JPH0775025A - Solid-state image pickup element - Google Patents

Solid-state image pickup element

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JPH0775025A
JPH0775025A JP5240320A JP24032093A JPH0775025A JP H0775025 A JPH0775025 A JP H0775025A JP 5240320 A JP5240320 A JP 5240320A JP 24032093 A JP24032093 A JP 24032093A JP H0775025 A JPH0775025 A JP H0775025A
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JP
Japan
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unit
output
horizontal transfer
solid
charges
Prior art date
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Pending
Application number
JP5240320A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Murakami
真一 村上
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH0775025A publication Critical patent/JPH0775025A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reproduce an image pickup pattern fined to a degree approximately same as the pitch of photodetectors on a monitor screen without lowering S/N. CONSTITUTION:Signal charge generated in the photodetector 11 is transferred through a first horizontal transfer part 14a or a second horizontal transfer part 14b to a first output part 15a or a second output part 15b, converted into a voltage signal in either output part and outputted. Voltage gains are mutually different in the first and second output parts and the output voltages of the first and second output parts are added in an addition part 16. Electric charge generated in the odd-numbered photodetectors of the photodetectors arrayed in a vertical direction is outputted from the first output part 15a in an odd- numbered field and outputted from the second output part 15b in an even- numbered field. For the electric charge of the even-numbered photodetectors, the output parts to be used are inverted in the respective fields.

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、固体撮像素子に関し、
特に、インターライン型固体撮像素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image sensor,
In particular, it relates to an interline solid-state image sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は従来のインターライン型固体撮像
素子のブロック図である。同図において、41は、入射
された光を光電変換して信号電荷を生成しこれを蓄積し
ておく受光部、42は、受光部41から転送されてきた
信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部、43は、受
光部41に蓄積されていた信号電荷を垂直転送部42に
読み出すための電荷読み出し部、44は、垂直転送部4
2より転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水
平転送部、45は、水平転送部44より転送されてきた
信号電荷を電圧信号に変換する出力部である。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a block diagram of a conventional interline solid-state image pickup device. In the figure, reference numeral 41 is a light receiving portion for photoelectrically converting incident light to generate signal charges and accumulating the signal charges, and 42 is a vertical portion for vertically transferring the signal charges transferred from the light receiving portion 41. A transfer unit, 43 is a charge reading unit for reading the signal charges accumulated in the light receiving unit 41 to the vertical transfer unit 42, and 44 is a vertical transfer unit 4.
The horizontal transfer unit 45 horizontally transfers the signal charges transferred from the horizontal transfer unit 2, and the output unit 45 converts the signal charges transferred from the horizontal transfer unit 44 into a voltage signal.

【0003】この固体撮像素子で2対1のインターレー
ス駆動を行う場合、奇数フィールドにおいては、垂直方
向に隣接する2つの受光部41で同時に生成された信号
電荷を垂直転送部42に読み出して混合し、水平転送部
44へ転送し、次いで水平転送部44により出力部45
へ転送した後、出力部45で電圧信号に変換して出力す
る。偶数フィールドにおいては、隣接する2つの受光部
のうち奇数フィールドの場合とは一画素分ずらした受光
部で生成された信号電荷どうしを垂直転送部42で混合
し、水平転送部44へ転送した後、出力部45から電圧
信号として出力する。この奇数フィールドと偶数フィー
ルドの信号はモニタ画面上で垂直方向に交互に出力され
る。
When performing 2-to-1 interlace driving with this solid-state image pickup device, in an odd field, signal charges simultaneously generated by two vertically adjacent light receiving portions 41 are read out to the vertical transfer portion 42 and mixed. , To the horizontal transfer unit 44, and then the horizontal transfer unit 44 outputs to the output unit 45.
Then, the output section 45 converts the voltage signal into a voltage signal and outputs the voltage signal. In the even-numbered field, after the signal charges generated in the light-receiving sections that are shifted by one pixel from those in the adjacent two light-receiving sections are mixed in the vertical transfer section 42 and transferred to the horizontal transfer section 44. , And output as a voltage signal from the output unit 45. The odd field and even field signals are alternately output in the vertical direction on the monitor screen.

【0004】このようなインターライン型の固体撮像素
子を使用した撮像装置により図5(a)のようなコント
ラストのある被写体を撮像した場合、その被写体のパタ
ーンの撮像素子の受光面に結像する間隔が、図5(b)
に示すように、固体撮像素子の垂直方向の画素のピッチ
と同じになるまで小さくなると、図5(c)に示される
蓄積電荷を混合した場合、図5の(d)に示されるよう
に、奇数フィールドの信号と偶数フィールドの信号の出
力レベルに差がなくなり、実際の被写体のパターンのコ
ントラストをモニタ画面上に再現することができなくな
る。
When an image pickup device using such an interline solid-state image pickup device picks up an image of a subject having a contrast as shown in FIG. 5A, it forms an image on the light receiving surface of the image pickup device having the pattern of the subject. The interval is shown in Fig. 5 (b).
As shown in FIG. 5C, when the pixel pitch in the vertical direction of the solid-state image pickup device becomes the same as the pixel pitch, when the accumulated charges shown in FIG. 5C are mixed, as shown in FIG. There is no difference between the output levels of the odd field signal and the even field signal, and it becomes impossible to reproduce the actual contrast of the subject pattern on the monitor screen.

【0005】このような現象を解消する手段として、フ
レームインターライン(FIT)型固体撮像素子を利用
する方法がある。図6は、フレームインターライン型固
体撮像素子の概略平面図である。同図において、図4に
示すインターライン型固体撮像素子の部分と対応する部
分には下1桁が共通する番号が付されているので重複す
る説明は省略するが、図6に示すフレームインターライ
ン型固体撮像素子には、垂直転送部62から転送されて
きた信号電荷を一時的に蓄積しておく電荷蓄積部67
と、水平転送部64から掃き出された不要の電荷を吸収
する電荷掃き出し部68とが付加されている。
As a means for solving such a phenomenon, there is a method of using a frame interline (FIT) type solid-state image pickup device. FIG. 6 is a schematic plan view of a frame interline solid-state image sensor. In the figure, the parts corresponding to the parts of the interline solid-state imaging device shown in FIG. 4 are denoted by the numbers having the same last digit, so that the duplicate description will be omitted, but the frame interline shown in FIG. The solid-state image pickup device includes a charge storage section 67 for temporarily storing the signal charge transferred from the vertical transfer section 62.
And a charge sweeping unit 68 for absorbing unnecessary charges swept from the horizontal transfer unit 64.

【0006】インターライン型固体撮像素子において
は、その構造上垂直転送部で電荷を転送している間は受
光部から垂直転送部へ電荷を読み出すことができない
が、フレームインターライン型固体撮像素子では、図6
に示すように垂直転送部62の後段に信号電荷を一時的
に蓄積しておく電荷蓄積部67が設けられているため、
垂直転送部62へ読み出した電荷を電荷蓄積部67へ高
速で転送してしまえば本来の垂直転送期間内に受光部6
1から垂直転送部62へ電荷を読み出すことが可能とな
る。図7は、この機能を利用して、前述したように固体
撮像素子の受光部の画素の垂直ピッチと撮像パターンの
ピッチが同程度であるときに、モニタ上に撮像パターン
のコントラストが再現されるように駆動する際の駆動パ
ルスのタイミング図である。
In the interline type solid-state image pickup device, the charge cannot be read from the light receiving part to the vertical transfer part while the charge is being transferred in the vertical transfer part due to its structure, but in the frame interline type solid-state image pickup device. , Fig. 6
As shown in (1), since the charge storage section 67 for temporarily storing the signal charge is provided in the subsequent stage of the vertical transfer section 62,
If the charges read out to the vertical transfer unit 62 are transferred to the charge storage unit 67 at high speed, the light receiving unit 6 is transferred within the original vertical transfer period.
It is possible to read the charges from 1 to the vertical transfer unit 62. FIG. 7 utilizes this function to reproduce the contrast of the image pickup pattern on the monitor when the vertical pitch of the pixels of the light receiving portion of the solid-state image pickup element and the pitch of the image pickup pattern are approximately the same as described above. FIG. 7 is a timing diagram of drive pulses when driving as described above.

【0007】奇数フィールド垂直転送期間内において、
垂直方向に並んだ受光部の奇数番目の受光部内に期間A
に蓄積された電荷は、掃き出し電荷読み出しパルスaに
よって垂直転送部62に読み出され、通常の垂直転送パ
ルスの終了後に(垂直ブランキング期間内に)高速の掃
き出しパルスgによって電荷掃き出し部68に破棄され
る。奇数番目の受光部において、期間Cに蓄積された電
荷は信号電荷読み出しパルスbによって垂直転送部に読
み出され、また偶数番目の受光部において、期間B′に
蓄積された電荷は信号電荷読み出しパルスdによって垂
直転送部に読み出され、両電荷は垂直転送部において混
合される。この混合された電荷は、垂直ブランキング期
間内に高速順転送パルスhによって電荷蓄積部67に移
され、偶数フィールド垂直転送期間内に、垂直転送パル
スiによって水平転送部64へ転送され、偶数フィール
ドの信号として出力される。
In the odd field vertical transfer period,
The period A is set in the odd-numbered light-receiving parts of the light-receiving parts arranged in the vertical direction.
The electric charge stored in the electric charge is read out to the vertical transfer unit 62 by the sweep-out electric charge read pulse a, and is discarded in the electric charge sweep-out unit 68 by the high-speed sweep-out pulse g (in the vertical blanking period) after the end of the normal vertical transfer pulse. To be done. In the odd-numbered light receiving portions, the charge accumulated in the period C is read out to the vertical transfer portion by the signal charge read pulse b, and in the even-numbered light receiving portions, the charge accumulated in the period B ′ is read out. The charges are read out to the vertical transfer unit by d, and both charges are mixed in the vertical transfer unit. The mixed charges are transferred to the charge storage unit 67 by the high-speed forward transfer pulse h in the vertical blanking period, transferred to the horizontal transfer unit 64 by the vertical transfer pulse i in the even field vertical transfer period, and transferred to the even field. Is output as a signal.

【0008】この偶数フィールド垂直転送期間内におい
て、偶数番目の受光部内に期間A′に蓄積された電荷
は、高速の掃き出し電荷読み出しパルスeによって垂直
転送部に読み出され、垂直ブランキング期間内において
高速の掃き出しパルスjによって電荷掃き出し部68に
破棄される。その後の期間C′に偶数番目の受光部にお
いて蓄積された電荷は信号電荷読み出しパルスfによっ
て垂直転送部に読み出され、また奇数番目の受光部にお
いて、期間Bに蓄積された電荷は信号電荷読み出しパル
スcによって垂直転送部に読み出され、両電荷は垂直転
送部において混合される。この混合された電荷は、垂直
ブランキング期間内に高速順転送パルスkによって電荷
蓄積部67に移され、奇数フィールド垂直転送期間内
に、垂直転送パルスによって水平転送部64へ転送さ
れ、奇数フィールドの信号電荷として出力される。
In the even field vertical transfer period, the charges accumulated in the period A'in the even-numbered light receiving unit are read out to the vertical transfer unit by the high-speed sweep-out charge read pulse e, and in the vertical blanking period. The high-speed sweep pulse j is discarded by the charge sweep section 68. In the subsequent period C ′, the charges accumulated in the even-numbered light receiving units are read out to the vertical transfer unit by the signal charge read pulse f, and in the odd-numbered light-receiving units, the charges accumulated in the period B are read out. The charges are read out to the vertical transfer unit by the pulse c, and both charges are mixed in the vertical transfer unit. The mixed charges are transferred to the charge storage unit 67 by the high-speed forward transfer pulse k in the vertical blanking period, transferred to the horizontal transfer unit 64 by the vertical transfer pulse in the odd field vertical transfer period, and transferred in the odd field. It is output as a signal charge.

【0009】ここで、図8(a)、(b)に示すよう
に、撮像パターンのピッチが固体撮像素子の受光部のピ
ッチと等しく、かつ白パターンが奇数番目の受光部に対
応しているものとすると、偶数フィールドにおいて各受
光部において蓄積される電荷量(奇数フィールドにおい
て出力される電荷)は、図8(c)に示すようになり、
また、奇数フィールドにおいて各受光部において蓄積さ
れる電荷量(偶数フィールドにおいて出力される電荷)
は、図8(d)に示すようになる。よって、奇数フィー
ルドの信号と偶数フィールドの信号とを合成した映像信
号は、図8(e)に示すようになり、被写体の撮像パタ
ーンが再現される。
Here, as shown in FIGS. 8A and 8B, the pitch of the image pickup pattern is equal to the pitch of the light receiving portions of the solid-state image pickup element, and the white pattern corresponds to the odd-numbered light receiving portions. If so, the amount of charge accumulated in each light receiving portion in the even field (charge output in the odd field) is as shown in FIG.
In addition, the amount of charge accumulated in each light receiving unit in the odd field (charge output in the even field)
Is as shown in FIG. Therefore, the video signal obtained by combining the odd field signal and the even field signal is as shown in FIG. 8E, and the imaging pattern of the subject is reproduced.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述したフレームイン
ターライン型固体撮像素子を用いる従来の撮像方法で
は、受光部の感度を垂直方向に交互に異なるようにする
ために、受光部に蓄積される電荷の一部を不要電荷とし
て破棄するため、映像信号として使用する電荷の絶対量
が減少し、その結果、雑音成分に対する映像信号の比が
減少することになる。例えば、垂直方向に隣接する受光
部の感度の比を3:1にしようとした場合、1フィール
ド分の感度としては、通常のフィールド蓄積の場合と比
べて3分の2に減少し、その分S/Nが劣化する。
In the conventional image pickup method using the above-mentioned frame interline type solid-state image pickup device, in order to make the sensitivity of the light receiving portion alternately different in the vertical direction, the charge accumulated in the light receiving portion is changed. Since some of the charges are discarded as unnecessary charges, the absolute amount of charges used as a video signal decreases, and as a result, the ratio of the video signal to the noise component decreases. For example, if the ratio of the sensitivities of the light receiving portions adjacent to each other in the vertical direction is set to 3: 1, the sensitivity for one field is reduced to two thirds as compared with the case of normal field accumulation, and S / N deteriorates.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明によれば、マトリックス状に配置された複数
の受光部と、その受光部の垂直列毎に配置された、前記
受光部で光電変換された電荷を垂直方向に転送する垂直
転送部と、前記垂直転送部から転送されてくる電荷を水
平方向へ転送する第1の水平転送部と、その第1の水平
転送部の前記受光部とは反対側に設けられ、前記第1の
水平転送部から転送されてくる電荷を水平方向に転送す
る第2の水平転送部と、前記第1の水平転送部から転送
されてくる電荷を電圧信号に変換する第1の出力部と、
前記第2の水平転送部から転送されてくる電荷を電圧信
号に変換する、電圧利得が前記第1の出力部とは異なる
第2の出力部と、前記第1の出力部および前記第2の出
力部からの電圧信号を加算する加算部と、を備え、前記
垂直転送部から転送されてくる電荷は、前記第1の水平
転送部または前記第2の水平転送部のいずれにても転送
可能であることを特徴とする固体撮像素子が提供され
る。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, a plurality of light receiving portions arranged in a matrix and the light receiving portions arranged in each vertical row of the light receiving portions. A vertical transfer unit for vertically transferring the charges photoelectrically converted by the device, a first horizontal transfer unit for horizontally transferring the charges transferred from the vertical transfer unit, and the first horizontal transfer unit of the first horizontal transfer unit. A second horizontal transfer unit which is provided on the opposite side of the light receiving unit and horizontally transfers the charges transferred from the first horizontal transfer unit, and the charges transferred from the first horizontal transfer unit. A first output for converting the voltage signal to a voltage signal,
A second output unit that converts the charge transferred from the second horizontal transfer unit into a voltage signal and has a voltage gain different from that of the first output unit, the first output unit, and the second output unit. An adder that adds voltage signals from the output unit, and the charge transferred from the vertical transfer unit can be transferred to either the first horizontal transfer unit or the second horizontal transfer unit. A solid-state image sensor is provided.

【0012】[0012]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の一実施例の固体撮像素子
のブロック図である。同図に示されるように、この固体
撮像素子は、マトリックス状に配置された受光部11
と、受光部11において生成された電荷を垂直方向へ転
送する垂直転送部12と、受光部11に蓄積された電荷
を垂直転送部12に読み出すための電荷読み出し部13
と、垂直転送部12から転送されてくる電荷を水平方向
へ転送する第1の水平転送部14aと、第1の水平転送
部14aの電荷を読み出してこれを水平方向へ転送する
第2の水平転送部14bと、第1の水平転送部14aお
よび第2の水平転送部14bから転送されてくる電荷を
電圧信号に変換する第1の出力部15aおよび第2の出
力部15bと、第1の出力部15aと第2の出力部15
bからの電圧信号を加算する加算部16とから構成され
ている。ここで、第2の出力部15bの電圧利得は、第
1の出力部15aのそれの1/2になされている。この
利得比は、例えばFDA(浮遊拡散層増幅器)を構成す
る浮遊拡散層の面積比によって決めることができる。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a solid-state image sensor according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, this solid-state image sensor has a light receiving unit 11 arranged in a matrix.
And a vertical transfer unit 12 for vertically transferring the charges generated in the light receiving unit 11, and a charge reading unit 13 for reading the charges accumulated in the light receiving unit 11 into the vertical transfer unit 12.
And a first horizontal transfer unit 14a that transfers the charges transferred from the vertical transfer unit 12 in the horizontal direction, and a second horizontal transfer unit 14a that reads the charges of the first horizontal transfer unit 14a and transfers the charges in the horizontal direction. The transfer unit 14b, the first output unit 15a and the second output unit 15b that convert the charge transferred from the first horizontal transfer unit 14a and the second horizontal transfer unit 14b into a voltage signal, and the first output unit 15a and the second output unit 15b. Output unit 15a and second output unit 15
and an adder 16 for adding the voltage signals from b. Here, the voltage gain of the second output section 15b is set to 1/2 of that of the first output section 15a. This gain ratio can be determined, for example, by the area ratio of the floating diffusion layers forming the FDA (floating diffusion layer amplifier).

【0013】図2(a)は、図1のA−A′線の断面図
であり、図2(b)、(c)は、それぞれ、図2(a)
の断面におけるポテンシャル分布図と、各駆動パルスの
タイミング図である。図2(a)において、21は、図
外n型半導体基板上に形成されたpウェル、22は、p
ウェル21の表面領域内に形成された、電荷転送領域を
構成するn型拡散層、23は、垂直転送部の垂直転送電
極、24aは、第1の水平転送部の第1の水平転送電
極、24bは、第2の水平転送部の第2の水平転送電極
であり、各転送電極には、垂直転送パルスφV、水平転
送パルスφHa、φHbが印加されている。
FIG. 2 (a) is a sectional view taken along the line AA 'in FIG. 1, and FIGS. 2 (b) and 2 (c) are respectively FIG. 2 (a).
FIG. 3 is a potential distribution diagram in the cross section of FIG. 4 and a timing diagram of each drive pulse. In FIG. 2A, 21 is a p-well formed on an n-type semiconductor substrate (not shown), and 22 is a p-well.
An n-type diffusion layer forming a charge transfer region formed in the surface region of the well 21, 23 is a vertical transfer electrode of a vertical transfer unit, 24a is a first horizontal transfer electrode of a first horizontal transfer unit, Reference numeral 24b denotes a second horizontal transfer electrode of the second horizontal transfer unit, and a vertical transfer pulse φV and horizontal transfer pulses φHa and φHb are applied to each transfer electrode.

【0014】図2(c)に示すように、水平ブランキン
グ期間内の時刻t1 において、φHaとφHbとは、と
もに中電位HM にある。ここで、垂直転送部より信号電
荷が第1の水平転送電極下に転送されてくる。時刻t2
において、φHaが低電位HL となり、φHbが高電位
H となると、信号電荷は第2の水平転送電極24b下
に転送される。時刻t3 において、φHaとφHbと
は、ともに中電位HM に戻されるが、信号電荷は第2の
水平転送電極下に留まる。水平ブランキング期間終了後
にこの信号電荷は、第2の水平転送部を転送されて第2
の出力部より出力される。第1の水平転送電極24a下
に垂直転送部より信号電荷が転送された後、その後の全
水平ブランキング期間にわたって、φHa、φHbが、
ともに中電位HMを保持し続けるとき、信号電荷は第1
の水平転送電極24a下に留まり、水平ブランキング期
間終了後に第1の水平転送部14aを転送されて第1の
出力部15aから出力される。
As shown in FIG. 2C, at time t 1 within the horizontal blanking period, both φHa and φHb are at the medium potential H M. Here, the signal charge is transferred from the vertical transfer section to below the first horizontal transfer electrode. Time t 2
In, when φHa becomes the low potential H L and φHb becomes the high potential H H , the signal charge is transferred to the lower side of the second horizontal transfer electrode 24b. At time t 3 , both φHa and φHb are returned to the intermediate potential H M , but the signal charge remains below the second horizontal transfer electrode. After the end of the horizontal blanking period, this signal charge is transferred to the second horizontal transfer unit and then transferred to the second horizontal transfer unit.
Is output from the output section of. After the signal charges have been transferred from the vertical transfer section to below the first horizontal transfer electrode 24a, φHa and φHb are changed over the entire horizontal blanking period thereafter.
When both keep the medium potential H M , the signal charge is
Stays below the horizontal transfer electrode 24a, is transferred to the first horizontal transfer unit 14a after the horizontal blanking period, and is output from the first output unit 15a.

【0015】図3は、本実施例の固体撮像素子におい
て、固体撮像素子の受光部の垂直方向のピッチと同じ間
隔のストライプ状パターンを受光面に結像したとき、モ
ニタ画面上に被写体のパターン再現されるように駆動す
るための駆動パルスのタイミング図である。垂直方向に
並んだ受光部のうち、奇数番目の受光部で生じた電荷
は、奇数フィールドでは第1の水平転送部14aにより
第1の出力部15aへ転送され出力される。偶数フィー
ルドでは水平ブランキング期間内に一旦第1の水平転送
部14aへ転送された後、第2の水平転送部14bへ転
送され第2の出力部15bより出力される。一方、偶数
番目の受光部で生成される電荷については、奇数番目の
受光部の場合とは奇数フィールドと偶数フィールドで使
用される水平転送部と出力部が逆になっている。すなわ
ち、奇数フィールドでは、第1の水平転送部14aを介
して第2の水平転送部14bへ転送され、第2の水平転
送部14bを介して第2の出力部15bより出力され、
偶数フィールドでは、第1の水平転送部14aにより第
1の出力部15aへ転送され出力される。
In the solid-state image sensor of this embodiment, FIG. 3 shows a pattern of a subject on a monitor screen when a stripe-shaped pattern having the same pitch as the vertical pitch of the light-receiving portions of the solid-state image sensor is formed on the light-receiving surface. FIG. 9 is a timing chart of drive pulses for driving so as to be reproduced. The charges generated in the odd-numbered light-receiving portions of the light-receiving portions arranged in the vertical direction are transferred to the first output portion 15a by the first horizontal transfer portion 14a and output in the odd-numbered field. In the even-numbered field, the data is first transferred to the first horizontal transfer unit 14a within the horizontal blanking period, then transferred to the second horizontal transfer unit 14b, and output from the second output unit 15b. On the other hand, regarding the charges generated in the even-numbered light-receiving portions, the horizontal transfer portion and the output portion used in the odd-numbered field and the even-numbered field are opposite to those in the case of the odd-numbered light-receiving portion. That is, in an odd field, the data is transferred to the second horizontal transfer unit 14b via the first horizontal transfer unit 14a and output from the second output unit 15b via the second horizontal transfer unit 14b.
In the even field, the first horizontal transfer unit 14a transfers and outputs the first horizontal output unit 15a.

【0016】図1の固体撮像素子をこのように駆動する
と、第1の出力部15aと第2の出力部15bの電圧利
得が異なっているため、水平方向に並んだ受光部の感度
が交互に異なる状態となる。第1、第2の出力部15
a、15bにて得られた信号電圧は、加算部16におい
て、加算される。この加算動作は、フレームインターラ
イン型固体撮像素子における奇数番目と偶数番目の受光
部の電荷の混合動作に相当するものであり、この構成に
より、固体撮像素子の受光面における被写体の結像パタ
ーンの垂直方向の間隔が撮像素子の受光部の垂直方向の
ピッチにまで小さくなっても、図8(e)に示す場合と
同様に、モニタ画面上で被写体のパターンを再現するこ
とができる。しかも、本発明においては、電荷の掃き出
し操作を行っていないので、通常のフィールド蓄積のと
きと同等の電荷量を映像信号として利用できるため、掃
き出し動作を行う従来例の場合のようなS/Nの低下は
起こらない。なお、本発明における固体撮像素子では、
垂直方向に隣接する2つの画素の信号電荷を垂直転送部
で混合することなしに水平転送部へ転送しているため、
垂直転送部の電極構成は受光部1個当たり3相以上とす
ることが必要となる。
When the solid-state image pickup device of FIG. 1 is driven in this way, the voltage gains of the first output section 15a and the second output section 15b are different, so that the sensitivities of the light receiving sections arranged in the horizontal direction alternate. It will be in a different state. First and second output section 15
The signal voltages obtained in a and 15b are added in the adder 16. This addition operation corresponds to the operation of mixing the charges of the odd-numbered and even-numbered light receiving portions in the frame interline solid-state image sensor, and with this configuration, the image formation pattern of the subject on the light-receiving surface of the solid-state image sensor is Even if the vertical interval is reduced to the vertical pitch of the light receiving portions of the image sensor, the pattern of the subject can be reproduced on the monitor screen as in the case shown in FIG. 8E. Moreover, in the present invention, since the electric charge sweeping operation is not performed, the same amount of electric charge as that in the normal field accumulation can be used as a video signal, so that the S / N ratio as in the conventional example in which the sweeping operation is performed is performed. Does not occur. Incidentally, in the solid-state image sensor according to the present invention,
Since the signal charges of two pixels vertically adjacent to each other are transferred to the horizontal transfer unit without being mixed in the vertical transfer unit,
It is necessary that the electrode structure of the vertical transfer unit is three phases or more per one light receiving unit.

【0017】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるされるものではなく、
特許請求の範囲に記載された本願発明の要旨内において
各種の変更が可能である。例えば、実施例では、第1、
第2の出力部の電荷−電圧変換効率をそれぞれ固定した
ものとしていたが、これを、いずれか一方あるいは双方
の電圧利得を可変型となるように変更することができ
る。電圧利得の変更は、例えば、浮遊拡散層に追加の容
量を接続することによって行うことができる。
The preferred embodiment has been described above.
The present invention is not limited to the above embodiment,
Various modifications can be made within the scope of the present invention described in the claims. For example, in the embodiment, the first,
Although the charge-voltage conversion efficiency of the second output section is fixed, it is possible to change the voltage gain of either or both of them to be variable. The voltage gain can be changed, for example, by connecting an additional capacitance to the floating diffusion layer.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
素子は、水平転送部を第1の水平転送部と第2の水平転
送部の2つに分け、それぞれに互いに電圧利得の異なる
第1の出力部と第2の出力部を接続し、垂直方向に並ん
だ受光部のうち、奇数番目の受光部で生じる電荷を出力
する出力部と偶数番目の受光部で生じる電荷を出力する
出力部を第1の出力部と第2の出力部とに分け、フィー
ルド毎に出力部を交互に入れ替えるものであるので、本
発明によれば、出力映像信号のS/Nを低下させること
なく、固体撮像素子の受光部の垂直方向のピッチにまで
微細化された撮像パターンをモニタ画面上へ再現するこ
とができる。
As described above, in the solid-state image pickup device of the present invention, the horizontal transfer section is divided into the first horizontal transfer section and the second horizontal transfer section, and the first and second horizontal transfer sections have different voltage gains. An output unit that connects the 1st output unit and the 2nd output unit and outputs the electric charge generated in the odd-numbered light-receiving unit and the electric charge generated in the even-numbered light-receiving unit among the light-receiving units arranged in the vertical direction. Since the unit is divided into the first output unit and the second output unit, and the output units are alternately switched for each field, according to the present invention, the S / N ratio of the output video signal is not reduced. It is possible to reproduce, on the monitor screen, an imaging pattern that has been miniaturized to the vertical pitch of the light receiving portions of the solid-state imaging device.

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

【図1】 本発明の一実施例の構成を示す概略平面図。FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】 図1のA−A′線の断面図と、その断面にお
けるポテンシャル分布図と、各転送電極に印加される駆
動パルスのタイミング図。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1, a potential distribution diagram in the cross section, and a timing diagram of drive pulses applied to each transfer electrode.

【図3】 図1の固体撮像素子の第1、第2の水平転送
電極に対する駆動パルスのタイミング図。
FIG. 3 is a timing diagram of drive pulses for the first and second horizontal transfer electrodes of the solid-state image sensor of FIG.

【図4】 従来のインターライン型固体撮像素子の概略
平面図。
FIG. 4 is a schematic plan view of a conventional interline solid-state imaging device.

【図5】 図4の動作説明図。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of FIG. 4;

【図6】 従来のフレームインターライン型固体撮像素
子の概略平面図。
FIG. 6 is a schematic plan view of a conventional frame interline type solid-state imaging device.

【図7】 図6に示す固体撮像素子に対する駆動パルス
のタイミング図。
FIG. 7 is a timing diagram of drive pulses for the solid-state imaging device shown in FIG.

【図8】 図6に示す固体撮像素子の動作説明図。FIG. 8 is an operation explanatory diagram of the solid-state imaging device shown in FIG. 6.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、41、61 受光部 12、42、62 垂直転送部 13、43、63 電荷読み出し部 14a 第1の水平転送部 14b 第2の水平転送部 44、64 水平転送部 15a 第1の出力部 15b 第2の出力部 45、65 出力部 16 加算部 21 pウェル 22 n型拡散層 23 垂直転送電極 24a 第1の水平転送電極 24b 第2の水平転送電極 67 電荷蓄積部 68 電荷掃き出し部 11, 41, 61 Light receiving part 12, 42, 62 Vertical transfer part 13, 43, 63 Charge reading part 14a First horizontal transfer part 14b Second horizontal transfer part 44, 64 Horizontal transfer part 15a First output part 15b Second output section 45, 65 Output section 16 Addition section 21 p-well 22 n-type diffusion layer 23 Vertical transfer electrode 24a First horizontal transfer electrode 24b Second horizontal transfer electrode 67 Charge storage section 68 Charge sweep section

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マトリックス状に配置された複数の受光
部と、その受光部の垂直列毎に配置された、前記受光部
において光電変換により生成された電荷を垂直方向に転
送する垂直転送部と、前記垂直転送部から転送されてく
る電荷を水平方向へ転送する第1の水平転送部と、該第
1の水平転送部の前記受光部とは反対側に設けられ、前
記第1の水平転送部から読み出した電荷を水平方向に転
送する第2の水平転送部と、前記第1の水平転送部から
転送されてくる電荷を電圧信号に変換する第1の出力部
と、前記第2の水平転送部から転送されてくる電荷を電
圧信号に変換する、電圧利得が前記第1の出力部とは異
なる第2の出力部と、前記第1の出力部および前記第2
の出力部からの電圧信号を加算する加算部と、を備え、
前記垂直転送部から転送されてくる電荷は、前記第1の
水平転送部または前記第2の水平転送部のいずれにても
転送可能であることを特徴とする固体撮像素子。
1. A plurality of light receiving portions arranged in a matrix, and a vertical transfer portion arranged in each vertical column of the light receiving portions, for vertically transferring the charges generated by photoelectric conversion in the light receiving portions. , A first horizontal transfer unit that transfers charges transferred from the vertical transfer unit in the horizontal direction, and the first horizontal transfer unit that is provided on the opposite side of the first horizontal transfer unit from the light receiving unit. A second horizontal transfer section for horizontally transferring the charges read from the unit, a first output section for converting the charges transferred from the first horizontal transfer section into a voltage signal, and the second horizontal transfer section. A second output unit that converts the charge transferred from the transfer unit into a voltage signal and has a voltage gain different from that of the first output unit; the first output unit and the second output unit;
An adding unit that adds the voltage signals from the output unit of
The solid-state imaging device, wherein the charges transferred from the vertical transfer unit can be transferred to either the first horizontal transfer unit or the second horizontal transfer unit.
【請求項2】 垂直方向に並んだ前記受光部のうち奇数
番目の受光部で生成された電荷を前記第1の出力部また
は前記第2の出力部のいずれかを用いて出力し、偶数番
目の受光部で生成された電荷を前記奇数番目の受光部で
生成された電荷を出力した出力部とは別の出力部より出
力することを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。
2. The even-numbered photodetector outputs the electric charge generated by an odd-numbered photodetector of the photodetectors arranged in the vertical direction by using either the first output unit or the second output unit. 2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the electric charge generated by the light-receiving unit is output from an output unit other than the output unit that outputs the electric charge generated by the odd-numbered light-receiving unit.
【請求項3】 垂直方向に並んだ前記受光部の奇数番目
の受光部で生成された電荷を出力する出力部と偶数番目
の受光部で生成された電荷を出力する出力部とを1フィ
ールド毎に入れ替えることを特徴とする請求項1または
請求項2記載の固体撮像素子。
3. An output unit for outputting charges generated by odd-numbered light-receiving units of the light-receiving units arranged in the vertical direction and an output unit for outputting charges generated by even-numbered light-receiving units are arranged for each field. 3. The solid-state image sensor according to claim 1, wherein the solid-state image sensor is replaced with.
【請求項4】 前記第1の出力部と前記第2の出力部の
いずれか一方または双方が、その電圧利得を変更しうる
ものであることを特徴とする請求項1記載の固体撮像素
子。
4. The solid-state image sensor according to claim 1, wherein one or both of the first output section and the second output section are capable of changing the voltage gain thereof.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0394586A (en) * 1989-09-07 1991-04-19 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Method for controlling vertical spatial frequency characteristic in solid-state image pickup element

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0394586A (en) * 1989-09-07 1991-04-19 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Method for controlling vertical spatial frequency characteristic in solid-state image pickup element

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