JPS6320975A - Solid-state image sensor - Google Patents

Solid-state image sensor

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Publication number
JPS6320975A
JPS6320975A JP61164717A JP16471786A JPS6320975A JP S6320975 A JPS6320975 A JP S6320975A JP 61164717 A JP61164717 A JP 61164717A JP 16471786 A JP16471786 A JP 16471786A JP S6320975 A JPS6320975 A JP S6320975A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image sensor
ccd
row
solid
vertical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61164717A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Tabei
田部井 雅利
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.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP61164717A priority Critical patent/JPS6320975A/en
Publication of JPS6320975A publication Critical patent/JPS6320975A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress the narrowing width of a transmission line when an image is made of large number of picture elements, and to prevent the decrease in the quantity of transfer charges by allocating one piece of vertical transfer CCD to two photoelectric transducer strings in a vertical direction. CONSTITUTION:After accumulating signals from the respective photoelectric transducers for 1/60 second, i.e., for one field period, first, the transmission age 5 of the row A whose threshold voltage Vth is low opens, and the signal charges in this row are filed-shifted all at once to a vertical transmission CCD 2 during a part of vertical blanking period. Thus field-shifted charges are sequentially transferred downward, and read out from an output amplifier 4 via a horizontal CCD 3, and then are stored in a field memory 7 through a change- over switch 6. thereafter, the transmission gate 5 of a row B opens, and signal charges are read out from the output amplifier 4 likewise. In such case, the switch 6 is changed over, so that the signal charges from the row B are added with the signal from the row A already prepared in the field memory 7, and the resulting signals are outputted as a one field picture, and stored in a track of a magnetic disk 9.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は固体イメージセンサに関し、特に高画素化した
際の狭チャネル効果による転送電荷量の減少が抑制でき
る固体イメージセンサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a solid-state image sensor, and particularly to a solid-state image sensor that can suppress a decrease in the amount of transferred charge due to a narrow channel effect when increasing the number of pixels.

(従来の技術) 従来のインターライン転送CCD (ILCCD)は、
垂直方向の1本の光電変換素子列に対して1本の垂直転
送CCDが割当てられており、これらから成る組を水平
方向に複数組配「して構成されている。このような構成
において高i素化しようとすると、同一チップサイズの
もとでは、水平方向における転送ラインのチャネル幅は
必然的に狭くなる。
(Prior art) A conventional interline transfer CCD (ILCCD) is
One vertical transfer CCD is assigned to one photoelectric conversion element column in the vertical direction, and a plurality of sets consisting of these CCDs are arranged in the horizontal direction. If an attempt is made to increase the number of i elements, the channel width of the transfer line in the horizontal direction will inevitably become narrower under the same chip size.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、例えば転送ライン幅を2μ程度迄に狭め
ると、最大転送電荷量はそれまでの40%位に低下して
しまい、その結果、ダイナミックレンジを小さくしてし
まった。
(Problem to be solved by the invention) However, if the transfer line width is narrowed to, for example, about 2μ, the maximum transfer charge amount will drop to about 40% of the previous amount, and as a result, the dynamic range will be reduced. Oops.

本発明の目的は、上記事情に基づいてなされたもので、
高画素化した際の転送ラインの狭幅化を抑えて転送電荷
量の減少が防止できる固体イメージセンサを提供するこ
とにある。
The object of the present invention was achieved based on the above circumstances, and
An object of the present invention is to provide a solid-state image sensor that can suppress the narrowing of the transfer line when increasing the number of pixels and prevent a decrease in the amount of transferred charge.

(問題点を解決するための手段および作用)すなわち、
本発明の上記目的は、2次元に配列された充電変換素子
の信号を垂直転送CCDおよび水平転送CCDを用いて
順次読出すインターライン転送形の固体イメージセンサ
において、垂直方向の2つの光電変換素子列に対して1
本の垂直転送CCDが設けられており、それぞれの光、
電変換素子列の信号は順次フィールドシフトされて出力
されることを特徴とする固体イメージセンサにより達成
される。
(Means and actions for solving problems) That is,
The above object of the present invention is to provide an interline transfer type solid-state image sensor in which signals from two-dimensionally arranged charging conversion elements are sequentially read out using a vertical transfer CCD and a horizontal transfer CCD. 1 for column
A book vertical transfer CCD is provided, each light,
This is achieved by a solid-state image sensor characterized in that the signals of the electric conversion element rows are sequentially field-shifted and output.

このようにして垂直転送CCDの数を半減させることに
より、高画素化した際の転送ラインのチャネル幅は、同
一画素数のセンサに較べて狭メることなく構成できる。
By halving the number of vertical transfer CCDs in this manner, the channel width of the transfer line when increasing the number of pixels can be configured without being narrower than in a sensor with the same number of pixels.

なお、本発明のイメージセンサは2つの光電変換素子列
の信号を1本の垂直転送CCDを用いて転送するため、
電荷を垂直転送CCDへフィールドシフトする転送ゲー
トがそれぞれ異なるタイミングで開くように設定されて
いる。
Note that since the image sensor of the present invention transfers signals from two photoelectric conversion element rows using one vertical transfer CCD,
Transfer gates that field shift charges to vertical transfer CCDs are set to open at different timings.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面により説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図に示すl実施例は、本発明の固体イメージセンサ
が電子スチルカメラに適用される場合を例に挙げている
Embodiment 1 shown in FIG. 1 exemplifies a case where the solid-state image sensor of the present invention is applied to an electronic still camera.

この固体イメージセンサは、マトリクス状に配置された
複数の光電変換素子1と、この光電変換素子1の垂直方
向の2列に対応して配置される1本の垂直転送CCD2
と、垂直転送CCD2の出力側で水平方向に沿って配置
される1本の水平転送CCD3と、水平転送CCD3の
出力端に設けられる出力アンプ4とから成っている。
This solid-state image sensor includes a plurality of photoelectric conversion elements 1 arranged in a matrix, and one vertical transfer CCD 2 arranged corresponding to two vertical columns of the photoelectric conversion elements 1.
, one horizontal transfer CCD 3 arranged along the horizontal direction on the output side of the vertical transfer CCD 2 , and an output amplifier 4 provided at the output end of the horizontal transfer CCD 3 .

前記垂直転送CCD2は光電変換素子1の2列間に狭ま
れるように並設されており、これらから成る1mが水平
方向に複数組設けられて逼像面を構成している。なお、
図には示されていないが、前記垂直転送CCD2は各光
電変換素子l毎に対応して垂直方向に並べられた転送素
子群から成り、相互の動作でもって信号電荷を水平転送
CCD3へ転送する機能を有する所謂自己走査型のシフ
トレジスタで構成され、かつその表面は遮光されている
The vertical transfer CCDs 2 are arranged in parallel so as to be sandwiched between two rows of photoelectric conversion elements 1, and a plurality of sets of 1 m of these CCDs are provided in the horizontal direction to form an image plane. In addition,
Although not shown in the figure, the vertical transfer CCD 2 is composed of a group of transfer elements arranged in the vertical direction corresponding to each photoelectric conversion element l, and transfers signal charges to the horizontal transfer CCD 3 by mutual operation. It is composed of a so-called self-scanning shift register with functions, and its surface is shielded from light.

前記光電変換素子1と垂直転送CCD2との間には、転
送ゲート5が素子毎に形成されており、各光電変換素子
1で発生する信号電荷の垂直転送CCD 2へのフィー
ルドシフトを制御する。
A transfer gate 5 is formed for each element between the photoelectric conversion element 1 and the vertical transfer CCD 2, and controls the field shift of signal charges generated in each photoelectric conversion element 1 to the vertical transfer CCD 2.

転送ゲート5は垂直方向の1列では同時制御されるが、
1本の垂直転送CCD2に付属する左右の光電変換素子
列については、それぞれのスレシホールド電圧が異なる
値に設定されており、左右の列における電荷のフィール
ドシフトのタイミングをずらしている。なお、説明の都
合上、図において1本の垂直転送CCD2の左側に配列
された光電変換素子列をA、右側に配列された光電変換
素子列をBとしたとき、本実施例では2つの列の転送ゲ
ート5のスレシホールド電圧vthはAくBに設けられ
ている。
The transfer gates 5 are controlled simultaneously in one vertical column, but
For the left and right photoelectric conversion element columns attached to one vertical transfer CCD 2, the respective threshold voltages are set to different values, and the timing of field shift of charges in the left and right columns is shifted. For convenience of explanation, in the figure, the photoelectric conversion element array arranged on the left side of one vertical transfer CCD 2 is designated as A, and the photoelectric conversion element array arranged on the right side is designated as B, and in this embodiment, two columns are used. The threshold voltage vth of the transfer gate 5 is set at A and B.

また、本実施例では、本発明の固体イメージセンサがス
チルカメラに組込まれており、出力アンプ4から読出さ
れる出力は切換スイッチ6により2系統化され、1系統
がフィールドメモリ7にストアされた後に合算されて磁
気記録ヘッド8を介して磁気ディスク9に記録される。
Further, in this embodiment, the solid-state image sensor of the present invention is incorporated into a still camera, and the output read from the output amplifier 4 is divided into two systems by a changeover switch 6, and one system is stored in the field memory 7. The data are then summed up and recorded on the magnetic disk 9 via the magnetic recording head 8.

次に、被写体を逼像するプロセスに基づいて、このイメ
ージセンサの動作を説明する。
Next, the operation of this image sensor will be explained based on the process of imaging a subject.

係る構成の固体イメージセンサが適用された電子スチル
カメラは、シャッタ操作により露光されて被写体の光学
像が逼影レンズを介して結像されると、光の強弱に投じ
て、おのおのの光電変換素子に電荷が誘起、蓄積されて
電蒲像が形成される。
An electronic still camera to which a solid-state image sensor with such a configuration is applied is exposed to light by shutter operation and an optical image of the subject is formed through a shadow lens.Then, the optical image of the subject is formed through a shadow lens, and the light is projected onto each photoelectric conversion element. Electric charge is induced and accumulated in the area, forming an electric image.

各光電変換素子の信号蓄積をl/60秒、すなわち1フ
イ一ルド゛朋間蓄積したのち、まずスレシホールド電圧
vthの低いAの列の転送ゲート5が開いて、咳列の信
号電荷が垂直ブランキング期間のtSで一斉に垂直転送
CCD2へフィールドシフトされる。フィールドシフト
された電荷は順次下方に転送されて水平CCD 3を通
して出力アンプ4から読出された後、切換スイッチ6を
通してフィールドメモリ7にストアされる。次いでBの
列の転送ゲート5が開いて咳列の信号電荷が一斉にフィ
ールドシフトされると転送されて、この信号電荷は同様
にして出力アンプ4から読出される。
After signal accumulation of each photoelectric conversion element is carried out for 1/60 seconds, that is, one field per field, the transfer gate 5 of the A column with the lower threshold voltage vth is first opened, and the signal charge of the cough column is The fields are all shifted to the vertical transfer CCD 2 at tS during the vertical blanking period. The field-shifted charges are sequentially transferred downward and read out from the output amplifier 4 through the horizontal CCD 3, and then stored in the field memory 7 through the changeover switch 6. Next, the transfer gate 5 of column B is opened and the signal charges of the column B are field-shifted and transferred all at once, and the signal charges are read out from the output amplifier 4 in the same manner.

この際、切換スイッチ6が切換って、B列の信号電荷は
既にフィールドメモリ7に準備されているへの列の信号
と合算されてlフィール1画として出力され、磁気ディ
スク9の1トラツクに記録される。
At this time, the changeover switch 6 is switched, and the signal charge of the B column is summed with the signal of the column B already prepared in the field memory 7, and outputted as one L field and one track of the magnetic disk 9. recorded.

第2図は、本発明の他の実施例を示したもので本発明の
固体イメージセンサがムービ用に適用された場合を示す
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which the solid-state image sensor of the present invention is applied to a movie.

なお、第1図の実施例と同一構成要素については同一符
号を付し、説明を省略する。すなわち、本実施例では、
第1図の実施例のセンサに更に電荷蓄積部10と、電荷
蓄積部10に付属する第2の水平CCD’llおよび第
2の出力アンプ12が付加されている。このように構成
することにより、まずへの列の信号電荷は一斉に電荷蓄
積部10へ転送され蓄えられる。次いでBの列の信号電
荷が垂直転送CCD2へフィールドシフトされると、す
べての転送準備が完了する。−この段階で、電荷蓄積部
に蓄積されているへの列の電荷は第2の水平CCD11
から、一方、垂直転送CCD2に移されたBの列の電荷
はもとから在る第1の水平CCD3を介して、各信号f
t荷が同時読出しされる。なお、この際、Bの列の電荷
はAの列の1!荷に対して半ビットずらして読出され、
これら両列の電荷は合算されて1フイールドのムービ画
として出力される。
Components that are the same as those in the embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted. That is, in this example,
A charge storage section 10, a second horizontal CCD'll attached to the charge storage section 10, and a second output amplifier 12 are further added to the sensor of the embodiment shown in FIG. With this configuration, the signal charges in the first column are simultaneously transferred to the charge storage section 10 and stored therein. Next, when the signal charges in column B are field-shifted to the vertical transfer CCD 2, all transfer preparations are completed. - At this stage, the column charges stored in the charge storage section are transferred to the second horizontal CCD 11.
On the other hand, the charges in column B transferred to the vertical transfer CCD 2 are transferred to each signal f via the originally existing first horizontal CCD 3.
t loads are read out simultaneously. At this time, the charge in column B is 1! in column A! The data is read out with a half-bit shift relative to the
The charges in both columns are summed and output as one field of movie images.

このように本実施例のセンサは電荷蓄積部10と、水平
CCDIIを付加することにより、1組の光電変換素子
列の一方を電荷蓄積部10に高速転送することができ、
従って、垂直転送CCD2上をシャッタ等により遮光す
る必要がなくなってムービ用として適用できる。
As described above, by adding the charge storage section 10 and the horizontal CCD II, the sensor of this embodiment can transfer one of the photoelectric conversion element arrays to the charge storage section 10 at high speed.
Therefore, there is no need to shield the vertical transfer CCD 2 from light using a shutter or the like, and it can be applied to movies.

しかし電@蓄積部上は常時遮光されていなければならな
いことは当然である。
However, it goes without saying that the top of the charge accumulating section must be shielded from light at all times.

なお前記各実施例とも、2つの列の光電変換素子からの
信号読出しを、転送ゲートのスレシホールド電圧を変え
ることにより行ったが、それぞれの転送ゲートの配線を
別系統に設け・て同−電圧下で制御するようにも構成で
きる。
Note that in each of the above embodiments, signals were read out from the photoelectric conversion elements in the two columns by changing the threshold voltage of the transfer gates, but the wiring of each transfer gate was provided in a separate system to achieve the same reading. It can also be configured to control under voltage.

(発明の効果) 以上記載したとおり、本発明の固体イメージセンサによ
れば、2列の光電変換素子に対して1本の垂直転送CC
Dを割当てることにより、垂直転送CCDの数が半裁で
き、従って高画素化した際の狭チヤンネル化を防止でき
る。換言すれば、高画素化した際に、同一画素数のセン
サに較べて転送ライン幅を大きく取れるため、転送電荷
量の減少を生じないでダイナミックレンジの低下が回避
できる。また、垂直転送CCDの数を半減できるので、
製造性も向上できる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the solid-state image sensor of the present invention, one vertical transfer CC is provided for two rows of photoelectric conversion elements.
By allocating D, the number of vertical transfer CCDs can be cut in half, thereby preventing narrowing of the channel when increasing the number of pixels. In other words, when increasing the number of pixels, the transfer line width can be increased compared to a sensor with the same number of pixels, so a reduction in the dynamic range can be avoided without reducing the amount of transferred charge. Also, since the number of vertical transfer CCDs can be halved,
Manufacturability can also be improved.

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

第1図は本発明の1実施例に適用される固体イ一−ジセ
ンサを説明する図、第2図は他の実施例に通用される固
体イメージセンサを説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a solid-state image sensor applied to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating a solid-state image sensor applicable to another embodiment.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)2次元に配列された光電変換素子の信号を垂直転送
CCDおよび水平転送CCDを用いて順次読出すインタ
ーライン転送形の固体イメージセンサにおいて、垂直方
向の2つの光電変換素子列に対して1本の垂直転送CC
Dが設けられており、それぞれの光電変換素子列の信号
は順次フィールドシフトされて出力されることを特徴と
する固体イメージセンサ。 2)2つの光電変換素子列に対応する転送ゲートはスレ
シホールド電圧がそれぞれ異なる値に設けられているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の固体イメー
ジセンサ。 3)露光された撮像面は、少なくとも1画像転送の間、
垂直転送CCD表面が遮光されていることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の固体イメージセンサ。 4)垂直転送CCD表面を遮光する遮光手段がシャッタ
により行われることを特徴とする特許請求の範囲第3項
記載の固体イメージセンサ。
[Claims] 1) In an interline transfer type solid-state image sensor that sequentially reads out signals from photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally using a vertical transfer CCD and a horizontal transfer CCD, two photoelectric conversion elements in the vertical direction are used. One vertical transfer CC per element row
1. A solid-state image sensor, wherein a signal from each photoelectric conversion element array is sequentially field-shifted and output. 2) The solid-state image sensor according to claim 1, wherein the transfer gates corresponding to the two photoelectric conversion element rows are provided with different threshold voltages. 3) The exposed imaging surface is exposed during at least one image transfer;
2. The solid-state image sensor according to claim 1, wherein the surface of the vertical transfer CCD is shielded from light. 4) The solid-state image sensor according to claim 3, wherein the light shielding means for shielding the surface of the vertical transfer CCD is a shutter.
JP61164717A 1986-07-15 1986-07-15 Solid-state image sensor Pending JPS6320975A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61164717A JPS6320975A (en) 1986-07-15 1986-07-15 Solid-state image sensor

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JP61164717A JPS6320975A (en) 1986-07-15 1986-07-15 Solid-state image sensor

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JP (1) JPS6320975A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05206439A (en) * 1991-10-04 1993-08-13 Samsung Electron Co Ltd Solid-state image sensing element

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05206439A (en) * 1991-10-04 1993-08-13 Samsung Electron Co Ltd Solid-state image sensing element

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