JPH05268524A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPH05268524A
JPH05268524A JP4093386A JP9338692A JPH05268524A JP H05268524 A JPH05268524 A JP H05268524A JP 4093386 A JP4093386 A JP 4093386A JP 9338692 A JP9338692 A JP 9338692A JP H05268524 A JPH05268524 A JP H05268524A
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JP
Japan
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solid
sensor
pixels
horizontal transfer
horizontal
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Application number
JP4093386A
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English (en)
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Yasuto Maki
康人 真城
Motoaki Abe
元昭 阿部
Tadakuni Narabe
忠邦 奈良部
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Priority to US08/677,471 priority patent/US5801850A/en
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/024Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
    • H04N1/028Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
    • H04N1/03Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array
    • H04N1/031Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/04Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
    • H04N1/19Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays

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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数ラインの各画像情報に対する同時刻のサ
ンプリングを可能とした固体撮像装置を提供する。 【構成】 3列のHCCD21 〜23 の一端側にVCC
D4を設け、3列のセンサ列11 〜13 の各画素に蓄積
された信号電荷を、シフトレジスタ31 〜33 によって
HCCD21 〜23 に一斉に読み出し、3ライン分の全
画素の信号電荷を2次元的に同時刻でサンプリングする
とともに、VCCD4の出力側に電荷/電圧変換部5を
設けてこの電荷/電圧変換部5を各ラインに対して共用
化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に関し、
特にリニアセンサや2次元イメージセンサとして用いて
好適な固体撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】リニアセンサとしては、カラーイメージ
スキャナやデジタルカラー複写機等の画像情報入力部で
用いられている複数ライン、例えば3ラインをオンチッ
プしたリニアセンサが周知である。この3ラインのリニ
アセンサでは、各ラインの出力信号を1箇所から導出し
た方が、信号処理系を簡略化する上で、各ライン毎に3
箇所から出力信号を導出するよりも有利である。
【0003】図5に、3ラインの各出力信号を1箇所か
ら導出するようにしたリニアセンサの従来例を示す。同
図において、3本のアナログシフトレジスタ21 〜23
の出力側には、各ライン毎に切替えスイッチSW1〜S
W3が配置されており、これら切替えスイッチSW1〜
SW3が順番に切替え制御されることにより、各ライン
の信号が順次導出されるようになっている。図6に、2
相の水平転送クロックφ1,φ2、各シフトゲート31
〜33 の読出しパルスφrog1〜φrog3及び出力
信号Voutのタイミング関係を示す。なお、期間t
int は、各ライン毎の信号電荷の蓄積時間である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、各ラ
インの出力信号を1箇所から導出するようにした従来の
3ラインリニアセンサでは、3本のアナログシフトレジ
スタ21 〜23 の出力側での切替えスイッチSW1〜S
W3による各ラインの出力信号の切替え制御が必要な構
成となっているので、出力信号を連続的に読み出そうと
すると、各ラインの光信号のサンプリング時間をずらす
必要があり、3ライン分の画像情報を2次元的に同時刻
でサンプリングすることができないという欠点があっ
た。
【0005】本発明は、上述した点に鑑みてなされたも
のであり、複数ラインの各画像情報に対する同時刻のサ
ンプリングを可能とした固体撮像装置を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像装
置は、水平方向画素数が垂直方向画素数よりも多くなる
ように画素単位で2次元配列されたセンサ構造を有する
ものであって、水平方向に1次元に配列された所定数の
画素からなり、垂直方向に複数ライン分並べられた複数
のセンサ列と、これらセンサ列に対応して設けられて信
号電荷を水平方向に転送する複数の水平転送レジスタ
と、複数のセンサ列の各画素に蓄積された信号電荷を複
数の水平転送レジスタにそれぞれ転送する複数のシフト
ゲートと、複数の水平転送レジスタの一端側に設けられ
て複数の水平転送レジスタの転送による信号電荷を垂直
方向に順次転送する垂直転送レジスタと、この垂直転送
レジスタの出力側に設けられた電荷電圧変換部と、複数
のセンサ列の各々の垂直方向に並ぶ各画素を略同時サン
プリングすべく前記複数のシフトゲート、水平転送レジ
スタ及び垂直転送レジスタを駆動する駆動回路とから構
成されている。
【0007】
【作用】複数のセンサ列からなるセンサ構造を有し、各
センサ列の出力信号を1箇所から導出するようにした固
体撮像装置において、複数の水平転送レジスタの一端側
に垂直転送レジスタを設けるとともに、複数のセンサ列
の全画素に蓄積された信号電荷を複数の水平転送レジス
タに一斉に読み出す。これにより、複数のセンサ列の各
々の垂直方向に並ぶ各画素を同時サンプリングでき、複
数ラインの画像情報を2次元的に同時刻でサンプリング
できる。
【0008】また、垂直転送レジスタの出力側に電荷/
電圧変換部を設けることで、ライン毎に電荷/電圧変換
部を設ける必要がなくなり、単一の電荷/電圧変換部が
各ラインに対して共用化される。これにより、電荷/電
圧変換部間の特性のバラツキに起因するライン間の信号
レベルのバラツキを少なくできる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明の一実施例を示す構成図で
あり、ある基本となる大きさの正方形領域で見るとき、
水平方向画素数が垂直方向画素数よりも、例えば2倍以
上になるように画素単位で2次元配列されたセンサ構造
を有する固体撮像装置、例えば3ラインのリニアセンサ
に適用した場合を示す。
【0010】図において、本発明に係るセンサ構造は、
水平方向(H方向)に1次元に配列された所定数の画素
からなり、垂直方向(V方向)に3ライン分だけ並べら
れたセンサ列11 〜13 と、信号電荷をH方向に転送す
るCCD(Charge Coupled Device) からなるアナログシ
フトレジスタ(以下、HCCDと称する)21 〜2
3と、センサ列11 〜13 の各画素に蓄積された信号電
荷をHCCD21 〜23 にそれぞれ転送するシフトゲー
ト31 〜33 とによって構成されている。
【0011】HCCD21 〜23 の電荷転送方向の一端
側には、HCCD21 〜23 によって転送されてきた信
号電荷をV方向に順次転送するCCDアナログシフトレ
ジスタ(以下、VCCDと称する)4が設けられてい
る。このVCCD4によって転送された信号電荷は、V
CCD4の出力側に設けられた例えばフローティング・
ディフュージョン・アンプ構成の電荷/電圧変換部5に
よって電圧に変換(あるいは、リセット)される。この
電荷/電圧変換部5の出力電圧は、3ライン分のセンサ
出力Vout として外部に導出される。
【0012】また、HCCD21 〜23 、シフトゲート
1 〜33 及びVCCD4を駆動するために、タイミン
グジェネレータ(図示せず)を含む駆動回路6が設けら
れている。この駆動回路6は、3列のHCCD21 〜2
3 に対して全列とも共通に複数相(本例では、2相)の
水平転送クロックφH1,φH2を、3列のシフトゲー
ト31 〜33 に対して共通の読出しゲートパルスφRO
Gを、VCCD4に対して複数相(本例では、2相)の
垂直転送クロックφV1,φV2をそれぞれ供給する。
ここで、垂直転送クロックφV1,φV2の周波数は、
水平転送クロックφH1,φH2よりも高くなるように
設定されている。
【0013】次に、上記構成の3ラインのリニアセンサ
の動作につき、図2のタイミングチャートを参照しつつ
説明する。先ず、3列のセンサ列11 〜13 の各画素に
蓄積された信号電荷は、読出しパルスφROGの発生に
より、その立下がりタイミングでシフトゲート31 〜3
3によってHCCD21 〜23 に一斉に転送される。こ
れにより、3ライン分の全画素の信号電荷が2次元的に
同時刻でサンプリングされる。
【0014】HCCD21 〜23 への信号電荷の一斉転
送が終了すると、その信号電荷は2相の水平転送クロッ
クφH1,φH2によるHCCD21 〜23 の転送駆動
によって水平転送されてVCCD4へ順次転送され、さ
らに、水平転送クロックφH1,φH2よりも高い周波
数の2相の垂直転送クロックφV1,φV2によるVC
CD4の転送駆動によって垂直転送される。
【0015】そして、電荷/電圧変換部5で電圧に変換
されることにより、出力Vout として、例えば、先ず1
ライン目の左端の画素(D1-1)の信号が出力され、次に
2ライン目の左端の画素(D2-1)の信号が出力され、そ
の次に3ライン目の左端の画素(D3-1)の信号が出力さ
れる。続いて、1ライン目の左から2番目の画素(D1-
2)の信号が出力され、次に2ライン目の左から2番目の
画素(D2-2)の信号が出力され、その次に3ライン目の
左から2番目の画素(D3-2)の信号が出力される。以
下、同様にして、各ラインの垂直方向に並ぶ画素の信号
が順に繰り返して出力されることになる。
【0016】上述したように、3列のHCCD21 〜2
3 の一端側にVCCD4を設け、3列のセンサ列11
3 の各画素に蓄積された信号電荷を、読出しパルスφ
ROGの立下がりタイミングでシフトゲート31 〜33
によってHCCD21 〜23に一斉に読み出すことによ
り、3列のセンサ列11 〜13 の各々のV方向に並ぶ各
画素を同時サンプリングできるので、3ライン分の全画
素の信号電荷を2次元的に同時刻でサンプリングでき
る。
【0017】また、VCCD4の出力側に電荷/電圧変
換部5を設け、この電荷/電圧変換部5を各ラインに対
して共用化するようにしたことにより、従来例(図5参
照)のようにライン毎に電荷/電圧変換部51 〜53
設ける必要がなくなるため、電荷/電圧変換部間の特性
のバラツキに起因するライン間の信号レベルのバラツキ
を少なくすることができる。
【0018】なお、上記構成によれば、図2の出力Vou
t の波形から明かなように、各ラインの画素信号が交互
に出力されることになるが、図3に示すように、外部回
路としてサンプリング回路7を設け、このサンプリング
回路7において出力Vout を所定のタイミングでサンプ
リングして各ライン毎に画素信号を並び換えてテレビジ
ョン信号に変換することも容易に可能である。
【0019】また、上記3ラインのリニアセンサをカラ
ーリニアセンサとし、3列のセンサ列11 〜13 の各々
には、図4に示すように、3原色(R,G,B)が点順
次配列され、各センサ列においてV方向に同じ色が並ぶ
ように配された色コーディングを有することにより、出
力Vout として3ライン分の同色の画素信号をまとめて
導出できることになる。
【0020】さらに、上記実施例では、3ラインのリニ
アセンサに適用した場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、カラーイメージスキャナやデジ
タルカラー複写機の画像情報入力部など、水平方向画素
数が垂直方向画素数よりも多くなるように画素単位で2
次元配列されたセンサ構造を有する固体撮像装置全般に
適用し得るものである。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の水平転送レジスタの一端側に垂直転送レジスタを
設け、複数のセンサ列の各画素に蓄積された信号電荷
を、シフトゲートによって複数の水平転送レジスタに一
斉に読み出すように構成したことにより、複数のセンサ
列の各々の垂直方向に並ぶ各画素を同時サンプリングで
きるので、3ライン分の全画素の信号電荷を2次元的に
同時刻でサンプリングできる効果がある。
【0022】また、垂直転送レジスタの出力側に電荷/
電圧変換部を設け、この電荷/電圧変換部を各ラインに
対して共用化するように構成したことにより、ライン毎
に電荷/電圧変換部を設ける必要がなくなるため、電荷
/電圧変換部間の特性のバラツキに起因する各ライン間
の信号レベルのバラツキを少なくすることができる効果
もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図であり、例えば
3ラインのリニアセンサに適用した場合を示す。
【図2】本発明の動作説明のタイミングチャートであ
る。
【図3】本発明の変形例を示すブロック図である。
【図4】3ラインのカラーリニアセンサにおける各ライ
ンの色コーディングの一例を示す構成図である。
【図5】従来例を示す構成図である。
【図6】従来例の動作説明のタイミングチャートであ
る。
【符号の説明】
1 〜13 センサ列 21 〜23 水平転送用CCDアナログシフトレジスタ 31 〜33 シフトゲート 4 垂直転送用CCDアナログシフトレジスタ 5,51 〜53 電荷/電圧変換部 6 駆動回路 7 サンプリング回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水平方向画素数が垂直方向画素数よりも
    多くなるように画素単位で2次元配列されたセンサ構造
    を有する固体撮像装置であって、 水平方向に1次元に配列された所定数の画素からなり、
    垂直方向に複数ライン分並べられた複数のセンサ列と、 前記複数のセンサ列に対応して設けられて信号電荷を水
    平方向に転送する複数の水平転送レジスタと、 前記複数のセンサ列の各画素に蓄積された信号電荷を前
    記複数の水平転送レジスタにそれぞれ転送する複数のシ
    フトゲートと、 前記複数の水平転送レジスタの一端側に設けられて前記
    複数の水平転送レジスタの転送による信号電荷を垂直方
    向に順次転送する垂直転送レジスタと、 前記垂直転送レジスタの出力側に設けられた電荷/電圧
    変換部と、 前記複数のセンサ列の各々の垂直方向に並ぶ各画素を略
    同時サンプリングすべく前記複数のシフトゲート、前記
    水平転送レジスタ及び前記垂直転送レジスタを駆動する
    駆動回路とからなることを特徴とする固体撮像装置。
  2. 【請求項2】 前記垂直転送レジスタの駆動クロックの
    周波数は、前記水平転送レジスタの駆動クロックの周波
    数よりも高いことを特徴とする請求項1記載の固体撮像
    装置。
  3. 【請求項3】 前記センサ列、前記水平転送レジスタ及
    び前記シフトレジスタは、それぞれ3ライン分設けられ
    ていることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
  4. 【請求項4】 前記複数のセンサ列の各々は、3原色が
    点順次配列された色コーディグを有することを特徴とす
    る請求項1記載の固体撮像装置。
  5. 【請求項5】 前記複数のシフトゲートは、前記複数の
    センサ列の全画素に蓄積された信号電荷を前記複数の水
    平転送レジスタに同時に読み出すことを特徴とする請求
    項1記載の固体撮像装置。
  6. 【請求項6】 前記電荷/電圧変換部の出力をサンプリ
    ングして前記複数のセンサ列毎の画素信号を得るように
    したことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
JP4093386A 1992-03-19 1992-03-19 固体撮像装置 Pending JPH05268524A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4093386A JPH05268524A (ja) 1992-03-19 1992-03-19 固体撮像装置
US08/033,364 US5539536A (en) 1992-03-19 1993-03-18 Linear imaging sensor having improved charged transfer circuitry
KR1019930004120A KR100248616B1 (ko) 1992-03-19 1993-03-18 복수의 센서열을 갖는 리니어센서
US08/677,471 US5801850A (en) 1992-03-19 1996-07-10 Linear sensor having a plurality of sensor rows

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JP4093386A JPH05268524A (ja) 1992-03-19 1992-03-19 固体撮像装置

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JPH05268524A true JPH05268524A (ja) 1993-10-15

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KR (1) KR100248616B1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5969830A (en) * 1996-05-30 1999-10-19 Nec Corporation Color linear image sensor and driving method therefor

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JP2000164848A (ja) * 1998-11-27 2000-06-16 Sony Corp 固体撮像装置及びその駆動方法
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KR100606408B1 (ko) * 1998-12-12 2006-11-30 엘지.필립스 엘시디 주식회사 이미지촬영장치

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KR930020970A (ko) 1993-10-20
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