JPS63114379A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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JPS63114379A
JPS63114379A JP61258833A JP25883386A JPS63114379A JP S63114379 A JPS63114379 A JP S63114379A JP 61258833 A JP61258833 A JP 61258833A JP 25883386 A JP25883386 A JP 25883386A JP S63114379 A JPS63114379 A JP S63114379A
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JP
Japan
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charge
solid
pulse
state image
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP61258833A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiya Fujii
俊哉 藤井
Tadashi Nagai
正 永井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP61258833A priority Critical patent/JPS63114379A/en
Publication of JPS63114379A publication Critical patent/JPS63114379A/en
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To discharge an undesired electric charge to a substrate efficiently by providing a MOS switch whose source is connected to the final stage of a vertical transfer register and controlling the gate potential of the MOS switch. CONSTITUTION:A signal charge stored from the 1st charge pulse to the 2nd charge pulse in a photodiode 201 is outputted as a TV signal and the undesired charge stored during a period from the 2nd charge pulse to the 1st charge pulse is transferred at a high speed sequentially during the period of vertical high speed transfer. When a gate pulse HG pulse is inputted to a BC pulse input section 207, since the undesired charge discharging MOS switch 205 whose source is connected to the electric charge transmission/reception part from the vertical transfer register 202 to the horizontal transfer register 203 is conductive, then the undesired charge is discharged to the substrate 206 efficiently.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はビデオカメラなどに使用できる固体撮像装置に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device that can be used in video cameras and the like.

従来の技術 近年、ビデオテープレコーダにおいては静止、コマ送り
やスロー再生等の機能が採用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, video tape recorders have adopted functions such as still playback, frame-by-frame forwarding, and slow playback.

しかしビデオテープレコーダにおいて1フイ一ルド分の
NTSC方式ビデオ信号は、フィルムのカメラでは1/
/80秒又は1/3Q秒のシャッタースピードに相当す
る期間の信号であるため、速く動く被写体に対しては、
ビデオテープレコーダを静止状態等にした場合、映像の
ブレが発生する。
However, the NTSC video signal for one field in a video tape recorder is 1/1/2 in a film camera.
The signal has a period corresponding to a shutter speed of /80 seconds or 1/3Q seconds, so for fast moving subjects,
When a video tape recorder is placed in a stationary state, image blur occurs.

固体撮像装置を用いたビデオカメラにおいてはフィルム
カジラのシャッタースピードに相当する光電変換時間を
電気的にコントロールし1/60秒よりも速くすること
が可能である。(以下固体撮を填装置の光電変換時間を
電気的にコントロールすることを電子シャッタと称す。
In a video camera using a solid-state imaging device, it is possible to electrically control the photoelectric conversion time, which corresponds to the shutter speed of a film camera, and make it faster than 1/60 second. (Hereinafter, electrically controlling the photoelectric conversion time of a solid-state camera loading device will be referred to as an electronic shutter.

) 以下図面を参照しながら上述した電子シャソタを実現す
るための固体撮像装置の駆動方法について説明する。(
参考文献特願60−236062号)固体撮像装置の基
本的な構造は第4図に示すように、光電変換部41、垂
直転送部42、水平転送部43、信号電荷検出部44か
ら成る。矢印は通常の信号電荷の転送方向を示す。第4
図において45は垂直転送部42の水平転送部3側と逆
方向の一端に設けられた排出部である。
) A method of driving a solid-state imaging device for realizing the above-mentioned electronic shutter will be described below with reference to the drawings. (
Reference Patent Application No. 60-236062) The basic structure of the solid-state imaging device is composed of a photoelectric conversion section 41, a vertical transfer section 42, a horizontal transfer section 43, and a signal charge detection section 44, as shown in FIG. The arrow indicates the direction of normal signal charge transfer. Fourth
In the figure, 45 is a discharge section provided at one end of the vertical transfer section 42 in the direction opposite to the horizontal transfer section 3 side.

第5図は電子シャッタ動作時の固体撮像装置の代表的な
駆動パルスと出力の一例である。第5図において(&)
は複合帰線消去信号、(b)は光電変換部の信号電荷を
垂直転送部へ移す転送パルス(以下チャージパルスと略
す) 、(0)は垂直転送部の信号電荷を水平転送部へ
順次移すための転送パルス(以下垂直転送パルスと略す
。)(d)は水平転送部の信号電荷を信号電荷検出部へ
移す転送パルス(以下水平転送パルスと略す。非常に高
周波のパルス信号のため図においてはパルスの数を減ら
して記載している。)(e)は固体撮像装置からの信号
出力である。
FIG. 5 shows an example of typical drive pulses and outputs of a solid-state imaging device during electronic shutter operation. In Figure 5 (&)
is a composite blanking signal, (b) is a transfer pulse (hereinafter abbreviated as charge pulse) that transfers the signal charge of the photoelectric conversion section to the vertical transfer section, and (0) is a transfer pulse that transfers the signal charge of the vertical transfer section to the horizontal transfer section sequentially. The transfer pulse (hereinafter abbreviated as vertical transfer pulse) (d) is the transfer pulse (hereinafter abbreviated as horizontal transfer pulse) that transfers the signal charge in the horizontal transfer section to the signal charge detection section. (The number of pulses is reduced.) (e) is the signal output from the solid-state imaging device.

垂直帰線期間中に第1のチャージパルス61を用いてそ
れまでに光電変換部に期間54において蓄積された映像
信号として用いない不要信号電荷を垂直転送部62へ転
送する。次に垂直転送部52を期間63の間に、第4図
の矢印と反対方向に駆動し、垂直転送部42中の信号電
荷を全て水平転送部側と逆方向の一端に設けられた排出
部46へ転送する。排出部45では、転送された信号電
荷を全てすててしまう。
During the vertical retrace period, the first charge pulse 61 is used to transfer unnecessary signal charges that have been accumulated in the photoelectric conversion section in the period 54 and are not used as a video signal to the vertical transfer section 62 . Next, the vertical transfer section 52 is driven in the direction opposite to the arrow in FIG. Transfer to 46. The discharge section 45 discards all the transferred signal charges.

その後筒2のチャージパルス52により第1のチャージ
パルス51の後に光電変換部41に期間63において蓄
積された信号電荷を垂直転送部52へ転送する。これ以
後次のチャージパルス51までの垂直走査期間は電子シ
ャッタを用いない場合と同様に、1水平期間毎に垂直転
送パルスによって垂直転送部42から水平転送部43へ
1水平ライン分の信号電荷が順次転送され、水平転送パ
ルスによって水平転送部43から信号電荷検出部44を
通して信号が直列に出力される。
Thereafter, the charge pulse 52 of the tube 2 transfers the signal charge accumulated in the photoelectric conversion section 41 during the period 63 after the first charge pulse 51 to the vertical transfer section 52 . After this, during the vertical scanning period until the next charge pulse 51, the signal charge for one horizontal line is transferred from the vertical transfer section 42 to the horizontal transfer section 43 by the vertical transfer pulse every horizontal period, as in the case where the electronic shutter is not used. The signals are sequentially transferred, and signals are output in series from the horizontal transfer section 43 through the signal charge detection section 44 in response to horizontal transfer pulses.

この結果、垂直走査期間中に固体撮像装置から出力され
る信号は、第6図の期間63において光電変換された信
号電荷のみであり、1フイ一ルド期間(1/60秒)に
対し1/10〜1々0の期間とできる。つまりこの時間
はフィルムカメラの1/eo。
As a result, the signal output from the solid-state imaging device during the vertical scanning period is only the signal charge photoelectrically converted during period 63 in FIG. It can be a period of 10 to 1 and 0. In other words, this time is 1/eo of a film camera.

〜1/1200秒のシャッタースピードに相当する。Corresponds to a shutter speed of ~1/1200 seconds.

以上の電子シャッタを用いることにより、シャッタース
ピードが速くなった分だけのビデオカメラの感度低下が
発生するがビデオテープレコーダ再生時に、静止、コマ
送り、スロー等をおこなっても動画像に対する映像のプ
レを少なくすることができる。
By using the above-mentioned electronic shutter, the sensitivity of the video camera will be reduced by the increase in shutter speed, but even if you freeze, frame advance, slow, etc. during playback on a video tape recorder, the image will not change as compared to the moving image. can be reduced.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、第1のチャージパ
ルス51により読み出された不要電荷は垂直転送段を逆
転送された後に排出されることとなり、理想の動作状態
ではなく、排出残しなどの弊害が発生する可能性がある
Problems to be Solved by the Invention However, in the above configuration, the unnecessary charge read out by the first charge pulse 51 is discharged after being reversely transferred through the vertical transfer stage. Therefore, there is a possibility that problems such as residual discharge may occur.

そこで本発明は上記問題点に着目し、垂直転送レジスタ
の最終段にソースを接続したMOSスイッチを設けるこ
とにより、第1のチャージパルスにより読み出された不
要電荷は、垂直転送段を順転送された後、前記MOSス
イッチを通して効率よく排出させることが可能となる。
Therefore, the present invention focuses on the above problem, and by providing a MOS switch whose source is connected to the final stage of the vertical transfer register, the unnecessary charge read out by the first charge pulse is transferred sequentially through the vertical transfer stage. After that, it becomes possible to efficiently discharge the water through the MOS switch.

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明は固体撮像素子の
垂直転送レジスタの最終段にソースを接続したMOSス
イッチを設け、前記MOSスイッチのゲート電位を制御
することにより、第1のチャージパルスにより読み出さ
れた不要電荷を、前記MOSスイッチにより基板に排出
する手段を設けた固体撮像装置に関するものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides a MOS switch whose source is connected to the final stage of the vertical transfer register of a solid-state image sensor, and controls the gate potential of the MOS switch. The present invention relates to a solid-state imaging device provided with means for discharging unnecessary charges read out by the first charge pulse to the substrate by the MOS switch.

作用 本発明は上記構成によシ、高速度固体撮像装置の不要電
荷の排出の効率を効率的に行うことを実現するものであ
る。
Effect of the Invention The present invention achieves efficient discharge of unnecessary charges from a high-speed solid-state imaging device through the above-described configuration.

実施例 以下、本発明の実施例の固体撮像装置について図面を参
照しながら説明をする。
Embodiments Hereinafter, solid-state imaging devices according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の実施例の全体ブロック図を示すもので
ある。第1図において、1o1は光学しンズ、102は
インターライン型COD (チャージ・カップルド・デ
バイス)、103は信号処理部、104は前記インター
ライン型CODを駆動させるための固体撮像素子駆動回
路、105は信号処理を行うためのパルス発生回路であ
る。
FIG. 1 shows an overall block diagram of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1o1 is an optical lens, 102 is an interline type COD (charge coupled device), 103 is a signal processing section, 104 is a solid-state image sensor driving circuit for driving the interline type COD, 105 is a pulse generation circuit for signal processing.

以上のような構成のインターライン型canを用いた固
体撮像装置について、以下、第1図、第2図、第3図を
用いてその動作を説明する。
The operation of the solid-state imaging device using the interline type can configured as described above will be described below with reference to FIGS. 1, 2, and 3.

まず第1図の102に示す固体撮像素子(インターライ
ン型C0D)の内部構成を第2図を用いて簡単に説明す
る。201はフォトダイオード(電荷蓄積部)、202
は垂直転送部、203は水平転送部、204は信号出力
部、205は不用電荷排出用のMOSスイッチ、206
は固体撮像素子の基板(不用電荷排出部)、207は不
要電荷排出用のMOSスイッチのゲートパルス(HG)
の入力部である。
First, the internal configuration of the solid-state image sensing device (interline type C0D) shown at 102 in FIG. 1 will be briefly explained using FIG. 2. 201 is a photodiode (charge storage unit), 202
203 is a vertical transfer section, 203 is a horizontal transfer section, 204 is a signal output section, 205 is a MOS switch for discharging unnecessary charges, 206
207 is the gate pulse (HG) of the MOS switch for discharging unnecessary charges.
This is the input section.

第1図の101に示す光学レンズを通った光信号は、第
1図の102に示す固体撮像素子駆動回路を電子シャッ
ターモードで動作させることにより、第2図の201に
示すフォトダイオードに蓄積され、第3図305のa 
+b −1−cに示す期間(第3図の302の乙に示す
第1のチャージパルスから302のbに示す第2のチャ
ージパルスまでの期間)に蓄積された信号電荷は、第3
図305のdに示す期間(第3図の302のbに示す第
2のチャージパルスから302のaに示す第1のチャー
ジパルスまでの期間)でTV倍信号して出力され、第3
図の305のdに示す期間に蓄積された不要電荷は、3
05のbに示す垂直の高速転送の期間に順方向に高速転
送され、第3図304に示すタイピングで、HGパルス
を第2図の207に示す1(Gパルス入力部に入力する
ことにより、前記不要電荷は、202に示す垂直転送レ
ジスタから203に示す水平転送レジスタへの電荷授受
部にソースを接続した205に示す不要電荷排出用MO
Sスイッチが導通状態になるので、206に示す基板に
効率よく排出されることになる。
The optical signal passing through the optical lens shown at 101 in FIG. 1 is accumulated in the photodiode shown at 201 in FIG. 2 by operating the solid-state image sensor driving circuit shown at 102 in FIG. 1 in electronic shutter mode. , a of FIG. 3 305
The signal charge accumulated during the period shown by +b -1-c (the period from the first charge pulse shown at 302B in FIG. 3 to the second charge pulse shown at 302b) is
In the period shown in d in FIG. 305 (period from the second charge pulse shown in 302b in FIG. 3 to the first charge pulse shown in 302a), the TV multiplied signal is output, and the third
The unnecessary charge accumulated during the period shown in 305d in the figure is 3
During the vertical high-speed transfer period shown in b of 05, high-speed transfer is performed in the forward direction, and by inputting the HG pulse to the 1 (G pulse input section) shown in 207 of FIG. The unnecessary charge is removed by an unnecessary charge discharging MO shown in 205 whose source is connected to a charge transfer part from a vertical transfer register shown in 202 to a horizontal transfer register shown in 203.
Since the S switch becomes conductive, the water is efficiently discharged to the substrate shown at 206.

以上の動作により、必要な信号電荷だけが204に示す
出力部より出力され、不要電荷は効率よく206に示す
基板に排出されることになる。次に第1図103に示す
信号処理部によって信号処理されることにより、高速度
のTV倍信号得ることになる。
By the above operation, only the necessary signal charges are outputted from the output section shown at 204, and unnecessary charges are efficiently discharged to the substrate shown at 206. Next, the signal is processed by the signal processing section 103 shown in FIG. 1 to obtain a high-speed TV signal.

発明の効果 以上のように本発明によれば、高速度の固体撮像装置の
不要電荷を効率よく排出するというすぐれた効果を得る
ことができる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, it is possible to obtain the excellent effect of efficiently discharging unnecessary charges from a high-speed solid-state imaging device.

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

第1図は本発明の実施例の全体ブロック図、第2図は同
本発明の実施例の固体撮像素子の内部ブロック図、第3
図は同本発明の実施例のタイピング図、第4図は従来の
固体撮像素子の内部ブロック図、第6図は従来の固体撮
像素子を電子シャッタ動作させるため手段を説明するだ
めのタイピング図である。 101・・・・・・光学レンズ、102・・・・・・固
体撮像素子、103・・・・・・信号処理部、104・
・・・・・固体撮像素子駆動回路、105・・・・・・
パルス発生回路、201・・・・・・光電変換素子、2
02・・・・・・垂直転送部、203・・・・・・水平
転送部、204・・・・・・出力部、205・・・・・
・不用電荷排出用MOSスイッチ、206・・・・・・
固体撮像素子基板(不要電荷排出部)。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 馬 認 ヌ は η lv)    勺   う   リ cQ      ば 塚 も−水平 − 第4図
FIG. 1 is an overall block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an internal block diagram of a solid-state image sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a typing diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 4 is an internal block diagram of a conventional solid-state image pickup device, and FIG. 6 is a typing diagram for explaining the means for operating an electronic shutter in a conventional solid-state image pickup device. be. 101... Optical lens, 102... Solid-state image sensor, 103... Signal processing section, 104...
...Solid-state image sensor drive circuit, 105...
Pulse generation circuit, 201...Photoelectric conversion element, 2
02... Vertical transfer section, 203... Horizontal transfer section, 204... Output section, 205...
・MOS switch for discharging unnecessary charges, 206...
Solid-state image sensor substrate (unnecessary charge discharge section). Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1垂直走査期間に固体撮像素子のフォトダイオードに蓄
積された電荷を前記固体撮像素子の垂直転送レジスタに
読み出すための第1のチャージパルスと、1垂直帰線期
間内に前記固体撮像素子のフォトダイオードに蓄積され
た電荷を、前記固体撮像素子の垂直転送レジスタに読み
出すための第2のチャージパルスを使用し、前記固体撮
像素子のフォトダイオードよりテレビジョン信号として
取り出す信号電荷の蓄積時間を電気的に制御する固体撮
像装置において、前記垂直転送レジスタから水平転送レ
ジスタへの電荷授受部にソースを接続したMOSスイッ
チを設け、前記第1の読み出しパルスにより読み出され
た不要電荷を前記MOSスイッチのゲートパルスを制御
することにより、前記固体撮像素子の基板に排出する手
段を有することを特徴とする固体撮像装置。
A first charge pulse for reading charges accumulated in a photodiode of a solid-state image sensor during one vertical scanning period to a vertical transfer register of the solid-state image sensor; A second charge pulse is used to read out the charges accumulated in the solid-state image sensor into the vertical transfer register of the solid-state image sensor, and the signal charge accumulation time to be extracted as a television signal from the photodiode of the solid-state image sensor is electrically determined. In the solid-state imaging device to be controlled, a MOS switch is provided whose source is connected to the charge transfer section from the vertical transfer register to the horizontal transfer register, and the unnecessary charge read out by the first read pulse is transferred to the gate pulse of the MOS switch. A solid-state imaging device characterized by comprising means for controlling and discharging to a substrate of the solid-state imaging device.
JP61258833A 1986-10-30 1986-10-30 Solid-state image pickup device Pending JPS63114379A (en)

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