JPH05328226A - Solid-state image pickup device and its driving method - Google Patents

Solid-state image pickup device and its driving method

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JPH05328226A
JPH05328226A JP4129091A JP12909192A JPH05328226A JP H05328226 A JPH05328226 A JP H05328226A JP 4129091 A JP4129091 A JP 4129091A JP 12909192 A JP12909192 A JP 12909192A JP H05328226 A JPH05328226 A JP H05328226A
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Kazuya Kubo
加寿也 久保
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Abstract

PURPOSE:To improve the S/N by storing the charge of a picture element to a storage region by a 1st vertical scanning section and transferring the charge from the storage region to a storage section by a 2nd vertical scanning section. CONSTITUTION:When a 1st switching element 43 is turned on by a drive signal phi21 of a 1st shift register 32, the charge generated by each photodiode 42 of picture elements (1, 1)-(4, 1) is started to be read. In this case, the charge read from each photo diode 42 is stored in each storage region 44. When a drive signal phi11 is set by a 2nd shift register 32 in this state, the charge stored in a storage region 44 of each picture element 41 is transferred respectively to storage sections 35A1-35A4 of each column respectively and stored. Then, drive signals phi21, phi11 are turned off and the charge stored in the storage sections 35A1-35A4 is read and transferred by a horizontal read section 35 and outputted external sequentially via an amplifier 37 as a picture signal.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画素を2次元に配列し
た固体撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device in which pixels are two-dimensionally arranged.

【0002】近年、工業、医療の分野などで、地表、物
体或いは人体の温度を非接触で知る場合、赤外線センサ
により物体等から放射されている赤外線を検知する方法
があり、分解能向上から画素数の増加が求められてい
る。
In recent years, in the fields of industry and medicine, there is a method of detecting infrared rays radiated from an object or the like by an infrared sensor when the temperature of the surface of the earth, an object or a human body is known in a non-contact manner. Is required to increase.

【0003】このため、耐ノイズ性を向上させて、性能
向上を図る必要がある。
Therefore, it is necessary to improve noise resistance and performance.

【0004】[0004]

【従来の技術】図7に、従来の固体撮像装置の構成図を
示す。図7(A)はインタライン型の固体撮像装置を示
しており、図7(B)はラインアドレス型の固体撮像装
置を示している。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is a block diagram of a conventional solid-state image pickup device. 7A shows an interline solid-state imaging device, and FIG. 7B shows a line address solid-state imaging device.

【0005】図7(A)における固体撮像装置11は、
フォトダイオード12a、蓄積ゲート12b、トランス
ファゲート12cより構成される画素12が所定数(図
では3画素)、垂直読出しCCD13に垂直方向に設け
られる。この画素12の設けられた垂直読出し用CCD
13が所定数(図では3個)、水平読出し用CCD14
に水平方向に設けられる。すなわち、画素12はマトリ
クス状に配列される。そして、水平読出し用CCD14
よりアンプ15を介して出力される。
The solid-state image pickup device 11 shown in FIG.
A predetermined number (three pixels in the figure) of pixels 12 each including a photodiode 12a, a storage gate 12b, and a transfer gate 12c are provided in the vertical readout CCD 13 in the vertical direction. Vertical readout CCD provided with this pixel 12
13 is a predetermined number (three in the figure), horizontal readout CCD 14
Is installed horizontally. That is, the pixels 12 are arranged in a matrix. Then, the CCD 14 for horizontal reading
Is output via the amplifier 15.

【0006】この固体撮像装置11は、垂直方向の信号
読み出しと水平方向の信号読出しをCCD13,14で
行うものである。
In this solid-state image pickup device 11, the CCD 13 and 14 perform vertical signal reading and horizontal signal reading.

【0007】すなわち、何れかの画素12のフォトダイ
オード12aが受光すると電荷が蓄積ゲート12bに蓄
積され、トランスファゲート12cを介して垂直読出し
用CCD13に電荷を移送する。その後、垂直読出し用
CCD13より1行ごとに順次水平読出し用CCD14
に電荷を移送して順次アンプ15より信号を外部に取り
出すものである。
That is, when the photodiode 12a of any one of the pixels 12 receives the light, the charge is accumulated in the accumulation gate 12b, and the charge is transferred to the vertical readout CCD 13 via the transfer gate 12c. After that, the horizontal read CCD 14 is sequentially read line by line from the vertical read CCD 13.
The electric charges are transferred to and the signals are sequentially taken out from the amplifier 15 to the outside.

【0008】また、図7(B)における固体撮像装置1
6は、画素17を構成するフォトダイオード17a及び
スイッチング素子(例えばMOSFET)17bがそれ
ぞれマトリクス状(図では3×3画素)に配列される。
このうち、シフトレジスタ18が垂直方向に各画素17
を走査し、列ごとの並列蓄積部19に、受光によるフォ
トダイオード17aからの電荷が一旦蓄積される。そし
て、各並列蓄積部19から水平読出し部20に移送さ
れ、アンプ21を介して出力される。
Further, the solid-state image pickup device 1 shown in FIG.
In FIG. 6, photodiodes 17a and switching elements (for example, MOSFETs) 17b forming pixels 17 are arranged in a matrix (3 × 3 pixels in the figure).
Of these, the shift register 18 vertically shifts each pixel 17
Are scanned, and the charges from the photodiode 17a due to the light reception are temporarily stored in the parallel storage section 19 for each column. Then, the data is transferred from each parallel storage unit 19 to the horizontal reading unit 20 and output via the amplifier 21.

【0009】このような固体撮像装置16は、1行だけ
アクセスして信号を外部へ出力し、その後次の1行を同
様にして外部に読み出すものである。
Such a solid-state image pickup device 16 is designed to access only one row, output a signal to the outside, and then read the next one row to the outside in the same manner.

【0010】すなわち、シフトレジスタ18により1行
の各画素17から、1度に1列ごとに所定の並列蓄積部
19に電荷を読出し、その後に水平読出し部20により
水平方向の読出しを行ってアンプ21を介して信号を外
部へ出力させる。そして、1行分の信号の読出しが終了
した場合に、次の別の1行の画素17からの信号を同様
にして外部へ読み出すもので、1行単位で順次蓄積、読
出しを行うものである。
That is, the shift register 18 reads charges from each pixel 17 in one row into a predetermined parallel storage unit 19 one column at a time, and then a horizontal reading unit 20 reads out electric charges in the horizontal direction. The signal is output to the outside via 21. Then, when the reading of the signal for one row is completed, the signal from the pixel 17 of the next another row is similarly read out to the outside, and the accumulation and the reading are sequentially performed for each row. ..

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図7(A)に
示すインタライン型の固体撮像装置11は、各画素12
ごとに蓄積ゲート12bを有することから、画素(セ
ル)面積の縮小化を図ると、蓄積ゲートの面積も縮小し
て最大蓄積電荷量が減少することとなり、これによりS
N比が低下するという問題がある。
However, in the interline type solid-state image pickup device 11 shown in FIG.
Since each pixel has the storage gate 12b, if the pixel (cell) area is reduced, the area of the storage gate is also reduced and the maximum accumulated charge amount is reduced.
There is a problem that the N ratio decreases.

【0012】一方、図7(B)に示すラインアドレス型
の固体撮像装置16は、1列ごとに蓄積部19を有する
ことから、セル面積縮小による影響は少ない。しかし、
列方向の画素数が増加すると1行のアクセス時間が短く
なる。すなわち、フレーム周期がTF で画素がN行であ
る場合、積分時間の最長がTF /Nとなってアクセス時
間が短縮する。これにより、最大蓄積電荷量が減少し、
SN比が低下するという問題がある。
On the other hand, since the line address type solid-state image pickup device 16 shown in FIG. 7B has the storage section 19 for each column, the cell area reduction has little effect. But,
When the number of pixels in the column direction increases, the access time for one row becomes shorter. That is, when the frame period is T F and the pixels are N rows, the maximum integration time is T F / N, and the access time is shortened. This reduces the maximum accumulated charge,
There is a problem that the SN ratio decreases.

【0013】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、画素数の増加による最大蓄積電荷量の減少を防
止してSN比の向上を図る固体撮像装置を提供すること
を目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a solid-state image pickup device capable of improving the SN ratio by preventing a decrease in the maximum accumulated charge amount due to an increase in the number of pixels.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記課題は、受光素子で
発生した電荷を読み出す第1のスイッチング素子、及び
該第1のスイッチング素子で読み出された電荷を蓄積す
る蓄積領域、及び該蓄積領域の電荷を移送する第2のス
イッチング素子で構成される画素が二次元に配列された
画素部と、該画素部の該各画素の該第1のスイッチング
素子を行方向で駆動させる第1の垂直走査部と、該画素
部の該各画素の該第2のスインッチング素子を行方向で
駆動させる第2の垂直走査部と、該第2のスイッチング
素子により移送される前記電荷を列方向で蓄積する所定
数の蓄積部と、該各蓄積部の電荷を読み出して信号出力
する水平走査部と、で構成することにより解決される。
Means for Solving the Problems The above-mentioned problem is to provide a first switching element for reading out an electric charge generated in a light receiving element, an accumulation area for accumulating the electric charge read out by the first switching element, and the accumulation area. A pixel section in which pixels each composed of a second switching element that transfers the electric charges of the pixel section are two-dimensionally arranged, and a first vertical element that drives the first switching element of each pixel of the pixel section in the row direction. A scanning unit, a second vertical scanning unit that drives the second swinging element of each pixel of the pixel unit in the row direction, and the charges transferred by the second switching element are accumulated in the column direction. The problem can be solved by including a predetermined number of storage units and a horizontal scanning unit that reads out the electric charges of the storage units and outputs a signal.

【0015】また、駆動方法は、二次元で配列された画
素内の受光素子で発生した電荷及び該受光素子で発生す
る電荷を垂直方向で読み出して蓄積領域に蓄積させ、該
蓄積領域に蓄積された電荷及び該受光素子で発生する電
荷を垂直方向で移送させ、該電荷を列ごとの蓄積部に蓄
積させ、該各蓄積部に蓄積された電荷を水平方向で読み
出して信号出力させる。
In the driving method, the charges generated in the light receiving elements in the pixels arranged two-dimensionally and the charges generated in the light receiving elements are read out in the vertical direction and accumulated in the accumulation region, and accumulated in the accumulation region. The charges and the charges generated in the light receiving element are transferred in the vertical direction, the charges are accumulated in the accumulating unit for each column, and the charges accumulated in the accumulating units are read out in the horizontal direction and output as a signal.

【0016】[0016]

【作用】上述のように、列方向における各画素の蓄積領
域への電荷の蓄積を第1の垂直走査部で行い、蓄積領域
からの蓄積部への電荷の移送を第2の走査部で行う。そ
して、蓄積部の電荷を水平走査部により読み出して信号
を出力する。
As described above, the charge is stored in the storage region of each pixel in the column direction by the first vertical scanning unit, and the transfer of the charge from the storage region to the storage unit is performed by the second scanning unit. .. Then, the electric charge in the storage section is read out by the horizontal scanning section to output a signal.

【0017】これにより、蓄積部への電荷蓄積時間を長
くすることが可能であり、画素増加に伴って各画素の蓄
積領域が小さくなっても、最大蓄積電荷量の減少が防止
され、SN比の向上を図ることが可能となる。
As a result, it is possible to lengthen the charge storage time in the storage section, and even if the storage area of each pixel becomes smaller as the number of pixels increases, the maximum stored charge amount is prevented from decreasing and the SN ratio is reduced. Can be improved.

【0018】[0018]

【実施例】図1に、本発明の第1の実施例の構成図を示
す。図1における固体撮像装置31A は、第1及び第2
の垂直走査部である第1及び第2のシフトレジスタ3
2,33、画素部34A 、蓄積部35A1〜35A4、水平
走査部である水平読出し部36、及びアンプ37により
構成される。
FIG. 1 is a block diagram of the first embodiment of the present invention. The solid-state imaging device 31 A in FIG.
First and second shift registers 3 which are vertical scanning units of
2, 33, a pixel section 34 A , storage sections 35 A1 to 35 A4 , a horizontal reading section 36 which is a horizontal scanning section, and an amplifier 37.

【0019】画素部34A は、画素41が、例えば4行
×4列の二次元で配列されたものである。画素41は、
受光素子であるフォトダイオード42で発生した電荷が
第1のスイッチング素子(例えばMOSFET)43を
介して蓄積領域44に蓄積され、蓄積領域44の電荷が
第2のスイッチング素子(例えばMOSFET)45に
より移送される。
The pixel section 34 A has pixels 41 arranged two-dimensionally, for example, 4 rows × 4 columns. The pixel 41 is
The charges generated in the photodiode 42, which is a light receiving element, are accumulated in the accumulation region 44 via the first switching element (for example, MOSFET) 43, and the charges in the accumulation region 44 are transferred by the second switching element (for example, MOSFET) 45. To be done.

【0020】そして、各画素41の第1のスイッチング
素子43は行方向で同一のアドレスライン461 〜46
4 で駆動され、第2のスイッチング素子44は行方向で
同一のアドレスライン471 〜474 で駆動される。ま
た、第2のスイッチング素子45で移送される電荷は、
データライン481 〜484 を介して、列ごとに設けら
れた蓄積部35A1〜35A4にそれぞれ送られる。
The first switching element 43 of each pixel 41 has the same address lines 46 1 to 46 in the row direction.
Is driven by 4, it is driven by the same address lines 47 1 to 47 4 in the second switching element 44 in the row direction. In addition, the charge transferred by the second switching element 45 is
It is sent via the data lines 48 1 to 48 4 to the storage units 35 A1 to 35 A4 provided for each column.

【0021】水平読出し部36は、蓄積部35A1〜35
A4に蓄積された電荷を読出すもので、アンプ37を介し
て画像信号を出力する。
The horizontal reading section 36 includes storage sections 35 A1 to 35 A3.
The charge accumulated in A4 is read out, and an image signal is output via the amplifier 37.

【0022】なお、各蓄積部35A1〜35A4の面積は、
各画素41における蓄積領域44の面積よりも大きいも
のとして形成される。
The area of each storage unit 35 A1 to 35 A4 is
It is formed to be larger than the area of the storage region 44 in each pixel 41.

【0023】ここで、図2に、図1の動作タイムチャー
トを示す。なお、図1における画素を4行×4列の位置
付けとして、行列表示で行う。また、第1のシフトレジ
スタ32の駆動信号をφ21〜φ24とし、第2のシフ
トレジスタ33の駆動信号をφ11〜φ14とする。
Here, FIG. 2 shows an operation time chart of FIG. The pixels in FIG. 1 are positioned in 4 rows × 4 columns and are displayed in a matrix. The drive signals of the first shift register 32 are φ21 to φ24, and the drive signals of the second shift register 33 are φ11 to φ14.

【0024】この場合、第2のシフトレジスタ33から
出力される駆動信号φ11〜φ14は、画素部34A
垂直方向の画素41の読み出しを順次行うためのパルス
で、複数が同時にオン状態になることはない。一方、第
1のシフトレジスタ32から出力される駆動信号φ21
〜φ24は、フォトダイオード42からの電荷読み出し
の時間を決めるためのパルスで、複数が同時にオン状態
であってもよい。
In this case, the drive signals φ11 to φ14 output from the second shift register 33 are pulses for sequentially reading the pixels 41 in the vertical direction of the pixel portion 34 A , and a plurality of them are simultaneously turned on. There is no such thing. On the other hand, the drive signal φ21 output from the first shift register 32
.Phi.24 is a pulse for determining the time for reading out the charges from the photodiode 42, and a plurality of pulses may be in the ON state at the same time.

【0025】いま、第1のシフトレジスタ32の駆動信
号φ21により第1のスイッチング素子43がオン状態
となると、画素(1,1),(2,1),(3,1),
(4,1)の各フォトダイオード42で発生した電荷の
読み出しが開始される。この時、第2のシフトレジスタ
33からの駆動信号φ11は未だオフ状態であり、その
ため各フォトダイオード42より読み出された電荷は、
各蓄積領域44に蓄積される。
Now, when the first switching element 43 is turned on by the drive signal φ21 of the first shift register 32, the pixels (1, 1), (2, 1), (3, 1),
The reading of the charge generated in each photodiode 42 of (4, 1) is started. At this time, the drive signal φ11 from the second shift register 33 is still in the off state, and therefore the charge read from each photodiode 42 is
It is accumulated in each accumulation area 44.

【0026】そこで、この状態で第2のシフトレジスタ
33により駆動信号φ11がオン状態となると、各画素
41の蓄積領域44に蓄積された電荷が列ごとの蓄積部
35 A1〜35A4にそれぞれ移送されて蓄積される。この
場合、蓄積領域44に蓄積された電荷が総て移送されて
も、駆動信号φ21はオン状態のままであり、フォトダ
イオード42からの電荷が直接に蓄積部35A1〜35A4
に移送される。すなわち、駆動信号φ11とφ21が共
にオン状態のときには、蓄積領域44はチャネルとして
動作することになる。
Therefore, in this state, the second shift register
When the drive signal φ11 is turned on by 33, each pixel
The charge accumulated in the accumulation region 44 of 41 is accumulated in each column.
35 A1~ 35A4Are transferred to and accumulated in each. this
In this case, all the charges accumulated in the accumulation region 44 are transferred.
Drive signal φ21 remains on,
The charge from the ion 42 is directly accumulated in the storage unit 35.A1~ 35A4
Be transferred to. That is, both drive signals φ11 and φ21 are
When in the ON state, the storage area 44 serves as a channel.
It will work.

【0027】そして、駆動信号φ21,φ11がオフ状
態となり、蓄積部35A1〜35A4に蓄えられた電荷は、
水平読出し部36に読み出されて移送され、画像信号と
してアンプ37を介して外部に順次出力される。
Then, the drive signals φ21 and φ11 are turned off, and the charges accumulated in the accumulators 35 A1 to 35 A4 are
The image data is read out by the horizontal reading section 36 and transferred, and is sequentially output as an image signal to the outside via the amplifier 37.

【0028】また、蓄積部35A1〜35A4の蓄積中に
は、第1のシフトレジスタ32より駆動信号φ22がオ
ン状態になっており、画素(1,2),(2,2),
(3,2),(4,2)の各蓄積領域44への電荷読み
出しが行われている。そして、同様にして水平読出し部
36より画像信号が出力される。
During storage of the storage units 35 A1 to 35 A4 , the drive signal φ22 from the first shift register 32 is in the ON state, and the pixels (1, 2), (2, 2),
The charges are read out to the storage regions 44 of (3, 2) and (4, 2). Then, in the same manner, the horizontal reading section 36 outputs the image signal.

【0029】これらを、第1及び第2のシフトレジスタ
32,33の駆動信号φ24,φ14まで、順次繰り返
して行うものである。
These operations are sequentially repeated up to the drive signals .phi.24 and .phi.14 for the first and second shift registers 32 and 33.

【0030】なお、水平読出し部36で画素(1,1)
〜(4,1)におけるフォトダイオード42の電荷の水
平読み出しを行っている間に、画素(1,2)〜(4,
2)のフォトダイオード42の電荷を蓄積部35A1〜3
A4に流入させてもよく、同様にして画素(1,3)〜
(4,3)におけるフォトダイオードの電荷の読み出し
を行ってもよい。
In the horizontal reading section 36, the pixel (1, 1)
To (4, 1) while the charges of the photodiode 42 are being read out horizontally, the pixels (1, 2) to (4,
The charge of the photodiode 42 of 2) is accumulated in the storage sections 35 A1 to 35 A3.
5 A4 may be made to flow in the same manner as pixel (1, 3) to
You may read the electric charge of the photodiode in (4, 3).

【0031】このように、実効的な蓄積領域の面積は、
蓄積部35A1〜35A4の面積になることから、大きな蓄
積面積を設定することができる。また、実効的な積分時
間は第1のシフトレジスタ32による出力パルス(φ2
1〜φ24)のパルス幅となり、前述のTF /Nより大
きな値を得ることができる。
Thus, the effective storage area is
Since the area is the area of the storage parts 35 A1 to 35 A4 , a large storage area can be set. Further, the effective integration time is determined by the output pulse (φ2
The pulse width is 1 to φ24), and a value larger than the above T F / N can be obtained.

【0032】すなわち、インタライン型における蓄積時
間と、ラインアドレス型における蓄積面積の長所を採り
入れて最大蓄積電荷量の減少を防止することができる。
従って、画素数が増加して画素41の蓄積領域44が縮
小しても最大蓄積電荷量が減少せず、SN比の向上を図
ることができる。
That is, it is possible to prevent the decrease of the maximum accumulated charge amount by taking advantage of the accumulation time of the interline type and the accumulation area of the line address type.
Therefore, even if the number of pixels increases and the storage region 44 of the pixel 41 shrinks, the maximum amount of accumulated charge does not decrease, and the SN ratio can be improved.

【0033】次に、図3に、本発明の第2の実施例の構
成図を示す。図3における固体撮像装置31B は、画素
部34B が、列方向で隣接する2つの画素41に単一の
蓄積領域51を設けて共用させたものである。
Next, FIG. 3 shows a block diagram of a second embodiment of the present invention. In the solid-state imaging device 31 B shown in FIG. 3, the pixel portion 34 B is provided with a single storage region 51 shared by two adjacent pixels 41 in the column direction.

【0034】この場合、第1のシフトレジスタ32の駆
動信号φ21が1行目及び2行目の画素41を駆動し、
駆動信号φ22が3行目及び4行目の画素41を駆動す
る。そして駆動信号φ21,φ22は、各行に設けられ
たゲート(例えば、MOSFET)52を介して各画素
41に供給され、1,3行目のゲート52は第1のイン
タレース信号φf1で制御され、2,4行目のゲート5
2は第2のインタレース信号φf2で制御される。
In this case, the drive signal φ21 of the first shift register 32 drives the pixels 41 in the first and second rows,
The drive signal φ22 drives the pixels 41 in the third and fourth rows. Then, the drive signals φ21 and φ22 are supplied to each pixel 41 via a gate (for example, MOSFET) 52 provided in each row, and the gates 52 in the first and third rows are controlled by the first interlaced signal φf1. Gate 5 in the second and fourth rows
2 is controlled by the second interlaced signal φf2.

【0035】また、第2のシフトレジスタ33の駆動信
号φ11,φ12は各蓄積領域51に対応する1つの第
2のスイッチング素子45を駆動する。すなわち、蓄積
領域51を共用させた2つの画素41のうち、何れかの
画素41の第2のスイッチング素子45を省くことがで
きるものである。
The drive signals φ11 and φ12 of the second shift register 33 drive one second switching element 45 corresponding to each storage region 51. That is, the second switching element 45 of any one of the two pixels 41 sharing the storage region 51 can be omitted.

【0036】なお、他の構成は図1と同様である。The other structure is similar to that of FIG.

【0037】ここで、図4に、図3の動作タイムチャー
トを示す。図3の固体撮像装置31 B の電荷の読み出し
原理は図1(図2)と同様であり、その駆動順序を異に
するのみである。すなわち、第1のシフトレジスタ32
によるフォトダイオード42からの電荷読み出しを、フ
ィールド切り換え信号φf1,φf2により1行置きに
行うもので、列方向インタレースで読み取りを行うもの
である。
FIG. 4 shows the operation time chart of FIG.
Indicates the The solid-state imaging device 31 of FIG. BRead out charge
The principle is the same as in Fig. 1 (Fig. 2), but the driving order is different.
Only to do so. That is, the first shift register 32
The charge read from the photodiode 42 by
Every other row by field switching signals φf1 and φf2
What to do and what to read with column-wise interlace
Is.

【0038】図4に示すように、第1のフィールド切り
換え信号φf1のオン状態中で1行目及び3行目の奇数
行を駆動し、第2のフィールド切り換え信号φf2のオ
ン状態中で2行目及び4行目の偶数行を駆動するもので
ある。
As shown in FIG. 4, while the first field switching signal φf1 is on, the first and third odd-numbered rows are driven, and when the second field switching signal φf2 is on, two rows are driven. It drives the even numbered rows of the fourth and fourth rows.

【0039】従って、画素41の列方向で隣接する2画
素を蓄積領域51を共用させることができるものであ
る。
Therefore, two pixels adjacent to each other in the column direction of the pixel 41 can share the storage region 51.

【0040】次に、図5に、本発明の第3の実施例の構
成図を示す。図5における固体撮像装置31C は、画素
部34C が行方向で隣接する2つの画素41に単一の蓄
積領域61を設けて共用させたものである。
Next, FIG. 5 shows a block diagram of a third embodiment of the present invention. In the solid-state imaging device 31 C shown in FIG. 5, a single storage region 61 is shared by two pixels 41 adjacent to each other in the row direction in the pixel section 34 C.

【0041】この場合、第1のシフトレジスタ32から
の駆動信号φ21〜φ24のそれぞれは、各行の奇数列
の画素41の第1のスイッチング素子43を、ゲート
(例えばMOSFET)62aを介して供給されると共
に、各行の偶数列の画素41の第1のスイッチング素子
43を、ゲート(例えばMOSFET)62bを介して
供給される。
In this case, each of the drive signals φ21 to φ24 from the first shift register 32 is supplied to the first switching element 43 of the pixel 41 in the odd column of each row via the gate (for example, MOSFET) 62a. At the same time, the first switching elements 43 of the pixels 41 in the even columns of each row are supplied via the gate (for example, MOSFET) 62b.

【0042】そして、ゲート62bを第1のフィールド
切り換え信号φf1で制御し、ゲート62aを第2のフ
ィールド切り換え信号φf2で制御する。
The gate 62b is controlled by the first field switching signal φf1 and the gate 62a is controlled by the second field switching signal φf2.

【0043】また、第2のシフトレジスタ33の駆動信
号φ11〜φ14は、各蓄積領域61に対応する1つの
第2のスイッチング素子45を駆動する。すなわち、蓄
積領域61を共用させた2つの画素41のうち、何れか
の画素41の第2のスイッチング素子45を省くことが
できるものである。
The drive signals φ11 to φ14 of the second shift register 33 drive one second switching element 45 corresponding to each storage area 61. That is, the second switching element 45 of any one of the two pixels 41 sharing the storage region 61 can be omitted.

【0044】この場合、データは、各列の蓄積領域61
から送られるものであることから、2本のデータライン
631 ,632 を介して2つの蓄積部35B1,35B2
電荷が蓄積される。
In this case, the data is the storage area 61 of each column.
The electric charges are stored in the two storage units 35 B1 and 35 B2 via the two data lines 63 1 and 63 2 because they are transmitted from the storage unit 35 B1 and 35 B2 .

【0045】なお、他の構成は図1と同様である。The other structure is the same as that of FIG.

【0046】ここで、図6に、図5の動作タイムチャー
トを示す。図3では、列方向のインタレースで信号電荷
の読み出しを行った場合であり、図5では行方向のイン
タレースで信号電荷を読み出しを行うものである。
Here, FIG. 6 shows an operation time chart of FIG. In FIG. 3, the signal charges are read by interlacing in the column direction, and in FIG. 5, the signal charges are read by interlacing in the row direction.

【0047】すなわち、第1のシフトレジスタ32によ
るフォトダイオード42からの電荷読み出しを、フィー
ルド切り換え信号φf1,φf2により1列置きに行う
ものであり、水平読出し部36による信号の出力は図
1,図3と同様である。
That is, the charge read from the photodiode 42 by the first shift register 32 is performed every other column by the field switching signals φf1 and φf2, and the signal output by the horizontal read section 36 is shown in FIGS. Same as 3.

【0048】図6に示すように、第1のフィールド切り
換え信号φf1のオン状態中で、1列目及び3列目の奇
数列を駆動し、第2のフィールド切り換え信号φf2の
オン状態中で、2列目及び4列目の偶数列を駆動するも
のである。
As shown in FIG. 6, while the first field switching signal φf1 is on, the first and third odd columns are driven, and the second field switching signal φf2 is on, The even-numbered columns of the second and fourth columns are driven.

【0049】このように、画素41の行方向で隣接する
2画素を蓄積領域61で共用させることができるもので
ある。
As described above, two pixels adjacent to each other in the row direction of the pixel 41 can be shared by the storage region 61.

【0050】なお、上記第1〜第3の実施例は画素41
を4行×4列の二次元で配列した場合を示しているが、
その数を限るものではない。
In the first to third embodiments, the pixel 41 is used.
Shows the case where the two-dimensional arrangement of 4 rows × 4 columns is
The number is not limited.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、画素の蓄
積領域への電荷の蓄積を第1の垂直走査部で行い、蓄積
領域からの蓄積部への電荷の移送を第2の垂直走査部で
行うことにより、画素数増加による最大蓄積電荷量の減
少を防止することができ、SN比の向上を図ることがで
きる。
As described above, according to the present invention, the charge is accumulated in the accumulation region of the pixel by the first vertical scanning unit, and the charge is transferred from the accumulation region to the accumulation unit in the second vertical scanning unit. By performing the scanning unit, it is possible to prevent the maximum accumulated charge amount from decreasing due to the increase in the number of pixels, and it is possible to improve the SN ratio.

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

【図1】本発明の第1の実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の動作タイムチャートである。FIG. 2 is an operation time chart of FIG.

【図3】本発明の第2の実施例の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention.

【図4】図3の動作タイムチャートである。FIG. 4 is an operation time chart of FIG.

【図5】本発明の第3の実施例の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a third embodiment of the present invention.

【図6】図5の動作タイムチャートである。6 is an operation time chart of FIG.

【図7】従来の固体撮像装置の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31A 〜31C 固体撮像装置 32 第1のシフトレジスタ 33 第2のシフトレジスタ 34A 〜34C 画素部 35A1〜35A4,35B1,35B2 蓄積部 36 水平読出し部 37 アンプ 41 画素 42 フォトダイオード 43 第1のスイッチング素子 44,51,61 蓄積領域 45 第2のスイッチング素子31 A to 31 C Solid-state imaging device 32 First shift register 33 Second shift register 34 A to 34 C Pixel unit 35 A1 to 35 A4 , 35 B1 , 35 B2 storage unit 36 Horizontal readout unit 37 Amplifier 41 Pixel 42 Photo Diode 43 First switching element 44, 51, 61 Storage area 45 Second switching element

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 受光素子(42)で発生した電荷を読み
出す第1のスイッチング素子(43)、及び該第1のス
イッチング素子(43)で読み出された電荷を蓄積する
蓄積領域(44,51,61)、及び該蓄積領域(4
4,51,61)の電荷を移送する第2のスイッチング
素子(45)で構成される画素(41)が二次元に配列
された画素部(34A 〜34c )と、 該画素部(34A 〜34C )の該各画素(41)の該第
1のスイッチング素子(43)を行方向で駆動させる第
1の垂直走査部(32)と、 該画素部(34A 〜34C )の該各画素(41)の該第
2のスインッチング素子(45)を行方向で駆動させる
第2の垂直走査部(33)と、 該第2のスイッチング素子(45)により移送される前
記電荷を列方向で蓄積する所定数の蓄積部(35A1〜3
A4,35B1,35B2)と、 該各蓄積部(35A1〜35A4,35B1,35B2)の電荷
を読み出して信号出力する水平走査部(36)と、 を有することを特徴とする固体撮像素子。
1. A first switching element (43) for reading out an electric charge generated by a light receiving element (42), and an accumulation region (44, 51) for accumulating the electric charge read out by the first switching element (43). , 61) and the storage area (4
4, 51, 61) and a pixel portion (34 A to 34 c ) in which pixels (41) each composed of a second switching element (45) for transferring charges are arranged two-dimensionally, and the pixel portion (34 Of the first vertical scanning unit (32) for driving the first switching element (43) of each of the pixels (41) of A to 34 C ) in the row direction, and the pixel unit (34 A to 34 C ). A second vertical scanning unit (33) for driving the second swinging element (45) of each pixel (41) in the row direction, and a column for transferring the charges transferred by the second switching element (45). a predetermined number of storage section for storing in a direction (35 A1 to 3
5 A4 , 35 B1 , 35 B2 ) and a horizontal scanning section (36) for reading out the electric charges of the respective storage sections (35 A1 to 35 A4 , 35 B1 , 35 B2 ) and outputting the signals. Solid-state image sensor.
【請求項2】 前記画素部(34B )の前記画素(4
1)のうち、列方向で隣接する2画素の前記蓄積領域
(51)を共用させ、該2画素のうち何れかの前記第2
のスイッチング素子(45)を省くことを特徴とする請
求項1記載の固体撮像装置。
2. The pixel (4) of the pixel section (34 B )
In 1), the storage areas (51) of two pixels adjacent in the column direction are shared, and the second one of the two pixels of the two storage pixels is shared.
2. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the switching element (45) is omitted.
【請求項3】 前記画素部(34C )の前記画素(4
1)のうち、行方向で隣接する2画素の前記蓄積領域
(61)を共用させ、該2画素のうち何れかの前記第2
のスイッチング素子(45)を省くことを特徴とする請
求項1記載の固体撮像装置。
3. The pixel (4) of the pixel section (34 C ).
In 1), the storage areas (61) of two pixels adjacent in the row direction are shared, and the second of any one of the two pixels is shared.
2. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the switching element (45) is omitted.
【請求項4】 二次元で配列された画素(41)内の受
光素子(42)で発生した電荷を垂直方向で読み出して
蓄積領域(44,51,61)に蓄積させる工程と、 該蓄積領域(44,51,61)に蓄積された電荷及び
該受光素子(42)で発生する電荷を垂直方向で移送さ
せ、該電荷を列ごとの蓄積部(35A1〜35A4,3
B1,35B2)に蓄積させる工程と、 該各蓄積部(35A1〜35A4,35B1,35B2)に蓄積
された電荷を水平方向で読み出して信号出力させる工程
と、 を含むことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
4. A step of vertically reading out electric charges generated in a light receiving element (42) in a pixel (41) arranged two-dimensionally and accumulating them in an accumulating area (44, 51, 61), and the accumulating area. The charges accumulated in (44, 51, 61) and the charges generated in the light receiving element (42) are vertically transferred, and the charges are accumulated for each column (35 A1 to 35 A4 , 3).
5 B1 , 35 B2 ) and a step of reading out the electric charges accumulated in the respective accumulating sections (35 A1 to 35 A4 , 35 B1 , 35 B2 ) in the horizontal direction and outputting a signal. A method of driving a characteristic solid-state imaging device.
【請求項5】 列方向で隣接する2つの前記画素(4
1)の前記蓄積領域(51)を共用させ、前記受光素子
(42)で発生した電荷を1行置きで該蓄積領域(5
1)に蓄積させると共に、該蓄積領域(51)で蓄積さ
れた電荷及び該受光素子(42)で発生する電荷を1行
置きで移送させて蓄積部(35A1〜35A4)に蓄積させ
ることを含む請求項4記載の固体撮像装置の駆動方法。
5. The two pixels (4
The storage region (51) of 1) is shared, and the charge generated in the light receiving element (42) is stored every other row in the storage region (5).
1), and at the same time, the charges accumulated in the accumulation region (51) and the charges generated in the light receiving element (42) are transferred every other row and accumulated in the accumulation units (35 A1 to 35 A4 ). The method for driving a solid-state imaging device according to claim 4, further comprising:
【請求項6】 行方向で隣接する2つの前記画素(4
1)の前記蓄積領域(61)を共用させ、前記受光素子
(42)で発生した電荷を1列置きで該蓄積領域(6
1)に蓄積させると共に、該蓄積領域(61)で蓄積さ
れた電荷及び該受光素子(42)で発生する電荷を1列
置きで移送させて蓄積部(35B1,35B2)に蓄積させ
ることを含む請求項4記載の固体撮像装置の駆動方法。
6. The two pixels (4
The storage region (61) of 1) is shared, and the charge generated in the light receiving element (42) is stored every other column in the storage region (6).
1), and at the same time, the charges accumulated in the accumulation region (61) and the charges generated in the light receiving element (42) are transferred every other column and accumulated in the accumulation parts (35 B1 , 35 B2 ). The method for driving a solid-state imaging device according to claim 4, further comprising:
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