JPS63316576A - Solid-state image pickup element and its driving system - Google Patents

Solid-state image pickup element and its driving system

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JPS63316576A
JPS63316576A JP62152462A JP15246287A JPS63316576A JP S63316576 A JPS63316576 A JP S63316576A JP 62152462 A JP62152462 A JP 62152462A JP 15246287 A JP15246287 A JP 15246287A JP S63316576 A JPS63316576 A JP S63316576A
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section
charge
photoelectric conversion
integrator
vertical transfer
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Takashi Shinozaki
俊 篠崎
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Victor Company of Japan Ltd
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simultaneously satisfy the expansion of an aperture rate and the expansion of a dynamic range which are opposed to each other by reducing the occupied area of a vertical transfer part in an image pickup part, increasing the aperture rate and rapidly transferring charge to an integrator. CONSTITUTION:An image pickup part 12 sends charge obtained from a photoelectric conversion part 10 to the vertical transfer part 11 by dividing it into plural times based on pulses phiA. The horizontal width of the transfer part 11 is sufficiently narrower than that of the conversion part 10 and its aperture rate is large. An integrator 13 in an integration part 16 temporarily stores charge obtained from each vertical transfer part 11, sweeps the charge rapidly at a 4-phase pulse phiB, and controls a transfer gate 18 at a pulse phiT to transfer and sweep charge to/from each integrator 13. The swept charge is outputted from a terminal 18 as a video signal at pulses phiC, phiH through a register 15 and a horizontal transfer part 14. The sensitivity is improved by increasing the aperture rate of the image pickup element and the dynamic range is sharply expanded by rapidly transferring the small quantity of charge in each time from the vertical transfer part 11 having an area smaller than that of the conversion part 10. The sensitivity can be changed by properly thinning the sweeping charge of the photoelectric conversion part 10.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、COD (電荷結合素子)等の固体撮像素子
及びその駆動方式に関し、特に固体撮像素子のダイナミ
ックレンジ及び開口率の向上を図るとともに、感度を可
変し得るようにしたものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a solid-state image sensor such as a COD (charge-coupled device) and its driving method, and in particular to improving the dynamic range and aperture ratio of the solid-state image sensor. , the sensitivity can be varied.

(従来の技術) 従来から、COD等の固体撮像素子が光電変換素子とし
て各種テレビカメラや電子スチルカメラ等に用いられて
おり、この種固体撮像素子はイメージヤ部に照射される
撮像光を光電変換して得られる信号電荷を2相ないし4
相のクロックパルスによって順次転送して読み出すこと
により撮像光に応じた映像信号を出力するものである。
(Prior Art) Solid-state image sensors such as COD have been used as photoelectric conversion elements in various television cameras, electronic still cameras, etc., and this type of solid-state image sensor converts the imaging light irradiated onto the imager section into photoelectric converters. The signal charges obtained by conversion are converted into two-phase or four-phase
A video signal corresponding to the imaging light is output by sequentially transferring and reading the signals using phase clock pulses.

例えば、インタライン型CCDは第6図に示す如く、光
電変換部1と交互に配列された垂直転送部2とから成る
イメージヤ部3及び水平転送部4とから構成されており
、上記光電変換部1にて得られた信号電荷は駆動回路5
から供給されるクロックパルスCPによって垂直転送部
2及び水平転送部4を介して掃き出されるようになって
いる。
For example, as shown in FIG. 6, an interline CCD is composed of an imager section 3 consisting of a photoelectric conversion section 1 and vertical transfer sections 2 arranged alternately, and a horizontal transfer section 4. The signal charge obtained in section 1 is transferred to drive circuit 5.
It is designed to be swept out via the vertical transfer section 2 and the horizontal transfer section 4 by a clock pulse CP supplied from the vertical transfer section 2 and the horizontal transfer section 4.

(発明が解決すべき問題点) ところで、上述の如きインタライン型CODにおいては
、上記垂直転送部2の転送電荷量によってこのCODの
ダイナミックレンジが制限されてしまう。
(Problems to be Solved by the Invention) In the interline type COD as described above, the dynamic range of the COD is limited by the amount of charge transferred by the vertical transfer section 2.

また、垂直転送部2の転送電荷量を多くすることによっ
てダイナミックレンジを増大させることができるが、そ
の場合にはイメージヤ部3における垂直転送部2の占有
面積が大きくなり開口率が低下してしまうため感度が悪
くなってしまう。
Furthermore, the dynamic range can be increased by increasing the amount of charge transferred by the vertical transfer section 2, but in that case, the area occupied by the vertical transfer section 2 in the imager section 3 increases and the aperture ratio decreases. Sensitivity deteriorates due to storage.

(問題点を解決するための手段) 本発明は上述の如き実情に鑑みてなされたものであり、
ダイナミックレンジの拡大と開口率の拡大という相反す
る条件を共に満たし得るとともに、感度を可変し得る固
体撮像素子及びその駆動方式を提供することを目的とす
る。
(Means for solving the problems) The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances,
It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device and a driving method thereof that can satisfy the contradictory conditions of expanding the dynamic range and expanding the aperture ratio, and can also vary the sensitivity.

そして、本発明はこの目的を達成するために第1図に示
す如く、各画素に対応して撮像光を光電変換する光電変
換部10とこれら光電変換部10からの電荷を転送する
垂直転送部11とを有するイメージヤ部12と、 このイメージヤ部12から転送される各光電変換部10
からの電荷を一旦蓄積する積分器13と、この積分器1
3から掃き出される電荷を映像信号として出力するため
の垂直レジスタ15と水平転送部14とを備え、 上記イメージヤ部12における垂直転送部11の占有面
積を光電変換部1oの占有面積に比して十分小さく形成
するとともに、上記各積分器13の蓄積容量を、1回の
露光によって各光電変換部10にて得られる電荷量より
も多くし、各光電変換部10にて得られる電荷を複数回
に分けて上記垂直転送部11に掃き出すとともに上記水
平転送部14からの掃き出しに間に合うように上記垂直
転送部11から各積分器13に高速で転送するようにし
たことを特徴とする固体撮像素子、及び各画素に対応し
て撮像光を光電変換する光電変換部10とこれら光電変
換部10からの電荷を転送する垂直転送部11とを有す
るイメージヤ部12と、 このイメージヤ部12から転送される各光電変換部10
からの電荷を一旦蓄積する積分器13と、この積分器1
3から掃き出される電荷を映像信号として出力するため
の垂直レジスター5と水平転送部14とを備え、 上記イメージヤ部12における垂直転送部11の占有面
積を光電変換部10の占有面積に比して十分小さく形成
するとともに、上記各積分器13の蓄積容量を、1回の
露光によって各光電変換部10にて得られる電荷量より
も多くし、各光電変換部10にて得られる電荷を複数回
に分けて上記垂直転送部11に掃き出すとともに上記水
平転送部14からの掃き出しに間に合うよう弓 に上記垂直転送部11i積分器13に高速で転送するよ
うにした固体撮像素子の駆動方式であって、 上記各光電変換部10から複数回に分けて掃き出される
電荷を任意に間引くことにより感度を可変し得るように
したことを特徴とする固体撮像素子の駆動方式を提供す
るものである。
To achieve this object, the present invention provides a photoelectric conversion section 10 that photoelectrically converts imaging light corresponding to each pixel, and a vertical transfer section that transfers charges from these photoelectric conversion sections 10, as shown in FIG. 11, and each photoelectric conversion unit 10 transferred from the imager unit 12.
an integrator 13 that temporarily accumulates the charge from the integrator 1;
The imager section 12 includes a vertical register 15 and a horizontal transfer section 14 for outputting charges swept out from the imager section 12 as a video signal, and the area occupied by the vertical transfer section 11 in the imager section 12 is compared with the area occupied by the photoelectric conversion section 1o. At the same time, the storage capacity of each integrator 13 is made larger than the amount of charge obtained in each photoelectric conversion unit 10 by one exposure, and the charges obtained in each photoelectric conversion unit 10 are A solid-state image pickup device characterized in that the image is transferred to the vertical transfer section 11 in batches and transferred from the vertical transfer section 11 to each integrator 13 at high speed in time for the transfer from the horizontal transfer section 14. , and an imager section 12 having a photoelectric conversion section 10 that photoelectrically converts imaging light corresponding to each pixel, and a vertical transfer section 11 that transfers charges from these photoelectric conversion sections 10, and transfer from this imager section 12. Each photoelectric conversion unit 10
an integrator 13 that temporarily accumulates the charge from the integrator 1;
A vertical register 5 and a horizontal transfer section 14 are provided for outputting charges swept out from the imager section 3 as a video signal, and the area occupied by the vertical transfer section 11 in the imager section 12 is compared with the area occupied by the photoelectric conversion section 10. At the same time, the storage capacity of each integrator 13 is made larger than the amount of charge obtained in each photoelectric conversion unit 10 by one exposure, and the charges obtained in each photoelectric conversion unit 10 are This is a driving method for a solid-state image sensor, in which the image is swept to the vertical transfer section 11 in batches and transferred at high speed to the integrator 13 of the vertical transfer section 11i in time for the sweep from the horizontal transfer section 14. , provides a driving method for a solid-state image pickup device characterized in that the sensitivity can be varied by arbitrarily thinning out the charges swept out in multiple steps from each of the photoelectric conversion units 10.

(作 用) 上述の如き構成の固体撮像素子においては、イメージヤ
部12における垂直転送部11の占有面積を小さくする
ことにより、この種固体撮像素子の開口率を太き(して
感度の向上を図ることができる。
(Function) In the solid-state image sensor configured as described above, by reducing the area occupied by the vertical transfer section 11 in the imager section 12, the aperture ratio of this type of solid-state image sensor can be increased (and the sensitivity can be improved). can be achieved.

また、積分器13を設け、光電変換部10にて得られた
電荷を垂直転送部11からこの積分器13に高速で転送
することにより、上記垂直転送部11の単位時間当りの
転送電荷量を大幅に増加させることができる。
Furthermore, by providing an integrator 13 and transferring the charge obtained in the photoelectric conversion section 10 from the vertical transfer section 11 to the integrator 13 at high speed, the amount of charge transferred per unit time of the vertical transfer section 11 can be reduced. can be significantly increased.

これにより、上記光電変換部10にて得られた電荷を複
数回に分けて垂直転送部11に掃き出し、掃き出された
電荷を高速で転送することによりこの種固体撮像素子の
ダイナミックレンジを大幅に拡大することができる。
As a result, the charges obtained in the photoelectric conversion section 10 are divided into multiple times and swept out to the vertical transfer section 11, and the swept out charges are transferred at high speed, thereby greatly increasing the dynamic range of this type of solid-state image sensor. Can be expanded.

さらに、上記光電変換部10から掃き出される電荷を、
第2図(B)あるいは(C)に示す如く適宜間引くこと
により、この種固体撮像素子の感度を可変することがで
きる。
Furthermore, the charges swept out from the photoelectric conversion section 10 are
By appropriately thinning out the pixels as shown in FIG. 2(B) or (C), the sensitivity of this type of solid-state imaging device can be varied.

(実施例) 以下、本発明に係る固体撮像素子の好適な実施例を第1
図ないし第5図を用いて詳細に説明する。
(Example) Hereinafter, a first preferred example of the solid-state image sensor according to the present invention will be described.
This will be explained in detail with reference to FIGS.

第1図は本発明をフレームインタライン型のCODに適
用したものであり、このCODはイメージヤ部12と積
分器部16及び垂直レジスタ15から成る蓄積部17と
水平転送部14とを備えて構成されている。
FIG. 1 shows an application of the present invention to a frame interline type COD, which includes an imager section 12, an integrator section 16, a storage section 17 consisting of a vertical register 15, and a horizontal transfer section 14. It is configured.

上記イメージヤ部12は、各画素に対応して垂直方向に
配列された複数の光電変換部10と、各光電変換部10
の間に設けられた垂直転送部11とを備えて構成されて
おり、上記各光電変換部10にて得られた電荷は2相の
クロックパルスφ8にて第2図(A)に示す如く複数回
に分けて垂直転送部11に掃き出されて転送される。
The imager section 12 includes a plurality of photoelectric conversion sections 10 arranged in the vertical direction corresponding to each pixel, and each photoelectric conversion section 10.
The vertical transfer section 11 provided between the photoelectric converters 10 and The data is swept out and transferred to the vertical transfer unit 11 in batches.

また、上記垂直転送部11の水平方向の幅寸法は、光電
変換部10の幅寸法よりも狭く形成されており、これに
よりイメージヤ部12における垂直転送部11の占有面
積は光電変換部10の占有面積より十分小さくなってい
る。
Further, the horizontal width dimension of the vertical transfer section 11 is formed narrower than the width dimension of the photoelectric conversion section 10, so that the area occupied by the vertical transfer section 11 in the imager section 12 is smaller than that of the photoelectric conversion section 10. It is sufficiently smaller than the occupied area.

よって、このCODにおける開口率は従来のものに比し
て極めて大きい。
Therefore, the aperture ratio in this COD is extremely large compared to the conventional one.

上記積分器部16は、上記各光電変換部10に対応した
複数の積分器13を備えて構成されており、これら積分
器13は上記各垂直転送部11から転送されてくる電荷
を一旦蓄積した後、4相のクロックパルスφ8にて高速
で掃き出すようになっている。
The integrator section 16 is configured to include a plurality of integrators 13 corresponding to each of the photoelectric conversion sections 10, and these integrators 13 temporarily accumulate charges transferred from each of the vertical transfer sections 11. Thereafter, the liquid is swept out at high speed using a four-phase clock pulse φ8.

なお、各積分器13への電荷の転送あるいは掃き出しは
、クロックパルスφ王にて制御されるトランスファゲー
ト18にて制御されるようになっている。
Note that the transfer or sweeping out of charges to each integrator 13 is controlled by a transfer gate 18 controlled by a clock pulse φ.

そして、上記積分器部16の各積分器13から掃き出さ
れた電荷は、4相のクロックパルスφ。。
The charge swept out from each integrator 13 of the integrator section 16 is a four-phase clock pulse φ. .

φ8にて各々駆動される垂直レジスタ15及び水平転送
部14を介して映像信号として出力端子18から出力さ
れるようになっている。
The signal is output from an output terminal 18 as a video signal via a vertical register 15 and a horizontal transfer section 14, each driven by φ8.

上述の如き構成のCODにおいて、各光電変換部10に
て撮像光を光電変換して得られた電荷は所定の掃出し方
法によって第2図(A)に示す如く複数回に分けて隣接
する各垂直転送部11に掃き出される。
In the COD configured as described above, the charges obtained by photoelectrically converting the imaging light in each photoelectric conversion unit 10 are divided into multiple times by a predetermined sweeping method as shown in FIG. It is swept out to the transfer section 11.

なお、この掃出し方法としては、上下画素力を混ぜてか
ら掃き出す方法のみならず、後述するように全画素のま
ま掃き出す方法も可能であり、上下画素の組合せを変え
ることによりインクレース掃出しも可能である。
Note that this sweeping method is not only possible by mixing the upper and lower pixel forces and then sweeping, but also by sweeping all pixels as is, as described later, and by changing the combination of the upper and lower pixels, increment sweeping is also possible. be.

また、上記垂直転送部11は、上記水平転送部14から
の掃出し速度を1/60秒とすると、その1ooo倍程
度(60kHz)の高速で転送を行う。
Furthermore, assuming that the sweep speed from the horizontal transfer section 14 is 1/60 second, the vertical transfer section 11 performs transfer at a high speed of about 100 times (60 kHz).

これにより、この垂直転送部11の面積が光電変換部1
0の面積よりも小さくても、この垂直転送部11に掃き
出される1回毎の電荷量が少なく、かつ、掃き出された
電荷を高速で転送することにより光電変換部10にて得
られたすべての電荷を十分に転送することができるとと
もに、−回に転送する電荷量が少なくなるため前述の如
くこの垂直転送部11を2相のクロックパルスφ。で駆
動することができる。
As a result, the area of this vertical transfer section 11 becomes smaller than that of the photoelectric conversion section 1.
Even if the area is smaller than the area of Since all the charges can be sufficiently transferred and the amount of charges transferred in the - times is reduced, the vertical transfer section 11 is controlled by the two-phase clock pulse φ as described above. It can be driven by.

そして、上記垂直転送部11から電荷が転送されてくる
間は、上記トランスファゲート18が開成されるととも
に、各積分器13がホールドモードにされ、転送されて
きた電荷は各積分器13に一旦蓄積される。
While charges are being transferred from the vertical transfer section 11, the transfer gate 18 is opened and each integrator 13 is placed in the hold mode, and the transferred charges are temporarily stored in each integrator 13. be done.

この積分器部16は、これを1/60秒(1フイ一ルド
期間)継続し、上記光電変換部10にて得られた1フレ
一ム分の電荷の蓄積が終了した後、上記トランスファゲ
ート18を介して蓄積した電荷を上記クロックパルスφ
日にて速い転送速度で1フイ一ルド分づつインタレース
するように掃き出して上記蓄積部17の各垂直レジスタ
15に転送する。
This integrator section 16 continues this for 1/60 seconds (one field period), and after the charge accumulation for one frame obtained in the photoelectric conversion section 10 is completed, the transfer gate The charges accumulated through 18 are transferred to the clock pulse φ
The data is swept out in an interlaced manner one field at a time at a fast transfer rate and transferred to each vertical register 15 of the storage section 17.

そして、転送された電荷は、上記りOツクパルスφ。、
φ、にて垂直レジスタ15及び水平転送IIJ14を転
送されて上記出力端子19から1フイ一ルド分づつ出力
される。
Then, the transferred charge is generated by the above-mentioned O-sock pulse φ. ,
The data is transferred to the vertical register 15 and the horizontal transfer IIJ 14 at φ, and output one field at a time from the output terminal 19.

上述の如く、本実施例に係るCODにおいては、垂直転
送部11の占有面積を十分小さくすることができるため
、このCODの開口率を大きくすることができる。
As described above, in the COD according to this embodiment, since the area occupied by the vertical transfer section 11 can be made sufficiently small, the aperture ratio of this COD can be increased.

また、上記垂直転送部11から各積分器13への転送速
度を速くすることにより、この垂直転送部11の転送電
荷量を多くすることができるため、このCODのダイナ
ミックレンジを拡大することもできる。
Furthermore, by increasing the transfer speed from the vertical transfer section 11 to each integrator 13, the amount of charge transferred by the vertical transfer section 11 can be increased, so the dynamic range of this COD can also be expanded. .

一方、上記垂直転送部11から電荷が転送されてくる間
は、上記各積分器13をホールドモードにするとともに
上記トランスファゲート18を所定のタイミングで開閉
し、このトランスファゲート18が閉成されている間に
転送されてくる電荷を図示しないオーバーフロートレイ
ンを介して捨てることにより1回の露光によって得られ
る電荷を間引くことができ、これによりこのCODの感
度を任意に可変することができる。
On the other hand, while charges are being transferred from the vertical transfer section 11, each of the integrators 13 is placed in a hold mode, and the transfer gate 18 is opened and closed at a predetermined timing, so that the transfer gate 18 is closed. By discarding the charges transferred in between through an overflow train (not shown), the charges obtained by one exposure can be thinned out, and thereby the sensitivity of this COD can be arbitrarily varied.

そして、この間引き方については、例えば第2図(B)
に示す如く上記光電変換部10から掃き出される電荷の
うち、偶数回目に掃き出される電荷を捨てたり、第2図
(C)に示す如く奇数回目に掃き出される電荷を捨てる
ことにより、電荷を均等に間引くようにすればよい。
For example, see Figure 2 (B) for this thinning method.
Among the charges swept out from the photoelectric conversion unit 10, as shown in FIG. Just make sure to thin it out evenly.

ところで、上述の実施例では、各光電変換部10の電荷
を混合して掃き出すように構成したが、第3図に示す如
く電荷を混合することなく掃き出すように構成してもよ
い。
By the way, in the above-described embodiment, the charges of each photoelectric conversion unit 10 are mixed and then swept out, but as shown in FIG. 3, the charges may be swept out without being mixed.

そして、この場合には積分器部16における積分器を、
奇数フィールド分の電荷を蓄積するもの130と偶数フ
ィールド分の電荷を蓄積するもの13eに分け、これら
積分器130,138にクロックパルスφT1にて駆動
制御されるトランスフ1ゲート18o、18eによって
各光電変J1!部10からの電荷を選択的に転送するよ
うにし、さらに、上記各積分器13o、13eに対応し
て、垂直レジスタ15o、15e及び水平転送部140
゜14eを各々2チヤンネルにするとともに、クロツク
パルスφV、φT2にて各々駆動制御されるトランスフ
ァゲート20.21にて電荷の転送経路を制御すればよ
い。
In this case, the integrator in the integrator section 16 is
It is divided into a part 130 that stores charges for odd fields and a part 13e that stores charges for even fields, and each photoelectric transformer is connected to these integrators 130 and 138 by transfer 1 gates 18o and 18e, which are driven and controlled by clock pulse φT1. J1! In addition, vertical registers 15o, 15e and horizontal transfer unit 140 are configured to selectively transfer charges from section 10, and further, corresponding to each integrator 13o, 13e, vertical registers 15o, 15e and horizontal transfer section 140
14e are each made into two channels, and the charge transfer path is controlled by transfer gates 20 and 21 which are driven and controlled by clock pulses φV and φT2, respectively.

次に、本発明に係る他の実施例を説明する。Next, another embodiment according to the present invention will be described.

この実施例に係るフレームインクライン型のCODは第
4図に示す如く先の実施例と同様なイメージヤ部12と
積分器16と蓄積部17及び水平転送部14を備えると
ともに、上記積分器16と蓄積部17との間に水平レジ
スタ23を設けて構成されている。
As shown in FIG. 4, the frame incline type COD according to this embodiment includes an imager section 12, an integrator 16, a storage section 17, and a horizontal transfer section 14 similar to those of the previous embodiment, and the integrator 16 A horizontal register 23 is provided between the storage unit 17 and the storage unit 17.

そして、この水平レジスタ23には、スイッチ24を介
して上記水平転送部14から掃き出される電荷が転送さ
れるようになっている。
Charges swept out from the horizontal transfer section 14 are transferred to the horizontal register 23 via a switch 24.

これにより、この実施例に係るCODは1回の露光によ
って得られる電荷を所定の周期で複数回巡回させ、各巡
回毎に同じ電荷を出力端子19から出力する。
As a result, the COD according to this embodiment circulates the charge obtained by one exposure a plurality of times at a predetermined period, and outputs the same charge from the output terminal 19 for each cycle.

よって、例えば1回の露光時間が1フイ一ルド期間(1
/60秒)よりも長い場合でも、上述の如き巡回周期を
1/60秒にすることによって1フィ−ルド毎に映像信
号を得ることができ、特に低照度の被写体を撮影する時
の露光時間を長くすることができるため感度を著るしく
向上させることができる。
Therefore, for example, one exposure time is one field period (1
/60 seconds), by setting the cycle period to 1/60 seconds as described above, it is possible to obtain a video signal for each field, and the exposure time is especially short when photographing subjects with low illumination. Since the length can be increased, the sensitivity can be significantly improved.

また、露光時間に関係なく、1回の露光によって得られ
る電荷を複数回出力させることができるため、フレーム
スチル再生、あるいはストロボ再生用の映像信号を容易
に得ることができ、特に動きの早い被写体をフレームス
チル再生する場合等にブレがなく、かつフィールドスチ
ル再生に比して鮮明な再生画像を得ることができる。
In addition, regardless of the exposure time, the charge obtained by one exposure can be output multiple times, making it easy to obtain video signals for frame still playback or strobe playback, especially for fast-moving subjects. When performing frame still playback, it is possible to obtain a reproduced image that is free from blur and clearer than field still playback.

さらに、本発明によれば、先に説明したように上記イメ
ージヤ部12の開口率を大きくして感度を良くすること
ができるため、露光時間が極めて短い場合でも十分な電
荷を得ることができ、これにより本実施例に係るCOD
を用いればフレームスチル再生の画像品位を益々向上さ
せることができる。
Further, according to the present invention, as described above, the aperture ratio of the imager section 12 can be increased to improve the sensitivity, so even when the exposure time is extremely short, sufficient charge can be obtained. , this makes the COD according to this example
By using this, the image quality of frame still playback can be further improved.

また、このCODのダイナミックレンジは大きいため、
明るい被写体を長い露光時間で撮影した場合にもスミア
やブルーミングの発生を防止して鮮明な撮影をすること
ができる。
Also, since the dynamic range of this COD is large,
Even when photographing a bright subject with a long exposure time, it is possible to prevent smearing and blooming and take clear photographs.

なお、このCODにおける上記水平レジスタ23への電
荷の転送、掃出しは、クロックパルスφT、φ■にて駆
動制卸されるトランスファゲート25.26にて制御さ
れるようになっている。
Note that the transfer and sweeping of charges to the horizontal register 23 in this COD is controlled by transfer gates 25 and 26 which are driven and controlled by clock pulses φT and φ■.

また、この実施例は各光電変換部10の電荷を混合して
掃き出すようにしたものであるが、第5図に示す如く電
荷を混合することなく掃き出すように構成してもよい。
Further, in this embodiment, the charges of each photoelectric conversion unit 10 are mixed and then swept out, but the arrangement may be such that the charges are swept out without being mixed, as shown in FIG.

そして、この場合には、先に第3図にて説明した実施例
と同様に、積分器13o、13e 、垂直レジスタ15
o、i 5e 、水平転送部14o、14e及び水平レ
ジスタ230.23e!を各々2チヤンネルに構成する
とともに、クロックパルスφ’rl+φT2.φv9+
φVL1.φVL2.φ■4にて各々駆動制御されるト
ランスファゲート180゜18e 、27.28.29
.30.31にて電荷の転送経路を制御すればよい。
In this case, integrators 13o, 13e, vertical register 15
o, i 5e , horizontal transfer units 14o, 14e and horizontal registers 230.23e! are configured into two channels each, and clock pulses φ'rl+φT2 . φv9+
φVL1. φVL2. Transfer gates 180°18e, 27, 28, 29 each driven and controlled by φ■4
.. The charge transfer path may be controlled in 30.31.

(発明の効果) 上述の説明から明らかなように、第1の発明によればイ
メージヤ部の開口率を大きくすることができるとともに
、ダイナミックレンジを拡大することができる。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the first invention, the aperture ratio of the imager section can be increased and the dynamic range can be expanded.

また、垂直転送部の1回あたりの転送電荷量が少なくな
るため、この垂直転送部を二相のクロックで駆動するこ
とができる。
Furthermore, since the amount of charge transferred per transfer by the vertical transfer section is reduced, this vertical transfer section can be driven with two-phase clocks.

さらに、第2の発明によれば光電変換部から掃き出され
る電荷を適当に間引くことにより固体撮像素子の感度を
可変することができる。
Furthermore, according to the second invention, the sensitivity of the solid-state image sensor can be varied by appropriately thinning out the charges swept out from the photoelectric conversion section.

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

第1図は本発明に係る固体撮像素子の実施例を模式的に
示す図、第2図は電荷の掃き出しを模式的に示す図、第
3図は同じく他の実施例を模式的に示す図、第4図は同
じくその他の実施例を模式的に示す図、第5図はさらに
他の実施例を模式的に示す図、第6図は従来例を模式的
に示す図である。 10・・・光電変換部、11・・・垂直転送部、12・
・・イメージヤ部、13・・・積分器、14・・・水平
転送部、15・・・垂直レジスタ。 第4図 第5y:J
FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment of the solid-state image sensor according to the present invention, FIG. 2 is a diagram schematically showing charge sweeping, and FIG. 3 is a diagram schematically showing another embodiment. , FIG. 4 is a diagram schematically showing another embodiment, FIG. 5 is a diagram schematically showing still another embodiment, and FIG. 6 is a diagram schematically showing a conventional example. 10... Photoelectric conversion section, 11... Vertical transfer section, 12.
...imager section, 13...integrator, 14...horizontal transfer section, 15...vertical register. Figure 4 5y: J

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)各画素に対応して撮像光を光電変換する光電変換
部とこれに光電変換部からの電荷を転送する垂直転送部
とを有するイメージャ部と、 このイメージャ部から転送される各光電変換部からの電
荷を一旦蓄積する積分器と、 これら積分器から掃き出される電荷を映像信号として出
力するための垂直レジスタと水平転送部とを備え、 上記イメージャ部における垂直転送部の占有面積を光電
変換部の占有面積に比して十分小さく形成するとともに
、上記各積分器の蓄積容量を、1回の露光によつて各光
電変換部にて得られる電荷量よりも多くし、 各光電変換部にて得られる電荷を、複数回に分けて上記
垂直転送部に掃き出すとともに上記水平転送部からの掃
き出しに間に合うように上記垂直転送部から各積分器に
高速で転送するようにしたことを特徴とする固体撮像素
子。
(1) An imager section that has a photoelectric conversion section that photoelectrically converts imaging light corresponding to each pixel and a vertical transfer section that transfers charges from the photoelectric conversion section to this, and each photoelectric conversion that is transferred from this imager section. It is equipped with an integrator for temporarily accumulating the charge from the integrator, a vertical register and a horizontal transfer section for outputting the charge swept out from the integrator as a video signal, and the area occupied by the vertical transfer section in the imager section is Each photoelectric conversion section is formed sufficiently small compared to the area occupied by the conversion section, and the storage capacity of each of the integrators is made larger than the amount of charge obtained in each photoelectric conversion section by one exposure. The charge obtained in is swept out to the vertical transfer section in multiple steps, and is also transferred at high speed from the vertical transfer section to each integrator in time for the charge to be swept out from the horizontal transfer section. solid-state image sensor.
(2)各画素に対応して撮像光を光電変換する光電変換
部とこれに光電変換部からの電荷を転送する垂直転送部
とを有するイメージャ部と、 このイメージャ部から転送される各光電変換部からの電
荷を一旦蓄積する積分器と、 これら積分器から掃き出される電荷を映像信号として出
力するための垂直レジスタと水平転送部とを備え、 上記イメージャ部における垂直転送部の占有面積を光電
変換部の占有面積に比して十分小さく形成するとともに
、上記各積分器の蓄積容量を、1回の露光によつて各光
電変換部にて得られる電荷量よりも多くし、 各光電変換部にて得られる電荷を、複数回に分けて上記
垂直転送部に掃き出すとともに上記水平転送部からの掃
き出しに間に合うように上記垂直転送部から各積分器に
高速で転送するようにした固体撮像素子の駆動方式であ
つて、 上記各光電変換部から複数回に分けて掃き出される電荷
を任意に間引くことにより感度を可変し得るようにした
ことを特徴とする固体撮像素子の駆動方式。
(2) An imager section having a photoelectric conversion section that photoelectrically converts imaging light corresponding to each pixel and a vertical transfer section that transfers charges from the photoelectric conversion section to the photoelectric conversion section, and each photoelectric conversion section transferred from this imager section. It is equipped with an integrator for temporarily accumulating the charge from the integrator, a vertical register and a horizontal transfer section for outputting the charge swept out from the integrator as a video signal, and the area occupied by the vertical transfer section in the imager section is Each photoelectric conversion section is formed sufficiently small compared to the area occupied by the conversion section, and the storage capacity of each of the integrators is made larger than the amount of charge obtained in each photoelectric conversion section by one exposure. The solid-state image sensing device is configured to sweep out the charge obtained in the step to the vertical transfer section in a plurality of times and transfer it from the vertical transfer section to each integrator at high speed in time for the charge to be swept out from the horizontal transfer section. What is claimed is: 1. A driving method for a solid-state image sensor, characterized in that the sensitivity can be varied by arbitrarily thinning out charges swept out in multiple steps from each of the photoelectric conversion sections.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0341879A (en) * 1989-07-10 1991-02-22 Matsushita Electron Corp Solid-state image pickup device and its drive method
US11073062B2 (en) 2017-08-18 2021-07-27 Vitesco Technologies GmbH Method for operating an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine which has a three-way pre-catalytic converter and exhaust gas aftertreatment system

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