JPS61127279A - 固体イメ−ジセンサ - Google Patents

固体イメ−ジセンサ

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JPS61127279A
JPS61127279A JP59249162A JP24916284A JPS61127279A JP S61127279 A JPS61127279 A JP S61127279A JP 59249162 A JP59249162 A JP 59249162A JP 24916284 A JP24916284 A JP 24916284A JP S61127279 A JPS61127279 A JP S61127279A
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JP
Japan
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rows
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signal charges
shift register
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JP59249162A
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English (en)
Inventor
Nobuo Suzuki
信雄 鈴木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、固体イメージセンサに関するもので、特に
、イメージ信号の取シ出し手段とその方法を改良するこ
とで画質の向上を得るものである。
〔発明の技術的背景〕
フォトダイオードアレイと電荷結合素子アレイを用いた
固体イメージセンサが開発されている。この固体イメー
ジセンサは、例えば第4図に示すように、半導体基板1
1上に、感光画素(フォトダイオード)が2次元的に配
列され、感光画素の列の間にそれぞれ列方向レジスタが
配列されている。即ち211〜2mnは感光画素であり
、31〜3mは列方向レジスタである。
さらに、411〜4mnは、各感光画素211〜Jmn
に対応して設けられた選択r−トであり、画素の信号電
荷は、選択r−トを介して列方向レジスタにそれぞれ転
送される。選択ダート411〜4mnは、アドレス回路
50によって駆動される。
行方向レジスタ31〜3nから転送されてくる信号電荷
は、それぞれ蓄積電極部51〜5 m。
転送電極部61〜6mを介して、1行分のデータとして
行方向レジスタ70に移される。この行方向レゾスタフ
0の信号電荷は、1水平期間よシも短かい期間で出力端
子71に読出される。
行方向レジスタ70の読出し周期は、はぼ1水平期間で
あり、この行方向レジスタ7011C対する信号電荷の
書込みは、水平ブランキング期間に行なわれる。72.
73は、蓄積電極部51〜5m、転送電極部61〜6m
を駆動する駆動パルスの入力端子である。
〔背景技術の問題点〕
上記従来の固体イメージセンサによると、奇数フィール
ドと偶数フィールドで読出される行が異なる。即ち、奇
数フィールドの場合、第1行、第3行、第5行・・・の
感光画素に蓄積されている信号電荷が列方向レジスタに
アドレス回路50の選択により順次転送される。そして
、各列方向レジスタ31〜3mの電荷は、クロックパル
スによって、第1行分のデータとして、蓄積電極部51
〜5m、転送電極部61〜6mを介して行方向シフトレ
ジスタ70に並列転送される0行方向シフトレジスタ7
0の電荷は、はぼ1水平期間内ll?:1ライン分の信
号として読出される。
次に偶数フィールドの場合、第2行、第4行、第6行・
・・の感光画素に蓄積されている信号電荷が列方向レジ
スタに順次転送される。この後は、奇数フィールドの場
合と同様に読出し処理が行なわれる。上記のように、各
行は、1行おきに読出しが行なわれる。
この結果、各感光画素の読出し期間をみた場合、2フイ
一ルド期間(1フレームXI[)Kx回の割で読出され
る。従りて、読出されるまでの時間が大きくなシ、残像
が目立ちやすいという問題がある。さらに、色フィルタ
を設はカラー固体イメージセンサとして用いた場合、色
信号を得るために垂直(列)方向へ2画素離れた2行分
の信号の相関を利用するため、偽信号が多くなるという
問題がある。
〔発明の目的〕
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、残像及
び偽信号を低減する固体イメージセンサを提供すること
を目的とする。
〔発明の概要〕
この発明は、たとえば、第1図に示すように、感光画素
配列の隣シ合う行、つl)2行分の信号を1水平走査期
間内で行方向シフトレジスタ13.14から同時に行方
向へ読出せる構成とすることによって、上記の目的を達
成するものである。
〔発明の実施例〕
以下この発明の実施例を図面の簡単な説明する。
第1図はこの発明の一実施例であシ、感光画素211〜
2mn、列方向レジスタ31〜3 m。
選択?−ト411〜4 mnの配列は、従来と同じであ
シ、半導体基板10上に、行方向n個、列方向へm個2
次元的に形成されている。選択ダート411〜4 mn
は、アドレス回路SO<よって制御され、対応する感光
画素の信号電荷を列方向シフトレジスタへ転送するのに
用いられる。
次に、各列方向シフトレジスタ31〜3mは、クロック
ツ臂ルスによって駆動され、その信号電荷を、行方向シ
フトレジスタに出力するのであるが、この発明では、そ
の読出し方法及び手段に特徴を有する。即ち、列方向シ
フトレジスタ31の信号電荷の転送系路を代表して説明
するに、この列方向シフトレジスタ31の出力電荷は、
第1の蓄積電極部81、第1の転送電極部91、第2の
蓄積電極部101、第2の転送電極部11ノを通って、
第1の行方向シフトレジスタ13に入力することができ
る。また、この第1の行方向シフトレジスタ13の信号
電荷は、第3の転送電極部121を介して第2の行方向
シフトレジスタ14に入力することもできる。
上記の説明は、列方向シフトレジスタ31の出力電荷の
転送系路について説明したが、他の列方向シフトレジス
タ32〜3mの出力電荷も同様な転送系路を通って、第
1の行方向シフトレジスタ13、第2の行方向シフトレ
ジスタ14に転送される。端子80は、第1の蓄積電極
部81〜8mの駆動信号入力端子、端子90は、第1の
転送電極部91〜9mの駆動信号入力端子、端子100
は第2の蓄積電極部101〜10mの駆動信号入力端子
、端子110は第2の転送電極部111〜l1mの駆動
信号入力端子、端子120は第3の転送電極部121〜
12mの駆動信号入力端子である。
この発明の一実施例は上記の如く構成されるもので、次
のように動作する。
奇数フィールドの場合、第1行と第2行の選択ダート4
11〜4ml、412〜4rn2が順次又は同時にオン
され、各感光画素に蓄積されている信号電荷が列方向レ
ジスタ31〜JmK移される。従って、2行分の信号電
荷が行方向シフトレジスタ31〜3mに存在する。次に
、この2行分の信号電荷は、クロックツマルスによシ転
送され、第1行の信号電荷が第2の蓄積電極部101〜
10m1第2行の信号電荷が第1の蓄積電極部81〜8
mに移される。そして、次の水平ブランキング期間に、
第2の蓄積電極部101〜10mの信号電荷が第2の行
方向シフトレジスタ14へ、また第1の蓄積電極部81
〜8mの信号電荷が第1の行方向シフトレジスタ13へ
移される。この電荷転送処理後は、第1、第2の行方向
シフトレジスタ13.14に蓄積された第2行と第1行
の信号電荷が1水平期間内でクロックパルスによってシ
フトされ、出力端子130,140に並列に読出される
そして、各出力端子130.140からの読出し信号は
、1本の水平ライン信号として用いられる。
このように1第1.第2の行方向シフトレゾスダ13.
14の信号電荷が、読出されている期間に、第3行と第
4行の感光画素213〜21m。
214〜211nの信号電荷が列方向シフトレジスタ3
1〜3mに移され、さらに、この2行分の信号電荷は、
第2の蓄積電極部101〜10m1第1の蓄積電極部8
1〜8mまで転送されて待機する。そして、次の水平ブ
ランキング期間に、第2蓄積電極部101〜10mの信
号電荷が第2の行方向シフトレジスタ14へ、第1の1
[電極部81〜8mの信号電荷が第1の行方向り7トレ
ジスタ13へ移される。そして、続く1水平走査期間内
で、各行シフトレジスタ13゜14の信号電荷が出力端
子130.140へ並列に読出される。この読出し期間
に第5.第6行の感光画素の信号電荷が列方向シフトレ
ジスタ31〜3mを介して第2の蓄積電極部101〜1
0m、第1の蓄積電極部81〜8mへ準備される。以後
は、上記と同様な動作が〈シかえされる。この場合、選
択行が、行方向レジスタから離れるに従って、列方向シ
フトレジスタによシ信号電荷を蓄積電極部101〜10
m、81〜8mまで転送するのにクロックノタルス数が
増加するので、行選択パルスの間隔は、水平走査期間よ
り少し短かく設定されておシ、2行分の信号電荷が蓄積
電極部101〜10m、81〜8mに余裕をもって待機
できるように設定されている。
次に偶数フィールrにおける信号電荷の読出し方法は、
基本的には、奇数フィールドのときと同じである。但し
、1組の行を選択する場合、(第2行と第3行)、(第
3行と第4行)、(第6行と第7行)というふうに、奇
数フィールドの場合と組み合せる行が異なるだけである
つまシ、選択する2行の組み合せが第21行と第(21
+1)行(但し、lは正の整数)となっている。
上記のように読出された2行分の信号が1本の水平走査
ラインのカラー信号を作るのに利用される。
次に、上記のイメージセンサに色フィルタを設けた場合
について説明する。第2図は、色フイルタアレイの1例
であり、赤色光透過部R11色光透過部B1緑色光透過
部Gが、前記感光画素211〜2mnに対応し配列され
ている。奇数フィールドの場合、第(21−1)行、第
(21)行の色情報を含む信号電荷が読出され、この2
行分の読出し信号を用いて、1水平走査ラインのカラー
信号が作られることになる。また偶数フィールドの場合
、第21行と、第(21+1 )行の色情報を含む信号
電荷が読出され、この2行分の読出し信号で1水平走査
ラインのカラー信号が作られることになる。いずれのフ
ィールドの場合も、赤色、緑色、青色の力2−信号は、
その色に対応した2行分の出力信号をサンプリングして
合成することによシつくる。また輝度信号は、合成した
3色のカラー信号を所定の重みで加算してつくることに
なる。
この発明は、上記の実施例に限定されるものではない。
第1図の実施例では、感光画素の配列が行、列方向へ同
一ピッチで配列されたが、1行毎に水平(行)方向に半
ピツチずらせた配列であってもよい。この場合の色フイ
ルタアレイは、第3図に示すように、1行毎に単位フィ
ルタが半ピツチ分水平方向へずれた配列となる。
さらに、第1図の実施例では、2行分の信号電荷を水平
期間内で同時に読出すのに、第1゜第2の行方向シフト
レジスタの2チヤンネルを用いた。しかし、水平方向の
段数が2倍のシフトレ・ゾスタを用い、1段おきに、行
の異なる画素からの電荷を蓄積するようにすれば、単一
の行方向シフトレジスタで良い。ただし、各行の信号電
荷は交互に単一行方向シフトレジスタの出力端に出力さ
れるので、スイッチによって2つの出力端に各行の信号
を振り分けるようにすれば良い。
さらにまた、上記の説明で色フイルタアレイの各単位フ
ィルタはR,G、Bの赤色光透過部。
緑色光透過部、青色光透過部としたが、シアン色、黄色
、マゼンタ色、白色、緑色、赤色、青色のうち、3色ま
たは4色の各透過部を規則的に配列したものであっても
良い。
〔発明の効果〕
上記したこの発明によれば、フォトダイオードつまシ感
光画素の信号電荷を読出す周期は、1フイ一ルド期間に
1回となシ、従来の1フレ一ム期間に1回読出すのに比
べて2倍のスピード間隔で読出し、ている。従って、残
像が従来のものよシ1/2k低減する。また、従来のも
のでは、1水平走査ライン分のカラー信号を得るのに、
垂直方向へ2行離れた位置の2行分の読出し信号を用い
て、その相関関係によシ得ていたが、この発明では、隣
接する行の信号を用いてカラー信号を得ることができる
。従って、色情報の精度が高く偽信号を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す構成説明図、第2図
、第3図はそれぞれこの発明の固体イメージセンサに用
いられる色フイルタアレイの例を示す図、第4図は従来
の固体イメージセンサの構成説明図である。 211〜2mn・・・感光画素、31〜3m・・・列方
向シフトレジスタ、50・・・アドレス回路、81〜8
 m + 101〜10rn−・−蓄積電極部、13゜
14・・・行方向シフトレジスタ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板に行及び列方向へそれぞれ複数配列さ
    れた感光画素と、 前記感光画素配列の各列に沿ってそれぞれ設けられた複
    数の列方向レジスタと、 前記感光画素配列の隣り合う2行を1組として該2行分
    の信号電荷を前記複数の列方向レジスタに転送しさらに
    列方向にシフトさせて、一時蓄積部に蓄積させる手段と
    、 前記蓄積部から2行分の信号電荷が水平ブランキング期
    間に列方向転送により入力され、この2行分の信号電荷
    を行方向へ転送して出力する行方向シフトレジスタとを
    具備し、奇数フィールドについては第(2k−1)行と
    第2k行の感光画素の信号電荷が前記行方向シフトレジ
    スタから一走査期間内に同時に読出され、偶数フィール
    ドについては第2k行と第(2k+1)行(kは1から
    始まる正の整数)の感光画素の信号電荷が前記行方向シ
    フトレジスタから一走査期間内に同時に読出されるよう
    に構成したことを特徴とする固体イメージセンサ。
  2. (2)前記行方向シフトレジスタは、前記2行分の信号
    電荷がそれぞれ入力される2チャンネル分の第1、第2
    の行方向シフトレジスタであって、前記2行分の信号電
    荷はこの第1、第2の行方向シフトレジスタの各出力端
    から導出されることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の固体イメージセンサ。
  3. (3)前記行方向シフトレジスタは、前記2行分の信号
    電荷を行方向へ配列できる単一のレジスタであることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の固体イメージセ
    ンサ。
  4. (4)前記感光画素の配列は、奇数番の感光画素行と偶
    数番の感光画素行が行方向へ感光画素ピッチの1/2分
    だけずれていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の固体イメージセンサ。
  5. (5)前記感光画素配列の上面には少くとも3個の分光
    透過率特性をもつ単位色フィルタが、所定の周期で配列
    されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第4
    項の何れかに記載の固体イメージセンサ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0329189A2 (en) * 1988-02-18 1989-08-23 Victor Company Of Japan, Limited Imaging device and imaging apparatus including the imaging device

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