JP2666398B2 - Solid-state imaging device and driving method thereof - Google Patents
Solid-state imaging device and driving method thereofInfo
- Publication number
- JP2666398B2 JP2666398B2 JP63193826A JP19382688A JP2666398B2 JP 2666398 B2 JP2666398 B2 JP 2666398B2 JP 63193826 A JP63193826 A JP 63193826A JP 19382688 A JP19382688 A JP 19382688A JP 2666398 B2 JP2666398 B2 JP 2666398B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- horizontal
- shift register
- photoelectric conversion
- ccd shift
- row
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体基板上に多数の光電変換領域及び各
領域の信号を取出す手段を集積化したCCD固体撮像素子
及びその駆動方法に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CCD solid-state imaging device in which a large number of photoelectric conversion regions and means for extracting signals of each region are integrated on a semiconductor substrate, and a driving method thereof.
従来の水平インタライン転送CCD固体撮像素子に於い
ては、二次元状に配列された光変換領域により光電変換
された信号電荷を外部へ転送する転送部が光電変換領域
に隣接する水平CCDシフトレジスタ群と該シフトレジス
タ群の一端に接続する垂直CCDシフトレジスタにより構
成され、一水平走査毎に該水平走査に対応する光電変換
領域の水平列のみを、該光電変換領域に隣接する水平CC
Dシフトレジスタに移送している。In a conventional horizontal interline transfer CCD solid-state imaging device, a transfer unit that transfers signal charges photoelectrically converted by a two-dimensionally arranged light conversion region to the outside is a horizontal CCD shift register adjacent to the photoelectric conversion region. Group, and a vertical CCD shift register connected to one end of the shift register group, and only one horizontal row of photoelectric conversion regions corresponding to the horizontal scan is provided for each horizontal scan, and a horizontal CC adjacent to the photoelectric conversion region.
Transferred to D shift register.
従来の水平インタライン転送CCD固体撮像素子に於い
ては、信号電荷の蓄積期間が各水平走査線毎にずれてい
る、すなわち各水平走査線毎に撮像期間が異なるため
に、被写体が水平方向の速度成分を有している場合、水
平走査線間で被写体の水平方向の位置が異なり、動く被
写体の全体撮像画像に歪みを生じるという問題があっ
た。本発明の目的は動く被写体の撮像画像のかかる歪み
を抑制する固体撮像素子とその駆動方法を提供すること
にある。In the conventional horizontal interline transfer CCD solid-state imaging device, the accumulation period of the signal charge is shifted for each horizontal scanning line, that is, since the imaging period is different for each horizontal scanning line, the subject is moved in the horizontal direction. In the case of having a speed component, there is a problem that the position of the subject in the horizontal direction is different between the horizontal scanning lines, and the entire captured image of the moving subject is distorted. An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that suppresses such distortion of a captured image of a moving subject and a driving method thereof.
本願の第１の発明が提供する手段の要旨は、二次元状
に配列された光電変換領域に隣接する水平CCDシフトレ
ジスタ群を構成する各水平CCDシフトレジスタの転送電
極が各水平CCDシフトレジスト毎に独立に形成され、各
々の水平CCDシフトレジスタが独立に駆動できる構成で
ある。The gist of the means provided by the first invention of the present application is that the transfer electrode of each horizontal CCD shift register constituting the horizontal CCD shift register group adjacent to the two-dimensionally arranged photoelectric conversion region is provided for each horizontal CCD shift resist. And the horizontal CCD shift registers can be driven independently.
本願の別の発明が提供する手段は、上記本願の第１の
発明の固体撮像素子像を駆動する方法であって一般に用
いられている３つの固体撮像素子の駆動方法、すなわ
ち、 （イ）一列置きの光電変換領域の２水平列の信号電荷
が、2:1インターレース走査（ないし、とび越し走査）
において走査する順序が連続する２水平走査線を構成す
る駆動方法（この場合、１水平走査線信号が１水平列の
光電変換領域の信号電荷から構成される）。A means provided by another invention of the present application is a method for driving an image of a solid-state imaging device according to the first invention of the present application, which is a method for driving three generally used solid-state imaging devices. The signal charges in two horizontal rows of the other photoelectric conversion area are scanned in a 2: 1 interlaced scan (or skipped scan)
In the driving method described in (1), two horizontal scanning lines in which the scanning order is continuous are constituted (in this case, one horizontal scanning line signal is composed of signal charges in the photoelectric conversion region of one horizontal column).
（ロ）連続する光電変換領域の２水平列の信号電荷が、
ノンインターレース走査において走査する順序が連続す
る２水平走査線を構成する駆動方法（この場合、１水平
走査線信号が１水平列の光電変換領域の信号電荷から構
成される）。(B) The signal charges in two horizontal rows in the continuous photoelectric conversion region are:
In the non-interlaced scanning, a driving method of forming two horizontal scanning lines in which the scanning order is continuous (in this case, one horizontal scanning line signal is composed of signal charges in the photoelectric conversion region of one horizontal column).
（ハ）空間的に連続する４つの光電変換領域の水平列を
順に第１の光電変換領域の水平列、第２の光電変換領域
の水平列、第３の光電変換領域の水平列、第４の光電変
換領域の水平列とする。2:1インターレース走査（ない
し、とび越し走査）において、第１の光電変換領域の水
平列と第２の光電変換領域の水平列との信号電荷の並列
的な和が１水平走査線を構成し、第３の光電変換領域の
水平列と第４の光電変換領域の水平列との信号電荷の並
列的な和が前記１水平走査線の次に走査される１水平走
査線を構成する駆動方法において、（イ）と（ロ）の場
合は、 （１）光電変換領域から水平CCDシフトレジスタ群への
信号電荷の転送をいっせいに行う。(C) The horizontal rows of four spatially continuous photoelectric conversion areas are sequentially arranged in the horizontal row of the first photoelectric conversion area, the horizontal row of the second photoelectric conversion area, the horizontal row of the third photoelectric conversion area, and the fourth row. Of the photoelectric conversion areas of the above. In 2: 1 interlaced scanning (or skipping scanning), the parallel sum of signal charges of the horizontal rows of the first photoelectric conversion area and the horizontal rows of the second photoelectric conversion area forms one horizontal scanning line. A driving method in which a parallel sum of signal charges of a horizontal row of the third photoelectric conversion area and a horizontal row of the fourth photoelectric conversion area constitutes one horizontal scanning line scanned next to the one horizontal scanning line In the cases (a) and (b), (1) the signal charges are simultaneously transferred from the photoelectric conversion region to the horizontal CCD shift register group.
（２）垂直CCDシフトレジスタと各水平CCDシフトレジス
タとを水平走査線の走査速度に同期した速度で駆動す
る。(2) The vertical CCD shift register and each horizontal CCD shift register are driven at a speed synchronized with the scanning speed of the horizontal scanning line.
（３）（イ）の場合の光電変換領域の２水平列と、
（ハ）の場合の第１の光電変換領域の水平列と第３の光
電変換領域の水平列、および第２の光電変換領域の水平
列と第４の光電変換領域の水平列の、各２水平列間でこ
れらに対応する水平CCDシフトレジスタの駆動を開始す
る水平転送開始時刻の間隔を、 水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフトレジス
タの転送方向と同方向の場合はそれぞれ１水平走査期間
に、該２水平列のうち先に走査する水平走査線の水平列
に対応する垂直CCDシフトレジスタ内の位置から該２水
平列のうち次に走査する水平列に対応する垂直CCDシフ
トレジスタ内の位置まで垂直CCDシフトレジスタが信号
を転送するのに要する時間を加えた時間とし、 水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフトレジス
タの転送方向と逆方向の場合はそれぞれ１水平走査期間
に、該２水平列のうち後に走査する水平走査線の水平列
に対応する垂直CCDシフトレジスタ内の位置から該２水
平列のうち先に走査する水平走査線の水平列に対応する
垂直CCDシフトレジスタ内の位置まで垂直CCDシフトレジ
スタが信号を転送するのに要する時間を差し引いた時間
とする。(3) Two horizontal rows of photoelectric conversion regions in the case of (a);
In the case of (c), each of the horizontal row of the first photoelectric conversion area and the horizontal row of the third photoelectric conversion area, and the horizontal row of the second photoelectric conversion area and the horizontal row of the fourth photoelectric conversion area are each 2 The horizontal transfer start time interval for starting the driving of the corresponding horizontal CCD shift register between the horizontal columns is set to one horizontal line when the scanning order of the horizontal scanning line group is the same as the transfer direction of the vertical CCD shift register. During the scanning period, a position in the vertical CCD shift register corresponding to the horizontal row of the horizontal scanning line to be scanned first of the two horizontal columns is shifted from a position in the vertical CCD shift register corresponding to the next horizontal row of the two horizontal rows. The time required to transfer the signal to the vertical CCD shift register up to the position within is added to the time. If the scanning order of the horizontal scanning line group is opposite to the transfer direction of the vertical CCD shift register, each horizontal scanning period And the 2 water From the position in the vertical CCD shift register corresponding to the horizontal column of the horizontal scanning line to be scanned later in the column to the position in the vertical CCD shift register corresponding to the horizontal column of the horizontal scanning line to be scanned earlier in the two horizontal columns This time is obtained by subtracting the time required for the vertical CCD shift register to transfer a signal.
の３つのプロセスを有することを特徴とした構成になっ
ており、（ハ）の場合は上記（１）〜（３）に加えて、 （４）第１の光電変換領域の水平列又は第３の光電変換
領域の水平列の水平転送開始時刻が第２の光電変換領域
の水平列、第４の光電変換領域の水平列の水平転送開始
時刻に対して、 水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフトレジス
タの転送方向と同方向の場合には第１の光電変換領域の
水平列と第２の光電変換領域の水平列に対応する各垂直
CCDシフトレジスタ内の位置間又は第３の光電変換領域
の水平列と第４の光電変換領域の水平列に対応する各垂
直CCDシフトレジスタ内の位置間を垂直CCDシフトレジス
タが信号を転送するのに要する時間だけ先行し、 水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフトレジス
タの転送方向と逆方向の場合には該時間だけ遅延してい
ること をも有することを特徴とする構成になっている。In the case of (c), in addition to the above (1) to (3), (4) the horizontal row of the first photoelectric conversion region or the third The horizontal scan start time of the horizontal row of the photoelectric conversion area is the same as the horizontal transfer start time of the horizontal row of the second photoelectric conversion area and the horizontal transfer start time of the horizontal row of the fourth photoelectric conversion area. In the case of the same direction as the transfer direction of the vertical CCD shift register, each vertical line corresponding to the horizontal column of the first photoelectric conversion region and the horizontal column of the second photoelectric conversion region
The vertical CCD shift register transfers a signal between positions in the CCD shift register or between positions in each vertical CCD shift register corresponding to the horizontal row of the third photoelectric conversion area and the horizontal row of the fourth photoelectric conversion area. In the case where the scanning order of the horizontal scanning line group is in the opposite direction to the transfer direction of the vertical CCD shift register, the time is delayed by that time. I have.
光電変換領域での信号電荷の蓄積期間は、光電変換領
域から水平CCDシフトレジスタへの信号電荷の転送時刻
から次の該転送時刻までである。従来の水平インタライ
ン転送CCD固体撮像素子に於いては、信号電荷の蓄積期
間が各水平走査線毎にずれている。すなわち各水平走査
線毎に撮像期間が異なるために、被写体が水平方向の速
度成分を有している場合、水平走査線間での被写体の水
平方向の位置が異なり、動く被写体の全体撮像画像に歪
みを生じる。これに対し本発明では、光電変換領域から
水平CCDシフトレジスタ群への信号電荷の転送をいっせ
いに行うので、全光電変換領域での信号電荷の蓄積が同
一期間に行われ、従来のような動く被写体の撮像画像の
歪みを生じることがない。水平CCDシフトレジスタ群へ
転送された信号電荷は、各水平CCDシフトレジスタが各
々独立に駆動できるので、水平CCDシフトレジスタ群の
うち１水平走査線に対応する水平CCDシフトレジスタだ
けと垂直CCDシフトレジスタとを水平走査線の走査速度
に同期した速度で駆動し、該水平CCDシフトレジスタに
蓄積された信号電荷を垂直CCDシフトレジスタに転送し
出力できる。The accumulation period of the signal charge in the photoelectric conversion region is from the transfer time of the signal charge from the photoelectric conversion region to the horizontal CCD shift register until the next transfer time. In a conventional horizontal interline transfer CCD solid-state imaging device, the accumulation period of signal charges is shifted for each horizontal scanning line. That is, since the imaging period is different for each horizontal scanning line, when the subject has a horizontal velocity component, the horizontal position of the subject between the horizontal scanning lines is different, so that the whole captured image of the moving subject is different. Causes distortion. On the other hand, according to the present invention, the transfer of the signal charges from the photoelectric conversion region to the horizontal CCD shift register group is performed at the same time. Of the captured image does not occur. Since the signal charges transferred to the horizontal CCD shift registers can be driven independently by each horizontal CCD shift register, only the horizontal CCD shift registers corresponding to one horizontal scanning line in the horizontal CCD shift registers and the vertical CCD shift registers are used. Are driven at a speed synchronized with the scanning speed of the horizontal scanning line, and the signal charges stored in the horizontal CCD shift register can be transferred to and output from the vertical CCD shift register.
一般に用いられている走査方法には、走査する順序が
連続する２水平走査線が一列置きの水平走査線である方
式としては、１水平走査線信号が光電変換領域の１水平
列の信号から形成されるフィールド蓄積モード・インタ
ーレース走査方式や、１水平走査線信号が光電変換領域
の隣接する２水平列の信号の並列的な和から形成される
フレーム蓄積モード・インターレース走査方式が有り、
走査する順序が連続する２水平走査線が連続する２水平
列から形成される方式としてノンインターレース走査方
式が有る。フレーム蓄積モード・インターレース走査方
式は空間的に連続する第１の水平列、第２図の水平列、
第３の水平列、第４の水平列から形成される。１水平走
査線信号が光電変換領域の１水平列の信号から形成され
るフィールド蓄積モード・インターレース走査方式が前
記問題点を解決するための手段で述べた（イ）の場合、
ノンインターレース走査方式が前記問題点を解決するた
めの手段で述べた（ロ）の場合、１水平走査線信号が光
電変換領域の隣接する２水平列の信号の並列的な和から
形成されるフレーム蓄積モード・インターレース走査方
式が前記問題点を解決するための手段で述べた（ハ）の
場合となる。In a commonly used scanning method, two horizontal scanning lines in which the scanning order is continuous are horizontal scanning lines in every other row. One horizontal scanning line signal is formed from signals of one horizontal column in the photoelectric conversion region. A field accumulation mode / interlaced scanning method, or a frame accumulation mode / interlaced scanning method in which one horizontal scanning line signal is formed from a parallel sum of signals of two adjacent horizontal rows in the photoelectric conversion region.
There is a non-interlaced scanning method as a method in which two horizontal scanning lines in which the scanning order is continuous are formed from two continuous horizontal columns. The frame accumulation mode interlaced scanning method uses a spatially continuous first horizontal row, the horizontal row in FIG.
A third horizontal row is formed from a fourth horizontal row. In the case of the field storage mode / interlaced scanning method in which one horizontal scanning line signal is formed from signals of one horizontal column in the photoelectric conversion region as described in (A) for solving the above-mentioned problem,
In the case of (b) where the non-interlaced scanning method is described as a means for solving the above problem, a frame in which one horizontal scanning line signal is formed from a parallel sum of signals of two adjacent horizontal columns in the photoelectric conversion region. The storage mode interlaced scanning method is the case (c) described in the means for solving the above-mentioned problem.
前記、問題点を解決するための手段で示した特徴点
（２），（３）により各光電変換領域から蓄積時間の等
しい信号を、通常のテレビジョンの映像信号と同一の時
系列形式で取り出すことができる。即ち各水平走査線信
号が出力部に到達するまでに垂直CCDシフトレジスタで
生じる各水平走査線信号の転送時間差を補正して、テレ
ビジョン側で要求される映像信号と同じ長さの水平走査
線信号期間と水平ブランキング期間にすることができ
る。更に、フレーム蓄積モード・インターレース走査方
式では、問題点を解決するための手段で示した特徴点
（４）によって、１水平走査線信号を形成する隣接する
２水平列の光電変換領域の信号を垂直CCDシフトレジス
タ内で加算する際に、該２水平列間の水平方向の位置を
一致させて並列的に加算することができる。According to the feature points (2) and (3) shown in the means for solving the above problems, a signal having the same accumulation time is extracted from each photoelectric conversion area in the same time-series format as a video signal of a normal television. be able to. That is, by correcting the transfer time difference of each horizontal scanning line signal generated in the vertical CCD shift register until each horizontal scanning line signal reaches the output section, a horizontal scanning line having the same length as the video signal required on the television side is corrected. It can be a signal period and a horizontal blanking period. Further, in the frame accumulation mode interlaced scanning method, the signal of the photoelectric conversion area of two adjacent horizontal rows forming one horizontal scanning line signal is vertically converted by the feature point (4) shown in the means for solving the problem. When the addition is performed in the CCD shift register, the horizontal positions between the two horizontal columns can be made coincident to perform the addition in parallel.
以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に
説明する。第１図は第１の発明を適用した水平インター
ライン転送方式による固体撮像素子の概略図である。こ
の固体撮像素子は、光電変換領域１が水平及び垂直方向
に配列され、それぞれ、共通の水平ライン上の光電変換
領域１に対応して共通に設けられた水平CCDシフトレジ
スタ２と各水平CCDシフトレジスタ２に対して共通に設
けられた垂直CCDシフトレジスタ３が設けられている。
水平CCDシフトレジスタ群を構成する各水平CCDシフトレ
ジスタ２は独立に駆動できるシフトレジスタ、すなわ
ち、各水平CCDシフトレジスタの転送電極（図示省略）
が各水平CCDをシフトレジスタ毎に各々独立に形成され
ているシフトレジスタであり、水平CCDシフトレジスタ
走査回路４に接続されている。図面上でCCDシフトレジ
スタ2,3の転送電極は省略した。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a solid-state imaging device using a horizontal interline transfer method to which the first invention is applied. In this solid-state imaging device, photoelectric conversion areas 1 are arranged in the horizontal and vertical directions, and a horizontal CCD shift register 2 and each horizontal CCD shift register 2 are provided in common with the photoelectric conversion areas 1 on a common horizontal line. A vertical CCD shift register 3 provided in common with the register 2 is provided.
Each horizontal CCD shift register 2 constituting the horizontal CCD shift register group is a shift register that can be driven independently, that is, a transfer electrode (not shown) of each horizontal CCD shift register.
Is a shift register in which each horizontal CCD is formed independently for each shift register, and is connected to the horizontal CCD shift register scanning circuit 4. The transfer electrodes of the CCD shift registers 2 and 3 are omitted in the drawing.
第２図は特願昭61−251191号明細書に示した従来例の
概略図である。この固体撮像素子は、光電変換領域21が
水平及び垂直方向に配列され、それぞれ、共通の水平ラ
イン上の光電変換領域21に対応して共通に設けられた水
平CCDシフトレジスタ22と各水平CCDシフトレジスタ22に
対して共通に設けられた垂直CCDシフトレジスタ23が設
けられている。共通の水平ライン上の光電変換領域21と
それらに対応して共通に設けられた水平CCDシフトレジ
スタ22との間のトランスファゲート領域の上にトランス
ファゲート電極24、水平CCDシフトレジスタ22と垂直CCD
シフトレジスタ23との間の領域上に水平垂直転送ゲート
電極25が設けられ、トランスファゲート電極24、水平垂
直転送ゲート電極25はそれぞれトランスファゲート電極
走査回路26、水平垂直転送ゲート電極走査回路27に接続
されている。各水平CCDシフトレジスタ22の転送電極
（図示省略）は全ての水平CCDをシフトレジスタに共通
に形成されている。図面上でCCDシフトレジスタ22,23の
転送電極は省略した。FIG. 2 is a schematic view of a conventional example shown in Japanese Patent Application No. 61-251191. In this solid-state imaging device, photoelectric conversion areas 21 are arranged in the horizontal and vertical directions, and a horizontal CCD shift register 22 and each horizontal CCD shift register 22 are provided in common with the photoelectric conversion areas 21 on a common horizontal line. A vertical CCD shift register 23 provided commonly to the register 22 is provided. A transfer gate electrode 24, a horizontal CCD shift register 22, and a vertical CCD are disposed on a transfer gate area between a photoelectric conversion area 21 on a common horizontal line and a horizontal CCD shift register 22 provided corresponding to them.
A horizontal / vertical transfer gate electrode 25 is provided on a region between the shift register 23 and the transfer gate electrode 24 and the horizontal / vertical transfer gate electrode 25 are connected to a transfer gate electrode scanning circuit 26 and a horizontal / vertical transfer gate electrode scanning circuit 27, respectively. Have been. The transfer electrodes (not shown) of each horizontal CCD shift register 22 are formed so that all horizontal CCDs are shared by the shift registers. The transfer electrodes of the CCD shift registers 22 and 23 are omitted in the drawing.
従来例では、トランスファゲート電極24、水平垂直転
送ゲート電極25、トランスファゲート電極走査回路26、
水平垂直転送ゲート電極走査回路27を用いて、１水平走
査線毎に該水平走査線に対応する光電変換領域21の信号
を水平CCDシフトレジスタ22に転送、垂直CCDシフトレジ
スタ23を通して出力していた。この従来例では、信号電
荷の蓄積期間が各水平走査線毎にずれており、動く被写
体を撮影した場合、画像が歪むという問題があった。こ
れに対し本発明では、光電変換領域１から水平CCDシフ
トレジスタ２への信号電荷の転送をいっせいに行うの
で、全光電変換領域での信号電荷の蓄積が同一期間に行
われ、動く被写体を撮影しても歪みの少ない画像を得る
ことができた。In the conventional example, a transfer gate electrode 24, a horizontal / vertical transfer gate electrode 25, a transfer gate electrode scanning circuit 26,
Using the horizontal / vertical transfer gate electrode scanning circuit 27, the signal of the photoelectric conversion region 21 corresponding to the horizontal scanning line was transferred to the horizontal CCD shift register 22 for each horizontal scanning line, and was output through the vertical CCD shift register 23. . In this conventional example, the accumulation period of the signal charges is shifted for each horizontal scanning line, and there is a problem that when a moving subject is photographed, the image is distorted. On the other hand, in the present invention, since the transfer of the signal charges from the photoelectric conversion region 1 to the horizontal CCD shift register 2 is performed at the same time, the accumulation of the signal charges in all the photoelectric conversion regions is performed in the same period, and the moving subject is photographed. However, an image with little distortion could be obtained.
第３図は、本発明の駆動方法を説明するための第１図
の部分図である。第３図の例では水平CCDシフトレジス
タ２と垂直CCDシフトレジスタ３とは２相駆動でφ１と
φ２との２つのクロックパルスにより垂直CCDシフトレ
ジスタと各水平CCDシフトレジスタとが水平走査線の走
査速度に同期した速度で駆動される。第４図はフィール
ド蓄積モード・インターレース走査方式の場合の実施例
で光電変換領域１から水平CCDシフトレジスタ２への転
送後の駆動方法を示すタイムチャートであり、TH,THB,T
Vはそれぞれ水平走査期間、水平ブランキング期間、ｎ
行目と（ｎ＋２）行目の水平列に対応する各垂直CCDシ
フトレジスタ内の位置間を垂直CCDシフトレジスタが信
号を転送するのに要する時間、またtn,tn+2はそれぞれ
ｎ行目と（ｎ＋２）行目の水平列に対応する水平CCDシ
フトレジスタの駆動開始時刻である。また、第５図
（ａ）〜（ｄ）は、第４図の〜の各時点での信号の
転送状態を模式的に示したものである。問題点を解決す
るための手段で示した特徴点（３）で述べた様に、ｎ行
目と（ｎ＋２）行目の水平列に対応する水平CCDシフト
レジスタの駆動開始時刻の間隔を（TH＋TV）とすること
によって、第５図（ｄ）に示されるように（ｎ＋２）行
目の水平走査信号がｎ行目の水平走査信号の先頭からTH
の時間後に終る水平ブランキング期間に連続し、水平走
査信号の周期がTHになっている。FIG. 3 is a partial view of FIG. 1 for explaining the driving method of the present invention. Figure 3 horizontal scanning lines and a vertical CCD shift register and the horizontal CCD shift register by two clock pulses and 2 phi 1 and phi 2-phase driving the horizontal CCD shift register 2 and the vertical CCD shift register 3 in the example The scanning speed is synchronized with the scanning speed. FIG. 4 is a time chart showing a driving method after the transfer from the photoelectric conversion area 1 to the horizontal CCD shift register 2 in the embodiment in the case of the field accumulation mode / interlaced scanning method, wherein T H , T HB , T
V is a horizontal scanning period, a horizontal blanking period, n
The time required for the vertical CCD shift register to transfer a signal between the positions in each vertical CCD shift register corresponding to the horizontal column of the row and the (n + 2) th row, and t n and t n + 2 are n rows, respectively. This is the drive start time of the horizontal CCD shift register corresponding to the horizontal column of the (n) th row and the (n + 2) th row. FIGS. 5 (a) to 5 (d) schematically show signal transfer states at the respective points 1 to 4 in FIG. As described in the feature point (3) described in Means for Solving the Problem, the interval between the drive start times of the horizontal CCD shift registers corresponding to the n-th row and the (n + 2) -th horizontal column is set to (T H + T V ), as shown in FIG. 5 (d), the horizontal scanning signal of the (n + 2) th row is set to T H from the top of the horizontal scanning signal of the nth row.
Continuously horizontal blanking period ends after the time period of the horizontal scanning signal is set to T H.
第６図は第２の発明のフレーム蓄積モード・インター
レース走査方式の場合の実施例で、駆動方法を示すタイ
ムチャートである。また、第７図（ａ）〜（ｃ）は、第
６図の〜の各時点での信号の転送状態を模式的に示
したものである。問題点を解決するための手段で示した
特徴点（４）で述べた様に、ｎ行目の水平CCDシフトレ
ジスタの駆動開示時刻を（ｎ＋１）行目のそれよりも、
ｎ行目と（ｎ＋１）行目の水平列に対応する各垂直CCD
シフトレジスタ内の位置間を垂直CCDシフトレジスタが
信号を転送するのに要する時間（この例ではクロックパ
ルスφ１又はφ２の１周期）だけ先行させることによっ
て（第７図（ａ））、１水平走査線信号を形成するｎ行
目と（ｎ＋１）行目の２水平列の光電変換領域の信号を
垂直CCDシフトレジスタ内で加算する際に、該２水平列
間の水平方向の位置を一致させて並列的に加算すること
ができる（第７図（ｂ），（ｃ））。FIG. 6 is a time chart showing a driving method in the embodiment of the frame accumulation mode / interlace scanning method of the second invention. FIGS. 7 (a) to 7 (c) schematically show signal transfer states at the respective points 1 to 6 in FIG. As described in the feature point (4) described in Means for Solving the Problems, the drive start time of the horizontal CCD shift register on the n-th row is set to be shorter than that on the (n + 1) -th row.
Each vertical CCD corresponding to the n-th row and the (n + 1) -th horizontal column
The time required between the position in the shift register to transfer signal vertical CCD shift register by leading only (one cycle of the clock pulses phi 1 or phi 2 in this example) (Figure 7 (a)), 1 When adding the signals of the photoelectric conversion areas of the two horizontal columns of the nth row and the (n + 1) th row forming the horizontal scanning line signal in the vertical CCD shift register, the horizontal positions between the two horizontal columns coincide. And can be added in parallel (FIGS. 7 (b) and 7 (c)).
上述したような本発明の固体撮像素子とその駆動方法
によれば、動く被写体を撮像した場合も、画像が歪まな
い。According to the solid-state imaging device and the driving method of the present invention as described above, even when a moving subject is imaged, the image is not distorted.
第１図は本発明の第１の発明を適用した水平インターラ
イン転送方式による固体撮像素子の概略図、第２図は従
来の水平インターライン転送方式による固体撮像素子の
概略図、第３図は、本発明の駆動方法の発明の実施例を
説明するための第１図の部分図、第４図は本発明をフィ
ールド蓄積モード・インターレース走査方式に適用した
場合のタイムチャート、第５図（ａ）〜（ｄ）は、第４
図の〜の各時点での信号の転送状態を示す模式図、
第６図は本発明をフレーム蓄積モード・インターレース
走査方式に適用した場合のタイムチャート、第７図
（ａ）〜（ｃ）は、第６図の〜の各時点での信号の
転送状態を示す模式図である。 1,21……光電変換領域、2,22……水平CCDシフトレジス
タ、3,23……垂直CCDシフトレジスタ、４……水平CCDシ
フトレジスタ走査回路、24……トラスファゲート電極、
25……水平垂直転送ゲート電極、26……トランスファゲ
ート電極走査回路、27……水平垂直転送ゲート電極走査
回路。FIG. 1 is a schematic diagram of a solid-state imaging device using a horizontal interline transfer system to which the first invention of the present invention is applied, FIG. 2 is a schematic diagram of a solid-state imaging device using a conventional horizontal interline transfer system, and FIG. FIG. 1 is a partial view for explaining an embodiment of the driving method according to the present invention, FIG. 4 is a time chart when the present invention is applied to a field accumulation mode interlaced scanning method, and FIG. ) To (d) are the fourth
Schematic diagram showing the transfer state of the signal at each point of ~ in the figure,
FIG. 6 is a time chart when the present invention is applied to a frame accumulation mode / interlaced scanning method, and FIGS. 7 (a) to 7 (c) show signal transfer states at respective points 1 to 6 in FIG. It is a schematic diagram. 1,21 ... photoelectric conversion area, 2,22 ... horizontal CCD shift register, 3,23 ... vertical CCD shift register, 4 ... horizontal CCD shift register scanning circuit, 24 ... transfer gate electrode,
25: Horizontal / vertical transfer gate electrode, 26: Transfer gate electrode scanning circuit, 27: Horizontal / vertical transfer gate electrode scanning circuit.
Claims (3)
領域により光電変換された信号電荷を外部へ転送する転
送部を有する固体撮像素子に於いて、前記転送部が光電
変換領域に隣接する水平CCDシフトレジスタ群と該シフ
トレジスタ群の一端に接続する垂直CCDシフトレジスタ
により構成されていること、及び該水平CCDシフトレジ
スタ群を構成する各水平CCDシフトレジスタの転送電極
が各水平CCDシフトレジスタ毎に相互に独立に形成され
ていることを特徴とする固体撮像素子。In a solid-state imaging device having a two-dimensionally arranged photoelectric conversion region and a transfer portion for transferring signal charges photoelectrically converted by the region, the transfer portion serves as a photoelectric conversion region. A horizontal CCD shift register group and a vertical CCD shift register connected to one end of the shift register group; and a transfer electrode of each horizontal CCD shift register forming the horizontal CCD shift register group is connected to each horizontal CCD shift register. A solid-state imaging device, wherein the solid-state imaging device is formed independently for each shift register.
域の信号電荷から構成され、一列置きの光電変換領域の
２水平列の信号電荷が、2:1インターレース走査（ない
し、とび越し走査）において走査する順序が連続する２
水平走査線を構成する駆動方法、または、１水平走査線
信号が１水平列の光電変換領域の信号電荷から構成さ
れ、連続する光電変換領域の２水平列の信号電荷が、ノ
ンインターレース走査において走査する順序が連続する
２水平走査線を構成する駆動方法にて請求項１の固体撮
像素子を駆動するに当り、 （ａ）光電変換領域から水平CCDシフトレジスタ群への
信号電荷の転送をいっせいに行うこと、 （ｂ）垂直CCDシフトレジスタと各水平CCDシフトレジス
タとを水平走査線の走査速度に同期した速度で駆動する
こと、 （ｃ）光電変換領域の２水平列間でこれらに対応する水
平CCDシフトレジスタの駆動を開始する水平転送開始時
刻の間隔を、 水平走査群の走査する順序が垂直CCDシフトレジスタ
の転送方向と同方向の場合はそれぞれ１水平走査期間
に、該２水平列のうち先に走査する水平走査線の水平列
に対応する垂直CCDシフトレジスタ内の位置から該２水
平列のうち次に走査する水平列に対応する垂直CCDシフ
トレジスタ内の位置まで垂直CCDシフトレジスタが信号
を転送するのに要する時間を加えた時間とし、 水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフトレジス
タの転送方向と逆方向の場合はそれぞれ１水平走査期間
から、該２水平列のうち後に走査する水平走査線の水平
列に対応する垂直CCDシフトレジスタ内の位置から該２
水平列のうち先に走査する水平走査線の水平列に対応す
る垂直CCDシフトレジスタ内の位置まで垂直CCDシフトレ
ジスタが信号を転送するのに要する時間を差し引いた時
間とすること、 を特徴とする固体撮像素子の駆動方法。2. One horizontal scanning line signal is composed of signal charges of photoelectric conversion regions in one horizontal column, and signal charges of two horizontal columns in every other photoelectric conversion region are scanned in a 2: 1 interlace scan (or jump over). Scanning order in scan) is 2
A driving method for forming horizontal scanning lines, or one horizontal scanning line signal is composed of signal charges of one horizontal row of photoelectric conversion regions, and signal charges of two horizontal columns of continuous photoelectric conversion regions are scanned in non-interlace scanning. In driving the solid-state image pickup device according to claim 1 by a driving method in which two horizontal scanning lines are arranged in a continuous order, (a) transfer of signal charges from the photoelectric conversion region to the horizontal CCD shift register group is performed at a time. (B) driving the vertical CCD shift register and each horizontal CCD shift register at a speed synchronized with the scanning speed of the horizontal scanning line; and (c) corresponding horizontal CCD between two horizontal columns of the photoelectric conversion area. The horizontal transfer start time interval to start driving the shift register is set to one horizontal scanning period when the scanning order of the horizontal scanning group is the same as the transfer direction of the vertical CCD shift register. From the position in the vertical CCD shift register corresponding to the horizontal row of the horizontal scanning line that scans first of the two horizontal columns, the position in the vertical CCD shift register corresponding to the next horizontal row of the two horizontal rows The time required for the vertical CCD shift register to transfer the signal to the position is the added time, and when the scanning order of the horizontal scanning line group is opposite to the transfer direction of the vertical CCD shift register, from each horizontal scanning period, From the position in the vertical CCD shift register corresponding to the horizontal column of the horizontal scanning line to be scanned later of the two horizontal columns,
A time obtained by subtracting a time required for the vertical CCD shift register to transfer a signal to a position in the vertical CCD shift register corresponding to the horizontal column of the horizontal scanning line to be scanned earlier in the horizontal column, A method for driving a solid-state imaging device.
平列を順に第１の光電変換領域の水平列、第２の光電変
換領域の水平列、第３の光電変換領域の水平列、第４の
光電変換領域の水平列とする2:1インターレース走査
（ないし、とび越し走査）において、第１の光電変換領
域の水平列と第２の光電変換領域の水平列との信号電荷
の並列的な和が１水平走査線を構成し、第３の光電変換
領域の水平列と第４の光電変換領域の水平列との信号電
荷の並列的な和が前記１水平走査線の次に走査される１
水平走査線を構成する駆動方法にて請求項１記載の固体
撮像素子を駆動するに当り、 （ａ）光電変換領域から水平CCDシフトレジスタ群への
信号電荷の転送をいっせいに行うこと、 （ｂ）垂直CCDシフトレジスタと各水平CCDシフトレジス
タとを水平走査線の走査速度に同期した速度で駆動する
こと、 （ｃ）第１の光電変換領域の水平列と第３の光電変換領
域の水平列、および第２の光電変換領域の水平列と第４
の光電変換領域の水平列の、各２水平列間でこれらに対
応する水平CCDシフトレジタの駆動を開始する水平転送
開始時刻の間隔を、 水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフトレジス
タの転送方向と同方向の場合はそれぞれ１水平走査期間
に、該２水平列のうち先に走査する水平走査線の水平列
に対応する垂直CCDシフトレジスタ内の位置から該２水
平列のうち次に走査する水平列に対応する垂直CCDシフ
トレジスタ内の位置まで垂直CCDシフトレジスタが信号
を転送するのに要する時間を加えた時間とし、 水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフトレジス
タの転送方向と逆方向の場合はそれぞれ１水平走査期間
から、該２水平列のうち後に走査する水平走査線の水平
列に対応する垂直CCDシフトレジスタ内の位置から該２
水平列のうち先に走査する水平走査線の水平列に対応す
る垂直CCDシフトレジスタ内の位置まで垂直CCDシフトレ
ジスタが信号を転送するのに要する時間を差し引いた時
間とすること、 （ｄ）第１の光電変換領域の水平列又は第３の光電変換
領域の水平列の水平転送開始時刻が第２の光電変換領域
の水平列、第４の光電変換領域の水平列の水平転送開始
時刻に対して、 水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフトレジス
タの転送方向と同方向の場合には第１の光電変換領域の
水平列と第２の光電変換領域の水平列に対応する各垂直
CCDシフトレジスタ内の位置間又は第３の光電変換領域
の水平列と第４の光電変換領域の水平列に対応する各垂
直CCDシフトレジスタ内の位置間を垂直CCDシフトレジス
タが信号を転送するのに要する時間だけ先行し、 水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフトレジス
タの転送方向と逆方向の場合には該時間だけ遅延するこ
と、 を特徴とする固体撮像素子の駆動方法。3. A horizontal row of four spatially continuous photoelectric conversion areas is sequentially arranged as a horizontal row of a first photoelectric conversion area, a horizontal row of a second photoelectric conversion area, a horizontal row of a third photoelectric conversion area, In 2: 1 interlaced scanning (or jumpover scanning) as a horizontal row of the fourth photoelectric conversion area, parallel signal charges of the horizontal row of the first photoelectric conversion area and the horizontal row of the second photoelectric conversion area are used. The sum of the signals constitutes one horizontal scanning line, and the parallel sum of the signal charges of the horizontal row of the third photoelectric conversion area and the horizontal row of the fourth photoelectric conversion area is scanned next to the one horizontal scanning line. Done 1
In driving the solid-state imaging device according to claim 1 by a driving method for forming a horizontal scanning line, (a) transferring signal charges from a photoelectric conversion region to a horizontal CCD shift register group at the same time; (b) Driving the vertical CCD shift register and each horizontal CCD shift register at a speed synchronized with the scanning speed of the horizontal scanning line; (c) a horizontal row of the first photoelectric conversion area and a horizontal row of the third photoelectric conversion area; And the horizontal row of the second photoelectric conversion area and the fourth row.
The horizontal transfer start time interval for starting the driving of the corresponding horizontal CCD shift register between the two horizontal columns of the horizontal column of the photoelectric conversion region is determined by the order in which the horizontal scanning line groups are scanned by the vertical CCD shift register. In the case of the same direction as the direction, in each horizontal scanning period, from the position in the vertical CCD shift register corresponding to the horizontal column of the horizontal scanning line to be scanned first of the two horizontal columns, the next scanning of the two horizontal columns The time required for the vertical CCD shift register to transfer the signal to the position in the vertical CCD shift register corresponding to the horizontal column to be added is the time added, and the scanning order of the horizontal scanning line group is determined by the transfer direction of the vertical CCD shift register In the case of the reverse direction, from the position in the vertical CCD shift register corresponding to the horizontal column of the horizontal scanning line to be scanned later of the two horizontal columns from the one horizontal scanning period,
(D) the time obtained by subtracting the time required for the vertical CCD shift register to transfer a signal to a position in the vertical CCD shift register corresponding to the horizontal row of the horizontal scanning line to be scanned earlier in the horizontal row; The horizontal transfer start time of the horizontal row of the first photoelectric conversion area or the horizontal row of the third photoelectric conversion area is different from the horizontal transfer start time of the horizontal row of the second photoelectric conversion area and the horizontal row of the fourth photoelectric conversion area. When the scanning order of the horizontal scanning line group is the same as the transfer direction of the vertical CCD shift register, each vertical line corresponding to the horizontal column of the first photoelectric conversion region and the horizontal column of the second photoelectric conversion region is used.
The vertical CCD shift register transfers a signal between positions in the CCD shift register or between positions in each vertical CCD shift register corresponding to the horizontal row of the third photoelectric conversion area and the horizontal row of the fourth photoelectric conversion area. The method of driving a solid-state imaging device according to claim 1, characterized in that when the scanning order of the horizontal scanning line group is in the opposite direction to the transfer direction of the vertical CCD shift register, the scanning is delayed by the time.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63193826A JP2666398B2 (en) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | Solid-state imaging device and driving method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63193826A JP2666398B2 (en) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | Solid-state imaging device and driving method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0242879A JPH0242879A (en) | 1990-02-13 |
| JP2666398B2 true JP2666398B2 (en) | 1997-10-22 |
Family
ID=16314391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63193826A Expired - Fee Related JP2666398B2 (en) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | Solid-state imaging device and driving method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2666398B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4858048B2 (en) * | 2006-09-28 | 2012-01-18 | マツダ株式会社 | Lower body structure of automobile |
-
1988
- 1988-08-02 JP JP63193826A patent/JP2666398B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0242879A (en) | 1990-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0346102B1 (en) | Solid state image sensing device | |
| JP3906496B2 (en) | Solid-state imaging device, driving method thereof, and camera | |
| JP3800673B2 (en) | Solid-state imaging device and driving method thereof | |
| US5287192A (en) | Solid-state imager for use with two different TV systems | |
| US20020071046A1 (en) | Solid-state image apparatus, driving method therefor, and camera system | |
| JPH06121238A (en) | Ccd imaging element | |
| JPH05344425A (en) | Ccd video element | |
| JPH0834564B2 (en) | Solid-state imaging device and driving method thereof | |
| JP2666398B2 (en) | Solid-state imaging device and driving method thereof | |
| JP3273080B2 (en) | Solid-state imaging device | |
| JP2988095B2 (en) | Solid-state imaging device | |
| JPH0360226B2 (en) | ||
| JP2799003B2 (en) | Driving method of solid-state image sensor | |
| JP2000115643A (en) | Drive method for solid-state image pickup device, the solid-state image pickup device, solid-state image pickup element and image pickup camera | |
| JPH10200819A (en) | Solid-state image pickup device, and its driving method and camera | |
| JP3149909B2 (en) | Image sensor | |
| JPH0514816A (en) | Solid state image pickup device and driving method therefor | |
| JP2658247B2 (en) | Charge transfer imaging device and driving method thereof | |
| JPS6046594B2 (en) | How to drive a charge transfer image sensor | |
| JPS61127275A (en) | Charge-coupled type image pickup element driving method | |
| JP3500729B2 (en) | Solid-state imaging device | |
| JPS5834996B2 (en) | Color Kotai Satsuzou Sochi | |
| JP2753895B2 (en) | Solid-state imaging device | |
| JPS63114473A (en) | Charge coupled image pickup element and its driving method | |
| JPH01125072A (en) | Solid-state image pickup device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |