JPH09312849A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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Publication number
JPH09312849A
JPH09312849A JP8129465A JP12946596A JPH09312849A JP H09312849 A JPH09312849 A JP H09312849A JP 8129465 A JP8129465 A JP 8129465A JP 12946596 A JP12946596 A JP 12946596A JP H09312849 A JPH09312849 A JP H09312849A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
transfer
horizontal transfer
signal charges
transfer register
Prior art date
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Pending
Application number
JP8129465A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiko Naito
靖彦 内藤
Kazutoshi Nakajima
和敏 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP8129465A priority Critical patent/JPH09312849A/en
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an interlaced image output whose frame rate is 60 in the CCD solid-state image pickup device of all picture element read system. SOLUTION: In the entire picture element read system color CCD area sensor 11 having a color filter with primary color chequer array color coding, processing of sweeping out signal charges read by a horizontal transfer register 4 to a charge discharge section 10 and processing of transferring the charges horizontally by the horizontal transfer register 4 are repeated every two-line in the monitoring mode and processing replacing the line with another line to sweep out the signal charge to the charge discharge section 10 for each field is conducted.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置に関
し、特に全画素から独立に読み出した信号電荷を垂直転
送レジスタ内で混合することなく順次に読み出すことが
可能ないわゆる全画素読み出し方式のCCD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, and more particularly to a so-called all-pixel readout type CCD in which signal charges independently read from all pixels can be sequentially read out without being mixed in a vertical transfer register. The present invention relates to a solid-state imaging device.

【0002】[0002]

【従来の技術】全画素読み出し方式CCD固体撮像装置
は、露光周期ごとに全ての画素の信号電荷を独立に読み
出させるために、垂直解像度が高いという優れた特長を
持っている。したがって、静止画の分野などに用いると
有効である。この全画素読み出し方式CCD固体撮像装
置では、水平転送レジスタが1本でかつ、その水平駆動
周波数が通常のCCD固体撮像装置の水平駆動周波数と
同一とした場合、フレームレート30枚の画像出力とな
る。
2. Description of the Related Art A CCD solid-state image pickup device of all-pixel reading type has an excellent feature of high vertical resolution in order to read out signal charges of all pixels independently for each exposure cycle. Therefore, it is effective when used in the field of still images. In this all-pixel readout type CCD solid-state image pickup device, when the number of horizontal transfer registers is one and the horizontal drive frequency is the same as the horizontal drive frequency of a normal CCD solid-state image pickup device, image output of 30 frame rates is performed. .

【0003】しかしながら、フレームレート30枚の画
像出力の場合には、そのフレーム画像をそのまま用いて
映像をモニタリングすることはできなく、例えば外部に
フレームメモリおよびそのコントローラなどを設ける必
要があり、コストの面で不利である。フレームレート3
0枚の全画素読み出し方式CCD固体撮像装置におい
て、フレームメモリを用いないで映像のモニタリングを
可能にするためには、フレームレート60枚の画像出力
を得るようにする必要がある。
However, in the case of outputting an image with a frame rate of 30, it is not possible to monitor the video by using the frame image as it is. For example, it is necessary to provide an external frame memory and its controller, which leads to cost reduction. It is disadvantageous. Frame rate 3
In the 0-pixel all-pixel-reading CCD solid-state imaging device, it is necessary to obtain an image output at a frame rate of 60 in order to enable video monitoring without using a frame memory.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】フレームレート60枚
の画像を出力してモニタリングするために、従来は、水
平転送レジスタ内で垂直2画素の信号電荷を混合する方
法を採用していた。しかしながら、この方法は、白黒の
CCD固体撮像装置や、ストライプのカラーフィルタを
有するCCD固体撮像装置の場合には有効であるが、原
色市松配列(ベイヤー配列)カラーコーディングのカラ
ーフィルタを有するカラーCCD固体撮像装置において
は、垂直2画素の信号電荷を混合することで、異なる色
が混ざってしまうため、カラー信号処理ができないとい
う問題があった。
In order to output and monitor images of 60 frame rates, conventionally, a method of mixing signal charges of two vertical pixels in a horizontal transfer register has been adopted. However, this method is effective in the case of a monochrome CCD solid-state image pickup device or a CCD solid-state image pickup device having a stripe color filter, but it is a color CCD solid-state image pickup device having a primary color checkered array (Bayer array) color coding color filter. In the image pickup device, since the different colors are mixed by mixing the signal charges of two vertical pixels, there is a problem that the color signal processing cannot be performed.

【0005】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、全画素読み出し方式
において、フレームレート60枚のインターレースされ
た画像出力を得ることが可能な固体撮像装置を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is a solid-state image pickup device capable of obtaining an interlaced image output with a frame rate of 60 sheets in an all-pixel reading system. To provide.

【0006】[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、全画素読み出し方式の固体撮像装置であって、水
平転送レジスタに隣接して設けられて当該水平転送レジ
スタ中の信号電荷を選択的に掃き捨てる電荷排出手段
と、水平転送レジスタに転送されてくる信号電荷を電荷
排出手段に掃き捨てる処理と水平転送する処理とをライ
ン単位で繰り返すとともに、電荷排出手段に掃き捨てる
ラインをフィールドごとに入れ換える駆動手段とを備え
た構成となっている。
A solid-state image pickup device according to the present invention is an all-pixel read-out type solid-state image pickup device, which is provided adjacent to a horizontal transfer register and selectively outputs signal charges in the horizontal transfer register. The charge discharging means for sweeping out to the charge transfer means, the processing for sweeping out the signal charges transferred to the horizontal transfer register to the charge discharging means and the processing for horizontal transfer are repeated line by line, and the line to be swept away to the charge discharging means for each field. It has a configuration including a driving means for switching.

【0007】上記構成の固体撮像装置において、駆動手
段が水平転送レジスタに転送されてくる信号電荷を電荷
排出手段に掃き捨てる処理と水平転送する処理とをライ
ン単位で繰り返すことで、フレームレート60枚のイン
ターレースされた画像出力が得られる。これにより、外
部にフレームメモリを持たなくても映像をモニタリング
でき、しかも水平転送レジスタ内で垂直2画素の信号電
荷の混合を行っていないため、原色市松配列カラーコー
ディングのカラーフィルタを有するカラーCCD固体撮
像装置にも適用できる。
In the solid-state image pickup device having the above-mentioned structure, the driving unit repeats the process of sweeping out the signal charges transferred to the horizontal transfer register to the charge discharging unit and the process of horizontal transfer in a line unit, so that the frame rate is 60 sheets. An interlaced image output of is obtained. As a result, it is possible to monitor an image without having an external frame memory, and since the signal charges of two vertical pixels are not mixed in the horizontal transfer register, a color CCD solid state having a color filter of primary color checkered array color coding. It can also be applied to an imaging device.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、例えばイン
ターライン転送方式のCCD固体撮像装置に適用された
本発明の一実施形態を示す構成図である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention applied to, for example, an interline transfer type CCD solid-state imaging device.

【0009】図1において、行方向(垂直方向)および
列方向(水平方向)にマトリクス状に2次元配置され、
入射光をその光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して
蓄積する複数個のセンサ部(光電変換部)1と、これら
センサ部1の垂直列ごとに配列されて各センサ部1から
読み出された信号電荷を垂直転送する複数本の垂直転送
レジスタ2,2,……とにより、イメージ部3が構成さ
れている。
In FIG. 1, two-dimensionally arranged in a matrix in a row direction (vertical direction) and a column direction (horizontal direction),
A plurality of sensor units (photoelectric conversion units) 1 that convert incident light into signal charges having a charge amount corresponding to the amount of light and accumulate the signal charges, and read from each sensor unit 1 arranged in vertical columns of these sensor units 1. The image section 3 is composed of a plurality of vertical transfer registers 2, 2, ... Which vertically transfer the output signal charges.

【0010】このイメージ部3において、センサ部1は
例えばPN接合のフォトダイオードからなり、複数本の
垂直転送レジスタ2,2,……はCCDによって構成さ
れている。センサ部1に蓄積された信号電荷は、図示せ
ぬ読み出しゲートを介して垂直転送レジスタ2に読み出
される。垂直転送レジスタ2は、例えば3相の垂直転送
クロックφV1〜φV3によって転送駆動され、読み出
された信号電荷を水平ブランキング期間の一部にて1走
査線(1ライン)に相当する部分ずつ順に垂直転送す
る。
In the image section 3, the sensor section 1 is composed of, for example, a PN junction photodiode, and the plurality of vertical transfer registers 2, 2, ... Are composed of CCDs. The signal charges accumulated in the sensor unit 1 are read out to the vertical transfer register 2 via a read gate (not shown). The vertical transfer register 2 is transfer-driven by, for example, three-phase vertical transfer clocks .phi.V1 to .phi.V3, and sequentially reads the read signal charges by a portion corresponding to one scanning line (one line) in a part of the horizontal blanking period. Vertical transfer.

【0011】イメージ部3の図面上の下側には、複数本
の垂直転送レジスタ2,2,……から信号電荷がライン
単位で順次転送されるCCDからなる水平転送レジスタ
4が配置されている。この水平転送レジスタ4は2相の
水平転送クロックφH1,φH2によって転送駆動さ
れ、イメージ部3から移された1ライン分の信号電荷を
水平ブランキング期間後の水平走査期間において順次水
平転送する。
On the lower side of the image portion 3 in the drawing, a horizontal transfer register 4 composed of a CCD is arranged in which signal charges are sequentially transferred from a plurality of vertical transfer registers 2, 2 ,. . The horizontal transfer register 4 is transfer-driven by the two-phase horizontal transfer clocks φH1 and φH2, and sequentially transfers the signal charges for one line transferred from the image section 3 in the horizontal scanning period after the horizontal blanking period.

【0012】水平転送レジスタ4の転送先の端部には、
例えばフローティング・ディフュージョン・アンプ(F
DA;Floating Diffusion Amplifier)構成の電荷検出
部5が配されている。この電荷検出部5は、水平転送レ
ジスタ4によって水平転送された信号電荷を検出し、こ
れを信号電圧に変換する。この信号電圧は、出力アンプ
6を経た後、被写体からの光の入射量に応じたCCD出
力として出力端子7から外部へ導出される。
At the end of the transfer destination of the horizontal transfer register 4,
For example, a floating diffusion amplifier (F
A charge detection unit 5 having a DA (Floating Diffusion Amplifier) configuration is arranged. The charge detection unit 5 detects the signal charge horizontally transferred by the horizontal transfer register 4 and converts it into a signal voltage. After passing through the output amplifier 6, this signal voltage is led to the outside from the output terminal 7 as a CCD output according to the incident amount of light from the subject.

【0013】水平転送レジスタ4のイメージ部3と反対
側には、水平転送レジスタ4の転送方向に沿って掃き出
し用電極8およびドレイン部9が隣接して設けられてい
る。この掃き出し用電極8およびドレイン部9は、水平
転送レジスタ4中の信号電荷を選択的に掃き捨てるため
の電荷排出部10を構成しており、掃き出し用電極8に
掃き出しクロックφHHGが印加されることにより、水
平転送レジスタ4中の1ライン分の信号電荷をドレイン
部9に掃き捨てる。ドレイン部9には、所定の直流電圧
Vddが印加されている。
On the opposite side of the horizontal transfer register 4 from the image part 3, a sweeping electrode 8 and a drain part 9 are provided adjacent to each other along the transfer direction of the horizontal transfer register 4. The sweep-out electrode 8 and the drain section 9 constitute a charge discharging section 10 for selectively sweeping out the signal charge in the horizontal transfer register 4, and the sweep-out clock φHHG is applied to the sweep-out electrode 8. Thus, the signal charges for one line in the horizontal transfer register 4 are swept to the drain section 9. A predetermined DC voltage Vdd is applied to the drain section 9.

【0014】また、イメージ部3上には、原色市松配列
カラーコーディングのカラーフィルタ(図示せず)が配
置されている。このカラーフィルタは、図2に示すよう
に、G(緑)市松R(赤),B(青)線順次のカラーコ
ーディングとなっている。以上により、全てのセンサ部
(画素)1から独立に読み出した信号電荷を垂直転送レ
ジスタ2内で混合することなく、かつ1本の水平転送レ
ジスタ4を介して順次に読み出すことが可能な全画素読
み出し方式のカラーCCDエリアセンサ11が構成され
ている。
A color filter (not shown) for primary color checkered array color coding is arranged on the image section 3. As shown in FIG. 2, this color filter has a color coding of G (green) checkered R (red) and B (blue) line sequential. As described above, all pixels can be sequentially read out through one horizontal transfer register 4 without mixing the signal charges read out independently from all the sensor parts (pixels) 1 in the vertical transfer register 2. A read-out type color CCD area sensor 11 is configured.

【0015】この全画素読み出し方式のカラーCCDエ
リアセンサ11は、駆動回路12によって駆動される。
この駆動回路12は、タイミングジェネレータやドライ
バなどによって構成され、水平同期パルスHDなどの基
準信号に基づいて3相の垂直転送クロックφV1〜φV
3、2相の水平転送クロックφH1,φH2、掃き出し
クロックφHHGなどの各種の駆動信号を生成し、これ
らの駆動信号をCCDエリアセンサ12に供給する。
The all-pixel read-out type color CCD area sensor 11 is driven by a drive circuit 12.
The drive circuit 12 is composed of a timing generator, a driver, etc., and three-phase vertical transfer clocks φV1 to φV based on a reference signal such as a horizontal synchronizing pulse HD.
Various drive signals such as three- and two-phase horizontal transfer clocks φH1 and φH2 and a sweep clock φHHG are generated, and these drive signals are supplied to the CCD area sensor 12.

【0016】そして、駆動回路12は、外部から与えら
れるモード切換え信号に基づいて、静止画等を得る通常
モード時には、イメージ部3から水平転送レジスタ4に
転送された信号電荷を順次水平転送することによってフ
レームレート30枚のノンインターレース出力を得、画
像をモニタリングするモニタリングモード時には、イメ
ージ部3から水平転送レジスタ4に転送された信号電荷
を電荷排出部10に掃き捨てる処理と水平転送する処理
とをライン単位で繰り返すとともに、掃き捨てるライン
をフィールドごとに入れ換えることによってフレームレ
ート60枚のインタレースされ出力を得るべく駆動す
る。
Then, the drive circuit 12 sequentially horizontally transfers the signal charges transferred from the image section 3 to the horizontal transfer register 4 in the normal mode in which a still image or the like is obtained based on a mode switching signal given from the outside. In a monitoring mode for obtaining a non-interlaced output with a frame rate of 30 sheets and monitoring an image, a signal charge transferred from the image unit 3 to the horizontal transfer register 4 is swept to the charge discharging unit 10 and a horizontal transfer process is performed. By repeating the line-by-line unit and exchanging the lines to be swept out for each field, driving is performed to obtain an interlaced output with a frame rate of 60 sheets.

【0017】以下に、モニタリングモード時の処理の概
念について、図3を参照して説明する。図2に示す如き
カラーコーディングのカラーフィルタを有する全画素読
み出し方式のカラーCCDエリアセンサ11において、
当該カラーフィルタが垂直2ライン、水平2ラインの4
画素分を基本単位としていることから、水平転送レジス
タ4中の信号電荷の電荷排出部10への掃き捨て処理お
よび水平転送処理を2ラインごとに繰り返すことにな
る。
The concept of the processing in the monitoring mode will be described below with reference to FIG. In the all-pixel readout type color CCD area sensor 11 having a color coding color filter as shown in FIG.
The color filter has 4 vertical lines and 2 horizontal lines.
Since pixels are used as a basic unit, the sweeping process of the signal charges in the horizontal transfer register 4 to the charge discharging unit 10 and the horizontal transfer process are repeated every two lines.

【0018】すなわち、第1フィールド(A)では、
1,2,5,6,……の各ラインの信号電荷を水平転送
レジスタ4にて水平転送して出力し、3,4,7,8,
……の各ラインの信号電荷を水平転送レジスタ4を介し
て電荷排出部10へ掃き捨てる処理を行う。第2フィー
ルド(B)では逆に、1,2,5,6,……の各ライン
の信号電荷を水平転送レジスタ4を介して電荷排出部1
0へ掃き捨て、3,4,7,8,……の各ラインの信号
電荷を水平転送レジスタ4にて水平転送して出力する処
理を行う。
That is, in the first field (A),
The signal charges of the lines 1, 2, 5, 6, ... Are horizontally transferred by the horizontal transfer register 4 and output.
Processing for sweeping out the signal charges of each line to the charge discharging unit 10 via the horizontal transfer register 4. On the contrary, in the second field (B), the signal charges of the lines 1, 2, 5, 6, ...
The signal charges of the lines 3, 4, 7, 8, ... Are swept to 0 and horizontally transferred by the horizontal transfer register 4 to be output.

【0019】上述したように、原色市松配列カラーコー
ディングのカラーフィルタを有する全画素読み出し方式
のカラーCCDエリアセンサ11において、通常モード
時には、全画素から独立に読み出された信号電荷を垂直
転送レジスタ2内で混合することなくライン単位で水平
転送レジスタ4に移し、かつ水平転送レジスタ4で順次
水平転送することにより、フレームレート30枚のノン
インターレースの信号出力が得られる。その結果、高い
垂直解像度の画像を得ることができる。
As described above, in the all-pixel read-out type color CCD area sensor 11 having the color filter of the primary color checkered array color coding, in the normal mode, the signal charges read out independently from all the pixels are transferred vertically. Non-interlaced signal outputs with a frame rate of 30 are obtained by transferring the data to the horizontal transfer register 4 line by line without mixing them and sequentially performing horizontal transfer by the horizontal transfer register 4. As a result, an image with high vertical resolution can be obtained.

【0020】一方、モニタリングモード時には、水平転
送レジスタ4に読み出された信号電荷を電荷排出部10
に掃き捨てる処理と水平転送レジスタ4で水平転送する
処理とを2ラインごとに繰り返すとともに、電荷排出部
10に信号電荷を掃き捨てるラインをフィールドごとに
入れ換えることにより、フレームレート60枚のインタ
レースされた信号出力が得られる。その結果、外部にフ
レームメモリを設けなくても映像をモニタリングするこ
とができる。
On the other hand, in the monitoring mode, the signal charges read out to the horizontal transfer register 4 are transferred to the charge discharging section 10.
The process of sweeping away the signal charges to the charge discharging unit 10 is repeated every two lines, and the line of sweeping out the signal charges to the charge discharging unit 10 is replaced for each field to interlace the frame rate of 60 sheets. Signal output is obtained. As a result, it is possible to monitor an image without providing an external frame memory.

【0021】次に、一例として、垂直方向に隣り合う2
ライン分の信号電荷を電荷排出部10に掃き捨て、1ラ
イン分の信号電荷を水平転送レジスタ4で水平転送して
出力する場合の動作について、図4のタイミングチャー
トに基づいて図5〜図7のポテンシャル図を参照しつつ
説明する。
Next, as an example, two vertically adjacent
5 to 7 will be described based on the timing chart of FIG. 4 regarding the operation in which the signal charges for one line are swept to the charge discharging unit 10 and the signal charges for one line are horizontally transferred and output by the horizontal transfer register 4. This will be explained with reference to the potential diagram of FIG.

【0022】この処理動作は、水平ブランキング信号H
‐BLKが低レベル(以下、“L”レベルと称する)で
かつ水平ウィンドウ信号H‐Windowが“L”レベ
ルの期間において行われる。この期間においては、水平
転送クロックφH1が“L”レベルに、φH2が高レベ
ル(以下、“H”レベルと称する)にそれぞれ固定とな
っている。なお、図5〜図7において、図の上下方向が
ポテンシャルの深さを表わすものとし、又図1の掃き出
し用電極8に印加される掃き出しクロックφHHGは、
“L”レベル、中間レベル(以下、“M”レベルと称す
る)および高レベルの3値をとるものとする。
This processing operation is performed by the horizontal blanking signal H.
-BLK is at a low level (hereinafter referred to as "L" level) and the horizontal window signal H-Window is at "L" level. During this period, the horizontal transfer clock φH1 is fixed to the “L” level and φH2 is fixed to the high level (hereinafter referred to as the “H” level). 5 to 7, the vertical direction in the figures represents the depth of the potential, and the sweep clock φHHG applied to the sweep electrode 8 in FIG.
It is assumed that there are three levels of "L" level, intermediate level (hereinafter referred to as "M" level) and high level.

【0023】時点t1では、掃き出しクロックφHHG
が“L”レベルであることから、掃き出し用電極8の下
のポテンシャルは浅くなっている。また、3相の垂直転
送クロックφV1〜φV3のうち、2相目の垂直転送ク
ロックφV2のみが高レベルとなっており、2相目の転
送電極の下のポテンシャルが深くなっているため、信号
電荷は2相目の転送電極の下に蓄積されている。
At time t1, the sweep clock φHHG
Is at the “L” level, the potential under the sweep electrode 8 is shallow. Further, among the three-phase vertical transfer clocks φV1 to φV3, only the second-phase vertical transfer clock φV2 is at a high level, and the potential under the second-phase transfer electrode is deep, so that the signal charge Are accumulated under the transfer electrodes of the second phase.

【0024】時点t2では、掃き出しクロックφHHG
が“L”レベルから“H”レベルに遷移し、掃き出し用
電極8の下のポテンシャルが深くなる。そして、2相目
の垂直転送クロックφV2と共に、1相目の垂直転送ク
ロックφV1が“H”レベルとなり、1相目の転送電極
の下のポテンシャルも深くなるため、2相目の転送電極
の下の信号電荷は1相目の転送電極の下に流れ込む。時
点t3では、2相目の垂直転送クロックφV2が“L”
レベルとなり、2相目の転送電極の下のポテンシャルが
浅くなるため、2相目の転送電極の下の信号電荷が完全
に1相目の転送電極の下に移され、ここに蓄積される。
At time t2, the sweep clock φHHG
Changes from the “L” level to the “H” level, and the potential under the sweeping electrode 8 becomes deep. Then, along with the vertical transfer clock φV2 of the second phase, the vertical transfer clock φV1 of the first phase becomes the “H” level, and the potential under the transfer electrode of the first phase also becomes deeper. Signal charges of the above flow into under the transfer electrodes of the first phase. At time t3, the vertical transfer clock φV2 of the second phase is “L”.
The level becomes a level and the potential under the transfer electrode for the second phase becomes shallow, so that the signal charges under the transfer electrode for the second phase are completely transferred to and accumulated in the transfer electrode for the first phase.

【0025】時点t4では、3相目の垂直転送クロック
φV3が“H”レベルとなり、3相目の転送電極の下の
ポテンシャルが深くなるため、1相目の転送電極の下の
信号電荷は3相目の転送電極の下に流れ込み、さらに水
平転送レジスタ4の2相目の転送電極の下および掃き出
し用電極8の下を通ってドレイン部9へ捨てられる。時
点t5では、1相目の垂直転送クロックφV1が“L”
レベルとなり、1相目の転送電極の下のポテンシャルが
浅くなるため、1相目の転送電極の下の信号電荷は3相
目の転送電極の下に完全に移され、さらにドレイン部9
へ掃き捨てられる。このとき、1ライン前の3相目の転
送電極の下には、次のラインの信号電荷が蓄積される。
At time t4, the vertical transfer clock φV3 of the third phase becomes the “H” level, and the potential under the transfer electrode of the third phase becomes deep, so that the signal charge under the transfer electrode of the first phase is 3 It flows under the transfer electrodes of the second phase, and further passes under the transfer electrodes of the second phase of the horizontal transfer register 4 and under the sweeping electrode 8, and is discarded to the drain section 9. At time t5, the vertical transfer clock φV1 of the first phase is “L”.
Since the potential under the first-phase transfer electrode becomes shallow, the signal charge under the first-phase transfer electrode is completely transferred under the third-phase transfer electrode, and the drain portion 9
Be swept away. At this time, the signal charge of the next line is accumulated under the transfer electrode of the third phase one line before.

【0026】時点t6では、2相目の垂直転送クロック
φV2が“H”レベルになり、2相目の転送電極の下の
ポテンシャルが深くなるため、1ライン前の3相目の転
送電極の下に蓄積されていた次のラインの信号電荷が2
相目の転送電極の下に流れ込む。時点t7では、3相目
の垂直転送クロックφV3が“L”レベルになり、3相
目の転送電極の下のポテンシャルが浅くなるため、次の
ラインの信号電荷が2相目の転送電極の下に蓄積され
る。
At the time point t6, the vertical transfer clock φV2 of the second phase becomes "H" level, and the potential under the transfer electrode of the second phase becomes deep, so that the transfer electrode of the third phase one line before is transferred. The signal charge of the next line stored in the
It flows under the transfer electrode of the phase. At time t7, the vertical transfer clock φV3 of the third phase becomes the “L” level, and the potential under the transfer electrode of the third phase becomes shallow, so that the signal charge of the next line is below the transfer electrode of the second phase. Accumulated in.

【0027】時点t8では、1相目の垂直転送クロック
φV1が“H”レベルとなり、1相目の転送電極の下の
ポテンシャルが深くなるため、2相目の転送電極の下の
信号電荷は1相目の転送電極の下に流れ込む。時点t9
では、2相目の垂直転送クロックφV2が“L”レベル
となり、2相目の転送電極の下のポテンシャルが浅くな
るため、2相目の転送電極の下の信号電荷が完全に1相
目の転送電極の下に移され、ここに蓄積される。
At time t8, the vertical transfer clock φV1 of the first phase becomes “H” level, and the potential under the transfer electrode of the first phase becomes deep, so that the signal charge under the transfer electrode of the second phase is 1 It flows under the transfer electrode of the phase. Time point t9
Then, the vertical transfer clock φV2 of the second phase becomes the “L” level, and the potential under the transfer electrodes of the second phase becomes shallow, so that the signal charges under the transfer electrodes of the second phase are completely in the first phase. It is transferred under the transfer electrode and accumulated there.

【0028】時点t10では、3相目の垂直転送クロッ
クφV3が“H”レベルとなり、3相目の転送電極の下
のポテンシャルが深くなるため、1相目の転送電極の下
の信号電荷は3相目の転送電極の下に流れ込み、さらに
水平転送レジスタ4および掃き出し用電極8の下を通っ
てドレイン部9へ捨てられる。時点t11では、1相目
の垂直転送クロックφV1が“L”レベルとなり、1相
目の転送電極の下のポテンシャルが浅くなるため、1相
目の転送電極の下の信号電荷は3相目の転送電極の下に
完全に移され、さらにドレイン部9へ掃き捨てられる。
このとき、1ライン前の3相目の転送電極の下には、次
のラインの信号電荷が蓄積される。
At time t10, the vertical transfer clock φV3 of the third phase becomes "H" level, and the potential under the transfer electrode of the third phase becomes deep, so that the signal charge under the transfer electrode of the first phase is 3 It flows under the transfer electrode of the phase and further passes under the horizontal transfer register 4 and the sweeping electrode 8 and is discarded to the drain part 9. At time t11, the vertical transfer clock φV1 of the first phase becomes the “L” level, and the potential under the transfer electrode of the first phase becomes shallow, so that the signal charge under the transfer electrode of the first phase becomes the third phase. It is completely transferred under the transfer electrode and is further swept to the drain part 9.
At this time, the signal charge of the next line is accumulated under the transfer electrode of the third phase one line before.

【0029】時点t12では、2相目の垂直転送クロッ
クφV2が“H”レベルになり、2相目の転送電極の下
のポテンシャルが深くなるため、1ライン前の3相目の
転送電極の下に蓄積されていた次のラインの信号電荷
が、2相目の転送電極の下に流れ込む。時点t13で
は、3相目の垂直転送クロックφV3が“L”レベルに
なり、3相目の転送電極の下のポテンシャルが浅くなる
ため、次のラインの信号電荷が2相目の転送電極の下に
蓄積される。
At time t12, the vertical transfer clock φV2 of the second phase becomes “H” level, and the potential under the transfer electrode of the second phase becomes deep, so that the transfer electrode of the third phase one line before is transferred. The signal charge of the next line, which has been stored in, flows into below the transfer electrode of the second phase. At time t13, the vertical transfer clock φV3 of the third phase becomes “L” level, and the potential under the transfer electrode of the third phase becomes shallow, so that the signal charge of the next line is below the transfer electrode of the second phase. Accumulated in.

【0030】時点t14では、掃き出しクロックφHH
Gが“M”レベルになるとともに、それまで“H”レベ
ルに固定であった水平転送クロックφH2が“L”レベ
ルになる。これにより、水平転送レジスタ4の2相目の
転送電極の下のポテンシャルが浅くなり、掃き出し用電
極8の下のポテンシャルが中間レベルとなる。その結
果、水平転送レジスタ4内に残留している信号電荷のう
ち、若干は掃き出し用電極8の下の残留するものの、殆
どがドレイン部9に掃き捨てられる。
At time t14, the sweep clock φHH
As G becomes "M" level, the horizontal transfer clock .phi.H2, which has been fixed at "H" level until then, becomes "L" level. As a result, the potential under the second-phase transfer electrode of the horizontal transfer register 4 becomes shallow, and the potential under the sweep-out electrode 8 becomes an intermediate level. As a result, of the signal charges remaining in the horizontal transfer register 4, some of the signal charges remain below the sweep electrode 8, but most of them are swept to the drain portion 9.

【0031】そして、時点t15では、掃き出しクロッ
クφHHGが“L”レベルになり、掃き出し用電極8の
下のポテンシャルが浅くなるため、掃き出し用電極8の
下に残留していた僅かな信号電荷も全てドレイン部9に
掃き捨てられることになる。以上により、2ライン分の
信号電荷を電荷排出部10へ掃き捨てるための処理が完
了する。
At time t15, the sweep clock φHHG becomes "L" level, and the potential under the sweep electrode 8 becomes shallow, so that all the slight signal charges remaining under the sweep electrode 8 are all reduced. It will be swept to the drain portion 9. As described above, the process for sweeping the signal charges of two lines to the charge discharging unit 10 is completed.

【0032】続いて、時点t16では、水平転送クロッ
クφH2が再び“H”レベルになるとともに、1相目の
垂直転送クロックφV1が“H”レベルになり、1相目
の転送電極の下のポテンシャルが深くなるため、2相目
の転送電極の下の信号電荷は1相目の転送電極の下に流
れ込む。そして、時点t17では、2相目の垂直転送ク
ロックφV2が“L”レベルとなり、2相目の転送電極
の下のポテンシャルが浅くなるため、2相目の転送電極
の下の信号電荷が完全に1相目の転送電極の下に移され
る。
Subsequently, at time t16, the horizontal transfer clock φH2 becomes "H" level again, the vertical transfer clock φV1 of the first phase becomes "H" level, and the potential under the transfer electrode of the first phase becomes high. Becomes deeper, the signal charges under the transfer electrodes of the second phase flow under the transfer electrodes of the first phase. Then, at time t17, the vertical transfer clock φV2 of the second phase becomes the “L” level, and the potential under the transfer electrode of the second phase becomes shallow, so that the signal charge under the transfer electrode of the second phase is completely discharged. It is transferred under the transfer electrode of the first phase.

【0033】時点t18では、3相目の垂直転送クロッ
クφV3が“H”レベルとなり、3相目の転送電極の下
のポテンシャルが深くなるため、1相目の転送電極の下
の信号電荷は、3相目の転送電極の下に流れ込み、さら
に水平転送レジスタ4の2相目の転送電極の下および掃
き出し用電極8の下を通ってドレイン部9へ掃き捨てら
れる。時点t19では、1相目の垂直転送クロックφV
1が“L”レベルとなり、1相目の転送電極の下のポテ
ンシャルが浅くなるため、1相目の転送電極の下の信号
電荷は、3相目の転送電極の下、さらに水平転送レジス
タ4の2相目の転送電極の下に移される。このとき、1
ライン前の3相目の転送電極の下には、次のラインの信
号電荷が蓄積される。
At time t18, the vertical transfer clock φV3 of the third phase becomes the “H” level, and the potential under the transfer electrode of the third phase becomes deep, so that the signal charge under the transfer electrode of the first phase becomes It flows under the transfer electrodes of the third phase, and is further swept to the drain portion 9 through the transfer electrodes of the second phase of the horizontal transfer register 4 and the discharge electrodes 8. At time t19, the first phase vertical transfer clock φV
1 becomes the “L” level, and the potential under the transfer electrode of the first phase becomes shallow. Therefore, the signal charge under the transfer electrode of the first phase is transferred to the horizontal transfer register 4 under the transfer electrode of the third phase. Of the second phase of the transfer electrode. At this time, 1
The signal charge of the next line is accumulated under the transfer electrode of the third phase before the line.

【0034】時点t20では、2相目の垂直転送クロッ
クφV2が“H”レベルになり、2相目の転送電極の下
のポテンシャルが深くなるため、1ライン前の3相目の
転送電極の下に蓄積されていた次のラインの信号電荷が
2相目の転送電極の下に流れ込む。そして、時点t21
では、3相目の垂直転送クロックφV3が“L”レベル
になり、3相目の転送電極の下のポテンシャルが浅くな
るため、3相目の転送電極の下の信号電荷が完全に水平
転送レジスタ4の2相目の転送電極の下に移されるとと
もに、次のラインの信号電荷が2相目の転送電極の下に
蓄積される。
At time t20, the vertical transfer clock φV2 of the second phase becomes “H” level, and the potential under the transfer electrode of the second phase becomes deep, so that the transfer electrode of the third phase one line before is transferred. Then, the signal charges of the next line accumulated in the above flow into the transfer electrodes below the second phase. Then, time t21
Then, the vertical transfer clock φV3 of the third phase becomes “L” level and the potential under the transfer electrode of the third phase becomes shallow, so that the signal charge under the transfer electrode of the third phase is completely transferred to the horizontal transfer register. No. 4 is transferred below the transfer electrode of the second phase, and the signal charges of the next line are accumulated below the transfer electrode of the second phase.

【0035】以上により、1ライン分の信号電荷を水平
転送レジスタ4にシフトするための処理が完了する。そ
して、それまで“L”レベル,“H”レベルに固定され
ていた水平転送クロックφH1,φH2が発生し、水平
転送レジスタ4の水平転送駆動が開始される。これによ
り、水平転送レジスタ4にシフトされた1ライン分の信
号電荷が順次水平転送され、電荷検出部5で信号電圧に
変換されてCCD出力として外部へ導出される。
As described above, the processing for shifting the signal charges for one line to the horizontal transfer register 4 is completed. Then, the horizontal transfer clocks φH1 and φH2, which have been fixed to the “L” level and the “H” level until then, are generated, and the horizontal transfer driving of the horizontal transfer register 4 is started. As a result, the shifted signal charges for one line are sequentially horizontally transferred to the horizontal transfer register 4, converted into a signal voltage by the charge detection unit 5, and led out to the outside as a CCD output.

【0036】なお、電荷排出部10への信号電荷の掃き
捨てを行わず、1ライン分の信号電荷を水平転送レジス
タ4にシフトし、水平転送して出力する場合には、図8
のタイミングチャートに示すように、上述した2ライン
掃き捨て期間および1ラインシフト期間において、1ラ
イン分の信号電荷の水平転送レジスタ4へのシフト処理
が行われる。
When the signal charges for the one line are shifted to the horizontal transfer register 4 for horizontal transfer and output without sweeping out the signal charges to the charge discharging section 10, FIG.
As shown in the timing chart of (1), the shift processing of the signal charges for one line to the horizontal transfer register 4 is performed in the above-mentioned two-line sweep-out period and one-line shift period.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
全画素から独立に読み出した信号電荷を混合することな
く、かつ1本の水平転送レジスタを介して順次に読み出
すことが可能な全画素読み出し方式の固体撮像装置にお
いて、水平転送レジスタに転送されてくる信号電荷を掃
き捨てる処理と水平転送する処理とをライン単位で繰り
返すとともに、掃き捨てるラインをフィールドごとに入
れ換えるようにしたことにより、フレームレート60枚
のインターレースされた画像出力を得ることができるの
で、外部にフレームメモリを持たなくても映像をモニタ
リングできる。
As described above, according to the present invention,
In the all-pixel readout type solid-state imaging device capable of sequentially reading out through one horizontal transfer register without mixing the signal charges read out independently from all the pixels, the signals are transferred to the horizontal transfer register. By repeating the process of sweeping out the signal charges and the process of horizontally transferring it in units of lines, and by switching the sweep-out lines for each field, it is possible to obtain an interlaced image output with a frame rate of 60 sheets. Video can be monitored without an external frame memory.

【0038】しかも、水平転送レジスタ内で垂直2画素
の信号電荷の混合を行っていないため、原色市松配列カ
ラーコーディングのカラーフィルタを有するカラー固体
撮像装置にも適用できる。その結果、電子スチルカメラ
やPC(パーソナルコンピュータ)画像入力等の画像取
り込み用途に本機能を使用することにより、被写体を本
撮像前にモニタリングすることができ、かつ、撮像時に
は高い垂直解像度のスチル画像を得ることができる。
Moreover, since the signal charges of two vertical pixels are not mixed in the horizontal transfer register, the present invention can be applied to a color solid-state image pickup device having a color filter of primary color checkered array color coding. As a result, by using this function for image capture applications such as electronic still camera and PC (personal computer) image input, it is possible to monitor the subject before the main image capture, and at the time of image capture, still image of high vertical resolution. Can be obtained.

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

【図1】インターライン転送方式のCCD固体撮像装置
に適用された本発明の一実施形態を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention applied to an interline transfer type CCD solid-state imaging device.

【図2】原色市松配列カラーコーディングを示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing primary color checkered array color coding.

【図3】モニタリングモード時の処理の概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of processing in a monitoring mode.

【図4】2ライン掃き捨て、1ライン出力の場合の動作
を説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart for explaining an operation in the case of sweeping out two lines and outputting one line.

【図5】2ライン掃き捨て、1ライン出力の場合の動作
を説明するためのポテンシャル図(その1)である。
FIG. 5 is a potential diagram (No. 1) for explaining the operation in the case of sweeping out two lines and outputting one line.

【図6】2ライン掃き捨て、1ライン出力の場合の動作
を説明するためのポテンシャル図(その2)である。
FIG. 6 is a potential diagram (No. 2) for explaining the operation in the case of sweeping out two lines and outputting one line.

【図7】2ライン掃き捨て、1ライン出力の場合の動作
を説明するためのポテンシャル図(その3)である。
FIG. 7 is a potential diagram (No. 3) for explaining the operation in the case of sweeping away two lines and outputting one line.

【図8】1ライン出力の場合の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation in the case of 1-line output.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 センサ部 2 垂直転送レジスタ 3 イメー
ジ部 4 水平転送レジスタ 5 電荷検出部 8 掃き
出し用電極 9 ドレイン部 10 電荷排出部 11 CCD
エリアセンサ 12 駆動回路
1 Sensor Section 2 Vertical Transfer Register 3 Image Section 4 Horizontal Transfer Register 5 Charge Detection Section 8 Sweeping Electrode 9 Drain Section 10 Charge Discharge Section 11 CCD
Area sensor 12 drive circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 全画素から独立に読み出した信号電荷を
混合することなく、かつ1本の水平転送レジスタを介し
て順次に読み出すことが可能な固体撮像装置であって、 前記水平転送レジスタに隣接して設けられて前記水平転
送レジスタ中の信号電荷を選択的に掃き捨てる電荷排出
手段と、 前記水平転送レジスタに転送されてくる信号電荷を前記
電荷排出手段に掃き捨てる処理と水平転送する処理とを
ライン単位で繰り返すとともに、前記電荷排出手段に掃
き捨てるラインをフィールドごとに入れ換える駆動手段
とを備えたことを特徴とする固体撮像装置。
1. A solid-state imaging device capable of sequentially reading out signal charges read out independently from all pixels without being mixed, and sequentially read out through one horizontal transfer register, which is adjacent to the horizontal transfer register. Charge discharging means for selectively sweeping out the signal charges in the horizontal transfer register, processing for sweeping out the signal charges transferred to the horizontal transfer register to the charge discharging means, and processing for horizontal transfer. And a driving means for switching the lines to be discharged to the electric charge discharging means for each field.
【請求項2】 請求項1記載の固体撮像装置は、原色市
松配列カラーコーディングのカラーフィルタを有するカ
ラー固体撮像装置であり、 前記駆動手段は、前記電荷排出手段に掃き捨てる処理と
水平転送する処理とを2ラインごとに繰り返すことを特
徴とする固体撮像装置。
2. The solid-state image pickup device according to claim 1, which is a color solid-state image pickup device having a color filter of a primary color checkered pattern color coding, wherein the driving unit sweeps to the charge discharging unit and horizontally transfers. A solid-state imaging device characterized by repeating the above for every two lines.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7057652B2 (en) 2000-11-28 2006-06-06 Sharp Kabushiki Kaisha Color solid-state imaging apparatus
US7432969B1 (en) 1999-09-14 2008-10-07 Fujifilm Corporation Imaging apparatus, solid imaging device and driving method for solid imaging device
JP2008289172A (en) * 2008-06-13 2008-11-27 Fujifilm Corp Solid-state imaging device and control method thereof

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