JPH0771234B2 - Solid-state image sensor and driving method thereof - Google Patents
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- JPH0771234B2 JPH0771234B2 JP62152462A JP15246287A JPH0771234B2 JP H0771234 B2 JPH0771234 B2 JP H0771234B2 JP 62152462 A JP62152462 A JP 62152462A JP 15246287 A JP15246287 A JP 15246287A JP H0771234 B2 JPH0771234 B2 JP H0771234B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、CCD(電荷結合素子)等の固体撮像素子及び
その駆動方式に関し、特に固体撮像素子のダイナミック
レンジ及び開口率の向上を図るとともに、感度を可変し
得るようにしたものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid-state imaging device such as a CCD (charge-coupled device) and a driving method thereof, and particularly to improve the dynamic range and aperture ratio of the solid-state imaging device. The sensitivity is variable.
(従来の技術) 従来から、CCD等の固体撮像素子が光電変換素子として
各種テレビカメラや電子スチルカメラ等に用いられてお
り、この種固体撮像素子はイメージャ部に照射される撮
像光を光電変換して得られる信号電荷を2相ないし4相
のクロックパルスによって順次転送して読み出すことに
より撮像光に応じた映像信号を出力するものである。(Prior Art) Conventionally, a solid-state image sensor such as a CCD has been used as a photoelectric conversion element in various television cameras, electronic still cameras, and the like. The signal charges obtained in this manner are sequentially transferred and read by two-phase to four-phase clock pulses and read out to output a video signal corresponding to the imaging light.
例えば、インタライン型CCDは第6図に示す如く、光電
変換部1と交互に配列された垂直転送部2とから成るイ
メージャ部3及び水平転送部4とから構成されており、
上記光電変換部1にて得られた信号電荷は駆動回路5か
ら供給されるクロックパルスCPによって垂直転送部2及
び水平転送部4を介して掃き出されるようになってい
る。For example, as shown in FIG. 6, the interline CCD is composed of an imager section 3 including a photoelectric conversion section 1 and vertical transfer sections 2 alternately arranged, and a horizontal transfer section 4,
The signal charges obtained by the photoelectric conversion unit 1 are swept out through the vertical transfer unit 2 and the horizontal transfer unit 4 by the clock pulse CP supplied from the drive circuit 5.
(発明が解決すべき問題点) ところで、上述の如きインタライン型CCDにおいては、
上記垂直転送部2の転送電荷量によってこのCCDのダイ
ナミックレンジが制限されてしまう。(Problems to be Solved by the Invention) By the way, in the interline CCD as described above,
The dynamic range of the CCD is limited by the transfer charge amount of the vertical transfer unit 2.
また、垂直転送部2の転送電荷量を多くすることによっ
てダイナミックレンジを増大させることができるが、そ
の場合にはイメージャ部3における垂直転送部2の占有
面積が大きくなり開口率が低下してしまうため感度が悪
くなってしまう。Further, the dynamic range can be increased by increasing the transfer charge amount of the vertical transfer unit 2, but in that case, the area occupied by the vertical transfer unit 2 in the imager unit 3 becomes large and the aperture ratio decreases. Therefore, the sensitivity becomes poor.
(問題点を解決するための手段) 本発明は上述の如き実情に鑑みてなされたものであり、
ダイナミックレンジの拡大と開口率の拡大という相反す
る条件を共に満たし得るとともに、感度を可変し得る固
体撮像素子及びその駆動方式を提供することを目的とす
る。(Means for Solving Problems) The present invention has been made in view of the above-mentioned actual circumstances,
It is an object of the present invention to provide a solid-state image pickup device capable of satisfying the contradictory conditions of widening the dynamic range and widening the aperture ratio and varying the sensitivity, and a driving method thereof.
そして、本発明はこの目的を達成するために第1図に示
す如く、各画素に対応して撮像光を光電変換する光電変
換部10とこれら光電変換部10からの電荷を転送する垂直
転送部11とを有するイメージャ部12と、 このイメージャ部12から転送される各光電変換部10から
の電荷を一旦蓄積する積分器13と、 この積分器13から掃き出される電荷を映像信号として出
力するための垂直レジスタ15と水平転送部14とを備え、 上記イメージャ部12における垂直転送部11の占有面積を
光電変換部10の占有面積に比して十分小さく形成すると
ともに、上記各積分器13の蓄積容量を、1回の露光によ
って各光電変換部10にて得られる電荷量よりも多くし、 各光電変換部10にて得られる電荷を複数回に分けて上記
垂直転送部11に掃き出すとともに上記水平転送部14から
の掃き出しに間に合うように上記垂直転送部11から各積
分器13に高速で転送するようにしたことを特徴とする固
体撮像素子、及び各画素に対応して撮像光を光電変換す
る光電変換部10とこれら光電変換部10からの電荷を転送
する垂直転送部11とを有するイメージャ部12と、 このイメージャ部12から転送される各光電変換部10から
の電荷を一旦蓄積する積分器13と、 この積分器13から掃き出される電荷を映像信号として出
力するための垂直レジスタ15と水平転送部14とを備え、 上記イメージャ部12における垂直転送部11の占有面積を
光電変換部10の占有面積に比して十分小さく形成すると
ともに、上記各積分器13の蓄積容量を、1回の露光によ
って各光電変換部10にて得られる電荷量よりも多くし、 各光電変換部10にて得られる電荷を複数回に分けて上記
垂直転送部11に掃き出すとともに上記水平転送部14から
の掃き出しに間に合うように上記垂直転送部11から各積
分器13に高速で転送するようにした固体撮像素子の駆動
方式であって、 上記各光電変換部10から複数回に分けて掃き出される電
荷を任意に間引くことにより感度を可変し得るようにし
たことを特徴とする固体撮像素子の駆動方式を提供する
ものである。In order to achieve this object, the present invention, as shown in FIG. 1, includes a photoelectric conversion unit 10 that photoelectrically converts image pickup light corresponding to each pixel, and a vertical transfer unit that transfers charges from these photoelectric conversion units 10. An imager unit 12 having an image pickup unit 11, an integrator 13 for temporarily accumulating electric charges from each photoelectric conversion unit 10 transferred from the imager unit 12, and an electric charge swept out from the integrator 13 for outputting as a video signal. The vertical register 15 and the horizontal transfer unit 14 are provided, the area occupied by the vertical transfer unit 11 in the imager unit 12 is formed sufficiently smaller than the area occupied by the photoelectric conversion unit 10, and the accumulation of each integrator 13 is performed. The capacitance is made larger than the charge amount obtained in each photoelectric conversion unit 10 by one exposure, and the charge obtained in each photoelectric conversion unit 10 is divided into a plurality of times to be swept to the vertical transfer unit 11 and the horizontal transfer Sweep from transfer unit 14 A solid-state image pickup device characterized in that the vertical transfer unit 11 transfers the image pickup light to each integrator 13 at high speed in time, and a photoelectric conversion unit 10 that photoelectrically converts image pickup light corresponding to each pixel, An imager unit 12 having a vertical transfer unit 11 for transferring the charges from the photoelectric conversion units 10, an integrator 13 for temporarily accumulating the charges from the photoelectric conversion units 10 transferred from the imager unit 12, and an integration unit 13 A vertical register 15 and a horizontal transfer unit 14 for outputting the electric charge swept from the device 13 as a video signal are provided, and the area occupied by the vertical transfer unit 11 in the imager unit 12 is compared with the area occupied by the photoelectric conversion unit 10. And the storage capacity of each of the integrators 13 is made larger than the charge amount obtained in each photoelectric conversion unit 10 by one exposure, and the charge obtained in each photoelectric conversion unit 10 is made plural. Vertical transfer divided into times A method of driving a solid-state image sensor, which is configured to perform high-speed transfer from the vertical transfer unit 11 to each integrator 13 in time for the sweeping out from the horizontal transfer unit 14 while sweeping out to the unit 11. A method for driving a solid-state image pickup device, which is characterized in that sensitivity can be varied by arbitrarily thinning out electric charges swept from 10 in multiple times.
(作用) 上述の如き構成の固体撮像素子においては、イメージャ
部12における垂直転送部11の占有面積を小さくすること
により、この種固体撮像素子の開口率を大きくして感度
の向上を図ることができる。(Operation) In the solid-state imaging device having the above-described configuration, the area occupied by the vertical transfer unit 11 in the imager unit 12 can be reduced to increase the aperture ratio of this type of solid-state imaging device and improve the sensitivity. it can.
また、積分器13を設け、光電変換部10にて得られた電荷
を垂直転送部11からこの積分器13に高速で転送すること
により、上記垂直転送部11の単位時間当りの転送電荷量
を大幅に増加させることができる。Further, by providing an integrator 13 and transferring the charges obtained by the photoelectric conversion unit 10 from the vertical transfer unit 11 to this integrator 13 at high speed, the transfer charge amount per unit time of the vertical transfer unit 11 can be calculated. Can be greatly increased.
これにより、上記光電変換部10にて得られた電荷を複数
回に分けて垂直転送部11に掃き出し、掃き出された電荷
を高速で転送することによりこの種固体撮像素子のダイ
ナミックレンジを大幅に拡大することができる。As a result, the charges obtained by the photoelectric conversion unit 10 are swept into the vertical transfer unit 11 in a plurality of times, and the swept charges are transferred at a high speed, thereby significantly increasing the dynamic range of this type of solid-state imaging device. Can be expanded.
さらに、上記光電変換部10から掃き出される電荷を、第
2図(B)あるいは(C)に示す如く適宜間引くことに
より、この種固体撮像素子の感度を可変することができ
る。Further, the sensitivity of this kind of solid-state image pickup device can be varied by appropriately thinning out the electric charge swept from the photoelectric conversion unit 10 as shown in FIG. 2B or 2C.
(実施例) 以下、本発明に係る固体撮像素子の好適な実施例を第1
図ないし第5図を用いて詳細に説明する。(Example) Hereinafter, a first preferred example of the solid-state imaging device according to the present invention will be described.
This will be described in detail with reference to FIGS.
第1図は本発明をフレームインタライン型のCCDに適用
したものであり、このCCDはイメージャ部12と積分器部1
6及び垂直レジスタ15から成る蓄積部17と水平転送部14
とを備えて構成されている。FIG. 1 is a diagram in which the present invention is applied to a frame interline type CCD, and this CCD has an imager unit 12 and an integrator unit 1.
6 and a vertical register 15 and a storage unit 17 and a horizontal transfer unit 14
And is configured.
上記イメージャ部12は、各画素に対応して垂直方向に配
列された複数の光電変換部10と、各光電変換部10の間に
設けられた垂直転送部11とを備えて構成されており、上
記各光電変換部10にて得られた電荷は2相のクロックパ
ルスφAにて第2図(A)に示す如く複数回に分けて垂
直転送部11に掃き出されて転送される。The imager unit 12 is configured to include a plurality of photoelectric conversion units 10 arranged in the vertical direction corresponding to each pixel, and a vertical transfer unit 11 provided between the photoelectric conversion units 10, The charges obtained in each photoelectric conversion section 10 are swept and transferred to the vertical transfer section 11 in a plurality of times by a two-phase clock pulse φ A as shown in FIG. 2 (A).
また、上記垂直転送部11の水平方向の幅寸法は、光電変
換部10の幅寸法よりも狭く形成されており、これにより
イメージャ部12における垂直転送部11の占有面積は光電
変換部10の占有面積より十分小さくなっている。Further, the horizontal width dimension of the vertical transfer unit 11 is formed to be narrower than the width dimension of the photoelectric conversion unit 10, so that the area occupied by the vertical transfer unit 11 in the imager unit 12 is occupied by the photoelectric conversion unit 10. It is much smaller than the area.
よって、このCCDにおける開口率は従来のものに比して
極めて大きい。Therefore, the aperture ratio of this CCD is much larger than that of the conventional one.
上記積分器16は、上記各光電変換部10に対応した複数の
積分器13を備えて構成されており、これら積分器13は上
記各垂直転送部11から転送されてくる電荷を一旦蓄積し
た後、4相のクロックパルスφBにて高速で掃き出すよ
うになっている。The integrator 16 is configured to include a plurality of integrators 13 corresponding to each of the photoelectric conversion units 10, and these integrators 13 once accumulate the electric charges transferred from each of the vertical transfer units 11. It is designed to be swept out at high speed by 4-phase clock pulse φ B.
なお、各積分器13への電荷の転送あるいは掃き出しは、
クロックパルスφTにて制御されるトランスファゲート1
8にて制御されるようになっている。In addition, the transfer or sweep of the charge to each integrator 13
Transfer gate 1 controlled by clock pulse φ T
It is controlled by 8.
そして、上記積分器部16の各積分器13から掃き出された
電荷は、4相のクロックパルスφC,φHにて各々駆動さ
れる垂直レジスタ15及び水平転送部14を介して映像信号
として出力端子18から出力されるようになっている。Then, the charges swept from each integrator 13 of the integrator unit 16 are converted into a video signal via the vertical register 15 and the horizontal transfer unit 14 which are respectively driven by the four-phase clock pulses φ C and φ H. It is designed to be output from the output terminal 18.
上述の如き構成のCCDにおいて、各光電変換部10にて撮
像光を光電変換して得られた電荷は所定の掃出し方法に
よって第2図(A)に示す如く複数回に分けて隣接する
各垂直転送部11に掃き出される。In the CCD having the above-described structure, the charges obtained by photoelectrically converting the imaged light in each photoelectric conversion unit 10 are divided into a plurality of times by the predetermined sweeping method as shown in FIG. Swept out to the transfer unit 11.
なお、この掃き出し方法としては、上下画素分を混ぜて
から掃き出す方法のみならず、後述するように全画素の
まま掃き出す方法も可能であり、上下画素の組合せを変
えることによりインタレース掃出しも可能である。Note that this sweeping method is not limited to the method of sweeping after mixing the upper and lower pixels, but it is also possible to sweep all pixels as described later, and interlace sweeping is also possible by changing the combination of the upper and lower pixels. is there.
また、上記垂直転送部11は、上記水平転送部14からの掃
出し速度を1/60秒とすると、その1000倍程度(60kHz)
の高速で転送を行う。Further, the vertical transfer unit 11 is about 1000 times (60 kHz) when the sweep speed from the horizontal transfer unit 14 is 1/60 seconds.
Transfer at high speed.
これにより、この垂直転送部11の面積が光電変換部10の
面積よりも小さくても、この垂直転送部11に掃き出され
る1回毎の電荷量が少なく、かつ、掃き出された電荷を
高速で転送することにより光電変換部10にて得られたす
べての電荷を十分に転送することができるとともに、一
回に転送する電荷量が少なくなるため前述の如くこの垂
直転送部11を2相のクロックパルスφAで駆動すること
ができる。As a result, even if the area of the vertical transfer unit 11 is smaller than the area of the photoelectric conversion unit 10, the amount of charge swept to the vertical transfer unit 11 for each time is small, and the swept charge is discharged at high speed. All charges obtained in the photoelectric conversion unit 10 can be sufficiently transferred by transferring with the above-mentioned method, and the amount of charges transferred at one time is reduced, so that the vertical transfer unit 11 has two phases as described above. It can be driven by a clock pulse φ A.
そして、上記垂直転送部11から電荷が転送されてくる間
は、上記トランスファゲート18が開成されるとともに、
各積分器13がホールドモードにされ、転送されてきた電
荷は各積分器13に一旦蓄積される。Then, while the charges are transferred from the vertical transfer unit 11, the transfer gate 18 is opened and
Each integrator 13 is placed in the hold mode, and the transferred charges are temporarily stored in each integrator 13.
この積分器部16は、これを1/60秒(1フィールド期間)
継続し、上記光電変換部10にて得られた1フレーム分の
電荷の蓄積が終了した後、上記トランスファゲート18を
介して蓄積した電荷を上記クロックパルスφBにて速い
転送速度で1フィールド分づつインタレースするように
掃き出して上記蓄積部17の各垂直レジスタ15に転送す
る。This integrator section 16 takes this for 1/60 second (1 field period)
After the charge for one frame obtained by the photoelectric conversion unit 10 is completed, the charge accumulated through the transfer gate 18 is transferred for one field at a high transfer rate by the clock pulse φ B. The data is swept out so as to be interlaced one by one and transferred to each vertical register 15 of the storage section 17.
そして、転送された電荷は、上記クロックパルスφC,
φHにて垂直レジスタ15及び水平転送部14を転送されて
上記出力端子19から1フィールド分づつ出力される。Then, the transferred charges are transferred to the clock pulse φ C ,
The signal is transferred from the vertical register 15 and the horizontal transfer unit 14 at φ H and is output from the output terminal 19 for each one field.
上述の如く、本実施例に係るCCDにおいては、垂直転送
部11の占有面積を十分小さくすることができるため、こ
のCCDの開口率を大きくすることができる。As described above, in the CCD according to this embodiment, the area occupied by the vertical transfer unit 11 can be made sufficiently small, so that the aperture ratio of this CCD can be increased.
また、上記垂直転送部11から各積分器13への転送速度を
速くすることにより、この垂直転送部11の転送電荷量を
多くすることができるため、このCCDのダイナミックレ
ンジを拡大することもできる。Further, by increasing the transfer speed from the vertical transfer unit 11 to each integrator 13, the transfer charge amount of the vertical transfer unit 11 can be increased, so that the dynamic range of the CCD can be expanded. .
一方、上記垂直転送部11から電荷が転送されてくる間
は、上記各積分器13をホールドモードにするとともに上
記トランスファゲート18を所定のタイミングで開閉し、
このトランスファゲート18が閉成されている間に転送さ
れてくる電荷を図示しないオーバーフロードレインを介
して捨てることにより1回の露光によって得られる電荷
を間引くことができ、これによりこCCDの感度を任意に
可変することができる。On the other hand, while charges are transferred from the vertical transfer unit 11, the integrators 13 are placed in the hold mode and the transfer gate 18 is opened / closed at a predetermined timing.
By discarding the charges transferred while the transfer gate 18 is closed through the overflow drain (not shown), the charges obtained by one exposure can be thinned out, and the sensitivity of this CCD can be set arbitrarily. Can be changed to.
そして、この間引き方については、例えば第2図(B)
に示す如く上記光電変換部10から掃き出される電荷のう
ち、偶数回目に掃き出される電荷を捨てたり、第2図
(C)に示す如く奇数回目に掃き出される電荷を捨てる
ことにより、電荷を均等に間引くようにすればよい。And regarding the thinning method, for example, FIG.
Among the charges swept from the photoelectric conversion unit 10 as shown in, the charges swept at even times are discarded, or the charges swept at odd times are discarded as shown in FIG. It should be thinned out evenly.
ところで、上述の実施例では、各光電変換部10の電荷を
混合して掃き出すように構成したが、第3図に示す如く
電荷を混合することなく掃き出すように構成してもよ
い。By the way, in the above-described embodiment, the charges of the photoelectric conversion units 10 are mixed and swept out, but as shown in FIG. 3, the charges may be swept out without being mixed.
そして、この場合には積分器部16における積分器を、奇
数フィールド分の電荷を蓄積するもの13oと偶数フィー
ルド分の電荷を蓄積するもの13eに分け、これら積分器1
3o,13eにクロックパルスφT1にて駆動制御されるトラン
スファゲート18o,18eによって各光電変換部10からの電
荷を選択的に転送するようにし、さらに、上記各積分器
13o,13eに対応して、垂直レジスタ15o,15e及び水平転送
部14o,14eを各々2チャンネルにするとともに、クロッ
クパルスφV,φT2にて各々駆動制御されるトランスフ
ァゲート20,21にて電荷の転送経路を制御すればよい。Then, in this case, the integrator in the integrator section 16 is divided into one for accumulating charges for odd fields 13o and one for accumulating charges for even fields 13e.
The transfer gates 18o and 18e, which are driven and controlled by clock pulses φ T1 to 3o and 13e, selectively transfer the charges from the photoelectric conversion units 10, and further, the integrators described above.
Corresponding to 13o and 13e, the vertical registers 15o and 15e and the horizontal transfer sections 14o and 14e are respectively set to 2 channels, and charge is transferred to transfer gates 20 and 21 which are driven and controlled by clock pulses φ V and φ T2, respectively. It is sufficient to control the transfer path of.
次に、本発明に係る他の実施例を説明する。Next, another embodiment according to the present invention will be described.
この実施例に係るフレームインタライン型のCCDは第4
図に示す如く先の実施例と同様なイメージャ部12と積分
器16と蓄積部17及び水平転送部14を備えるとともに、上
記積分器16と蓄積部17との間に水平レジスタ23を設けて
構成されている。The frame interline CCD according to this embodiment is the fourth CCD.
As shown in the figure, the imager unit 12, the integrator 16, the storage unit 17, and the horizontal transfer unit 14 similar to those of the previous embodiment are provided, and the horizontal register 23 is provided between the integrator 16 and the storage unit 17. Has been done.
そして、この水平レジスタ23には、スイッチ24を介して
上記水平転送部14から掃き出される電荷が転送されるよ
うになっている。Then, the charges swept from the horizontal transfer section 14 are transferred to the horizontal register 23 via the switch 24.
これにより、この実施例に係るCCDは1回の露光によっ
て得られる電荷を所定の周期で複数回巡回させ、各巡回
毎に同じ電荷を出力端子19から出力する。As a result, the CCD according to this embodiment circulates the electric charge obtained by one exposure a plurality of times at a predetermined cycle, and outputs the same electric charge from the output terminal 19 for each circulation.
よって、例えば1回の露光時間が1フィールド期間(1/
60秒)よりも長い場合でも、上述の如き巡回周期を1/60
秒にすることによって1フィールド毎に映像信号を得る
ことができ、特に低照度の被写体を撮影する時の露光時
間を長くすることができるため感度を著るしく向上させ
ることができる。Therefore, for example, one exposure time is one field period (1 /
Even if it is longer than 60 seconds, the cyclic period as described above is 1/60
By setting the time to seconds, it is possible to obtain a video signal for each field, and it is possible to prolong the exposure time when a subject with low illuminance is photographed, so that the sensitivity can be significantly improved.
また、露光時間に関係なく、1回の露光によって得られ
る電荷を複数回出力させることができるため、フレーム
スチル再生、あるいはストロボ再生用の映像信号を容易
に得ることができ、特に動きの早い被写体をフレームス
チル再生する場合等にブレがなく、かつフィールドスチ
ル再生に比して鮮明な再生画像を得ることができる。Further, since the electric charge obtained by one exposure can be output a plurality of times regardless of the exposure time, it is possible to easily obtain a video signal for frame still reproduction or strobe reproduction, and particularly for a fast-moving subject. It is possible to obtain a clear reproduced image without blurring when performing frame still reproduction, etc., and more clear than field still reproduction.
さらに、本発明によれば、先に説明したように上記イメ
ージャ部12の開口率を大きくして感度を良くすることが
できるため、露光時間が極めて短い場合でも十分な電荷
を得ることができ、これにより本実施例に係るCCDを用
いればフレームスチル再生の画像品位を益々向上させる
ことができる。Furthermore, according to the present invention, as described above, since the aperture ratio of the imager unit 12 can be increased to improve the sensitivity, sufficient charges can be obtained even when the exposure time is extremely short, As a result, the image quality of the frame still reproduction can be further improved by using the CCD according to this embodiment.
また、このCCDのダイナミックレンジは大きいため、明
るい被写体を長い露光時間で撮影した場合にもスミアや
ブルーミングの発生を防止して鮮明な撮影をすることが
できる。Further, since the CCD has a wide dynamic range, it is possible to prevent smearing and blooming even when a bright subject is photographed with a long exposure time, and to photograph clearly.
なお、このCCDにおける上記水平レジスタ23への電荷の
転送、掃出しは、クロックパルスφT,φVにて駆動制御
されるトランスファゲート25,26にて制御されるように
なっている。The transfer and sweeping of charges to and from the horizontal register 23 in this CCD are controlled by transfer gates 25 and 26 which are driven and controlled by clock pulses φ T and φ V.
また、この実施例は各光電変換部10の電荷を混合して掃
き出すようにしたものであるが、第5図に示す如く電荷
を混合することなく掃き出すように構成してもよい。Further, in this embodiment, the charges of the photoelectric conversion units 10 are mixed and swept out, but as shown in FIG. 5, the charges may be swept out without being mixed.
そして、この場合には、先に第3図にて説明した実施例
と同様に、積分器13o,13e、垂直レジスタ15o,15e、水平
転送部14o,14e及び水平レジスタ23o,23eを各々2チャン
ネルに構成するとともに、クロックパルスφT1,φT2,
φT3,φvL1,φvL2,φT4にて各々駆動制御されるト
ランスファゲート18o,18e,27,28,29,30,31にて電荷の転
送経路を制御すればよい。In this case, in the same way as the embodiment described in FIG. 3, the integrators 13o and 13e, the vertical registers 15o and 15e, the horizontal transfer units 14o and 14e, and the horizontal registers 23o and 23e each have two channels. And clock pulses φ T1 , φ T2 ,
The transfer gates 18o, 18e, 27, 28, 29, 30, 31 may be driven and controlled by φ T3 , φ v L1 , φ v L2 , and φ T4 to control the charge transfer path.
(発明の効果) 上述の説明から明らかなように、第1の発明によればイ
メージャ部の開口率を大きくすることができるととも
に、ダイナミックレンジを拡大することができる。(Effect of the Invention) As is apparent from the above description, according to the first invention, the aperture ratio of the imager portion can be increased and the dynamic range can be expanded.
また、垂直転送部の1回あたりの転送電荷量が少なくな
るため、この垂直転送部を二相のクロックで駆動するこ
とができる。Further, since the amount of transferred charges per one time in the vertical transfer unit is small, this vertical transfer unit can be driven by a two-phase clock.
さらに、第2の発明によれば光電変換部から掃き出され
る電荷を適当に間引くことにより固体撮像素子の感度を
可変することができる。Furthermore, according to the second aspect, the sensitivity of the solid-state image pickup device can be changed by appropriately thinning out the charges swept from the photoelectric conversion unit.
第1図は本発明に係る固体撮像素子の実施例を模式的に
示す図、第2図は電荷の掃き出しを模式的に示す図、第
3図は同じく他の実施例を模式的に示す図、第4図は同
じくその他の実施例を模式的に示す図、第5図はさらに
他の実施例を模式的に示す図、第6図は従来例を模式的
に示す図である。 10……光電変換部、11……垂直転送部、12……イメージ
ャ部、13……積分器、14……水平転送部、15……垂直レ
ジスタ。FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment of a solid-state image sensor according to the present invention, FIG. 2 is a diagram schematically showing discharge of charges, and FIG. 3 is a diagram schematically showing another embodiment. FIG. 4 is a view schematically showing another embodiment, FIG. 5 is a view schematically showing still another embodiment, and FIG. 6 is a view showing a conventional example. 10 ... Photoelectric conversion part, 11 ... Vertical transfer part, 12 ... Imager part, 13 ... Integrator, 14 ... Horizontal transfer part, 15 ... Vertical register.
Claims (2)
電変換部とこれに光電変換部からの電荷を転送する垂直
転送部とを有するイメージャ部と、 このイメージャ部から転送される各光電変換部からの電
荷を一旦蓄積する積分器と、 これら積分器から掃き出される電荷を映像信号として出
力するための垂直レジスタと水平転送部とを備え、 上記イメージャ部における垂直転送部の占有面積を光電
変換部の占有面積に比して、十分小さく形成するととも
に、上記各積分器の蓄積容量を、1回の露光によって各
光電変換部にて得られる電荷量よりも多くし、 各光電変換部にて得られる電荷を、複数回に分けて上記
垂直転送部に掃き出すとともに上記水平転送部からの掃
き出しに間に合うように上記垂直転送部から各積分器に
高速で転送するようにしたことを特徴とする固体撮像素
子。1. An imager section having a photoelectric conversion section for photoelectrically converting imaging light corresponding to each pixel, and a vertical transfer section for transferring charges from the photoelectric conversion section to the imager section, and each of the imager sections transferred from the imager section. An integrator that temporarily accumulates charges from the photoelectric conversion unit, a vertical register for outputting charges swept from these integrators and a horizontal transfer unit, and an area occupied by the vertical transfer unit in the imager unit. Is formed to be sufficiently smaller than the occupied area of the photoelectric conversion unit, and the storage capacity of each integrator is set to be larger than the charge amount obtained in each photoelectric conversion unit by one exposure. The electric charges obtained in the vertical transfer section are swept to the vertical transfer section in plural times and transferred from the vertical transfer section to each integrator at high speed in time for the sweeping out from the horizontal transfer section. A solid-state image sensor characterized in that
電変換部とこれに光電変換部からの電荷を転送する垂直
転送部とを有するイメージャ部と、 このイメージャ部から転送される各光電変換部からの電
荷を一旦蓄積する積分器と、 これら積分器から掃き出される電荷を映像信号として出
力するための垂直レジスタと水平転送部とを備え、 上記イメージャ部における垂直転送部の占有面積を光電
変換部の占有面積に比して十分小さく形成するととも
に、上記各積分器の蓄積容量を、1回の露光によって各
光電変換部にて得られる電荷量よりも多くし、 各光電変換部にて得られる電荷を、複数回に分けて上記
垂直転送部に掃き出すとともに上記水平転送部からの掃
き出しに間に合うように上記垂直転送部から各積分器に
高速で転送するようにした固体撮像素子の駆動方式であ
って、 上記各光電変換部から複数回に分けて掃き出される電荷
を任意に間引くことにより感度を可変し得るようにした
ことを特徴とする固体撮像素子の駆動方式。2. An imager section having a photoelectric conversion section for photoelectrically converting imaging light corresponding to each pixel, and a vertical transfer section for transferring charges from the photoelectric conversion section to the imager section, and each of the imager sections transferred from the imager section. An integrator that temporarily accumulates charges from the photoelectric conversion unit, a vertical register for outputting charges swept from these integrators and a horizontal transfer unit, and an area occupied by the vertical transfer unit in the imager unit. Is formed to be sufficiently smaller than the occupied area of the photoelectric conversion unit, and the storage capacity of each integrator is set to be larger than the charge amount obtained in each photoelectric conversion unit by one exposure. The electric charge obtained in step 2 is swept to the vertical transfer section in plural times, and is transferred from the vertical transfer section to each integrator at high speed in time for the sweep from the horizontal transfer section. The driving method of the solid-state image sensor, characterized in that the sensitivity can be varied by arbitrarily thinning out the charges swept from the photoelectric conversion units in a plurality of times. method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62152462A JPH0771234B2 (en) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | Solid-state image sensor and driving method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62152462A JPH0771234B2 (en) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | Solid-state image sensor and driving method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63316576A JPS63316576A (en) | 1988-12-23 |
JPH0771234B2 true JPH0771234B2 (en) | 1995-07-31 |
Family
ID=15541043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62152462A Expired - Lifetime JPH0771234B2 (en) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | Solid-state image sensor and driving method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0771234B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0341879A (en) * | 1989-07-10 | 1991-02-22 | Matsushita Electron Corp | Solid-state image pickup device and its drive method |
DE102017214448B4 (en) | 2017-08-18 | 2022-10-06 | Vitesco Technologies GmbH | Method for operating an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine having a pre-three-way catalytic converter and exhaust gas aftertreatment system |
-
1987
- 1987-06-19 JP JP62152462A patent/JPH0771234B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63316576A (en) | 1988-12-23 |
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