JPS6355870B2 - - Google Patents

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JPS6355870B2
JPS6355870B2 JP57216391A JP21639182A JPS6355870B2 JP S6355870 B2 JPS6355870 B2 JP S6355870B2 JP 57216391 A JP57216391 A JP 57216391A JP 21639182 A JP21639182 A JP 21639182A JP S6355870 B2 JPS6355870 B2 JP S6355870B2
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JP
Japan
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section
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readout
cells
reading
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JP57216391A
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Japanese (ja)
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JPS59106148A (en
Inventor
Takao Kinoshita
Shinji Sakai
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Priority to GB08332366A priority patent/GB2134347B/en
Priority to NL8304202A priority patent/NL192285C/en
Priority to DE19833344090 priority patent/DE3344090A1/en
Priority to DE3348327A priority patent/DE3348327C2/de
Priority to FR838319582A priority patent/FR2537369B1/en
Publication of JPS59106148A publication Critical patent/JPS59106148A/en
Priority to GB08704369A priority patent/GB2186151B/en
Publication of JPS6355870B2 publication Critical patent/JPS6355870B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers
    • H01L27/14868CCD or CID colour imagers

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、固体撮像装置、特に、カラー撮像信
号を得るのに好適な固体撮像装置及び該固体撮像
装置を用いたカメラに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid-state imaging device, and particularly to a solid-state imaging device suitable for obtaining color imaging signals, and a camera using the solid-state imaging device.

(従来技術) 従来、固体撮像素子を1つ若しくは2つ用いて
3色以上の色信号によるカラー撮像信号を得る場
合にはストライプ状若しくはモザイク状のカラー
フイルタ等の色分離の為の光学部材を介して撮像
素子の撮像部に光を受ける事によつて、各色に対
応した電気情報を各画素に形成し、この各画素の
電気情報を共通の転送路を介して時系列的に読み
出す様に構成している。
(Prior art) Conventionally, when obtaining color imaging signals using one or two solid-state imaging devices with color signals of three or more colors, optical members for color separation such as striped or mosaic color filters have been used. Electrical information corresponding to each color is formed in each pixel by receiving light into the imaging part of the image sensor through the image sensor, and the electrical information of each pixel is read out in time series via a common transfer path. It consists of

第1図は、従来から知られている固体撮像素子
の一例を示すもので、フレームトランスフアー型
(FT)CCD(Charge Coupled Device)について
示すものである。
FIG. 1 shows an example of a conventionally known solid-state image sensor, and shows a frame transfer type (FT) CCD (Charge Coupled Device).

1は撮像部であつて複数の光電変換用の画素の
行及び列に沿つた配列により構成されている。2
はメモリー部であつて撮像部1の各画素の電荷情
報を夫々記憶する為の部分である。3は読み出し
用の転送路としての水平シフトレジスタであつ
て、メモリー部2の情報を1水平ラインずつ取り
込み、そしてこのライン情報を水平方向に転送す
る事により点順次の信号を得る。
Reference numeral 1 denotes an imaging section, which is composed of a plurality of pixels for photoelectric conversion arranged along rows and columns. 2
is a memory section, which is a section for storing charge information of each pixel of the imaging section 1, respectively. Reference numeral 3 denotes a horizontal shift register as a transfer path for reading, which takes in information from the memory section 2 one horizontal line at a time and transfers this line information in the horizontal direction to obtain a dot-sequential signal.

従つて、例えば、第2図の様な色分離用のスト
ライプ状のカラーフイルターを撮像部1の前面に
設け、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色フイルタ
部のピツチを前記撮像部1の各画素ピツチに一致
させれば、各列の画素は各色に対応した信号を形
成するので、水平シフトレジスタ3からは点順次
の色信号が得られる。
Therefore, for example, a striped color filter for color separation as shown in FIG. If the pitch of each pixel of the image pickup unit 1 is matched, the pixels of each column will form a signal corresponding to each color, so that a dot-sequential color signal can be obtained from the horizontal shift register 3.

この様にして得られた各色信号は第3図に示す
ような信号処理系により、例えば、NTSC信号に
変換される。
Each color signal obtained in this manner is converted into, for example, an NTSC signal by a signal processing system as shown in FIG.

即ち、CCDのアンプ4から出力される点順次
撮像出力信号は先ず3個のサンプルホールド回路
5〜7から成る信号分離回路8において各色信号
がサンプルホールドされて、赤色信号ER、緑色
信号EG、及び青色信号EBに分離される。各色信
号ER,EG,EBは夫々可変利得アンプ9〜11
においてレベル調整されてホワイトバランスがコ
ントロールされる。そして、レベル調整された各
色信号はクランプ回路、γ補正回路、アパーチヤ
ー補正回路等を含むプロセス回路12〜14にお
いて夫々処理された後、マトリクス回路15にお
いて輝度信号と色差信号に変換され、エンコーダ
ー16によつて、例えば、NTSC信号に変換され
る。
That is, the point-sequential imaging output signal output from the CCD amplifier 4 is first sampled and held for each color signal in a signal separation circuit 8 consisting of three sample-and-hold circuits 5 to 7, and then converted into a red signal ER, a green signal EG, and a green signal EG. Separated into blue signal EB. Each color signal ER, EG, EB is variable gain amplifier 9 to 11 respectively.
The level is adjusted and the white balance is controlled. Each level-adjusted color signal is processed in process circuits 12 to 14 including a clamp circuit, a γ correction circuit, an aperture correction circuit, etc., and then converted into a luminance signal and a color difference signal in a matrix circuit 15, and sent to an encoder 16. Therefore, it is converted into, for example, an NTSC signal.

この様な構成にすると、先ず水平シフトレジス
タ3は3原色を順次読み出す事になるので、各々
3.58MHzのキヤリアに乗せて読み出す為には
3.58MHz×3=10.74MHzのクロツクで駆動しな
ければならないことになるが、しかし、クロツク
周波数を高くすると転送効率が低下するのと、消
費電力が大になる為、水平シフトレジスタの画素
数、即ち、撮像部1の水平方向の画素数を増大す
る場合の障害となつていた。
With this configuration, the horizontal shift register 3 will first read out the three primary colors in sequence, so each
To read out on a 3.58MHz carrier
This means that it must be driven with a clock of 3.58MHz x 3 = 10.74MHz, but increasing the clock frequency lowers the transfer efficiency and increases power consumption, so the number of pixels in the horizontal shift register, That is, this has become an obstacle when increasing the number of pixels in the horizontal direction of the imaging section 1.

(目的) 本発明はこの様な従来の固体撮像素子の欠点を
解消し得る改善されたカラー撮像に好適な固体撮
像装置及びカメラを提供する事を目的としたもの
である。
(Objective) It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device and camera suitable for improved color imaging that can overcome the drawbacks of conventional solid-state imaging devices.

本発明の他の目的は色信号を良好に分離して直
接的に得る事の出来る固体撮像装置及びカメラを
提供する事にある。
Another object of the present invention is to provide a solid-state imaging device and a camera that can separate color signals well and directly obtain them.

本発明の他の目的はノイズの少ない、又、水平
レジスタを低速駆動し得る、従つて転送効率の良
い固体撮像装置及びカメラを提供する事にある。
Another object of the present invention is to provide a solid-state imaging device and camera that have less noise, can drive horizontal registers at low speed, and have high transfer efficiency.

(実施例) 以下実施例に基づき本発明を詳細に説明する。(Example) The present invention will be described in detail below based on Examples.

第4図は本発明に係る固体撮像素子の構成の一
例を示す図で、撮像部の前面には第2図の様な色
分離のためのカラーストライプフイルタが貼付け
られる。31〜33は夫々水平シフトレジスタ、
51〜53は本発明に従つて水平シフトレジスタ
31〜33での電荷の水平転送時に各水平レジス
タ31,32,33を夫々他のものに対してアイ
ソレートする為に各水平レジスタ31,32,3
3に対して附設された制御可能なアイソレート
部、17はメモリー部2と3つの水平シフトレジ
スタ31〜33との間に設けられ、メモリー部2
の最終の1水平ラインの中に含まれる3色の情報
毎に異なる時間差を与えることによりこの3色の
情報を3つの水平シフトレジスタ31〜33の夫々
に振り分けて入力させる為のいわば、電荷の並列
−直列変換を行う遅延手段としての分離入力部、
41〜43は夫々電荷電圧変換アンプである。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a solid-state imaging device according to the present invention, in which a color stripe filter for color separation as shown in FIG. 2 is attached to the front surface of the imaging section. 31 to 33 are horizontal shift registers, respectively;
51-53 are horizontal registers 31, 32, 33 for isolating each horizontal register 31, 32, 33 from each other during horizontal charge transfer in the horizontal shift registers 31-33 according to the present invention. 3
A controllable isolation section 17 attached to the memory section 3 is provided between the memory section 2 and the three horizontal shift registers 31 to 33.
By giving a different time difference to each of the three color information included in the last horizontal line, the three color information is distributed and inputted to each of the three horizontal shift registers 31 to 33. a separate input section as a delay means for performing parallel-to-serial conversion;
41 to 43 are charge voltage conversion amplifiers, respectively.

この様に本実施例では読み出し用の転送路とし
ての水平シフトレジスタを得ようとする色信号の
種類に応じて3本31〜33設け、各色に対応し
た電荷を夫々に専用の水平シフトレジスタ31,
32,33に振り分けて入力して、読み出す様に
構成している。
In this way, in this embodiment, three horizontal shift registers 31 to 33 are provided depending on the type of color signal to be obtained as a transfer path for reading, and charges corresponding to each color are transferred to a dedicated horizontal shift register 31. ,
The configuration is such that the input data is divided into 32 and 33 and read out.

従つて、各色の信号は各水平レジスタ31,3
2,33で実質的にサンプリングされ、アンプ4
1,42,43からは各色信号が夫々分離されて
出力される。
Therefore, each color signal is sent to each horizontal register 31, 3.
2,33, and the amplifier 4
Each color signal is separated and outputted from 1, 42, and 43, respectively.

尚、本実施例の撮像素子の最下端部、即ち、水
平シフトレジスタ31の下側に隣接した電荷クリ
アゲートCLを介して電荷クリアドレインCDが設
けられており、ドレインCDには電源レベルが接
続されている。
Note that a charge clear drain CD is provided at the lowest end of the image sensor of this embodiment, that is, below the horizontal shift register 31 via an adjacent charge clear gate CL, and a power supply level is connected to the drain CD. has been done.

次に第5図は第4図示の撮像素子の要部の電極
構成を示すものであつて、図ではメモリー部2の
下端以下、3本の水平シフトレジスタ31〜33
までの部分が示されている。
Next, FIG. 5 shows the electrode configuration of the main part of the image sensor shown in FIG.
The parts up to are shown.

図中、斜線部はチヤネルストツプであり、CE
はクリアゲートCLの電極、31E〜33Eは
夫々水平シフトレジスタ31〜33の各転送電
極、51E〜53Eは夫々アイソレート部51〜
53の各制御電極、17Eは分離入力部17の転
送電極、2Eはメモリー部2の転送電極である。
尚、各水平シフトレジスタ31,32,33の転
送電極31E,32E,33Eは図示の如く各水
平レジスタ31,32,33中で分離して形成さ
れているが、勿論、これらはAl基等、周知の手
段により各水平レジスタ31,32,33毎に共
通接続されているものである。
In the diagram, the shaded area is the channel stop, and the CE
31E to 33E are the electrodes of the clear gate CL, 31E to 33E are the transfer electrodes of the horizontal shift registers 31 to 33, respectively, and 51E to 53E are the isolation parts 51 to 53E, respectively.
53 control electrodes, 17E a transfer electrode of the separation input section 17, and 2E a transfer electrode of the memory section 2.
Incidentally, the transfer electrodes 31E, 32E, 33E of each horizontal shift register 31, 32, 33 are formed separately in each horizontal register 31, 32, 33 as shown in the figure, but of course these are made of Al-based, etc. The horizontal registers 31, 32, and 33 are commonly connected by well-known means.

尚、本実施例では1相駆動で転送するように構
成されているがこれは2相でも3相でも更には4
相でも差し支えない。
In this embodiment, the configuration is such that the transfer is performed by one phase drive, but this may be 2-phase, 3-phase, or even 4-phase drive.
Even phase is fine.

図中、A,B,C,Dで示した部分の1組を以
つて単位セルを構成しており、A〜Dの各部分の
電位をP(A)〜P(D)と表わすものとすれば、P(A)>
P(B)となる様にイオン注入等により仮想電極
(Virtual Phase)が形成されており、電位レベ
ルが固定されている。又、各電送電極下の部分
C,Dの電位は常にP(C)>P(D)となる様に、矢張
り設定されており、各電極にロウレベルの電位が
印加された時にはP(A)>P(B)>P(C)>P(D)とな
り、ロウレベルの電位が加わつた時にはP(C)>P
(D)>P(A)>P(B)となる様に構成されている。因み
に、ポテンシヤルで表わせば、電位P(A)〜P(D)の
場合とは逆の関係となる。
In the figure, one set of parts indicated by A, B, C, and D constitutes a unit cell, and the potentials of each part of A to D are expressed as P(A) to P(D). Then, P(A)>
A virtual electrode (Virtual Phase) is formed by ion implantation or the like so as to be P(B), and the potential level is fixed. In addition, the potentials of parts C and D under each transmission electrode are set so that P(C)>P(D) is always maintained, and when a low level potential is applied to each electrode, P(A )>P(B)>P(C)>P(D), and when a low level potential is applied, P(C)>P
It is configured so that (D)>P(A)>P(B). Incidentally, if expressed in terms of potential, the relationship is opposite to that of the potentials P(A) to P(D).

尚、φ1〜φ3は電極31E〜33Eに印加され
るクロツクパルス、φTは電極17E,51E〜
53E及びCEに印加されるクロツクパルス、φS
は電極2Eに印加されるクロツクパルスである。
Note that φ1 to φ3 are clock pulses applied to the electrodes 31E to 33E, and φT is the clock pulse applied to the electrodes 17E, 51E to
Clock pulse applied to 53E and CE, φS
is the clock pulse applied to electrode 2E.

第6図a及びbは夫々垂直転送のクロツクタイ
ミング及び水平転送のタイミングを示すものであ
る。
FIGS. 6a and 6b show the clock timing for vertical transfer and the timing for horizontal transfer, respectively.

又、第7図は前述の本発明に係る撮像素子の一
実施例を用いたカラー撮像システムカメラの概略
を示すブロツク図で、18は制御手段としてのド
ライバーであつて、第6図a及びbに示す如きク
ロツクパルスφI,φS,φT,φ1〜φ3を供給する。
尚、φIは撮像部1の電極に印加されるクロツク
パルスである。19は基準信号発生器である。図
からも明らかな如く、本構成では各色情報を分離
する為のサンプルホールド回路が省略され簡単な
構成となつている。
Further, FIG. 7 is a block diagram schematically showing a color imaging system camera using an embodiment of the image sensor according to the present invention, in which 18 is a driver as a control means, and FIGS. Clock pulses φI, φS, φT, φ1 to φ3 as shown in FIG.
Note that φI is a clock pulse applied to the electrode of the imaging section 1. 19 is a reference signal generator. As is clear from the figure, in this configuration, a sample and hold circuit for separating each color information is omitted, resulting in a simple configuration.

尚、図中第3図と同じ符番のものは同じ回路要
素を示し、回路9〜16により映像信号を形成す
る為の信号処理手段が構成されている。
Note that the same reference numerals as in FIG. 3 indicate the same circuit elements, and circuits 9 to 16 constitute a signal processing means for forming a video signal.

第5図に示した構成の動作について説明する
と、第6図aの如く、電荷の、撮像部1からメモ
リー部2への垂直転送の際は垂直同期信号V.
SYNCにほぼ同期して、期間t1〜t2の間にクロツ
クパルスφI,φS,φTとして、互いに同期したほ
ぼ同位相のクロツクパルス(但し、図示の如く、
クロツクパルスφSだけは他のクロツクパルスに
対して若干先行している。)を少なくとも撮像部
1の垂直画素数と同じ数だけ供給する事により、
メモリー部2に残つていた電荷をアイソレート部
51〜53、水平レジスタ31〜33、クリアゲ
ートCLを通じてクリアドレインCDに捨てると共
に、撮像部1の電荷をメモリー部2に移送し、記
憶する。その後、第6図bに示す如く、時刻t3
降においてメモリー部2の最終行の蓄積電荷情報
を1ラインずつクロツクパルスφsによりシフト
すると共にクロツクパルスφTを図示の如く供給
する事により水平方向の情報を分離入力部17及
びアイソレータ51〜53及び3本の水平シフト
レジスタ31〜33の夫々に3画素毎に振り分け
て入力し、更に、時刻t4以降に各水平レジスタ3
1,32,33にクロツクパルスφ1,φ2,φ3
図示の如く附与する事によりその情報を順次読み
出す。
To explain the operation of the configuration shown in FIG. 5, as shown in FIG. 6a, when charges are vertically transferred from the imaging section 1 to the memory section 2, the vertical synchronizing signal V.
Almost in synchronization with SYNC, clock pulses φI, φS, and φT are used as clock pulses φI, φS, and φT during the period t 1 to t 2 (however, as shown in the figure,
Only the clock pulse φS is slightly ahead of the other clock pulses. ) by supplying at least the same number of vertical pixels as the imaging unit 1,
The charges remaining in the memory section 2 are discarded to the clear drain CD through the isolation sections 51 to 53, the horizontal registers 31 to 33, and the clear gate CL, and the charges in the imaging section 1 are transferred to the memory section 2 and stored therein. Thereafter, as shown in FIG. 6b, from time t3 onwards, the accumulated charge information in the last row of the memory section 2 is shifted line by line by the clock pulse φs, and the horizontal information is changed by supplying the clock pulse φT as shown. The input is distributed to each of three pixels to the separation input section 17, the isolators 51 to 53, and the three horizontal shift registers 31 to 33, and furthermore, after time t4 , each horizontal register 3
By applying clock pulses φ 1 , φ 2 and φ 3 to 1, 32 and 33 as shown in the figure, the information is sequentially read out.

ここで、特に時刻t3〜t4間の動作、即ち、メモ
リー部2の最終の1ラインの情報を分離入力部1
7及びアイソレート部51〜53を通じて3本の
水平シフトレジスタ31〜33の夫々に適宜振り
分けて入力する際の動作について第5図及び第6
図bを参照し乍ら詳しく説明する。尚、簡単の
為、第5図中、,,及びで示すメモリー部
2の3つの列に於ける電荷情報の移動についての
み説明するが、もとより、同様の動作が他の各組
(3列1組)の各列に於いても同時に惹起されて
いるものである事は言う迄もない。
Here, in particular, the operation between times t 3 and t 4 , that is, the information of the last one line of the memory section 2 is transmitted to the separated input section 1.
5 and 6 regarding the operation when appropriately distributing and inputting to each of the three horizontal shift registers 31 to 33 through the isolation sections 51 to 53.
This will be explained in detail with reference to FIG. b. For the sake of simplicity, only the movement of charge information in the three columns of the memory unit 2 shown by and in FIG. It goes without saying that each row of the group (group) is evoked at the same time.

先ず、水平同期信号H.SYNCにほぼ同期して
時刻t3に於てクロツクパルスφTがハイになると、
メモリー部2の最終の1ライン中の116,11
7,118の部分に蓄積されていた電荷が夫々分
離入力部17中の111,114,115で示す
部分に移動し、その後、このクロツクパルスφT
がロウになると、これら111,114,115
の部分に移つた電荷は更に夫々110,113,
106で示す部分に移動する。次いで、2つ目
の、クロツクパルスφTが附与されると、分離入
力部17の106の部分にあつた電荷、即ち、当
初、メモリー部2のIで示す列の118の部分に
蓄積されていた電荷がアイソレート部53の10
5で示す部分を通じて水平レジスタ33の104
で示す部分に移動し、また、この時、分離入力部
17の111,114の部分にあつた電荷が夫々
109,112で示す部分を通じて108,10
6で示す部分に移動する。次いで、3つ目のクロ
ツクパルスφTが附与されると、水平レジスタ3
3の104の部分にあつた電荷がアイソレート部
52の103で示す部分を通じて水平レジスタ3
2の102で示す部分に移動すると共に、分離入
力部17の106の部分にあつた電荷、即ち、当
初、メモリー部2ので示す列の117の部分に
蓄積されていた電荷がアイソレート部分53の1
05で示す部分を通じて水平レジスタ33の10
4で示す部分に移動し、また、この時、分離入力
部17の108の部分にあつた電荷が107で示
す部分を通じて106で示す部分に移動する。次
いで4つ目のクロツクパルスφTが附与されると、
水平レジスタ32の102の部分にあつた電荷が
アイソレート部51の101で示す部分を通じて
水平レジスタ31の100で示す部分に移動し、
ここで蓄積されると共に、水平レジスタ33の1
04の部分にあつた電荷がアイソレート部52の
103の部分を通じて水平レジスタ32の102
の部分に移動し、ここで蓄積され、そして、この
時、分離入力部17の106の部分にあつた電
荷、即ち、当初、メモリー部2ので示す列の1
16の部分に蓄積されていた電荷がアイソレート
部53の105で示す部分を通じて水平レジスタ
33の104の部分に移動し、ここで蓄積され
る。
First, when the clock pulse φT goes high at time t3 almost in synchronization with the horizontal synchronization signal H.SYNC,
116, 11 in the last line of memory section 2
The charges accumulated in the portions 7 and 118 move to the portions 111, 114, and 115 in the separate input section 17, respectively, and then this clock pulse φT
When becomes low, these 111, 114, 115
The charges transferred to the parts are 110, 113, and 110, respectively.
Move to the part indicated by 106. Next, when the second clock pulse φT is applied, the electric charge present at the section 106 of the separation input section 17, that is, the charge that was initially accumulated at the section 118 of the column indicated by I in the memory section 2 is changed. The charge is 10 in the isolation section 53.
104 of the horizontal register 33 through the part indicated by 5.
At this time, the electric charges that were present at the portions 111 and 114 of the separation input section 17 are transferred to the portions 108 and 10 through the portions 109 and 112, respectively.
Move to the part indicated by 6. Next, when the third clock pulse φT is applied, the horizontal register 3
3, the electric charge applied to the portion 104 of the horizontal register 3 passes through the portion 103 of the isolated portion 52.
At the same time, the charge in the part 106 of the separation input section 17, that is, the charge that was initially stored in the part 117 in the column shown in the memory part 2, moves to the part 102 in the isolated part 53. 1
10 of the horizontal register 33 through the part indicated by 05.
4, and at this time, the charge that was present at the portion 108 of the separation input section 17 moves through the portion 107 to the portion 106. Then, when the fourth clock pulse φT is applied,
The charge that was in the part 102 of the horizontal register 32 moves to the part shown by 100 of the horizontal register 31 through the part shown by 101 of the isolation section 51,
It is accumulated here, and 1 of the horizontal register 33 is stored.
The electric charge that was on the part 04 passes through the part 103 of the isolation section 52 to the part 102 of the horizontal register 32.
, and is accumulated there, and at this time, the charge that was in the part 106 of the separation input section 17, that is, the charge initially in the column 1 of the memory section 2 shown by
The charge stored in the portion 16 moves to the portion 104 of the horizontal register 33 through the portion 105 of the isolation section 53, and is accumulated there.

以上の様にして、メモリー部2の最終の1ライ
ンに蓄積されていた電荷は分離入力部17を介す
る事により列,,の各グループ毎に専用の
水平シフトレジスタ31〜33に夫々分配されて
入力される。従つて例えばR,G,Bのストライ
プフイルターを、列のグループがR、列のグ
ループがG、列のグループがBにに対応するよ
う貼付けると、水平レジスタ31にはR、水平レ
ジスタ32にはG、水平レジスタ33にはBに対
応した電荷が蓄積される。
As described above, the charges accumulated in the last line of the memory section 2 are distributed to the dedicated horizontal shift registers 31 to 33 for each group of columns, . . . via the separation input section 17. is input. Therefore, for example, if you paste R, G, and B stripe filters so that the column group corresponds to R, the column group to G, and the column group to B, the horizontal register 31 will have R, and the horizontal register 32 will have R, G, and B stripe filters. is G, and charges corresponding to B are accumulated in the horizontal register 33.

その後、時刻t4以降に各水平レジスタ31,3
2,33に入力された電荷が夫々クロツクパルス
φ1〜φ2を附与されることにより読み出されてい
くが、この時、クロツクパルスφTがロウに維持
されるためにアイソレート部51〜53は何れも
バリアとして機能し、従つて、各水平レジスタ3
1,32,33での電荷の水平転送に際し、各水
平レジスタ31,32,33間での電荷の混入が
良好に防止される様になる。
After that, after time t4 , each horizontal register 31, 3
The charges input to the circuits 2 and 33 are read out by applying clock pulses φ 1 to φ 2 , respectively. At this time, since the clock pulse φT is maintained low, the isolation parts 51 to 53 are Each horizontal register 3 functions as a barrier, and therefore each horizontal register 3
When the charges are horizontally transferred in the registers 1, 32, and 33, the mixing of charges between the horizontal registers 31, 32, and 33 can be effectively prevented.

そこで、水平レジスタ31〜33を通じてのメ
モリー部2の1水平ライン分の電荷の読み出しが
終了すると、第6図bに示す様に、メモリー部2
に対してクロツクパルスφSが附与されて、各水
平ラインの蓄積電荷が1水平ライン分、垂直方向
に移動する事により最終の1ラインに新たな電荷
が取り込まれ、しかる後、上述の時刻t3〜t4間の
動作が行われる事によりこの新たな1ライン分の
蓄積電荷が水平レジスタ31〜33に分配して入
力される。
Therefore, when the reading of charges for one horizontal line of the memory section 2 through the horizontal registers 31 to 33 is completed, as shown in FIG. 6b, the memory section 2
A clock pulse φS is applied to the clock pulse φS, and the accumulated charge in each horizontal line is moved vertically by one horizontal line, thereby introducing a new charge into the last line, and then at the above-mentioned time t3. By performing the operation between t4 and t4 , the accumulated charges for one new line are distributed and input to the horizontal registers 31 to 33.

以上の様な動作を繰り返し行う事によりメモリ
ー部2の全てのラインの蓄積電荷が各色毎に分離
されて読み出される様になる(第6図bのOUT
1〜OUT3)。
By repeating the above operations, the accumulated charges in all lines of the memory section 2 can be read out separately for each color (see OUT in Figure 6b).
1~OUT3).

尚、上記実施例では水平レジスタ31〜33に
於ける入力電荷の水平転送に際し、、第6図bに
示す如く、各レジスタ31,32,33に対する
クロツクパルスφ1,φ2,φ3の位相を異ならしめ
て3色の信号が異なつた位相で得られる様にして
いるが、もとより、この時のクロツクパルスφ1
〜φ3の位相をそろえて、3色の信号が同相で得
られる様にしても良いものであり、後の信号処理
との関係で3色の信号の読み出し方は任意に選択
出来るものである。
In the above embodiment, when the input charges are horizontally transferred to the horizontal registers 31 to 33, the phases of the clock pulses φ 1 , φ 2 , and φ 3 to each register 31 , 32 , and 33 are adjusted as shown in FIG. 6b. This is done so that the three color signals can be obtained at different phases, but the clock pulse φ 1
It is also possible to align the phases of ~φ 3 so that the three color signals are obtained in the same phase, and the method of reading out the three color signals can be arbitrarily selected in relation to the later signal processing. .

さて、以上に説明した実施例にあつては、撮像
部1の1水平ライン分の情報を3分割して夫々を
3本の水平レジスタ31〜33の夫々で分担して
読み出すものであるから、撮像部1の水平方向の
画素数に対し水平レジスタ31〜33の各構成ビ
ツト数は大略1/3で済み、従つて、夫々に附与す
べきクロツクパルスφ1〜φ3の周波数を大略1/3に
出来る事になり、これにより省電力化と共に、ノ
イズの低減、転送効率の向上が可能となり、且
つ、アイソレート部51〜53により電荷の水平
転送時の各水平レジスタ31,32,33間での
電荷の混入等も防止され、良好な読み出し信号が
得られる。
Now, in the embodiment described above, the information for one horizontal line of the imaging section 1 is divided into three parts and each part is read out by each of the three horizontal registers 31 to 33. The number of bits constituting each of the horizontal registers 31 to 33 is approximately 1/3 of the number of pixels in the horizontal direction of the imaging section 1. Therefore, the frequency of the clock pulses φ 1 to φ 3 to be applied to each can be reduced to approximately 1/3. 3, which makes it possible to save power, reduce noise, and improve transfer efficiency.In addition, the isolation sections 51 to 53 allow the isolation between each horizontal register 31, 32, and 33 during horizontal charge transfer. This also prevents charge from being mixed in, and a good read signal can be obtained.

尚、実施例としてはフレームトランスフアー型
CCDについてのみ述べたが、インターライン型
のCCDやCPD(Charge Priming Device)にも全
く同じように適用しうる事は言うまでもない。
In addition, as an example, a frame transfer type
Although we have only mentioned CCDs, it goes without saying that it can be applied to interline CCDs and CPDs (Charge Priming Devices) in exactly the same way.

又、水平シフトレジスタは色分離フイルター等
の色分離の為の光学部材により分離された各色に
ついての電荷を夫々別々に取り込んで読み出す為
のものであつて、色分離フイルターとしては補色
フイルタ等の組み合わせを用いても良いことは言
うまでもない。又、ストライプ状のカラーフイル
ターでなくてモザイク状のカラーフイルターであ
つても良い。
In addition, the horizontal shift register is used to separately capture and read out charges for each color separated by an optical member for color separation such as a color separation filter, and the color separation filter may be a combination of complementary color filters, etc. It goes without saying that you may also use . Further, instead of a striped color filter, a mosaic color filter may be used.

又、水平レジスタは3本でなくても2本にし、
色信号を分離して各水平レジスタに収納するだけ
でも水平レジスタに対するクロツクパルスのクロ
ツク周波数を半分に出来るものである。勿論色分
離光学部材による分離色が3色以上あればそれに
応じて水平レジスタを3本以上にしても良い。
Also, use two horizontal registers instead of three,
By simply separating the color signals and storing them in each horizontal register, the clock frequency of the clock pulses for the horizontal registers can be halved. Of course, if there are three or more colors separated by the color separation optical member, the number of horizontal registers may be three or more accordingly.

又、本実施例では不要電荷クリアの為にクリア
ドレインCDやクリアゲートCLを設けたが、これ
らがなくても色情報の分離は可能である。尚、水
平レジスタ31〜33に対する分離入力部17は
ゲート電極により構成しても良い。
Further, in this embodiment, a clear drain CD and a clear gate CL are provided to clear unnecessary charges, but color information can be separated even without these. Incidentally, the separate input section 17 for the horizontal registers 31 to 33 may be constituted by a gate electrode.

(効果) 本発明の固体撮像装置及びカメラによれば各色
信号を分離する為のサンプルホールド回路が不要
若しくは極めて簡素化されるので信号処理系の構
成が簡略化され、しかも、各色情報を読み出す際
の各色情報間での混合の問題も十分に回避され
て、良好な色情報を得る事が出来る様になる。
又、各水平読み出し部の読み出しクロツク周波数
を大幅に低減する事が出来るので撮像部での水平
方向の画素数を増大しても転送効率を良好に保持
出来、又、ノイズを低減化出来ると共に、省電力
化も図れる等、多くの効果を奏する。
(Effects) According to the solid-state imaging device and camera of the present invention, the sample and hold circuit for separating each color signal is unnecessary or extremely simplified, so the configuration of the signal processing system is simplified, and moreover, when reading out each color information, The problem of mixing between each color information is also sufficiently avoided, making it possible to obtain good color information.
In addition, the readout clock frequency of each horizontal readout section can be significantly reduced, so even if the number of pixels in the horizontal direction in the imaging section is increased, transfer efficiency can be maintained well, and noise can be reduced as well. It has many effects such as power saving.

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

第1図は従来のフレームトランスフアー型
CCDの構成図、第2図はストライプ状カラーフ
イルターの例を示す図、第3図は従来のカラー撮
像信号の処理系の構成例を示す図、第4図は本発
明に係る固体撮像素子の一実施例を示す図、第5
図は第4図示素子の要部の構成図、第6図a及び
bは夫々該素子の垂直転送タイミング及び水平転
送タイミングを示す図、第7図は前記素子を用い
たカラー撮像システムの構成の一例を示す図であ
る。 1……撮像部、2……メモリー部、17……分
離入力部、31〜33……読み出し部(水平シフ
トレジスタ)、51〜53……アイソレート部、
41〜43……出力アンプ。
Figure 1 shows the conventional frame transfer type
A configuration diagram of a CCD, FIG. 2 is a diagram showing an example of a striped color filter, FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of a conventional color imaging signal processing system, and FIG. 4 is a diagram of a solid-state imaging device according to the present invention. Figure 5 showing one embodiment
Figure 4 shows the configuration of the main parts of the element shown in Figure 4, Figures 6a and b are diagrams showing the vertical transfer timing and horizontal transfer timing of the element, respectively, and Figure 7 shows the configuration of a color imaging system using the element. It is a figure showing an example. 1... Imaging section, 2... Memory section, 17... Separation input section, 31-33... Readout section (horizontal shift register), 51-53... Isolation section,
41-43... Output amplifier.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 入射光を受光することにより少なくとも1行
分の電気的情報を形成蓄積する行方向に並んだn
(n:整数)個のセルを有する撮像蓄積部と、該
撮像蓄積部で形成された電気的情報を読み出す為
の夫々n/m(mはnより小さい整数)個のセル
を有するm行の読み出し部と、各読み出し部を選
択的に分離する為のアイソレート部と、該撮像蓄
積部で形成された所定の1行分の電気的情報をm
個の情報毎に点順次化して前記読み出し部の各セ
ルに入力する為に前記撮像蓄積部と前記読み出し
部の間に設けられ、前記m個のセルの情報毎に異
る時間差を与える遅延手段と、該遅延手段により
夫々異る時間差を与えられた前記n個のセルの情
報を前記m個のセルの情報毎に共通に前記遅延手
段に隣り合う読み出し部に入力する為の転送路
と、該転送路を介して入力された情報を他の読み
出し部に順次転送する際前記アイソレート部を該
転送に連動して駆動し、前記各読み出し部への転
送が終了した後、各読み出し部から情報を読み出
す際各読み出し部を分離するようアイソレート部
を駆動する駆動手段と、を有する固体撮像装置。 2 光学像を形成する光学系と、該光学系により
形成された光学像に相当した少なくとも1行分の
電気的情報を形成蓄積する行方向に並んだn
(n:整数)個のセルを有する撮像蓄積部と、該
撮像蓄積部で形成された電気的情報を読み出す為
の夫々n/m(mはnより小さい整数)個のセル
を有するm行の読み出し部と、各読み出し部を選
択的に分離する為のアイソレート部と、該撮像蓄
積部で形成された所定の1行分の電気的情報をm
個の情報毎に点順次化して前記読み出し部の各セ
ルに入力する為に前記撮像蓄積部と前記読み出し
部の間に設けられ、前記m個のセルの情報毎に異
る時間差を与える遅延手段と、該遅延手段により
夫々異る時間差を与えられた前記n個のセルの情
報を前記m個のセルの情報毎に共通に前記遅延手
段に隣り合う読み出し部に入力する為の転送路
と、該転送路を介して入力された情報を他の読み
出し部に順次転送する際前記アイソレート部を該
転送に連動して駆動し、前記各読み出し部への転
送が終了した後、各読み出し部から情報を読み出
す際各読み出し部を分離するようアイソレート部
を駆動する駆動手段と、を有する固体撮像装置
と、前記複数の読み出し部を介して読み出された
信号を用いて映像信号を形成する信号処理手段
と、を有するカメラ。
[Claims] 1. n arranged in the row direction that forms and accumulates electrical information for at least one row by receiving incident light.
(n: an integer) cells, and m rows each having n/m (m is an integer smaller than n) cells for reading electrical information formed in the image storage section. A readout section, an isolation section for selectively separating each readout section, and a predetermined line of electrical information formed by the image storage section.
A delay means is provided between the image pickup storage section and the readout section in order to convert each piece of information into point sequential data and input it to each cell of the readout section, and provides a different time difference for each piece of information on the m cells. and a transfer path for commonly inputting the information of the n cells given different time differences by the delay means to a reading section adjacent to the delay means for each of the m cells; When the information input via the transfer path is sequentially transferred to other readout sections, the isolation section is driven in conjunction with the transfer, and after the transfer to each readout section is completed, the information is transferred from each readout section. A solid-state imaging device comprising: driving means for driving an isolation section to separate each reading section when reading information. 2. An optical system that forms an optical image, and n arranged in the row direction that forms and accumulates at least one line of electrical information corresponding to the optical image formed by the optical system.
(n: an integer) cells, and m rows each having n/m (m is an integer smaller than n) cells for reading electrical information formed in the image storage section. A readout section, an isolation section for selectively separating each readout section, and a predetermined line of electrical information formed by the image storage section.
A delay means is provided between the image pickup storage section and the readout section in order to convert each piece of information into point sequential data and input it to each cell of the readout section, and provides a different time difference for each piece of information on the m cells. and a transfer path for commonly inputting the information of the n cells given different time differences by the delay means to a reading section adjacent to the delay means for each of the m cells; When the information input via the transfer path is sequentially transferred to other readout sections, the isolation section is driven in conjunction with the transfer, and after the transfer to each readout section is completed, the information is transferred from each readout section. a solid-state imaging device having a driving means for driving an isolation section to separate each reading section when reading information; and a signal for forming a video signal using the signals read out through the plurality of reading sections. A camera having processing means.
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GB08332366A GB2134347B (en) 1982-12-07 1983-12-05 Solid state image pick-up arrangement
NL8304202A NL192285C (en) 1982-12-07 1983-12-06 Image pickup device of the solid-state type.
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DE3348327A DE3348327C2 (en) 1982-12-07 1983-12-06
FR838319582A FR2537369B1 (en) 1982-12-07 1983-12-07 SEMICONDUCTOR IMAGE ANALYZER DEVICE AND ANALYZER SYSTEM USING THE SAME
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JPH0734585B2 (en) * 1988-05-20 1995-04-12 日本ビクター株式会社 CCD solid-state imaging device and method for driving interline CCD solid-state imaging device

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