KR0135728B1 - 고체촬상장치의 구동방법 - Google Patents
고체촬상장치의 구동방법Info
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Abstract
본 발명은, 감광영역의 상하에 필드메모리를 갖추고, 각 필드마다 독립적으로 출력하는 2라인 동시독출형의 고체촬상장치에 있어서, 라인간의 신호출력차를 역제할 수 있는 구동방법을 제공한다.
이를 위해 본 발명에 있어서는, VBL마다 감광영역(1)의 수직방향의 기수번째의 감광화소군과 우수번째의 감광화소군의 신호전하의 수직전송방향을 반전시킨다. 수직전송호(3)를 매개하여 수평전송로(6, 7)로 전송시킨 수직기수화소군과 수직우수화소군의 신호전하를 동일한 검하검출회로 8 또는 9로부터 필드(ODD의 다음에 EVEN 필드)마다 교대로 출력시킴으로써, 전하검출회로간의 출력 변동의 영향을 없앤다.
Description
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 고체촬상장치의 구동방법의 설명도.
제2도는 본 발명의 제1실시예에 따른 고체촬상장치의 개략타이밍도.
제3도는 제2실시예에 따른 고체촬상장치의 구동방법의 설명도.
제4도는 제2실시예에 따른 고체촬상장치의 개략타이밍도.
제5도는 제3실시예에 따른 고체촬상장치의 개략타이밍도.
제6도는 제4실시예에 따른 고체촬상장치의 개략타이밍도.
제7도는 제5실시예에 따른 고체촬상장치의 개략타이밍도.
제8도는 본 발명 및 종래의 고체촬상장치의 단면도.
제9도는 본 발명 및 종래의 고체촬상장치의 단면도.
제10도는 본 발명 및 종래의 고체촬상장치의 단면도.
제11도는 종래의 고체촬상장치의 구동방법의 설명도.
제12도는 종래의 고체촬상장치의 개략타이밍도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 감광영역 2 : 감광화소
3, 31, 32, 33 : 수직전송로 4 : 제1축적영역
5 : 제2축적영역 6 : 제1수평전송로
7 : 제2수평전송로 8 : 제1전하검출회로
9 : 제2전하검출회로 11, 111 : 제1FS펄스
12, 121 : 제2FS펄스 13, 131 :제1필드전송펄스
14, 141 : 제2필드전송펄스 15 : 사이클릭전송펄스
16 : 소출(掃出)전송펄스 17, 171, 18 : 축적전하클리어펄스
[산업상의 이용분야]
본 발명은 고체촬상장치에 관한 것으로, 특히 감광영역에 접하여 필드메모리를 갖추고, 2라인 동시 독출을 행하는 것이 가능한 고체촬상장치의 구동방법에 관한 것이다.
[종래의 기술 및 그 문제점]
전하전송장치를 이용한 고체촬상장치중에서, 예컨대 CCD 에어리어센서는 고해상도를 얻을 수 있어 방송용 CCD, 고화질민생용 CCD, 전자스틸카메라 등에 이용되고 있다. 본 발명에 이용되는 종래 감광영역에 접하여 필드메모리를 갖추고서 2라인 동시 독출을 행하는 것이 가능한 에이리어센서 등의 고체촬상장치의 평면도를 제8도에 나타낸다. 또 제8도에 나타낸 고체왈상장치의 종래의 구동방법의 동작도를 제11도에 나타내고, 그 개략의 타이밍챠트도를 제12도에 나타낸다. 이 고체왈상장치의 감광영역(1)에는 입사광을 광전 변환하여 축적하는 감광화소(2)가 행방향 및 열방향으로 2차원적으로 배치되어 있다. 그리고, 그 2차원적으로 배치된 감광화소군이 구성하는 각 수직감광화소열간에는 수직전송로(3)가 설치되어 있다. 이 수직전송로(3)의 1전송단은 수직 2감광화소로 구성된다.
감광영역(1)의 상하에는 1필드분의 신호전하를 축적할 수 있는 제1축적영역(4)과 제2축적영역(5)이 각각 설치되어 있다. 이 제1축적영역(4)과 제2축적영역(5)에는 각각 복수의 수직전송로(31 및 32)가 배치되어 있고, 각가 감광영역(1)의 수직전송로(3)에 접속되어 있다. 또, 제1축적영역(4)과 제2축적영역(5)의 감광영역(1)과는 반대측에는 제1수평전송로(6)와, 제2수평전송로(7)가 있고, 각각의 일단에 제1 및 제2전하검출회로(8, 9)가 설치되어 있다. 여기서, 제1축적영역(4)은 감광영역의 감광화소의 상하의 배열순번을 교체할 수 있도록 전송단이 루프현상으로 연결된 사이클릭(cyclic) 전송로로 되어 있다.
다음에, 상기 고체촬상장치의 전송동작방법에 대해 설명한다. 이 고체촬상장치는, 일반적으로 1필드기간에 수직 전화소의 신호정보를 얻을 수 있다. 수직전송로(3)가 수직으로 배치된 2감광화소 1전송단을 형성하기 때문에, 수직블랭킹(VBL)내에, 먼저 수직방향으로 예컨대 위에서부터 기수번째의 감광화소군(이하, 제1화소군이라 칭함)으로부터 제12도에 내타낸 제1FS펄스(11)에 의해 제1축적영역(4)으로 전송된다. 그후 제1FS펄스(12)에 의해 수직방향으로 위에서부터 우수번째의 감광화소군(이하, 제2화소군이라 칭함)으로부터 수직전송(3)으로 신호전하를 독출하여 제2필드전송펄스(14)에 의헤 제2축적영역(5)으로 전송한다. 이때, 제1축적영역(4)의 신호전하는 수직방향의 감광화소의 순번을 반전출력할 수 있도록 펄스915)에 의해 사이클릭 전송된다. 그리고, 수평주사에 동기하여 1전송단씩 제1 및 제2축적영역(4, 5)의 신호전하가 각각 수평전송로(6, 7)로 이송되고, 다음의 수직블랭킹(VBL)에 있어서도 같은 동작이 반복된다. 또, 제1FS펄스(11) 앞에서 수직전송로(3)내의 스미어나 암전류라는 거짓(僞) 신호를 제거하기 위한 소출(掃出) 전송펄스(15)가 인가되고 있다.
전술한 고체촬상장치의 구동방법에 있어서, 감광영역의 수직방향의 기수 및 우수 감광화소가 각각 항상 다름 검출회로로부터 출력되므로 가공형상의 변동이나 디자인 형상의 차이에 의한 검출회로의 이득이나 f 특성의 언발란스를 발생시켜 동일 필드내에 있어서 또는 필드간에 있어서도 주사선간의 출력차를 발생시켜 버린다.
[발명의 목적]
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 감광영역의 상하에 필드 메모리를 갖추고, 각 필드마다 독립적으로 출력하는 2라인 동시 독출의 고체촬상장치에 있어서, 라인간의 신호출력차를 억제할 수 있는 고체촬상장치의 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.
[발명의 구성]
본 발명은, 수직블랭킹(VBL)마다에 감광영역의 수직방향의 기수번째의 감광화소군(이하, 수직기소화소군이라 칭함)과 우수번째의 감광화소군(이하, 수직우수화소군이라 칭함)의 신호전하의 수직전송방향을 반전시켜 동일한 검출회로로부터 필드마다 수직기수화소구노가 수직우수화소군의 신호전하를 출력하는 고체촬상장치의 구동방법에 특징이 있다. 또, 이 구동방법에 있어서 축적전하 클리어펄스에 의해 감광영역의 감광화소군의 축적전하를 배제하는 것을 특징으로 하고 있다.
즉, 본 발명에 따른 고체촬상장치의 구동방법은, 입사광을 광전변환하여 발생한 신호전하를 일시적으로 측적하는 감광화소가 행방향 및 열방향으로 2차원적으로 배치되면서 상기 신호전하를 독출하여 열방향으로 전송하는 수직전송로가 상기 행방향의 감광화소열간에 설치된 감광영역과, 상기 감광영역에 설치되어 있는 복수의 상기 수직전송로의 각 제1단부에 설치되고 전송단이 루프형상으로 연결된 사이클릭전송로를 갖춘 제1전하축적영역, 상기 수직전송로의 각 제2단부에 설치된 전송로를 갖춘 제2전하축적영역, 상기 제1전하축적영역의 상기 감광영역과는 반대측에 상기 신호전하를 행방향으로 전송하고, 그 일단에 상기 신호전하를 전기신호를 변환하는 제1전하검출회로를 갖춘 제1수평전송로 및 상기 제2전하축적영역의 상기 감광영역과는 반대측에 상기 신호전하를 행방향으로 전송하고, 그 일단에 상기 신호전하를 전기신호로 변환하는 제2전하검출영역을 갖춘 제2수평전송로를 구비한 고체촬상장치에 있어서, 상기 감광영역의 각 수직방향의 기수행의 감광화소로 이루어진 제1화소군의 신호전하를 상기 제1전하축적영역으로 전송하고 나서, 이 감광영역의 수직방향의 우수행이ㅡ 감광화소로 이루어진 제2화소군의 신호전하를 상기 제2전하축적영역으로 전송하는 동작과, 상기 제1화소군의 신호전하를 상기 제2전하축적영역으로 전송하고, 상기제2화소군을 상기 제1전하축적영역으로 전송하는 동작을 필드마다 교대로 수행하는 것을 특징으로 하고 있다.
또, 상기 제1화소군의 신호전하를 상기 제1전하축적영역으로 전송하고 나서, 상기 제2화소군이 신호전하를 상기 제2전하축적영역으로 전송하는 동작과, 상기 제2화소군의 신호전하를 상기 제2전하축적영역으로 전송하고, 상기 제1화소군을 상기 제2전하축적영역으로 전송하는 동작을 필드마다 교대로 수행할 수 있다.
상기 제2전하축적영역은 전송단이 루프현상으로 연결된 전송로를 갖추고 있다.
더욱이, 제1독출펄스로 상기 제1화소군의 신호전하를 상기 제1전하축적영역으로 전송하고 나서, 제2독출펄스로 상기 제2화소군의 신호전하를 상기 제2전하축적영역으로 전송한 후, 축적전하 클리어펄스를 인가하여 상기 제1 및 제2화소군의 적어도 어느 한쪽의 축적전하를 배제하는 동작과, 상기 제1독출펄스로 상기 제2화소군의 신호전하를 상기 제1전하축적영역으로 전송하고, 상기 제2독출펄스로 상기 제1소화군을 상기 제2전하축적영역으로 전송한 후, 축적전하 클리어펄스를 인가하여 상기 제1 및 제2화소군의 적어도 어느 한쪽의 축적전하를 배제하는 동작을 필드마다 교대로 수행할 수 있다.
상기 축적전하 클리어펄스를 인가하고 나서 다음 필드의 상기 제1 또는 제2독출펄스까지의 전하축적기간을 상기 제1화소군과 제2화소군에서 동등하게 설정할 수 있다.
상기 감광영역의 감광화소군의 신호전하를 배제하는 상기 축적전하 클리어펄스를 이 고체촬상장치가 형성되어 있는 반도체기관에 인가하는 것도 가능하다. 더욱이, 상기 축전전하 클리어펄스는 제1 및 제2축적전하 클리어펄스로 이루어지고, 전자는 이 고체촬상장치가 형성되어 있는 반도체기관에 인가되며, 후자는 제1 및 제2화소군의 어느 한쪽에 인가될 수 있다.
(작용)
본 발명에 있어서는, 수직기수화소군과 수직우수화소군의 신호전하의 수직 전송방향을 반전시킴으로써 동일한 검출회로로부터 필드마다 수직기수화소군 및 수직우수화소군의 신호전하를 출력할 수 있다. 또, 수직기수화소군과 우수화소군의 축적시간을 제3FS펄스(축적전하 클리어펄스)를 만들어 동등하게 함으로써 2개의 검출회로로부터 출력되는 광전변환출력전압을 동등하게 할 수 있다.
(실시예)
이하, 예시 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
먼저, 제1도와 제2도 및 제8도를 참조하여 제1실시예를 설명한다.
제8도는 감광영역의 상하에 필드메모리를 갖추고서 2라인 동시 독출을 행하는 고체촬상장치의 평면도이고, 제1도는 그 동작설명 평면도, 제2도는 그 개략타이밍차트도이다. 제8도는 나타낸 감광영역(1)은, 복수의 감광화소(2)가 종횡으로 배열되어 복수의 감광화소열(이하, 수직화소열이라 칭함)을 구성하고 있다. 각 감광화소열간에는 각각 수직전송로(3)가 형성되어 있다. 감광영역(1)은 수직방향의 기수번째의 감광화소군(제1화소군) 및 동방향의 우수번째의 감광화소군(제1화소군)으로 이루어진 화소군을 갖추고 있다. 이와 같은 구성의 고체촬상장치는 제2도에 나타난 타이밍으로 구성된다. CBL(Composite Blanking)은 이 고체촬상장치의 TV주사를 동기한 시스템 타이밍이다. 그 아래는 상기 타이밍에 따라 각 영역에 인가되는 대표펄스열을 나타내고 있다.
상기 감광영역은 제1 및 제2축적영역과 마찬가지로, 통상 4상펄스(V1, V2, V3, V4)로 구동된다. 제2도에 나타낸 제1 및 제2화소군의 대표펄스는 각각 V1, V3이다. 먼저, 최초의 필드인 ODD 필드의 수직블랭킹(VBL)시에 소출전송펄스(16)로 수직전송로내의 거짓신호를 배제한 후, 시작 tl에 있어서 제1FS펄스(11)로 제1화소군(수직기수화소군)으로부터 신호전하를 독출하고, 제1축적영역(4)으로 제1필드전송펄스(13)에 의해 위쪽으로 전송된다. 이후, 시각 t2에 있어서 제2FS펄스(12)로 제2화소군(수직우수화소군)으로부터 신호전하를 독출하고, 제2필드전송펄스(14)에 의해 제2축적영역(5)으로 아래쪽 전송을 행한다. 그 동안 제1축적영역(4)에 있는 신호전하는 감광화소의 순번을 반전출력할 수 있도록 사이클릭전송된다. 이때, 제1축적영역94)에는 수직기수화소군으로부터 신호전하가, 제2축적영역(5)에는 수직우수화소군의 신호전하게 추겆ㄱ된 상태로 되어 있다. 이 후의 라인시프트동작에 의해 제1 및 제2축적영역의 신호전하는 수평전송로(6, 7)로 전송되고, 각각의 전하검출회로(8, 9)로부터 시계열로 전기신호로서 동시에 출력된다.
다음의 EVEN 필드의 VBL시에 소출전송펄스(16)에 의해 수직전송로(3)내의 거짓신호를 배제한 후, 시각 tl1에 있어서 제1FS펄스(11)로 수직기소화소군으로부터 신호전하를 독출하고, 제2축적영역(5)으로 제1필드전송펄스(31)에 의해 아래쪽 전송을 행한다. 이 후, 시각 tl2에 있어서 제2FS펄스(12)로 수직우수화소군으로부터 신호전하를 독출하고, 제1축적영역(4)으로 제2필드전송펄스(141)에 의해 위쪽 전송을 행한다. 더욱이, 이 제1축적영역(4)에는 수직우수화소군의 신호전하가, 제2축적영역(5)에는 수직기수화소군의 신호전하게 축적된 상태로 되어 있다. 이 후는 상기와 마찬가지로 라인시프트동작에 의해 제1 및 제2축적영역의 신호전하는 각각의 수평전송로(6, 7)로 전송되고, 각각의 전하검출호로(89)로부터 시계열로 전기신호로서 동시에 출력된다. 따라서, 각각의 전하검출회로로부터 수직기수화소군과 우수화소군의 신호전하가 필드마다 출력된다. 이 각 필드의 동작이 교대로 반복된다.
본 실시얘에서는, EVEN 필드의 제1축적영역(4)에 있어서 제2필드전송(141)과 사이클릭전송(15)이 수행되기 때문에, 존송기간이 약간 길어진다. 그래서, 제한된 VBL 기간에 전체의 전송을 종료시키기 위해 신호전하의 전송에 관계없는 소출전송(16)을 더욱 고속화시켜 소출기간을 단축화하고 있다. 여기에서는, 소출전송주파수를 약 1.3㎒, 필드전송주파수 및 사이클릭전송주파수를 약 0.5㎒로 하고 있지만, 물론 이 수치는 한정되지 않는다.
다음에는 제3도 및 제4도를 참조하여 제2실시예를 설명한다. 제3도는 구동방법을 설명하는 고체촬상장치의 단면도이고, 제4도는 그 개략타이밍챠트도이다. ODD필드 VBL시에, 소출전송펄스(16)에 의해 수직전송로(3)내의 거짓 신호를 배제한 후, 시각 tl1에 있어서 제1FS펄스(111)로 수직우수화소군으로부터 신호전하를 독출하고, 제1필드전송펄스(13)에 의해 제1축적영역(4)으로 위쪽 전송을 행한다. 이 후, 시각 tl2에 있어서 제2FS펄스(12)로 수직기수화소군으로부터 신호전하를 독출하고, 제2필드전송펄스(14)에 의해 제2축적영역(5)으로 아래쪽 전송을 행한다. 그 동안, 제1축적영역(4)에 있는 신호전하의 순번을 반전축력 할 수 있도록 사이클릭전송된다.
이 때, 제1축적영역(4)에는 수직우수화소군의 신호전하가, 제2축적영역(5)에는 수직기수화소군의 신호전하게 축적된 상태로 되어 있다. 이 후는 전술한 바와 마찬가지로 라인시프트동작에 의해 제1 및 제2축적영역의 신호전하는 각각의 수펑전송로(6, 7)로 전송되고, 각각의 전하검출회로(8, 9)로부터 시계열로 신호전하로서 동시에 출력된다. 따라서, 각각의 전하검출회로로부터 수직기수화소군과 수직우수화소군의 신호전하가 필드마다 출력된다.
이 실시예에서는, 소출전송기간을 단축할 수 있도록 사이클릭전송을 행하는 제1축적영역(4)으로의 신호전하의 전송을 ODD 필드, EVEN 필드 모두 제1필드전송으로 행한다.
다음에는 제3도 및 제5도를 참조하여 제3실시예에 대해 설명한다. 전술한 실시예에 있어서, 제1FS펄스 및 제2FS펄스가 수직기수화소와 수직우수화소를 필드마다 교체하여 신호전하를 독출하기 때문에, 신호전하 축적기간이 기수화소에서는 제1FS펄스로부터 다음 필드의 제2FS펄스까지의 기간(T1)으로 되고, 우수화소에서는 제2FS펄스로부터 다음 필드의 제1FS펄스까지의 기간(T2)으로 된다. 다음 필드에서는 기수화소의 축적기간이 T2로 되고, 우수화소의 축적기간이 T1으로 된다. 즉, 기수 및 우수화소의 전하축적기간이 필드마다 달라 2개의 전하검출회로의 광전변환특성의 출력전압차를 발생시켜 버린다. 이 경우, 전하검출회로 이후의 이득보정을 외부회로로 행할 필요가 있고, 시스템형상의 회로구성이 복잡하게 되어 버린다. 예컨대, 필드전송주파수(13, 14)를 900㎑로 구동한 경우에서는, 상기 T1과 T2의 축적시간차는 580㎲정도 생겨 약 4%의 광전변환 출력전압차를 발생시킨다(제4도 참조).
이 불필요한 전하는, 다음의 EVEN필드의 소출(掃出) 전송(16)에 의해 버려진다. 전하검출회로(8, 9)로부터는 상기 라인시프트동작과 병행하여 시계열의 전기신호로서 2라인 독립적으로 출력된다. 다음의 EVEN필드의 VBL시에 소출전송펄스(16)에 의해 수직전송로(3)내의 거짓신호를 배제한 후, 제1FS펄스(111)로 수직우수화소로부터 신호전하를 독출하고, 제1필드전송(13)에 의해 제1축적영역(4)으로 위쪽 전송을 행한다. 이 후 제2FS펄스(121)로 수직기수화소로부터 신호전하를 독출하고, 제2필드전송펄스(14)에 의해 제2축적영역(5)으로 아래쪽 전송을 행한다. 그 동안, 제1축적영역(4)에 있는 신호전하의 순번을 반전출력할 수 있도록 사이클릭전송된다. 이 때, 제1축적영역(4)에는 수직우수화소의 신호전하게, 제2축적영역(5)에는 수직기수화소의 신호전하가 축적된 상태로 되어 있다. 그리고, 제2필드전송종료후에, 축적전하 클리어펄스(171)에 의해 수직우수화소로 광전변환되어 축적되어 있는 전하(불필요한 전하)를 독출한다. 그 후의 라인시프트동작에 의해 제1 및 제2축적영역(4, 5)의 신호전하를 각각 수평전송로(6, 7)로 전송하는 것과 병행하여 축적전하 클리어펄스(171)에 의해 독출된 전하(불필요한 전하)도 제2축적(5)으로 순차전송된다. 이 불필요한 전하는 다음의 ODD필드의 소출전송(16)에 의해 버려진다. 전하검출회로(8, 9)로부터는 시계열의 전기신호로서 2라인 독립적으로 출력된다.
이상과 같이 각각의 전하검출회로로부터 수직기수화소와 수직우수화소가 필드마다 출력되지만, 수직기수화소의 축적시간이 축적전하 클리어펄스로부터 제2FS펄스까지의 기간(T3)과 제2FS펄스로부터 제1FS펄스까지의 기간(T4)이 필드마다 반복되는데 반해, 수직우수화소의 축적시간은 제2FS펄스로부터 제1FS펄스까지의 기간(T4)과 축적전하 클리어펄스로부터 제2 FS펄스까지의 기간(T3)이 필드마다 반복된다. 이와 같이 하여 이 실시예에 있어서는, 축적시간(T3, T4)을 동등하게 하여 수직기수 및 우수화소의 축적시간을 일치시키고 있다. 제5도에 나타낸 바와 같이, 제3FS펄스(축적클리어펄스)를 설정함으로써 수직기수 감광화소와 우수감광화소의 축적시간을 동등하게 할 수 있고, 2개의 검출회로로부터 출력되는 광전변환 출력전압을 동등하게 할 수 있다. 그 결과, 검출회로출력의 이득(gain) 보정이 불필요하게 되어 시스템구성이 용이해진다.
다음에는 제6도를 참조하여 제4실시예에 대해 설명한다.
이 실시예에서는 축적전하 클리어펄스(17)에 의해 제1 및 제2감광화소에 축적전하(불필요한 전하)를 배제하고 있다. 축적전하 클리어펄스(17)로부터 제2FS펄스까지의 기간(T31)과 또 하나의 축적전하 클리어펄스(171)로부터 제1FS펄스까지의 기간(T41)을 동등하게 하여 수직기수 및 우수화소 축적시간을 일치시키고 있다. 또, T31=T41의 관계를 유지하고 있으면, 그 축적시간을 임의로 설정하여 감도조정을 할 수 있다.
다음에는 제7도를 참조하여 제5실시예를 설명한다.
진술한 실시예에서는 축적전하 클리어펄스(17)에 의해 불필요한 전하를 전송로로 독출하는데 반해, 본 실시예에 있어서는 축적전하 클리어펄스(18)를 감광화소 아래의 OFD(Overflowed Line), 즉 고체촬상장치가 형성되어 있는 반도체기관에 인가하여 감광화소로부터의 신호절하를 한 번 쓸어 버림으로써, 제1FS펄스와 제2FS펄스의 축적시간차를 줄이고 있다. 이 경우, 수직기수화소의 축적시간이 축적전하 클리어펄스(18)로부터 제2FS펄스까지의 기간(T5)과 축적전하 클리어펄스(18)로부터 제1FS펄스까지의 기간(T6)이 필드마다 반복되는데 반해, 우수감광화소의 축적시간은 축적전하 클리어펄스(18)로부터 제1FS펄스까지의 기간(T6)과 축적전하 클리어펄스(18)로부터 제2FS펄스까지의 기간(T5)이 필드마다 반복된다. 이 예에서도 신호전하 축적시간을 임의로 설명할 수 있다.
이 실시예에 의해 2개의 검출회로의 신호차를 제로(0)로 할 수는 없지만, 종래 예(제4도의 T1, T2)의 1/2의 신호차로 할 수 있다. 이 신호차도 필드전송주파수를 도욱 높힘으로써 작게 할 수 있다. 더욱이, 축적전하 클리어펄스(18)의 인가후에 축적전하 클리어펄스를(17) 제1 또는 제2화소군의 어느 하나에 인가함으로써 축적전하 클리어펄스(17)로부터 제2FS펄스까지의 기간(T51)을 짧게 할 수도 있고, 또 T51=T6으로 함으로써 제1 및 제2화소군의 축적시간을 일치시킬 수 있다.
본 발명은, 제9도 및 제10도에 나타낸 구조의 고체촬상장치의 구동방법에도 적용할 수 있다. 제9도의 고체촬상장치는, 감광영역 하부의 축적영역이 형성되어 있지 않은 점에서 지금까지의 실시예의 것과는 다르다. 감광영역(1)에는, 감광화소(2)가 행방향 및 열방향으로 2차원적으로 배치되어 있다. 그리고, 그 2차원적으로 배치된 화소군이 구성하는 각 수직화소열간에는수직전송로(3)가 설치되어 있다. 감광영역(1)상에는, 1필드분의 신호전하를 축적할 수 있는 제1축적영역(4)이 설치되어 있다. 제1축적영역(4)에는 복수개의 수직전송로(31)가 배치되어 있으며, 각각 감광영역(1)의 수직전송로(3)에 접속하고 있다. 또, 제1축적영역(4)의 감광영역(1)과는 반대측 및 감광영역(1)의 아래에는 제1수평전송로(6)와 제2수평전송로(7)가 있고, 각각의 일단에 제1 및 제2전하검출회로(8, 9)가 설치되어 있다. 여기서, 제1축적영역(4)은 감광영역의 감광화소의 상하의 배열순번을 교체할 수 있도록 전송단이 푸르형상으로 연결된 사이클릭전송로로 되어 있다. 이 고체촬상장치는 상기와 같은 구성이므로, 제8도에 나타낸 고체촬상장치와는 달리, 제2축적영역에 신호전하를 전송하는 전송펄스의 인가가 불필요하게 된다. 다만, 이 예에서는 제1 및 제2화소군의 축적시간을 일치시킬 수는 없다.
제10도의 고체촬상장치는, 어느 축적영역에도 사이클릭전송로가 형성되어 있는 특징이 있다. 이 고체촬상장치는 감광영역(1)에는 입사광을 광전변환하여 축적하는 감광화소(2)가 행방향 및 열방향으로 2차원적으로 배치되어 있다.
그리고, 이 화소군이 구성하는 각 수직감광화소열간에는 수직전송로(3)가 설치되어 있다. 감광영역(1)의 상하에는, 1필드분의 신호전하를 축적할 수 있는 제1축적영역(4)과 제2축적영역(5)이 각각 설치되어 있다. 이 제1축적영역(4)과 제2축적영역(5)에는 각각 복수개의 수직전송로(31, 33)가 배치되어 있으며, 각각 감광영역(1)의 수직전송로(3)에 접속하고 있다. 또, 제1축적영역(4)과 제2축적역(5)의 감광영역(1)과는 반대측에는 제1수직전송로(6)와 제2수평전송로(7)가 있고, 각각의 일단에 제1 및 제2전하검출회로(8, 9)가 설치되어 있다. 제1 및 제2축적영역(4, 5)은, 감광영역의 감광화소의 상하의 배열순번을 교체할 수 있도록 전송단이 루프형상으로 연결된 사이클릭전송로로 되어 있다. 이 사이클릭전송로는, 좌우 어느방향으로도 전송하는 것이 가능하고, 서로 역방향으로 사이클릭전송하는 것도 가능하다. 사이클릭전송로에 있어서 사이클릭전송을 행하지 않을수도 있다. 사이클릭전송은 우회전 전송이어도 좋고 좌회전 존송이어도 좋은 바, 가장 효율적인 전송방법을 선택할 수 있다. 다만, 이 경우 제1 및 제2화소군의 축적시간을 일치시키기 위해서는, 감광영역(1)의 라인시프트펄스를 생략할 필요가 있다.
이상의 구동방법에 의해, 동일한 전하검출회로로부터 필드마다 수직기수화소와 수직우수화소의 신호가 출력되므로, 동일한 전하검출회로에 있어서 2필드의 신호가 균일화된다. 그 결과, 이들 전화검출회로의 균일화된 신호를 이용하여 하나의 재생화면을 형성하면, 전하검출회로간의 특성변동의 영향을 없애 주사선간의 신호어긋남을 억제할 수도 있다. 또, 해상도정보를 얻은 후에 동일 필드의 2라인의 출력신호를 보태어 합치는 신호처리를 행하면, 2배의 다이내믹레인지(dynamic range)를 갖고, 게다가 수직해상도가 높은 영상신호를 얻는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 따른 고체촬상장치의 전송동작은, 일예로서 제2도에 나타낸 타이밍챠트(CBL)에 기초해서 이루어진다. 이 타이밍챠트에서는 수직블랭킹(VBL) 기간과 수평블랭킹(HBL) 기간이 교대로 나타나고, VBL 기간에 감광영역의 감광화소로부터 수직전송로의 신호전하의 이송 및 수직전송동작을 행하며, 필요에 따라 사이클릭전송에 의한 전송순서의 변화를 행한다. 다음의 HBL 기간에 신호전하를 수평전송하여 이것을 외부로 출력할 수 있다. 이와 같이 블랭킹기간을 이용하여 수직 및 수평전송을 반복해서 행함으로써, 1필드기간에 전화소를 독립적으로 외부로 출력할 수 있다. 또, 블랭킹기간을 이용하여 수직 및 수평전송을 행함으로써, 신호전하의 독출기간에 전송동작을 제어하는 펄스가 출력에 혼입하는 것을 방지할 수 있다.
전술한 실시예에서는 기수행의 감광화소로부터의 신호전하를 최초로 전송하고, 이어서 우수행의 감광화소로부터 신호전하를 전송하고 있지만, 이 순서는 역이라도 좋다.
[발명의 효과]
본 발명은, 이상과 같은 구성에 의해, 동일한 전하검출회로로부터 필드마다 수직기수의 감광화소와 우수의 감광화소의 신호가 출력되므로, 동일한 전하검출회로의 2필드 신호를 이용하여 하나의 재생화면을 형성함으로써 전하검출회로간의 특성변동의 영향을 없애 주사선간의 어긋남을 억제할 수 있다.
또, 수직기수감광화소와 우수감광화소의 축적시간을 전하축적 클리어펄스를 만들어 둥등하게 함으로써, 2개의 검출회로로부터 출력되는 광전변환 출력전압을 동등하게 할 수 있고, 검출회로출력의 이득보정이 불필요하게 되어 시스템구성이 용이해진다
Claims (7)
- 입사광을 광전변환하여 발생한 신호전하를 일시적으로 축적하는 감광화소가 행방향 및 열방향으로 2차원적으로 배치되면서 상기 신호전하를 독출하여 열방향으로 전송하는 수직전송로가 상기 행방향의 감광화소열간에 설치된 감광영역과, 상기 감광영역에 설치되어 있는 복수의 상기 수직전송로의 각 제1단부에 설치되고, 전송단이 루프형상으로 연결된 사이클릭전송로를 갖춘 제1축적영역, 상기 수직전송로의 각 제2단부에 설치된 전송로를 갖춘 제2축적영역, 상기 제1축적영역의 상기 감광영역과는 반대측에 상기 신호전하를 행방향으로 전송하고, 그 일단에 상기 신호전하를 전기신호로 변환하는 제1전하검출회로를 갖춘 제1수평전송로 및 상기 제1전하축적영역의 상기 감광영역과는 반대측에 상기 신호전하를 행방향으로 전송하고, 그 일단에 상기 신호전하를 전기신호로 변환하는 제2전하검출회로를 갖춘 제2수평전송로를 구비한 고체촬상장치에 있어서, 상기 감광영역의 각 수직방향의 기수행의 감광화소로 이루어진 제1화소군의 신호전하를 상기 제1축적영역으로 전송하고 나서, 이 감광영역의 수직방향의 우수행의 감광화소로 이루어진 제2화소군의 신호전하를 상기 제2전하축적영역으로전송하는 동작과, 상기 제1화소군의 신호전하를 상기 제2축적영역을 전송하고, 상기 제2화소군을 상기 제1축적영역으로 전송하는 동작을 필드마다 교대로 수행하는 것을 특징으로 하는 고체촬상장치의 구동방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1화소군의 신호전하를 상기 제1축적영역으로 전송하고 나서, 상기 제2화소군의 신호전하를 상기 제2축적영역으로 전송하는 동작과, 상기 제2화소군의 신호전하를 상기 제1축적영역으로 전송하고, 상기 제1화소군을 상기 제2축적영역으로 전송하는 동작을 필드마다 교대로 수행하는 것을 특징으로 하는 고체촬상장치의 구동방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제2축적영역은 전송단이 루프형상으로 연결된 전송로를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 고체촬상장치의 구동방법
- 제1항에 있어서, 제1독출펄스로 상기 제1화소군의 신호전하를 상기 제1축적영역으로 전송하고 나서, 제2독출펄스로 상기 제2화소군의 신호전하를 상기 제2축적영역으로 전송한 후, 축적전하를 클리어펄스를 인가하여 상기 제1 및 제2화소군의 적어도 어느 한쪽의 축적전하를 배제하는 동작과, 상기 제1독출펄스로 상기 제2화소군의 신호전하를 상기 제1축적영역으로 전송하고, 상기 제2독출펄스로 상기 제1화소군을 상기 제2축적영역으로 전송한 후, 축적전하 클리어펄스를 인가하여 상기 제1 및 제2화소군이 적어도 어느 한쪽의 축적전하를 배제하는 동작을 필드마다 교대로 수행하는 것을 특징으로 하는 고체촬상장치의 구동방법.
- 제4항에 있어서, 상기 축적전하 클리어펄스를 인가하고 나서 다음 필드의 상기 제1 또는 제2독출펄스까지의 전하축적기간을 상기 제1화소군과 제2화소군에서 동등하게 설정되는 것을 특징으로 하는 고체촬상장치의 구동방법.
- 제4항에 있어서, 상기 감광영역의 감광화소의 신호전하를 배제하는 상기 축적전하 클리어펄스는 상기 고체촬상장치가 형성되어 있는 반도체 기관에 인가되는 것을 특징으로 하는 고체촬상장치의 구동방법.
- 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축적전하 클리어펄스는 제1 및 제2축적전하 클리어펄스는 이우러지고, 전자는 상기 고체촬상장치가 형성되어 있는 반도체기판에 인가되며, 후자는 제1 및 제2화소군의 어느 한 쪽에 인가되는 것을 특징으로 하는 고체촬상장치의 구동방법.
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