JP2867655B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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JP2867655B2
JP2867655B2 JP2213485A JP21348590A JP2867655B2 JP 2867655 B2 JP2867655 B2 JP 2867655B2 JP 2213485 A JP2213485 A JP 2213485A JP 21348590 A JP21348590 A JP 21348590A JP 2867655 B2 JP2867655 B2 JP 2867655B2
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【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って本発明を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in the following order.

A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来技術[第4図] a.構成[第4図] b.動作 D.発明が解決しようとする問題点[第5図] E.問題点を解決するための手段 F.作用 G.実施例[第1図乃至第3図] a.構成[第1図、第2図] b.動作[第3図] H.発明の効果 (A.産業上の利用分野) 本発明は固体撮像素子、特に転送先側にダミービット
を備えた水平レジスタを2個有し、各水平レジスタから
それぞれ出力部を介して同時に2個の信号を出力する固
体撮像素子に関する。
A. Industrial application fields B. Summary of the invention C. Prior art [Fig. 4] a. Configuration [Fig. 4] b. Operation D. Problems to be solved by the invention [Fig. 5] E. Problems Means for Solving Points F. Function G. Embodiment [FIGS. 1 to 3] a. Configuration [FIGS. 1 and 2] b. Operation [FIG. 3] H. Effects of the Invention (A The present invention has a solid-state image pickup device, in particular, two horizontal registers provided with dummy bits on a transfer destination side, and outputs two signals from each horizontal register at the same time via an output unit. The present invention relates to a solid-state imaging device.

(B.発明の概要) 本発明は、上記の固体撮像素子において、 固体撮像素子の2つの出力部からの信号を処理する2
つの回路系のゲインを検出するためのパイロット信号
を、映像信号中に信号のタイミングに関するルールの変
更を伴うことなく加えるため、 ダミービット信号出力期間(水平レジスタのダミービ
ットで生じた信号を出力する期間のことである。尚、便
宜上この期間のことを以下に「ダミービット出力期間」
と称する。)内にパイロット信号が出力されるようにパ
イロット信号発生手段から各水平レジスタへの信号電荷
の供給が行われるようにしたものである。
(B. Summary of the Invention) The present invention provides the above-described solid-state imaging device, which processes signals from two output units of the solid-state imaging device.
In order to add a pilot signal for detecting the gain of the two circuit systems to the video signal without changing the rule regarding signal timing, a dummy bit signal output period (a signal generated by a dummy bit of a horizontal register is output) For convenience, this period is hereinafter referred to as a “dummy bit output period”.
Called. The signal charge is supplied from the pilot signal generation means to each horizontal register so that the pilot signal is output in the parentheses.

(C.従来技術)[第4図] CCD等の固体撮像装置においては、一般にフィールド
読み出し方式で信号の読み出しをするようになっている
が、より解像度を高めるには全画素読み出しを行なうよ
うにする必要がある。そして、全画素読み出しを行なう
には1H(水平期間)内に2水平ラインの信号を読み出す
ことが必要である。
(C. Prior Art) [FIG. 4] In a solid-state imaging device such as a CCD, a signal is generally read out by a field read-out method. There is a need to. To read all pixels, it is necessary to read signals of two horizontal lines within 1H (horizontal period).

ところで、1Hの期間内に2水平ラインの信号を読み出
すようにするには、水平レジスタを駆動する水平転送用
クロックパルスの周波数を従来の2倍の高さにすること
が考えられる。しかし、これは少なくとも現状では略不
可能である。
By the way, in order to read the signals of two horizontal lines within the period of 1H, it is conceivable to set the frequency of the horizontal transfer clock pulse for driving the horizontal register to twice as high as that in the related art. However, this is at least impossible at present.

そこで考えられるのは、水平レジスタを複数設け、奇
数ラインの信号電荷と偶数ラインの信号電荷とを別個の
水平レジスタにより同時に水平転送することである。
Therefore, it is conceivable that a plurality of horizontal registers are provided, and the signal charges of the odd-numbered lines and the signal charges of the even-numbered lines are simultaneously horizontally transferred by separate horizontal registers.

(a.構成)[第4図] 第4図はそのようにした固体撮像素子を示すものであ
る。同図において、aはイメージ部で、マトリックス状
に配置された多数の受光素子と、該受光素子の各垂直列
に対応して設けられたところの信号電荷を垂直方向に転
送する垂直レジスタb、b、…とからなる。尚、便宜上
受光素子を図示せずイメージ部aには垂直レジスタb、
b、…のみがあるかのように示した。
(A. Configuration) [FIG. 4] FIG. 4 shows such a solid-state imaging device. In the figure, a is an image portion, a large number of light receiving elements arranged in a matrix, and a vertical register b for vertically transferring signal charges provided corresponding to each vertical column of the light receiving elements, b,... For convenience, a light receiving element is not shown, and a vertical register b,
b,...

cはイメージ部aの下側に配置された第1の水平レジ
スタ、dは該第1の水平レジスタcから稍下側に離間し
てそれと平行に配置された第2の水平レジスタ、eはこ
の2つの水平レジスタc・d間上に配置された制御ゲー
トで、その第1及び第2の水平レジスタc・d間におけ
る信号電荷の転送を制御する。fは半導体基板表面部の
制御ゲートeの下側にあたる位置に1画素ピッチで配置
されたチャンネルストッパであり、図では塗りつぶして
示してある。
c is a first horizontal register disposed below the image section a, d is a second horizontal register spaced slightly below and parallel to the first horizontal register c, and e is the first horizontal register. A control gate disposed between the two horizontal registers cd controls the transfer of signal charges between the first and second horizontal registers cd. f denotes a channel stopper disposed at a position corresponding to one pixel pitch below the control gate e on the surface of the semiconductor substrate, and is indicated by solid color in the figure.

gは第1の水平レジスタcから転送された信号電荷を
取り出して出力する第1の出力部、hは第2の水平レジ
スタdから転送された信号電荷を取り出して出力する第
2の出力部である。尚、iは第1の出力部gからの出力
信号の雑音を低減する第1のCDS回路(相関二重サンプ
リング回路)、jは第2の出力部hからの出力信号の雑
音を低減する第2のCDS回路、kは第1のCDS回路iの信
号を増幅する第1のAGC、lは第2のCDS回路jの信号を
増幅する第2のAGC、mはAGCk及びlからの信号より各
色信号をサンプリングしたうえで輝度信号Y及び色差信
号R−Y、B−Yをつくる信号処理回路である。
g is a first output unit that extracts and outputs the signal charge transferred from the first horizontal register c, and h is a second output unit that extracts and outputs the signal charge transferred from the second horizontal register d. is there. Here, i is a first CDS circuit (correlated double sampling circuit) for reducing noise of an output signal from the first output unit g, and j is a first CDS circuit for reducing noise of an output signal from the second output unit h. 2 is a first AGC that amplifies the signal of the first CDS circuit i, l is a second AGC that amplifies the signal of the second CDS circuit j, and m is a signal from the AGC k and 1 This is a signal processing circuit that creates a luminance signal Y and color difference signals RY and BY after sampling each color signal.

尚、第4図においては省略したが、第1及び第2の水
平レジスタc、dはイメージ部aと対応する部分から転
送先側へ数ビットあるいは数十ビットだけ延長せしめら
れてダミービット部分となっている。このようなダミー
ビット部分を設けるのはタイミング調整等のためであ
る。
Although not shown in FIG. 4, the first and second horizontal registers c and d are extended from the portion corresponding to the image portion a to the transfer destination side by several bits or tens of bits to form a dummy bit portion. Has become. The provision of such a dummy bit portion is for timing adjustment and the like.

(b.動作) 次に動作説明をする。(B. Operation) Next, the operation will be described.

各受光素子において信号電荷の蓄積が終わると、イメ
ージ部aの下から数えて第1番目のラインの信号電荷を
パラレルに第1の水平レジスタcに転送し、更に制御ゲ
ートeによりその第1のラインの信号電荷を第2の水平
レジスタdへ転送する。次に、イメージ部aの下から数
えて第2番目のラインの信号電荷を第1の水平レジスタ
cに転送する。その後、第1及び第2のラインの信号電
荷を第1及び第2の水平レジスタc、dによって同時に
転送し、2つの出力部g及びhから映像信号を固体撮像
素子外部へ同時に出力する。これ等の動作を1H期間毎に
繰返す。
When the accumulation of the signal charges in each light receiving element is completed, the signal charges of the first line counted from the bottom of the image portion a are transferred in parallel to the first horizontal register c, and further the first gate is controlled by the control gate e. The signal charges on the line are transferred to the second horizontal register d. Next, the signal charges of the second line counted from below the image section a are transferred to the first horizontal register c. Thereafter, the signal charges of the first and second lines are simultaneously transferred by the first and second horizontal registers c and d, and the video signals are simultaneously output from the two output units g and h to the outside of the solid-state imaging device. These operations are repeated every 1H period.

尚、このように2つの水平レジスタを有し、これから
2つの映像信号を同時に出力するようにした固体撮像装
置に関しては例えば特開昭62−92587号公報等によって
研究の成果が紹介されている。
The results of research on a solid-state imaging device having two horizontal registers and outputting two video signals at the same time are introduced in, for example, JP-A-62-92587.

(D.発明が解決しようとする問題点) [第5図] ところで、第4図に示すような固体撮像装置には、固
体撮像素子が2つの出力部を有し、2つの回路系がある
ため、2つの回路系のゲイン差によって横縞やフリッカ
ーが生じるという問題があった。
(D. Problems to be Solved by the Invention) [FIG. 5] Meanwhile, in a solid-state imaging device as shown in FIG. 4, a solid-state imaging device has two output units and has two circuit systems. Therefore, there is a problem that horizontal stripes and flicker occur due to a gain difference between the two circuit systems.

特に、インターレース読み出しを行う場合、同じ受光
素子(画素)からの信号が奇数フィールドと偶数フィー
ルドとで異なる水平レジスタc、dによって転送されて
異なる出力部g、hから出力されるので、2つの水平レ
ジスタc・d間のゲイン差にあることは無視できないこ
とになる。そこで、この同じ受光素子からの信号が奇数
フィールドと偶数フィールドとで異なる回路系を通ると
いう点について、第5図に従って詳細に説明すると次の
とおりである。
In particular, when interlaced reading is performed, signals from the same light receiving element (pixel) are transferred by different horizontal registers c and d in odd fields and even fields and output from different output sections g and h. The fact that there is a gain difference between the registers c and d cannot be ignored. The fact that the signal from the same light receiving element passes through different circuit systems in the odd field and the even field will be described in detail with reference to FIG. 5 as follows.

同図は、一つの垂直列の受光素子(B0、A0、B1、A1、
B2、A2)において蓄積された信号電荷に着目し、その信
号電荷の奇数フィールドと偶数フィールドにおける流れ
を比較して示すものである。
The figure shows the light receiving elements (B0, A0, B1, A1,
Focusing on the signal charges accumulated in B2 and A2), the flow of the signal charges in the odd field and the even field is compared and shown.

奇数フィールドにおいては、B0とA0が、B1とA1が、B2
とA2がペアとなり、ペアとなった信号が2つの水平レジ
スタc、dによって同時に読み出される。ペアとなる2
つの水平ラインの信号のうち上側の方A0、A1、A2、…は
第1の水平レジスタcによって転送される。この第1の
水平レジスタcによって転送される信号の流れは太い矢
印によって示した。一方、ペアとなる2つの水平ライン
の信号のうち下側の方B0、B1、B2、…は第2の水平レジ
スタdによって転送される。この第2水平レジスタdに
よって転送される信号の流れは細い矢印によって示し
た。尚、矢印の太い細いは信号電荷量等の違いを示すも
のではない。
In the odd field, B0 and A0, B1 and A1, B2
And A2 form a pair, and the paired signals are simultaneously read out by the two horizontal registers c and d. Pair 2
The upper A0, A1, A2,... Of the signals of one horizontal line are transferred by the first horizontal register c. The flow of the signal transferred by the first horizontal register c is indicated by a thick arrow. On the other hand, the lower side B0, B1, B2,... Of the signals of the two horizontal lines forming a pair are transferred by the second horizontal register d. The flow of the signal transferred by the second horizontal register d is shown by a thin arrow. It should be noted that thick thin arrows do not indicate differences in signal charge amount and the like.

それに対して、偶数フィールドにおいてはA0とB1が、
A1とB2がペアとなり、ペアとなった信号が2つの水平レ
ジスタc、dによって同時に読み出される。そして、ペ
アとなる2つの水平ラインのうち上側の方B1、B2、…は
第1の水平レジスタcによって、下側の方A0、A1、…は
第2の水平レジスタdによって転送される。
In contrast, A0 and B1 in the even field
A1 and B2 form a pair, and the paired signals are simultaneously read out by the two horizontal registers c and d. Are transferred by the first horizontal register c, and the lower ones A0, A1,... Are transferred by the second horizontal register d.

従って、各受光素子はそれぞれ奇数フィールドか偶数
フィールドかで転送される水平レジスタが異なることに
なる。即ち、A0、A1、A2、…は奇数フィールドでは第1
の水平レジスタcによって転送され、偶数フィールドで
は第2の水平レジスタdによって転送される。また、B
0、B1、B2、…は奇数フィールドでは第2の水平レジス
タdによって転送され、偶数フィールドでは第1の水平
レジスタcによって転送される。
Therefore, each light receiving element has a different horizontal register transferred in the odd field or the even field. That is, A0, A1, A2,...
, And the even field is transferred by the second horizontal register d. Also, B
.. Are transferred by the second horizontal register d in odd fields and by the first horizontal register c in even fields.

そのため、同じ信号がフィールドによって異なる回路
系(チャンネル)によって処理されることになる。これ
は、2つの回路系の間にゲインの差があると横縞、フリ
ッカー等を生じる原因となる。
Therefore, the same signal is processed by different circuit systems (channels) depending on the field. This causes horizontal stripes, flicker, and the like when there is a difference in gain between the two circuit systems.

勿論、同じ信号がフィールドによって異なる回路系を
通るという問題をなんらかの手段により解決したとして
も2つの回路系にゲイン差があることは好ましいことで
はない。ゲイン差をなくすようにすることは2つの出力
部を有した固体撮像素子において不可欠といえる。
Of course, even if the problem that the same signal passes through different circuit systems depending on the field is solved by some means, it is not preferable that there is a gain difference between the two circuit systems. Eliminating the gain difference is indispensable in a solid-state imaging device having two output units.

そこで、本願発明者等は固体撮像素子の2つの出力部
から出力された信号を処理する2つの回路系(チャンネ
ル)のゲインを同一になるように制御することを思いつ
いた。しかし、ゲインが互いに同一になるように制御す
るにはその2つの回路系のゲインを検出できるようにす
る必要がある。そこで、本願発明者等がその2つの回路
系のゲインを検出する方法を模索したところ2つの水平
レジスタに等量の信号電荷をパイロット信号として注入
し、固体撮像素子外部においてそのパイロット信号のゲ
イン差を検出し、そのゲイン差の検出結果に基づいて回
路系内のアンプのゲインをそのゲイン差がなくなるよう
にコントロールするとう着想を得た。
Therefore, the inventors of the present application have conceived of controlling the gains of two circuit systems (channels) for processing signals output from the two output units of the solid-state imaging device so as to be equal. However, to control the gains to be the same, it is necessary to detect the gains of the two circuit systems. Therefore, the inventors of the present application sought a method of detecting the gain of the two circuit systems. As a result, equal amounts of signal charges were injected as pilot signals into the two horizontal registers, and the gain difference between the pilot signals outside the solid-state imaging device. And the idea of controlling the gain of the amplifier in the circuit system based on the detection result of the gain difference so as to eliminate the gain difference was obtained.

しかし、固体撮像素子の出力信号中にパイロット信号
を入れることによって出力信号を規定していたタイミン
グに関する今までのルールに変更を生じるものであって
はならない。そこで、本願発明者は出力信号に関するル
ールの変更を伴うことなくパイロット信号の挿入をする
方法を模索したところ、固体撮像素子には第4図では示
さなかったが水平レジスタの転送先側にダミービットが
設けられ、タイミング補正ができるようになっているこ
とに着目し本発明を為すに至ったのである。
However, by inserting a pilot signal into the output signal of the solid-state imaging device, the rule for the timing for defining the output signal must not be changed. Therefore, the inventor of the present application sought a method of inserting a pilot signal without changing a rule regarding an output signal. As shown in FIG. The present invention has been made by focusing on the fact that timing correction can be performed.

即ち、本発明は、固体撮像素子の2つの出力部からの
信号を処理する2つの回路系のゲインを検出するための
パイロット信号を、映像信号中に信号のタイミングに関
するルールの変更を伴うことなく加えることを目的とす
る。
That is, the present invention provides a pilot signal for detecting a gain of two circuit systems for processing signals from two output units of a solid-state imaging device without changing a rule regarding signal timing in a video signal. The purpose is to add.

(E.問題点を解決するための手段) 本発明固体撮像素子は上記問題点を解決するため、共
通のインプットソース領域、インプットゲート領域から
なるパイロット信号発生手段を有し、上記共通のインプ
ットソース領域から発生した等量の信号電荷をパイロッ
ト信号として上記第1の水平レジスタには上記インプッ
トゲートを介して、また、上記第2の水平レジスタには
上記インプットゲート、上記第1の水平レジスタ、上記
制御ゲートの経路でそれぞれの転送元側から供給し、そ
して、そのパイロット信号を成す信号電荷を上記第1、
第2の水平レジスタにより上記供給から1水平周期後に
それぞれ上記転送先側のダミービットの位置まで水平転
送して、1水平周期または1垂直周期毎のダミービット
出力期間内に上記パイロット信号が出力されるようにし
たことを特徴とする。
(E. Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the solid-state imaging device of the present invention has a common input source area and a pilot signal generating means including an input gate area. An equal amount of signal charge generated from the region is used as a pilot signal for the first horizontal register via the input gate, and for the second horizontal register, the input gate, the first horizontal register, The signal charges constituting the pilot signal are supplied from the respective transfer sources via the control gate path, and the first,
The second horizontal register horizontally transfers to the position of the dummy bit on the transfer destination side one horizontal cycle after the supply, and outputs the pilot signal within a dummy bit output period of one horizontal cycle or one vertical cycle. It is characterized by having made it.

(F.作用) 本発明固体撮像素子によれば、ダミービット出力期間
は単にタイミングの調整をするために設けられているも
のであり、その期間内の信号は映像信号ではなくまた映
像信号としても処理されない。従って、その期間にパイ
ロット信号を出力すれば、固体撮像素子の出力信号につ
いてのタイミングに関するルールの変更を伴うことなく
パイロット信号による2つの回路系のゲイン差を検出す
ることができ、その検出結果に基づくゲイン差をなくす
ゲインコントロールが可能になる。
(F. Function) According to the solid-state imaging device of the present invention, the dummy bit output period is provided merely for adjusting the timing, and the signal in the period is not a video signal but also a video signal. Not processed. Therefore, if the pilot signal is output during that period, the gain difference between the two circuit systems due to the pilot signal can be detected without changing the rule regarding the timing of the output signal of the solid-state imaging device. Gain control that eliminates the gain difference based on the gain.

(G.実施例)[第1図乃至第3図] 以下、本発明固体撮像素子を図示実施例に従って詳細
に説明する。
(G. Embodiment) [FIGS. 1 to 3] Hereinafter, the solid-state imaging device of the present invention will be described in detail with reference to illustrated embodiments.

第1図乃至第3図は本発明固体撮像装置の一つの実施
例を説明するためのもので、第1図は固体撮像装置の構
成図である。
1 to 3 are diagrams for explaining one embodiment of the solid-state imaging device of the present invention, and FIG. 1 is a configuration diagram of the solid-state imaging device.

(a.構成)[第1図、第2図] 図面において、1はイメージ部で、マトリックス上に
配置された多数(数十万〜数百万)の受光素子と、該受
光素子の各垂直列に対応して設けられた垂直レジスタ
2、2、…とからなる。尚、便宜上受光素子を図示せず
イメージ部1には垂直レジスタ2、2、…のみがあるか
のように示した。
(A. Configuration) [FIGS. 1 and 2] In the drawings, reference numeral 1 denotes an image unit, and a large number (hundreds of thousands to several millions) of light receiving elements arranged on a matrix and each vertical light receiving element .. Are provided corresponding to the columns. It is to be noted that, for convenience, the light receiving elements are not shown, and the image section 1 is shown as if it had only the vertical registers 2, 2,.

3aはイメージ部1の下側に配置された第1の水平レジ
スタ、3bは該第1の水平レジスタ3aの下側にこれと稍離
間して平行に配置された第2の水平レジスタ、4はこの
2つの水平レジスタ3a、3b間上に配置された制御ゲート
で、この2つの水平レジスタ3a・3b間における信号の転
送を制御する。5、5、…は半導体基板表面部の制御ゲ
ート4の下側にあたる位置に1画素ピッチで配置された
チャンネルストッパであり、図では塗りつぶして示して
ある。
3a is a first horizontal register disposed below the image unit 1, 3b is a second horizontal register disposed below and parallel to the first horizontal register 3a at a distance from the first horizontal register 3a. A control gate disposed between the two horizontal registers 3a and 3b controls a signal transfer between the two horizontal registers 3a and 3b. Reference numerals 5, 5,... Denote channel stoppers arranged at a one-pixel pitch at positions below the control gate 4 on the surface of the semiconductor substrate, and are indicated by solid lines in the figure.

6は水平レジスタ3a、3bをイメージ部1と対応する部
分から転送先側へ延長せしめてなるダミービット部で、
タイミング補正等のために設けられており、そのビット
数は品種によって異なるが数ビット乃至数十ビットであ
る。
Numeral 6 denotes a dummy bit portion obtained by extending the horizontal registers 3a and 3b from the portion corresponding to the image portion 1 to the transfer destination side.
The bit number is provided for timing correction and the like, and the number of bits is several bits to several tens of bits depending on the type.

7は水平レジスタ3a・3b及び制御ゲート4をイメージ
部1と対応する部分から反ダミービット部分側へダミー
ビット部6と略同じビット数延長させたパイロット信号
注入部分、8は該パイロット信号注入部分7へパイロッ
ト信号となる信号電荷を供給するパイロット信号発生部
で、第2図に示すように、インプットソース領域9と、
第1のインプットゲート10aと、第2のインプットゲー
ト10bとからなる。
Reference numeral 7 denotes a pilot signal injection portion in which the horizontal registers 3a and 3b and the control gate 4 are extended from the portion corresponding to the image portion 1 to the side opposite to the dummy bit portion by substantially the same number of bits as the dummy bit portion 6, and 8 denotes the pilot signal injection portion. 7, a pilot signal generator for supplying a signal charge serving as a pilot signal to the input source region 9, as shown in FIG.
It comprises a first input gate 10a and a second input gate 10b.

上記インプットソース領域9は図面上ではパイロット
信号注入部7と同じビット数分一体に形成されているか
のように示したが、実際は各ビットが独立し、所定のタ
イミングで一定量以上、具体的にはパイロット信号とし
て必要なレベル以上の信号電荷を発生する。インプット
ゲート10a及び10bは転送用パルスを受けてインプットソ
ース領域9内のパイロット信号となる信号を水平レジス
タ3a、3bへ転送するが、その際、信号電荷の量を一定量
に規定する役割も果す。尚、パイロット信号の発生タイ
ミングについては後で詳述する。
Although the input source region 9 is shown in the drawing as if it is integrally formed with the same number of bits as the pilot signal injection unit 7, each bit is actually independent, and at a predetermined timing, a predetermined amount or more, specifically, Generates a signal charge higher than the level required as a pilot signal. The input gates 10a and 10b receive the transfer pulse and transfer a signal serving as a pilot signal in the input source region 9 to the horizontal registers 3a and 3b. At this time, the input gates 10a and 10b also serve to regulate the amount of signal charge to a fixed amount. . The generation timing of the pilot signal will be described later in detail.

11a、11bは第1及び第2の水平レジスタ3a、3bから転
送された信号電荷を電圧に変換して出力する第1及び第
2の出力部、12a、12bは第1及び第2の出力部11a、11b
の信号からノイズ(リセット雑音)を取り除く第1及び
第2のCDS(相関二重サンプリング回路)、13a、13bは
第1及び第2のCDS12a、12bの出力信号を増幅するアン
プであり、少なくともそのうちの一方のアンプは利得制
御可能とされている。そして、固体撮像素子内の出力部
11a、固体撮像素子外のCDS12a、アンプ13aによって第1
の回路系(第1のチャンネル)が構成され、固体撮像素
子内の出力部11b、固体撮像素子外のCDS12b、アンプ13b
によって第2の回路系(第2のチャンネル)が構成され
る。
11a and 11b are first and second output units for converting the signal charges transferred from the first and second horizontal registers 3a and 3b into voltages and outputting the voltages, and 12a and 12b are first and second output units. 11a, 11b
The first and second CDSs (correlated double sampling circuits) 13a and 13b for removing noise (reset noise) from the signal of the first and second CDSs 12a and 12b are amplifiers for amplifying the output signals of at least one of the first and second CDSs 12a and 12b. One of the amplifiers can be controlled in gain. And an output unit in the solid-state imaging device.
11a, CDS 12a outside solid-state image sensor, first by amplifier 13a
Of the solid-state image sensor, the CDS 12b outside the solid-state image sensor, and the amplifier 13b
This forms a second circuit system (second channel).

14はアンプ13a、13bから出力された信号から各色信号
をサンプリングし、更にそのサンプリングした色信号を
処理して輝度信号Y及び色差信号R−Y、B−Yをつく
る信号処理回路である。
A signal processing circuit 14 samples each color signal from the signals output from the amplifiers 13a and 13b, and further processes the sampled color signal to generate a luminance signal Y and color difference signals RY and BY.

15はゲイン補正回路で、第1及び第2のアンプ13a、1
3bの出力信号からパイロット信号をサンプリングする第
1及び第2のサンプルホールド回路16a、16bと、該第1
及び第2のサンプルホールド回路を比較する比較回路17
からなる。この比較回路17の出力信号は一方のアンプ
(利得制御可能なアンプ)、例えばアンプ13aに利得制
御信号として入力される。この利得制御信号は、第1の
アンプ13aの出力信号からサンプリングしたパイロット
信号のレベルが第2のアンプ13bの出力信号からサンプ
リングしたパイロット信号のレベルよりも低いときは例
えば高いレベルになって第1のアンプ13aのゲインを上
昇せしめ、逆のときは例えば低いレベルになって第1の
アンプ13aのゲインを低下せしめる。
Reference numeral 15 denotes a gain correction circuit, which includes first and second amplifiers 13a and 13a.
First and second sample-and-hold circuits 16a and 16b for sampling a pilot signal from the output signal of 3b,
And a comparison circuit 17 for comparing the second sample and hold circuit
Consists of The output signal of the comparison circuit 17 is input as a gain control signal to one amplifier (an amplifier capable of gain control), for example, the amplifier 13a. This gain control signal becomes, for example, a high level when the level of the pilot signal sampled from the output signal of the first amplifier 13a is lower than the level of the pilot signal sampled from the output signal of the second amplifier 13b. The gain of the first amplifier 13a is increased to a low level, for example, and the gain of the first amplifier 13a is decreased.

比較回路17から互いに逆相となる2つの出力信号を第
1及び第2のアンプ13a、13bへ利得制御信号を送出する
ようにしても良い。この場合、両方のアンプ13a,13bと
も利得制御可能であることが必要である。そして、第1
のアンプ13aの出力信号からサンプリングしたパイロッ
ト信号のレベルが第2のアンプ13bの出力信号からサン
プリングしたパイロット信号のレベルよりも低いときは
2つの利得制御信号によって第1のアンプ13aのゲイン
を上昇せしめると共に、第2のアンプ13bのゲインを低
下せしめる。逆のときは第1のアンプ13aのゲインを低
下せしめ、第2のアンプ13bのゲインを上昇せしめる。
The two output signals having opposite phases from the comparison circuit 17 may be sent to the first and second amplifiers 13a and 13b as gain control signals. In this case, it is necessary that both amplifiers 13a and 13b can control the gain. And the first
When the level of the pilot signal sampled from the output signal of the amplifier 13a is lower than the level of the pilot signal sampled from the output signal of the second amplifier 13b, the gain of the first amplifier 13a is increased by the two gain control signals. At the same time, the gain of the second amplifier 13b is reduced. On the contrary, the gain of the first amplifier 13a is decreased, and the gain of the second amplifier 13b is increased.

(b.動作)[第3図] 第3図(A)はパイロット信号の発生タイミングの一
つの例を示すタイムチャートである。本例は1水平周期
毎にパイロット信号を発生するもので、水平同期信号HD
と同期して、換言すればブランキング期間中にインプッ
トソース領域9から水平レジスタ3a、3bへ一定量の信号
電荷をパイロット信号としてインプットゲート10a、10b
の働きにより注入する。すると、固体撮像素子の出力信
号(この出力信号は2つあるが便宜上1つのみを示す)
中に注入後1水平期間よりもやや長い期間遅れてパイロ
ット信号が発生する。このパイロット信号は第1の出力
部11aから出力される出力信号中のものも第2の出力部1
1bから出力されるものもレベルが同一である。なぜなら
ば、インプットソース領域9から水平レジスタ3a及び3b
に転送される信号電荷の量がインプットゲート10a、10b
により規定されているからである。このパイロット信号
の出力信号中における発生タイミングはダミービットで
生じた信号のそれと合致する(但し、注入から1水平期
間遅れてはいる。)ようになっており、しかもパイロッ
ト信号発生期間の長さはダミービット期間の長さと略同
じにされている。これは、パイロット信号を出力信号中
に入れることによって固体撮像素子の出力信号について
のルール変更(出力信号中の各信号のタイミング変更
等)が生じないようにするためである。尚、パイロット
信号の発生期間の長さ(要するにパイロット信号のパル
ス幅)はダミービット出力期間の長さよりも短くても良
い。
(B. Operation) [FIG. 3] FIG. 3 (A) is a time chart showing one example of the generation timing of the pilot signal. In this example, a pilot signal is generated every horizontal cycle, and the horizontal synchronizing signal HD
In other words, during the blanking period, a certain amount of signal charge is supplied from the input source region 9 to the horizontal registers 3a and 3b as pilot signals during the blanking period.
Inject by the action of. Then, the output signal of the solid-state imaging device (there are two output signals, but only one is shown for convenience)
During injection, a pilot signal is generated with a delay slightly longer than one horizontal period. The pilot signal in the output signal output from the first output unit 11a is also included in the second output unit 1a.
The output from 1b also has the same level. This is because the horizontal registers 3a and 3b
The amount of signal charge transferred to the input gates 10a, 10b
Because it is defined by The generation timing of this pilot signal in the output signal matches that of the signal generated by the dummy bit (however, it is delayed by one horizontal period from the injection), and the length of the pilot signal generation period is The length is substantially equal to the length of the dummy bit period. This is to prevent a rule change (such as a change in timing of each signal in the output signal) from occurring in the output signal of the solid-state imaging device by including the pilot signal in the output signal. Note that the length of the generation period of the pilot signal (that is, the pulse width of the pilot signal) may be shorter than the length of the dummy bit output period.

尚、第3図(B)に示すようにパイロット信号を1垂
直周期毎に発生するようにしても良い。図中VDは垂直周
信号である。
Incidentally, as shown in FIG. 3 (B), the pilot signal may be generated every one vertical cycle. In the figure, VD is a vertical circumference signal.

このような固体撮像装置によれば、2つの回路系(チ
ャンネル)に、即ち、出力部11a、CDS12a、アンプ13aか
らなる回路系と、出力部11b、CDS12b、アンプ13aからな
る回路系との間にゲイン差がある場合には、それがアン
プ13aと13bの出力信号中のパイロット信号のレベル差と
なって現われる。そして、このレベル差がサンプルホー
ルド回路16a、16bの出力信号を比較する比較回路17によ
って検出され、この検出信号がそのレベル差をなくす方
向にアンプ13aと13bの一方又は双方のゲインをコントロ
ールする、換言すればアンプ13aと13bのゲイン差をなく
すようにゲインをコントロールする。従って、常に2つ
の回路系にゲイン差が存在しないように回路状態が保た
れる。
According to such a solid-state imaging device, there are two circuit systems (channels), that is, a circuit system including the output unit 11a, the CDS 12a, and the amplifier 13a, and a circuit system including the output unit 11b, the CDS 12b, and the amplifier 13a. If there is a gain difference, the difference appears as a level difference between pilot signals in the output signals of the amplifiers 13a and 13b. Then, this level difference is detected by the comparison circuit 17 that compares the output signals of the sample and hold circuits 16a and 16b, and this detection signal controls the gain of one or both of the amplifiers 13a and 13b in a direction to eliminate the level difference. In other words, the gain is controlled so as to eliminate the gain difference between the amplifiers 13a and 13b. Therefore, the circuit state is always maintained so that no gain difference exists between the two circuit systems.

依って、2つの回路系にゲイン差が生じることによる
弊害、即ち横縞やフリッカーの発生がなくなる。
Therefore, the adverse effect caused by the gain difference between the two circuit systems, that is, the occurrence of horizontal stripes and flicker is eliminated.

そして、パイロット信号はダミービット出力期間中に
出力されるので、映像信号の処理に悪影響を及ぼす虞れ
がなく、従って、出力信号に関してルール変更の必要も
ない。
Since the pilot signal is output during the dummy bit output period, there is no possibility that the processing of the video signal will be adversely affected. Therefore, there is no need to change the rules for the output signal.

(H.発明の効果) 以上に述べたように、本発明固体撮像素子は、転送先
側にダミービットを備えた第1の水平レジスタと、第2
の水平レジスタを有し、該第1と第2の水平レジスタの
間には制御ゲートが形成され、該第1及び第2の水平レ
ジスタからそれぞれ出力部を介して同時に信号を出力す
る固体撮像素子において、共通のインプットソース領
域、インプットゲート領域からなるパイロット信号発生
手段を有し、上記共通のインプットソース領域から発生
した等量の信号電荷をパイロット信号として上記第1の
水平レジスタには上記インプットゲートを介して、ま
た、上記第2の水平レジスタには上記インプットゲー
ト、上記第1の水平レジスタ、上記制御ゲートの経路で
それぞれの転送元側から供給し、そして、そのパイロッ
ト信号を成す信号電荷を上記第1、第2の水平レジスタ
により上記供給から1水平周期後にそれぞれ上記転送先
側のダミービットの位置まで水平転送して、1水平周期
または1垂直周期毎のダミービット出力期間内に上記パ
イロット信号が出力されるようにしたことを特徴とす
る。
(H. Effects of the Invention) As described above, the solid-state imaging device of the present invention includes a first horizontal register having a dummy bit on a transfer destination side, and a second horizontal register having a dummy bit.
Solid-state imaging device having a horizontal register, a control gate formed between the first and second horizontal registers, and simultaneously outputting signals from the first and second horizontal registers via output units, respectively. , A pilot signal generating means comprising a common input source area and an input gate area, and the first horizontal register stores the input gate signal in the first horizontal register as an equal amount of signal charge generated from the common input source area. Via the input gate, the first horizontal register, and the control gate, from the respective transfer sources, and the signal charge forming the pilot signal is supplied to the second horizontal register. The position of the dummy bit on the transfer destination side one horizontal cycle after the supply by the first and second horizontal registers. In horizontally transferred, characterized in that as the pilot signal is output in one horizontal period or within one dummy bit output period for each vertical period.

従って、本発明固体撮像素子によれば、ダミービット
出力期間は単にタイミングの調整をするために設けられ
ているものであり、その期間内の信号は映像信号ではな
くまた映像信号としても処理されない。従って、その期
間にパイロット信号を出力すれば、固体撮像素子の出力
信号についてのタイミングに関するルールの変更を伴う
ことなくパイロット信号により2つの回路系のゲイン差
を検出することがてき、延いてはその検出結果に基づく
ゲイン差をなくすゲインコントロールが可能になる。
Therefore, according to the solid-state imaging device of the present invention, the dummy bit output period is provided merely for adjusting the timing, and the signal in that period is not a video signal and is not processed as a video signal. Therefore, if the pilot signal is output during that period, the gain difference between the two circuit systems can be detected by the pilot signal without changing the rule regarding the timing of the output signal of the solid-state imaging device. Gain control that eliminates the gain difference based on the detection result becomes possible.

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

第1図乃至第3図は本発明固体撮像素子の一つの実施例
を説明するためのもので、第1図は固体撮像装置の模式
的構成図、第2図はパイロット信号発生手段の構成図、
第3図(A)、(B)はパイロット信号の発生タイミン
グの各別の例を示すタイムチャートで、同図(A)は一
水平周期にパイロット信号を発生する例を示し、同図
(B)は一垂直周期にパイロット信号を発生する例を示
し、第4図は固体撮像装置の従来例を示す模式的構成
図、第5図は発明が解決しようとする問題点を説明する
ための信号の流れ図である。 符号の説明 2……垂直レジスタ、3a……第1の水平レジスタ、3b…
…第2の水平レジスタ、6……ダミービット、8……パ
イロット信号発生手段、11a……第1の出力部、11b……
第2の出力部、12a……第1のCDS、12b……第2のCDS、
13a……第1のアンプ、13b……第2のアンプ、15……ゲ
イン補正回路。
1 to 3 are diagrams for explaining one embodiment of the solid-state imaging device of the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a solid-state imaging device, and FIG. 2 is a configuration diagram of a pilot signal generating means. ,
FIGS. 3A and 3B are time charts showing different examples of the generation timing of the pilot signal. FIG. 3A shows an example in which the pilot signal is generated in one horizontal cycle. ) Shows an example in which a pilot signal is generated in one vertical cycle. FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a conventional example of a solid-state imaging device. FIG. 5 is a signal for explaining a problem to be solved by the invention. It is a flowchart of. Description of reference numerals 2 ... vertical register, 3a ... first horizontal register, 3b ...
... Second horizontal register, 6... Dummy bit, 8... Pilot signal generating means, 11a... First output unit, 11b.
A second output unit, 12a ... first CDS, 12b ... second CDS,
13a: first amplifier, 13b: second amplifier, 15: gain correction circuit.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】転送先側にダミービットを備えた第1の水
平レジスタと、第2の水平レジスタを有し、該第1と第
2の水平レジスタの間には制御ゲートが形成され、該第
1及び第2の水平レジスタからそれぞれ出力部を介して
同時に信号を出力する固体撮像素子において、 共通のインプットソース領域、インプットゲート領域か
らなるパイロット信号発生手段を有し、 上記共通のインプットソース領域から発生した等量の信
号電荷をパイロット信号として上記第1の水平レジスタ
には上記インプットゲートを介して、また、上記第2の
水平レジスタには上記インプットゲート、上記第1の水
平レジスタ、上記制御ゲートの経路でそれぞれの転送元
側から供給し、そして、そのパイロット信号を成す信号
電荷を上記第1、第2の水平レジスタにより上記供給か
ら1水平周期後にそれぞれ上記転送先側のダミービット
の位置まで水平転送して、1水平周期または1垂直周期
毎のダミービット信号出力期間内に上記パイロット信号
が出力されるようにした ことを特徴とする固体撮像素子。
A first horizontal register having a dummy bit on a transfer destination side and a second horizontal register, and a control gate is formed between the first and second horizontal registers; A solid-state imaging device that simultaneously outputs signals from the first and second horizontal registers via an output unit, comprising: a pilot signal generating unit including a common input source region and an input gate region; The same amount of signal charge generated from the above is used as a pilot signal for the first horizontal register via the input gate, and for the second horizontal register, the input gate, the first horizontal register, the control The signal charges forming the pilot signal are supplied to the first and second horizontal registers through the gate paths. One horizontal cycle after the supply, horizontal transfer is performed to the position of the dummy bit on the transfer destination side, so that the pilot signal is output within a dummy bit signal output period of one horizontal cycle or one vertical cycle. A solid-state imaging device characterized by the above-mentioned.
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