JPS60167579A - Charge transfer type solid-state image pickup element - Google Patents

Charge transfer type solid-state image pickup element

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Publication number
JPS60167579A
JPS60167579A JP59021687A JP2168784A JPS60167579A JP S60167579 A JPS60167579 A JP S60167579A JP 59021687 A JP59021687 A JP 59021687A JP 2168784 A JP2168784 A JP 2168784A JP S60167579 A JPS60167579 A JP S60167579A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
smear
shift register
signal
optical signal
cod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59021687A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norio Koike
小池 紀雄
Toshiyuki Akiyama
俊之 秋山
Kenji Ito
健治 伊藤
Kayao Takemoto
一八男 竹本
Masaaki Nakai
中井 正章
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59021687A priority Critical patent/JPS60167579A/en
Publication of JPS60167579A publication Critical patent/JPS60167579A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve a smear suppression factor and to reduce the power consumption by providing a CCD shift register which stores the smear charge as well as the optical signal charge and obtaining the difference between stored optical and smear signals in order to delete the smear component. CONSTITUTION:The optical signal charge stored to a photodiode for a field period is read out within a vertical CCD shift register 2 via a transfer gate 7 at a time point t1 and sent to a CCD shift register 15-1 for storage of signals. Then the register 2 is driven again in its idle state at a time point t2 and sends the leakage smear charge to a shift register 15-2 for storage of smear. Then the optical signal charge and then the smear charge are sent into the horizontal CCD shift registers 3-2 and 3-1 respectively at a time point t3 when the transfer is through with both optical signal and smear charges. Then these CCD shift registers are driven at a time point t4, and the optical and smear signals are extracted successively to outputs 4-2 and 4-1 respectively to undergo the subtraction.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 (2) 本発明は、半導体基板上に光電変換素子、および各素子
の光学情報を取出す電荷移送素子(ChargeCou
pled Device、以下CCDと略称する。)を
用いた固体撮像素子に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Field of Application of the Invention] (2) The present invention provides a photoelectric conversion element on a semiconductor substrate and a charge transfer element for extracting optical information of each element.
Pled Device, hereinafter abbreviated as CCD. ) is related to a solid-state image sensor using

〔発明の背景〕[Background of the invention]

固体撮像素子は現行のテレビジョン放送で使用されてい
る撮像用電子管並みの解像力を備えることを必要とし、
このため垂直方向に500個、水平方向に800〜10
00個を配列した絵素(光電変換素子)マトリックスと
それに相当する走査素子が必要となる。したがって、上
記固体撮像素子は高集積化が必要なMO8大規模回路技
術を用いて作られ、構成素子として一般にCODあるい
はMOSトランジスタ等が使用されている。第1図に低
雑音を特徴とするCCD型固体撮像素子の基本構成を示
す。lは例えば光ダイオードから成る光電変換素子、2
および3は光電変換素子群に蓄積された光信号を出力端
4に取り出すための垂直CODシフトレジスタ、および
水平シフトレジスタである。5,6は各々垂直シフトレ
ジスタ、水(3) 平シフ1−レジスタを駆動するクロックパルスを製作す
るクロックパルス発生器である。ここでは2相のクロッ
クパルス発生器を図示したが、4相あるいは3相いずれ
のクロック形態を採用してもよい。また、7は光ダイオ
ードに蓄積された電荷を垂直シフトレジスタ2に送り込
む転送ゲートを示している。本素子はこのままの形態で
は白黒撮像未了となり、−に部にカラーフィルタを積層
すると各光ダイオードは色情報を備えることになりカラ
ーm像素了・となる。
Solid-state image sensors need to have resolving power comparable to the imaging electron tubes used in current television broadcasting.
Therefore, there are 500 pieces in the vertical direction and 800 to 10 pieces in the horizontal direction.
A matrix of 00 picture elements (photoelectric conversion elements) and a corresponding scanning element are required. Therefore, the solid-state imaging device is manufactured using MO8 large-scale circuit technology that requires high integration, and generally uses COD or MOS transistors as constituent elements. FIG. 1 shows the basic configuration of a CCD-type solid-state image sensor, which is characterized by low noise. l is a photoelectric conversion element consisting of, for example, a photodiode, 2
and 3 are a vertical COD shift register and a horizontal shift register for taking out the optical signals accumulated in the photoelectric conversion element group to the output terminal 4. 5 and 6 are clock pulse generators for producing clock pulses for driving the vertical shift registers and the horizontal shift register (3). Although a two-phase clock pulse generator is illustrated here, either a four-phase or three-phase clock format may be adopted. Further, numeral 7 indicates a transfer gate that sends the charges accumulated in the photodiode to the vertical shift register 2. If this element is left in its current form, it will not be able to capture a monochrome image, but if a color filter is stacked on the negative side, each photodiode will be provided with color information, resulting in a color image.

固体撮像素子は衆知のように小型、軽量、メインテナン
スフリー、低消費電力など電子管に較べて固体化に伴う
多くの利点を有しており次期撮像デバイスとして将来が
期待されているものである。
As is well known, solid-state imaging devices have many advantages over electron tubes, such as being small, lightweight, maintenance-free, and low power consumption, and are expected to have a promising future as the next imaging device.

しかし乍ら、現行素子を用いて撮像しモニタ上に再生像
を出すと輝度の高い光学情報パターン(すなわち明るい
パターン)の上下にも縦稿状のパターンが現われ画質を
著しく低下させている。これは固体素子に特有の現象で
あリスメアと呼ばれている。
However, when an image is captured using the current device and a reproduced image is displayed on a monitor, vertical patterns appear above and below a high-luminance optical information pattern (ie, a bright pattern), significantly degrading the image quality. This phenomenon is unique to solid-state devices and is called lithomere.

(4) このスメアを除去する手段として最近第2図に示すよう
なフレーム・インターライントランスファ型のCOD固
体撮像素子が発表された(思出ほか’F IT−CCD
撮像素子”1082年テレビジョン学会全国大会予稿集
、35〜36頁)。11は撮像領域であり垂直CCDシ
フトレジスタど光ダイオードにより構成されている。1
2は光ダイオードの貯えた信号電荷を一時蓄積する蓄積
領域であり、選択ゲート8、蓄積用CODシフトレジス
タ9、出力ゲートlOにより構成されている。インタL
/−ス走査(飛越し走査)により第1フイールドの走査
で奇数列の光ダイオードの信号が読出され、第2フイー
ルドで偶数列の光ダイオードの信号が読出される。本構
成の素子においては、第1フイールドにおいては奇数列
の光ダイオードの信号電荷1,3,5,7.・・・が転
送ゲート7−IL。
(4) As a means to remove this smear, a frame interline transfer type COD solid-state image sensor as shown in Fig.
11 is the imaging area, which is composed of a vertical CCD shift register and a photodiode.1
Reference numeral 2 denotes an accumulation region for temporarily accumulating signal charges stored in the photodiode, and is composed of a selection gate 8, a COD shift register 9 for accumulation, and an output gate 1O. Inter L
By /-space scanning (interlace scanning), the signals of the photodiodes in the odd columns are read out in the first field, and the signals of the photodiodes in the even columns are read out in the second field. In the device with this configuration, in the first field, the signal charges 1, 3, 5, 7, . ...is transfer gate 7-IL.

7−IRを通して垂直CCDシフトレジスタ内に読出さ
れ、続いて、垂直CODシフトレジスタの高速駆動によ
り一旦蓄積用CODシフトレジスタに移される。ここで
、7−ILを介して出た信号(5) (1,5,・・・)は選択ゲート8の開閉により左側の
蓄積用CCD9−I、に、7−IRを介して出た信号(
3,7,・・・)は選択ゲート8の開閉により右側の蓄
積用CCD9−Hに移される。続いて、標準のテレビ駆
動周波数(15,7kHz)により蓄積用CODが駆動
され、出方ゲート1oの開閉により、正規の配列順序(
1,3,5,7,・・・の順序)に変換され、各列の光
ダイオードが列毎に水平CCDシフトレジスタ3内に送
り込まれ、出力端4に光信号が取り出される。一方、第
2フイールドでも同様の信号読出し動作が行われる(動
作の説明は省略する)。
The signal is read into the vertical CCD shift register through 7-IR, and then transferred to the storage COD shift register by high-speed driving of the vertical COD shift register. Here, the signal (5) (1,5,...) outputted via 7-IL is the signal outputted via 7-IR to the storage CCD 9-I on the left side by opening and closing of the selection gate 8. (
3, 7, . . . ) are transferred to the storage CCD 9-H on the right side by opening and closing the selection gate 8. Next, the storage COD is driven at the standard TV drive frequency (15.7kHz), and the regular arrangement order (
1, 3, 5, 7, . . . ), the photodiodes in each column are sent column by column into the horizontal CCD shift register 3, and an optical signal is taken out at the output terminal 4. On the other hand, a similar signal read operation is performed in the second field (description of the operation will be omitted).

本構成の撮像素子においては、第1図に示した従来の素
子に較べて、光信号電荷が撮像部を通りぬける時間が短
いため、スメア電荷を蓄積する時6■が短くなり、その
結果、スメア電荷量が減少する。例えば、垂直CCDシ
フトレジスタの駆動を785kHz (標準の50倍の
速度)で行なうと、スメア電荷量は115oに減少する
ことになる。
In the image pickup device of this configuration, compared to the conventional device shown in FIG. 1, the time for the optical signal charge to pass through the image pickup section is shorter, so the time required for accumulating smear charges is shorter, and as a result, The amount of smear charge decreases. For example, if the vertical CCD shift register is driven at 785 kHz (50 times the standard speed), the amount of smear charge will be reduced to 115°.

このような構成によりスメアは相当改善するコト(6) ができるようになった9反面、本構成の素子は以下に述
べるような厳しい問題点を抱えるととし;なった。
Although this configuration has made it possible to considerably improve smear (6)9, the device with this configuration has severe problems as described below.

(1)スメア抑制率を上げるためには垂直CODシフト
レジスタから蓄積領域へ光信号を送り込む速度を上げる
必要がある。転送速度を上げるには垂直CCDシフトレ
ジスタおよび蓄積用CODシフトレジスタの駆動周波数
を上げなければならないので、消費電力が増加する。電
力は駆動周波数にも依存するが前述の785kHz駆動
の場合で従来素子(第1図)の約20倍にも増加する。
(1) In order to increase the smear suppression rate, it is necessary to increase the speed at which optical signals are sent from the vertical COD shift register to the storage area. In order to increase the transfer speed, it is necessary to increase the driving frequency of the vertical CCD shift register and the storage COD shift register, which increases power consumption. Although the power depends on the drive frequency, in the case of the 785 kHz drive described above, the power increases by about 20 times compared to the conventional element (FIG. 1).

さらに、駆動回路を構成する電子部品にも高い性能が要
求されビデオカメラの価格を引き上げる。
Furthermore, high performance is required of the electronic components that make up the drive circuit, raising the price of the video camera.

(2)転送速度を上げると、垂直CODシフトレジスタ
および蓄積用CODシフトレジスタの転送損失(CCD
各段における電荷の取り残し)が大きくなり、その結果
、垂直方向の解像度の劣化および混色(カラー素子の場
合)を発生し、画質が劣化する。
(2) When the transfer speed is increased, the transfer loss of the vertical COD shift register and storage COD shift register (CCD
As a result, the vertical resolution deteriorates and color mixture (in the case of a color element) occurs, resulting in deterioration of image quality.

(7) (3)撮像用電子管並みのスメア抑制率を実現しようと
する場合(言い換えれば、人間の目に気にならないスメ
アレベルに抑えようとする場合)、スメアを従来素子の
1/1000程度に抑制しなければならない。上記構成
の素子においては、駆動周波数を1.57MHz(78
5kHzの2倍)に」二げたとしても、抑制率は1/1
00であり、あと1桁改善しなければならない(現実に
は、1.57MHzの駆動は消費電力および転送損失の
増加を招くので実行不可能である)。
(7) (3) When trying to achieve a smear suppression rate comparable to that of imaging electron tubes (in other words, when trying to suppress smear to a level that does not bother the human eye), the smear is about 1/1000 of that of conventional elements. must be suppressed. In the element with the above configuration, the driving frequency is 1.57 MHz (78 MHz).
Even if the frequency is increased to twice that of 5kHz, the suppression rate is 1/1.
00, and it must be improved by one order of magnitude (in reality, driving at 1.57 MHz is not practicable because it increases power consumption and transfer loss).

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は」−記の問題点を解決すること、すなわ
ち、第2図に示したフレーム・インターライントランス
型COD固体撮像素子の抜本的改善を図り、スメア抑制
率の向上および消費電力の低減を行うことにある。
The purpose of the present invention is to solve the problems described in "-", that is, to drastically improve the frame interline transformer type COD solid-state image sensor shown in FIG. The goal is to reduce

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は上記目的を達成するため、撮像領域の下に設け
て電荷蓄積領域の中に光信号電荷と同時にスメア電荷を
蓄積する蓄積用CCDシフトレジ(8) スタを設け、光ダイオードからの光信号電荷を信号蓄積
用CODシフトレジスタに転送した後、この転送期間中
にたまった垂直CODシフトレジスタ内のスメア電荷を
スメア電荷蓄積用CODシフトレジスタに転送し、水平
CODシフトレジスタを介して得られる光信号およびス
メア信号両者の差を取ることにより光信号内に含まれた
スメア成分を除去するようにするものである。ここで、
スメア電荷のスメア蓄積用CCDシフトレジスタへの転
送は前述の場合と順序を入れ換えて、光信号電荷の信号
蓄積用CODシフトレジスタへの転送の前に行ってもよ
い。
In order to achieve the above object, the present invention provides an accumulation CCD shift register (8) that is provided below the imaging area and stores smear charges at the same time as the optical signal charges in the charge accumulation area, and collects the optical signals from the photodiodes. After transferring the charges to the COD shift register for signal accumulation, the smear charges accumulated in the vertical COD shift register during this transfer period are transferred to the COD shift register for smear charge accumulation, and the light obtained through the horizontal COD shift register is transferred to the COD shift register for smear charge accumulation. The smear component contained in the optical signal is removed by taking the difference between the signal and the smear signal. here,
The transfer of the smear charge to the CCD shift register for smear accumulation may be performed before the transfer of the optical signal charge to the COD shift register for signal accumulation, by changing the order of the above case.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail using examples.

本発明の骨子となる改良型素子構成を第3図に示す、1
3は垂直CCDシフトレジスタ2の送って来る光信号あ
るいはスメア信号に同期して開閉する選択ゲート、3−
1および3−2は水平CCDシフトレジスタであり、例
えば3−1はスメア信号を出力4−1に向けて、3−2
は光信号を出力(9) 4−2に向けて転送する。14は垂直CCDシフトレジ
スタにたまった不要電荷を掃き出しドレイン14dに取
り出す掃き出しゲートである。蓄積領域12は15−1
.15−2のの2つの部分から構成されており、15−
1は光信号電荷を一時蓄積する信号蓄積用CODシフト
レジスタ、15−2はスメア信号を一時蓄積するスメア
蓄積用0CT)シフトレジスタである。
The improved element configuration, which is the gist of the present invention, is shown in FIG. 1.
3 is a selection gate that opens and closes in synchronization with the optical signal or smear signal sent from the vertical CCD shift register 2; 3-
1 and 3-2 are horizontal CCD shift registers, for example, 3-1 directs the smear signal to output 4-1, and 3-2
transfers the optical signal towards output (9) 4-2. Reference numeral 14 denotes a sweep gate that sweeps out unnecessary charges accumulated in the vertical CCD shift register and takes them out to the drain 14d. The storage area 12 is 15-1
.. It is composed of two parts, 15-2, and 15-2.
1 is a signal accumulation COD shift register for temporarily accumulating optical signal charges, and 15-2 is a smear accumulation COD shift register for temporarily accumulating smear signals.

本発明のCOD固体撮像素子の動作について説明する。The operation of the COD solid-state image sensor of the present invention will be explained.

光信号電荷およびスメア電荷の蓄積領域への転送は第4
図に示すように垂直ブランキング期間の中で行われる。
Transfer of optical signal charge and smear charge to the storage region is carried out by the fourth
This is done during the vertical blanking period as shown in the figure.

(1)光信号電荷を光ダイオードから垂直CODシフト
レジスタに読出すにあたり、時間t0で先ず垂直COD
シフトレジスタに1フィールド期間の間にたまった暗電
流成分、スメア電荷などを不要な電荷が垂直CODシフ
トレジスタを逆方向(第3図矢印16)に駆動すること
により掃き出しゲート14を介してドレイン14dに掃
き出される。
(1) When reading the optical signal charge from the photodiode to the vertical COD shift register, first shift the vertical COD at time t0.
By driving the vertical COD shift register in the opposite direction (arrow 16 in FIG. 3), unnecessary charges such as dark current components and smear charges accumulated in the shift register during one field period are swept out through the gate 14 and drained to the drain 14d. swept away.

(10) (2)時間11で光ダイオードにフィールド期間の間に
たまった光信号電荷が転送ゲート7を介して垂直COD
シフトレジスタ内に読出される。
(10) (2) At time 11, the optical signal charge accumulated in the photodiode during the field period is transferred to the vertical COD via the transfer gate 7.
Read into shift register.

ここで、第1フイールドにおいては奇数列、第2フイー
ルドにおいては偶数列の光ダイオードにたまった光信号
電荷を読出すものとする。したがって、第1フイールド
においては転送ゲート7−1が導通状態に置かれ、第2
フイールドでは転送ゲート7−2が導通状態に置かれる
Here, it is assumed that optical signal charges accumulated in photodiodes in odd-numbered columns in the first field and in even-numbered columns in the second field are read out. Therefore, in the first field, the transfer gate 7-1 is placed in a conductive state, and in the second field, the transfer gate 7-1 is placed in a conductive state.
In the field, transfer gate 7-2 is placed in a conductive state.

続いて(時間t2から)、垂直CODシフトレジスタを
正方向(第3図矢印17)に駆動することにより、蓄積
用CODシフトレジスタに送られる。ここで、垂直CO
Dシフトレジスタの駆動周波数は第2図に示したフレー
ム・インターライントランスファ型の115〜1/10
の低周波数(例えば150 k Hz程度)でよい。
Subsequently (from time t2), by driving the vertical COD shift register in the positive direction (arrow 17 in FIG. 3), the data is sent to the storage COD shift register. Here, vertical CO
The driving frequency of the D shift register is 115 to 1/10 of the frame interline transfer type shown in Figure 2.
A low frequency (for example, about 150 kHz) may be sufficient.

垂直CCDシフトレジスタの光信号電荷は、選択ゲート
13−1にl”レベル電圧(高電圧)を加え選択ゲート
13−1を導通状態に置くことにより、信号蓄積用CC
T′)シフトレジスタ(11) 15−1に送り込まれる。一方、選択ゲート13−2は
前記ゲート13−1が導通状態にある期間、非導通状態
(13−2には゛′0″レベル電圧が加わっている)に
置かれ光信号電荷がスメア蓄積用CCDシフトレジスタ
に入らないようにする。ここでは、信号蓄積用CODシ
フトレジスタに光信号電荷を送り込むので、信号蓄積用
CODシフトレジスタを構成する電極には、1″g、z
ronのクロックパルスを印加する必要があるが、スメ
ア蓄積用CCDシフトレジスタを構成する電極には信号
蓄積用CODシフトレジスタと同様のクロックパルスを
印加してもよいし、印加しなくてもよい。印加する場合
には、電荷のない空の状態でスメア蓄積用CCDシフト
レジスタが動作するだけでへい害はない。
The optical signal charge of the vertical CCD shift register is transferred to the signal storage CC by applying an l'' level voltage (high voltage) to the selection gate 13-1 and making the selection gate 13-1 conductive.
T') is sent to shift register (11) 15-1. On the other hand, the selection gate 13-2 is kept in a non-conducting state (a ``0'' level voltage is applied to the selection gate 13-2) while the gate 13-1 is in a conducting state, so that the optical signal charge is transferred to the smear accumulation CCD. Here, the optical signal charge is sent to the COD shift register for signal accumulation, so the electrodes constituting the COD shift register for signal accumulation have 1" g, z
Although it is necessary to apply a clock pulse of ron, the same clock pulse as that for the signal accumulation COD shift register may or may not be applied to the electrodes constituting the smear accumulation CCD shift register. If the voltage is applied, the smear accumulation CCD shift register simply operates in an empty state with no charge, and no harm is caused.

(3)光信号電荷の転送が完了すると、時間t2で再度
垂直CODシフトレジスタをからの状態(光信号電荷の
ない状態)で駆動する。駆動周波数は一般的には光信号
電荷を転送した場合と同一とするのがよい。この場合、
垂直CCDシ(12) フトレジスタの駆動中に漏洩してくるスメア電荷量は先
に光信号電荷を転送した際に漏洩するスメア電荷量と同
じになる。ここで、選択ゲート13−2は導通状態(1
11#レベル電圧が加わっている)にあり、選択ゲート
13−1は非導通状態Crt Onレベル電圧が加わっ
ている)にあるため、前述の垂直CODシフトレジスタ
に漏洩してきたスメア電荷は選択ゲート13−2を介し
てスメア蓄積用15−2に送り込まれる。
(3) When the transfer of the optical signal charge is completed, at time t2, the vertical COD shift register is driven again in the empty state (state with no optical signal charge). Generally, the driving frequency is preferably the same as that when transferring optical signal charges. in this case,
The amount of smear charge that leaks during the driving of the vertical CCD shift register (12) is the same as the amount of smear charge that leaks when the optical signal charge is transferred previously. Here, the selection gate 13-2 is in a conductive state (1
11# level voltage is applied), and the selection gate 13-1 is in a non-conducting state (CrtOn level voltage is applied), so the smear charge leaked to the vertical COD shift register mentioned above is transferred to the selection gate 13. -2 to the smear storage 15-2.

垂直CODシフトレジスタの駆動周波数を前記の光信号
転送時より低くする場合、または高くする場合はスメア
の漏洩量も増加したり、または減少するので、両信号の
差をとる場合に(後述の第5図で説明する)、スメア信
号の方を増幅しく増幅率を1以下または1以上にする)
引き算器に入力すればよい。ここでは、スメア蓄積用C
CDシフトレジスタにスメア電荷を送り込むので、スメ
ア蓄積用CCDシフトレジスタを構成する電極にはクロ
ックパルスを印加しなければならない。一方、信号蓄積
用CCDシフ(13) トレジスタは動作を停止しておくのが好ましく(動作を
させると信号電荷が移動するため)、このためにはクロ
ックパルスを印加しないようにすればよい。
If the driving frequency of the vertical COD shift register is made lower or higher than that during optical signal transfer, the amount of smear leakage will also increase or decrease. (Explained in Figure 5), the smear signal is amplified and the amplification factor is set to less than 1 or more than 1)
Just enter it into the subtracter. Here, C for smear accumulation
Since the smear charge is sent to the CD shift register, a clock pulse must be applied to the electrodes constituting the CCD shift register for smear accumulation. On the other hand, it is preferable to stop the operation of the CCD shift register (13) for signal accumulation (because the signal charge moves when it is operated), and for this purpose, clock pulses may not be applied.

(4)スメア電荷の転送が完了すると、時間t3で光信
号およびスメア信号の水平CODシフトレジスタへの転
送が始まる。したがって時間t。
(4) When the transfer of the smear charge is completed, transfer of the optical signal and the smear signal to the horizontal COD shift register starts at time t3. Therefore time t.

〜t3までの動作が垂直ブランキング期間の中で行われ
、時間t4以後は映像期間となる。時間t3になると水
平CODシフトレジスタに一番近い場所に納まっていた
光信号電荷およびスメア電荷が1列毎に水平CCDシフ
トレジスタに送り込まれる。1列毎送り込む周期は標準
テレビ周波数に相当する15.7kHzであり、最前列
の電荷が水平、CODシフトレジスタに送り込まれると
同時に蓄積用CODシフトレジスタに蓄積されていた電
荷が水平CCDシフトレジスタに向けて1列前にシフト
する。本実施例においては、2列の水平CCDシフトレ
ジスタが設けられているので、時間t 3−1で光信号
型(14) 荷が水平CCDシフトレジスタ3−1を一旦通って水平
CCDシフ1〜レジスタ3−2内に送り込まれ、続いて
、時間t3−2でスメア電荷が水平CCDシフ1−レジ
スタ3−1内に送り込まれる。
The operation from t3 to t3 is performed during the vertical blanking period, and after time t4, it becomes a video period. At time t3, the optical signal charge and smear charge stored in the location closest to the horizontal COD shift register are sent column by column to the horizontal CCD shift register. The period of feeding each column is 15.7kHz, which corresponds to the standard television frequency, and at the same time the charges in the front row are sent to the horizontal COD shift register, the charges accumulated in the storage COD shift register are transferred to the horizontal CCD shift register. Shift one row forward. In this embodiment, since two rows of horizontal CCD shift registers are provided, at time t3-1, the optical signal type (14) load once passes through the horizontal CCD shift register 3-1 and is shifted to the horizontal CCD shift registers 1 to 1. The smear charge is then pumped into the horizontal CCD shift 1 register 3-1 at time t3-2.

(5)水平CCDシフ1−レジスタへの電荷転送が完了
すると、時間t4で水平CCDシフトレジスタの駆動が
始まり、出力4−2に光信号が、出力4−1にスメア信
号が時間順次に取り出される。本実施例においては外側
に光信号転送用の水平CODシフトレジスタ、内側にス
メア信号用の水平CCDシフトレジスタを配置したが、
外側にスメア信号用、内側に光信号用の水平CODシフ
トレジスタを配置しても全く支障なり′%。
(5) When the charge transfer to the horizontal CCD shift 1-register is completed, driving of the horizontal CCD shift register starts at time t4, and the optical signal is taken out at the output 4-2 and the smear signal is taken out at the output 4-1 in time order. It will be done. In this embodiment, a horizontal COD shift register for optical signal transfer is placed on the outside, and a horizontal CCD shift register for smear signal is placed on the inside.
Even if a horizontal COD shift register for smear signals is placed on the outside and a horizontal COD shift register for optical signals is placed on the inside, there is no problem at all.

2列の水平CCDシフトレジスタで出力4−2.4−1
に送られてきた光信号およびスメア信号は第5図に示し
たような簡星な回路で引き算が行われる。
Output 4-2.4-1 with 2 rows of horizontal CCD shift registers
The optical signal and smear signal sent to the subtracter are subtracted by a simple circuit as shown in FIG.

(1)第5図(a)の場合 (15) 4′はCCD撮像素子内に集積化された電荷検出回路、
4は出力、18′は引き算器である。引き算器18’は
CCD撮像素子内に集積化してもよいし、外部に設ける
形でもよい。また、引き算器としては種々の回路が考え
られるが、一般的には増幅機能も兼ね備えた差動増幅器
の使用などが好ましい。この場合は2列の水平CODシ
フトレジスタが同一時刻に光信号(S□)およびスメア
信号(S8)を出力しくしたがって、2列の水平COD
シフトレジスタは対応するCOD電極が同相の水平CC
DCD駆動用クロルパルスり駆動される)、2つの信号
出力SA、S8は引き算器に入力され、引き算器の出力
18にはスメア信号が差し引かれた真の光信号(s−r
 )を得ることができる。
(1) In the case of FIG. 5(a) (15) 4' is a charge detection circuit integrated within the CCD image sensor;
4 is an output, and 18' is a subtracter. The subtracter 18' may be integrated within the CCD image sensor or may be provided externally. Although various circuits can be used as the subtracter, it is generally preferable to use a differential amplifier that also has an amplification function. In this case, the two rows of horizontal COD shift registers output the optical signal (S□) and the smear signal (S8) at the same time.
The shift register is a horizontal CC whose corresponding COD electrodes are in phase.
The two signal outputs SA and S8 are input to a subtracter, and the output 18 of the subtracter is a true optical signal from which the smear signal has been subtracted (s-r
) can be obtained.

(2)第5図(C)の場合 19は遅延回路であり、ここでスメア信号が光信号に対
して所定の時間(t、:例えば1画素走査期間分あるい
は1/2画素走査期間分)だけ遅延される。遅延時間は
通常数10 n5ecから100(16) nsec程度であるから遅延回路として市販の遅延線を
利用してもよいし、同一素子内に集積化することを考え
てサンプルホールド回路を用いてもよい。
(2) In the case of FIG. 5(C), 19 is a delay circuit in which the smear signal is set for a predetermined time (t, for example, one pixel scanning period or 1/2 pixel scanning period) with respect to the optical signal. will only be delayed. Since the delay time is usually about several 10 n5ec to 100 (16) nsec, a commercially available delay line can be used as the delay circuit, or a sample and hold circuit can be used to integrate it into the same element. good.

この場合は、スメア信号が光信号に対して1画素分ある
いは1/2画素分速く出力4−1に現われる。したがっ
て、2列の水平CCDはスメア用水平CCDの電極の方
が1画素分または172画素分位相の早いクロックパル
スにより駆動される。
In this case, the smear signal appears at the output 4-1 faster by one pixel or 1/2 pixel than the optical signal. Therefore, in the two rows of horizontal CCDs, the electrodes of the smear horizontal CCD are driven by clock pulses whose phase is earlier by 1 pixel or 172 pixels.

出力4−1に現われたスメア信号(S8)は遅延回路1
9を通して所定の時間だけ遅れ(Sお。)、引き算器に
入力される。この結果、引き算器の出力18にはスメア
信号が差し引かれた真の光信号(8丁)を得ることがで
きる。
The smear signal (S8) appearing at the output 4-1 is sent to the delay circuit 1.
9 and is delayed by a predetermined time (So.) and input to the subtracter. As a result, a true optical signal (8 signals) from which the smear signal has been subtracted can be obtained at the output 18 of the subtracter.

以上の説明ではスメア信号を光信号より早く取り出すこ
とを考えたが、この逆に光信号をスメア信号より早く取
り出すようにしてもよい(どちらを早く出すかは2列の
水平CCDの駆動のさせ方により決めることができる)
。光信号を早く取り出した場合は、光信号側に遅延回路
を設けることになる。
In the above explanation, we considered extracting the smear signal earlier than the optical signal, but conversely, it is also possible to extract the optical signal earlier than the smear signal (which one is output earlier depends on the drive of the two horizontal CCDs). (can be decided depending on the person)
. If the optical signal is extracted quickly, a delay circuit will be provided on the optical signal side.

(17) 第5図(a)、(c)に示した回路の構成は極めて簡単
であり、カメラ価格の上昇あるいは消費電力の増加は極
めて僅かなので問題はない。
(17) The circuit configurations shown in FIGS. 5(a) and 5(c) are extremely simple, and there is no problem since the increase in camera price or power consumption is extremely small.

第6図はスメア蓄積角ccoシフトレジスタの面積を小
さくし、その分光信号蓄積用CCDシフトレジスタの面
積を大きくした素子構成を示している。15’−2はス
メア蓄積用CCDシフトレジスタ、15’ −1は光信
号蓄積用CCDシフ1−レジスタ、3′−1はスメア転
送用CCDシフトレジスタ、3′−2は光信号転送用C
ODシフトレジスタである。一般に、スメア信号の電荷
量は光信号の電荷量に較べて2衝程度小さいので、スメ
ア蓄積用あるいは転送用のCODシフトレジスタは寸法
(電極容量)を小さくすることができる。
FIG. 6 shows an element configuration in which the area of the smear accumulation angle cco shift register is reduced and the area of the spectral signal accumulation CCD shift register is enlarged. 15'-2 is a CCD shift register for smear accumulation, 15'-1 is a CCD shift register for optical signal accumulation, 3'-1 is a CCD shift register for smear transfer, and 3'-2 is CCD for optical signal transfer.
This is an OD shift register. Generally, the amount of charge of a smear signal is about two times smaller than the amount of charge of an optical signal, so the size (electrode capacitance) of a COD shift register for smear storage or transfer can be reduced.

本構成のCCD素子の利点は、(1)光信号蓄積用CO
Dシフトレジスタの水平方向の電極寸法WHを大きくと
ることができるので、その分垂直方向の寸法Wvを減ら
すことが可能になる。すなわち、蓄積領域の面積を実効
的に減らすことができ、CCD素子のチップサイズを縮
少することができ(18) る(歩留りの向上を図ることができる)、(2)光信号
電荷を水平CODシフトレジスタ3′−2に送り込む時
、−・孔内側に在るスメア転送用CCDシフトレジスタ
3′−1を通過する必要があるが、水平CODシフトレ
ジスタ3′−1の電極寸法が短かいため、光信号を高速
かつ転送損失なく外側の水平CODシフトレジスタに送
り込むことができる、等である。本構成の素子の動作に
ついては、前記実施例の場合(第3図、第4図、第5図
)と同じであるので省略する。
The advantages of the CCD element with this configuration are: (1) CO for optical signal storage;
Since the horizontal electrode dimension WH of the D shift register can be increased, the vertical dimension Wv can be reduced accordingly. In other words, the area of the storage region can be effectively reduced, and the chip size of the CCD element can be reduced (18) (the yield can be improved); (2) the optical signal charge can be horizontally reduced; When feeding into the COD shift register 3'-2, it is necessary to pass through the smear transfer CCD shift register 3'-1 located inside the hole, but the electrode size of the horizontal COD shift register 3'-1 is short. Therefore, the optical signal can be sent to the outer horizontal COD shift register at high speed and without transfer loss. The operation of the element of this configuration is the same as that of the previous embodiment (FIGS. 3, 4, and 5), so a description thereof will be omitted.

第3図および第6図の実施例においては2列の水平CO
Dシフトレジスタを設けたが、1列の水平CODシフト
レジスタによっても光信号およびスメア信号を転送する
ことができる。この場合においては、水平CODシフト
レジスタ3′を2重転送モードで動作させればよい(2
重転送モードとはCCD1段で2つの信号を送る動作を
意味し、3相クロツクパルスを使用する場合は、〔信号
〕。
In the embodiments of FIGS. 3 and 6, two rows of horizontal CO
Although a D shift register is provided, an optical signal and a smear signal can also be transferred by one column of horizontal COD shift registers. In this case, it is sufficient to operate the horizontal COD shift register 3' in dual transfer mode (2
Double transfer mode means an operation in which two signals are sent by one stage of CCD, and when using three-phase clock pulses, [signal].

〔信号〕、〔空きビット〕 〔信号〕、〔信号〕。[Signal], [Empty bit] [Signal], [Signal].

〔空きビット〕・・・という様に転送動作を行わせる。[Empty bit] The transfer operation is performed as follows.

(19) 一般に、N相のクロックパルスを使用すると(N−1)
種類の信号を転送することができるが、ここでは信号が
光信号とスメア信号の2種類なので3相クロツクパルス
を採用して水平CODシフトレジスタを駆動するものが
望ましい)。本構成の素子における動作は第4図で説明
した動作と水平CODシフトレジスタへの転送時を除い
て同じである。蓄積用CODシフトレジスタの電荷を水
平CODシフトレジスタに移す際、光信号電荷およびス
メア電荷は時間t3で隣接するCOD電極下20−1.
20−2に同時に移される。本構成においては光信号蓄
積用CODシフトレジスタが左側に、スメア蓄積用CC
Dシフトレジスタが右側に位置しているので、水平CO
Dシフトレジスタ円の電荷は時間t4以後、光信号、ス
メア信号、空き、光信号、スメア信号、空き、・・・の
順に出力4#に向けて転送される。
(19) Generally, if N-phase clock pulses are used, (N-1)
Although various types of signals can be transferred, in this case there are two types of signals, an optical signal and a smear signal, so it is desirable to use three-phase clock pulses to drive the horizontal COD shift register). The operation of the element with this configuration is the same as that described in FIG. 4 except for the time of transfer to the horizontal COD shift register. When transferring the charges in the storage COD shift register to the horizontal COD shift register, the optical signal charges and smear charges are transferred to the lower part of the adjacent COD electrode 20-1 at time t3.
20-2 at the same time. In this configuration, the COD shift register for optical signal accumulation is on the left side, and the CC for smear accumulation is on the left side.
Since the D shift register is located on the right side, the horizontal CO
After time t4, the charge on the D shift register circle is transferred toward output 4# in the order of optical signal, smear signal, empty, optical signal, smear signal, empty, . . . .

本構成の素子における2つの信号S、、S、の引き算は
第8図に示したような回路によって行うことができる。
Subtraction of the two signals S, , S, in the element of this configuration can be performed by a circuit as shown in FIG.

21−1.21−2は出力II 4 #jに(20) 現われた2種類の信号を交互にサンプリングするスイッ
チで、本スイッチの開閉は水平CCDシフトレジスタの
クロックパルスと同期のとれた180’位相の異なるサ
ンプリングパルスφ量。
21-1.21-2 is a switch that alternately samples two types of signals appearing at the output II 4 #j (20), and the opening and closing of this switch is 180' in synchronization with the clock pulse of the horizontal CCD shift register. Amount of sampling pulses φ with different phases.

φ2によって行う。本構成の素子では光信号が先に現わ
わるので、スイッチ21−1を甲く導通状態にし、出力
114 ggに現われた信号(Sl)をさらに遅延回路
22を通し所定の時間(tl)だけ遅延する(St−8
)。続いて、スイッチ21−2が導通しスメア信号S、
が出力4#に現すれる。遅延回路の出力23−1および
出力23−2を引き算器18′に入力すると、引き算器
の出力18にスメア信号の差し引かれた真の信号(ST
)を得ることができる。
This is done by φ2. In the device of this configuration, the optical signal appears first, so the switch 21-1 is made conductive, and the signal (Sl) appearing at the output 114gg is further passed through the delay circuit 22 for a predetermined time (tl). Delay (St-8
). Subsequently, the switch 21-2 becomes conductive and the smear signal S,
appears on output 4#. When the outputs 23-1 and 23-2 of the delay circuit are input to the subtracter 18', the true signal (ST
) can be obtained.

掃き出しドレインは第3図、第6図、第7図に記載した
ように上側に置かなくても、第9図に示したように蓄積
領域の余裕ある部分に設けてもよい。この場合は、光信
号を読み出す前の垂直CODシフトレジスタ内の不要電
荷の転送16は光信号、スメア信号と同一方向(17)
に行われ、(21) ドレイン14d′に掃き出される。
The drain drain does not have to be placed on the upper side as shown in FIGS. 3, 6, and 7, but may be provided in a portion of the storage area with sufficient space as shown in FIG. 9. In this case, the unnecessary charge transfer 16 in the vertical COD shift register before reading out the optical signal is in the same direction as the optical signal and the smear signal (17).
(21) It is swept out to the drain 14d'.

さらに、不要電荷を蓄積用CCDシフトLノジスタを介
して水平CODシフトレジスタに送り込み、水平COD
シフトレジスタにより掃き出しを行うようにすれば掃き
出しド【/インを省略することができる。
Furthermore, unnecessary charges are sent to the horizontal COD shift register via the CCD shift L nozzle for storage, and the horizontal COD
If the shift register is used to perform the sweep, the sweep input/in can be omitted.

最後に垂直CODシフ1−レジスタ内にたまる不要電荷
の掃き出しについて補足する。前記の実施例においては
、不要電荷の掃き出しは光信号電荷を垂直CCDシフト
レジスタ内を読み出す前に時間1゜で1回掃除をするこ
とを考えたが、t、以前に何回掃除をしてもよい。前の
フィールドの信号電荷およびスメア電荷は既に蓄積用C
ODシフトレジスタの中に送り込まれているので、これ
らの電荷が水平CODシフトレジスタを介して転送され
ている期間中垂直CODシフトレジスタを駆動し、連続
して不要電荷をドレインに掃き出すようにしても構わな
い。この場合、ブルーミング(明るいパターンが真の像
以上に周囲に広がる現像)を抑制することが可能になる
。ブルーミング(22) 電荷の一部は転送ゲート7を通して垂直CCDシフトレ
ジスタ内に漏洩するので、掃き出し期間中は転送ゲー1
−に印加する電圧を光信号あるいはスメア信号を蓄積用
CODシフトレジスタに転送す期間中より高くし、転送
ゲート下のポテンシャル壁を若子低くすることによりブ
ルーミング電荷が垂直CODシフトレジスタ内に漏洩し
やすくしてやれば、さらに高いブルーミング抑制効果を
得ることができる。(垂直CCDシフトレジスタを形成
する電極の一部が転送ゲート電極を兼ねている場合は、
掃き出し期間中に垂直CCDシフ1−レジスタに印加す
るクロックパルスのit i uレベル電圧を光信号あ
るいはスメア電荷転送期間中に印加するクロックパルス
のII 1 ′ルベル電圧より高くしてやることにより
上記の目的を実現することができる。) 第3図、第6図、第7図および第9図の実施例において
は垂直ClCDシフ1〜レジスタと蓄積用CCDシフト
I/ジスタの間に選択ゲート13を設けたが、選択ゲー
トを省くことも可能である。こ(23) の場合には、例えば、垂直CODシフトレジスタの信号
電荷を信号蓄積用CCr)シフトレジスタに送り込む際
信号蓄積用CODのみを駆動しスメア蓄積用CCDシフ
トレジスタを駆動しないようにする。一方、スメア電荷
を送り込む際スメア蓄積用CCDシフトレジスタを駆動
し信号蓄積用CCDシフ!−レジスタを駆動しないよう
にすればよい。
Finally, we will provide some additional information about sweeping out unnecessary charges accumulated in the vertical COD shift 1 register. In the above embodiment, it was considered that the unnecessary charge is swept out once every 1° before the optical signal charge is read out from inside the vertical CCD shift register. Good too. The signal charge and smear charge of the previous field are already stored in the storage C.
Since these charges are being sent into the OD shift register, even if the vertical COD shift register is driven while these charges are being transferred through the horizontal COD shift register, unnecessary charges will be continuously swept out to the drain. I do not care. In this case, it becomes possible to suppress blooming (development in which a bright pattern spreads to the surroundings more than the true image). Blooming (22) A part of the charge leaks into the vertical CCD shift register through the transfer gate 7, so during the blooming period, the transfer gate 1
By increasing the voltage applied to - during the period when the optical signal or smear signal is transferred to the storage COD shift register and lowering the potential wall under the transfer gate, blooming charges can easily leak into the vertical COD shift register. If this is done, an even higher blooming suppression effect can be obtained. (If some of the electrodes forming the vertical CCD shift register also serve as transfer gate electrodes,
The above purpose is achieved by making the it i u level voltage of the clock pulse applied to the vertical CCD shift 1 register during the sweep period higher than the II 1 ' level voltage of the clock pulse applied during the optical signal or smear charge transfer period. It can be realized. ) In the embodiments shown in FIGS. 3, 6, 7, and 9, the selection gate 13 is provided between the vertical ClCD shift 1~register and the storage CCD shift I/register, but the selection gate is omitted. It is also possible. In the case of (23), for example, when sending the signal charge of the vertical COD shift register to the signal accumulation CCr shift register, only the signal accumulation COD is driven and the smear accumulation CCD shift register is not driven. On the other hand, when feeding the smear charge, the CCD shift register for smear accumulation is driven and the CCD shift register for signal accumulation is shifted! - All you have to do is not drive the register.

また、第3図、第6図、第7図および第9図の実施例に
おいては、第1フイールドで奇数列、第2フイールドで
偶数列の光ダイオードの光信号電荷を読出し7垂直CC
Dシフトレジスタを介して光信号電荷を蓄積用CODシ
フトレジスタに移すことを考えた。一方、隣接する2列
の光ダイオードの光信号を読出すこともできる。この場
合は、隣接する2列の転送ゲート7−1および7−2を
同時に導通し、第1フイールドでは(1,2)(3゜4
)(5,6)、・・・の光ダイオードの信号を、第2フ
イールドでは1列ずれた(2.3)(4,5)(6,7
)、・・・の光ダイオードの信号を読出すと(24) いずれのフィールドにおいても垂直CCDシフ]・レジ
スタ内で隣接する2列の光ダイオードの信吟電荷が一緒
になり(混合され)、蓄積用CODシフトレジスタには
いずれのフィールドにおいても隣接する2列の光ダイオ
ードの信号が混合された電荷が一時蓄積されることにな
る。
In the embodiments shown in FIGS. 3, 6, 7, and 9, the optical signal charges of the odd-numbered columns are read out in the first field, and the optical signal charges of the even-numbered columns are read out in the second field.
We considered transferring the optical signal charge to the storage COD shift register via the D shift register. On the other hand, optical signals from two adjacent rows of photodiodes can also be read out. In this case, the transfer gates 7-1 and 7-2 in two adjacent columns are made conductive at the same time, and in the first field (1, 2) (3° 4
)(5,6),..., in the second field, the signals of the photodiodes of (2.3)(4,5)(6,7) are shifted by one column.
), . Charges obtained by mixing signals from two adjacent columns of photodiodes are temporarily stored in the storage COD shift register in any field.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以」ユ、実施例を用いて説明したように本発明の固体撮
像素子の実用価値は極めて大きく、次のような利点を有
している。
As described above using Examples, the solid-state imaging device of the present invention has extremely great practical value, and has the following advantages.

(1)信号成分と同時にスメア成分を蓄積する領域を設
け、信号およびスメア信号を水平CCDシフトレジスタ
に同時に読出し、両信号の差を取ることによりスメア成
分を著しく低減することができる。発明者らの実験では
約1/100に減らし得ることが判明した。垂直CCr
)から蓄積用CCr)への電荷転送を標準周波数の10
倍に相当する1、 57 k Hzで行うと、本駆動に
よリスメア成分は1/10に減少する。したがって、上
記2つの効果によってスメアは] /1000(25) (=1/100XI/10)まで低減することが可能と
なる。この結果、スメアの量は実用上間層のないレベル
までに抑制できるようになり、固体撮像素子においても
操作用電子管と同等の画質が得られるようになった。
(1) The smear component can be significantly reduced by providing a region for accumulating the smear component at the same time as the signal component, reading out the signal and the smear signal simultaneously to the horizontal CCD shift register, and taking the difference between the two signals. Experiments conducted by the inventors have shown that it can be reduced to about 1/100. Vertical CCr
) to the storage CCr) at the standard frequency of 10
If the frequency is 1.57 kHz, which is twice as high, the lithium smear component will be reduced to 1/10 by this driving. Therefore, the above two effects make it possible to reduce the smear to /1000(25) (=1/100XI/10). As a result, the amount of smear can be suppressed to a level where there is no interlayer in practical use, and it has become possible to obtain image quality equivalent to that of an operating electron tube even in a solid-state image sensor.

(2)本発明の固体撮像素子においてはス穢アの低減は
前記の差動力式により行われるので、撮像領域から蓄積
領域への電荷の転送は、第2図に示した素子より1桁程
度遅い速度、すなわち、1桁程度低いクロック周波数で
駆動することが可能となる。この結果、本発明の固体撮
像素子に必要な駆動回路の消費電を1/7〜1/14程
度に減らすことができる。転送損失が著しく小さくなり
、解像度の劣化および混色の発生を防止することができ
る。さらに、駆動回路を構成する電子部品の数も減らす
ことができるので、本発明の固体撮像素子を使用したビ
デオカメラの価格は大幅に安くなる。
(2) In the solid-state imaging device of the present invention, since the reduction of smear is performed by the above-mentioned differential force formula, the transfer of charge from the imaging region to the storage region is about one order of magnitude better than that of the device shown in FIG. It becomes possible to drive at a slow speed, that is, at a clock frequency about one order of magnitude lower. As a result, the power consumption of the drive circuit required for the solid-state image sensor of the present invention can be reduced to about 1/7 to 1/14. Transfer loss is significantly reduced, and resolution deterioration and color mixture can be prevented. Furthermore, since the number of electronic components constituting the drive circuit can be reduced, the price of a video camera using the solid-state image sensor of the present invention can be significantly reduced.

(3)スメアの掃き出しと同時に暗電流も掃き出される
ため、CCr′)型固体撮像素子の弱点の1つ(26) になっている暗電流の問題を解消することができる。
(3) Since the dark current is also swept out at the same time as the smear is swept out, the problem of dark current, which is one of the weaknesses (26) of the CCr') type solid-state imaging device, can be solved.

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

第1図は従来のCCD固体撮像素子の構成を示す図、第
2図はフレーム・インタ・−ライン型CCD固体撮偉素
子の構成を示す図、第3図は本発明の骨子となるフレー
ム・インターライン型CCD固体撮像素子の構成を示す
図、第4図は第3図に示したフレーム・インターライン
型CCD固体撮像素子の動作を説明する図、第5図は第
3図に示した本発明のフレーム・インターライン型CC
D固体撮像素子に用いる信号処理回路の構成を示す図、
第6図および第7回は第3図とは異なる本発明のフレー
ム・インターラインCCD固体撮像素子の構成を示す図
、第8図は第7図に示した本発明のフレーム・インター
ラインCCD固体撮像素子に用いる信号処理回路の構成
を示す図、第9図は第3図、第6図および第7図とは異
なる本発明のフレーム・インターライン型CCD固体撮
像素子の構成を示す図である。 (27) 1・・・光電変換素子、2・・・垂直CCDシフトレジ
スタ、3−1.3−2・・・水平CCDシフトレジスタ
、13−1.13−2・・・選択ゲート、14・・・掃
き出しゲ・−ト、14d・・・掃き出しドlツイン、1
5−1・・・信号蓄積用CCDシフト1ノジスタ、15
−2・・・(28) ¥ 1 国 IZ図 第6図 冨 7 図 築 g 図 1−1 ′¥3 9 図 −2
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a conventional CCD solid-state imaging device, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a frame inter-line type CCD solid-state imaging device, and FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a frame inter-line type CCD solid-state imaging device. A diagram showing the configuration of an interline type CCD solid-state image sensor, Figure 4 is a diagram explaining the operation of the frame interline type CCD solid-state image sensor shown in Figure 3, and Figure 5 is a diagram showing the structure of the frame interline type CCD solid-state image sensor shown in Figure 3. Frame interline type CC of invention
A diagram showing the configuration of a signal processing circuit used in the D solid-state image sensor,
6 and 7 are diagrams showing the configuration of the frame interline CCD solid-state image sensor of the present invention, which is different from FIG. 3, and FIG. 8 is the frame interline CCD solid state image sensor of the present invention shown in FIG. FIG. 9 is a diagram showing the configuration of a signal processing circuit used in an image sensor, and is a diagram showing a structure of a frame interline type CCD solid-state image sensor of the present invention, which is different from FIGS. 3, 6, and 7. . (27) 1... Photoelectric conversion element, 2... Vertical CCD shift register, 3-1.3-2... Horizontal CCD shift register, 13-1.13-2... Selection gate, 14.・・Sweep out gate, 14d... Sweep out do l twin, 1
5-1... CCD shift 1 register for signal accumulation, 15
-2...(28) ¥ 1 Country IZ Map Figure 6 Tomi 7 Tsuzuki g Figure 1-1 '¥3 9 Figure-2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、同−半、導体基板上に光電変換素子群および垂直C
ODシフトレジスタ群から成る撮像領域、該撮像領域で
検出した光信号電荷を一時的に蓄積する蓄積領域、該蓄
積領域から取り出した該光信号電荷を出力に読出す水平
CODシフトレジスタを集積化した電荷移送型固体撮像
素子において、該蓄積領域の中に光信号を蓄積する信号
蓄積用CCDシフトレジスタとは別にスメア信号(偽似
信号)を一時蓄積するスメア信号蓄積用CCDシフトレ
ジスタを設け、該出力に光信号およびスメア信号を読出
し、両信号の差をとることによりスメア信号の除去を図
ることを特徴とする電荷移送型固体撮像素子。 2、特許請求の範囲第1項記載の電荷移送型固体撮像素
子において、該水平CODシフトレジスタを2重転送モ
ードで動作させることにより、シフトレジスタ1段で光
信号およびスメア信号(1) の2つの信号を転送し、該出力に光信号とスメア信号を
時間的に交互に取出すことを特徴とする電荷移送型固体
撮像素子。 3、特許請求の範囲第1項記載の電荷移送型固体撮像素
子において、該水平CCDシフトレジスタを2つ以」二
設け、一方の水平CODシフトレジスタにより光信号を
転送し、他方の水平CCDシフトレジスタによりスメア
信1を転送することを特徴とする電荷移送型固体撮像素
子。 4、特許請求の範囲第1項記載の電荷移送型固体撮像素
子において、該蓄積領域の一部あるいは蓄積領域の反対
側に相当する撮像領域に隣接する部分に、不要信号掃出
し用ドレインを設け、該垂直CODにたまった不要信号
を該ドレインに掃出した後、光信号およびスメア信号を
各々該信号蓄積用CODシフトレジスタおよびスメア信
号蓄積用CCDシフトレジスタに移すことを特徴とする
電荷移送型固体撮像素子。
[Claims] 1. A group of photoelectric conversion elements and a vertical C on a conductor substrate.
An imaging area consisting of a group of OD shift registers, an accumulation area for temporarily accumulating optical signal charges detected in the imaging area, and a horizontal COD shift register for reading out the optical signal charges taken out from the accumulation area as output are integrated. In a charge transfer type solid-state image sensor, a smear signal accumulation CCD shift register for temporarily accumulating smear signals (false signals) is provided separately from a signal accumulation CCD shift register for accumulating optical signals in the accumulation region; 1. A charge transport type solid-state image sensor, characterized in that an optical signal and a smear signal are read out as output, and the smear signal is removed by taking the difference between the two signals. 2. In the charge transfer solid-state imaging device according to claim 1, by operating the horizontal COD shift register in a dual transfer mode, one stage of the shift register can transfer an optical signal and a smear signal (1). 1. A charge transfer type solid-state image sensor, which transfers two signals, and temporally alternately extracts an optical signal and a smear signal as outputs. 3. In the charge transfer type solid-state imaging device according to claim 1, two or more horizontal CCD shift registers are provided, and one horizontal COD shift register transfers an optical signal, and the other horizontal CCD shift register transfers an optical signal. A charge transfer type solid-state imaging device characterized in that a smear signal 1 is transferred by a register. 4. In the charge transfer solid-state imaging device according to claim 1, a drain for sweeping out unnecessary signals is provided in a part of the storage region or in a portion adjacent to the imaging region corresponding to the opposite side of the storage region, A charge transfer solid-state imaging device characterized in that after unnecessary signals accumulated in the vertical COD are swept out to the drain, the optical signal and the smear signal are transferred to the signal accumulation COD shift register and the smear signal accumulation CCD shift register, respectively. element.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62159458A (en) * 1986-01-08 1987-07-15 Hitachi Ltd Solid-state image pickup device
JPS63110877A (en) * 1986-10-28 1988-05-16 Toshiba Corp Electronic still camera
KR100349057B1 (en) * 2000-11-22 2002-08-17 주식회사 티엘아이 Image sensor circuit with holder corresponding to stage in shift register
KR100358652B1 (en) * 2000-12-26 2002-10-25 주식회사 티엘아이 Image sensor for reducing power consumption and shift register used for the same

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