JPS62122383A - Driving method for solid-state image pickup element - Google Patents

Driving method for solid-state image pickup element

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JPS62122383A
JPS62122383A JP60261101A JP26110185A JPS62122383A JP S62122383 A JPS62122383 A JP S62122383A JP 60261101 A JP60261101 A JP 60261101A JP 26110185 A JP26110185 A JP 26110185A JP S62122383 A JPS62122383 A JP S62122383A
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horizontal
charge
shift register
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俊文 尾崎
Norio Koike
小池 紀雄
Hideyuki Ono
秀行 小野
Hajime Akimoto
肇 秋元
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Abstract

PURPOSE:To attain low smear and high picture quality by shifting a CSD shift register only during a horizontal flyback time. CONSTITUTION:When the CSD register 6 is shifted during a horizontal flyback period, discharges a smear charge outside an element through a discharge drain 22, and is further shifted, a transfer gate 9-1 is opened, the smear charge is read in a horizontal charge transfer element 3-1 and a signal charge QA is fed to a vertical charge transfer circuit from the photodiode 1 of the first line. Then, when the shift register 6 is shifted, the signal charge QA is transferred to the horizontal charge transfer element 3-1 and the smear charge is transferred to a horizontal charge transfer element 3-2 and from the photodiode 1 of the second line, a signal charge QB is fed to a vertical charge transfer element 2. Then, the shift register 6 is shifted, the signal charge QB is transferred to the horizontal charge transfer element 3-1, the smear charge to a horizontal charge transfer element 3-3 and the signal charge QA to the horizontal charge transfer element 3-2 and they are read simultaneously.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、固体撮像素子に係シ、特に高画質を実現する
のに好適な駆動方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a solid-state image sensor, and particularly to a driving method suitable for achieving high image quality.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

固体撮像素子には大別してMO8方式とCCD方式があ
る。M(JS方式は、高飽和信号電荷量を持つが、高雑
音となる。一方、CCD方式は低雑音であるが、低飽和
1g号電荷量となる。この2方式の長所、すなわち、高
飽和信号電荷量と低雑音特性を兼ね備えた方式として、
C3D(チャーシースイブ・デバイス: Charge
 Sweep ])evice)方式が提案された。(
M、キマタ(Kimata)他;アイ・ニス・ニス・シ
ー・シ(IS8CC)ダイジエスト・オン・テクニカル
・ペーパーズ(DIGEST  OF  TECHNI
CAL PAPER8)plo1〜I)1021985
)。第1図(a)はC’SD方式の基本回路構成図、第
1図(b)(1)〜(6)はCOD方式の動作を示すポ
テンシャル図である。
Solid-state imaging devices can be broadly classified into MO8 type and CCD type. The M(JS method has a high saturation signal charge amount, but high noise.On the other hand, the CCD method has low noise, but has a low saturation 1g charge amount.The advantages of these two methods are that As a method that combines signal charge amount and low noise characteristics,
C3D (Charge Swivel Device: Charge
[Sweep])evice) method was proposed. (
M, Kimata et al.; IS8CC DIGEST OF TECHNI
CAL PAPER8) plo1~I) 1021985
). FIG. 1(a) is a basic circuit configuration diagram of the C'SD method, and FIG. 1(b) (1) to (6) are potential diagrams showing the operation of the COD method.

第1図(a)において、1は光寛変侠素子(例えばホト
ダイオード)、2は垂直電荷転送素子、3は水平電荷転
送素子、4は水平電荷転送素子出力部、5は一部にホト
ゲートを有するゲート、6はC8Dシフトレジスタ、7
は蓄積ゲート、8はホトゲートシフトレジスタ、9は転
送ゲート、10は垂直走査線でおる。
In FIG. 1(a), 1 is an optically variable element (for example, a photodiode), 2 is a vertical charge transfer element, 3 is a horizontal charge transfer element, 4 is a horizontal charge transfer element output section, and 5 has a photogate in part. Gate, 6 is C8D shift register, 7
8 is a photogate shift register, 9 is a transfer gate, and 10 is a vertical scanning line.

以下、第1図中)を用い本素子の動作を説明する。Hereinafter, the operation of this device will be explained using FIG. 1).

まず垂直電荷転送素子のすべてのゲートの電位が高くな
り、垂直電荷転送素子内に大きなポテンシャル井戸が形
成される。この状態でホトゲートシフトレジスタによシ
選択された1つの転送ゲートがオン(ON)されて、1
つのホトダイオードの信号を垂直電荷転送素子に読み出
す(第1図(b)(1) )。
First, the potential of all the gates of the vertical charge transfer element becomes high, and a large potential well is formed within the vertical charge transfer element. In this state, one transfer gate selected by the photogate shift register is turned on (ON), and
The signals from the two photodiodes are read out to the vertical charge transfer element (FIG. 1(b) (1)).

この後、C8Dシフトレジスタよ)与えられたクロック
により垂直電荷転送素子のゲート電位が第1図(b)の
左側から111141に低くなシ、信号電荷はポテンシ
ャルの僧の移動に伴って空間的に拡がシながら右の方向
へ移動する。この間水平電荷転送素子は読み出し動作t
−続けている。(第1図の)(2)(8)(4) )以
上の掃きよせ動作によって信号電荷は蓄積ゲートに集め
られる(第1図(b)(5) )。水平帰線期間に転送
ゲートの電位が商<、蓄積ゲートの電位が低くなること
によシ悟号電荷は蓄積ゲートから、水平電荷転送素子へ
転送される。(第1図(b)(6) )。
After this, the gate potential of the vertical charge transfer element is lowered from the left side of Figure 1(b) to 111141 by the clock given by the C8D shift register, and the signal charge is spatially shifted as the potential moves. Move to the right while expanding. During this time, the horizontal charge transfer element performs read operation t
-Continues. (2), (8), and (4) in FIG. 1) The signal charges are collected in the storage gate by the above sweeping operations (FIG. 1, (b) and (5)). During the horizontal retrace period, when the potential of the transfer gate becomes less than the quotient, the potential of the storage gate becomes lower, so that the signal charge is transferred from the storage gate to the horizontal charge transfer element. (Figure 1(b)(6)).

さて、全ての固体撮像素子には明るい複写体を写したと
きに、再生画の上下に白く尾を引く垂直スメア現象が生
じ、高照度における画質劣化の要因となる。あらゆる被
写体条件において、この垂直スメアを低減させる方法と
して、小沢他、1984年テレビジョン学会全国大会予
稿集3−15、pp67〜pp68に記載のスメア差動
方式がある。
Now, in all solid-state image sensors, when a bright copy is photographed, a vertical smear phenomenon occurs that leaves white tails at the top and bottom of the reproduced image, which causes image quality deterioration under high illuminance. As a method for reducing this vertical smear under all subject conditions, there is a smear differential method described in Ozawa et al., Proceedings of the 1984 National Television Society of Japan Conference 3-15, pp. 67-68.

この方法は、先ず、垂直スメアのみを読出して、次に垂
直スメアの重畳された信号電荷を読出し、その2つの差
動をとることによシ、信号電荷だけを出力するものであ
る。不法をC10方式において実現する場合には、掃き
よせ動作を一水平走査期間内に2回行なえば良い。とこ
ろが、この方法では、ホトゲートの選択を水平走査期間
中に行なわなければならない。その結果、選択パルスが
映像信号に飛び込み雑音となるため画質の著しい低下を
まねく。
In this method, first, only the vertical smear is read out, then the signal charge on which the vertical smear is superimposed is read out, and the difference between the two is taken to output only the signal charge. If illegality is to be achieved using the C10 method, the sweeping operation may be performed twice within one horizontal scanning period. However, with this method, photogate selection must be performed during the horizontal scanning period. As a result, the selection pulse enters the video signal and becomes noise, resulting in a significant drop in image quality.

一方、フィールド残像のない、かつ解像度の高い高画質
の単板カラー撮4111素子t−笑現する方法として、
N、コイヶ(Koike)他、1979アイ・ニス・ニ
ス・シーシー・ダイジエス) (I8SCCDiges
t)pp193〜  に記載されているインターレース
走査を行う垂直2画素間時読出し方式がある。
On the other hand, as a method for realizing a single-chip color camera with high resolution and high image quality without field afterimages,
N., Koike et al., 1979 I8SCCDiges
There is a vertical two-pixel time readout method that performs interlaced scanning described in pp. t) pp193~.

この方法は、あるフィールドの一走査期間に、例えば、
n行とn−)1行の2行の信号電荷を読出し、次のフィ
ールドの一水平走査期間にn−1行とn行の2行の信号
電荷を読出すものである。
In this method, for example, during one scanning period of a certain field,
The signal charges in two rows (n row and n-)1 row are read out, and the signal charges in two rows (n-1 row and n row) are read out in one horizontal scanning period of the next field.

不法をC8’D方式において実現する場合にも、同様に
、ホトゲートの選択パルスが映像信号に飛び込み、画質
の著しい低下をまねく。すなわち、C10方式において
、複数個の信号電荷を読み出す場合には、必ず映像信号
期間中にパルスが飛び込み、画質を劣化させるという問
題がある。
Similarly, when the illegal method is implemented using the C8'D method, the selection pulse of the photogate jumps into the video signal, resulting in a significant deterioration of the image quality. That is, in the C10 system, when reading out a plurality of signal charges, there is a problem in that a pulse always jumps into the video signal period, degrading the image quality.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の・目的は、C10方式の回路構成を持つ撮像素
子において、映像信号へのパルスの飛び込みなく複数個
の信号を送る駆動方法を実現し、低スメア、高画質な固
体撮像素子を提供することにある。
An object of the present invention is to realize a driving method for sending a plurality of signals without injecting pulses into a video signal in an image sensor having a C10 type circuit configuration, and to provide a solid-state image sensor with low smear and high image quality. There is a particular thing.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的を連成するために、本発明においては、以下の
様な駆動方法を考える。
In order to achieve the above objectives, the following driving method is considered in the present invention.

■ CODシフトレジスタは水平帰線期間内にだけ動作
させる。
■ The COD shift register is operated only during the horizontal retrace period.

■ 垂直電荷素子内に複数個の信号を送るための複数個
の分離された電位井戸を形成する。
■ Forming multiple separate potential wells to route multiple signals within the vertical charge element.

■ 上記の分離された電位井戸の各々に異なる信号電荷
をホトダイオードよシ送り込むために、ホトゲートの選
択を行ごとに異なるタイミングで行なう。
(2) In order to send different signal charges to each of the separated potential wells through the photodiode, the photogates are selected at different timings for each row.

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

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず始めに、本発明の第一の実施例を第2図〜第5図に
示す。
First of all, a first embodiment of the present invention is shown in FIGS. 2 to 5.

第2図は固体撮像素子の回路構成図、第3図は第2図の
素子の駆動パルスのタイミング図、第3図は第2図のタ
イミングにおける垂直電荷転送素子内の各信号電荷の存
在する位置を示す図である。
Figure 2 is a circuit configuration diagram of a solid-state image sensor, Figure 3 is a timing diagram of drive pulses for the element in Figure 2, and Figure 3 shows the presence of each signal charge in the vertical charge transfer element at the timing in Figure 2. It is a figure showing a position.

なお、説明を簡単化するため、第2図には3×3のホト
ダイオード・マトリックスのみを示す。
In order to simplify the explanation, only a 3.times.3 photodiode matrix is shown in FIG.

第2図において、21.22はスメア電荷を素子外部に
掃出すための掃出しゲート、そのドレイン、23はホト
ゲートシフトレジスタ8からの出力パルスに同期し、2
画素間時読出しに必要な行選択を行うインターレース回
路1,3−1〜3−3は第1〜第3の水平電荷転送素子
であシ、それぞれ第1の信号、第2の信号、スメア信号
を読出すためのもの、4−1〜4−3は第1〜第3の水
平電荷転送素子の各出力部、9−1〜9−3は第1〜第
3の転送ゲートであり、それぞれ垂直電荷転送素子2と
第1の水平電荷転送素子3−1間、第1と第2の水平電
荷転送素子3−1.3−2間、第2と第3の水平電荷転
送素子3−2.3−3間を開閉する。5−1.5−2は
それぞれ垂直電荷転送素子の一転送段を形成する転送領
域と蓄積領域で、蓄積領域部の方が転送領域に比し信号
電荷に対するボランシャルが低くなっている。5−II
5−2はホトダイオード1つに対し1段設けられる。5
−3はホトゲートである。5−1〜5−3は第1図にお
けるゲー)5に対応している。本構成では第1図に比し
、電荷の存在する領域を小さくできるため転送効率を向
上できるという利点がある。10−2はインターレース
回路8からの出力を閤−行のホトゲート5−3に送る垂
直ゲート線、1O−1aC8Dシフトレジスタ6からの
出力を垂直電荷転送索子2の各転送段に送る垂直走査線
である。10−1と10−2は第1図における垂直走査
線10に対応しておシ、第1図と同様な構成にしても良
い。
In FIG. 2, reference numerals 21 and 22 are sweep gates and drains for discharging smear charges to the outside of the device; 23 is synchronized with the output pulse from the photogate shift register 8;
The interlacing circuits 1, 3-1 to 3-3, which perform row selection necessary for inter-pixel time readout, are first to third horizontal charge transfer elements, and each outputs a first signal, a second signal, and a smear signal. 4-1 to 4-3 are output parts of the first to third horizontal charge transfer elements, 9-1 to 9-3 are first to third transfer gates, respectively. Between the vertical charge transfer element 2 and the first horizontal charge transfer element 3-1, between the first and second horizontal charge transfer elements 3-1, 3-2, and between the second and third horizontal charge transfer elements 3-2 .Open and close between 3 and 3. 5-1 and 5-2 are a transfer region and an accumulation region that form one transfer stage of the vertical charge transfer element, and the accumulation region has a lower volatility with respect to signal charges than the transfer region. 5-II
One stage of 5-2 is provided for each photodiode. 5
-3 is a photogate. 5-1 to 5-3 correspond to game) 5 in FIG. Compared to FIG. 1, this configuration has the advantage that the area where charges exist can be made smaller, so that the transfer efficiency can be improved. 10-2 is a vertical gate line that sends the output from the interlace circuit 8 to the photogate 5-3 in the row, and a vertical scanning line that sends the output from the 10-1aC8D shift register 6 to each transfer stage of the vertical charge transfer cable 2. It is. 10-1 and 10-2 correspond to the vertical scanning line 10 in FIG. 1, and may have the same configuration as that in FIG.

図中1は第1図と同様のホトダイオ−ドである。1 in the figure is a photodiode similar to that in FIG.

また、C8Dシフトレジスタは、例えば2相シフトレジ
スタによシ構成する。
Further, the C8D shift register is configured as a two-phase shift register, for example.

第3図においてHBLは水平走査期間を示すブランキン
グパルス、v、l v*はC8Dシフトレジスタを駆動
する2相パルス、V s * FiCS D シフトレ
ジスタへの入力パルス、■、1□eL2mは、ホトゲー
トシフトレジスタとインターレース回路の働きによシ垂
直ゲート線にかけられる電位で各水平走査期間において
タイミングが異なる。ここで、サフィックスnは垂直帰
線期間の次の水平走査期間を1番目としたときの水平走
査期間の番号を示す。また、Vylは転送ゲート9−1
の電位、Vm。
In FIG. 3, HBL is a blanking pulse indicating the horizontal scanning period, v, l v* are two-phase pulses that drive the C8D shift register, V s * FiCS D input pulse to the shift register, ■, 1□eL2m are: The timing differs in each horizontal scanning period due to the potential applied to the vertical gate line by the action of the photogate shift register and the interlacing circuit. Here, the suffix n indicates the number of the horizontal scanning period when the horizontal scanning period following the vertical retrace period is the first horizontal scanning period. Also, Vyl is the transfer gate 9-1
potential, Vm.

は掃き出しゲートにかけられる電位を示す。indicates the potential applied to the sweep gate.

第4図において、1つの区切シが垂直電荷転送素子の蓄
積領域と転送領域からなる一転送段を示し、水平電荷転
送回路に最も近い転送段をM1番目として番号をつけて
いる。また黒部は垂直走査線の電位が低い電圧となシミ
荷を運ぶ電位井戸を分離している転送段を示す。また、
qsoは掃し出しゲートを経て索子外部に掃き出される
スメア電荷、qsは水平電荷転送素子よシ単独に読み出
されるスメア電荷、QIFi第1の信号電荷、Qzは第
2の信号電荷を示す。
In FIG. 4, one delimiter indicates one transfer stage consisting of a storage region and a transfer region of a vertical charge transfer element, and the transfer stage closest to the horizontal charge transfer circuit is numbered M1. The black area indicates a transfer stage that separates the potential well carrying the stain from the low potential of the vertical scanning line. Also,
qso is a smear charge that is swept out to the outside of the probe via a sweep gate, qs is a smear charge that is read out independently from the horizontal charge transfer element, QIFi is a first signal charge, and Qz is a second signal charge.

C8Dシフトレジスタの動作中にC8Dシフトレジスタ
に入力パルスv1.t−入れると、C8Dシフトレジス
タの動作によシ垂直走査線の電位が順に低くなり、垂直
電荷転送素子のゲート電位が水平C(、’Dから最も遠
い部分から低くなって行く。
During the operation of the C8D shift register, an input pulse v1. When the C8D shift register operates, the potentials of the vertical scanning lines become lower in order, and the gate potential of the vertical charge transfer element becomes lower starting from the part farthest from the horizontal C(,'D).

本発明では入力パルスVtmをある時間間隔を置いて入
力することによシ、垂直電荷転送素子内に分離された電
位井戸を形成し、移動させる。この電位井戸にホトゲー
トシフトレジスタの働きによシホトゲートよシ悟号電荷
を選択的に送シ込むことによシ悟号読み出しを行なう。
In the present invention, separated potential wells are formed and moved within the vertical charge transfer element by inputting input pulses Vtm at certain time intervals. By selectively sending the signal charge to this potential well through the photogate by the action of the photogate shift register, the signal reading is performed.

以下、本素子の動作を順を追って説明する。The operation of this device will be explained step by step below.

前回の垂直走査期間終了時には、全ホトダイオードの信
号電荷読み出しが終了し、垂直電荷転送索子内にはスメ
ア電荷だけが存在する状態となる。
At the end of the previous vertical scanning period, signal charge readout of all photodiodes is completed, and only smear charges exist in the vertical charge transfer wire.

また% m、+i 、 mz+1 、 m3+1 、 
m4+1のC8Dシフトレジスタのシフトごとに入力パ
ルスVts+を入力すると、垂直電荷転送素子内には、
例えば、第4図(a)に示すような電位井戸が形成され
る。すなわち、ml、m2.m3.m4の転送段にわた
って形成される4個の電位井戸が、M (M = m 
1+ m 2 +ms+m4)コの同期で、垂直電荷転
送素子内く形成される。
Also % m, +i, mz+1, m3+1,
When the input pulse Vts+ is input for each shift of the m4+1 C8D shift register, the vertical charge transfer element contains the following:
For example, a potential well as shown in FIG. 4(a) is formed. That is, ml, m2. m3. Four potential wells formed over m4 transfer stages are M (M = m
1+m 2 +ms+m4) is formed within the vertical charge transfer element.

垂直走査期間に入ると、第1の水平走査が始まり、第1
行目と第2行目の信号電荷が出力される。
When entering the vertical scanning period, the first horizontal scanning starts, and the first
The signal charges of the first and second rows are output.

第1の水平帰線期間のC8Dシフトレジスタの開始時刻
(第3図t=tl  )に、第4図(a)の位置にポテ
ンシャル井戸と各電荷が存在するとする。
Assume that a potential well and each charge exist at the positions shown in FIG. 4(a) at the start time of the C8D shift register in the first horizontal retrace period (t=tl in FIG. 3).

この状態から、C8Dシフトレジスタが動作し、垂直電
荷転送素子内を電荷が転送される。まず、掃き出しゲー
トの電圧が高くなシ、掃き出しゲートが開いた状態で、
C8Dシフトレジスタがml+1コシフトし、スメア電
荷Q、goが掃き出しドレインを介して素子外部に掃き
出される。(第3図時刻1=1.〜h) このスメア掃
き出し終了時(第3図時刻1=1.  )にはボテン7
ヤル井戸は図4(b)に示す位置に存在する。
From this state, the C8D shift register operates and charges are transferred within the vertical charge transfer element. First, if the voltage of the sweep gate is not high, then with the sweep gate open,
The C8D shift register shifts by ml+1, and the smear charges Q and go are swept out to the outside of the element via the drain. (Time 1 = 1. to h in Figure 3) At the end of this smear sweeping (Time 1 = 1. in Figure 3), button 7 is pressed.
The barrel well exists at the position shown in FIG. 4(b).

さらに、C8Dシフトレジスタがmz+i  シフトす
るとともに第1の転送ゲートが開きスメア電荷が第1の
水平電荷転送素子に読み込まれる。このスメア電荷の絖
み出し後(第3図時刻1=13)には、電荷は第4図(
C)に示す位置に存在する。この時刻に、第1行目の信
号電荷を転送する電位井戸が第1行目のホトダイオード
の隣シに形成されている。そこでホトゲート走置回路に
よシ選択されている第1行目の垂直ゲート線に萬い電圧
がかかシ、第1行目のホトダイオードから、垂直電荷転
送回路に信号電荷が送られる。
Furthermore, as the C8D shift register shifts by mz+i, the first transfer gate opens and the smear charge is read into the first horizontal charge transfer element. After this smear charge begins to spread out (time 1=13 in Figure 3), the charge is increased as shown in Figure 4 (time 1 = 13).
It exists in the position shown in C). At this time, a potential well for transferring the signal charge in the first row is formed adjacent to the photodiode in the first row. Therefore, a voltage is applied to the vertical gate line in the first row selected by the photogate scanning circuit, and signal charges are sent from the photodiodes in the first row to the vertical charge transfer circuit.

その後、CSDシフトレジスタがm3+1シフトすると
ともに、第1の転送ゲートの電圧が再び開き、信号電荷
Qムが第1の水平電荷転送素子に読み込まれる。この動
作が起きる前に、スメア電荷は第1の水平電荷転送素子
よシ第12の水平電荷転送素子に転送される。また、こ
の動作の終了するC8Dシフトレジスタの1シフト周期
前に、第2行目の信号電荷を転送する電位井戸が、第2
行目のホトダイオードの隣りに形成されている。そこで
、ホトゲートシフトレジスタにより選択されている第2
行目の垂直ゲート線に高い電圧がかかシ第2行目のホト
ダイオードから垂直電荷転送素子に信号電荷が送られる
。(第3図t=t4)一方、この第1の信号電荷読み出
し後(第3図t=ts )にはポテンシャル井戸は図4
(d)に示す位置に存在する。
Thereafter, the CSD shift register shifts by m3+1, the voltage of the first transfer gate is opened again, and the signal charge Qm is read into the first horizontal charge transfer element. Before this operation occurs, smear charge is transferred from the first horizontal charge transfer element to the twelfth horizontal charge transfer element. Also, one shift cycle of the C8D shift register before this operation ends, the potential well that transfers the signal charge of the second row changes to the second row.
It is formed next to the photodiode in the row. Therefore, the second
A high voltage is applied to the vertical gate line in the row, and signal charges are sent from the photodiodes in the second row to the vertical charge transfer elements. (Fig. 3, t=t4) On the other hand, after reading out this first signal charge (Fig. 3, t=ts), the potential well is as shown in Fig. 4.
It exists at the position shown in (d).

その後CODシフトレジスタがm4+1シフトするとと
もに第1の転送ゲートの電位が再び開き、信号電荷Qm
が第1の水平電荷転送素子に読み込まれる。この動作が
起きる前に、スメア′!ilt荷は第2の水子′亀荷転
送素子より第3の水子′亀荷転送素□子に、信号電荷Q
ムは、第1の水平電荷転送素子より第3の水平電荷転送
素子に転送される。この第2の信号電荷睨み出し後(M
3図1=1.)には、ポテンシャル井戸は図4(a)に
示す位[K存在する。
After that, the COD shift register shifts m4+1 and the potential of the first transfer gate opens again, and the signal charge Qm
is read into the first horizontal charge transfer element. Before this action occurs, smear′! The ilt charge is transferred from the second water droplet transfer element to the third water droplet transfer element □signal charge Q.
The horizontal charge transfer element is transferred from the first horizontal charge transfer element to the third horizontal charge transfer element. After this second signal charge (M
3Figure 1=1. ), there are potential wells of the order [K] shown in FIG. 4(a).

この後に、水平電荷転送素子が動作し、1つのスメア電
荷と2倍号Qム、Q1が同時に読み出される。以下同様
に一水平走査期間に1つのスメア電荷と2個の信号電荷
が読み出される。
After this, the horizontal charge transfer element operates, and one smear charge and the double number Q, Q1 are read out simultaneously. Similarly, one smear charge and two signal charges are read out in one horizontal scanning period.

さて、以上の動作をパルスの位相を複雑化することなく
くり返し行なうためには、−水平帰線期間中のC3l)
シフトレジスタの転送段数M′は、式(1)を満す必要
があるシ M’=mI+ms+m3+mn+4   ””・・・(
1)この粂件によシ、各水平帰線期間のC8Dシフトレ
ジスタ開始時のポテンシャル井戸の位置を常に第4図(
荀のようにすることができる。
Now, in order to repeat the above operation without complicating the pulse phase, -C3l during the horizontal retrace period)
The number of transfer stages M' of the shift register must satisfy the formula (1) M'=mI+ms+m3+mn+4 ""...(
1) In this case, the position of the potential well at the start of the C8D shift register in each horizontal retrace period is always shown in Figure 4 (
You can do it like Xun.

また、本駆動法を取る場合には、信号電荷を転送する電
位井戸が形成されている時にホトダイオードから信号電
荷を垂直電荷転送素子に転送する必要がある。このため
に、垂直ゲート線にかかる電圧は、各水平走査線ごとに
C8Dシフトレジスタのシフト周期の2倍ずつ位相を早
くする。このように、ホトダイオードの行選択を行なう
■l。
Furthermore, when using this driving method, it is necessary to transfer signal charges from the photodiode to the vertical charge transfer element when a potential well for transferring signal charges is formed. For this reason, the phase of the voltage applied to the vertical gate line is advanced by twice the shift period of the C8D shift register for each horizontal scanning line. In this way, photodiode row selection is performed.

Vpzは位相が早くなって行くが、C8Dシフトレジス
タは水平帰線期間内においてのみシフト動作をしている
ので、この行選択パルスを走査期間中に入力する必要は
ない。
Although the phase of Vpz becomes faster, since the C8D shift register performs a shifting operation only during the horizontal blanking period, there is no need to input this row selection pulse during the scanning period.

本発明の他の実施例を第5図の固体撮像素子の回路構成
図を示す。本実施例においては、垂直電荷転送系子は外
部クロックv’、、v’、により直接駆動される。垂直
電荷転送素子内には、このクロックの高低によシ分離さ
れた電位井戸が形成される。この点板外の不素子の動作
は、第2図と同様である。
Another embodiment of the present invention is shown in FIG. 5, which is a circuit diagram of a solid-state imaging device. In this embodiment, the vertical charge transfer system is directly driven by external clocks v', , v'. In the vertical charge transfer element, potential wells separated by the high and low levels of this clock are formed. The operation of the non-elements outside the point plate is similar to that shown in FIG.

第6図に本発明の別の実施例の回路構成図を示す。本実
施例においては、垂直電荷転送素子と水平電荷転送系子
の間に複数個の蓄積ゲート61162.63が設けられ
、垂直電荷転送素子よシ水平電荷転送素子への電荷転送
のバッファ領域を形成している。この蓄積ゲートは一水
平走査期間に同時に読み出される電荷の個数以上であれ
ばいくつでもよい。本素子の動作も第2図と同様である
FIG. 6 shows a circuit diagram of another embodiment of the present invention. In this embodiment, a plurality of storage gates 61162 and 63 are provided between the vertical charge transfer device and the horizontal charge transfer system, forming a buffer region for charge transfer from the vertical charge transfer device to the horizontal charge transfer device. are doing. The number of accumulation gates may be any number as long as the number is equal to or greater than the number of charges read out simultaneously in one horizontal scanning period. The operation of this device is also similar to that shown in FIG.

以上述べた様に、本発明の駆動法によれば(C8D方式
の回路構成を持つ素子において複数個の信号を運ぶ場合
にもパルスの飛び込みは原理的に任仕せず、高画質の再
生画鍾を得ることができる。
As described above, according to the driving method of the present invention (even when carrying a plurality of signals in an element having a C8D type circuit configuration, pulse jumping is not left to the driver in principle), and high-quality reproduced images can be produced. You can get a sword.

なお、本実施例においては、4個の電荷を送る場合を示
したが、2個以上(例えば、信号電荷2個、おるいは信
号電荷1個とスメア電荷)であれば、本発明の効果は得
られる。また、C8D走査回路は実施例では水平#線刻
間中に連続動作をしているが、中途で止まっても本発明
の効果は変わらない。
In this embodiment, a case where four charges are sent is shown, but the effect of the present invention can be obtained if two or more charges are sent (for example, two signal charges, or one signal charge and a smear charge). can be obtained. Further, in the embodiment, the C8D scanning circuit operates continuously during the horizontal # line marking interval, but even if it stops midway, the effect of the present invention does not change.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

不発明によれば、C8D方式の回路構成を持つ撮像索子
において、映像信号へのパルスの飛び込みがなく複数個
の信号電荷を送ることができるので、低スメア、高画質
の固体撮像索子11r:災現することができる。
According to the invention, in an imaging probe having a C8D type circuit configuration, a plurality of signal charges can be sent without pulses jumping into the video signal, so that the solid-state imaging probe 11r with low smear and high image quality can be achieved. :Can cause a disaster.

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

第1図(a)は従来の固体撮像索子の回路構成図、第1
図(b)はC8Dチヤネルのポテンシャル図、第2図、
第5図、第6図は、不発明の一拠施例を示す固体撮像索
子の回路構成図、第3図は、駆動パルスのタイミング図
、第4図は垂直電荷転送素子内の電位井戸の位置を示す
図である。 1・・・ホトダイオード、2・・・垂直電荷転送素子、
3゜3−1〜3−3・・・水平電荷転送素子、4.4−
1〜14−3・・・出力部、5.5−3・・・ホトゲー
ト、6・・・C8Dシフトレジスタ、8・・・ホトゲー
トシフトレジスタ、9.9−1〜9−3・・・転送ゲー
ト、5−2・・・蓄積領域、5−1・・・転送領域、2
1・・・スメア掃出しゲート、22・・・スメア掃出し
ドレイン、23・・・インターレース回路。 窩 1  図 Cす 不 2  図 第 3 図 j、     ≠z  f3 に′t、  #。 冨4 図 冨  5  図
Figure 1(a) is a circuit diagram of a conventional solid-state imaging probe;
Figure (b) is the potential diagram of the C8D channel, Figure 2.
5 and 6 are circuit configuration diagrams of a solid-state imaging probe showing an embodiment based on the invention, FIG. 3 is a timing diagram of drive pulses, and FIG. 4 is a potential well in a vertical charge transfer element. FIG. 1... Photodiode, 2... Vertical charge transfer element,
3゜3-1 to 3-3...Horizontal charge transfer element, 4.4-
1 to 14-3... Output section, 5.5-3... Photogate, 6... C8D shift register, 8... Photogate shift register, 9.9-1 to 9-3... Transfer gate, 5-2...Storage region, 5-1...Transfer region, 2
1... Smear sweeping gate, 22... Smear sweeping drain, 23... Interlace circuit. Fossa 1 Figure C Sufu 2 Figure 3 Figure j, ≠z f3 't, #. Tomi 4 Figure Tomi 5 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、2次元状に配置した光電変換素子と、該光電変換素
子からの信号電荷を垂直方向に転送する垂直電荷転送素
子と、該垂直電荷転送素子からの信号電荷を水平方向に
転送する水平電荷転送素子と、上記垂直電荷転送素子内
の信号電荷を上記水平電荷転送素子へ転送するパルス列
を送出するシフトレジスタと行選択を行なうホトゲート
シフトレジスタを備えた固体撮像素子において、上記シ
フトレジスタを水平帰線期間だけシフト動作させること
を特徴とする固体撮像素子の駆動方法。 2、前記垂直電荷転送素子内に複数の分離された電位井
戸を形成するために、前記シフトレジスタの一端に一水
平走帰線期間内に複数個のパルス入力を行なうことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の固体撮像素子の駆
動方法。 3、前記垂直電荷転送素子内に形成された複数個の電位
井戸に異なる光電変換素子からの光信号電荷を入力する
ため、前記ホトゲートシフトレジスタからの行選択信号
のパルス入力位相が、各水平帰線期間ごとに異なること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の固体撮像素子
の駆動方法。
[Claims] Photoelectric conversion elements arranged in one or two dimensions, a vertical charge transfer element that vertically transfers signal charges from the photoelectric conversion elements, and a vertical charge transfer element that transfers signal charges from the vertical charge transfer elements horizontally. In a solid-state imaging device, the solid-state imaging device includes a horizontal charge transfer element that transfers signal charges in the vertical charge transfer element, a shift register that sends out a pulse train that transfers signal charges in the vertical charge transfer element to the horizontal charge transfer element, and a photogate shift register that performs row selection. . A method for driving a solid-state image sensor, characterized in that the shift register is shifted only during a horizontal retrace period. 2. A patent claim characterized in that, in order to form a plurality of separated potential wells in the vertical charge transfer element, a plurality of pulses are inputted to one end of the shift register within one horizontal retrace line period. A method for driving a solid-state imaging device according to item 1. 3. In order to input optical signal charges from different photoelectric conversion elements into a plurality of potential wells formed in the vertical charge transfer element, the pulse input phase of the row selection signal from the photogate shift register is adjusted to match each horizontal 2. The method of driving a solid-state image sensor according to claim 1, wherein the driving method is different for each retrace period.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62166662A (en) * 1985-12-26 1987-07-23 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Ccd image pickup device
JPS6454879A (en) * 1987-08-25 1989-03-02 Sony Corp Solid-state image pickup device

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JPS61157188A (en) * 1984-12-28 1986-07-16 Matsushita Electronics Corp Solid-state image pickup device

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