JPH02125581A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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JPH02125581A
JPH02125581A JP63278798A JP27879888A JPH02125581A JP H02125581 A JPH02125581 A JP H02125581A JP 63278798 A JP63278798 A JP 63278798A JP 27879888 A JP27879888 A JP 27879888A JP H02125581 A JPH02125581 A JP H02125581A
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JP
Japan
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section
charges
vertical transfer
transfer section
light receiving
Prior art date
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Pending
Application number
JP63278798A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Ota
佳孝 太田
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Filing date
Publication date
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the aperture rate and sensitivity by reading out a charge generated in a photodetector section for plural number of times in one field period at a vertical transfer section, adding the charge read by the vertical transfer section at an adder section and transferring the charge to a horizontal transfer section. CONSTITUTION:The transfer of charge from photodetector sections 1a -1l to vertical transfer sections 2a-2c is implemented for plural number of times during exposure period. When the readout is implemented, the charge on the vertical transfer sections 2a-2c is transferred to adder sections 6a-6c. When the exposure is finished, the charge is transferred at a fast speed to readout buffer sections 7a-7c with the same capacity as the adder sections 6a-6c. Then the charge is being read via a horizontal transfer section 3 for each horizontal scanning period. Since the quantity of charge transferred to the vertical transfer sections 2a-2c aside the photodetector sections 1a-1l at each time is small, a small area is enough for the purpose. Thus, the area of the photodetector sections 1A-1l is increased. Then the aperture rate of the CCD is increased and the sensitivity is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、固体撮像素子に関し、更に詳しくは開口率並
びに感度の改善された固体撮像素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a solid-state image sensor, and more particularly to a solid-state image sensor with improved aperture ratio and sensitivity.

(発明の背景) 従来からの一般的な固体撮像素子(以下CCDという)
としては、第6図に示すインターラインCCD (IT
−CCD)並びに第7図に示すフレームインターライン
COD (F IT−CCD)があった。
(Background of the invention) Conventional general solid-state image sensor (hereinafter referred to as CCD)
As shown in Fig. 6, an interline CCD (IT
-CCD) and a frame interline COD (FIT-CCD) shown in FIG.

IT−CCDでは、受光部1a〜1.Nの横に垂直転送
部2a〜2Cがあり、受光部1a〜1−Ωにたまった電
荷を垂直転送部2a〜2C内を順にシフトして、水平転
送部3に移す。そして、水平転送部3上の電荷を高速に
水平方向にシフトして外部に読出すようにしている。
In the IT-CCD, light receiving sections 1a to 1. There are vertical transfer sections 2a to 2C next to N, and the charges accumulated in the light receiving sections 1a to 1-Ω are sequentially shifted within the vertical transfer sections 2a to 2C and transferred to the horizontal transfer section 3. Then, the charges on the horizontal transfer section 3 are shifted horizontally at high speed and read out to the outside.

これに対し、F IT−CCDては、垂直転送部2a〜
2cと水平転送部3との間にメモリ部5a〜5Cを有し
ており、受光部1a〜1flから垂直転送部2a〜2C
に移された電荷を高速にメモリ部5a〜5Cにシフトす
る。そして、メモリ部5a〜5Cから順に垂直にシフト
し、水平転送部3から読出しアンプ4を介して外部に読
出すようにしている。
On the other hand, in the FIT-CCD, vertical transfer sections 2a to
2c and the horizontal transfer section 3, and has memory sections 5a to 5C between the light receiving sections 1a to 1fl to the vertical transfer sections 2a to 2C.
The transferred charges are shifted to the memory sections 5a to 5C at high speed. Then, the data is vertically shifted sequentially from the memory sections 5a to 5C, and read out from the horizontal transfer section 3 via the read amplifier 4.

(発明が解決しようとする課題) 上記したIT−CCDもFIT−CCDも受光部の横に
垂直転送部を有しているが、この垂直転送部2a〜2c
は受光部1a〜1gの最大電荷蓄積容量と同一容量であ
ることが°望ましい。この垂直転送部2a〜2Cの容量
が飽和信号レベルになるため、できるだけ大きくしたい
ためである。しかし、受光部1a〜1g横に同じ容量の
垂直転送部2a〜2cを設けると、相対的に受光部1a
〜1gの面積が小さくなり、開口率が小さくなる。
(Problem to be Solved by the Invention) Both the IT-CCD and FIT-CCD described above have a vertical transfer section next to the light receiving section, but these vertical transfer sections 2a to 2c
It is desirable that the capacitance is the same as the maximum charge storage capacity of the light receiving sections 1a to 1g. This is because the capacitance of the vertical transfer sections 2a to 2C reaches the saturation signal level, so it is desired to make it as large as possible. However, if the vertical transfer sections 2a to 2c with the same capacity are provided next to the light receiving sections 1a to 1g, the light receiving sections 1a to 1g will be relatively
The area of ~1 g becomes smaller, and the aperture ratio becomes smaller.

この結果、感度も低くなるといった問題がある。As a result, there is a problem in that the sensitivity also decreases.

本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、開口率及び感度が優れたCCD、
動画の撮影が可能で開口率及び感度が優れたCCD並び
に開口率及び感度が優れていると共に動画のフレーム撮
影時の電子シャッター機能が実現可能なCODを実現す
ることにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a CCD with excellent aperture ratio and sensitivity;
To realize a CCD capable of photographing a moving image and having an excellent aperture ratio and sensitivity, and a COD having an excellent aperture ratio and sensitivity and capable of realizing an electronic shutter function when photographing a frame of a moving image.

(課題を解決するための手段) 上記課題を解決する第1の発明は、入射光を電荷に変換
する受光部と、この受光部からの電荷を垂直方向に転送
する垂直転送部と、この垂直転送部からの電荷を加算し
て蓄積する加算部と、この加算部からの電荷を水平方向
に転送する水平転送部と、この水平転送部からの電荷を
読出して出力する読出しアンプとを備え、前記受光部で
発生した電荷を前記垂直転送部で1フィールド期間内に
複数回読出し、この垂直転送部で読出された電荷を前記
加算部上で加算した後に前記水平転送部に移すよう構成
したことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) A first invention for solving the above problems includes: a light receiving section that converts incident light into charges; a vertical transfer section that transfers charges from the light receiving section in a vertical direction; An addition section that adds and stores charges from the transfer section, a horizontal transfer section that horizontally transfers the charges from the addition section, and a read amplifier that reads and outputs the charges from the horizontal transfer section, Charges generated in the light receiving section are read out multiple times within one field period by the vertical transfer section, and the charges read out by the vertical transfer section are added on the addition section and then transferred to the horizontal transfer section. It is characterized by:

また上記課題を解決する第2の発明は、入射光を電荷に
変換する受光部と、この受光部からの電荷を垂直方向に
転送する垂直転送部と、この垂直転送部からの電荷を加
算して蓄積する加算部と、この加算部からの電荷を一時
的に蓄積するバッファ部と、このバッファ部からの電荷
を水平方向に転送する水平転送部と、この水平転送部か
らの電荷を読出して出力する読出しアンプとを備え、前
記受光部で発生した電荷を前記垂直転送部で1フィール
ド期間内に複数回読出し、この垂直転送部で読出された
電荷を前記加算部上で加算した後に前記バッファ部に送
り、このバッファ部から前記水平転送部を介して順次読
出しを行い、上記した水平転送部からの読出しを行って
いる間に、受光部、垂直転送部、加算部では次の露光、
加算を行うよう構成したことを特徴とするものである。
A second invention that solves the above problem includes a light receiving section that converts incident light into charges, a vertical transfer section that transfers the charges from this light receiving section in the vertical direction, and the charges from this vertical transfer section are added together. a buffer section that temporarily stores the charge from this addition section; a horizontal transfer section that transfers the charge from this buffer section in the horizontal direction; and a horizontal transfer section that reads out the charge from this horizontal transfer section. and a readout amplifier for outputting, the charges generated in the light receiving section are read out multiple times within one field period by the vertical transfer section, the charges read out by the vertical transfer section are added on the addition section, and then the charges are output to the buffer. While reading from the horizontal transfer section, the light receiving section, vertical transfer section, and addition section perform the next exposure,
It is characterized in that it is configured to perform addition.

また上記課題を解決する第3の発明は、入射光を電荷に
変換する受光部と、この受光部からの電荷を垂直方向に
転送する垂直転送部と、この垂直転送部からの電荷を加
算して蓄積する加算部と、この加算部からの電荷を水平
方向に転送する水平転送部と、この水平転送部からの電
荷を読出して出力する読出しアンプとを備えた固体撮像
素子であって、前記垂直転送部及び前記加算部を受光部
に対して2系列設けたことを特徴とするものである。
A third invention for solving the above problem includes a light receiving section that converts incident light into charges, a vertical transfer section that transfers the charges from this light receiving section in the vertical direction, and the charges from the vertical transfer section being added. A solid-state imaging device comprising: an adding section for accumulating charges in the adding section; a horizontal transfer section for horizontally transferring charges from the adding section; and a readout amplifier for reading out and outputting charges from the horizontal transfer section; The present invention is characterized in that two lines of the vertical transfer section and the addition section are provided for the light receiving section.

(作用) 第1の発明では、受光部で発生した電荷を垂直転送部で
1フィールド期間内に複数回読出し、この垂直転送部で
読出された電荷を加算部上で加算した後に水平転送部に
移す。
(Function) In the first invention, the charges generated in the light receiving section are read out multiple times within one field period in the vertical transfer section, and the charges read out in the vertical transfer section are added on the addition section and then transferred to the horizontal transfer section. Move.

第2の発明では、受光部で発生した電荷を垂直転送部で
1フィールド期間内に複数回読出し、この垂直転送部で
読出された電荷を加算部上で加算した後にバッファ部に
送り、このバッファ部から水平転送部を介して順次読出
しを行い、上記した水平転送部からの読出しを行ってい
る間に、受光部、垂直転送部、加算部では次の露光、加
算を行う。
In the second invention, the charges generated in the light receiving section are read out multiple times within one field period by the vertical transfer section, and the charges read out by the vertical transfer section are added on the adding section and then sent to the buffer section. While reading from the horizontal transfer section is being performed, the light receiving section, vertical transfer section, and addition section perform the next exposure and addition.

第3の発明では、受光部で発生した電荷は、各フィール
ド毎に2系列の垂直転送部のいずれが一方から交互に読
出され、加算される。
In the third invention, charges generated in the light receiving section are read out alternately from one of the two series of vertical transfer sections for each field, and are added.

(実施例) 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
(Example) Examples of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例の構成を示す構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing the structure of an embodiment of the present invention.

図において、1a〜1gは受光量に応じた電荷を発生す
る受光部である。ここでは、3×4画素の場合を示して
いる。28〜2cは受光部で発生した電荷を垂直方向に
転送する垂直転送部である。
In the figure, reference numerals 1a to 1g are light receiving sections that generate charges according to the amount of received light. Here, a case of 3×4 pixels is shown. Vertical transfer sections 28 to 2c vertically transfer charges generated in the light receiving section.

3は後述する読出しバッファ部78〜7cがらの電荷を
水平方向に転送する水平転送部、4は水平転送部3から
転送された電荷を電圧に変換して外部に読出すための読
出しアンプである。6a〜6Cは垂直転送部から複数回
転送された電荷を加算する加算部である。この加算部6
8〜6cはそれぞれ垂直転送部28〜2cに対応してい
る。7a〜7cは加算部で加算された電荷を記憶してお
くための読出しバッファ部である。この読出しバッファ
部7a〜7cはそれぞれ加算部6a〜6cに対応してい
る。尚、上記加算部6a〜6c並びに読出しバッファ部
78〜7cは大容量の垂直転送CCDで構成されている
Reference numeral 3 designates a horizontal transfer unit that horizontally transfers charges from read buffer units 78 to 7c, which will be described later. Reference numeral 4 designates a read amplifier that converts the charges transferred from the horizontal transfer unit 3 into a voltage and reads it out to the outside. . Addition units 6a to 6C add charges transferred multiple times from the vertical transfer unit. This addition section 6
8 to 6c correspond to vertical transfer units 28 to 2c, respectively. Reference numerals 7a to 7c are read buffer sections for storing charges added by the adding section. The read buffer sections 7a to 7c correspond to the addition sections 6a to 6c, respectively. The addition sections 6a to 6c and the read buffer sections 78 to 7c are constructed of large-capacity vertical transfer CCDs.

露光期間中に受光部18〜1gから垂直転送部2a〜2
Cへの電荷移動を複数回行う。この読出しが行われると
、垂直転送部2a〜2c上の電荷は加算部6a〜6cに
移される。従って、複数回の読出しが行われるごとに、
読出された電荷は加算部6a〜6cで加算される。露光
が終了すると、電荷は加算部6a〜6Cと同一容量の読
出しバッファ部7a〜7Cに高速転送される。この後、
水平走査周期ごとに、水平転送部3を介して、電荷を読
出していく。この読出し期間中に受光部1a〜IN、垂
直転送部2a〜2c、加算部6a〜6Cでは次のフィー
ルドの画像の露光、続出、加算が行なわれているので、
読出しが終了するとすぐに次のフィールドの読出しを行
なうことができる。
During the exposure period, from the light receiving units 18 to 1g to the vertical transfer units 2a to 2
Charge transfer to C is performed multiple times. When this reading is performed, the charges on the vertical transfer sections 2a to 2c are transferred to the addition sections 6a to 6c. Therefore, each time multiple reads are performed,
The read charges are added by adding units 6a to 6c. When the exposure is completed, the charges are transferred at high speed to read buffer sections 7a to 7C having the same capacity as adders 6a to 6C. After this,
Charges are read out via the horizontal transfer section 3 in each horizontal scanning period. During this readout period, the light receiving units 1a to IN, the vertical transfer units 2a to 2c, and the adding units 6a to 6C are performing exposure, continuation, and addition of images of the next field.
As soon as reading is completed, the next field can be read.

従って、動画に対応することができる。若し目的が静止
画のみの場合は、読出しバッファ部7a〜7cは省略で
きる。
Therefore, it is possible to handle moving images. If the purpose is only still images, the read buffer units 7a to 7c can be omitted.

受光部1a〜11横の垂直転送部2a〜2cに1回ごと
に移される電荷量は小さいので、その面積は小さくて済
む。例えば、露光期間中に受光部から3回に分けて電荷
を垂直転送部2a〜2cに移す場合、垂直転送部28〜
2cの電荷容量は従来の1/3で良く、その面積も1/
3で済む。このため、受光部1a〜1fIの面積を大き
くすることができる。従って、CCDの開口率が上がり
、感度が上昇する。
Since the amount of charge transferred each time to the vertical transfer sections 2a to 2c next to the light receiving sections 1a to 11 is small, the area thereof can be small. For example, when transferring charges from the light receiving section to the vertical transfer sections 2a to 2c in three parts during the exposure period, the vertical transfer sections 28 to 2c
The charge capacity of 2c is only 1/3 that of the conventional one, and its area is also 1/3.
3 is enough. Therefore, the area of the light receiving sections 1a to 1fI can be increased. Therefore, the aperture ratio of the CCD increases and the sensitivity increases.

第2図は他の実施例の構成を示す構成図である。FIG. 2 is a block diagram showing the structure of another embodiment.

この図において、第1図と同一物には同一番号を付した
。この実施例が第1図と異なる点は、各受光部に対応し
て、垂直転送部、加算部が2系列設けられていることと
、読出しバッファ部がないことである。
In this figure, the same parts as in FIG. 1 are given the same numbers. This embodiment differs from FIG. 1 in that two lines of vertical transfer sections and addition sections are provided corresponding to each light receiving section, and that there is no read buffer section.

このCCDも静止画だけでなく、動画の撮影を行うこと
が可能である。すなわち、片側の加算部から電荷の出力
を行っている間に、受光部から他方の垂直転送部に電荷
読出し、垂直転送部から加算部への加算を行っている。
This CCD is also capable of capturing not only still images but also moving images. That is, while charges are being output from the adding section on one side, charges are being read out from the light receiving section to the other vertical transfer section, and addition is being performed from the vertical transfer section to the adding section.

そして、この動作を交互に行うことにより、動画の撮影
を行う。
Then, by performing this operation alternately, a moving image is captured.

例えば、フレーム蓄積モードの場合は、偶数フィールド
では、既に加算部68〜6Cに格納されているB1及び
B2水平走査線の蓄積電荷を読出ずと同時に、A1及び
A2水平走査線上の受光部(la、le、li、lc、
  1g、lk)の電荷を受光部1a〜11の右側の垂
直転送部(2b。
For example, in the frame accumulation mode, in an even field, the accumulated charges of the B1 and B2 horizontal scanning lines already stored in the adders 68 to 6C are not read out, and at the same time the light receiving sections (la , le, li, lc,
1g, lk) to the vertical transfer section (2b.

2d、2f)から複数回に分けて読出し、加算部68〜
6cの右列で加算する。そして、次の奇数フィールドで
は、A1及びA2水平走査線の蓄積電荷を加算部6a〜
6Cから読出すと同時に、B、及びB2水平走査線上の
受光部(lb、If。
2d, 2f) in a plurality of times, and the adder 68 to
Add in the right column of 6c. Then, in the next odd field, the accumulated charges of the A1 and A2 horizontal scanning lines are added to the adding units 6a to 6a.
At the same time as reading from 6C, the light receiving portions (lb, If) on the B and B2 horizontal scanning lines.

lj、ld、lh、1ll))の電荷を受光部1a〜1
gの左側の垂直転送部(2a、2c、2e)から複数回
に分けて読出し、加算部6a〜6Cの左列で加算する。
lj, ld, lh, 1ll)) are transferred to the light receiving parts 1a to 1.
The data are read out in multiple batches from the vertical transfer section (2a, 2c, 2e) on the left side of g, and added in the left column of addition sections 6a to 6C.

尚、各フィールドの受光部13〜1gからの電荷読出し
の第1回目には、その直前のフィールド期間の入射光に
より発生した電荷も含まれている。
Note that the first readout of charges from the light receiving sections 13 to 1g in each field also includes charges generated by the incident light in the immediately preceding field period.

これは、奇数/偶数フィールド毎に交互1こ奇数/偶数
番走査線の読出しを行っているからである。
This is because one odd/even scanning line is read out alternately for each odd/even field.

このため、フレーム残像が生じる。これを避けるために
は、各フィールドの受光部〕a〜・IQからの読出しの
第1回目に、逆転送にJ、り電荷を捨てる、あるいはオ
ーバーフローコントロールゲート(QFCG)を制御し
て電荷をオーバーフロ・−トレイン(OF D)に捨て
る動作が必要になる。((」し、この動作を行うと、露
光時間が減り、(fiMのレベルも下がる。
Therefore, a frame afterimage occurs. To avoid this, in the first readout from the light-receiving section of each field] a to An operation of discarding to the flow train (OF D) is required. (('') When this operation is performed, the exposure time is reduced and the (fiM level is also lowered.

フィールド蓄積モードの場合は以■;のようになる。奇
数フィールドでは、A、4−B、及びA2.4−82の
蓄積電荷を加算部から読出すと同時に、B。(図示せず
) + A I 、  B I + A 2の電荷を受
光部左側の垂直転送部(2a、2c、2e)から複数回
に分けて読出し、加算部68〜6Cの左列て加算する。
In the case of field accumulation mode, it will be as shown below. In the odd field, the accumulated charges of A, 4-B, and A2. (Not shown) The charges of + A I and B I + A 2 are read out in multiple batches from the vertical transfer section (2a, 2c, 2e) on the left side of the light receiving section, and added in the left column of addition sections 68 to 6C. .

そして、次の偶数フィールドでは、既に加算部6a〜6
Cに格納されているB。+AI+B + + A 2の
電荷を読出すと同時に、A、+B。
Then, in the next even field, the adders 6a to 6 have already added
B stored in C. +AI+B + + A At the same time as reading the charge of 2, A and +B.

及びA2+B2の電荷を受光部1a〜1gの右側の垂直
転送部(2b、2d、2f)から複数回に分けて読出し
、加算部6a〜6Cの右列で加算する。この場合は、フ
レーム残像は生じないが、高速シャッターが必要なとき
は掃き出し動作が必要になる。
and A2+B2 are read out in multiple batches from the vertical transfer sections (2b, 2d, 2f) on the right side of the light receiving sections 1a to 1g, and added in the right column of the addition sections 6a to 6C. In this case, no frame afterimage occurs, but a sweep operation is required when a high-speed shutter is required.

静止画撮影動作の場合、垂直転送部2a〜2fを同時に
駆動し、掃き出し、読出し、高速転送。
In the case of still image shooting operation, the vertical transfer units 2a to 2f are simultaneously driven to perform sweeping, reading, and high-speed transfer.

加算を行えば、フレーム撮影の電子シャッター機能が実
現可能になる。従来のCCDでも垂直転送部を2系列設
けることによりフレーム撮影の電子シャッターは可能に
なるが、垂直転送部の面積が大きくなり開口率、感度が
低下するという不具合があワた。それに対し、本発明の
CCDでは、受光部1a〜1Ω横の垂直転送部2a〜2
fの面積が小さくて良いので、2系列設けても、従来の
垂直転送部が1系列のCCD並み或いはそれ以上の開口
率を実現することができる。
By performing the addition, it becomes possible to realize an electronic shutter function for frame photography. Even with conventional CCDs, an electronic shutter for frame photography is possible by providing two lines of vertical transfer sections, but this has the drawback of increasing the area of the vertical transfer sections and lowering the aperture ratio and sensitivity. On the other hand, in the CCD of the present invention, the vertical transfer sections 2a to 2 on the sides of the light receiving sections 1a to 1Ω
Since the area of f can be small, even if two lines are provided, the conventional vertical transfer section can achieve an aperture ratio equal to or higher than that of a single line CCD.

また、多少の露光時間のずれを許すのであれば垂直転送
部を各受光部に対して1系列にすることもできる。例え
ばA、、A2の走査線の信号を読出したときは加算部6
a〜6Cの左側へ電荷を移し、Bl、B2の走査線の信
号を読出l−だときは加算部6a〜6Cの右側へ電荷を
移すということを交互に行なえばよい。この場合、片側
のフィールドの露光は他のフィールドの露光より高速転
送の時間の分だけ早く始まり早く終わるつ他の例として
第3図のようにこの構成に読出l。
Further, if a slight deviation in exposure time is allowed, one series of vertical transfer sections may be provided for each light receiving section. For example, when reading the signals of the scanning lines A, , A2, the adder 6
It is sufficient to alternately move the charges to the left side of the adders 6a to 6C, and transfer the charges to the right side of the adder sections 6a to 6C when the signals of the scanning lines B1 and B2 are read out at L-. In this case, the exposure of one field starts and ends earlier by the high-speed transfer time than the exposure of the other field.

バッファ部78〜7Cを付加したものは、フレームの電
子シャッター動作をしている最中も読出し7バツフア部
7a〜7Cから信号読出しができる。
In the case where buffer sections 78 to 7C are added, signals can be read out from the readout buffer sections 7a to 7C even during the frame electronic shutter operation.

I DTVやEDTVではノンインクレース走査をする
ため、ノンインクレースで撮像し7た信号をインクレー
スで読出すカメラが必要であるが、このCCDなら対応
することができる。
Since IDTV and EDTV perform non-ink race scanning, a camera is required to pick up an image in non-ink race mode and read out the resulting signal in an ink-lace manner, but this CCD can handle this.

第4図は、受光部1と垂直転送部2とのポテンシャルの
関係を示す説明図である。図において、斜線の部分が電
荷である。この図の(C)のポテンシャルで、受光部1
a〜1gで発生した電荷が垂直転送部2a〜2fに移さ
れる。そして、本発明ではこの動作を1フイールドに複
数回繰り返している。そして(A)、  (B)のポテ
ンシャルを垂直転送部2a〜2fの隣り合った電極が交
互にとることにより電荷が垂直方向に送られる。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the potential relationship between the light receiving section 1 and the vertical transfer section 2. In FIG. In the figure, the shaded area is the charge. At the potential (C) in this figure, the light receiving part 1
Charges generated in a to 1g are transferred to vertical transfer sections 2a to 2f. In the present invention, this operation is repeated multiple times in one field. Adjacent electrodes of the vertical transfer sections 2a to 2f alternately take the potentials (A) and (B), so that charges are sent in the vertical direction.

また、第5図は垂直転送部2と加算部6とのポテンシャ
ルの関係を示す説明図である。この図の(C)のポテン
シャルで、垂直転送部2上の電荷が加算部6に移される
。そして、本発明ではこの動作を1フイールドに複数回
繰り返し、電荷の加算を行っている。また、(A)、 
 (B)のポテンシャルを加算部6a〜6Cの隣り合っ
た電極が交互にとることにより、加算部68〜6Cの電
荷が垂直方向に送られる。第4図の場合は受光部1と垂
直転送部2との間の壁は垂直転送部2のポテンシャル変
化にしたがって変化し、第5図の場合は垂直転送部2と
加算部6との間の壁は加算部6のポテンシャル変化にし
たがって変化している。
Further, FIG. 5 is an explanatory diagram showing the potential relationship between the vertical transfer section 2 and the addition section 6. The electric charge on the vertical transfer section 2 is transferred to the addition section 6 at the potential shown in (C) in this figure. In the present invention, this operation is repeated multiple times in one field to add charges. Also, (A),
By alternately applying the potential of (B) to the adjacent electrodes of the adders 6a to 6C, the charges in the adders 68 to 6C are sent in the vertical direction. In the case of FIG. 4, the wall between the light receiving section 1 and the vertical transfer section 2 changes according to the potential change of the vertical transfer section 2, and in the case of FIG. The wall changes according to the change in the potential of the adding section 6.

以上のように、受光部18〜1gからの電荷を小容量の
垂直転送部2a〜2c(2a〜2f)で複数回に分けて
読出し、垂直転送部2a〜2C(2a〜2f)からの電
荷を加算部6a〜6Cで複数回加算して、読出しバッフ
ァ7a〜7c、水平転送部3.読出しアンプ4を介して
外部に読出すようにした。このため、受光部1a〜1g
に隣接した垂直転送部28〜2c(2a〜2f)の面積
が小さくて済み、受光部13〜1gの面積を大きくする
ことができる。
As described above, the charges from the light receiving sections 18 to 1g are read out in multiple times by the small capacity vertical transfer sections 2a to 2c (2a to 2f), and the charges from the vertical transfer sections 2a to 2C (2a to 2f) are read out. are added multiple times by the adders 6a to 6C, and the read buffers 7a to 7c and the horizontal transfer units 3. The data is read out to the outside via a readout amplifier 4. For this reason, the light receiving parts 1a to 1g
The area of the vertical transfer sections 28 to 2c (2a to 2f) adjacent to the vertical transfer sections 28 to 2c (2a to 2f) can be small, and the area of the light receiving sections 13 to 1g can be increased.

また、上記加算を行った後に、加算した電荷を読出しバ
ッファ7a〜7cに移して外部への読出しを行うと共に
、受光部]a〜IL 垂直転送部2a 〜2c (2a
 〜2f)、加算部6a〜6cでは次の露光を行うよう
にすることで、動画の撮影にも応用することが可能であ
る。
Further, after performing the above addition, the added charges are transferred to the readout buffers 7a to 7c to be read out to the outside, and the light receiving units ]a to IL vertical transfer units 2a to 2c (2a
~2f), the addition units 6a to 6c perform the following exposures, which can also be applied to video shooting.

そして、垂直転送部2a〜2f及び加算部68〜6cを
受光部1a〜1gに対して各2系列設けることで、静止
画のフレーム撮影の電子シャッター機能が実現可能にな
る。更に読出しバッファ部78〜7cを追加することで
動画のフレーム電子シャッターが可能になる。
By providing two lines each of the vertical transfer units 2a to 2f and the adders 68 to 6c for the light receiving units 1a to 1g, an electronic shutter function for frame photography of still images can be realized. Furthermore, by adding read buffer units 78 to 7c, frame electronic shuttering of moving images becomes possible.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明では、受光部からの
電荷を小容量の垂直転送部で複数回に分けて読出し、垂
直転送部からの電荷を加算部で複数回加算して、読出し
バッフに、水平転送部、読出しアンプを介して外部に読
出すようにした。このため、受光部に隣接した垂直転送
部の面積が小さくて済み、受光部の面積を大きくするこ
とができる。従って、開口率及び感度が優れたCCDを
実現することができる。
(Effects of the Invention) As described above in detail, in the present invention, the charges from the light receiving section are read out in multiple steps by the small capacity vertical transfer section, and the charges from the vertical transfer section are added up multiple times by the addition section. Then, it is read out to the outside via a read buffer, a horizontal transfer section, and a read amplifier. Therefore, the area of the vertical transfer section adjacent to the light receiving section can be small, and the area of the light receiving section can be increased. Therefore, a CCD with excellent aperture ratio and sensitivity can be realized.

また、加算を行った後に、加算した電荷を読出しバッフ
ァに移して外部への読出しを行うと共に、受光部、垂直
転送部、加算部では次の露光、を行うようにすることで
、動画の撮影が可能な開口率及び感度が優れたCODを
実現することができる。
In addition, after performing the addition, the added charge is transferred to the readout buffer and read out to the outside, and the light receiving section, vertical transfer section, and addition section perform the next exposure, making it possible to shoot a video. COD with excellent aperture ratio and sensitivity can be realized.

そして、垂直転送部、加算部を受光部に対して各2系列
設けることで、静止画のフレーム撮影の電子シャッター
機能が実現可能なCODを実現することができる。更に
読出しバッファ部を追加することで動画のフレーム電子
シャッターが可能となり、IDTVやEDTVに対応す
ることもてきる。
By providing two lines each of the vertical transfer section and the addition section for the light receiving section, it is possible to realize a COD in which an electronic shutter function for photographing frames of still images can be realized. Furthermore, by adding a read buffer section, it becomes possible to use a frame electronic shutter for moving images, making it compatible with IDTV and EDTV.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の構成を示すもが成図、第2
図は本発明の他の実施例の構成を示す構成図、第3図は
本発明の更に他の実施例の構成を示す構成図、第4図及
び第5図は固体撮像素子のポテンシャルを示す説明図、
第6図はIT−CCDの構成を示す構成図、第7図はF
 IT−CCDの構成を示す構成図である。 1a〜1g・・・受光部  2a〜2f・・・垂直転送
部3・・・水平転送部    4・・・読出しアンプ6
a〜6C・・・加算部 7a〜7C・・・読出しパンフ7部 筒 図 60〜6C;加鴬却 70〜7C・読出しパンファ部 第 2図 6a−,6cH加算部 第3図 60〜6C;加算部 70〜7c、続出しバッファ卸 角ξ4 図 (A) (B) (C) 第5 図 (A) (B) (C) 角珂6 図 10〜11;受光部 20〜2Cノ垂直転送部 角等7 図 1o〜11;受光部 20〜2c、垂直転送部 5Q〜5C・メモリ部
Fig. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention;
The figure is a block diagram showing the structure of another embodiment of the present invention, FIG. 3 is a block diagram showing the structure of still another embodiment of the present invention, and FIGS. 4 and 5 show the potential of the solid-state image sensor. Explanatory diagram,
Figure 6 is a configuration diagram showing the configuration of IT-CCD, Figure 7 is F
FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of an IT-CCD. 1a to 1g... Light receiving section 2a to 2f... Vertical transfer section 3... Horizontal transfer section 4... Readout amplifier 6
a to 6C... Addition section 7a to 7C... Readout pamphlet 7 cylinder figures 60 to 6C; Kaho 70 to 7C, readout pamphlet section Fig. 2 6a-, 6cH Addition section Fig. 3 60 to 6C; Adding units 70 to 7c, continuous output buffer angle ξ4 Figures (A) (B) (C) Figure 5 (A) (B) (C) Corner 6 Figures 10 to 11; Vertical transfer of light receiving units 20 to 2C Part angle, etc. 7 Figures 1o to 11; Light receiving parts 20 to 2c, vertical transfer parts 5Q to 5C, memory part

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)入射光を電荷に変換する受光部と、 この受光部からの電荷を垂直方向に転送す る垂直転送部と、 この垂直転送部からの電荷を加算して蓄積 する加算部と、 この加算部からの電荷を水平方向に転送す る水平転送部と、 この水平転送部からの電荷を読出して出力 する読み出しアンプとを備え、 前記受光部で発生した電荷を前記垂直転送 部で1フィールド期間内に複数回読出し、この垂直転送
部で読出された電荷を前記加算部上で加算した後に前記
水平転送部に移すよう構成したことを特徴とする固体撮
像素子。
(1) A light receiving section that converts incident light into electric charge, a vertical transfer section that transfers the charge from this light receiving section in the vertical direction, an adding section that adds and accumulates the charges from this vertical transfer section, and this addition. a horizontal transfer section that horizontally transfers charges from the light receiving section; and a readout amplifier that reads and outputs the charges from the horizontal transfer section, and transfers the charges generated in the light receiving section to the vertical transfer section within one field period. 2. A solid-state image pickup device, characterized in that the charges are read out a plurality of times in the vertical transfer section, the charges read out in the vertical transfer section are added on the addition section, and then transferred to the horizontal transfer section.
(2)入射光を電荷に変換する受光部と、 この受光部からの電荷を垂直方向に転送す る垂直転送部と、 この垂直転送部からの電荷を加算して蓄積 する加算部と、 この加算部からの電荷を一時的に蓄積する バッファ部と、 このバッファ部からの電荷を水平方向に転 送する水平転送部と、 この水平転送部からの電荷を読出して出力 する読出しアンプとを備え、 前記受光部で発生した電荷を前記垂直転送 部で1フィールド期間内に複数回読出し、この垂直転送
部で読出された電荷を前記加算部上で加算した後に前記
バッファ部に送り、このバッファ部から前記水平転送部
を介して順次読出しを行い、 上記した水平転送部からの読出しを行って いる間に、受光部、垂直転送部、加算部では次の露光、
加算を行うよう構成したことを特徴とする固体撮像素子
(2) A light receiving section that converts incident light into charge; a vertical transfer section that vertically transfers the charges from this light receiving section; an adding section that adds and accumulates the charges from this vertical transfer section; and this addition. a buffer section that temporarily stores charges from the buffer section; a horizontal transfer section that horizontally transfers the charges from the buffer section; and a readout amplifier that reads and outputs the charges from the horizontal transfer section; Charges generated in the light receiving section are read out multiple times within one field period by the vertical transfer section, and the charges read out by the vertical transfer section are added up on the addition section and then sent to the buffer section. Reading is performed sequentially via the horizontal transfer section, and while reading from the horizontal transfer section described above is being performed, the light receiving section, vertical transfer section, and addition section perform the next exposure,
A solid-state imaging device characterized by being configured to perform addition.
(3)入射光を電荷に変換する受光部と、 この受光部からの電荷を垂直方向に転送す る垂直転送部と、 この垂直転送部からの電荷を加算して蓄積 する加算部と、 この加算部からの電荷を水平方向に転送す る水平転送部と、 この水平転送部からの電荷を読出して出力 する読出しアンプとを備えた固体撮像素子であって、 前記垂直転送部及び前記加算部を受光部に 対して2系列設けたことを特徴とする固体撮像素子。(3) a light receiving section that converts incident light into electric charges; The charge from this photodetector is transferred vertically. vertical transfer section, Charges from this vertical transfer section are added and accumulated. an addition section for The charge from this adder is transferred horizontally. horizontal transfer section, Read and output the charge from this horizontal transfer section A solid-state image sensor comprising a readout amplifier, The vertical transfer section and the addition section are used as a light receiving section. A solid-state image sensor characterized in that two lines are provided for each line.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2671256A1 (en) * 1990-12-28 1992-07-03 Sofradir Ste Fse Detecteurs In Electronic circuit for reading and/or making use of signals picked up by a matrix detector
JP2017103575A (en) * 2015-12-01 2017-06-08 旭光電機株式会社 Two-dimensional ccd imaging apparatus

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