JPS6050102B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS6050102B2 JPS6050102B2 JP55107466A JP10746680A JPS6050102B2 JP S6050102 B2 JPS6050102 B2 JP S6050102B2 JP 55107466 A JP55107466 A JP 55107466A JP 10746680 A JP10746680 A JP 10746680A JP S6050102 B2 JPS6050102 B2 JP S6050102B2
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- Japan
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- photoelectric conversion
- conversion element
- solid
- state imaging
- signal
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/713—Transfer or readout registers; Split readout registers or multiple readout registers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/73—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using interline transfer [IT]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は自己走査型の固体撮影装置に関するものであ
る。
る。
自己走査型の光電変換走査列を有する固体撮像装置にお
ける画像特性劣化の要因の１つに、このような自己走査
型の走査列は必ず不完全転送される信号電荷が存在する
ということが挙げられる。
ける画像特性劣化の要因の１つに、このような自己走査
型の走査列は必ず不完全転送される信号電荷が存在する
ということが挙げられる。
いま、Ｑなる信号電荷をｎ段の走査列で転送したとする
と、その時の出力電荷Ｑｒは、１段の転送当たりの不完
全転送効率をＥとして、Ｑｒ＝Ｑ−ｎＥＱ・・・・・・
（１）となる。
と、その時の出力電荷Ｑｒは、１段の転送当たりの不完
全転送効率をＥとして、Ｑｒ＝Ｑ−ｎＥＱ・・・・・・
（１）となる。
したがつて、信号走査部の段数が増大すればするほど、
出力に得られる信号電荷は減少することになる。さて、
現在のテレビジョンにおける走査線数は５２５本である
ため、固体撮影装置の垂直走査部の段数は５００段位が
標準と考えられている。
出力に得られる信号電荷は減少することになる。さて、
現在のテレビジョンにおける走査線数は５２５本である
ため、固体撮影装置の垂直走査部の段数は５００段位が
標準と考えられている。
いま、転送効率の悪い例としてＥ ■Ｏ、００１（７）
場合を考えると、（１）式はＱ、■（１−５００×０．
００１）Ｑ■ＩＱ・・・・・・（２）となり、垂直走査
部の１月の信号走査によつて得られる影像信号のうち、
最終段の映像信号は、初段の映像信号の＝の信号量しか
得られないことになる。
場合を考えると、（１）式はＱ、■（１−５００×０．
００１）Ｑ■ＩＱ・・・・・・（２）となり、垂直走査
部の１月の信号走査によつて得られる影像信号のうち、
最終段の映像信号は、初段の映像信号の＝の信号量しか
得られないことになる。
したがつて、前記のような信号走査列で走査された映像
信号をテレビジョンに出力させれば、白黒テレビでは、
画面の上と下とでは明らかにクレーのレベルが異なる画
像となる。
信号をテレビジョンに出力させれば、白黒テレビでは、
画面の上と下とでは明らかにクレーのレベルが異なる画
像となる。
また、カラーカメラを実現しようとすれば、その転送効
率（不完転送効率）の違いが、出力信号の色すれとして
現われ、良質の画像を得ることが困難てある。したがつ
て、この発明の目的は、各光電変換素子の位置ごとに異
なる転送段数に起因する信号電荷の転送効率の相違を回
避して、白黒ＴＶのクレーレベルの違いやカラーカメラ
の色ずれを防止するようにした固体撮像装置を提供する
ことである。この発明の第１の実施例を第１図に示す。
率（不完転送効率）の違いが、出力信号の色すれとして
現われ、良質の画像を得ることが困難てある。したがつ
て、この発明の目的は、各光電変換素子の位置ごとに異
なる転送段数に起因する信号電荷の転送効率の相違を回
避して、白黒ＴＶのクレーレベルの違いやカラーカメラ
の色ずれを防止するようにした固体撮像装置を提供する
ことである。この発明の第１の実施例を第１図に示す。
すなわち、この固体撮像装置は、光信号を信号電荷に変
換する複数の光電変換素子１，２・・・・・・を半導体
基板上に２次元マトリックス状に配列形成した固体撮像
部３と、この固体撮像部３の前記光電変換素子１，２・
・・・・の各列に対応させて前記半導体基板上に形成さ
れ各光電変換素子１，２・・・・・で得らねる信号電荷
を上下２つの出力端に分割転送する１対の垂直転送列４
，５，６，７，・・・・からなる信号電荷転送手段と、
前記信号電荷転送手段を経て前記上部の出力端側に出力
されるる各光電変換素子１，２・・・・・・の分割信号
電荷を１フレーム分蓄積する第１のフレームメモリ８と
、前記信号電荷転送手段を経て前記下部の出力端側に出
力される各光電変換素子の分割信号電荷を１フレーム分
蓄積する第２のフレームメモリ９と、前記第１、第２の
フレームメモリ８，９に蓄積された各光電変換素子１，
２・・・・・・に対応する分割信号電荷同士を加算して
各加算値を映像信号１０として走査順序にしたがつて出
力する演算手段１１とを備えたものてあり、第１図中に
示す固体撮像部３には、１，２・・・・・・て示す光電
変換素子（たとえばホトダイオード）かＭ８ｎ列（Ｍ．
．ｎは１以上の整数）に配列されており、光電変換素子
１，２・・・・・の１つずつて得られた信号電荷は、そ
れぞれ４，５あるいは６，７なる２列の垂直転送列に分
割して転送するようにしている。垂直転送列４，５，６
，７，・・・は、自己走査型てあるＢＢＤまたはＣＣＤ
で構成されるが、その他の転送手段を用いた場合でも、
必ず特有の転送効率を有する。
換する複数の光電変換素子１，２・・・・・・を半導体
基板上に２次元マトリックス状に配列形成した固体撮像
部３と、この固体撮像部３の前記光電変換素子１，２・
・・・・の各列に対応させて前記半導体基板上に形成さ
れ各光電変換素子１，２・・・・・で得らねる信号電荷
を上下２つの出力端に分割転送する１対の垂直転送列４
，５，６，７，・・・・からなる信号電荷転送手段と、
前記信号電荷転送手段を経て前記上部の出力端側に出力
されるる各光電変換素子１，２・・・・・・の分割信号
電荷を１フレーム分蓄積する第１のフレームメモリ８と
、前記信号電荷転送手段を経て前記下部の出力端側に出
力される各光電変換素子の分割信号電荷を１フレーム分
蓄積する第２のフレームメモリ９と、前記第１、第２の
フレームメモリ８，９に蓄積された各光電変換素子１，
２・・・・・・に対応する分割信号電荷同士を加算して
各加算値を映像信号１０として走査順序にしたがつて出
力する演算手段１１とを備えたものてあり、第１図中に
示す固体撮像部３には、１，２・・・・・・て示す光電
変換素子（たとえばホトダイオード）かＭ８ｎ列（Ｍ．
．ｎは１以上の整数）に配列されており、光電変換素子
１，２・・・・・の１つずつて得られた信号電荷は、そ
れぞれ４，５あるいは６，７なる２列の垂直転送列に分
割して転送するようにしている。垂直転送列４，５，６
，７，・・・は、自己走査型てあるＢＢＤまたはＣＣＤ
で構成されるが、その他の転送手段を用いた場合でも、
必ず特有の転送効率を有する。
前記垂直転送列４と５あるいは６，７は相互に逆方向に
転送される転送特性を有するものであり、第１図におけ
る各矢印Ｐｌ，Ｐ２は信号電荷の転送方向を示すもので
ある。
転送される転送特性を有するものであり、第１図におけ
る各矢印Ｐｌ，Ｐ２は信号電荷の転送方向を示すもので
ある。
１２および１３はそれぞれ前記固体撮像部３の上部出力
端と第１のフレームメモリ８および下部出力端と第２の
フレームメモリ９との間に接続され、信号電荷の転送手
段の一部を構成する水平転送列てあり、固体撮像部３の
上下の出力端に出力された分割信号電荷をそれぞれ自己
の出力端１２ａ，１３ａに転送するようにしている。
端と第１のフレームメモリ８および下部出力端と第２の
フレームメモリ９との間に接続され、信号電荷の転送手
段の一部を構成する水平転送列てあり、固体撮像部３の
上下の出力端に出力された分割信号電荷をそれぞれ自己
の出力端１２ａ，１３ａに転送するようにしている。
前記各水平転送列１２，１３を経て転送される信号電荷
は、１フレーム分それぞれ第１、第２のフレームメモリ
８，９に蓄積記憶されるが、第１のフレームメモリ８と
第２のフレームメモリ９とでは信号電荷の入力順序が相
互に逆の関係になつているので、例えば第１のフレーム
メモリ８の出力順序を第２のフレームメモリ９と逆にす
るなどの手段を用いて各フレームメモリ８，９の出力順
序が前記光電変換素子１，２・・・・・の走査順序に等
しくなるように調整している。
は、１フレーム分それぞれ第１、第２のフレームメモリ
８，９に蓄積記憶されるが、第１のフレームメモリ８と
第２のフレームメモリ９とでは信号電荷の入力順序が相
互に逆の関係になつているので、例えば第１のフレーム
メモリ８の出力順序を第２のフレームメモリ９と逆にす
るなどの手段を用いて各フレームメモリ８，９の出力順
序が前記光電変換素子１，２・・・・・の走査順序に等
しくなるように調整している。
１１は加算回路であり、１フレーム分蓄積された信号電
荷のうち、フレームメモリ８，９のそれぞれより同一の
光電変換素子１，２・・・・・・から分割された信号電
荷を走査順序に従つてとり出し加算して、映像出力１０
として順次取り出すようにしている。
荷のうち、フレームメモリ８，９のそれぞれより同一の
光電変換素子１，２・・・・・・から分割された信号電
荷を走査順序に従つてとり出し加算して、映像出力１０
として順次取り出すようにしている。
なお、前記フレームメモリ８，９は映像信号を読み込む
ものであつて、いわゆるビット相関法において片方のメ
モリにノイズのみを記憶させノイズキャンセルを行なう
方式とは全く異なる。
ものであつて、いわゆるビット相関法において片方のメ
モリにノイズのみを記憶させノイズキャンセルを行なう
方式とは全く異なる。
この固体撮影装置における信号電荷の転送過程を以下に
述べる。光電変換素子１で得られる信号電荷量Ｑ１のう
ち、垂直転送列４，５には光電変換素子１の信号電萌Ｑ
１が等分に分割されてＱ１／２の電荷量が送られ、さら
に垂直転送列４のうちＡｌｌ段と水平転送列１３のうち
Ｂｌｌ段を通つて出力端１３ａに出力されるものと、他
方垂直転送列５のうちＡｌ２段と水平転送列１２のうち
Ｂｌ。
述べる。光電変換素子１で得られる信号電荷量Ｑ１のう
ち、垂直転送列４，５には光電変換素子１の信号電萌Ｑ
１が等分に分割されてＱ１／２の電荷量が送られ、さら
に垂直転送列４のうちＡｌｌ段と水平転送列１３のうち
Ｂｌｌ段を通つて出力端１３ａに出力されるものと、他
方垂直転送列５のうちＡｌ２段と水平転送列１２のうち
Ｂｌ。
段を通つて出力端１２ａに出力されるものとに分けられ
る。したがつて、演算回路１１で加算して出力される光
電変換素子１の信号電荷が演算回路１１の出力端に至る
”までの全転送ビット数Ｌはとなる。
る。したがつて、演算回路１１で加算して出力される光
電変換素子１の信号電荷が演算回路１１の出力端に至る
”までの全転送ビット数Ｌはとなる。
ここで、Ａｌｌ＋Ａｌ。
＝Ｍ．．ｂｌｌ＋Ｂｌ２＝ｎであるからとなる。
つぎに光電変換素子２で得られる信号電荷量Ｑ２のうち
、垂直転送列６，７には光電変換素子２の信号電荷Ｑ２
が等分に分割されてＱ２／２の電ノ荷量が送られ、さら
に、垂直転送列６のうちＡ２ｌ段と水平転送列１３のう
ちＦ）２１段を通つて出力端１３ａに出力されるものと
、他方垂直転送列７のうちＡ２２段と水平転送列１２の
うち？２段を通つて出力端１２ａに出力されるものとに
分けられる。
、垂直転送列６，７には光電変換素子２の信号電荷Ｑ２
が等分に分割されてＱ２／２の電ノ荷量が送られ、さら
に、垂直転送列６のうちＡ２ｌ段と水平転送列１３のう
ちＦ）２１段を通つて出力端１３ａに出力されるものと
、他方垂直転送列７のうちＡ２２段と水平転送列１２の
うち？２段を通つて出力端１２ａに出力されるものとに
分けられる。
したがつて、演算回路１１で加算して出力される光電変
換素子２の信号電荷が演算回路１１の出力端に至るまで
の全転送ビット数しはとなる。
換素子２の信号電荷が演算回路１１の出力端に至るまで
の全転送ビット数しはとなる。
ここでＡ２ｌ＋Ａ２。
＝Ｍ．．ｌ）７１＋Ｙ）２２＝ｎであるからとなる。ゆ
えに、（４）式と（６）式より明らかなように、この固
体撮像装置においては、固体撮像部３の各光電変換素子
１，２・・・から演算回路１１の出力端に至るまでの転
送ビット数が、画像のどの位置においても均一であるた
めに、従来のような転送効率が異なることによる画像特
性の劣化を大幅におさえることが可能となり、白黒出力
のクレーのレベルのはらつきやカラー出力の色すれを改
善することができる。
えに、（４）式と（６）式より明らかなように、この固
体撮像装置においては、固体撮像部３の各光電変換素子
１，２・・・から演算回路１１の出力端に至るまでの転
送ビット数が、画像のどの位置においても均一であるた
めに、従来のような転送効率が異なることによる画像特
性の劣化を大幅におさえることが可能となり、白黒出力
のクレーのレベルのはらつきやカラー出力の色すれを改
善することができる。
さらに、この固体撮像装置ては、１つあるいはそれ以上
のフレームメモリを有するために、万一固体撮像装置に
画像欠陥がある場合でも、電気的な信号処理により容易
に補正できるという二次的な効果を有する。
のフレームメモリを有するために、万一固体撮像装置に
画像欠陥がある場合でも、電気的な信号処理により容易
に補正できるという二次的な効果を有する。
この発明の第２の実施例を第２図に示す。
すなわち、この固体撮像装置は、前記第１の実施例にお
ける水平転送列１２，１３を省略して、垂直転−送列４
，５，６，７，・・を経て固体撮像部３の上下出力端に
送られた信号電荷を直接各フレームメモリ８，９に蓄積
するようにしたものてあり、その他の構成は前記第１の
実施例と同様である。この固体撮像装置の信号電荷の転
送過程は以下．のとおりてある。光電変換素子１て得ら
れた信号電荷は垂直転送列４，５に送られ、Ａｌｌ、Ａ
ｌ２段の転送の後、フレームメモリ８，９に蓄積され、
１フレーム後のタイミングて演算回路１１て加算され、
出力端に映！像出力１０として出力される。
ける水平転送列１２，１３を省略して、垂直転−送列４
，５，６，７，・・を経て固体撮像部３の上下出力端に
送られた信号電荷を直接各フレームメモリ８，９に蓄積
するようにしたものてあり、その他の構成は前記第１の
実施例と同様である。この固体撮像装置の信号電荷の転
送過程は以下．のとおりてある。光電変換素子１て得ら
れた信号電荷は垂直転送列４，５に送られ、Ａｌｌ、Ａ
ｌ２段の転送の後、フレームメモリ８，９に蓄積され、
１フレーム後のタイミングて演算回路１１て加算され、
出力端に映！像出力１０として出力される。
この時、垂直転送列４を通る転送ビット数はＡｌｌ段、
垂直転送列５を通る転送ビット数はＡｌ２段であり、信
号電荷が演算回路１１の出力端に至るまての全転送ビッ
ト数はてある。
垂直転送列５を通る転送ビット数はＡｌ２段であり、信
号電荷が演算回路１１の出力端に至るまての全転送ビッ
ト数はてある。
他方、光電変換素子２て得られた信号電荷は垂直転送列
６，７に送られ、Ａ２ｌ、Ａ２２段の転送の後フレーム
メモリ８，９に蓄積され、１フレーム後のタイミングで
演算回路１１で加算され、出力端に映像出力１０として
出力される。
６，７に送られ、Ａ２ｌ、Ａ２２段の転送の後フレーム
メモリ８，９に蓄積され、１フレーム後のタイミングで
演算回路１１で加算され、出力端に映像出力１０として
出力される。
この時、垂直転送列６を通る転送ビット数はＡ２ｌ段、
垂直転送列７を通る転送ビット数はＡ２２段であり、信
号電荷が各光電変換素子１，２・・・・・・から演算回
路１１の出力端に至るまでの全転送ビット数はである。
垂直転送列７を通る転送ビット数はＡ２２段であり、信
号電荷が各光電変換素子１，２・・・・・・から演算回
路１１の出力端に至るまでの全転送ビット数はである。
ノ したがつて、この実施例の固体撮像装置では、各光
電変換素子１，２・・・・・・に対応する映像出力は必
ず、ｍ段の転送経路を通ることになり、映像出力１０に
よる画像は全く均一な画像となる。
電変換素子１，２・・・・・・に対応する映像出力は必
ず、ｍ段の転送経路を通ることになり、映像出力１０に
よる画像は全く均一な画像となる。
その他の効果は前記第１の実施例と同様である。以上の
ように、この発明の固体撮像装置は、光信号を信号電荷
に変換する複数の光電変換素子を半導体基板上に２次元
マトリックス状に配列形成した固体撮像部と、この固体
撮像部の前記光電変換素子の各列に対応させて前記半導
体基板上に形成され各光電変換素子て得られる信号電荷
を両側の２つの出力端に分割転送する１対の垂直転送列
からなる信号電荷転送手段と、前記信号電荷転送手段を
経て一方の出力端側に出力される各光電変換素子の分割
信号電荷を１フレーム分蓄積する第１のフレームメモリ
と、前記信号電荷転送手段を経て他方の出力端側に出力
される各光電変換素子の分割信号電荷を１フレーム分蓄
積する第２のフレームメモリと、前記第１、第２のフレ
ームメモリにそれぞれ蓄積された各光電変換素子に互に
対応する分割信号電荷同士を加算して各加算値を映像信
号として走査順序にしたがつて出力する演算手段とを備
えたものであるため、各光電変換素子の配列位置により
異なる転送段数に基づく信号電荷の転送効率の相違に起
因する画像への悪影響を回避して、良質な画像を再生す
ることがてきるという効果を有する。
ように、この発明の固体撮像装置は、光信号を信号電荷
に変換する複数の光電変換素子を半導体基板上に２次元
マトリックス状に配列形成した固体撮像部と、この固体
撮像部の前記光電変換素子の各列に対応させて前記半導
体基板上に形成され各光電変換素子て得られる信号電荷
を両側の２つの出力端に分割転送する１対の垂直転送列
からなる信号電荷転送手段と、前記信号電荷転送手段を
経て一方の出力端側に出力される各光電変換素子の分割
信号電荷を１フレーム分蓄積する第１のフレームメモリ
と、前記信号電荷転送手段を経て他方の出力端側に出力
される各光電変換素子の分割信号電荷を１フレーム分蓄
積する第２のフレームメモリと、前記第１、第２のフレ
ームメモリにそれぞれ蓄積された各光電変換素子に互に
対応する分割信号電荷同士を加算して各加算値を映像信
号として走査順序にしたがつて出力する演算手段とを備
えたものであるため、各光電変換素子の配列位置により
異なる転送段数に基づく信号電荷の転送効率の相違に起
因する画像への悪影響を回避して、良質な画像を再生す
ることがてきるという効果を有する。
第１図はこの発明の第１の実施例を示す説明図、第２図
はこの発明の第２の実施例を示す説明図てある。 １，２・・・・・・光電変換素子、３・・・・・・固体
撮像部、４，５，６，７・・・・・・垂直転送列、８，
９・・・・・フレームメモリ、１１・・・・・・演算回
路、１２，１３・・水平転送列。
はこの発明の第２の実施例を示す説明図てある。 １，２・・・・・・光電変換素子、３・・・・・・固体
撮像部、４，５，６，７・・・・・・垂直転送列、８，
９・・・・・フレームメモリ、１１・・・・・・演算回
路、１２，１３・・水平転送列。
Claims (1)
- １ 光信号を信号電荷に変換する複数の光電変換素子を
半導体基板上に２次元マトリックス状に配列形成した固
体撮像部と、この固体撮像部の前記光電変換素子の各列
に対応させて前記半導体基板上に形成され各光電変換素
子で得られる信号電荷を両側の２つの出力端に分割転送
する１対の垂直転送列からなる信号電荷転送手段と、前
記信号電荷転送手段を経て一方の出力端側に出力される
各光電変換素子の分割信号電荷を１フレーム分蓄積する
第１のフレームメモリと、前記信号電荷転送手段を経て
他方の出力端側に出力される各光電変換素子分割信号電
荷を１フレーム分蓄積する第２のフレームメモリと、前
記第１、第２のフレームメモリにそれぞれ蓄積された各
光電変換素子に互に対応する分割信号電荷同士を加算し
て加算値を映像信号として走査順序にしたがつて出力す
る演算手段とを備えた固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55107466A JPS6050102B2 (ja) | 1980-08-04 | 1980-08-04 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55107466A JPS6050102B2 (ja) | 1980-08-04 | 1980-08-04 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5732184A JPS5732184A (en) | 1982-02-20 |
| JPS6050102B2 true JPS6050102B2 (ja) | 1985-11-06 |
Family
ID=14459900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55107466A Expired JPS6050102B2 (ja) | 1980-08-04 | 1980-08-04 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6050102B2 (ja) |
-
1980
- 1980-08-04 JP JP55107466A patent/JPS6050102B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5732184A (en) | 1982-02-20 |
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