JPH11331485A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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Publication number
JPH11331485A
JPH11331485A JP10135413A JP13541398A JPH11331485A JP H11331485 A JPH11331485 A JP H11331485A JP 10135413 A JP10135413 A JP 10135413A JP 13541398 A JP13541398 A JP 13541398A JP H11331485 A JPH11331485 A JP H11331485A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
output
reset
potential
floating diffusion
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10135413A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jun Hasegawa
潤 長谷川
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Fujifilm Holdings Corp
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Original Assignee
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Fuji Photo Film Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Microdevices Co Ltd, Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fujifilm Microdevices Co Ltd
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Publication of JPH11331485A publication Critical patent/JPH11331485A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the aperture effect in the case of read for reducing pixel data and to prevent the decline of image quality by generating reset signals to a reset means and control signals to a clamp means and varying the cycles of the reset signals and the control signals respectively. SOLUTION: A pulse RS is tentatively inputted first, the potential of a floating diffusion area FD is reset to the potential of a reset drain RD, then an electric charge Q1 is transferred to the floating diffusion area FD and signals V1 are obtained as output OS. In this case, the pulse RS of one time is generated by the pulses ϕ1 and ϕ2 of two times. Thus, the total of the previous electric charge Q1 and the electric charge Q2 transferred next is transferred to the floating diffusion area FD and V1+V2 for which both are totaled is obtained as output signals OS. It becomes equivalent to obtaining the output for which the output of the two picture elements of the picture element which generates Q1 and the picture element which generates Q2 are mixed as OS as a result and the aperture effect is reduced.

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、光学情報を電気信
号に変換する固体撮像装置に関わり、特にイメージスキ
ャナに用いることができる固体撮像装置に関する。
The present invention relates to a solid-state imaging device for converting optical information into an electric signal, and more particularly to a solid-state imaging device that can be used in an image scanner.

【0002】[0002]

【従来の技術】フィルム映像を取り込むためのスキャナ
として、ラインセンサーが用いられる。スキャナは、一
般的にプリスキャンと呼ばれる予備操作をフィルム映像
に対して行い、フィルム映像の全カットのインデックス
となるサムネイル画像を得る。そして、このサムネイル
画像をテレビモニタ画面や、パソコンのディスプレイに
表示することが行われる。
2. Description of the Related Art A line sensor is used as a scanner for capturing a film image. The scanner performs a preliminary operation, which is generally called prescan, on the film image to obtain a thumbnail image serving as an index of all cuts of the film image. Then, this thumbnail image is displayed on a television monitor screen or a display of a personal computer.

【0003】この際に、全てのカットについて全画素の
データを取り込むことはメモリ容量が膨大となることか
ら困難であり、かつこれをサムネイル画像とした場合に
は解像度の点からオーバースペックとなってしまう。こ
のために、一般的には画素のデータを適当に間引いて、
必要とされる解像度までに画素数を落としてメモリに蓄
積することが行われる。
At this time, it is difficult to capture the data of all the pixels for all the cuts because the memory capacity is enormous, and when this is used as a thumbnail image, it is overspecified in terms of resolution. I will. For this purpose, pixel data is generally thinned out appropriately,
The number of pixels is reduced to the required resolution and stored in the memory.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この従来の方式では、
画素を間引くために、画像データをサンプリングする際
のアパーチャ効果が顕著になり、画像的には好ましくな
い。
In this conventional system,
Since the pixels are thinned, the aperture effect at the time of sampling the image data becomes remarkable, which is not preferable in terms of image.

【0005】本発明の目的は、画素データを少なくする
ようなデータ読み出しの場合にアパーチャ効果を抑止
し、画質を低下させることのない画像走査データを得る
固体撮像装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that suppresses the aperture effect in the case of data reading in which pixel data is reduced, and obtains image scanning data without deteriorating image quality.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、入射した光の量に応じて電荷を発生する複数の光電
変換素子を配列した光電変換素子列と、前記光電変換素
子列から読みだされた電荷を順次転送して出力する転送
レジスタと、前記転送レジスタの出力段に隣接して配置
され、転送された電荷を検出する浮遊拡散領域と、前記
浮遊拡散領域の電位をリセット信号に応じて周期的に所
定の電圧レベルにリセットするリセット手段と、前記浮
遊拡散領域と結合し、前記浮遊拡散領域の電位を検出し
て出力信号を生成する電位検出手段と、前記リセット手
段によりリセットされた後の前記電位検出手段の出力信
号を制御信号に応じて周期的に所定の基準電圧レベルに
クランプするクランプ手段と、前記クランプ手段でクラ
ンプされた後の前記電位検出手段の出力信号の変化分を
前記基準電圧レベルからの変動分として出力するクラン
プ信号出力手段と、前記リセット手段への前記リセット
信号と、前記クランプ手段への前記制御信号とを発生
し、前記リセット信号と前記制御信号の周期がそれぞれ
可変である制御手段とを共通の半導体基板上に形成して
構成される。
According to the present invention, there is provided a solid-state imaging device comprising: a photoelectric conversion element array in which a plurality of photoelectric conversion elements for generating electric charges according to an amount of incident light are arranged; A transfer register for sequentially transferring and outputting the transferred charges, a floating diffusion region disposed adjacent to an output stage of the transfer register for detecting the transferred charges, and a potential of the floating diffusion region as a reset signal. Reset means for periodically resetting to a predetermined voltage level in response thereto, potential detecting means for coupling to the floating diffusion region and detecting the potential of the floating diffusion region to generate an output signal, and reset by the reset means. Clamping means for periodically clamping the output signal of the potential detecting means to a predetermined reference voltage level in accordance with a control signal; and Generating a clamp signal output unit that outputs a change in the output signal of the position detection unit as a change from the reference voltage level, the reset signal to the reset unit, and the control signal to the clamp unit; The reset signal and the control means, each of which has a variable period, are formed on a common semiconductor substrate.

【0007】リセット手段へのリセット信号と、クラン
プ手段への制御信号の周期が可変となっているので、画
像データ数を落とす場合には、周期を長くして、例えば
n画素(nは2以上の正の整数)に1回の周期でリセッ
ト信号と制御信号を発生することでn個の画素信号が加
算されて出力される。
Since the cycle of the reset signal to the reset means and the cycle of the control signal to the clamp means are variable, when the number of image data is reduced, the cycle is increased to, for example, n pixels (n is 2 or more). , A reset signal and a control signal are generated in one cycle, so that n pixel signals are added and output.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】図3に本発明の実施例による固体
撮像装置すなわち、ラインセンサのCCD(電荷転送
部)の断面構造と信号出力回路と、そのラインセンサの
通常の転送出力動作を説明するためのポテンシャル図を
示す。図4にそのラインセンサの通常の動作タイミング
を説明する信号波形図を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 3 illustrates a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention, that is, a cross-sectional structure of a CCD (charge transfer unit) of a line sensor, a signal output circuit, and a normal transfer output operation of the line sensor. FIG. FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining the normal operation timing of the line sensor.

【0009】図3において、シリコン基板は、p- 型領
域11及びn型領域FD及びRDを有する。シリコン基
板上に、第1の絶縁膜(例えばSiO2 膜)を形成し、
その上に所定パターンの第1ポリシリコン層P1を形成
する。そして、第1ポリシリコン層P1の上に、第2の
絶縁膜(例えばSiO2 膜)を形成し、その上に所定パ
ターンの第2ポリシリコン層P2を形成する。CCD2
では、第1のポリシリコン層P1と第2のポリシリコン
層P2が水平方向に交互に配置される。
In FIG. 3, the silicon substrate has a p - type region 11 and n-type regions FD and RD. Forming a first insulating film (for example, SiO 2 film) on a silicon substrate;
A first pattern of a first polysilicon layer P1 is formed thereon. Then, a second insulating film (for example, an SiO 2 film) is formed on the first polysilicon layer P1, and a second pattern of the second polysilicon layer P2 is formed thereon. CCD2
In the first embodiment, the first polysilicon layers P1 and the second polysilicon layers P2 are alternately arranged in the horizontal direction.

【0010】転送パルスφ1は、1つの第1ポリシリコ
ン層P1とそれに隣接する1つの第2ポリシリコン層P
2の組に印加される。転送パルスφ2も、上記の組に隣
接する1つの第1ポリシリコン層P1とそれに隣接する
1つの第2ポリシリコン層P2の組に印加される。
The transfer pulse φ1 is composed of one first polysilicon layer P1 and one adjacent second polysilicon layer P1.
Two sets are applied. The transfer pulse φ2 is also applied to a set of one first polysilicon layer P1 adjacent to the above set and one second polysilicon layer P2 adjacent thereto.

【0011】なお、第1ポリシリコン層P1の下はシリ
コン基板表面のp- 型領域であるが、第2ポリシリコン
層P2の下のシリコン基板表面にはp型領域を形成して
いる。これにより、第1ポリシリコン層P1及び第2ポ
リシリコン層P2に同じ電位を印加しても、第1ポリシ
リコン層P1の下のシリコン領域のポテンシャルが第2
ポリシリコン層P2の下のものよりも低くなり、2相駆
動で動作するように構成されている。
Note that a p - type region is formed on the surface of the silicon substrate below the first polysilicon layer P1, while a p-type region is formed on the surface of the silicon substrate below the second polysilicon layer P2. Thus, even if the same potential is applied to the first polysilicon layer P1 and the second polysilicon layer P2, the potential of the silicon region below the first polysilicon layer P1 becomes the second potential.
It is lower than that below the polysilicon layer P2 and is configured to operate by two-phase driving.

【0012】n型領域FDは、浮遊拡散領域であり、ソ
ースフォロア増幅器SFAの入力端子に接続される。n
型領域RDは、リセットドレインであり、n型領域RD
には電位φRDが供給される。リセットゲートRGは、
シリコン領域11上に絶縁膜を介してポリシリコン層を
有する。そのポリシリコン層には、リセット信号RSが
供給される。
The n-type region FD is a floating diffusion region, and is connected to the input terminal of the source follower amplifier SFA. n
The type region RD is a reset drain, and the n-type region RD
Is supplied with a potential φRD. The reset gate RG is
A polysilicon layer is provided on the silicon region 11 via an insulating film. A reset signal RS is supplied to the polysilicon layer.

【0013】図3の光電変換部(センサ)1で発生し蓄
積された信号電荷は、CCD(転送レジスタ)2に移送
され、移送された信号電荷はCCD2の転送電極に印加
された2相の転送パルスφ1、φ2によって画素毎に順
次図面の左から右方向に転送されて最終段にいたる。な
お、図面では説明を判りやすくする目的で4段のCCD
で描いてあるが、実際にはもっと多い。
The signal charges generated and accumulated in the photoelectric conversion unit (sensor) 1 shown in FIG. 3 are transferred to a CCD (transfer register) 2, and the transferred signal charges are converted into two-phase signals applied to transfer electrodes of the CCD 2. The pixels are sequentially transferred from left to right in the drawing for each pixel by the transfer pulses φ1 and φ2 to reach the final stage. In the drawings, a four-stage CCD is used for the purpose of making the description easy to understand.
, But actually there are more.

【0014】CCD2の最終段に結合した浮遊拡散領域
(Floating Diffusion Area)
部3とそれに結合した信号処理回路4により信号電荷が
電圧信号に変換されて出力される。浮遊拡散領域部3
は、浮遊拡散領域FDと、FDに隣接しFDの電位を周
期的にリセットドレイン(RD)の電位にリセット信号
RSによりリセットするためのリセットゲート(RG)
と、FDの電位を高入力インピーダンス/低出力インピ
ーダンスにバッファリングするソースフォロア増幅器S
FAとから構成されている。
A floating diffusion area connected to the last stage of the CCD 2
The signal charge is converted into a voltage signal by the unit 3 and the signal processing circuit 4 coupled to the unit 3 and output. Floating diffusion region 3
Is a floating diffusion region FD and a reset gate (RG) adjacent to the FD for periodically resetting the potential of the FD to the potential of the reset drain (RD) by the reset signal RS.
And a source follower amplifier S for buffering the potential of the FD to a high input impedance / low output impedance
And an FA.

【0015】信号処理回路4は、CCD2の信号電荷に
応じた出力信号を生成するソースフォロア増幅器SFA
の出力OSと、SFAに結合したコンデンサC1と、コ
ンデンサC1と結合したバッファ増幅器FTCと、基準
電位を結合したクランプ用のアナログスイッチS1と、
サンプルホールド回路のスイッチS2とコンデンサC
2、及びバッファ増幅器CDSとを含む。アナログスイ
ッチS1はクランプパルスφFTCで駆動され、スイッ
チS2はサンプルホールドパルスφSAHで駆動され
る。
The signal processing circuit 4 includes a source follower amplifier SFA for generating an output signal corresponding to the signal charge of the CCD 2.
An output OS, a capacitor C1 coupled to the SFA, a buffer amplifier FTC coupled to the capacitor C1, an analog switch S1 for clamping coupled to a reference potential,
Switch S2 and capacitor C of sample and hold circuit
2, and a buffer amplifier CDS. The analog switch S1 is driven by a clamp pulse φFTC, and the switch S2 is driven by a sample and hold pulse φSAH.

【0016】図3のポテンシャル図と、図4の動作タイ
ミング波形図を参照して全画素のデータを転送して出力
する通常動作を説明する。
The normal operation of transferring and outputting data of all pixels will be described with reference to the potential diagram of FIG. 3 and the operation timing waveform diagram of FIG.

【0017】センサ1からの電荷が電極φ1下のパケッ
トから電極φ2下のパケットに転送された時点(φ1パ
ルスの立ち下がり=φ2パルスの立ち上がり)で、リセ
ットゲートRGにはリセット信号RSとしてハイレベル
の電圧が印加されて、浮遊拡散領域FDの電位をリセッ
トドレインRDの電位にリセットする。その後、リセッ
ト信号RSの電位をローレベルに戻した時点で、浮遊拡
散領域FDはリセットドレインRDから切り離されて、
フローティング状態となる(図3(A))。このときの
信号OSのレベルがいわゆるフィードスルーレベル(F
eedthrough Level)であり、CCD信
号の基準レベルとなる。
At the time when the electric charge from the sensor 1 is transferred from the packet under the electrode φ1 to the packet under the electrode φ2 (fall of the φ1 pulse = rising of the φ2 pulse), the reset gate RG outputs a high level as a reset signal RS. To reset the potential of the floating diffusion region FD to the potential of the reset drain RD. Thereafter, when the potential of the reset signal RS is returned to a low level, the floating diffusion region FD is separated from the reset drain RD,
It becomes a floating state (FIG. 3A). The level of the signal OS at this time is a so-called feed-through level (F
edgethrough Level), which is the reference level of the CCD signal.

【0018】その後、φ1が立ち上がり、φ2が立ち下
がった時点で信号電荷は電極φ2下のパケットから電極
φ1下のパケットへと転送され、最終段の電極φ2下の
パケットにあった信号電荷Q1は電極OG下を通って浮
遊拡散領域FDに流れ込む(図3(B))。浮遊拡散領
域FDでは、このQ1の電荷分だけ電位が低下し、それ
が出力OSのフィードスルーレベルからの電位低下量V
1(図4)に相当する。
Thereafter, when φ1 rises and φ2 falls, the signal charge is transferred from the packet under the electrode φ2 to the packet under the electrode φ1, and the signal charge Q1 in the packet under the electrode φ2 at the final stage is It flows under the electrode OG into the floating diffusion region FD (FIG. 3B). In the floating diffusion region FD, the potential drops by the amount of the charge of Q1, which is the potential drop amount V from the feedthrough level of the output OS.
1 (FIG. 4).

【0019】図3(C)では、電極φ1下のパケットか
ら電極φ2下のパケットへ電荷が転送される。
In FIG. 3C, charges are transferred from the packet under the electrode φ1 to the packet under the electrode φ2.

【0020】その後、再びリセット信号RSにハイレベ
ルのパルスが印加されると、浮遊拡散領域FDの電位は
リセットドレインRDのレベルにリセットされ(図3
(D))、以後この動作が繰替えされて、結局信号OS
はリセットドレインRDレベル→フィードスルーレベル
→信号レベル→RDレベルという動作を全画素数分だけ
繰り返すことになる。
Thereafter, when a high-level pulse is applied again to the reset signal RS, the potential of the floating diffusion region FD is reset to the level of the reset drain RD (FIG. 3).
(D)) Thereafter, this operation is repeated, and eventually the signal OS
, The operation of reset drain RD level → feedthrough level → signal level → RD level is repeated by the number of all pixels.

【0021】一方CCD2の有効な信号成分は、フィー
ドスルーレベルと信号レベルの差の電圧であり、この差
成分を抽出するために、同一チップ上にCDS回路24
を設けている。パルスφFTCは、パルスRSの立ち上
がりのタイミングで立ち上がり信号OSがフィードスル
ーレベルを出力している期間中ローレベルを維持する。
FTC回路23は、パルスφFTCがハイレベルとなっ
ている期間にアナログスイッチS1を導通させて、フィ
ードスルーレベル出力時の増幅器21の出力VFTCが
基準レベルとなるようにクランプをかける。
On the other hand, the effective signal component of the CCD 2 is the voltage of the difference between the feedthrough level and the signal level, and the CDS circuit 24 is mounted on the same chip to extract this difference component.
Is provided. The pulse φFTC maintains the low level during the period when the rising signal OS outputs the feedthrough level at the rising timing of the pulse RS.
The FTC circuit 23 conducts the analog switch S1 during the period when the pulse φFTC is at the high level, and clamps the output VFTC of the amplifier 21 at the time of feedthrough level output to the reference level.

【0022】信号OSがフィードスルーレベルから信号
電位分のV1だけ低下すると、増幅器21の出力VFT
Cは基準レベルからV1だけ低下することになる。信号
OSが信号レベルを出力している期間中にパルスφSA
HのハイレベルをスイッチS2に入力して、増幅器21
の出力電圧VFTCを後段のサンプルホールド回路(S
2、C2)がサンプルホールドすると、結果的に増幅器
22の出力VCDSからCCDの画素出力が1画素毎に
ホールドされた出力がアナログ基準電圧を基準として時
系列的に得られることになる。
When the signal OS drops from the feedthrough level by V1 corresponding to the signal potential, the output VFT of the amplifier 21
C will drop from the reference level by V1. While the signal OS is outputting the signal level, the pulse φSA
When the high level of H is input to the switch S2, the amplifier 21
The output voltage VFTC of the sample-hold circuit (S
2, C2) is sampled and held. As a result, an output obtained by holding the pixel output of the CCD for each pixel from the output VCDS of the amplifier 22 is obtained in a time series with reference to the analog reference voltage.

【0023】次に、本発明の実施例による画像データを
減らすための画素混合出力について図1と図2とを参照
して説明する。図1は本発明の実施例による固体撮像装
置すなわち、ラインセンサのCCDの断面構造と信号出
力回路と、そのラインセンサの通常の転送出力動作を説
明するためのポテンシャル図を示す。図2にそのライン
センサの画素混合出力の動作タイミングを説明する信号
波形図を示す。なお、図1の断面構造と回路図は図3の
ものと同じである。
Next, a pixel mixing output for reducing image data according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention, that is, a cross-sectional structure of a CCD of a line sensor, a signal output circuit, and a potential diagram for explaining a normal transfer output operation of the line sensor. FIG. 2 is a signal waveform diagram for explaining the operation timing of the pixel mixed output of the line sensor. The sectional structure and the circuit diagram of FIG. 1 are the same as those of FIG.

【0024】図1、図2の動作例では、2画素分の信号
を混合して1つの出力信号とする場合を示す。図1
(A)〜(C)の動作シーケンスでは、一旦パルスRS
を入力して浮遊拡散領域FDの電位をリセットドレイン
RDの電位にリセットし、引き続いて電荷Q1が浮遊拡
散領域FDに転送されて出力OSとして信号V1が得ら
れるまでは図3(A)〜(C)の通常動作と全く同一で
ある。
1 and 2 show a case where signals for two pixels are mixed to form one output signal. FIG.
In the operation sequence of (A) to (C), once the pulse RS
To reset the potential of the floating diffusion region FD to the potential of the reset drain RD. Subsequently, the charge Q1 is transferred to the floating diffusion region FD and the signal V1 is obtained as the output OS. This is exactly the same as the normal operation of C).

【0025】しかし、図2のパルスRSは、図4のパル
スRSを間引いたものである。すなわち、2回のパルス
φ2で1回のパルスRSを発生している。これにより、
浮遊拡散領域FDは前の電荷Q1が転送されて信号OS
としてV1を出力している状態を維持する。従って、浮
遊拡散領域FDには前の電荷Q1と次に転送された電荷
Q2の合計が転送され(図1(D))、出力信号OSと
して両者を合計したV1+V2が得られる。これは結果
的にはQ1を発生した画素とQ2を発生した画素の二つ
の画素の出力を混合した出力がOSとして得られること
と等価になる。
However, the pulse RS in FIG. 2 is obtained by thinning out the pulse RS in FIG. That is, one pulse RS is generated by two pulses φ2. This allows
In the floating diffusion region FD, the previous charge Q1 is transferred and the signal OS
And the state of outputting V1 is maintained. Therefore, the sum of the previous charge Q1 and the next transferred charge Q2 is transferred to the floating diffusion region FD (FIG. 1D), and V1 + V2, which is the sum of the two, is obtained as the output signal OS. As a result, this is equivalent to that an output obtained by mixing outputs of two pixels, that is, a pixel generating Q1 and a pixel generating Q2, is obtained as the OS.

【0026】以上は2画素混合の例であるが、同様な方
法で、3画素あるいはそれ以上の画素混合が可能であ
る。すなわち、パルスRSをn画素(nは2以上の正の
整数)おきに入力することで、n画素分を混合した出力
が得られる。従ってn画素混合動作では、n画素の加算
出力が得られるので、通常駆動(図3、図4)に対して
単純に画素ピッチがn倍の粗い画素ピッチのセンサで画
像データをサンプリングすることと等価になり、n画素
おきにデータをサンプリングした場合にくらべ、アパー
チャ効果を低減することが可能となる。
Although the above is an example of two-pixel mixing, three or more pixels can be mixed in a similar manner. That is, by inputting the pulse RS every n pixels (n is a positive integer of 2 or more), an output in which n pixels are mixed is obtained. Accordingly, in the n-pixel mixing operation, an addition output of n pixels is obtained, so that the image data is simply sampled by a sensor having a coarse pixel pitch n times as large as that of the normal driving (FIGS. 3 and 4). Thus, the aperture effect can be reduced as compared with the case where data is sampled every n pixels.

【0027】以上、CCDに着目して説明を行ったが、
本発明の実施例ではこのCCD出力に対してCDS回路
24の処理も同一半導体チップ上で行っているために、
CDS回路24の出力としても画素混合されたデータを
出力する必要がある。つまり、FTC回路23ではパル
スRS直後のフィードスルーレベルをクランプしている
ので、パルスRSを間引くと同時にパルスφFTCも同
様に間引いてやる必要がある。そうしないと、V1出力
期間中に再クランプして正常な画素混合出力が得られな
い。
The above description has been made with a focus on the CCD.
In the embodiment of the present invention, the processing of the CDS circuit 24 for this CCD output is also performed on the same semiconductor chip.
It is necessary to output pixel-mixed data as the output of the CDS circuit 24. That is, since the feedthrough level immediately after the pulse RS is clamped in the FTC circuit 23, it is necessary to thin out the pulse φFTC at the same time as thinning out the pulse RS. Otherwise, the pixel is reclamped during the V1 output period and a normal pixel mixed output cannot be obtained.

【0028】一方、サンプルホールド回路についても、
V1+V2が出力されている期間中にのみパルスφSA
HをスイッチS2に入力する必要がある。このために、
図2から明らかなように、パルスRSが入力される直前
のパルスφSAHのみを残せばよい。
On the other hand, for the sample and hold circuit,
Pulse φSA only during the period when V1 + V2 is being output
H needs to be input to the switch S2. For this,
As is clear from FIG. 2, only the pulse φSAH just before the pulse RS is input needs to be left.

【0029】以上説明したパルスRSと、パルスφFT
Cと、パルスφSAHの周期(間引き)を可変制御して
出力するための制御回路の例を図5に示し、図6にその
動作タイミング図を示す。
The pulse RS described above and the pulse φFT
FIG. 5 shows an example of a control circuit for variably controlling and outputting the cycle (thinning) of C and the pulse φSAH, and FIG. 6 shows an operation timing chart thereof.

【0030】図5のモード信号−MB0,−MB1,−
MB2は、以下の動作モードを表す。
The mode signals -MB0, -MB1,-in FIG.
MB2 represents the following operation modes.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】図5の右側のAND回路には、図6(A)
のタイミングで信号RS0,φFTC0,φSAH0が
入力され、図6(B)〜(D)の信号RS,φFTC,
φSAHが出力される。
FIG. 6A shows the AND circuit on the right side of FIG.
The signals RS0, φFTC0, and φSAH0 are input at the timings shown in FIGS. 6B to 6D, and the signals RS0, φFTC,
φSAH is output.

【0033】図6(B)は、2画素混合モードの出力信
号RS,φFTC,φSAHを示し、これらの信号は、
転送パルスφ1,φ2の2倍の周期であり、隣接する2
画素の電荷を混合して出力する。画素数は、半分にな
る。
FIG. 6B shows output signals RS, φFTC, and φSAH in the two-pixel mixed mode.
The period is twice as long as the transfer pulses φ1 and φ2,
The charge of the pixel is mixed and output. The number of pixels is halved.

【0034】図6(C)は、4画素混合モードの出力信
号RS,φFTC,φSAHを示し、これらの信号は、
転送パルスφ1,φ2の4倍の周期であり、隣接する4
画素の電荷を混合して出力する。画素数は、1/4にな
る。
FIG. 6C shows output signals RS, .phi.FTC, and .phi.SAH in the four-pixel mixed mode.
The period is four times as long as the transfer pulses φ1 and φ2,
The charge of the pixel is mixed and output. The number of pixels is reduced to 1/4.

【0035】図6(D)は、8画素混合モードの出力信
号RS,φFTC,φSAHを示し、これらの信号は、
転送パルスφ1,φ2の8倍の周期であり、隣接する8
画素の電荷を混合して出力する。画素数は、1/8にな
る。
FIG. 6D shows output signals RS, .phi.FTC, and .phi.SAH in the eight-pixel mixed mode.
The period of the transfer pulses φ1 and φ2 is eight times,
The charge of the pixel is mixed and output. The number of pixels is reduced to 1/8.

【0036】なお、本実施例は、ラインセンサに限定さ
れず、2次元にフォトダイオード及びCCDを配列した
エリアセンサに適用することもできる。
The present embodiment is not limited to a line sensor, and can be applied to an area sensor in which photodiodes and CCDs are two-dimensionally arranged.

【0037】本発明は以上説明した実施例のものに限る
ものではなく、実施例の開示にもとづき様々な変更や改
良が当業者であれば可能であることは自明であろう。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made based on the disclosure of the embodiments.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、画素データを少なくす
るようなデータ読み出しの場合にアパーチャ効果を抑止
し、画質を低下させることのない画像走査データを得る
固体撮像装置が得られる。また画素混合により実質的な
感度向上となり副走査時間の短縮も可能となる。また、
パルスRSの間引きに呼応してCDS回路のサンプリン
グパルスも間引くように構成すれば、画素混合モードで
もCDS回路の処理を行って高S/Nを確保できる。
According to the present invention, it is possible to obtain a solid-state imaging device that suppresses the aperture effect in the case of data reading in which pixel data is reduced, and obtains image scanning data without deteriorating image quality. In addition, the pixel mixture substantially improves the sensitivity, and the sub-scanning time can be reduced. Also,
If the sampling pulse of the CDS circuit is thinned out in response to the thinning of the pulse RS, the processing of the CDS circuit can be performed even in the pixel mixing mode to ensure a high S / N.

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

【図1】本発明の実施例によるラインセンサのCCD部
の断面構造と信号処理回路図ならびにポテンシャル図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional structure, a signal processing circuit diagram, and a potential diagram of a CCD unit of a line sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例によるラインセンサの画素混合動
作の説明の信号タイミング図である。
FIG. 2 is a signal timing chart for explaining a pixel mixing operation of the line sensor according to the embodiment of FIG. 1;

【図3】本発明の実施例によるラインセンサのCCD部
の断面構造と信号処理回路図ならびに通常動作のポテン
シャル図である。
FIG. 3 is a cross-sectional structure, a signal processing circuit diagram, and a potential diagram of a normal operation of the CCD unit of the line sensor according to the embodiment of the present invention.

【図4】図3のラインセンサの動作を説明する信号タイ
ミング図である。
FIG. 4 is a signal timing chart for explaining the operation of the line sensor of FIG. 3;

【図5】本発明の実施例の制御回路の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a control circuit according to the embodiment of the present invention.

【図6】図5の制御回路の動作タイミング図である。。FIG. 6 is an operation timing chart of the control circuit of FIG. 5; .

【符号の簡単な説明】[Brief description of reference numerals]

1 光電変換部(センサ) 2 CCD(転送レジスタ部) 3 浮遊拡散領域部 4 信号処理回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoelectric conversion part (sensor) 2 CCD (transfer register part) 3 Floating diffusion area part 4 Signal processing circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射した光の量に応じて電荷を発生する
複数の光電変換素子を配列した光電変換素子列を有する
固体撮像装置であって、 前記光電変換素子列から読みだされた電荷を順次転送し
て出力する転送レジスタと、 前記転送レジスタの出力段に隣接して配置され、転送さ
れた電荷を検出する浮遊拡散領域と、 前記浮遊拡散領域の電位をリセット信号に応じて周期的
に所定の電圧レベルにリセットするリセット手段と、 前記浮遊拡散領域と結合し、前記浮遊拡散領域の電位を
検出して出力信号を生成する電位検出手段と、 前記リセット手段によりリセットされた後の前記電位検
出手段の出力信号を制御信号に応じて周期的に所定の基
準電圧レベルにクランプするクランプ手段と、 前記クランプ手段でクランプされた後の前記電位検出手
段の出力信号の変化分を前記基準電圧レベルからの変動
分として出力するクランプ信号出力手段と、 前記リセット手段への前記リセット信号と、前記クラン
プ手段への前記制御信号とを発生し、前記リセット信号
と前記制御信号の周期がそれぞれ可変である制御手段と
を共通の半導体基板上に形成して成ることを特徴とする
固体撮像装置。
1. A solid-state imaging device having a photoelectric conversion element array in which a plurality of photoelectric conversion elements that generate electric charges according to the amount of incident light are arranged, wherein the charge read from the photoelectric conversion element array is A transfer register for sequentially transferring and outputting; a floating diffusion region arranged adjacent to an output stage of the transfer register for detecting the transferred electric charge; and a potential of the floating diffusion region which is periodically changed according to a reset signal. Reset means for resetting to a predetermined voltage level; potential detecting means for coupling with the floating diffusion region to detect a potential of the floating diffusion region to generate an output signal; and the potential after being reset by the reset means. Clamping means for periodically clamping the output signal of the detecting means to a predetermined reference voltage level in accordance with a control signal; and the potential detecting means after being clamped by the clamping means. A clamp signal output means for outputting a change in the output signal of the stage as a change from the reference voltage level; a reset signal to the reset means; and a control signal to the clamp means, and A solid-state imaging device, wherein a signal and control means in which the period of the control signal is variable are formed on a common semiconductor substrate.
【請求項2】 さらに、前記クランプ信号出力手段の出
力を周期的にサンプリングして保持するサンプルホール
ド回路と、 前記サンプルホールド回路のサンプリング周期を可変す
るサンプリング制御回路とを有し、前記サンプルホール
ド回路と前記サンプリング制御回路が前記共通の半導体
基板上に形成して成ることを特徴とする請求項1記載の
固体撮像装置。
2. The sample and hold circuit further comprising: a sample and hold circuit for periodically sampling and holding an output of the clamp signal output means; and a sampling control circuit for changing a sampling cycle of the sample and hold circuit. 2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the sampling control circuit and the sampling control circuit are formed on the common semiconductor substrate.
【請求項3】 前記リセット信号と前記制御信号と前記
サンプリング周期とが前記光電変換素子列の転送信号の
周期のn倍(nは2以上の正の整数)であることを特徴
とする請求項2記載の固体撮像装置。
3. The method according to claim 2, wherein the reset signal, the control signal, and the sampling period are n times (n is a positive integer of 2 or more) a period of a transfer signal of the photoelectric conversion element array. 3. The solid-state imaging device according to 2.
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