最高シャッター速度)は制限されてしまうという問
題点が生ずる。
The second point is a problem related to the pixel reset method of the MOS type SIT solid-state imaging device. That is, in the conventional device, all the pixels connected to each vertical selection line are collectively reset at the same time in the horizontal blanking period t BL in which one horizontal scanning reading is completed as described above. On the other hand, the pixel readout time is deviated by 1 horizontal scanning period (about 53 μs in the NTSC method) between the first pixel and the last pixel in the horizontal direction. Therefore, 1 horizontal scanning period is added to the pixel imaging time. Only make a time difference. This time difference causes almost no problem with the integration time of 1/30 seconds or 1/60 seconds (in the case of the NTSC method) in the normal interlaced or non-interlaced scanning mode, but by providing a reset vertical scanning circuit, When the image pickup time of the pixel is set to a time shorter than the pixel signal read cycle (usually this time is the image pickup time) and the operation of the variable image pickup time mode (shutter mode) that changes by an integral multiple of the horizontal scanning cycle is performed, Due to this difference in image capturing time, the shortest image capturing time (that is, the maximum shutter speed) is limited.

すなわち、感度むらに基づく画質の低下からみて撮像
時間差の許容限度は約20対1とされており、したがって
水平走査時間の20倍(NTSC方式では、53μs×20=1.06
ms)が最短撮像時間(シャッター速度としては、ほぼ1/
1000秒)となり、それ以上の高速シャッター動作は事実
上不可能であった。
That is, the allowable limit of the imaging time difference is about 20 to 1 in view of the deterioration of the image quality due to the sensitivity unevenness, so that it is 20 times the horizontal scanning time (53 μs × 20 = 1.06 in the NTSC system).
ms is the shortest imaging time (shutter speed is approximately 1 /
1000 seconds), and high-speed shutter operation beyond that was virtually impossible.

本発明は、上記問題点を解消すべくなされたもので、
全画素の撮像開始時期を同時にし、且つ画素間の撮像時
間のずれが生じないようにした固体撮像装置を提供する
ことを目的とするものである。
The present invention has been made to solve the above problems,
It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device in which imaging of all pixels is started at the same time and an imaging time difference between pixels does not occur.

〔問題点を解決するための手段及び作用〕[Means and Actions for Solving Problems]

上記問題点を解決するため、特許請求の範囲第1項に
記載の発明は、MOS型静電誘導トランジスタからなる複
数の撮像画素をマトリックス状に配列した撮像画素アレ
イ部を備え、インターレース走査方式により駆動される
固体撮像装置において、各フィールド毎に奇数番目の行
の全画素又は偶数番目の行の全画素を一括して同時に、
各フィールド毎の読み出し期間終了直後にリセットする
手段と、前フィールドに対応する行の画素の読み出しを
開始する走査開始時に、当該フィールドに対応する行の
全画素のリセット動作を終了させて撮像を開始させる手
段と、当該フィールドに対応する行とその行に隣接する
前フィールドに対応する行の連続する2行の画素の信号
を同時に独立して非破壊的に読み出す手段と、前記読み
出し手段で読み出された連続する各2行の画素の各画素
信号の差信号を導出する手段とで構成する。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 includes an imaging pixel array section in which a plurality of imaging pixels composed of MOS static induction transistors are arranged in a matrix, and the interlaced scanning method is used. In the driven solid-state imaging device, all the pixels in the odd-numbered rows or all the pixels in the even-numbered rows are collectively and simultaneously for each field,
A means for resetting immediately after the end of the readout period for each field, and at the start of scanning for starting the readout of the pixels in the row corresponding to the previous field, the reset operation of all the pixels in the row corresponding to the field is terminated and imaging is started. Means, a means for simultaneously and independently and nondestructively reading out the signals of pixels of two consecutive rows of a row corresponding to the field and a row corresponding to the previous field adjacent to the field, and read by the reading means. And a means for deriving a difference signal between the pixel signals of the two consecutive pixels.

そして、前記リセット手段及び撮像開始手段の動作に
より各フィールド毎の全画素の撮像開始時点を一致さ
せ、前記読み出し手段により連続する2行の画素の信号
を読み出し、差信号導出手段で連続する各2行の画素信
号の差信号を導出して、当該フィールドに対応する行の
画素の読み出し開始以降の撮像時間に蓄積された信号成
分をキャンセルすることにより、撮像時間の終了時刻を
当該フィールドの光信号蓄積期間終了時点とすることが
でき、これにより各フィールド毎の全画素の撮像時刻を
実効的に一致させることが可能となる。
Then, by the operations of the resetting means and the image pickup starting means, the image pickup start points of all the pixels in each field are made coincident with each other, the signals of the pixels of two consecutive rows are read by the reading means, and the two consecutive pixels are read by the difference signal deriving means. By deriving the difference signal of the pixel signals of the row and canceling the signal component accumulated in the imaging time after the start of reading the pixels of the row corresponding to the field, the end time of the imaging time is set to the optical signal of the field. It is possible to set the end time of the accumulation period, which makes it possible to effectively match the imaging times of all pixels in each field.

また、特許請求の範囲第2項に記載の発明は、MOS型
静電誘導トランジスタからなる複数の撮像画素をマトリ
ックス状に配列した撮像画素アレイ部を備え、奇数行又
は偶数行のいずれか一方の画素信号を2フィールド毎に
読み出すようにした固体撮像装置において、各フィール
ド毎に奇数番目の行又は偶数番目の行のいずれか一方の
行の全画素を一括して同時に、光信号蓄積期間終了直後
にリセットする第1のリセット手段と、2フィールド期
間毎に任意の水平ブランキング期間に、奇数番目の行又
は偶数番目の行のいずれか他方の行の全画素を一括して
同時に、前記任意の水平ブランキング期間から2フィー
ルド期間経過直後にリセットする第2のリセット手段
と、前記2フィールド期間毎の前記任意の水平ブランキ
ング期間に、前記他方の行の全画素のリセット動作を終
了させて撮像を開始させる手段と、前記2フィールド期
間毎の一方の行の光信号蓄積期間に、連続する2行の画
素の信号を同時に独立して読み出す手段と、前記読み出
し手段で読み出された連続する各2行の画素の各画素信
号の差信号を導出する手段とで構成する。
Further, the invention according to claim 2 is provided with an imaging pixel array section in which a plurality of imaging pixels composed of MOS static induction transistors are arranged in a matrix, and either one of an odd row or an even row is provided. In a solid-state imaging device in which a pixel signal is read out every two fields, all pixels of either the odd-numbered row or the even-numbered row are collectively and simultaneously for each field, immediately after the end of the optical signal accumulation period. And a first resetting means for resetting all pixels of one of the odd-numbered row and the even-numbered row at the same time simultaneously in an arbitrary horizontal blanking period every two field periods. Second reset means for resetting immediately after the lapse of two field periods from the horizontal blanking period, and the other of the other in the arbitrary horizontal blanking period for every two field periods. Means for terminating the reset operation of all pixels and starting imaging, means for simultaneously and independently reading out the signals of the pixels of two consecutive rows in the optical signal accumulation period of one row for each two field periods, And a means for deriving a difference signal of pixel signals of pixels in each of two consecutive rows read by the reading means.

そして、前記第2のリセット手段及び撮像開始手段の
動作により各2フィールド期間毎の前記他方の行の全画
素の撮像開始時点を一致させ、前記読み出し手段により
連続する2行の画素の信号を読み出し、差信号導出手段
で連続する各2行の画素信号の差信号を導出して、2フ
ィールド期間毎の前記他方の行の画素の読み出し開始以
降の撮像時間に蓄積された信号成分をキャンセルするこ
とにより、前記他方の行の全画素の撮像時間の終了時刻
を前記一方の行の画素の光信号蓄積期間の開始時点とす
ることができ、これにより2フィールド期間毎の前記他
方の行の全画素の撮像時刻を実効的に一致させることが
できる。
Then, by the operations of the second reset means and the imaging start means, the imaging start time points of all the pixels of the other row in each two-field period are made to coincide with each other, and the reading means reads the signals of the pixels of two consecutive rows. The difference signal deriving means derives the difference signal between the pixel signals of each two consecutive rows to cancel the signal component accumulated in the imaging time after the reading of the pixels of the other row every two field periods. By this, the end time of the imaging time of all the pixels of the other row can be set to the start time of the optical signal accumulation period of the pixels of the one row, whereby all the pixels of the other row in every two field period can be set. It is possible to effectively match the imaging times of.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について説明する。本発明は、
インターレース走査を行う、非破壊読み出しの可能な撮
像画素を有するX−Yアドレス選択読み出し方式の固体
撮像装置に適用できるものである。
Examples of the present invention will be described below. The present invention
The present invention can be applied to a solid-state imaging device of an XY address selective reading system having interfering scanning-capable non-destructive imaging pixels.

第1図は、特許請求の範囲第1項に記載の発明に係る
固体撮像装置の実施例を示す構成図で、第2図は、その
動作用パルスの波形を示す図である、図において、
1-11,1-12,……1-1n、1-21,1-22,……1-mnは、各画素を
構成するMOS型SITで、m行n列のマトリックス状に配列
されている。そして水平方向に配列される各画素を構成
するMOS型SITのゲート電極に共通に接続する垂直選択線
2-1,2-2,……2-mと、垂直方向に配列した奇数行の画素
と偶数行の画素を構成するSITのソース端子に共通接続
する水平選択線3-1A,3-1B,3-2A,3-2B,……3-nA,3-nB
に印加される選択パルス信号とによって、その交点とな
る画素を選択するようになっている。また、各画素を構
成するMOS型SITのドレイン端子は共通に接続され、ドレ
イン配線4によりドレイン電圧VDDを印加している。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a solid-state imaging device according to the invention described in claim 1, and FIG. 2 is a diagram showing a waveform of an operation pulse thereof.
1 -11 , 1 -12 , ... 1 -1n , 1 -21 , 1 -22 , ... 1 -mn are MOS type SITs that form each pixel and are arranged in a matrix of m rows and n columns. There is. And a vertical selection line commonly connected to the gate electrodes of the MOS type SITs that constitute each pixel arranged in the horizontal direction.
2 -1, 2 -2, and ...... 2 -m, horizontal selection line 3 connected in common to a source terminal of the SIT constituting a pixel of a pixel and the even rows of the odd rows which are arranged in the vertical direction -1A, 3 -1B , 3 -2A, 3 -2B, ...... 3 -nA, 3 by a selection pulse signal applied to the -Nb, and to select the pixels to be the intersection. Further, the drain terminals of the MOS type SIT constituting each pixel are commonly connected, and the drain voltage V DD is applied by the drain wiring 4.

MOSスイッチ5-1A,5-2A,5-2B,5-3A,……5-mBは、A,Bの
各フィールドに応じて、それぞれ同時に選択される2行
の垂直選択線の組み合わせを行うためのスイッチであ
り、該MOSスイッチ5-1A,5-2A,5-2B,5-3Bの一端は共通に
垂直走査回路9の第1出力線に接続され出力パルスV1
印加されるようになっており、同様にMOSスイッチ5-3A,
5-4A,5-4B,5-5Bの一端は共通に第2出力線に接続され出
力パルスV2が印加されるようになっている。以下同様に
連続した4個ずつの各MOSスイッチの一端は共通にして
垂直走査回路9にそれぞれ接続されている。一方、MOS
スイッチ5-1Aの他端は第1垂直選択線に接続され、MOS
スイッチ5-2A,5-2Bの他端は第2垂直選択線に共通に接
続されている。同様に、MOSスイッチ5-3A,5-3Bの他端は
第3垂直選択線に共通に接続されており、以下同様に連
続した2個ずつのMOSスイッチの他端は垂直選択線にそ
れぞれ共通に接続されている。また、MOSスイッチ5-1A,
5-2A,……5-mAの各ゲートは共通に接続されて制御パル
スFAが印加されるようになっており、同じくMOSスイッ
チ5-2B,5-3B,……5-mBの各ゲートは共通に接続されてい
て制御パルスFBが印加されるようになっている。
MOS switches 5 -1A, 5 -2A, 5 -2B , 5 -3A, ...... 5 -mB performs A, depending on the field of B, and combinations of two rows of vertical selection lines each of which is selected at the same time One end of each of the MOS switches 5 -1A , 5 -2A , 5 -2B , 5 -3B is commonly connected to the first output line of the vertical scanning circuit 9 so that the output pulse V 1 is applied. And likewise the MOS switch 5 -3A ,
One end of 5 -4A , 5 -4B , 5 -5B is commonly connected to the second output line so that the output pulse V 2 is applied. Similarly, one end of each of the four continuous MOS switches is connected to the vertical scanning circuit 9 in common. On the other hand, MOS
The other end of switch 5-1A is connected to the first vertical select line
The other ends of the switches 5 -2A and 5 -2B are commonly connected to the second vertical selection line. Similarly, the other ends of the MOS switches 5 -3A and 5 -3B are commonly connected to the third vertical selection line, and similarly, the other ends of two consecutive MOS switches are common to the vertical selection line. It is connected to the. Also, the MOS switch 5 -1A ,
5 -2A, the gates of the ...... 5 -mA is adapted to control pulse F A is connected to a common is applied, likewise MOS switch 5 -2B, 5 -3B, each of ...... 5 -mB The gates are commonly connected and the control pulse F B is applied.

MOSスイッチ6-1,6-2,……6-mは、それぞれ各垂直選択
線2-1,2-2,……2-mと接続して、奇数番目の垂直選択線
又は偶数番目の垂直選択線毎に一括して、リセットパル
スRRを送出するための切り換えスイッチであり、MOSス
イッチ6-1,6-3,……6-m-1の各ゲートにはパルスROが印
加され、MOSスイッチ6-2,6-4,……6-mの各ゲートにはパ
ルスREが印加されて、各MOSスイッチが制御されるよう
に構成している。
The MOS switches 6 -1 , 6 -2 , ... 6 -m are connected to the vertical selection lines 2 -1 , 2 -2 , ... 2 -m , respectively, and the odd-numbered vertical selection lines or the even-numbered vertical selection lines are connected. It is a changeover switch for sending reset pulse R R collectively for each vertical selection line, and pulse R O is applied to each gate of MOS switches 6 -1 , 6 -3 , ... 6 -m-1 A pulse R E is applied to each gate of the MOS switches 6 -2 , 6 -4 , ... 6 -m to control each MOS switch.

水平選択MOSスイッチ7-11,7-12,7-21,7-22,……7-n1,
7-n2は、水平走査回路10の出力H1,H2,……Hnにより、ス
イッチ7-11と7-12,スイッチ7-21と7-22,……,スイッチ
7-n1と7-n2とを、それぞれ1組として同時に選択して駆
動されるようになっている。そして、各組の一方のスイ
ッチの一端は第1のビデオライン11に、他端は奇数行の
各列の画素に共通に接続されており、また各組の他方の
スイッチの一端は第2のビテオライン12に、他端は偶数
行の各列の画素に共通に接続されている。各ビデオライ
ン11,12には、一端を接地した負荷抵抗13,14がそれぞれ
接続されている。そして、選択された各画素からの信号
電流は、各画素を構成するMOS型SITのゲート電極下の、
光照射により発生した正孔の蓄積による表面電位に依存
した電流となって、負荷抵抗13,14を流れて出力電圧と
して導出されるようになっている。
Horizontal selection MOS switch 7 -11 , 7 -12 , 7 -21 , 7 -22 , ...... 7 -n1 ,
7 -n2 are switches 7 -11 and 7 -12 , switches 7 -21 and 7 -22 , ..., switches depending on the outputs H 1 , H 2 , ... H n of the horizontal scanning circuit 10.
Each of 7- n1 and 7- n2 is selected as one set and driven simultaneously. One end of one switch of each set is commonly connected to the first video line 11 and the other end is commonly connected to the pixels of each column of the odd-numbered rows, and one end of the other switch of each set is connected to the second video line 11. The other end is connected to the video line 12 in common to the pixels in each column of even rows. Load resistors 13 and 14 each having one end grounded are connected to the video lines 11 and 12, respectively. Then, the signal current from each selected pixel is under the gate electrode of the MOS type SIT which constitutes each pixel,
A current that depends on the surface potential due to the accumulation of holes generated by light irradiation becomes a current that flows through the load resistors 13 and 14 and is derived as an output voltage.

水平選択スイッチ7-11′,7-12′,7-21′,7-22′,…
…7-n1′,7-n2′は、選択状態になっていない水平選択
線を接地(又は一定電圧にセット)するために設けたも
ので、水平走査回路10の出力H1,H2,……をインバータ8
-1,8-2,……8-nで反転したパルスで制御されるようにな
っている。このように選択状態にない水平選択線を接地
するのは、読み出し直前の水平選択線が接地電位からず
れ、これが信号読み出し時に疑似信号として現れるのを
防ぐためである。
Horizontal selection switch 7 -11 ′, 7 -12 ′, 7 -21 ′, 7 -22 ′,…
... 7 -n1 ', 7 -n2' is provided in order to ground the horizontal selection line which is not the selected state (or set to a constant voltage), the output H 1, H 2 of the horizontal scanning circuit 10, ...... the inverter 8
It is designed to be controlled by the pulse inverted by -1 , 8 -2 , ... 8 -n . The reason why the horizontal selection line not in the selected state is grounded is to prevent the horizontal selection line immediately before reading from deviating from the ground potential and appearing as a pseudo signal at the time of signal reading.

ビデオライン11,12上に導出された両出力電圧は、差
動回路15に入力されて、その差電圧を出力し、次いで絶
対値回路16で信号極性を一定にし、次の信号処理回路17
で波形加工を行って表示装置18及び記録装置19へ送出さ
れる。
Both output voltages derived on the video lines 11 and 12 are input to the differential circuit 15 to output the difference voltage, and then the absolute value circuit 16 makes the signal polarity constant, and the next signal processing circuit 17
Then, the waveform is processed and is sent to the display device 18 and the recording device 19.

次に第2図の動作用パルスの波形図を参照しながら、
第1図に示した実施例の動作について詳細に説明する。
第1図に示した実施例はインターレース走査を行うMOS
型SITを用いた固体撮像装置であり、Aフィールドでは
奇数行の垂直選択線に接続されている画素列の画素情報
を、Bフィールドでは偶数行の垂直選択線に接続されて
いる画素列の画素情報を、それぞれ読み出すように構成
されている。なお、図2において、G1,G2,G3,G4は、垂
直走査回路9からの垂直走査パルス出力V1,V2に基づい
て、各MOSスイッチ5-1A;5-2A,5-2B;5-3B,5-3A;5-4A,5
-4Bを介して、各垂直選択線2-1,2-2,2-3,2-4に印加され
るパルス信号波形を示している。
Next, referring to the waveform diagram of the operation pulse of FIG.
The operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described in detail.
The embodiment shown in FIG. 1 is a MOS for interlaced scanning.
Is a solid-state imaging device using a type SIT, and pixel information of pixel columns connected to odd-numbered vertical selection lines in the A field, and pixels of pixel columns connected to even-numbered vertical selection lines in the B field. Each is configured to read information. In FIG. 2, G1, G2, G3 and G4 are MOS switches 5 -1A ; 5 -2A , 5 -2B ; 5 -3B based on the vertical scanning pulse outputs V1 and V2 from the vertical scanning circuit 9. , 5 -3A ; 5 -4A , 5
4B shows pulse signal waveforms applied to each vertical selection line 2 -1 , 2 -2 , 2 -3 , 2 -4 via -4B .

以下Aフィールドに該当する奇数行の垂直選択線に接
続されている画素列の各画素の撮像時刻を一致させる方
法について説明する。まず奇数行の垂直選択線に接続さ
れている全画素の一括リセットを、Aフィールド読み出
し期間の終了直後のブランキング期間に行う。入力画像
の光信号の積分はこのリセット終了と同時に開始し、B
フィールドの読み出しの全期間に亘って継続する。次に
Aフィールドの読み出し開始と同時に奇数行の垂直選択
線に接続されている各画素列の初めから読み出しを始め
るが、Aフィールド読み出し開始以降、当該垂直選択線
の画素を読み出すまでの時間は、垂直選択線のアドレス
はもとより水平選択線のアドレスによっても異なる。一
方Bフィールドに該当する偶数行の垂直選択線に接続さ
れている画素においては、奇数行の垂直選択線における
と同様に、Bフィールド読み出し終了直後のブランキン
グ期間に一括リセットを行い、Aフィールド読み出し開
始と共に撮像を開始するようになっている。
Hereinafter, a method of matching the imaging times of the pixels in the pixel columns connected to the odd-numbered vertical selection lines corresponding to the A field will be described. First, all pixels connected to the odd-numbered vertical selection lines are collectively reset in the blanking period immediately after the end of the A field reading period. The integration of the optical signal of the input image starts at the same time when this reset is completed, and B
It continues for the whole period of reading the field. Next, at the same time when the reading of the A field is started, the reading is started from the beginning of each pixel column connected to the odd-numbered vertical selection lines, but the time from the start of the reading of the A field to the reading of the pixels of the vertical selection line is It depends not only on the address of the vertical selection line but also on the address of the horizontal selection line. On the other hand, in the pixels connected to the even-numbered vertical selection lines corresponding to the B field, as in the odd-numbered vertical selection lines, batch reset is performed in the blanking period immediately after the completion of the B field reading, and the A field reading is performed. Imaging is started together with the start.

ところで、奇数行の垂直選択線画素のAフィールド読
み出し開始以降に画素内に蓄積される信号成分は、当該
奇数行の垂直選択線に隣接した上記偶数行の垂直選択線
の同一水平アドレス画素の信号成分と等しいと見なすこ
とができる。したがって、奇数行の垂直選択線と同時に
すぐ後段の偶数行の垂直選択線をも同時に選択し、同じ
列方向の画素の画素信号を、同じタイミングで独立に読
み出し、それらの出力信号の差をとれば、奇数行の垂直
選択線画素のAフィールド読み出し開始以降の撮像時間
に蓄えた信号成分を打ち消すことができる。
By the way, the signal component accumulated in the pixel after the start of the A field reading of the vertical selection line pixels of the odd-numbered rows is the signal of the same horizontal address pixel of the vertical selection lines of the even-numbered rows adjacent to the vertical selection lines of the odd-numbered rows. Can be considered equal to the components. Therefore, at the same time as selecting the odd-numbered vertical select lines and the immediately subsequent even-numbered vertical select lines at the same time, the pixel signals of the pixels in the same column direction are independently read at the same timing, and the difference between those output signals is obtained. For example, it is possible to cancel the signal component stored in the imaging time after the start of reading the A field of the vertical selection line pixels in the odd rows.

これにより、奇数行の垂直選択線に接続されている各
画素列の垂直アドレス及び水平アドレスに関係なく、有
効撮像時間はBフィールド読み出し期間のみとなり、A
フィールド全画素の撮像時刻を一致させることができ
る。以上述べたAフィールドの奇数行の垂直選択線に関
する動作は、Bフィールドの偶数行の垂直選択線に関す
る動作についても全く同様である。
As a result, the effective image pickup time is only the B field read period regardless of the vertical address and horizontal address of each pixel column connected to the odd-numbered vertical selection lines.
It is possible to match the imaging times of all the pixels in the field. The operation relating to the odd-numbered vertical selection lines in the A field described above is exactly the same as the operation relating to the even-numbered vertical selection lines in the B field.

以上が基本動作であり、次に本実施例の動作について
更に詳細に説明する。まずAフィールドにおいては、ブ
ランキング時間にリセットパルスRRを制御パルスREによ
り垂直選択線2-2,2-4・・・に印加して、偶数行の画素
列を一括してリセットする。リセット後、続いて偶数行
の画素列は光情報蓄積状態になる。一方、光情報蓄積中
の奇数行の画素列は読み出し状態となる。ここで、制御
パルスFAが選択レベルとなり、垂直走査回路9からの垂
直走査パルス出力V1が、MOSスイッチ5-1A及び5-2Aを介
して、図2のG1,G2で示すように、垂直選択線2-1及び2
-2に印加され、第1行の画素列1-11,1-12・・・及び第
2行の画素列1-21,1-22・・・が選択状態となる。次い
で、水平走査回路10の出力(H1,H2・・・)により、MOS
スイッチ7-11と7-12,7-21と7-22・・・が順次オンし
て、第1行の画素列1-11,1-12・・・及び第2行の画素
列1-21,1-22・・・の信号を、ビデオライン11及び12に
それぞれ同時に独立して読み出す。
The above is the basic operation. Next, the operation of the present embodiment will be described in more detail. First, in the A field, the reset pulse R R is applied to the vertical selection lines 2 -2 , 2 -4, ... By the control pulse R E during the blanking time to collectively reset the pixel columns of even rows. After reset, the even-numbered pixel columns subsequently enter the optical information storage state. On the other hand, the odd-numbered pixel columns in which the optical information is being stored are in the read state. Here, the control pulse F A becomes the selection level, and the vertical scanning pulse output V1 from the vertical scanning circuit 9 passes through the MOS switches 5 -1A and 5 -2A as shown by G1 and G2 in FIG. Select lines 2 -1 and 2
Is applied to −2, and the pixel rows 1 -11 , 1 -12, ... Of the first row and the pixel rows 1 -21 , 1-22, ... Of the second row are in the selected state. Then, by the output (H1, H2 ...) Of the horizontal scanning circuit 10, the MOS
Switch 7 -11 7 -12, 7 -21 7 -22 ... are sequentially turned on, the pixel column 1 -11 of the first row, 1 -12 ... and the pixel columns of the second row 1 - The signals 21 , 21 , 22 ... Are read out independently to the video lines 11 and 12 at the same time.

次に、垂直走査回路9からの垂直走査パルス出力V2
が、MOSスイッチ5-3A及び5-4Aを介して、図2のG3,G4で
示すように、垂直選択線2-3及び2-4に印加され、第3行
の画素列1-31,1-32・・・及び第4行の画素列1-41,1-42
・・・が選択状態となる。次いで、水平走査回路10の出
力(H1,H2・・・)により、MOSスイッチ7-11と7-12,7
-21と7-22・・・が順次オンして、第3行の画素列1-31,
1-32・・・及び第4行の画素列1-41,1-42・・・の信号
を、ビデオライン11及び12にそれぞれ同時に独立して読
み出す。以下同様にして、奇数行と隣接するリセット後
の光情報蓄積状態の偶数行の画素列の同時読み出しを続
行して、Aフィールドの読み出しが終了する。ここで、
2本のビデオライン11及び12に独立して読み出された画
素信号は、差動回路15に入力されてその差信号が出力さ
れる。
Next, the vertical scanning pulse output V2 from the vertical scanning circuit 9
But through the MOS switches 5 -3A and 5 -4A, as indicated by a G3, G4 2, is applied to the vertical selection line 2 -3 and 2 -4, the third row of pixel columns 1 -31, 1-32 ... and the pixel row of the fourth row 1-41 , 1-42
... is selected. Then, by the outputs (H1, H2 ...) Of the horizontal scanning circuit 10, MOS switches 7-11 and 7-12 , 7
-21 and 7 -22 ... sequentially turn on, and the third row of pixel columns 1 -31 ,
The signals of 1-32 ... And the pixel rows 1-41 , 1-42 ... of the fourth row are simultaneously read out independently to the video lines 11 and 12, respectively. In the same manner, the simultaneous reading of the pixel columns of the even rows in the optical information storage state after the reset adjacent to the odd rows is continued, and the reading of the A field is completed. here,
The pixel signals read out independently on the two video lines 11 and 12 are input to the differential circuit 15 and the difference signal between them is output.

次にBフィールドでは、ブランキング時間にリセット
パルスRRを制御パルスROにより垂直選択線2-1,2-3・・
・に印加して、奇数行の画素列を一括してリセットし、
光情報の蓄積を開始させる。一方、光情報蓄積中の偶数
行の画素列は読み出し状態となる。ここで、制御パルス
FBが選択レベルとなり、垂直走査回路9からの垂直走査
パルス出力V1が、MOSスイッチ5-2B及び5-3Bを介して、
垂直選択線2-2及び2-3に印加され、第2行の画素列
1-21,1-22・・・及び第3行の画素列1-31,1-32・・・が
選択状態となる。次いで、水平走査回路10の出力(H1,H
2・・・)により、MOSスイッチ7-11と7-12,7-21と7-22
・・・が順次オンして、第2行の画素列1-21,1-22・・
・及び第3行の画素列1-31,1-32・・・の信号を、ビデ
オライン11及び12にそれぞれ同時に独立して読み出す。
以下同様にして第4行及び第5行・・・と読み出しを行
い、2本のビデオライン11及び12に読み出された画素信
号は、差動回路15に入力されてその差信号が出力され
る。
Next, in the B field, blanking time control reset pulse R R pulse R O by a vertical selection line 2 -1, 2 -3 ...
・ Reset the pixel columns of odd rows all at once by applying to
Start the accumulation of optical information. On the other hand, the even-numbered pixel columns during the accumulation of optical information are in the read state. Where the control pulse
F B becomes the selection level, and the vertical scanning pulse output V1 from the vertical scanning circuit 9 passes through the MOS switches 5 -2B and 5 -3B ,
It is applied to the vertical selection line 2 -2 and 2-3, the pixel row of the second row
1 -21 , 1 -22 ... And the pixel columns 1 -31 1,1 -32 ... Of the third row are in the selected state. Then, the output of the horizontal scanning circuit 10 (H1, H
2 ...), the MOS switches 7 -11 and 7 -12 , 7 -21 and 7 -22
... are sequentially turned on, and the second row of pixel columns 1-21 , 1-22 ...
.. and the signals of the pixel columns 1 -31 , 1 -32, ... Of the third row are simultaneously and independently read to the video lines 11 and 12, respectively.
Similarly, the pixel signals read out on the two video lines 11 and 12 are input to the differential circuit 15 and the difference signal is output. It

各フィールド間のブランキング期間に画素の一括リセ
ットを行うが、このリセット時には制御パルスRO又はRE
と同時にリセットパルスRRを選択レベルとし、次いでま
ずリセットパルスRRを先に非選択レベルへ戻し、少し遅
れて制御パルスRO又はREを非選択レベルへ戻す。
Pixels are reset all together during the blanking period between each field. At this reset, the control pulse R O or R E
At the same time, the reset pulse R R is set to the selection level, then the reset pulse R R is first returned to the non-selection level, and then the control pulse R O or R E is returned to the non-selection level with a slight delay.

MOS型SITのリセット動作特性により、リセットパルス
の選択レベルは読み出し用垂直走査回路出力V1,V2,……
の選択レベルより高い一定レベルに設定する必要があ
る。
Due to the reset operation characteristics of the MOS type SIT, the selection level of the reset pulse is the vertical scanning circuit output for reading V 1 , V 2 , ...
It is necessary to set a certain level higher than the selection level of.

上記のようにして、A,Bの各フィールドにおいて、奇
数行又は偶数行の垂直選択線と同時に、すぐ後段の隣接
した偶数行又は奇数行の垂直選択線とを選択し、同じ列
方向の画素の画素信号を同じタイミングで独立して読み
出し、2本のビデオライン11,12上に送出する。そし
て、ビデオライン11,12上に送出された出力信号は差動
回路15に入力され、その差信号が出力される。この差信
号は、フィールド読み出し開始以降の撮像時間に蓄えら
れた信号成分をキャンセルしたものであり、したがって
各フィールドの有効撮像時間は互いに他方のフィールド
の読み出し期間のみとなり、各フィールドの全画素の撮
像時刻を一致させることになる。
As described above, in each field of A and B, at the same time as selecting the odd-numbered or even-numbered vertical selection lines, the adjacent even-numbered or odd-numbered vertical selection lines in the immediately succeeding stage are selected, and pixels in the same column direction are selected. Pixel signals are read out independently at the same timing and sent to the two video lines 11 and 12. Then, the output signals sent out on the video lines 11 and 12 are input to the differential circuit 15, and the difference signal between them is output. This difference signal is obtained by canceling the signal component accumulated in the image pickup time after the start of field reading, and therefore the effective image pickup time of each field is only the read period of the other field, and the image pickup of all pixels of each field is performed. The time will be the same.

以上述べたように、非破壊読み出し可能なMOS型SITを
画素として用い、インターレース走査方式を適用したも
のにおいて、各フィールドの全画素を一括してリセット
する操作と、連続する2行の垂直選択線を同時に読み出
し、それらの2出力信号の差信号を導出する操作等を組
み合わせた新たな画素駆動手段を用いることにより、フ
ィールド全画素の撮像時刻を実効的に一致させることが
できる。
As described above, in a non-destructive readable MOS type SIT is used as a pixel and an interlaced scanning method is applied, an operation of collectively resetting all the pixels in each field and two consecutive vertical selection lines Are simultaneously read out, and by using a new pixel driving means that combines operations for deriving a difference signal between these two output signals, the imaging times of all the pixels in the field can be effectively matched.

次に、特許請求の範囲第2項に記載の発明の実施例に
ついて、第3図に示した動作波形のタイムチャートを参
照しながら説明する。本実施例の構成は、第1図に示し
た特許請求の範囲第1項に記載の発明の実施例におけ
る、MOSスイッチ5-2B,5-3B,……5-nBと、これらのスイ
ッチを駆動する制御パルスFBを省略したものであり、図
示は省略する。
Next, an embodiment of the invention described in claim 2 will be described with reference to a time chart of operation waveforms shown in FIG. Structure of this embodiment, in an embodiment of the invention described in paragraph 1 claims shown in FIG. 1, MOS switch 5 -2B, 5 -3B, and ...... 5 -nB, these switches The driving control pulse F B is omitted, and the illustration is omitted.

第3図において、走査期間2は、奇数行の垂直選択線
に接続されている画素における入力画像積分期間として
のみ用いて、この期間においては、第1実施例における
ように、偶数行の垂直選択線に接続されている画素の読
み出しは行わない。走査期間1では、奇数行の垂直選択
線画素は積分を継続しつつ、走査期間の初めより積分を
開始した偶数行の垂直選択線画素と同時に読み出しを行
い、そして両読み出し信号の差を導出して出力する。
In FIG. 3, the scanning period 2 is used only as the input image integration period in the pixels connected to the odd-numbered vertical selection lines, and in this period, as in the first embodiment, the even-numbered vertical selection is performed. The pixels connected to the line are not read out. In the scanning period 1, while the vertical selection line pixels in the odd-numbered rows continue to be integrated, the reading is performed at the same time as the vertical selection line pixels in the even-numbered rows that have started the integration from the beginning of the scanning period, and the difference between the read signals is derived. Output.

すなわち、まず走査期間2においては、ブランキング
時間にリセットパルスRRを制御パルスREにより垂直選択
線2-2,2-4・・・に印加して、偶数行の画素列を一括リ
セットする。一方、奇数行の画素列は積分が行われてい
る。走査期間2の途中において、リセットパルスRRを制
御パルスROにより垂直選択線2-1,2-3・・・に印加し
て、奇数行の画素列を一括してリセットし、奇数行の画
素列の積分を新たに開始させる。次に走査期間1では、
ブランキング時間にリセットパルスRRを制御パルスRE
より垂直選択線2-2,2-4・・・に印加して、偶数行の画
素列を一括してリセットする。その後、垂直走査回路9
からの垂直走査パルス出力V1がMOSスイッチ5-1A及び5
-2Aを介して、図3のG1,G2で示すように、垂直選択線2
-1及び2-2に印加され、第1行の画素列1-11,1-12・・・
及び第2行の画素列1-21,1-22・・・が選択状態とな
る。次いで、水平走査回路10の出力(H1,H2・・・)に
より、MOSスイッチ7-11と7-12,7-21と7-22・・・が順次
オンして、第1行の画素列1-11,1-12・・・及び第2行
の画素列1-21,1-22・・・の信号を、ビデオライン11及
び12にそれぞれ同時に独立して読み出す。ここでの奇数
行の画素列の積分時間は、走査期間2において奇数行に
リセットをかけてから走査期間1で読み出すまでの時
間、すなわちTSとなる。
That is, first, in the scanning period 2, the reset pulse R R is applied to the vertical selection lines 2 -2 , 2 -4, ... by the control pulse R E during the blanking time to collectively reset the pixel columns in even rows. . On the other hand, the pixel columns of odd rows are integrated. In the middle of the scanning period 2, a reset pulse R R is applied to the vertical selection lines 2 -1 , 2 -3, ... With the control pulse R O to collectively reset the pixel columns in the odd rows and A new integration of pixel columns is started. Then in scan period 1,
During the blanking time, a reset pulse R R is applied to the vertical selection lines 2 -2 , 2 -4, ... With a control pulse R E to collectively reset the pixel columns in even rows. After that, the vertical scanning circuit 9
The vertical scanning pulse output V1 from the MOS switch 5 -1A and 5
-2A through the vertical selection line 2 as shown by G1 and G2 in FIG.
-1 and 2 -2 , the first row of pixel columns 1 -11 , 1 -12 ...
And the pixel columns 1-21 , 1-22, ... Of the second row are in the selected state. Next, the MOS switches 7 -11 and 7 -12 , 7 -21 and 7 -22 ... are sequentially turned on by the outputs (H1, H2 ...) Of the horizontal scanning circuit 10, and the first row of pixel columns The signals of 1 -11 , 1 -12 ... And the pixel columns 1 -21 , 1 -22 of the second row are read out to the video lines 11 and 12 simultaneously and independently. The integration time of the pixel columns in the odd rows here is the time from resetting the odd rows in the scanning period 2 to reading in the scanning period 1, that is, T S.

続いて、垂直走査回路9からの垂直走査パルス出力V2
が、MOSスイッチ5-3A及び5-4Aを介して、垂直選択線2-3
及び2-4に印加され、第3行の画素列1-31,1-32・・・及
び第4行の画素列1-41,1-42・・・が選択状態となる。
次いで、水平走査回路10の出力(H1,H2・・・)によ
り、MOSスイッチ7-11と7-12,7-21と7-22・・・が順次オ
ンして、第3行の画素列1-31,1-32・・・及び第4行の
画素列1-41,1-42・・・の信号を、ビデオライン11及び1
2にそれぞれ同時に独立して読み出す。以下同様にし
て、隣接するリセット後の偶数行の画素列の同時読み出
しを伴う奇数行の画素列の読み出しが終了する。ここ
で、2本のビデオライン11及び12に読み出された画素信
号は、差動回路15に入力されて、その差信号が出力され
る。
Then, the vertical scanning pulse output V2 from the vertical scanning circuit 9
However, through the MOS switches 5 -3A and 5 -4A , the vertical selection line 2 -3
, And 2 -4 , and the pixel rows 1 -31 , 1 -32, ... of the third row and the pixel rows 1 -41 , 1 -42 , ... of the fourth row are selected.
Next, the MOS switches 7-11 and 7-12 , 7-21 and 7-22 ... are sequentially turned on by the outputs (H1, H2 ...) Of the horizontal scanning circuit 10, and the third row of pixel columns 1-31 , 1 -32 ... And the signal of pixel row 1 -41 , 1 -42 ...
2 are read independently at the same time. In the same manner, the reading of the odd-numbered pixel columns accompanied with the simultaneous read-out of the adjacent even-numbered pixel columns after the reset is completed. Here, the pixel signals read on the two video lines 11 and 12 are input to the differential circuit 15, and the difference signal between them is output.

この実施例においても、走査期間1の奇数行の信号読
み出し期間に入り、その期間に入った時点から奇数行の
各画素の信号が現実に読み出されるまでの各画素の積分
信号成分(第3図において、偶数行の一括リセット時か
ら奇数行の各画素の信号が読み出される時刻t3までの奇
・偶数行画素出力波形の斜線部分)は、上記ビデオライ
ン11及び12への読み出し信号の差信号をとることにより
キャンセルされる。したがって、差動回路の出力に現れ
る信号成分は、読み出し画素のアドレスに関係なく、走
査期間2における積分期間TSによる信号成分のみとな
り、奇数行の垂直選択線に接続されている全画素につい
て、積分時間は同一となる。
Also in this embodiment, the integrated signal component of each pixel from the time of entering the signal readout period of the odd-numbered row of the scanning period 1 to the time when the signal of each pixel of the odd-numbered row is actually read out (see FIG. 3). , The odd / even row pixel output waveform hatched portion from the time of batch resetting of the even rows to the time t 3 when the signals of the pixels of the odd rows are read is the difference signal of the read signals to the video lines 11 and 12. Canceled by taking. Therefore, the signal component that appears in the output of the differential circuit is only the signal component in the integration period T S in the scanning period 2 regardless of the address of the read pixel, and for all pixels connected to the vertical selection lines in odd rows, The integration time is the same.

そして、走査期間2における奇数行の各画素列の入力
光情報の積分開始時刻t1は、水平ブランキング期間tHB
内の時刻であり、走査期間2の終了後の垂直ブランキン
グ期間の時刻t2までの積分期間TSを、TS=(水平走査周
期×整数)の制約の下で、所望の時間に設定することに
より、決められる。
Then, the integration start time t 1 of the input light information of each odd-numbered pixel column in the scanning period 2 is the horizontal blanking period t HB
And the integration period T S until the time t 2 of the vertical blanking period after the end of the scanning period 2 is set to a desired time under the constraint of T S = (horizontal scanning period × integer). It is decided by doing.

なお、上記第2実施例においては、奇数行の各画素列
のみの読み出しについて説明を行ったが、装置の構成及
びパルスタイミングを換えることにより、偶数行の画素
列の読み出しも可能である。
In the second embodiment, the reading of only the odd-numbered pixel columns has been described. However, the even-numbered pixel columns can be read by changing the configuration of the device and the pulse timing.

以上述べたように、この実施例においては、奇数行の
積分時間を偶数行の積分時間でキャンセルするので、走
査期間2には撮像信号は得られないが、奇数行の全画素
の入力画像積分時刻を一致させ、且つ積分時間を水平走
査周期の整数倍で任意に可変することができ、最高約18
700分の1の高速シャッター機能をもたせることができ
る。したがって、高速で移動する物体の座標移動の様子
をTV動画上でとらえ、画像処理上で移動速度を求めるな
ど、多様な応用が可能になる。
As described above, in this embodiment, since the integration time of the odd-numbered rows is canceled by the integration time of the even-numbered rows, the image pickup signal cannot be obtained in the scanning period 2, but the input image integration of all pixels in the odd-numbered rows is performed. The time can be matched and the integration time can be arbitrarily changed by an integral multiple of the horizontal scanning period.
It can have a 1/700 high-speed shutter function. Therefore, various applications are possible such as capturing the state of coordinate movement of an object moving at high speed on a TV moving image and obtaining the moving speed in image processing.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上実施例に基づいて説明したように、特許請求の範
囲第1項に記載の発明によれば、各フィールド毎の全画
素の撮影時刻を一致させることが可能となり、撮像期間
中の撮像対象の移動による再生画像の歪みを解消するこ
とができる。また特許請求の範囲第2項に記載の発明に
よれば、2フィールド期間毎の奇数番目の行又は偶数番
目の行のいずれかの行の全画素の撮像時間を同一にする
ことができるため、撮像時間を1フィールド期間以下の
水平走査周期の整数倍に設定することにより、付加的回
路を殆ど要せずに、高速シャッター機能をもたせること
ができる。
As described above based on the embodiment, according to the invention described in the first aspect of the invention, it is possible to match the shooting times of all the pixels in each field, and the shooting target of the imaging target during the imaging period can be matched. It is possible to eliminate the distortion of the reproduced image due to the movement. Further, according to the invention as set forth in claim 2, since it is possible to make the imaging time of all pixels of either the odd-numbered row or the even-numbered row for every two field periods the same, By setting the imaging time to an integral multiple of the horizontal scanning period of one field period or less, it is possible to provide a high-speed shutter function with almost no additional circuit.

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

第1図は、特許請求の範囲第1項に記載の発明の実施例
の構成図、第2図は、その動作用信号波形を示す図、第
3図は、特許請求の範囲第2項に記載の発明の実施例に
用いる動作用信号波形を示す図、第4図は、従来の固体
撮像装置の一構成例を示す図、第5図は、その動作用信
号波形を示す図である。 図において、1-11,1-12,……1-mnは画素、2-1,2-2,……
2-mは垂直選択線、3-1A,3-1B,3-2A,3-2B,……は水平選
択線、5-1A,5-2A,5-2B,……5-mBは垂直選択スイッチ、6
-1,6-2,……6-mはリセット切り換えスイッチ、7-11,7
-12,7-21,7-22,……は水平選択スイッチ、9は垂直走査
回路、10は水平走査回路、11,12はビデオライン、15は
差動回路、16は絶対値回路、17は信号処理回路を示す。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the invention described in claim 1, FIG. 2 is a diagram showing an operation signal waveform thereof, and FIG. 3 is in claim 2 FIG. 4 is a diagram showing an operation signal waveform used in the embodiment of the described invention, FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a conventional solid-state imaging device, and FIG. 5 is a diagram showing the operation signal waveform. In the figure, 1 -11 , 1 -12 , ... 1 -mn is a pixel, 2 -1 , 2, -2 , ...
2 -m vertical selection line, 3 -1A, 3 -1B, 3 -2A, 3 -2B, ...... horizontal selection lines, 5 -1A, 5 -2A, 5 -2B, ...... 5 -mB vertical Select switch, 6
-1 , 6, -2 , ... 6 -m is reset switch, 7 -11 , 7
-12 , 7 -21 , 7 -22 , ... is a horizontal selection switch, 9 is a vertical scanning circuit, 10 is a horizontal scanning circuit, 11 and 12 are video lines, 15 is a differential circuit, 16 is an absolute value circuit, 17 Indicates a signal processing circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 正晴 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 井田 正利 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 中川 千尋 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 松本 一哉 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 中村 淳一 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masaharu Imai 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Masatoshi Ida 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Chihiro Nakagawa 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Kazuya Matsumoto 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Junichi Nakamura 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】MOS型静電誘導トランジスタからなる複数
の撮像画素をマトリックス状に配列した撮像画素アレイ
部を備え、インターレース走査方式により駆動される固
体撮像装置において、各フィールド毎に奇数番目の行の
全画素又は偶数番目の行の全画素を一括して同時に、各
フィールド毎の読み出し期間終了直後にリセットする手
段と、前フィールドに対応する行の画素の読み出しを開
始する走査開始時に、当該フィールドに対応する行の全
画素のリセット動作を終了させて撮像を開始させる手段
と、当該フィールドに対応する行とその行に隣接する前
フィールドに対応する行の連続する2行の画素の信号を
同時に独立して非破壊的に読み出す手段と、前記読み出
し手段で読み出された連続する各2行の画素の各画素信
号の差信号を導出する手段とを備え、前記リセット手段
及び撮像開始手段の動作により各フィールド毎の全画素
の撮像開始時点を一致させ、前記読み出し手段により連
続する2行の画素の信号を読み出し、差信号導出手段で
連続する各2行の画素信号の差信号を導出して、当該フ
ィールドに対応する行の画素の読み出し開始以降の撮像
時間に蓄積された信号成分をキャンセルすることによ
り、撮像時間の終了時刻を当該フィールドの光信号蓄積
期間終了時点とすることによって、各フィールド毎の全
画素の撮像時刻を一致させるように構成したことを特徴
とする固体撮像装置。
1. A solid-state imaging device driven by an interlaced scanning method, comprising an imaging pixel array section in which a plurality of imaging pixels composed of MOS static induction transistors are arranged in a matrix, and an odd-numbered row for each field. All pixels or all pixels in an even-numbered row are reset at the same time immediately after the end of the reading period for each field, and at the start of scanning to start reading the pixels in the row corresponding to the previous field, Means for terminating the reset operation of all the pixels in the row corresponding to, and starting the image pickup, and the signals of pixels in two consecutive rows in the row corresponding to the field and the row corresponding to the previous field adjacent to the field at the same time. Means for independently nondestructively reading out and a difference signal between the pixel signals of the pixels of two consecutive rows read out by the reading means are derived. Means for adjusting the image pickup start time points of all the pixels in each field by the operations of the resetting means and the image pickup starting means, the reading means reads out the signals of the pixels of two consecutive rows, and the difference signal deriving means makes them continuous. By deriving the difference signal of the pixel signals of each two rows and canceling the signal component accumulated in the imaging time after the start of reading the pixels of the row corresponding to the field, the end time of the imaging time is set to the field. The solid-state imaging device is configured such that the imaging times of all pixels in each field are made to coincide with each other by setting the end time of the optical signal accumulation period.
【請求項2】MOS型静電誘導トランジスタからなる複数
の撮像画素をマトリックス状に配列した撮像画素アレイ
部を備え、奇数行又は偶数行のいずれか一方の画素信号
を2フィールド毎に読み出すようにした固体撮像装置に
おいて、各フィールド毎に奇数番目の行又は偶数番目の
行のいずれか一方の行の全画素を一括して同時に、光信
号蓄積期間終了直後にリセットする第1のリセット手段
と、2フィールド期間毎に任意の水平ブランキング期間
に、奇数番目の行又は偶数番目の行のいずれか他方の行
の全画素を一括して同時に、前記任意の水平ブランキン
グ期間から2フィールド期間経過直後にリセットする第
2のリセット手段と、前記2フィールド期間毎の前記任
意の水平ブランキング期間に、前記他方の行の全画素の
リセット動作を終了させて撮像を開始させる手段と、前
記2フィールド期間毎の一方の行の光信号蓄積期間に、
連続する2行の画素の信号を同時に独立して読み出す手
段と、前記読み出し手段で読み出された連続する各2行
の画素の各画素信号の差信号を導出する手段とを備え、
前記第2のリセット手段及び撮像開始手段の動作により
各2フィールド期間毎の前記他方の行の全画素の撮像開
始時点を一致させ、前記読み出し手段により連続する2
行の画素の信号を読み出し、差信号導出手段で連続する
各2行の画素信号の差信号を導出して、2フィールド期
間毎の前記他方の行の画素の読み出し開始以降の撮像時
間に蓄積された信号成分をキャンセルすることにより、
前記他方の行の全画素の撮像時間の終了時刻を前記一方
の行の画素の光信号蓄積期間の開始時点とすることによ
って、2フィールド期間毎の前記他方の行の全画素の撮
像時刻を一致させるように構成したことを特徴とする固
体撮像装置。
2. An image pickup pixel array section in which a plurality of image pickup pixels each composed of a MOS electrostatic induction transistor are arranged in a matrix, and a pixel signal of either an odd row or an even row is read every two fields. In the solid-state imaging device described above, a first reset unit that resets all pixels of either the odd-numbered row or the even-numbered row for each field at the same time, immediately after the end of the optical signal accumulation period, Immediately after the lapse of two field periods from the arbitrary horizontal blanking period, all pixels of either the odd-numbered row or the even-numbered row are simultaneously batched in an arbitrary horizontal blanking period every two field periods. Second resetting means for resetting to all the pixels and resetting operation of all the pixels in the other row in the arbitrary horizontal blanking period every two field periods. And means for starting imaging by, the optical signal accumulation period of one line for each of the 2 field period,
A means for simultaneously and independently reading the signals of the pixels of two consecutive rows, and a means for deriving a difference signal between the pixel signals of the pixels of each two consecutive rows read by the reading means,
By the operations of the second reset means and the imaging start means, the imaging start time points of all the pixels in the other row in each two-field period are made to coincide with each other, and the reading means makes consecutive 2
The signal of the pixel in the row is read out, and the difference signal between the pixel signals in two consecutive rows is derived by the difference signal deriving means, and the difference signal is accumulated in the imaging time after the readout of the pixel in the other row is started every two field periods. By canceling the signal component
By setting the end time of the image pickup time of all the pixels of the other row as the start time of the optical signal accumulation period of the pixels of the one row, the image pickup times of all the pixels of the other row are matched every two field periods. A solid-state imaging device having the above-mentioned configuration.
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