JPH05219441A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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Publication number
JPH05219441A
JPH05219441A JP4056074A JP5607492A JPH05219441A JP H05219441 A JPH05219441 A JP H05219441A JP 4056074 A JP4056074 A JP 4056074A JP 5607492 A JP5607492 A JP 5607492A JP H05219441 A JPH05219441 A JP H05219441A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pixel
solid
vertical scanning
shift register
accumulated
Prior art date
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Pending
Application number
JP4056074A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toyokazu Mizoguchi
豊和 溝口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP4056074A priority Critical patent/JPH05219441A/en
Publication of JPH05219441A publication Critical patent/JPH05219441A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the solid-state image pickup device in which the S/N equal to the case with 2-line mixed interlace scanning is obtained and non- interlace scanning is attained. CONSTITUTION:The solid-state image pickup device provided with a picture element matrix A in which solid-state image pickup elements such as CMD able to read a signal non-destructively while the charge generated by light radiation and stored is maintained are arranged in a matrix is provided with a scanning means which selectively scans adjacent two-line while deviating one by one line each sequentially at all times for the picture element matrix A for one vertical scanning period. Thus, the same signal quantity as the 2-line mixed interlace scanning is obtained even in the non-interlace scanning.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、CMD(Charge Mod
ulation Device)やSIT(Static Induction Transis
tor )のような非破壊読み出しが可能な固体撮像素子を
画素として用い、ノンインターレース走査を行うように
した固体撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a CMD (Charge Mod
ulation device) and SIT (Static Induction Transis)
The present invention relates to a solid-state imaging device configured to perform non-interlaced scanning by using a non-destructive read-out solid-state imaging element such as tor) as pixels.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、撮像装置における画素信号の読み
出し方式としては、種々の方式が知られているが、その
中の1つとしてノンインターレース走査方式がある。こ
の走査方式は、1つのフレームの映像を1度の垂直走査
によって得るもので、動く物体を撮像し、これを何らか
の媒体に記録した後、スロー再生をしたり、スチル再生
をしたとき、インターレース走査方式に比べ、ブレが少
ないことや、フリッカーのない映像が得られるという特
長がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, various methods have been known as a method of reading pixel signals in an image pickup apparatus, and one of them is a non-interlaced scanning method. This scanning method obtains an image of one frame by one vertical scanning. After capturing an image of a moving object and recording it on some medium, slow reproduction or still reproduction is performed, and interlaced scanning is performed. Compared to the system, there are features that there is less blurring and flicker-free images can be obtained.

【0003】この走査方式は、例えば図9に示すよう
に、画素マトリックスAを1行ずつ行番号順に順次に走
査し、信号を読み出す方式である。なお図9において、
丸数字は走査順を示している。このノンインターレース
走査方式を、本件出願人が提案したCMD撮像素子を用
いた固体撮像装置に適用した場合の構成例について説明
する。なお、CMD撮像素子は、光照射により生成され
ゲート電極下に蓄積された電荷量によりソース・ドレイ
ン電流を変調する一種のフォトトランジスタで、特開昭
61−84059号公報や、1986年に開催されたIntern
ational ElectronDevice Meeting (IEDM)の予稿
集の第353 〜356 頁の“A NEW MOS IMAGESENSOR OPERAT
ING IN A NON-DESTRUCTIVE READOUT MODE”という題名
の論文で、その内容が詳述されている。
For example, as shown in FIG. 9, this scanning system is a system in which the pixel matrix A is sequentially scanned row by row in the order of row numbers and signals are read out. In addition, in FIG.
Circled numbers indicate the scanning order. A configuration example in the case where this non-interlaced scanning method is applied to a solid-state imaging device using a CMD imaging device proposed by the applicant of the present application will be described. The CMD image pickup device is a kind of phototransistor that modulates the source / drain current by the amount of charges generated by light irradiation and accumulated under the gate electrode, and is held in JP-A-61-84059 or 1986. Intern
“A NEW MOS IMAGESENSOR OPERAT” on pages 353 to 356 of the proceedings of the ational ElectronDevice Meeting (IEDM).
The content is detailed in a paper entitled "ING IN A NON-DESTRUCTIVE READOUT MODE".

【0004】次に、かかるCMD撮像素子を用いた従来
の固体撮像装置を図10の回路構成図に基づいて説明す
る。まず、各画素を構成するCMD1-11 ,1-12 ,・・
・ 1-mn をマトリクス状に配列し、その各ドレインには
共通にビデオバイアスVDD(>0)を印加する。そして
X方向に配列されたCMD群のゲート端子は行ライン2
-1,2-2,・・・ 2-mにそれぞれ接続し、Y方向に配列さ
れたCMD群のソース端子は、列ライン3-1,3-2,・・
・ 3-nにそれぞれ接続する。上記列ライン3-1,3-2,
・・・ 3-nは、それぞれ列選択用トランジスタ4-1,4-
2,・・・ 4-n及び反選択用トランジスタ5-1,5-2,・・・
5-nを介して、信号線6及びGNDに接地されたレフ
ァレンス・ライン7にそれぞれ共通に接続する。信号線
6は入力が仮想接地された電流−電圧変換型のプリアン
プ12に接続され、プリアンプ12の出力端9には負極性の
映像信号が時系列で読み出される。
Next, a conventional solid-state image pickup device using such a CMD image pickup device will be described with reference to the circuit configuration diagram of FIG. First, CMD 1-11, 1-12, ...
1-mn are arranged in a matrix, and a video bias V DD (> 0) is commonly applied to each drain thereof. The gate terminals of the CMDs arranged in the X direction are row lines 2
-1, 2-2, ... 2-m, respectively, and the source terminals of the CMD group arranged in the Y direction are column lines 3-1, 3-2, ...
・ Connect to 3-n respectively. The column lines 3-1, 3-2,
... 3-n are column selecting transistors 4-1 and 4-, respectively.
2, ... 4-n and anti-selection transistors 5-1, 5-2, ...
The signal line 6 and the reference line 7 grounded to GND are commonly connected via 5-n. The signal line 6 is connected to a current-voltage conversion type preamplifier 12 whose input is virtually grounded, and a negative video signal is read out in time series from the output terminal 9 of the preamplifier 12.

【0005】また、行ライン2-1,2-2,・・・ 2-mは垂
直走査回路10に接続して、それぞれ信号φG1,φG2,・・
・ φGmを印加し、列選択用トランジスタ4-1,4-2,・・
・ 4-n及び反選択用トランジスタ5-1,5-2,・・・ 5-n
のゲート端子は、水平走査回路11に接続して、それぞれ
信号φS1,φS2,・・・ φSn及び各々の反転信号を印加す
る。なお、図示しないが各CMDは同一基板上に形成さ
れ、その基板には基板電圧VSUB を印加するようになっ
ている。
Further, the row lines 2-1, 2-2, ... 2-m are connected to the vertical scanning circuit 10, and signals φ G1 , φ G2 , ...
· Applying φ Gm , column select transistors 4-1, 4-2, ...
.. 4-n and anti-selection transistors 5-1, 5-2, ... 5-n
The gate terminal of is connected to the horizontal scanning circuit 11 and applies signals φ S1 , φ S2 , ... φ Sn and their inverted signals, respectively. Although not shown, each CMD is formed on the same substrate, and the substrate voltage V SUB is applied to the substrate.

【0006】図11は、図10に示したCMD撮像素子を用
いた固体撮像装置の動作を説明するための信号波形図で
ある。行ライン2-1,2-2,・・・ 2-mに印加する信号φ
G1,φG2,・・・ φGmは、読み出し電圧VRDとリセット電
圧VRST ,オーバーフロー電圧VOF,及び蓄積電圧V
INT よりなり、非選択行においては映像信号の水平有効
期間中は蓄積電圧VINT 、水平帰線期間中はオーバーフ
ロー電圧VOFとなり、選択行においては映像信号の水平
有効期間中は読み出し電圧VRD、水平帰線期間中はリセ
ット電圧VRST となる。なお前記オーバーフロー電圧V
OFについては、特開昭61−136388号公報に詳述
されている。そして、ノンインターレース走査を行う場
合、読み出し電圧VRD及びリセット電圧VRST が印加さ
れる行は、図11に示されているように、走査方向に1行
ずつ順次ずれていくようになっている。
FIG. 11 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the solid-state image pickup device using the CMD image pickup device shown in FIG. Signal φ applied to row lines 2-1, 2-2, ... 2-m
G1 , φ G2 , ... φ Gm are read voltage V RD and reset voltage V RST , overflow voltage V OF , and storage voltage V
In the non-selected row, the accumulated voltage V INT is applied during the horizontal effective period of the video signal, and the overflow voltage V OF is applied during the horizontal blanking period, and the read voltage V RD is applied during the horizontal effective period of the video signal in the selected row. During the horizontal blanking period, the reset voltage is V RST . The overflow voltage V
The OF is described in detail in JP-A-61-136388. Then, when performing non-interlaced scanning, the rows to which the read voltage V RD and the reset voltage V RST are applied are sequentially shifted row by row in the scanning direction, as shown in FIG. ..

【0007】一方、列選択用トランジスタ4-1,4-2,
・・・ 4-nのゲート端子に印加する信号φS1,φS2,・・・
φSnは、列ライン3-1,3-2,・・・ 3-nを選択するため
の信号で、低レベルは列選択用トランジスタ4-1,4-
2,・・・ 4-nをオフ、反選択用トランジスタ5-1,5-
2,・・・ 5-nをオン、高レベルは列選択用トランジスタ
4-1,4-2,・・・ 4-nをオン、反選択用トランジスタ5
-1,5-2,・・・ 5-nをオフする電圧値になるように設定
され、選択行に読み出し電圧VRDが印加されている期間
に、列選択用トランジスタ4-1,4-2,・・・ 4-nを順次
オンし、各CMD画素の光信号を信号線6により順次読
み出し、プリアンプ12で増幅して出力するようになって
いる。
On the other hand, the column selecting transistors 4-1, 4-2,
・ ・ ・ Signals φ S1 , φ S2 , applied to 4-n gate terminal
φ Sn is a signal for selecting the column lines 3-1, 3-2, ... 3-n, and the low level is the column selecting transistors 4-1 and 4-.
2, ... 4-n off, anti-selection transistors 5-1 and 5-
2, ... 5-n is on, high level is column selection transistors 4-1, 4-2, ... 4-n is on, anti-selection transistor 5
-1, 5-2, ... 5-n is set to a voltage value for turning off, and the column selection transistors 4-1 and 4- are set while the read voltage V RD is applied to the selected row. 2, ... 4-n are sequentially turned on, the optical signal of each CMD pixel is sequentially read out by the signal line 6, amplified by the preamplifier 12, and output.

【0008】なお、図10中φHST ,φH1,φH2は、水平
走査回路11を駆動するためのスタート信号及びクロック
信号を示している。またφVST ,φV1,φV2は、垂直走
査回路10を駆動するためのスタート信号及びクロック信
号を示しており、V1 ,V2,V3 は、それぞれ画素の
ゲートに与える前記読み出し電圧VRD,リセット電圧V
RST ,オーバーフロー電圧VOFを与える入力電圧を示し
ている。
Note that φ HST , φ H1 , and φ H2 in FIG. 10 indicate a start signal and a clock signal for driving the horizontal scanning circuit 11. Further, φ VST , φ V1 , and φ V2 indicate a start signal and a clock signal for driving the vertical scanning circuit 10, and V 1 , V 2 , and V 3 are the read voltages V applied to the gates of the pixels, respectively. RD , reset voltage V
The input voltage that gives RST and the overflow voltage V OF is shown.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図10に示し
た固体撮像装置において、インターレース走査を行う場
合は、図12のAフィールド走査時の垂直走査信号及び図
13のBフィールド走査時の垂直走査信号に示すように、
行選択信号φG1,φG2,・・・ φGmを印加し、2行混合読
み出しを行うのが一般的である。この場合、常に画素マ
トリックスの2行に読み出し電圧VRDが印加されるの
で、列選択用トランジスタ4-1,4-2,・・・4-nがオン
したときは、2画素分の信号電流が得られることにな
る。
By the way, in the solid-state imaging device shown in FIG. 10, when interlaced scanning is performed, the vertical scanning signal and the vertical scanning signal in the A field scanning of FIG.
As shown in the vertical scanning signal at the time of B field scanning of 13,
It is general to apply the row selection signals φ G1 , φ G2 , ... φ Gm to perform two-row mixed reading. In this case, since the read voltage V RD is always applied to the two rows of the pixel matrix, when the column selection transistors 4-1, 4-2, ... Will be obtained.

【0010】このインターレース走査を行う場合に比
べ、先に説明したノンインターレース走査の場合は、垂
直解像度が向上するというメリットはあるものの、信号
電流は常に1画素分しか得られないため、S/Nが劣化
することが免れない。
Compared to the case of performing the interlaced scanning, the case of the non-interlaced scanning described above has an advantage that the vertical resolution is improved, but since the signal current can always obtain only one pixel, the S / N ratio is increased. Is inevitable.

【0011】本発明は、従来のノンインターレース走査
を行う固体撮像装置における上記問題点を解消するため
なされたもので、ノンインターレース走査を行ってもイ
ンターレース走査時と同等のS/Nが得られるようにし
た固体撮像装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the conventional solid-state image pickup device for performing non-interlaced scanning. Even if non-interlaced scanning is performed, the same S / N as in interlaced scanning can be obtained. It is an object of the present invention to provide a solid-state image pickup device according to the above.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、光照射により生成され蓄積され
た電荷を保持したまま非破壊的な信号読み出しが可能な
固体撮像素子を画素とし、該画素を行列状に配列してな
る画素マトリックスを有する固体撮像装置において、1
回の垂直走査期間に画素マトリックスを連続する複数行
を単位として、1行ずつ順次ずらして選択して読み出す
走査手段を設けるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a solid-state image sensor capable of non-destructive signal readout while retaining the charges generated and accumulated by light irradiation. In a solid-state imaging device having a pixel matrix in which the pixels are arranged in a matrix,
A scanning means is provided in which the pixel matrix is sequentially shifted and selected and read one by one in a unit of a plurality of consecutive rows of the pixel matrix in one vertical scanning period.

【0013】このように構成した固体撮像装置におい
て、例えば、読み出し行単位を2行とすると、図1にお
いて走査順,,,・・・ で示すように、常に画素マ
トリックスAの隣り合う2行ずつを1行ずつずらしなが
ら選択走査することになり、1回の垂直走査で全画素を
順次走査するノンインターレース走査においても、2行
混合インターレース走査と同等の解像度と信号量を得る
ことができ、S/Nの良い映像信号が得られる。
In the solid-state image pickup device having such a structure, for example, assuming that the read-out row unit is two rows, as shown by the scanning order in FIG. Thus, selective scanning is performed while shifting each row by one row, and even in non-interlaced scanning in which all pixels are sequentially scanned in one vertical scanning, the resolution and the signal amount equivalent to those in the two-row mixed interlaced scanning can be obtained. A video signal with a good / N can be obtained.

【0014】[0014]

【実施例】次に実施例について説明する。図2は、前記
図10に示したCMD撮像素子を用いた固体撮像装置に本
発明を適用した実施例の垂直走査回路部のみを示す回路
構成図である。この実施例における垂直走査回路部100
は、垂直走査用シフトレジスタ101 ,複数の2入力NA
NDゲート103-1 ,103-2 ,・・・ 103-m ,及びレベルミ
ックス回路104 より構成されている。そして垂直走査用
シフトレジスタ101は、単位回路102-1 ,102-2 ,・・・ 1
02-m で構成され、各シフトレジスタ単位回路は、例え
ば特公昭54−35472号公報に開示されている図3
に示すようなクロックドCMOS回路で構成され、それ
ぞれクロックパルスφV1,φV2が入力され、出力パルス
φP1,φP2,・・・ φPmをそれぞれ出力するようになって
いる。
EXAMPLES Next, examples will be described. FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing only a vertical scanning circuit section of an embodiment in which the present invention is applied to a solid-state image pickup device using the CMD image pickup device shown in FIG. Vertical scanning circuit unit 100 in this embodiment
Is a vertical scanning shift register 101 and a plurality of 2-input NAs.
ND gates 103-1, 103-2, ... 103-m, and a level mix circuit 104. The vertical scanning shift register 101 includes unit circuits 102-1, 102-2, ... 1
Each of the shift register unit circuits, which is composed of 02-m, is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 54-35472.
It is composed of a clocked CMOS circuit as shown in FIG. 2 and receives clock pulses φ V1 and φ V2 , respectively, and outputs output pulses φ P1 , φ P2 , ... φ Pm , respectively.

【0015】前記垂直走査用シフトレジスタ101 の出力
パルスφP1,φP2,・・・ φPmは、前記各NANDゲート
103-1 ,103-2 ,・・・ 103-m の一方の入力に印加される
ように接続し、各NAND回路の他方の入力にはクロッ
クパルスφV11 とφV12 が、前記シフトレジスタ101 の
単位回路毎に交互に印加されるように接続されている。
そして前記各NANDゲート103-1 ,103-2 ,・・・ 103-
m の各出力信号φN1,φN2,・・・ φNmは、それぞれレベ
ルミックス回路104 の単位回路105-1 ,105-2,・・・ 105
-m の入力に印加されるように接続されている。このレ
ベルミックス回路104 の各単位回路は、入力がLow レベ
ルのときは、読み出し電圧VRD及びリセット電圧VRST
を垂直走査クロックパルスに同期して出力し、入力がHi
ghレベルのときは、オーバーフロー電圧VOF及び蓄積電
圧VINT を垂直走査クロックパルスに同期して出力する
ように構成された回路であり、この実施例では各単位回
路105-1 ,105-2 ,・・・ 105-m は、クロックパルスφV1
がLow レベル期間に蓄積電圧VINT あるいは読み出し電
圧VRDを、クロックパルスφV1がHighレベル期間にオー
バーフロー電圧VOFを、クロックパルスφV2がLow レベ
ル期間にリセット電圧VRST を出力するように構成され
ている。
Output pulses φ P1 , φ P2 , ... φ Pm of the vertical scanning shift register 101 are generated by the NAND gates.
103-1, 103-2, ... 103-m are connected so as to be applied to one input, and clock pulses φ V11 and φ V12 are input to the other input of each NAND circuit. The unit circuits are connected so as to be applied alternately.
The NAND gates 103-1, 103-2, ... 103-
The output signals φ N1 , φ N2 , ... φ Nm of m are respectively the unit circuits 105-1, 105-2, ... 105 of the level mix circuit 104.
Connected to be applied to the input of -m. Each unit circuit of the level mix circuit 104 has a read voltage V RD and a reset voltage V RST when the input is at a low level.
Is output in synchronization with the vertical scanning clock pulse, and the input is Hi
At the gh level, the circuit is configured to output the overflow voltage V OF and the accumulated voltage V INT in synchronization with the vertical scanning clock pulse. In this embodiment, each unit circuit 105-1, 105-2,・ ・ ・ 105-m is clock pulse φ V1
Outputs the accumulated voltage V INT or the read voltage V RD during the Low level period, the overflow voltage V OF during the High level period of the clock pulse φ V1 and the reset voltage V RST during the Low level period of the clock pulse φ V2. Has been done.

【0016】図4は、上記実施例の垂直走査回路部100
に印加するクロックパルス及び各部の信号を示すタイミ
ング図である。クロックパルスφV1及びクロックパルス
φV2の周期は、水平走査周期と一致し、クロックパルス
φV1は水平ブランキング期間にHighレベルに、クロック
パルスφV2はクロックパルスφV1がHighレベル期間にLo
w レベルとなる。垂直走査開始パルスφVST はクロック
パルスφV2のLow レベル期間を連続して2回分だけ包含
してHighレベルとなるようなパルスである。クロックパ
ルスφV11 及びクロックパルスφV12 の周期は、クロッ
クパルスφV1及びクロックパルスφV2の周期の2倍であ
り、そのLow レベル期間はクロックパルスφV1のHighレ
ベル期間に一致し、またクロックパルスφV11 とクロッ
クパルスφV12 は、位相が半周期ずれた関係にある。
FIG. 4 shows the vertical scanning circuit unit 100 of the above embodiment.
FIG. 6 is a timing diagram showing clock pulses applied to the circuit and signals of respective parts. The periods of the clock pulse φ V1 and the clock pulse φ V2 match the horizontal scanning period, the clock pulse φ V1 is at High level during the horizontal blanking period, and the clock pulse φ V2 is at Lo level during the High level period of the clock pulse φ V1.
w level. The vertical scanning start pulse φ VST is a pulse which becomes high level by including the low level period of the clock pulse φ V2 twice in succession. The period of the clock pulse φ V11 and the clock pulse φ V12 is twice the period of the clock pulse φ V1 and the clock pulse φ V2 , and its Low level period corresponds to the High level period of the clock pulse φ V1. φ V11 and clock pulse φ V12 have a relationship in which the phases are shifted by a half cycle.

【0017】次に図4を用いて図2に示した本実施例の
垂直走査回路部の動作を説明する。垂直走査用シフトレ
ジスタ101 に垂直走査開始パルスφVST を印加すると、
垂直走査用シフトレジスタ101 の単位回路102-1 ,102-
2 ,・・・ 102-m の出力端子に、クロックパルスφV1の立
ち下がりに同期し、クロック周期の2倍期間Highレベル
となる出力パルスφP1,φP2,・・・ φPmが現れる。クロ
ックパルスφV11 及びクロックパルスφV12 のLow レベ
ル期間が、前記各出力パルスφP1,φP2,・・・φPmの中
間に位置するように、これらパルスの位相を決めるか、
あるいは垂直走査開始パルスφVST の位置を決めること
により、NANDゲート103-1 ,103-2,・・・ 103-m か
らは、それぞれ図4に示すような出力パルスφN1
φN2,・・・ φNmが出力される。この出力パルスφN1,φ
N2,・・・ φNmをレベルミックス回路104 に入力すると、
図4に示すような垂直走査パルスφG1,φG2,・・・ φGm
が出力される。すなわち、これらの垂直走査パルス信号
は、垂直走査用シフトレジスタ101 の出力パルスφP1
φP2,・・・ φPmがHighレベルの期間は、クロックパルス
φV1のLow レベルに同期して読み出し電圧VRDとなり、
同クロックパルスφV1の最初のHighレベル期間はオーバ
ーフロー電圧VOF、2度目の読み出し電圧期間のあとの
クロックパルスφV2のLow レベル期間はリセット電圧V
RST となる。また、出力パルスφP1,φP2,・・・ φPm
Low レベルの期間は、クロックパルスφV1のHighレベル
期間はオーバーフロー電圧VOF、同クロックパルスφV1
のLow レベル期間は蓄積電圧VINT となる。
Next, the operation of the vertical scanning circuit section of this embodiment shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. When a vertical scanning start pulse φ VST is applied to the vertical scanning shift register 101,
Unit circuits 102-1 and 102- of the vertical scanning shift register 101
2, ... 102-m output pulses φ P1 , φ P2 , ... φ Pm appearing at High level in synchronization with the falling edge of the clock pulse φ V1 for twice the clock period. The phases of the clock pulse φ V11 and the clock pulse φ V12 are determined so that the Low level periods are positioned in the middle of the output pulses φ P1 , φ P2 , ... φ Pm .
Alternatively, by determining the position of the vertical scanning start pulse φ VST, the output pulses φ N1 , as shown in FIG. 4, are output from the NAND gates 103-1, 103-2, ... 103-m, respectively.
φ N2 , ... φ Nm is output. This output pulse φ N1 , φ
When N2 , ... φ Nm is input to the level mixing circuit 104,
Vertical scan pulses φ G1 , φ G2 , ... φ Gm as shown in FIG.
Is output. That is, these vertical scanning pulse signals are output pulses φ P1 of the vertical scanning shift register 101,
While φ P2 , ... φ Pm is at the high level, the read voltage V RD becomes in synchronization with the low level of the clock pulse φ V1 ,
The overflow voltage V OF is in the first High level period of the same clock pulse φ V1, and the reset voltage V is in the Low level period of the clock pulse φ V2 after the second read voltage period.
Become RST . In addition, the output pulses φ P1 , φ P2 , ... φ Pm are
Period of Low level, the clock pulse phi High level period of V1 overflow voltage V OF, the clock pulses phi V1
During the low level period, the storage voltage becomes V INT .

【0018】このようにして形成された垂直走査パルス
φG1,φG2,・・・ φGmにより画素行を走査することによ
って、隣り合う2行が、1行目と2行目、2行目と3行
目、3行目と4行目 ・・・・ のように、1行ずつずれなが
ら順次同時選択され、2行混合インターレース走査の場
合と同じように2画素分の信号出力を得ることができ
る。また、垂直解像度も2行混合インターレース走査の
場合と同じである。また、クロックパルスφV11 及びク
ロックパルスφV12 を常時HighレベルのDC電圧信号と
すれば、1行ずつ走査する従来のノンインターレース走
査も可能である。
By scanning the pixel rows with the vertical scanning pulses φ G1 , φ G2 , ... φ Gm formed in this way, the two adjacent rows are the first row, the second row, and the second row. And 3rd row, 3rd row and 4th row ..., and simultaneously select sequentially while shifting by 1 row, and obtain the signal output for 2 pixels as in the case of 2 row mixed interlaced scanning. You can The vertical resolution is also the same as in the case of two-row mixed interlaced scanning. Further, if the clock pulse φ V11 and the clock pulse φ V12 are always high level DC voltage signals, the conventional non-interlaced scanning in which the scanning is performed row by row is also possible.

【0019】図5は、本発明の第2実施例の垂直走査回
路部の回路構成を示す図であり、図2に示した第1の実
施例と同一又は同等の部材については同じ符号を付して
示している。この実施例の第1の実施例との相違点は、
第1のNANDゲート103-1,103-2 ,・・・ 103-m の入
力端子にクロックパルスφV11 及びφV12 を印加する代
わりに、第2のNANDゲート106-1 ,106-2 ,・・・ 10
6-m の出力信号を印加するようにした点である。そして
前記第2のNANDゲート106-1 ,106-2 ,・・・ 106-m
の一方の入力にはクロックパルスφV1が、他方の入力に
は垂直走査用シフトレジスタ101 の対応する単位回路の
1段前の単位回路の出力信号が印加されるようになって
いる。
FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of a vertical scanning circuit section according to a second embodiment of the present invention. The same or equivalent members as those in the first embodiment shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. Is shown. The difference between this embodiment and the first embodiment is that
Instead of applying clock pulses φ V11 and φ V12 to the input terminals of the first NAND gates 103-1, 103-2, ... 103-m, the second NAND gates 106-1, 106-2 ,. ·· Ten
The point is that the output signal of 6-m is applied. The second NAND gates 106-1, 106-2, ... 106-m
The clock pulse φ V1 is applied to one input, and the output signal of the unit circuit one stage before the corresponding unit circuit of the vertical scanning shift register 101 is applied to the other input.

【0020】図6は、第2実施例の垂直走査回路部100
に印加するクロックパルス及び各部の信号を示すタイミ
ング図である。入力クロックパルスφV1,φV2及び垂直
走査開始パルスφVST は、第1の実施例のそれらと同じ
であり、したがって、垂直走査用シフトレジスタ101 の
出力パルスφP1,φP2,・・・ φPmも第1の実施例と同じ
であるので説明は省略する。第2のNANDゲート106-
1 ,106-2 ,・・・ 106-m は、1段前のシフトレジスタの
単位回路の出力で、クロックパルスφV1をゲートし反転
する働きをする。第1のNANDゲート103-1 ,103-2
,・・・ 103-m は、第2のNANDゲート106-1 ,106-2
,・・・ 106-m の出力パルスを更に対応する垂直走査用
シフトレジスタ101 の単位回路の出力パルスでゲートし
反転するので、結果的に第1のNANDゲート103-1 ,
103-2 ,・・・ 103-m の出力パルスφN1,φN2,・・・ φNm
は図4に示したものと同じであり、したがってレベルミ
ックス回路104 の単位回路105-1 ,105-2 ,・・・ 105-m
の出力である垂直走査パルスφG1,φG2,・・・ φGmも、
図4に示したものと同じになる。
FIG. 6 shows a vertical scanning circuit section 100 of the second embodiment.
FIG. 6 is a timing diagram showing clock pulses applied to the circuit and signals of respective parts. The input clock pulses φ V1 , φ V2 and the vertical scanning start pulse φ VST are the same as those in the first embodiment, and therefore, the output pulses φ P1 , φ P2 , ... φ of the vertical scanning shift register 101. Since Pm is also the same as that of the first embodiment, its explanation is omitted. Second NAND gate 106-
1, 106-2, ... 106-m are outputs of the unit circuit of the shift register one stage before, and function to gate and invert the clock pulse φ V1 . First NAND gates 103-1 and 103-2
, 103-m are the second NAND gates 106-1 and 106-2
The output pulse of 106-m is further gated and inverted by the output pulse of the corresponding unit circuit of the vertical scanning shift register 101, resulting in the first NAND gate 103-1.
103-2, ... 103-m output pulse φ N1 , φ N2 , ... φ Nm
Is the same as that shown in FIG. 4, and therefore the unit circuits 105-1, 105-2, ... 105-m of the level mix circuit 104.
The vertical scanning pulses φ G1 , φ G2 , ... φ Gm which are the outputs of
It is the same as that shown in FIG.

【0021】したがって、本実施例においても第1の実
施例と全く同じ作用効果を得ることができる。更に本実
施例においては、前記第1のNANDゲート103-1 ,10
3-2,・・・ 103-m の出力パルス信号φN1,φN2,・・・ φ
Nmには、垂直走査用シフトレジスタ101 の出力パルス幅
に無関係に、その最後の1周期を除いてクロックパルス
φV1の反転が現れるので、例えば図7に示すように、垂
直走査開始パルスφVST のパルス幅を3周期分とすれ
ば、レベルミックス回路104 の出力からは、3度の読み
出しパルスと1度のリセットパルスをもつ垂直走査パル
スφG1,φG2,・・・ φGmが得られる。この場合、図8に
示すように、同時に3行ずつ選択されることになり、1
行ずつ走査する従来のノンインターレース走査に比べ3
倍の大きな信号電流を得ることができる。また、これは
積分動作でもあることから、垂直方向の画像のフィルタ
リング効果も得られる。もちろん垂直走査開始パルスφ
VSTのパルス幅は3周期以上に設定すれば、更にその効
果は大きくなる。また垂直走査開始パルスφVST のパル
ス幅を1周期とすれば、1行ずつ走査する従来のノンイ
ンターレース走査も可能である。
Therefore, also in this embodiment, the same operational effects as those in the first embodiment can be obtained. Further, in this embodiment, the first NAND gates 103-1 and 10-3
3-2, ... 103-m output pulse signal φ N1 , φ N2 , ... φ
Since the inversion of the clock pulse φ V1 appears in Nm except for the last one cycle thereof regardless of the output pulse width of the vertical scanning shift register 101, for example, as shown in FIG. 7, the vertical scanning start pulse φ VST , The vertical scanning pulses φ G1 , φ G2 , ... φ Gm having three read pulses and one reset pulse can be obtained from the output of the level mix circuit 104. .. In this case, as shown in FIG. 8, three rows are simultaneously selected, and 1 row is selected.
3 compared to conventional non-interlaced scanning that scans line by line
A double large signal current can be obtained. Since this is also an integration operation, a vertical image filtering effect can also be obtained. Of course, vertical scan start pulse φ
If the pulse width of VST is set to 3 cycles or more, the effect is further enhanced. Further, if the pulse width of the vertical scanning start pulse φ VST is set to one cycle, conventional non-interlaced scanning in which scanning is performed row by row is also possible.

【0022】上記各実施例では、本発明をCMDを画素
として用いた固体撮像装置に適用したものを示したが、
本発明は、SITなど非破壊読み出しが可能な他の固体
撮像素子を用いた固体撮像装置にも適用できることは言
うまでもない。
In each of the above embodiments, the present invention is applied to the solid-state image pickup device using the CMD as the pixel.
It goes without saying that the present invention can also be applied to a solid-state image pickup device using another solid-state image pickup element capable of nondestructive readout such as SIT.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、連続する複数行を単位として1行ずつ
順次ずらして選択走査し、ノンインターレース走査を行
えるように構成したので、ノンインターレース走査にお
いても、2行混合インターレース走査を行うものと同等
の信号電流が得られ、S/Nの良い映像信号が得られる
固体撮像装置を実現することができる。
As described above on the basis of the embodiments,
According to the present invention, non-interlaced scanning is performed by sequentially shifting one row at a time in units of a plurality of consecutive rows to perform non-interlaced scanning. Therefore, even in non-interlaced scanning, it is equivalent to performing two-row mixed interlaced scanning. It is possible to realize a solid-state image pickup device in which the signal current of 1 is obtained and a video signal with good S / N is obtained.

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

【図1】本発明に係る固体撮像装置の概念の一例を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a concept of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】本発明の第1実施例の垂直走査回路部を示す回
路構成図である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a vertical scanning circuit unit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図2に示した実施例における垂直走査用シフト
レジスタの単位回路の構成例を示す回路構成図である。
3 is a circuit configuration diagram showing a configuration example of a unit circuit of a vertical scanning shift register in the embodiment shown in FIG.

【図4】図2に示した実施例の動作を説明するためのタ
イミング図である。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.

【図5】本発明の第2実施例の垂直走査回路部を示す回
路構成図である。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a vertical scanning circuit unit according to a second embodiment of the present invention.

【図6】図5示した実施例の動作の一例を説明するため
の各信号のタイミング図である。
6 is a timing chart of each signal for explaining an example of the operation of the embodiment shown in FIG.

【図7】図5示した実施例の他の動作例を説明するため
の各信号のタイミング図である。
FIG. 7 is a timing chart of each signal for explaining another operation example of the embodiment shown in FIG.

【図8】図7に示した動作タイミングにより動作させた
場合の画素マトリックスの選択走査態様を示す図であ
る。
8 is a diagram showing a selective scanning mode of a pixel matrix when operated at the operation timing shown in FIG.

【図9】従来のノンインターレース走査方式による画素
マトリックスの走査態様を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a scanning mode of a pixel matrix by a conventional non-interlaced scanning method.

【図10】従来のCMD固体撮像装置の構成例を示す回路
構成図である。
FIG. 10 is a circuit configuration diagram showing a configuration example of a conventional CMD solid-state imaging device.

【図11】図10に示したCMD固体撮像装置のノンインタ
ーレース走査動作を説明するための各信号のタイミング
図である。
11 is a timing chart of each signal for explaining a non-interlaced scanning operation of the CMD solid-state imaging device shown in FIG.

【図12】図10に示したCMD固体撮像装置をインターレ
ース走査方式で走査を行う場合のAフィールド走査時の
垂直走査信号を示す図である。
12 is a diagram showing a vertical scanning signal during A field scanning when the CMD solid-state imaging device shown in FIG. 10 is scanned by an interlaced scanning system.

【図13】同じくBフィールド走査時の垂直走査信号を示
す図である。
FIG. 13 is a diagram similarly showing a vertical scanning signal during B field scanning.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 垂直走査回路部 101 垂直走査用シフトレジスタ 102-1 ,102-2 ,・・・ 102-m 垂直走査用シフトレジス
タの単位回路 103-1 ,103-2 ,・・・ 103-m 2入力NANDゲート 104 レベルミックス回路 105-1 ,105-2 ,・・・ 105-m レベルミックス回路の単
位回路 106-1 ,106-2 ,・・・ 106-(m-1) 第2の2入力NAN
Dゲート
100 vertical scanning circuit unit 101 vertical scanning shift register 102-1, 102-2, ... 102-m vertical scanning shift register unit circuit 103-1, 103-2, ... 103-m 2-input NAND Gate 104 Level mix circuit 105-1, 105-2, ... 105-m Unit circuit of level mix circuit 106-1, 106-2, ... 106- (m-1) Second 2-input NAN
D gate

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光照射により生成され蓄積された電荷を
保持したまま非破壊的な信号読み出しが可能な固体撮像
素子を画素とし、該画素を行列状に配列してなる画素マ
トリックスを有する固体撮像装置において、1回の垂直
走査期間に画素マトリックスを連続する複数行を単位と
して、1行ずつ順次ずらして選択して読み出す走査手段
を備えていることを特徴とする固体撮像装置。
1. A solid-state image pickup having a pixel matrix in which pixels are solid-state image pickup elements capable of nondestructive signal readout while holding charges accumulated and generated by light irradiation, and the pixels are arranged in a matrix. A solid-state imaging device, comprising: a scanning means for sequentially selecting and reading out a pixel matrix in units of a plurality of consecutive rows in one vertical scanning period.
【請求項2】 光照射により生成され蓄積された電荷量
によりソース・ドレイン電流が変調されるトランジスタ
を1画素の構成要素として含み、該画素を行列状に配列
し、その周辺部に該画素の蓄積電荷に対応する前記ソー
ス・ドレイン電流を読み出すための読み出し信号と、該
画素の蓄積電荷を全て排出するためのリセット信号と、
該画素についてリセット後次の読み出しの前に蓄積電荷
の一部を排出するためのオーバーフロー信号を、選択的
に該画素のゲートに印加する駆動手段を備えた固体撮像
装置において、前記駆動手段は、複数の単位回路からな
り第1のクロックパルスと走査開始パルスとを入力する
垂直走査用シフトレジスタと、該垂直走査用シフトレジ
スタの各単位回路の出力と第2の半周期ずれた2つのク
ロックパルスを交互に入力する複数の2入力NANDゲ
ートと、該各2入力NANDゲートの出力がLow レベル
のときは読み出し信号レベル及びリセット信号レベル
を、Highレベルのときは蓄積信号レベル及びオーバーフ
ロー信号レベルを、前記垂直走査用シフトレジスタへ入
力する第1のクロックパルスに同期して出力する、複数
の単位回路からなるレベルミックス回路とで構成されて
いることを特徴とする固体撮像装置。
2. A transistor, the source / drain current of which is modulated by the amount of charge generated and accumulated by light irradiation, is included as a constituent element of one pixel, the pixels are arranged in a matrix, and the pixels are arranged in a peripheral portion thereof. A read signal for reading the source / drain current corresponding to the accumulated charges, and a reset signal for discharging all accumulated charges of the pixel,
In the solid-state imaging device including a driving unit that selectively applies, to the gate of the pixel, an overflow signal for discharging a part of the accumulated charge after the pixel is reset and before the next reading is performed, the driving unit includes: A vertical scanning shift register including a plurality of unit circuits to which a first clock pulse and a scan start pulse are input, and an output of each unit circuit of the vertical scanning shift register and two clock pulses shifted by a second half cycle. A plurality of 2-input NAND gates alternately inputting, and a read signal level and a reset signal level when the output of each 2-input NAND gate is a Low level, and an accumulation signal level and an overflow signal level when the output is a High level, A register composed of a plurality of unit circuits for outputting in synchronization with the first clock pulse input to the vertical scanning shift register. A solid-state imaging apparatus characterized by being composed of a LUMIX circuit.
【請求項3】 光照射により生成され蓄積された電荷量
によりソース・ドレイン電流が変調されるトランジスタ
を1画素の構成要素として含み、該画素を行列状に配列
し、その周辺部に該画素の蓄積電荷に対応する前記ソー
ス・ドレイン電流を読み出すための読み出し信号と、該
画素の蓄積電荷を全て排出するためのリセット信号と、
該画素についてリセット後次の読み出しの前に蓄積電荷
の一部を排出するためのオーバーフロー信号を、選択的
に該画素のゲートに印加する駆動手段を備えた固体撮像
装置において、前記駆動手段は、複数の単位回路からな
りクロックパルスと走査開始パルスとを入力する垂直走
査用シフトレジスタと、該垂直走査用シフトレジスタの
対応する単位回路の前段の単位回路の出力と第1のクロ
ックパルスとを入力する複数の第1の2入力NANDゲ
ートと、該第1の2入力NANDゲートの各出力と、前
記垂直走査用シフトレジスタの対応する単位回路の出力
を入力する複数の第2の2入力NANDゲートと、前記
第2の2入力NANDゲートの出力がLow レベルのとき
は読み出し信号レベル及びリセット信号レベルを、High
レベルのときは蓄積信号レベル及びオーバーフロー信号
レベルを、前記垂直走査用シフトレジスタへ入力するク
ロックパルスに同期して出力する、複数の単位回路から
なるレベルミックス回路とで構成されていることを特徴
とする固体撮像装置。
3. A pixel includes a transistor whose source / drain current is modulated by the amount of charge generated and accumulated by light irradiation, as a constituent element of one pixel, and the pixels are arranged in a matrix and peripheral portions of the pixel are arranged. A read signal for reading the source / drain current corresponding to the accumulated charges, and a reset signal for discharging all accumulated charges of the pixel,
In the solid-state imaging device including a driving unit that selectively applies, to the gate of the pixel, an overflow signal for discharging a part of the accumulated charge after the pixel is reset and before the next reading is performed, the driving unit includes: A vertical scanning shift register which is composed of a plurality of unit circuits and which receives a clock pulse and a scanning start pulse, and an output of the unit circuit in the preceding stage of the corresponding unit circuit of the vertical scanning shift register and the first clock pulse are inputted. A plurality of first 2-input NAND gates, a plurality of outputs of the first 2-input NAND gates, and a plurality of second 2-input NAND gates to which outputs of the corresponding unit circuits of the vertical scanning shift register are input And when the output of the second 2-input NAND gate is at the low level, the read signal level and the reset signal level are set to the high level.
And a level mix circuit including a plurality of unit circuits that outputs the accumulated signal level and the overflow signal level in synchronization with the clock pulse input to the vertical scanning shift register when the level is set. Solid-state imaging device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10243294A (en) * 1996-12-24 1998-09-11 Mitsubishi Electric Corp Solid-state image-pickup element and drive method therefor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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