JPS6135750B2 - - Google Patents

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JPS6135750B2
JPS6135750B2 JP52003317A JP331777A JPS6135750B2 JP S6135750 B2 JPS6135750 B2 JP S6135750B2 JP 52003317 A JP52003317 A JP 52003317A JP 331777 A JP331777 A JP 331777A JP S6135750 B2 JPS6135750 B2 JP S6135750B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shift register
light receiving
transfer
vertical shift
picture elements
Prior art date
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Expired
Application number
JP52003317A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5388518A (en
Inventor
Fumio Nagumo
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPS5388518A publication Critical patent/JPS5388518A/en
Publication of JPS6135750B2 publication Critical patent/JPS6135750B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電荷結合素子(CCD)を用いたイ
ンタラインシフト方式の固体撮像装置に関し、特
に画質を劣化させることなく絵素数を1/2に減ら
し得ると共に、各絵素に対する受光蓄積時間を従
来の1/2として残像特性の向上を図らんとするも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an interline shift type solid-state imaging device using a charge-coupled device (CCD). The aim is to improve the afterimage characteristics by reducing the light reception and accumulation time for each element to half of the conventional one.

従来のインタラインシフト方式を採るCCD固
体撮像装置としては、第1図にその代表的な原理
図をもつて示す如く、共通の半導体基体上にマト
リツクス状に配列した夫々絵素となる複数の受光
部1と、受光部1の各列に対応して設けられた垂
直方向にのびるCCD構成の垂直シフトレジスタ
2と、さらに垂直シフトレジスタ2の出力側に1
水平ラインの信号電荷を水平方向に転送させる
CCD構成の水平シフトレジスタ3とから成り、
各受光部1で蓄積された光情報に基づく少数キヤ
リアを一旦垂直ライン毎に垂直シフトレジスタ2
に転送し、次いで各垂直シフトレジスタにより順
次垂直方向に転送すると共に、水平シフトレジス
タ3を通してその出力端子tより1水平ライン毎
の信号電荷を読み出すように構成される。
A conventional CCD solid-state imaging device employing an interline shift method uses a plurality of light-receiving elements, each serving as a picture element, arranged in a matrix on a common semiconductor substrate, as shown in Figure 1 with a typical principle diagram. 1, a vertical shift register 2 with a CCD configuration extending in the vertical direction provided corresponding to each column of the light receiving section 1, and a vertical shift register 2 on the output side of the vertical shift register 2.
Transfer horizontal line signal charge horizontally
It consists of a horizontal shift register 3 with a CCD configuration,
The minority carriers based on the optical information accumulated in each light receiving section 1 are once transferred to the vertical shift register 2 for each vertical line.
, and then sequentially transferred in the vertical direction by each vertical shift register, and the signal charges for each horizontal line are read out from the output terminal t of the horizontal shift register 3 through the horizontal shift register 3.

又、インタラインシフト方式のCCD固体撮像
装置の他の例として、第2図(要部のみ)に示す
ように垂直シフトレジスタ2に対して受光部1を
例えば2個1組とする如くジグザグ状に配列し、
全体として第1図に比して垂直シフトレジスタ2
の数を減らし、水平方向の絵素数の増加を図つた
構成のものも提案されている。
In addition, as another example of an interline shift type CCD solid-state imaging device, as shown in FIG. Arranged in
Overall, the vertical shift register 2 compared to FIG.
A configuration in which the number of pixels is reduced and the number of picture elements in the horizontal direction is increased has also been proposed.

ところで、従来のこのようなインタラインシフ
ト方式のCCD固体撮像装置においては、第1図
及び第2図からも明らかなように、いずれも受光
部1が垂直シフトレジスタ2の1ビツトの転送部
L(2相のクロツクパルスφV1及びφV2によつ
て駆動される垂直シフトレジスタではφV1が与
えられる転送部と、φV2が与えられる転送部と
で1ビツトの転送部が構成される)に対して2個
対応するように配列され、インタレース的な走査
方式の場合は実線矢印に対応する受光部1の蓄積
キヤリアが例えば奇数フイールドで転送され、点
線矢印に対応する受光部1の蓄積キヤリアが例え
ば偶数フイールドで転送されるようになされる。
そして、このような絵素配列及び読み出し方法を
とるために、インタレースさせた場合、各受光部
1での光情報の受光蓄積時間が2フイールド時間
となり、受光蓄積時間が1フイールド時間である
フレームトランスフア方式の撮像装置に比してそ
の残像特性が劣る。即ち、受光蓄積時間が2フイ
ールド時間のために1フイールド目の画像と2フ
イールド目の画像が重なり合つたような画像とな
る。
Incidentally, in such conventional interline shift type CCD solid-state imaging devices, as is clear from FIGS. 1 and 2, the light receiving section 1 is connected to the 1-bit transfer section L of the vertical shift register 2. (In a vertical shift register driven by two-phase clock pulses φV 1 and φV 2 , a 1-bit transfer section is configured by a transfer section to which φV 1 is applied and a transfer section to which φV 2 is applied.) In the case of an interlaced scanning method, the accumulated carriers of the light receiving section 1 corresponding to the solid line arrows are transferred in the odd field, and the accumulated carriers of the light receiving section 1 corresponding to the dotted line arrows are transferred in the odd field. For example, the data may be transferred using even fields.
In order to adopt such a pixel arrangement and readout method, when interlacing is performed, the reception and accumulation time of optical information in each light receiving section 1 becomes 2 field hours, and the frame in which the light reception and accumulation time is 1 field time. Its afterimage characteristics are inferior to those of transfer type imaging devices. In other words, since the light reception and accumulation time is two fields, the image is such that the image of the first field and the image of the second field overlap.

本発明は、上述の点に鑑みその残像特性を向上
し且つ画質を劣化させることなく絵素数を従来の
1/2に減じ得るインタラインシフト方式の固体撮
像装置を提供するものである。
In view of the above points, the present invention improves the afterimage characteristics and increases the number of picture elements compared to the conventional one without deteriorating the image quality.
The present invention provides an interline shift type solid-state imaging device that can be reduced to 1/2.

本発明は、水平方向及び垂直方向に沿つて夫々
所定のピツチをもつて複数の絵素を配列し、この
絵素の各列に対応して夫々垂直シフトレジスタを
配し、各垂直シフトレジスタの出力側に共通した
水平シフトレジスタを配するようにしたCCD固
体撮像装置において、夫々のシフトレジスタの1
ビツトに対して1個又は2個の絵素が対応し、上
記各絵素又は垂直方向に隣り合う2個1組とした
各絵素の組が隣の列における絵素又は絵素の組間
に対応した位置にあるように、全体として所謂市
松模様の配列となし、各フイールド毎に全絵素の
蓄積キヤリアを垂直シフトレジスタに読み出すと
共に、水平シフトレジスタより1水平時間内に隣
接する2行の絵素を1水平ラインの絵素として同
時に読み出すようになすものである。このような
構成によれば、各絵素の受光蓄積時間は1フイー
ルド時間となるために残像特性が改善され、且つ
絵素数も、垂直シフトレジスタの1ビツトの転送
部に対し1個宛配されるので従来に比して半減さ
れる。
The present invention arranges a plurality of picture elements at predetermined pitches in the horizontal direction and the vertical direction, respectively, and arranges a vertical shift register corresponding to each column of picture elements. In a CCD solid-state imaging device that has a common horizontal shift register on the output side, one of each shift register
One or two picture elements correspond to a bit, and each picture element or a set of two vertically adjacent picture elements corresponds to a bit, and each picture element or a set of two picture elements adjacent to each other in the vertical direction The overall arrangement is in a so-called checkerboard pattern so that the carriers of all pixels are read out to the vertical shift register for each field, and the carriers of two adjacent rows are read out from the horizontal shift register within one horizontal time. The picture elements are simultaneously read out as picture elements of one horizontal line. According to such a configuration, the light reception and accumulation time of each picture element is one field time, so that the afterimage characteristics are improved, and the number of picture elements is also one for each 1-bit transfer section of the vertical shift register. This reduces the cost by half compared to the conventional method.

次に、図面を参照しながら本発明の各実施例に
ついて詳細説明しよう。
Next, each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第3図は、本発明による固体撮像装置の一実施
例を示す原理的構成図で、1は絵素となる複数の
受光部、2は受光部1の各列に対応するCCD構
成の複数の垂直シフトレジスタ、3は各垂直シフ
トレジスタ2の出力側の端部に近接して配した同
様にCCD構成の水平シフトレジスタである。各
垂直シフトレジスタ2は例えば2相のクロツクパ
ルスφV1及びφV2によつて駆動されるように構
成されるもので、クロツクパルスφV1が与えら
れる第1転送部φ1Gと、クロツクパルスφV2
与えられる第2転送部φ2Gが垂直方向に交互に
形成されて成り、且つ各垂直シフトレジスタ2の
転送部φ1G及びφ2Gは夫々各水平ラインに関し
て共通となるように形成される。そして、図示せ
ざるも各転送部φ1Gの電極同志及び各転送部φ
2Gの電極同志は夫々共通接続され夫々の端子T1
及びT2よりクロツクパルスφV1及びφV2が与え
られるようになされる。一方、複数の受光部1
は、夫々垂直シフトレジスタ2の転送部の1ビツ
トLに1個対応するように転送部φ1G及びφ2G
に対して1つ置きに配し且つ隣り合う列では互に
垂直方向に半ビツトずれるような市松模様に配列
される。(これを一行市松配列と称する)すなわ
ち、例えば奇数列に対応する各受光部1はゲート
領域(図示せず)を介して垂直シフトレジスタ2
の第1転送部φ1Gに接続され、その各受光部1
における光情報に基づく蓄積キヤリアX1,X3
X5,……がクロツクパルスφV1の印加によつて
ゲート領域を通して各対応する第1転送部φ1G
に転送されるようになされ、又、偶数列に対応す
る各受光部1(斜線図示)はゲート領域(図示せ
ず)を介して垂直シフトレジスタ2の第2転送部
φ2Gに接続され、その各受光部1における光情
報に基づく蓄積キヤリアY2,Y4,Y6,……がク
ロツクパルスφV2の印加によつてゲート領域を
通して各対応する第2転送部φ2Gに転送される
ようになされる。さらに、奇数列の受光部1同志
のセンサー電極は共通接続されて之に共通の第1
センサー電圧φS1が与えられ、また偶数列の受光
部1同志のセンサー電極は共通接続されて之に共
通の第2センサー電圧φS2が与えられるようにな
される。
FIG. 3 is a fundamental configuration diagram showing an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention, in which 1 indicates a plurality of light receiving sections serving as picture elements, and 2 indicates a plurality of CCD configurations corresponding to each column of the light receiving section 1. The vertical shift register 3 is a horizontal shift register having a similar CCD configuration and placed close to the output end of each vertical shift register 2. Each vertical shift register 2 is configured to be driven by, for example, two-phase clock pulses φV 1 and φV 2 , and has a first transfer section φ 1 G to which clock pulse φV 1 is applied, and a first transfer section φ 1 G to which clock pulse φV 2 is applied. The second transfer portions φ 2 G are formed alternately in the vertical direction, and the transfer portions φ 1 G and φ 2 G of each vertical shift register 2 are formed so as to be common to each horizontal line. Also, although not shown, the electrodes of each transfer section φ 1 G and each transfer section φ
The 2G electrodes are commonly connected to each other and each terminal T 1
and T2 , clock pulses φV 1 and φV 2 are applied. On the other hand, a plurality of light receiving sections 1
are the transfer parts φ 1 G and φ 2 G so that one bit corresponds to 1 bit L of the transfer part of the vertical shift register 2, respectively.
They are arranged in a checkerboard pattern such that adjacent rows are shifted by half a bit in the vertical direction. (This is called a one-row checkerboard arrangement.) That is, for example, each light receiving section 1 corresponding to an odd column is connected to a vertical shift register 2 via a gate region (not shown).
is connected to the first transfer section φ 1 G of the
Storage carriers based on optical information in X 1 , X 3 ,
X 5 , .
Further, each light receiving section 1 (shown with diagonal lines) corresponding to an even numbered column is connected to the second transfer section φ 2 G of the vertical shift register 2 via a gate region (not shown), The stored carriers Y 2 , Y 4 , Y 6 , . . . based on the optical information in each light receiving section 1 are transferred to each corresponding second transfer section φ 2 G through the gate region by applying a clock pulse φV 2 . done to. Further, the sensor electrodes of the light receiving sections 1 in the odd rows are commonly connected to the common first electrode.
A sensor voltage φS 1 is applied, and the sensor electrodes of the light receiving sections 1 in even-numbered columns are commonly connected so that a common second sensor voltage φS 2 is applied thereto.

そして、本発明は斯る構成において垂直ブラン
キング期間内において、全絵素の信号電荷即ち全
受光部1の光情報に基づく蓄積キヤリアを全て同
時に垂直シフトレジスタ2に読み出し、その隣接
する2行の受光部1の電荷を組として之を1水平
ラインの信号電荷とし、水平ブランキング期間毎
に垂直方向に1ビツトづつ転送し、水平シフトレ
ジスタ3の出力端子tより1水平時間毎に1水平
ラインの信号電荷を読み出すようになすもので、
特にインタレースを行う場合には、奇数フイール
ドでは2行と3行、4行と5行、6行と7行、…
…の絵素の組(A)の電荷を夫々1水平ラインの信号
電荷として読み出し、偶数フイールドでは1行と
2行、3行と4行、5行と6行、……の絵素の組
(B)の電荷を夫々1水平ラインの信号電荷として読
み出すようになすものである。
In such a configuration, the present invention simultaneously reads out the signal charges of all the picture elements, that is, the accumulated carriers based on the optical information of all the light receiving sections 1, into the vertical shift register 2 during the vertical blanking period, and reads out the signal charges of all the picture elements, that is, the accumulated carriers based on the optical information of all the light receiving sections 1, at the same time, and reads out the signal charges of the two adjacent rows. The charges of the light receiving section 1 are set as signal charges of one horizontal line, and one bit is transferred in the vertical direction in each horizontal blanking period, and one horizontal line is transferred from the output terminal t of the horizontal shift register 3 every horizontal time. It is designed to read out the signal charge of
Especially when interlacing, in odd fields, lines 2 and 3, lines 4 and 5, lines 6 and 7, etc.
The charges of the set of picture elements (A) of ... are read out as signal charges of one horizontal line, and in the even field, the sets of picture elements of the 1st and 2nd rows, the 3rd and 4th rows, the 5th and 6th rows, etc.
The charges in (B) are each read out as signal charges for one horizontal line.

次に、この具体的な動作を第3図乃至第7図を
用いて説明する。先づ、第3図において全受光部
1には、1フイールドの受光期間にその奇数列に
対応する受光部1のセンサー電極及び偶数列に対
応する受光部1のセンサー電極に夫々所定のセン
サー電圧φS1=“1”及びφS2=“1”が与えられ
て各光情報に基づく少数キヤリアが蓄積される。
そして、奇数フイールドの信号読み出しの場合
は、第4図の信号波形図で示すように垂直ブラン
キングパルスφBの垂直ブランキング期間TV内に
おいて、先に奇数列のセンサー電極に0V又はこ
れに近い小なる電位φS1=“0”を与え、その時
点t1で同時に垂直シフトレジスタ2の各転送部φ
1G及びφ2Gに与える2相のクロツクパルスφV1
及びφV2を夫々φV1=“1”及びφV2=“0”と
なし、第6図Aで示すように奇数列に対応する受
光部の各蓄積キヤリアX1,X3,……を夫々対応
する垂直シフトレジスタ2の第1転送部φ1Gに
転送する。次に、第4図の時点t2で偶数列の受光
部1のセンサー電極の電位をφS2=“0”とし、
同時に垂直シフトレジスタ2に与えるクロツクパ
ルスをφV1=“0”、φV2=“1”となすことによ
つて第6図Bに示すように偶数列の受光部1の蓄
積キヤリアY2,Y4,……を夫々垂直シフトレジ
スタ2の第2転送部φ2Gに転送し、同時に先に
垂直シフトレジスタ2に転送されていた奇数列の
蓄積キヤリアX3,X5,……を第2転送部φ2Gに
半ビツト転送する。これによつて、2行と3行、
4行と5行、……の受光部1の蓄積キヤリアY2
とX3、Y4とX5、…が夫々1水平ラインに並び、
以後のクロツクパルスφV1及びφV2によつて各
キヤリアは水平ブランキング期間に垂直シフトレ
ジスタ2内を水平シフトレジスタ3に向つて1ビ
ツトづつ転送され、水平シフトレジスタ3の出力
端tより1水平時間毎に1水平ラインの信号電荷
が読み出される。すなわち、第3図の符号(A)で示
す2行の絵素の組が奇数フイールドでの1水平ラ
インの信号として読み出される。
Next, this specific operation will be explained using FIGS. 3 to 7. First, in FIG. 3, in all the light receiving sections 1, a predetermined sensor voltage is applied to the sensor electrode of the light receiving section 1 corresponding to the odd numbered column and the sensor electrode of the light receiving section 1 corresponding to the even numbered column during the light receiving period of one field. φS 1 =“1” and φS 2 =“1” are given, and minority carriers based on each optical information are accumulated.
In the case of signal readout of an odd numbered field, as shown in the signal waveform diagram of FIG . A nearby small potential φS 1 = “0” is applied to each transfer section φ of the vertical shift register 2 at the time t 1 .
Two-phase clock pulse φV 1 applied to 1 G and φ 2 G
and φV 2 are respectively set to φV 1 = “1” and φV 2 = “0”, and as shown in FIG. 6A, the accumulated carriers X 1 , X 3 , . . . It is transferred to the first transfer section φ 1 G of the corresponding vertical shift register 2. Next, at time t 2 in FIG. 4, the potential of the sensor electrode of the light receiving section 1 in the even row is set to φS 2 = "0",
At the same time, by setting the clock pulses given to the vertical shift register 2 to φV 1 = “0” and φV 2 = “1”, the accumulated carriers Y 2 and Y 4 of the light receiving sections 1 in the even columns are set as shown in FIG. 6B. , ... are transferred to the second transfer section φ 2 G of the vertical shift register 2, and at the same time, the accumulated carriers X 3 , Half a bit is transferred to part φ2G . By this, lines 2 and 3,
Accumulation carrier Y 2 of light receiving section 1 in 4th and 5th rows...
and X 3 , Y 4 and X 5 , ... are each arranged in one horizontal line,
By the subsequent clock pulses φV 1 and φV 2 , each carrier is transferred one bit at a time within the vertical shift register 2 toward the horizontal shift register 3 during the horizontal blanking period, and from the output terminal t of the horizontal shift register 3 one horizontal time The signal charges of one horizontal line are read out every time. That is, a set of two rows of picture elements indicated by the symbol (A) in FIG. 3 is read out as a signal of one horizontal line in an odd field.

一方、偶数フイールドの信号読み出しの場合
は、1フイールドの受光期間後第5図の信号波形
図で示すように垂直ブランキングパルスφBの垂
直ブランキング期間TV内において、先に偶数列
のセンサー電極に0V又はこれに近い小なる電位
φS2=“0”を与え、その時点t′1で垂直シフトレ
ジスタ2に与えるクロツクパルスをφV1=“0”
及びφV2=“1”となし、第7図Aで示すように
偶数列に対応する受光部1の各蓄積キヤリア
Y2,Y4,……を夫々対応する垂直シフトレジス
タ2の第2転送部φ2Gに転送する。次に、第5
図の時点t′2で奇数列の受光部1のセンサー電極
の電位をφS1=“0”とし、またクロツクパルス
をφV1=“1”及びφV2=“0”となすことによ
つて第7図Bに示すように奇数列の受光部1の蓄
積キヤリアX1,X3,……を夫々垂直シフトレジ
スタ2の第1転送部φ1Gに転送し、同時に先に
垂直シフトレジスタ2に転送されていた偶数列の
蓄積キヤリアY2,Y4,Y6,……を第1転送部φ
1Gに半ビツト転送する。これによつて1行と2
行、3行と4行、……の受光部1の蓄積キヤリア
X1とY2、X3とY4、X5とY6、……が夫々1水平ラ
インに並び、以後のクロツクパルスφV1及びφ
V2によつて各キヤリアは水平シフトレジスタ3
に向つて転送され、水平シフトレジスタ3の出力
端tより1水平時間毎に1水平ラインの信号電荷
が読み出される。すなわち、第3図の符号(B)で示
す2行の絵素の組が偶数のフイールドでの1水平
ラインの信号として読み出される。
On the other hand, in the case of signal readout of an even field, as shown in the signal waveform diagram of FIG . Apply 0V or a small potential φS 2 = “0” to the electrode, and at that time t' 1 , the clock pulse applied to the vertical shift register 2 is set to φV 1 = “0”.
and φV 2 = “1”, and as shown in FIG.
Y 2 , Y 4 , . . . are transferred to the corresponding second transfer section φ 2 G of the vertical shift register 2. Next, the fifth
At time t' 2 in the figure, the potential of the sensor electrode of the light receiving section 1 in the odd row is set to φS 1 = "0", and the clock pulse is set to φV 1 = "1" and φV 2 = "0". As shown in FIG. 7B, the accumulated carriers X 1 , X 3 , . The even-numbered stored carriers Y 2 , Y 4 , Y 6 , ... that were being transferred are transferred to the first transfer unit φ
Transfer half a bit to 1G . This results in 1 line and 2
Accumulated carrier of light receiving section 1 in rows, 3rd and 4th rows...
X 1 and Y 2 , X 3 and Y 4 , X 5 and Y 6 , . . . are arranged in one horizontal line, and the subsequent clock pulses φV 1 and φ
By V 2 each carrier has horizontal shift register 3
The signal charges of one horizontal line are read out from the output terminal t of the horizontal shift register 3 every horizontal time. That is, a set of two rows of picture elements indicated by the symbol (B) in FIG. 3 is read out as one horizontal line signal in an even field.

尚、第8図乃至第10図に、斯る第3図におけ
る固体撮像装置の具体的構造の一例、特に受光
部、垂直シフトレジスタ及びゲート領域の構造を
示すに、第8図は平面図、第9図はそのA―A線
上の断面図、第10図はそのB―B線上の断面図
である。第8図において、斜線の施された領域は
チヤンネルストツパー領域10、破線の斜線で示
した領域は絵素となる受光部1であり第3図で説
明したように1行市松模様に配列され、之等受光
部の列毎に対応して夫々1つ宛の垂直シフトレジ
スタ2が配列される。之等チヤンネルストツパー
領域10、受光部1及び垂直シフトレジスタ2は
第9図及び第10図に示す如く、共通の半導体基
体、例えばP形のシリコン半導体基体11上に形
成される。受光部1は基体11上に所定の厚さの
絶縁層、例えばSiO2層12aを介して透明電極
即ちセンサー電極13を被着して構成され、この
場合センサー電極13は各受光部1の奇数列に対
応するセンサー電極同志を共通接続し、又偶数列
に対応するセンサー電極同志を共通接続して夫々
互に独立の端子TS1及びTS2が導出される。一
方、垂直シフトレジスタ2は各受光部1の数に対
応するビツト数の転送部を有し、例えば2相のク
ロツクパルスφV1及びφV2によつて矢印a方向
に向つてキヤリアが転送されるように構成される
もので、各転送部は夫々クロツクパルスφV1
印加される第1転送部φ1Gと、クロツクパルス
φV2が印加される第2転送部φ2Gを有し、且つ
夫々の第1及び第2転送部φ1G及びφ2Gは各ト
ランスフアゲート領域及びストレージゲート領域
を有して構成される。すなわち、第1転送部φ
1Gではトランスフアゲート領域φ1T及びストレ
ージゲート領域φ1Sを有し、また第2転送部φ
2Gではトランスフアゲート領域φ2T及びストレ
ージゲート領域φ2Sを有して構成される。ここ
で、ストレージゲート領域φ1S及びφ2Sは夫々そ
の電極下の絶縁層例えばSiO2層12bが薄く形
成され、またトランスフアゲート領域φ1T及び
φ2Tは夫々その電極下の絶縁層例えばSiO2層1
2cがストレージゲート領域φ1S及びφ2Sより厚
く形成され、共通のクロツクパルスφV1又はφ
V2を印加したときにストレージゲート領域φ1S
又はφ2S下のポテンシヤルの井戸14sがトラン
スフアゲート領域φ1T又はφ2T下のポテンシヤ
ルの井戸14tより深くなるように構成される
(第10図参照)。又、例えば奇数列に対応する各
受光部1と垂直シフトレジスタ2の第1転送部φ
1Gのストレージゲート領域φ1Sとの間には夫々
その受光部1よりの蓄積キヤリアをクロツクパル
スφV1によつて第1転送部φ1Gに転送するため
のゲート領域ST1が設けられ、また偶数列に対応
する各受光部1と垂直シフトレジスタ2の第2転
送部φ2Gのストレージゲート領域φ2Sとの間に
は夫々その受光部1よりの蓄積キヤリアをクロツ
クパルスφV2によつて第2転送部φ2Gに転送す
るためのゲート領域ST2が設けられる。なお、ス
トレージゲート領域φ1Sとトランスフアゲート領
域φ1Tとゲート領域ST1の電極は夫々共通電極1
5Aによつて形成され、ストレージゲート領域φ
2Sとトランスフアゲート領域φ2Tとゲート領域
ST2の電極は夫々共通電極15Bによつて形成さ
れる。さらに、領域16は基体11と反対導電形
の半導体領域よりなるオーバーフロードレイン領
域、領域OGは各受光部とオーバーフロードレイ
ン領域16間に設けたゲート領域で、受光部1に
発生した余剰キヤリアはこのゲート領域OGを通
してオーバーフロードレイン領域に流される。
又、17は受光部1を除く他部表面SiO2等の絶
縁層18を介して被着した遮光層である。なお、
オーバーフロードレイン領域16及びそのゲート
領域OGは1ビツト置きに配列した受光部間の空
いた領域に形成するようにしてもよく、この場合
には受光部1の受光面積を大きくし、且つ高集積
化が期待できる。従つて、このような構成におい
て、各受光部のセンサー電極13に端子TS1及び
S2を通して受光期間中に所定の正の電圧φS1
“1”及びφS2=“1”が与えられると、センサー
電極13下に深いポテンシヤルの井戸19が形成
されて受光量に応じた少数キヤリア20が蓄積さ
れる。次に奇数列又は偶数列に対応するセンサー
電極13にφS1=“0”又はφS2=“0”が与えら
れ、且つ垂直シフトレジスタ2にクロツクパルス
φV1=“1”及びφV2=“0”、又はφV1=“0”
及びφV2=“1”が与えられると、符号19′で
示すポテンシヤルの井戸が形成されて、奇数列の
蓄積キヤリア又は偶数列の蓄積キヤリアがゲート
領域ST1又はST2を通して夫々垂直シフトレジス
タ2の第1転送部φ1G又は第2転送部φ2Gに転
送される。従つてこの構成において、φS1,φ
S2,φV1及びφV2を第4図及び第5図のタイミ
ングをもつて印加すれば第6図及び第7図で説明
したような動作が行なわれる。
Note that FIGS. 8 to 10 show an example of a specific structure of the solid-state imaging device shown in FIG. 3, particularly the structure of a light receiving section, a vertical shift register, and a gate region. FIG. 9 is a sectional view taken along line AA, and FIG. 10 is a sectional view taken along line BB. In FIG. 8, the hatched area is the channel stopper area 10, and the dashed diagonal area is the light-receiving part 1, which becomes a picture element, and is arranged in a one-line checkered pattern as explained in FIG. , etc., one vertical shift register 2 is arranged corresponding to each column of light receiving sections. The channel stopper region 10, the light receiving section 1, and the vertical shift register 2 are formed on a common semiconductor substrate, for example, a P-type silicon semiconductor substrate 11, as shown in FIGS. 9 and 10. The light receiving section 1 is constructed by depositing a transparent electrode, that is, a sensor electrode 13, on a substrate 11 through an insulating layer of a predetermined thickness, for example, a SiO 2 layer 12a. The sensor electrodes corresponding to the columns are connected in common, and the sensor electrodes corresponding to the even columns are connected in common to lead out mutually independent terminals T S1 and T S2 , respectively. On the other hand, the vertical shift register 2 has transfer sections whose number of bits corresponds to the number of light receiving sections 1, and for example, carriers are transferred in the direction of arrow a by two-phase clock pulses φV 1 and φV 2 . Each transfer section has a first transfer section φ 1 G to which a clock pulse φV 1 is applied, a second transfer section φ 2 G to which a clock pulse φV 2 is applied, and a respective first transfer section φ 2 G to which a clock pulse φV 2 is applied. The first and second transfer sections φ 1 G and φ 2 G are each configured to have a transfer gate region and a storage gate region. That is, the first transfer unit φ
1G has a transfer gate region φ 1 T and a storage gate region φ 1 S, and also has a second transfer region φ 1
2G has a transfer gate region φ 2 T and a storage gate region φ 2 S. Here, the storage gate regions φ 1 S and φ 2 S are each formed with a thin insulating layer such as the SiO 2 layer 12b under the electrode, and the transfer gate regions φ 1 T and φ 2 T are each formed with an insulating layer under the electrode. For example, SiO 2 layer 1
2c is formed thicker than storage gate regions φ 1 S and φ 2 S, and a common clock pulse φV 1 or φ
Storage gate area φ 1 S when V 2 is applied
Alternatively, the potential well 14s under φ 2 S is configured to be deeper than the potential well 14t under the transfer gate region φ 1 T or φ 2 T (see FIG. 10). Also, for example, each light receiving section 1 corresponding to an odd numbered column and the first transfer section φ of the vertical shift register 2
A gate region ST 1 is provided between each storage gate region φ 1 S of 1 G for transferring accumulated carriers from the light receiving section 1 to the first transfer section φ 1 G by a clock pulse φV 1 . Furthermore, between each light receiving section 1 corresponding to an even-numbered column and the storage gate region φ 2 S of the second transfer section φ 2 G of the vertical shift register 2, accumulated carriers from the respective light receiving sections 1 are transferred by a clock pulse φV 2 . A gate region ST 2 for transferring to the second transfer section φ 2 G is provided. Note that the electrodes of the storage gate region φ 1 S, transfer gate region φ 1 T, and gate region ST 1 are the common electrode 1, respectively.
5A, the storage gate region φ
2 S and transfer gate region φ 2 T and gate region
The electrodes of ST 2 are each formed by a common electrode 15B. Furthermore, the region 16 is an overflow drain region made of a semiconductor region of the opposite conductivity type to that of the substrate 11, and the region OG is a gate region provided between each light receiving section and the overflow drain region 16. Flowed through area OG to the overflow drain area.
Further, 17 is a light-shielding layer deposited on the surface of other parts except for the light-receiving part 1 through an insulating layer 18 of SiO 2 or the like. In addition,
The overflow drain region 16 and its gate region OG may be formed in an empty area between the light receiving sections arranged every other bit. In this case, the light receiving area of the light receiving section 1 is increased and the integration is increased. can be expected. Therefore, in such a configuration, a predetermined positive voltage φS 1 = is applied to the sensor electrode 13 of each light receiving section through the terminals T S1 and T S2 during the light receiving period.
When "1" and φS 2 = "1" are given, a deep potential well 19 is formed under the sensor electrode 13 and minority carriers 20 are accumulated in accordance with the amount of received light. Next, φS 1 =“0” or φS 2 =“0” is applied to the sensor electrode 13 corresponding to the odd or even column, and the clock pulses φV 1 =“1” and φV 2 =“0” are applied to the vertical shift register 2. ”, or φV 1 = “0”
and φV 2 =“1”, a potential well indicated by 19′ is formed, and the storage carriers in the odd-numbered columns or the storage carriers in the even-numbered columns are transferred to the vertical shift register 2 through the gate region ST 1 or ST 2 , respectively. The data is transferred to the first transfer unit φ 1 G or the second transfer unit φ 2 G. Therefore, in this configuration, φS 1 , φ
If S 2 , φV 1 and φV 2 are applied at the timings shown in FIGS. 4 and 5, the operations described in FIGS. 6 and 7 will be performed.

上述せる構成によれば、1フイールド毎に全受
光部1の蓄積キヤリアが読み出されるので各受光
部1での受光蓄積時間が1フイールド時間とな
り、之は従来のインターラインシフト方式におけ
る受光蓄積時間の1/2であるために残像特性が向
上する。又、受光部1が垂直シフトレジスタ2に
おける転送部の1ビツト置きに配列され、所謂絵
素数が従来の1/2となるも、画像の垂直相関を利
用し、隣接する2行の絵素で1水平ラインの映像
信号を作り、之を読み出すものであるから、垂直
及び水平方向とも従来と同程度の画質が得られ
る。又、受光部1より垂直シフトレジスタ2への
蓄積キヤリアの転送が隣接する1列毎に異なつた
タイミングで行われるので、垂直シフトレジスタ
2及び水平シフトレジスタ3の構造を従来のイン
ターラインシフト方式の構造に比較して何ら変更
することなく2行の絵素の同時読み出しが可能と
なる。さらに、1フイールド毎に受光部1の奇数
列及び偶数列に対するキヤリアの転送タイミング
を交替させることによりインタレースも簡単に実
施できる。
According to the above-mentioned configuration, since the accumulated carriers of all the light receiving sections 1 are read out for each field, the light receiving accumulation time in each light receiving section 1 becomes one field time, which is shorter than the light receiving accumulation time in the conventional interline shift method. Because it is 1/2, the afterimage characteristics are improved. In addition, although the light receiving section 1 is arranged every other bit of the transfer section in the vertical shift register 2, and the so-called number of picture elements is halved compared to the conventional one, the vertical correlation of the image is used to Since a video signal for one horizontal line is created and read out, the same level of image quality as the conventional method can be obtained in both the vertical and horizontal directions. Furthermore, since the storage carriers are transferred from the light receiving section 1 to the vertical shift register 2 at different timings for each adjacent column, the structure of the vertical shift register 2 and the horizontal shift register 3 is different from that of the conventional interline shift method. Two rows of picture elements can be read out simultaneously without any changes compared to the structure. Furthermore, interlacing can be easily implemented by alternating the carrier transfer timing for the odd-numbered columns and even-numbered columns of the light receiving section 1 for each field.

第11図は、本発明の他の実施例を示すもので
ある。之は絵素となる受光部1を第3図の場合と
同様に1行市松模様に配列して構成され、全受光
部1には同時に同一のセンサー電圧φSが与えら
れるようになされる。各垂直シフトレジスタ2は
クロツクパルスφV1が与えられる第1転送部φ
1Gと、クロツクパルスφV2が与えられる第2転
送部φ2Gとを有して構成されるも、この場合、
第1及び第2転送部φ1G及びφ2Gは奇数列と偶
数列とで互に半ビツトずれた状態で配置される。
従つて全体として市松模様に配された各受光部1
は全て垂直シフトレジスタ2の例えば第1転送部
φ1Gに接続されるようになされる。一方、各垂
直シフトレジスタ2と水平シフトレジスタ3間に
は後述より明らかな如く信号の同時化を図るため
のCCD構成による1ビツトのバツフアレジスタ
Ba及びBbが設けられる。この場合、奇数列に対
応するバツフアレジスタBaと偶数列に対応する
バツフアレジスタBbには夫々独立した2相クロ
ツクパルスが与えられる。
FIG. 11 shows another embodiment of the invention. It is constructed by arranging light receiving sections 1, which serve as picture elements, in a checkered pattern in one line as in the case of FIG. 3, and the same sensor voltage φ S is applied to all the light receiving sections 1 at the same time. Each vertical shift register 2 has a first transfer section φ to which a clock pulse φV1 is applied.
1 G and a second transfer section φ 2 G to which a clock pulse φV 2 is applied.
The first and second transfer units φ 1 G and φ 2 G are arranged with a half bit shift between the odd and even columns.
Therefore, each light receiving section 1 is arranged in a checkered pattern as a whole.
are all connected to, for example, the first transfer section φ 1 G of the vertical shift register 2. On the other hand, between each vertical shift register 2 and horizontal shift register 3, there is a 1-bit buffer register with a CCD configuration in order to synchronize the signals as will be explained later.
Ba and Bb are provided. In this case, independent two-phase clock pulses are applied to buffer registers Ba corresponding to odd columns and buffer registers Bb corresponding to even columns.

斯る構成における信号読み出しは次のようにし
て行われる。先づ、1フイールドの受光期間にお
いて全受光部1に同一のセンサー電圧φS=“1”
が与えられて各光情報に基づく少数キヤリアが蓄
積される。そして、例えば偶数フイールドの場合
には、垂直ブランキング期間内において、センサ
電極の電位をφS=“0”とし、その時点t=t1
垂直シフトレジスタの第1及び第2転送部φ1G
及びφ2Gに与える電位を夫々φV1=“1”及びφ
V2=“0”となして各行の受光部1の蓄積キヤリ
アX1,Y2,X3,Y4,……を垂直シフトレジスタ
2の第1転送部φ1Gに転送する。この状態では
奇数列と偶数列とでのキヤリアは互に半ビツトず
れた位置に存する(第12図A)。次で、φV1
“0”及びφV2=“1”となる時点t=t2で第12
図Bで示す如く各キヤリアX1,Y2,X3,Y4,…
…を垂直方向に半ビツト転送させ、例えば奇数列
に対応する第1行目のキヤリアX1をバツフアレ
ジスタBaに転送し(第12図B)、次のφV1
“1”及びφV2=“0”となる半ビツトの転送で
キヤリアX1をバツフアレジスタBaに待期させた
状態で偶数列に対応する第2行目のキヤリアY2
をバツフアレジスタBbに転送し、1行目のキヤ
リアX1と2行目のキヤリアY2の同時化を行う
(第12図C)。この同時化のためのバツフアレジ
スタBa及びBbに対する駆動としては、例えば奇
数列に対応するバツフアレジスタBaにおいては
キヤリアを垂直シフトレジスタの1ビツトの転送
期間で1ビツト転送するように時点t=t2及びt
=t3で垂直シフトレジスタ2に与える2相クロツ
クパルスφV1及びφV2と同期した2相クロツク
パルスφa1及びφa2を与え、一方偶数列に対応す
るバツフアレジスタBbにおいてはキヤリアを垂
直シフトレジスタの半ビツトの転送期間で1ビツ
ト転送するように時点t=t3でバツフアレジスタ
Baに与えるクロツクパルスφa1及びφa2の2倍の
周期の2相クロツクパルスφb1及びφb2を与える
ようになせばよい。しかる後、水平ブランキング
期間内にバツフアレジスタBa及びBbより同時に
キヤリアX1及びY2を水平シフトレジスタ3に転
送すれば、1行目及び2行目の受光部のキヤリア
X1及びY2を1水平ラインの信号電荷として、之
が水平シフトレジスタ3の出力端tより読み出さ
れ(第12図C)、以後、同様にして1水平時間
毎に出力端tより3行と4行、5行と6行、……
の絵素の組の信号電荷が読み出される。奇数フイ
ールドの場合には、バツフアレジスタBa及びBb
に与えるクロツクパルスφa1,φa2及びφb1,φ
b2を偶数フイールドの場合と逆にし、奇数列に対
応するキヤリアY2,Y4,……をバツフアレジス
タBbで待たせ、偶数列に対応するキヤリアX1
X3,……との同時化を図るようになし、第13
図A〜Cの電荷移動状態図にて示すように最終的
に2行と3行(以後4行と5行、6行と7行、…
…)の絵素の組のキヤリアY2とX3(Y4とX5、Y6
とX7、……)を夫々1水平ラインの信号電荷と
して読み出すようになす。
Signal reading in such a configuration is performed as follows. First, during the light receiving period of one field, the same sensor voltage φ S = “1” is applied to all light receiving sections 1.
is given, and minority carriers based on each optical information are accumulated. For example, in the case of an even field, the potential of the sensor electrode is set to φ S =“0” within the vertical blanking period, and the first and second transfer portions φ 1 of the vertical shift register are switched at the time t=t 1 . G
and φ 2 G as φV 1 = “1” and φ
V 2 =“0” and the accumulated carriers X 1 , Y 2 , X 3 , Y 4 , . . . of the light receiving section 1 of each row are transferred to the first transfer section φ 1 G of the vertical shift register 2. In this state, the carriers in the odd and even columns are at positions shifted by half a bit from each other (FIG. 12A). In the following, φV 1 =
12th at the time t=t 2 when “0” and φV 2 = “1”
As shown in Figure B, each carrier X 1 , Y 2 , X 3 , Y 4 ,...
For example, the carrier X 1 in the first row corresponding to the odd column is transferred to the buffer register Ba (Fig. 12B), and the next φV 1 =
With half-bit transfer of “1” and φV 2 = “0”, carrier X 1 is waited in buffer register Ba, and carrier Y 2 of the second row corresponding to the even column
is transferred to the buffer register Bb, and the carrier X1 on the first line and the carrier Y2 on the second line are synchronized (FIG. 12C). As for driving the buffer registers Ba and Bb for this synchronization, for example, in the buffer register Ba corresponding to the odd numbered column, the carrier is transferred by one bit in the transfer period of one bit of the vertical shift register at the time t= t 2 and t
At = t 3 , two-phase clock pulses φa 1 and φa 2 synchronized with the two-phase clock pulses φV 1 and φV 2 applied to the vertical shift register 2 are applied.On the other hand, in the buffer register Bb corresponding to the even column, the carrier is transferred to the vertical shift register 2. The buffer register is set at time t= t3 so that one bit is transferred in a half-bit transfer period.
It is sufficient to provide two-phase clock pulses φb 1 and φb 2 with twice the period of the clock pulses φa 1 and φa 2 applied to Ba. After that, if the carriers X 1 and Y 2 are simultaneously transferred from the buffer registers Ba and Bb to the horizontal shift register 3 within the horizontal blanking period, the carriers of the light receiving sections of the first and second rows are
X 1 and Y 2 are read out from the output terminal t of the horizontal shift register 3 as signal charges of one horizontal line (Fig. 12C), and thereafter, 3 signal charges are read out from the output terminal t every horizontal time in the same way. Rows and 4 lines, 5 lines and 6 lines, etc.
The signal charges of the set of picture elements are read out. For odd fields, buffer registers Ba and Bb
The clock pulses φa 1 , φa 2 and φb 1 , φ
b 2 is reversed from the case of an even field, the carriers Y 2 , Y 4 , ... corresponding to the odd columns are made to wait in the buffer register Bb, and the carriers X 1 , Y 4 , ... corresponding to the even columns are made to wait in the buffer register Bb .
The 13th
As shown in the charge transfer state diagrams in Figures A to C, the final lines are 2nd and 3rd (hereinafter 4th and 5th lines, 6th and 7th lines, etc.)
…) of the picture element set Y 2 and X 3 (Y 4 and X 5 , Y 6
and X 7 , . . . ) are each read out as signal charges of one horizontal line.

斯る構成においても、第3図の場合と同様に、
各受光部1における受光蓄積時間は1フイールド
時間であるので残像特性が向上し、且つ画質を劣
化させることなく絵素数を従来の1/2とすること
ができる。
In such a configuration, as in the case of FIG.
Since the light reception and accumulation time in each light receiving section 1 is one field time, the afterimage characteristics are improved, and the number of picture elements can be reduced to half of the conventional one without deteriorating the image quality.

第14図は、絵素配列を1行市松配列とした場
合の本発明の他の実施例である。本例では、各列
の垂直シフトレジスタ2における第1転送部φ
1G及び第2転送部φ2Gの配置を第3図と同様に
各水平ラインに関して共通となすと共に1行市松
模様に配列した受光部1の夫々を垂直シフトレジ
スタ2の第1転送部φ1Gに接続するようにな
し、全受光部1には同時に同一のセンサー電圧φ
Sを与えるようになす。そして、各垂直シフトレ
ジスタ2の出力側を水平シフトレジスタ3を配し
て構成される。斯る構成の動作は、1フイールド
の受光期間において全受光部に同一のセンサー電
圧φS=“1”が与えられ光情報に基づくキヤリア
が蓄積されて後、その垂直ブランキング期間内に
おいて全受光部の電位をφS=“0”とし、且つ垂
直シフトレジスタの第1及び第2転送部φ1G及
びφ2Gに夫々クロツクパルスφV1=“1”及びφ
V2=“0”を与えて各行の受光部1に蓄積された
キヤリアX1,Y2,X3,Y4,……を夫々対応する
垂直シフトレジスタ2の第1転送部φ1Gに転送
する。従つて、この時点では第15図に示すよう
に2行と3行、4行と5行、……の受光部のキヤ
リアY2とX3、Y4とX5、……が1水平ライン上に
並び、之より垂直シフトレジスタ2に与える2相
のクロツクパルスφV1及びφV2によつて垂直シ
フトレジスタ2内を順次垂直方向に転送され、水
平シフトレジスタ3の出力端tより2行の絵素を
組とした1水平ラインの信号電荷が1水平時間毎
に読み出される。なお、インタレースを行う場合
には、外付けのインタレース化装置を通して第1
4図における2行と3行、4行と5行、……の絵
素の組をもつて1水平ラインの信号とした奇数フ
イールドの信号及び1行と2行、3行と4行、…
…の絵素の組をもつて1水平ラインの信号とした
偶数フイールドの信号を読み出すようになす。
FIG. 14 shows another embodiment of the present invention in which the picture elements are arranged in a one-row checkered pattern. In this example, the first transfer unit φ in the vertical shift register 2 of each column
1 G and the second transfer section φ 2 G are arranged in common for each horizontal line as in FIG. 1 G, and the same sensor voltage φ is applied to all light receiving parts 1 at the same time.
Try to give S. A horizontal shift register 3 is disposed on the output side of each vertical shift register 2. The operation of this configuration is such that during the light reception period of one field, the same sensor voltage φ S = "1" is applied to all the light receiving parts and carriers based on optical information are accumulated, and then all the light reception parts are applied during the vertical blanking period. φ S =“0”, and clock pulses φV 1 =“1” and φ are applied to the first and second transfer portions φ 1 G and φ 2 G of the vertical shift register, respectively.
By giving V 2 = "0", the carriers X 1 , Y 2 , X 3 , Y 4 , ... accumulated in the light receiving section 1 of each row are transferred to the first transfer section φ 1 G of the corresponding vertical shift register 2. Forward. Therefore, at this point, as shown in Fig. 15, the carriers Y 2 and X 3 , Y 4 and X 5 , etc. of the light receiving sections of the 2nd and 3rd rows, 4th and 5th rows, etc. are one horizontal line. The pictures in the two rows are sequentially transferred in the vertical direction within the vertical shift register 2 by the two-phase clock pulses φV 1 and φV 2 applied to the vertical shift register 2, and from the output end t of the horizontal shift register 3. The signal charges of one horizontal line of elements are read out every horizontal time. Note that when interlacing is performed, the first
In Fig. 4, the signal of an odd field is set as a signal of one horizontal line using the sets of picture elements of the 2nd and 3rd rows, the 4th and 5th rows, and the 1st and 2nd rows, the 3rd and 4th rows, and so on.
The signal of an even field is read out as a signal of one horizontal line with a set of picture elements.

かかる構成の固体撮像装置においても、第3図
と同様に、受光部1における受光蓄積時間が1フ
イールド時間となり残像特性が向上し、且つ画質
を劣下させることなく絵素数を1/2とすることが
できる。
In the solid-state imaging device having such a configuration, as in FIG. 3, the light reception and accumulation time in the light receiving section 1 becomes one field hour, improving the afterimage characteristics, and reducing the number of picture elements by half without deteriorating the image quality. be able to.

第16図は、本発明の更に他の実施例を示すも
のである。之は、上述と同様に絵素となる複数の
受光部1と、受光部1の各列に対応した複数の
CCD構成の垂直シフトレジスタ2と、水平シフ
トレジスタ3とを有し、各垂直シフトレジスタ2
は夫々例えば2相のクロツクパルスφV1が与え
られる第1転送部φ1Gと、クロツクパルスφV2
が与えられる第2転送部φ2Gが交互に形成さ
れ、且つ各列に於ける第1及び第2転送部φ1G
及びφ2Gが各水平ラインに関して共通となるよ
うに構成される。各第1転送部φ1Gの電極同志
及び各第2転送部φ2Gの電極同志は夫々共通接
続されてクロツクパルスφV1及びφV2が与えら
れるようになされる。一方、複数の受光部1は2
個1組とし之等2個の受光部1A及び1Bが垂直
シフトレジスタ2の垂直方向の隣り合う第1転送
部φ1G及び第2転送部φ2Gに接続されるように
垂直シフトレジスタの転送部の2ビツト2L置き
に配列され、且つ隣り合う列では互に垂直方向に
1ビツトずれるような市松模様に配列される。
(これを2行市松配列と称する)即ち、奇数行に
対応する受光部1Aの蓄積キヤリアがクロツクパ
ルスφV1の印加によつてゲート領域を通して各
対応する第1転送部φ1Gに転送され、又偶数行
に対応する受光部1Bの蓄積キヤリアがクロツク
パルスφV2の印加によつてゲート領域を通して
各対応する第2転送部φ2Gに転送されるように
なされる。さらに、奇数行の受光部1A同志のセ
ンサー電極は共通接続されて之に共通の第1セン
サー電圧φS1が与えられ、また偶数行の受光部1
B同志のセンサー電極は共通接続されて之に共通
の第2センサー電圧φS2が与えられるようになさ
れる。
FIG. 16 shows still another embodiment of the present invention. As mentioned above, there are a plurality of light-receiving sections 1 that serve as picture elements, and a plurality of light-receiving sections 1 corresponding to each row of the light-receiving sections 1.
It has a vertical shift register 2 with a CCD configuration and a horizontal shift register 3, and each vertical shift register 2
are the first transfer section φ 1 G to which, for example, a two-phase clock pulse φV 1 is applied, and the clock pulse φV 2
The second transfer portions φ 2 G in each column are formed alternately, and the first and second transfer portions φ 1 G in each column are
and φ 2 G are configured to be common for each horizontal line. The electrodes of each first transfer section φ 1 G and the electrodes of each second transfer section φ 2 G are connected in common, respectively, so that clock pulses φV 1 and φV 2 are applied. On the other hand, the plurality of light receiving sections 1 are
The vertical shift register is arranged such that the two light receiving sections 1A and 1B, one set of each, are connected to the vertically adjacent first transfer section φ 1 G and second transfer section φ 2 G of the vertical shift register 2. Two bits of the transfer section are arranged every 2L, and adjacent rows are arranged in a checkerboard pattern with a 1 bit shift in the vertical direction.
(This is called a two-row checkerboard arrangement.) That is, the accumulated carriers of the light receiving sections 1A corresponding to the odd rows are transferred to each corresponding first transfer section φ 1 G through the gate region by the application of the clock pulse φV 1 , and Accumulated carriers in the light receiving sections 1B corresponding to even-numbered rows are transferred to each corresponding second transfer section φ 2 G through the gate region by applying a clock pulse φV 2 . Further, the sensor electrodes of the light receiving sections 1A on the odd rows are commonly connected and a common first sensor voltage φS 1 is applied thereto, and the sensor electrodes of the light receiving sections 1A on the even rows are connected in common.
The sensor electrodes of B are commonly connected so that a common second sensor voltage φS 2 is applied thereto.

次に、斯る構成の動作を第16図乃至第18図
を用いて説明する。先づ、第16図において全受
光部1A及び1Bには1フイールドの受光期間に
その奇数行の受光部1Aのセンサー電極及び偶数
行の受光部1Bのセンサー電極に夫々所定のセン
サー電圧φS1=“1”及びφS2=“1”が与えられ
て各光情報に基づく少数キヤリアが蓄積される。
そして、第17図の信号波形図で示すように垂直
ブランキングパルスφBの垂直ブランキング期間
V内において、先に奇数行に対応する受光部1
Aのセンサー電極の電位をφS1=“0”となし、
その時点t=t1で垂直シフトレジスタ2の転送部
φ1G及びφ2Gに夫々φV1=“1”及びφV2
“0”を与え、第18図Aで示すように、奇数行
の受光部1Aの各蓄積キヤリアX1,Y3,X5
Y7,……を夫々対応する垂直シフトレジスタの
第1転送部φ1Gに転送する。次に、第17図の
時点t=t2で偶数行の受光部1のセンサー電極の
電位をφS2=“0”とし、同時に垂直シフトレジ
スタ2に与えるクロツクパルスをφV1=“0”及
びφV2=“1”となすことによつて第18図Bに
示すように偶数行の受光部1Bの蓄積キヤリア
X2,Y4,X6,Y8,……が夫々垂直シフトレジス
タ2の第2転送部φ2Gに転送され、同時に先の
奇数行の蓄積キヤリアX1,Y3,X5,Y7,……が
第2転送部φ2Gに半ビツト転送される。これに
よつて第18図Bに示すように2行と3行、4行
と5行、……の蓄積キヤリアX2とY3、X5とY4
……が夫々1水平ラインに並び、以後、クロツク
パルスφV1及びφV2によつてこの状態を保ちつ
つ垂直シフトレジスタ2内を水平シフトレジスタ
3に向つて1ビツトづつ転送され、水平シフトレ
ジスタ3の出力端tより1水平時間毎に1水平ラ
インの信号電荷が読み出される。すなわち、第3
図の符号Aで示す2行の絵素の組が1水平ライン
の信号として読み出されるもので、これは奇数フ
イールドでの信号に相当する。そして、かかる構
成においてインタレースを行う場合には外付けの
インタレース化装置を通して行う。第19図は絵
素を2行市松配列した場合のインタレース化装置
の原理的構成を示すもので、Sは第16図で示し
た固体撮像装置の水平シフトレジスタ3の出力側
に接続されたスイツチング回路、Dは1水平時間
遅延するための遅延回路である。今、絵素の配列
(2行市松配列)のみを模式的に第20図で示す
と、奇数フイールドでの各水平ラインの信号は符
号Aで示すようにX2とY3、Y4とX5、……の組合
せとなり、偶数フイールドでの各水平ラインの信
号は符号Bで示すようにX1とX2、Y3とY4、……
の組合せとなる。従つて、奇数フイールドの場合
には先の第17図及び第18図で説明した駆動に
よつて端子Cには1水平ライン毎に第21図に示
す如き組合せでの各出力信号M1,M2,……が得
られ、従つてスイツチ回路Sの一方のスイツチS1
をオンして、この信号M1,M2,……をそのまま
端子Aに取り出せば、奇数フイールドの信号が得
られる。次に偶数フイールドの場合には、端子C
で得られた信号M1,M2,……の夫々の内容をス
イツチS1及びS2を介して分離し、その奇数行に相
当する一方の信号を遅延回路Dに供給し1水平時
間遅れて端子Bに取り出し、偶数行に相当する他
方の信号をそのまま端子Aに取り出す。すなわ
ち、この場合、1水平時間毎に端子Aには第22
図Aで示す如き信号n1,n2,……が得られ、端子
Bには第22図Bで示す信号n′1,n′2,……が得
られることになる。従つて、同時的に端子A及び
Bで得られた信号n1とn′1,n2とn′2,……を夫々
合成することにより第22図Cで示す如き信号
N1,N2,……が得られ、これが偶数フイールド
の1水平ライン毎の信号となる。
Next, the operation of such a configuration will be explained using FIGS. 16 to 18. First, in FIG. 16, in all the light receiving sections 1A and 1B, a predetermined sensor voltage φS 1 = is applied to the sensor electrode of the light receiving section 1A in the odd row and the sensor electrode of the light receiving section 1B in the even row during the light receiving period of one field. “1” and φS 2 =“1” are given, and minority carriers based on each optical information are accumulated.
As shown in the signal waveform diagram of FIG. 17, within the vertical blanking period T V of the vertical blanking pulse φ B , the light receiving section 1 corresponding to the odd row first
The potential of the sensor electrode of A is set to φS 1 = “0”,
At the time t=t 1 , φV 1 = “1” and φV 2 = φ 1 G and φ 2 G of the vertical shift register 2, respectively.
"0" is given, and as shown in FIG. 18A, each storage carrier X 1 , Y 3 , X 5 ,
Y 7 , . . . are transferred to the first transfer section φ 1 G of the corresponding vertical shift register. Next, at time t=t 2 in FIG. 17, the potential of the sensor electrode of the light receiving section 1 in the even row is set to φS 2 =“0”, and at the same time, the clock pulse given to the vertical shift register 2 is set to φV 1 =“0” and φV By setting 2 = "1", the accumulated carriers of the light receiving sections 1B in even-numbered rows are set as shown in FIG. 18B.
X 2 , Y 4 , X 6 , Y 8 , ... are transferred to the second transfer section φ 2 G of the vertical shift register 2, and at the same time, the accumulated carriers X 1 , Y 3 , 7 , . . . are transferred by half a bit to the second transfer section φ 2 G. As a result, as shown in FIG. 18B, the accumulated carriers X 2 and Y 3 , X 5 and Y 4 ,
. . . are lined up in one horizontal line, and thereafter, this state is maintained by clock pulses φV 1 and φV 2 , and one bit at a time is transferred from the vertical shift register 2 toward the horizontal shift register 3. The signal charges of one horizontal line are read out from the output terminal t every horizontal time. That is, the third
A set of picture elements in two rows indicated by the symbol A in the figure is read out as a signal of one horizontal line, which corresponds to a signal in an odd field. When interlacing is performed in such a configuration, it is performed through an external interlacing device. Fig. 19 shows the basic configuration of an interlacing device when picture elements are arranged in a checkered pattern in two lines, and S is connected to the output side of the horizontal shift register 3 of the solid-state imaging device shown in Fig. 16. The switching circuit D is a delay circuit for delaying one horizontal time. Now, if only the picture element arrangement (two-line checkered arrangement) is schematically shown in FIG. 20, the signals of each horizontal line in an odd field are X 2 and Y 3 , Y 4 and X 5 ,..., and the signals of each horizontal line in the even field are X 1 and X 2 , Y 3 and Y 4 ,... as shown by symbol B.
This is a combination of Therefore, in the case of an odd number field, the driving described in FIGS. 17 and 18 above produces output signals M 1 and M in the combination shown in FIG. 21 for each horizontal line at the terminal C. 2 ,... are obtained, and therefore one switch S 1 of the switch circuit S
By turning on the signals M 1 , M 2 , . . . and outputting them as they are to terminal A, an odd field signal can be obtained. Next, in the case of an even field, the terminal C
The contents of the signals M 1 , M 2 , . . . obtained in The other signal corresponding to the even row is taken out to terminal A as it is. That is, in this case, the 22nd
Signals n 1 , n 2 , . . . as shown in FIG. 22B are obtained at terminal B, and signals n′ 1 , n′ 2 , . Therefore, by combining the signals n 1 and n' 1 , n 2 and n' 2 , etc. obtained simultaneously at terminals A and B, respectively, a signal as shown in FIG. 22C is obtained.
N 1 , N 2 , . . . are obtained, and this becomes a signal for each horizontal line of an even field.

斯る構成においても、毎フイールド全絵素を読
み出すようになされるので受光蓄積時間が1フイ
ールド時間となり残像特性が向上する。又、全絵
素数が従来の1/2となるも奇数フイールドは一行
市松の例と同様に、又偶数フイートドの場合も垂
直の相関性を利用することにより従来と同程度の
画質が得られる。
Even in this configuration, since all picture elements in each field are read out, the light reception and accumulation time is one field time, and the afterimage characteristics are improved. Furthermore, even though the total number of picture elements is reduced to 1/2 of that of the conventional method, image quality equivalent to that of the conventional method can be obtained in the case of an odd numbered field, as in the case of a single line checkered pattern, and in the case of an even numbered field, by utilizing the vertical correlation.

第23図は、本発明の更に他の実施例を示す。
之は第16図の場合と同様に受光部1を2個一組
として垂直シフトレジスタ2に対して2ビツト置
きとなるように市松模様に配列するも、各組の受
光部1A及び1Bは夫々垂直シフトレジスタ2の
第1転送部φ1Gに接続するようになす。第24
図はその具体的な構造を示す要部の平面図でスト
レージゲート領域φ1S及びトランスフアゲート領
域φ1Tよりなる第1転送部φ1Gと、ストレージ
ゲート領域φ2S及びトランスフアゲート領域φ
2Tよりなる第2転送部φ2Gとを有する垂直シフ
トレジスタの一側に対の受光部1A及び1Bが配
され、各受光部1A及び1Bは夫々ゲート領域
ST1を介して互に1ビツト離れた各第1転送部φ
1Gのストレージゲート領域φ1Sに接続される。
全受光部1A及び1Bのセンサー電極は共通接続
され、同一のセンサー電圧φSが与えられる。1
5AはクロツクパルスφV1が与えられる第1転
送部φ1G及びゲート領域ST1上の共通電極、15
BはクロツクパルスφV2が与えられる第2転送
部φ1G上の共通電極であり、受光部1A及び1
Bの蓄積キヤリアはクロツクパルスφV1が与え
られることによつて夫々のゲート領域ST1を通じ
て各第1転送部φ1Gのストレージゲート領域φ
1Sに転送されるようになされる。
FIG. 23 shows yet another embodiment of the invention.
As in the case of FIG. 16, two light-receiving sections 1 are arranged in a checkerboard pattern with respect to the vertical shift register 2 so that every two bits are arranged in pairs, but the light-receiving sections 1A and 1B of each set are It is connected to the first transfer section φ 1 G of the vertical shift register 2. 24th
The figure is a plan view of the main parts showing the specific structure of the first transfer section φ 1 G consisting of a storage gate region φ 1 S and a transfer gate region φ 1 T, a storage gate region φ 2 S and a transfer gate region φ.
A pair of light receiving sections 1A and 1B are disposed on one side of a vertical shift register having a second transfer section φ 2 G consisting of 2 T, and each light receiving section 1A and 1B is connected to a gate region, respectively.
Each first transfer unit φ separated by 1 bit from each other via ST 1
Connected to a 1G storage gate region φ 1S .
The sensor electrodes of all the light receiving sections 1A and 1B are commonly connected and the same sensor voltage φ S is applied thereto. 1
5A is a common electrode on the first transfer section φ 1 G to which the clock pulse φV 1 is applied and the gate region ST 1 ;
B is a common electrode on the second transfer section φ 1 G to which the clock pulse φV 2 is applied;
By applying the clock pulse φV1 , the storage carriers of B are transferred to the storage gate region φ of each first transfer section φ1G through the respective gate region ST1.
1 made to be forwarded to S.

斯る構成の動作は、1フイールドの受光期間に
おいて受光部1にセンサー電位φS=“1”を印加
して光情報に基づくキヤリヤを蓄積して後、その
垂直ブランキング期間内において全受光部1A及
び1Bに共通の電位φS=“0”を与え、且つ垂直
シフトレジスタの第1及び第2転送部φ1G及び
φ2Gに夫々クロツクパルスφV1=“1”及びφV2
=“0”を与えて各行の受光部1A,1Bの蓄積
キヤリアX1,X2,Y3,Y4,……を夫々対応する
垂直シフトレジスタ2の第1転送部φ1Gに転送
する。この時点で第25図に示すように隣接する
2行、即ち2行と3行、4行と5行、……の組の
受光部のキヤリアX2,Y3,Y4,X5,X6,Y7,…
…が1水平ライン上に並び、之より垂直シフトレ
ジスタ2に与える2相のクロツクパルスφV1
びφV2によつて順次転送され、水平シフトレジ
スタの出力端tより2行の絵素を組として、1水
平ライン毎の信号電荷が読み出される。この場合
のインタレースは第19図で説明した外付けのイ
ンタレース化装置を通して行うようになす。かか
る構成においても、上述と同様に全絵素数が従来
の1/2となり、且つ毎フイールド全絵素が読み出
されるので受光蓄積時間が1フイールド時間とな
り残像特性が向上する。
The operation of such a configuration is that after applying a sensor potential φ S = "1" to the light receiving section 1 during the light receiving period of one field and accumulating a carrier based on optical information, all the light receiving sections are applied within the vertical blanking period. A common potential φ S =“0” is applied to 1A and 1B, and clock pulses φV 1 =“1” and φV 2 are applied to the first and second transfer sections φ 1 G and φ 2 G of the vertical shift register, respectively .
= "0" and transfer the accumulated carriers X 1 , X 2 , Y 3 , Y 4 , ... of the light receiving sections 1A, 1B of each row to the first transfer section φ 1 G of the corresponding vertical shift register 2, respectively. . At this point, as shown in FIG. 25, carriers X 2 , Y 3 , Y 4 , X 5 , 6 , Y7 ,…
... are arranged on one horizontal line, and are sequentially transferred by two-phase clock pulses φV 1 and φV 2 applied to the vertical shift register 2, and from the output terminal t of the horizontal shift register 2 rows of picture elements are set as a set. Signal charges for each horizontal line are read out. In this case, interlacing is performed through the external interlacing device described in FIG. 19. In this configuration as well, the total number of picture elements is reduced to half that of the conventional one, and all the picture elements in each field are read out, so that the light reception and accumulation time becomes one field time, and the afterimage characteristics are improved.

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

第1図及び第2図は夫々従来のCCD固体撮像
装置の例を示す原理的構成図、第3図は本発明に
よる固体撮像装置の一実施例を示す原理的構成
図、第4図及び第5図はその駆動信号波形図、第
6図A,B及び第7図A,Bは夫々その電荷の移
動状態図、第8図は第3図の具体的構造を示す要
部の平面図、第9図はそのA―A線上の断面図、
第10図はそのB―B線上の断面図、第11図は
本発明の他の実施例を示す原理的構成図、第12
図A〜D及び第13図A〜Dはその動作時の電荷
の移動状態図、第14図及び第15図は本発明の
さらに他の実施例を示す原理的構成図及びその動
作時の電荷の移動状態図、第16図は本発明のさ
らに他の実施例を示す原理的構成図、第17図は
その駆動信号波形図、第18図A及びBはその電
荷の移動状態図、第19図は外付けのインタレー
ス化装置の原理的構成図、第20図は受光部の配
列状態を示す模式図、第21図及び第22図はそ
の信号取り出しの説明図、第23図は本発明のさ
らに他の実施例を示す原理的構成図、第24図は
その具体的構造を示す要部の平面図、第25図は
その動作時の電荷移動状態図である。 1は受光部、2は垂直シフトレジスタ、3は水
平シフトレジスタ、φ1Gは第1転送部、φ2Gは
第2転送部である。
1 and 2 are fundamental block diagrams showing an example of a conventional CCD solid-state imaging device, FIG. 3 is a fundamental block diagram showing an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention, and FIGS. 5 is a drive signal waveform diagram, FIGS. 6A and 7A and 7A and 7A and 7A and 7A and 7A and 7A and 7B are respectively diagrams of the charge movement state, and FIG. 8 is a plan view of the main part showing the specific structure of FIG. 3. Figure 9 is a cross-sectional view along line A-A.
FIG. 10 is a sectional view taken along the line B--B, FIG. 11 is a basic configuration diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG.
FIGS. A to D and FIGS. 13A to D are diagrams of charge movement states during operation, and FIGS. 14 and 15 are principle configuration diagrams showing still other embodiments of the present invention and charges during operation. FIG. 16 is a principle block diagram showing still another embodiment of the present invention, FIG. 17 is a drive signal waveform diagram, FIG. 18 A and B are charge movement state diagrams, and FIG. The figure is a basic configuration diagram of an external interlacing device, Figure 20 is a schematic diagram showing the arrangement of light receiving sections, Figures 21 and 22 are explanatory diagrams of signal extraction, and Figure 23 is the invention of the present invention. FIG. 24 is a plan view of a main part showing its specific structure, and FIG. 25 is a charge movement state diagram during its operation. 1 is a light receiving section, 2 is a vertical shift register, 3 is a horizontal shift register, φ 1 G is a first transfer section, and φ 2 G is a second transfer section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 水平及び垂直方向に沿つて夫々配列された複
数の絵素と、垂直方向に延びる複数のシフトレジ
スタとを有し、上記夫々のシフトレジスタの1ビ
ツトに対して1個又は2個の絵素が対応し、上記
各絵素又は垂直方向に隣り合う2個1組とした各
絵素の組が隣りの列における絵素間又は絵素の組
間に対応した位置にあり、上記シフトレジスタが
上記絵素の列と1対1の関係で配され、1水平時
間内に隣接する行の絵素を同時に読み出すように
してなる固体撮像装置。
1 It has a plurality of picture elements arranged along the horizontal and vertical directions, and a plurality of shift registers extending in the vertical direction, and one or two picture elements are arranged for each bit of each shift register. correspond to each other, each picture element or each pair of vertically adjacent picture elements is located at a position corresponding to between picture elements or between sets of picture elements in adjacent columns, and the shift register is A solid-state imaging device arranged in a one-to-one relationship with the columns of picture elements and configured to simultaneously read out picture elements in adjacent rows within one horizontal time.
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