JPH0242879A - Solid-state image pick-up element and its driving method - Google Patents
Solid-state image pick-up element and its driving methodInfo
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- JPH0242879A JPH0242879A JP63193826A JP19382688A JPH0242879A JP H0242879 A JPH0242879 A JP H0242879A JP 63193826 A JP63193826 A JP 63193826A JP 19382688 A JP19382688 A JP 19382688A JP H0242879 A JPH0242879 A JP H0242879A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体基板上に多数の光電変換領域及び各領
域の信号を取出す手段を集積化したCCD固体撮像素子
及びその駆動方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a CCD solid-state image pickup device in which a large number of photoelectric conversion regions and means for extracting signals from each region are integrated on a semiconductor substrate, and a method for driving the same.
従来の水平インタライン転送CCD固体撮像素子に於い
ては、二次元状に配列された光変換領域により光電変換
された信号電荷を外部へ転送する転送部が光電変換領域
に隣接する水平CCDシフトレジスタ群と該シフトレジ
スタ群の一端に接続する垂直CCDシフトレジスタによ
り構成され、−水平走査毎に該水平走査に対応する光電
変換領域の水平列のみを、該光電変換領域に隣接する水
平CCDシフトレジスタに移送している。In a conventional horizontal interline transfer CCD solid-state image sensor, a transfer section that transfers signal charges photoelectrically converted by two-dimensionally arranged photoconversion areas to the outside is a horizontal CCD shift register adjacent to the photoelectric conversion areas. and a vertical CCD shift register connected to one end of the shift register group, - for each horizontal scan, only the horizontal column of the photoelectric conversion area corresponding to the horizontal scan is transferred to the horizontal CCD shift register adjacent to the photoelectric conversion area; is being transferred to.
従来の水平インタライン転送CCD固体撮像素子に於い
ては、信号電荷の蓄積期間が各水平走査線毎にずれてい
る、すなわち各水平走査線毎に撮像期間が異なるために
、被写体が水平方向の速度成分を有している場合、水平
走査線間で被写体の水平方向の位置が異なり、動く被写
体の全体撮像画像に歪みを生じるという問題があった。In conventional horizontal interline transfer CCD solid-state imaging devices, the signal charge accumulation period is shifted for each horizontal scanning line, that is, the imaging period is different for each horizontal scanning line, so that the subject is When a velocity component is included, there is a problem that the horizontal position of the subject differs between horizontal scanning lines, causing distortion in the overall captured image of the moving subject.
本発明の目的は動く被写体の撮像画像のかかる歪みを抑
制する固体撮像素子とその駆動方法を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a solid-state image sensor and a method for driving the same that suppress distortion of a captured image of a moving subject.
本願の第1の発明が提供する手段の要旨は、二次元状に
配列された光電変換領域に隣接する水平CCDシフトレ
ジスタ群を構成する各水平CCに)シフトレジスタの転
送電極が各水平CCDシフトレジスト毎に独立に形成さ
れ、各々の水平CCDシフトレジスタが独立に駆動でき
る構成てp〉る。The gist of the means provided by the first invention of the present application is that the transfer electrode of the shift register (in each horizontal CC constituting a group of horizontal CCD shift registers adjacent to photoelectric conversion regions arranged in a two-dimensional manner) is connected to each horizontal CCD shift register. Each resistor is formed independently, and each horizontal CCD shift register can be driven independently.
本願の別の発明が提供する手段は、上記本願の第1の発
明の固体撮像素子像を駆動する方法てあって一般に用い
られている3つの固体撮像素子の駆動方法、すなわち、
(イ)−列置きの光電変換領域の2水平列の42号電荷
が、2:1インターレース走査(ないし、とび越し走査
)において走査する順序が連続寸ろ2水平走査線を構成
する駆動方法(この場合、〕水平走査線信号が1水平列
の光電変換領域の信号電荷から構成される〉。Means provided by another invention of the present application is a method for driving an image of a solid-state image sensor according to the first invention of the present application, which includes three commonly used methods for driving a solid-state image sensor, namely: (a)- A driving method in which the order in which No. 42 charges in two horizontal rows of photoelectric conversion regions arranged in rows constitute two consecutive horizontal scanning lines in 2:1 interlaced scanning (or interlaced scanning) (in this case,) A horizontal scanning line signal is composed of signal charges of one horizontal column of photoelectric conversion regions.
(ロ)連続する光電変換領域の2水=(1列の信芸電荷
が、ノンインターレース走査において走査する順序が連
続する2水平走査線を構成する駆動方法(この場合、1
水平走査線間号が1水平列の光電変換領域の信号電荷か
ら構成される)。(b) 2 lines of continuous photoelectric conversion area = (a driving method in which one row of Shingei charges constitutes two consecutive horizontal scanning lines in the scanning order in non-interlaced scanning (in this case, 1
(The signal between horizontal scanning lines is composed of signal charges of one horizontal column of photoelectric conversion regions).
(ハ)空間的に連続する4つの光電変換領域の水平列を
順に第1の光電変換領域の水平列、第2の光電変換領域
の水平列、第3の光電変換領域の水平列、第4の光電変
換領域の水平列とする。2:1インターレース走査(な
いし、とび越し走査)において、第1の光電変換領域の
水平列と第2の光電変換領域の水平列との信号電荷の並
列的な和が1水平走査線を構成し、第3の光電変換領域
の水平列と第4の光電変換領域の水平列との信号電荷の
並列的な和が前記1水平走査線の次に走査される1水平
走査線を構成する駆動方法において、(イ)と(ロ)の
場合は、
(1)光電変換領域から水平CCDシフトレジスタ群へ
の信号電荷の転送をいっせいに行う。(C) Four spatially continuous horizontal rows of photoelectric conversion regions are arranged in order: the first horizontal row of photoelectric conversion regions, the second horizontal row of photoelectric conversion regions, the third horizontal row of photoelectric conversion regions, and the fourth horizontal row of photoelectric conversion regions. A horizontal row of photoelectric conversion areas. In 2:1 interlaced scanning (or interlaced scanning), the parallel sum of signal charges in the horizontal row of the first photoelectric conversion area and the horizontal row of the second photoelectric conversion area constitutes one horizontal scanning line. , a driving method in which the parallel sum of signal charges of a horizontal row of third photoelectric conversion regions and a horizontal row of fourth photoelectric conversion regions constitutes one horizontal scanning line scanned next to the one horizontal scanning line. In the cases of (a) and (b), (1) The signal charges are transferred from the photoelectric conversion region to the horizontal CCD shift register group all at once.
<2)垂直CCDシフトレジスタと各水平CCDシフト
レジスタとを水平走査線の走査速度に同期した速度で駆
動する、
(3)(イ)の場合の光電変換領域の2水平列と、(ハ
)の場合の第1の光電変換領域の水平列と第3の光電変
換領域の水平列、および第2の光電変換領域の水平列と
第4の光電変換領域の水平列の、各2水平列間でこれら
に対応する水平CCDシフトレジスタの駆動を開始する
水平転送開始時刻の間隔を、
■水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフトレジ
スタの転送方向と同方向の場合はそれ7れ1水平走査期
間に、該2水平列のうち先に走査する水平走査線の水平
列に対応する垂直CCDシフトレジスタ内の位置から該
2水平列のうち次に走査する水平列に対応する垂直CC
Dシフトレノスタ内の位置まで垂直CCDシフトレジス
タが信号を転送するのに要する時間を加えた時間とし、
■水平走査線群の走査する順序が垂直CCD 、−フト
レジスタの転送方向と逆方向の場合はそれぞれ1水平走
査期間から、該2水平列のうち後に走査する水平走査線
の水平列に対応する垂直CCI)シフトレジスタ内の位
置から該2水平列のうち先に走査する水平走査線の水平
列に対応する垂直CCDシフトレジスタ内の位置まで垂
直CCDシフトレジスタが信号を転送するのに要する時
間を差し引いた時間とする。<2) Driving the vertical CCD shift register and each horizontal CCD shift register at a speed synchronized with the scanning speed of the horizontal scanning line, (3) two horizontal rows of photoelectric conversion areas in case (a), and (c) Between each two horizontal rows of the first horizontal row of photoelectric conversion regions and the third horizontal row of photoelectric conversion regions, and the horizontal row of the second photoelectric conversion regions and the fourth horizontal row of photoelectric conversion regions in the case of The interval between the horizontal transfer start times at which the driving of the corresponding horizontal CCD shift registers is started is determined by: ■If the scanning order of the horizontal scanning line group is in the same direction as the transfer direction of the vertical CCD shift register, then it is 1 horizontal. During the scanning period, from the position in the vertical CCD shift register corresponding to the horizontal scanning line to be scanned first among the two horizontal columns to the vertical CC corresponding to the horizontal scanning line to be scanned next among the two horizontal columns.
Add the time required for the vertical CCD shift register to transfer the signal to the position in the D shift reno star,
■If the scanning order of the horizontal scanning line group is in the opposite direction to the transfer direction of the vertical CCD and -foot registers, from one horizontal scanning period each corresponds to the horizontal column of the horizontal scanning line to be scanned later of the two horizontal columns. Vertical CCI) The time required for a vertical CCD shift register to transfer a signal from a position in the shift register to a position in the vertical CCD shift register corresponding to the horizontal column of the horizontal scanning line to be scanned first of the two horizontal columns. The time will be deducted.
の3つのプロセスを有することを特徴とした構成になっ
ており、(ハ)の場合は上記<1)〜(3)に加えて、
<4〉第1の光電変換領域の水平列又は第3の光電変換
領域の水平列の水平転送開始時刻が第2の光電変換領域
の水平列、第4の光電変換領域の水平列の水平転送開始
時刻に対して、
■水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフトレジ
スタの転送方向と同方向の場合には第1の光電変換領域
の水平列と第2の光電変換領域の水平列に対応する各垂
直CCDシフトレジスタ内の位置間又は第3の光電変換
領域の水平列と第4の光電変換領域の水平列に対応する
各垂直CCDシフトレンスタ内の位置間を垂直CCDシ
フトレジスタが信号を転送するのに要する時間だけ先行
し、
■水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフトレジ
スタの転送方向と逆方向の場合には該時間だけ遅延して
いること
をも有することを特徴とする構成になっている。In the case of (c), in addition to the above <1) to (3), <4> the first horizontal row of photoelectric conversion regions or the third The horizontal transfer start time of the horizontal row of the photoelectric conversion area is relative to the horizontal transfer start time of the horizontal row of the second photoelectric conversion area and the horizontal line of the fourth photoelectric conversion area, ■The scanning order of the horizontal scanning line group is in the same direction as the transfer direction of the vertical CCD shift register, between the positions in each vertical CCD shift register corresponding to the horizontal column of the first photoelectric conversion area and the horizontal column of the second photoelectric conversion area, or between the positions of the third photoelectric conversion area. ■Horizontal scanning line group preceded by the time required for the vertical CCD shift register to transfer signals between the positions in each vertical CCD shift register corresponding to the horizontal row of photoelectric conversion regions and the horizontal row of the fourth photoelectric conversion region; The structure is characterized in that when the scanning order is opposite to the transfer direction of the vertical CCD shift register, there is a delay by the corresponding time.
光電変換領域での信号電荷の蓄積期間は、光電変換領域
から水平CCDシフトレジスタへの信号電荷の転送時刻
から次の該転送時刻までである。The signal charge accumulation period in the photoelectric conversion region is from the time when the signal charge is transferred from the photoelectric conversion region to the horizontal CCD shift register until the next time of the transfer.
従来の水平インタライン転送CCD固体撮像素子に於い
ては、信号電荷の蓄積期間が各水平走査線毎にずれてい
る、すなわち各水平走査線毎に撮像期間が異なるために
、被写体が水平方向の速度成分を有している場合、水平
走査線間で被写体の水平方向の位置が異なり、動く被写
体の全体撮像画像に歪みを生じる。これに対し本発明て
は、光電変換領域から水平CCDシフトレジスタ群への
信号電荷の転送をいっせいに行うのて、全光電変換領域
ての信号電荷の蓄積が同一期間に行われ、従来のような
動く被写体の撮像画像の歪みを生じることがない。水子
CCDシフトレジスク群へ転送された信号電荷は、各水
平CCDシフトレジスタか各々独立に駆動できるので、
水平CCDシフトレジスタ群のうち1水平走査線に対応
する水平CCDシフトレジスタたけと垂直CCDシフト
レジスタとを水平走査線の走査速度に同期した速度て駆
動して、該水平CCDシフトレジスタに蓄積された信号
電荷を垂直CCDシフトレジスタに転送し出力てきる。In conventional horizontal interline transfer CCD solid-state imaging devices, the signal charge accumulation period is shifted for each horizontal scanning line, that is, the imaging period is different for each horizontal scanning line, so that the subject is If the object has a velocity component, the horizontal position of the object differs between horizontal scanning lines, causing distortion in the overall captured image of the moving object. In contrast, in the present invention, the signal charges are transferred from the photoelectric conversion area to the horizontal CCD shift register group at the same time, so that the signal charges are accumulated in all the photoelectric conversion areas in the same period, unlike the conventional method. Distortion of captured images of moving objects does not occur. Since the signal charge transferred to the water-cell CCD shift register group can be driven independently from each horizontal CCD shift register,
The horizontal CCD shift register corresponding to one horizontal scanning line among the horizontal CCD shift register group and the vertical CCD shift register are driven at a speed synchronized with the scanning speed of the horizontal scanning line, and the data is stored in the horizontal CCD shift register. The signal charges are transferred to the vertical CCD shift register and output.
一最に用いられている走査方法には、走査する順序が連
続する2水平走査線が一列置きの水平走査線である方式
としては、】水平走査線信号が光電変換領域の1水平列
の信号から形成されるフィールド蓄積モード・インター
レース走査方式や、1水平走査線傷号が光電変換領域の
隣接する2水平列の信号の並列的な相から形成されるフ
レームM積モード・インターレース走査方式が有り、走
査する順序が連続する2水平走査線が連続Pる2水平列
から形成される方式としてノンインク−レース走査方式
が有る。フレーム蓄積モードインターレース走査方式は
空間的に連続する第1の水平列、第2の水平列、第3の
水平列、第4の水平列から形成される。1水平走査線傷
号が光電変換領域の1水平列の信号から形成されろフィ
ールド蓄積モード・インターレース走査方式が前記問題
点を解決するための手段で述べた(イ)の場き、ノンイ
ンターレース走査方式が前記問題点を解決するための手
段で述べたく口)の場合、1水平走査線傷号が光電変換
領域の隣接する2水平列の信号の並列的な和から形成さ
れるフレームMrRモード・インターレース走査方式が
前記問題点を解決するための手段で述べた(ハ)の場合
となる。The most commonly used scanning method is one in which the scanning order is two consecutive horizontal scanning lines with every other horizontal scanning line; There is a field accumulation mode interlaced scanning method in which one horizontal scanning line signal is formed from parallel phases of two adjacent horizontal rows of signals in the photoelectric conversion area. There is a non-ink-race scanning method as a method in which two consecutive horizontal scanning lines are formed from two consecutive horizontal rows in the scanning order. The frame accumulation mode interlaced scanning scheme is formed from spatially consecutive first, second, third, and fourth horizontal columns. One horizontal scanning line flaw signal is formed from one horizontal row of signals in the photoelectric conversion area.In the case of (a) mentioned in the section for solving the above problem, when the field accumulation mode/interlaced scanning method is used, non-interlaced scanning is used. In the case of the above-mentioned method described in the section ``Means for Solving the Problems'', a frame MrR mode in which one horizontal scanning line signal is formed from the parallel sum of signals of two adjacent horizontal columns of the photoelectric conversion area is used. The interlaced scanning method corresponds to the case (c) described in the section for solving the above problem.
前記、問題点を解決するための手段で示した特徴点(2
) 、 (3)により各光電変換領域から蓄積時間の等
しい信号を、通常のテレビジョンの映像信号と同一の時
系列形式で取出すことができる。即ち各水平走査線信号
が出方部に到達するまでに垂直CCDシフトレジスタで
生じる各水平走査線信号の転送時間差を補正して、テレ
ビジョン側で要求される映像信号と同じ長さの水平走査
線信号期間と水平ブランキング期間にすることができる
。The characteristic points (2) shown above in the means for solving the problems
), (3) allows signals having the same accumulation time to be extracted from each photoelectric conversion area in the same time series format as a normal television video signal. That is, by correcting the transfer time difference between each horizontal scanning line signal that occurs in the vertical CCD shift register until each horizontal scanning line signal reaches the output section, horizontal scanning of the same length as the video signal required by the television side is achieved. It can be a line signal period and a horizontal blanking period.
更に、フレーム蓄積モード・インターレース走査方式で
は、問題点を解決するための手段で示した特徴点(4)
によって、1水平走査期間号を形成する隣接する2水平
列の光電変換領域の信号を垂直CCDシフトレジスタ内
で加算する際に、該2水平列間の水平方向の位置を一致
させて並列的に加算することができる。Furthermore, in the frame accumulation mode/interlaced scanning method, the characteristic point (4) shown in the means for solving the problem
When the signals of the photoelectric conversion regions of two adjacent horizontal columns forming one horizontal scanning period are added in the vertical CCD shift register, the horizontal positions of the two horizontal columns are matched and the signals are added in parallel. Can be added.
以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。第1図は第1の発明を適用した水平インターラ
イン転送方式による固体撮像素子の概略図である。この
固体撮像素子は、光電変換領域lが水平及び垂直方向に
配列され、それぞれ、共通の水平ライン上の光電変換領
域1に対応して共通に設けられた水平CCDシフトレジ
スタ2と各水平CCDシフトレジスタ2に対して共通に
設けられた垂直CCDシフトレジスタ3が設けられてい
る。水平CCDシフトレジスタ群を構成する各水平CC
Dシフトレジスタ2は独立に駆動できるシフトレジスタ
、すなわち、各水平CCDシフトレジスタの転送電極(
図示省略)が各水平CCDをシフトレジスタ毎に各々独
立に形成されているシフトレジスタであり、水平CCD
シフトレジスタ走査回路4に接続されている。図面上で
CCDシフトレジスタ2,3の転送電極は省略した。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a solid-state imaging device using a horizontal interline transfer method to which the first invention is applied. This solid-state image sensor has photoelectric conversion regions 1 arranged in the horizontal and vertical directions, and a horizontal CCD shift register 2 provided in common corresponding to the photoelectric conversion regions 1 on a common horizontal line, and each horizontal CCD shift register A vertical CCD shift register 3 is provided in common with the register 2 . Each horizontal CC constituting the horizontal CCD shift register group
The D shift register 2 is a shift register that can be driven independently, that is, the transfer electrodes (
(not shown) is a shift register in which each horizontal CCD is formed independently for each shift register, and the horizontal CCD
It is connected to the shift register scanning circuit 4. The transfer electrodes of the CCD shift registers 2 and 3 are omitted in the drawing.
第2図は特願昭61−251191号明細書に示した従
来例の概略図である。この固体撮像素子は、光電変換領
域21が水平及び垂直方向に配列され、それぞれ、共通
の水平ライン上の光電変換領域21に対応して共通に設
けられた水平CCDシフトレジスタ22と各水平CCD
シフトレジスタ22に対して共通に設けられた垂直CC
Dシフトレジスタ23が設けられている。共通の水平ラ
イン上の光電変換領域21とそれらに対応して共通に設
けられた水平CCDシフトレジスタ22との間のトラン
スファゲート領域の上にトランスファゲート電極24、
水平CCDシフトレジスタ22と垂直CCDシフトレジ
スタ23との間の領域上に水平垂直転送ゲート電極25
が設けられ、トランスファゲート電極24、水平垂直転
送ゲート電極25はそれぞれトランスファゲート電極走
査回路26、水平垂直転送ゲート電極走査回路27に接
続されている。各水平CqDシフトレジスタ22の転送
電極(図示省略)は全ての水平CCDをシフトレジスタ
に共通に形成されている。図面上でCCDシフトレジス
タ22.23の転送電極は省略した。FIG. 2 is a schematic diagram of a conventional example shown in Japanese Patent Application No. 61-251191. In this solid-state image sensor, photoelectric conversion regions 21 are arranged in the horizontal and vertical directions, and a horizontal CCD shift register 22 and a horizontal CCD shift register 22 provided in common correspond to the photoelectric conversion regions 21 on a common horizontal line.
Vertical CC provided in common to the shift register 22
A D shift register 23 is provided. A transfer gate electrode 24 is provided on the transfer gate region between the photoelectric conversion region 21 on a common horizontal line and the horizontal CCD shift register 22 commonly provided corresponding thereto.
A horizontal/vertical transfer gate electrode 25 is provided on the region between the horizontal CCD shift register 22 and the vertical CCD shift register 23.
A transfer gate electrode 24 and a horizontal/vertical transfer gate electrode 25 are connected to a transfer gate electrode scanning circuit 26 and a horizontal/vertical transfer gate electrode scanning circuit 27, respectively. Transfer electrodes (not shown) of each horizontal CqD shift register 22 are formed in common for all horizontal CCD shift registers. The transfer electrodes of the CCD shift registers 22 and 23 are omitted in the drawing.
従来例では、トランスファゲート電極24、水平垂直転
送ゲート電極25、トランスファゲート電極走査回路2
6、水平垂直転送ゲート電極走査回路27を用いて、1
水平走査線毎に該水平走査線に対応する光電変換領域2
1の信号を水平CCDシフトレジスタ22に転送、垂直
CCDシフトレジスタ23を通して出力していた。この
従来例では、信号電荷の蓄積期間が各水平走査線毎にず
れており、動く被写体を撮影した場合、画像が歪むとい
う問題があった。これに対し本発明では、光電変換領域
1から水平CCDシフトレジスタ2への信号電荷の転送
をいっせいに行うので、全光電変換領域での信号電荷の
蓄積が同一期間に行われ、動く被写体を撮影しても歪み
の少ない画像を得ることができる。In the conventional example, a transfer gate electrode 24, a horizontal/vertical transfer gate electrode 25, a transfer gate electrode scanning circuit 2
6. Using the horizontal/vertical transfer gate electrode scanning circuit 27, 1
For each horizontal scanning line, a photoelectric conversion area 2 corresponding to the horizontal scanning line
1 signal was transferred to the horizontal CCD shift register 22 and outputted through the vertical CCD shift register 23. In this conventional example, the signal charge accumulation period is shifted for each horizontal scanning line, and there is a problem in that when a moving subject is photographed, the image is distorted. In contrast, in the present invention, since the signal charges are transferred from the photoelectric conversion area 1 to the horizontal CCD shift register 2 at the same time, the signal charges are accumulated in all the photoelectric conversion areas in the same period, and it is possible to photograph a moving subject. It is possible to obtain images with little distortion even when
第3図は、本発明の駆動方法を説明するための第1図の
部分図である。第3図の例では水平CCDシフトレジス
タ2と垂直CCDシフトレジスタ3とは2相駆動でφ1
とφ2との2つのクロックパルスにより垂直CCDシフ
トレジスタと各水平CCDシフトレジスタとが水平走査
線の走査速度に同期した速度で駆動される。第4図はフ
ィールド蓄積モード・インターレース走査方式の場合の
実施例で光電変換領域1から水平CCDシフトレジスタ
2への転送後の駆動方法を示すタイムチャートであり、
TH、ToB、Tvはそれぞれ水平走査期間、水平ブラ
ンキング期間、n行目と(n−)−2)行目の水平列に
対応する各垂直CCDシフトレジスタ内の位置間を垂直
CCDシフトレジスタが信号を転送するのに要する時間
、またj n + j n+2はそれぞれn行目とくn
よ2)行目の水平列に対応する水平CCDシフトレジス
タの駆動開始時刻である。また、第5図(a)〜(d)
は、第4図の■〜■の各時点での信号の転送状態を模式
的に示したものである。問題点を解決するための手段で
示した特徴点(3)で述べた様に、n行目と(n+2)
行目の水平列に対応する水平CCDシフトレジスタの駆
動開始時刻の間隔を(TH+TV )とすることによっ
て、第5図(d >に示されるように(n+2)行目の
水平走査信号がI〕行目の水平走査信号の先頭からTH
の時間後に終る水平ブランキング期間に連続し、水平走
査信号の周期がTHになっている。FIG. 3 is a partial view of FIG. 1 for explaining the driving method of the present invention. In the example shown in FIG. 3, the horizontal CCD shift register 2 and the vertical CCD shift register 3 are two-phase driven, and the
The vertical CCD shift register and each horizontal CCD shift register are driven by the two clock pulses φ2 and φ2 at a speed synchronized with the scanning speed of the horizontal scanning line. FIG. 4 is a time chart showing the driving method after transfer from the photoelectric conversion area 1 to the horizontal CCD shift register 2 in an embodiment in the case of field accumulation mode/interlaced scanning method.
TH, ToB, and Tv are the horizontal scanning period, the horizontal blanking period, and the period in which the vertical CCD shift register moves between the positions in each vertical CCD shift register corresponding to the nth row and (n-)-2)th horizontal column, respectively. The time required to transfer the signal, and j n + j n+2, is the nth row, respectively.
2) This is the driving start time of the horizontal CCD shift register corresponding to the horizontal column of the row. Also, Figures 5(a) to (d)
4 schematically shows the signal transfer state at each time point (1) to (2) in FIG. As mentioned in feature point (3) shown in the means to solve the problem, the nth line and (n+2)
By setting the drive start time interval of the horizontal CCD shift register corresponding to the horizontal column of the row to (TH+TV), the horizontal scanning signal of the (n+2)th row becomes I] as shown in FIG. 5(d). TH from the beginning of the horizontal scanning signal of the row
Continuing with the horizontal blanking period that ends after the time , the period of the horizontal scanning signal is TH.
第6図は第2の発明のフレーム蓄積モード・インターレ
ース走査方式の場合の実施例で、駆動方法を示すタイム
チャートである。また、第7図(a)〜(c)は、第6
図の■〜■の各時点での信号の転送状態を模式的に示し
たものである。問題占、を解決するための手段で示した
特徴点(4)で述へた様に、n行目の水平CCDシフト
レジスタの駆動開示時刻を(n+1>行目のそれよりも
、n行目と(n+1)行目の水平列に対応する各垂直C
CDシフトレジスタ内の位置間を垂直CCDシフトレジ
スタが信号を転送するのに要する時間(この例ではクロ
ックパルスφ1又はφ2の1周期)だけ先行させること
によって(第7図(a))、1水平走査信号を形成する
n行目と(n+1)行目の2水平列の光電変換領域の信
号を垂直CCDシフトレジスタ内で加算する際に、該2
水平列間の水平方向の位置を一致させて並列的に加算す
ることができる(第7図(b)(C))。FIG. 6 is a time chart showing a driving method in an embodiment of the frame accumulation mode/interlaced scanning method according to the second invention. In addition, FIGS. 7(a) to (c) show the sixth
This figure schematically shows the signal transfer state at each time point (■) to (■) in the figure. As mentioned in the characteristic point (4) shown in the means for solving the problem, the driving start time of the horizontal CCD shift register in the nth row is set to and each vertical C corresponding to the (n+1)th horizontal column
By leading the positions in the CD shift register by the time required for the vertical CCD shift register to transfer the signal (in this example, one period of clock pulse φ1 or φ2), one horizontal When adding the signals of the photoelectric conversion regions of the two horizontal columns of the n-th row and the (n+1) row that form the scanning signal in the vertical CCD shift register, the two
It is possible to match the horizontal positions of the horizontal columns and add them in parallel (FIGS. 7(b) and 7(C)).
上述したような本発明の固体撮像素子とその駆動方法に
よれば、動く被写体を撮影した場合ら、画像が歪まない
。According to the solid-state image sensor and its driving method of the present invention as described above, when a moving subject is photographed, the image is not distorted.
第1図は本発明の第1の発明を適用した水平インターラ
イン転送方式による固体撮像素子の概略図、第2図は従
来の水平インターライン転送方式による固体撮像素子の
概略図、第3図は、本発明の駆動方法の発明の詳細な説
明するための第1図の部分図、第4図は本発明をフィー
ルド蓄積モー1〜 インターレース走査方式に適用した
場合のタイムチャート、第5図(a)〜(d)は、第4
図の■〜■の各時点での信号の転送状態を示す模式図、
第6図は本発明をフレーム蓄積モートイ、・ターレース
走査方式に適用した場合のタイムチャー1・5第7図(
a)〜(c)は、第6図の■〜(沙の各時点での信号の
転送状態を示す模式図である。
121・・・光電変換領域、2,22・・・水平CCD
シフ■−レジスタ、3.23・・・垂直CCDシフトし
・ジスタ、4・・・水平CCDシフトレジスタ走査回路
、24・・・トラスファゲート電極、25・・・水平垂
偵転送ゲート電極、26・・・トランスファゲート電極
走査回路、27・・・水平垂直転送ゲート電極走査回路
。
九電完挾籟域
)1(IFCCDシフトしし′スフ
垂直CCDシフトしジ′スつ
水子CCDシフドレン入り、を肴回日冬菟 1 図FIG. 1 is a schematic diagram of a solid-state image sensor using a horizontal interline transfer method to which the first invention of the present invention is applied, FIG. 2 is a schematic diagram of a solid-state image sensor using a conventional horizontal interline transfer method, and FIG. , a partial diagram of FIG. 1 for detailed explanation of the invention of the driving method of the present invention, FIG. 4 is a time chart when the present invention is applied to field accumulation mode 1 to interlaced scanning method, and FIG. ) to (d) are the fourth
A schematic diagram showing the signal transfer status at each point in the figure,
Figure 6 shows time charts 1, 5 and 7 (
a) to (c) are schematic diagrams showing the signal transfer state at each point in time of FIG.
Shift ■-register, 3.23... Vertical CCD shift register, 4... Horizontal CCD shift register scanning circuit, 24... Transfer gate electrode, 25... Horizontal vertical transfer gate electrode, 26 . . . Transfer gate electrode scanning circuit, 27 . . . Horizontal/vertical transfer gate electrode scanning circuit. (Kyuden complete area) 1 (IFCCD shift and vertical CCD shift and Ji'suko CCD shift drain entered, served daily winter experience 1 Figure
Claims (1)
より光電変換された信号電荷を外部へ転送する転送部を
有する固体撮像素子に於いて、前記転送部が光電変換領
域に隣接する水平CCDシフトレジスタ群と該シフトレ
ジスタ群の一端に接続する垂直CCDシフトレジスタに
より構成されていること、及び該水平CCDシフトレジ
スタ群を構成する各水平CCDシフトレジスタの転送電
極が各水平CCDシフトレジスタ毎に相互に独立に形成
されていることを特徴とする固体撮像素子。 (2)1水平走査線信号が1水平列の光電変換領域の信
号電荷から構成され、一列置きの光電変換領域の2水平
列の信号電荷が、2:1インターレース走査(ないし、
とび越し走査)において走査する順序が連続する2水平
走査線を構成する駆動方法、または、1水平走査線信号
が1水平列の光電変換領域の信号電荷から構成され、連
続する光電変換領域の2水平列の信号電荷が、ノンイン
ターレース走査において走査する順序が連続する2水平
走査線を構成する駆動方法にて請求項1の固体撮像素子
を駆動するに当り、 (a)光電変換領域から水平CCDシフトレジスタ群へ
の信号電荷の転送をいっせいに行うこと、 (b)垂直CCDシフトレジスタと各水平CCDシフト
レジスタとを水平走査線の走査速度に同期した速度で駆
動すること、 (c)光電変換領域の2水平列間でこれらに対応する水
平CCDシフトレジスタの駆動を開始する水平転送開始
時刻の間隔を、 (1)水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフト
レジスタの転送方向と同方向の場合はそれぞれ1水平走
査期間に、該2水平列のうち先に走査する水平走査線の
水平列に対応する垂直CCDシフトレジスタ内の位置か
ら該2水平列のうち次に走査する水平列に対応する垂直
CCDシフトレジスタ内の位置まで垂直CCDシフトレ
ジスタが信号を転送するのに要する時間を加えた時間と
し、 2水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフトレジ
スタの転送方向と逆方向の場合はそれぞれ1水平走査期
間から、該2水平列のうち後に走査する水平走査線の水
平列に対応する垂直CCDシフトレジスタ内の位置から
該2水平列のうち先に走査する水平走査線の水平列に対
応する垂直CCDシフトレジスタ内の位置まで垂直CC
Dシフトレジスタが信号を転送するのに要する時間を差
し引いた時間とすること、 を特徴とする固体撮像素子の駆動方法。 (3)空間的に連続する4つの光電変換領域の水平列を
順に第1の光電変換領域の水平列、第2の光電変換領域
の水平列、第3の光電変換領域の水平列、第4の光電変
換領域の水平列とする2:1インターレース走査(ない
し、とび越し走査)において、第1の光電変換領域の水
平列と第2の光電変換領域の水平列との信号電荷の並列
的な和が1水平走査線を構成し、第3の光電変換領域の
水平列と第4の光電変換領域の水平列との信号電荷の並
列的な和が前記1水平走査線の次に走査される1水平走
査線を構成する駆動方法にて請求項1記載の固体撮像素
子を駆動するに当り、 (a)光電変換領域から水平CCDシフトレジスタ群へ
の信号電荷の転送をいっせいに行うこと、 (b)垂直CCDシフトレジスタと各水平CCDシフト
レジスタとを水平走査線の走査速度に同期した速度で駆
動すること、 (c)第1の光電変換領域の水平列と第3の光電変換領
域の水平列、および第2の光電変換領域の水平列と第4
の光電変換領域の水平列の、各2水平列間でこれらに対
応する水平CCDシフトレジスタの駆動を開始する水平
転送開始時刻の間隔を、 1、水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフトレ
ジスタの転送方向と同方向の場合はそれぞれ1水平走査
期間に、該2水平列のうち先に走査する水平走査線の水
平列に対応する垂直CCDシフトレジスタ内の位置から
該2水平列のうち次に走査する水平列に対応する垂直C
CDシフトレジスタ内の位置まで垂直CCDシフトレジ
スタが信号を転送するのに要する時間を加えた時間とし
、2、水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフト
レジスタの転送方向と逆方向の場合はそれぞれ1水平走
査期間から、該2水平列のうち後に走査する水平走査線
の水平列に対応する垂直CCDシフトレジスタ内の位置
から該2水平列のうち先に走査する水平走査線の水平列
に対応する垂直CCDシフトレジスタ内の位置まで垂直
CCDシフトレジスタが信号を転送するのに要する時間
を差し引いた時間とすること、 (d)第1の光電変換領域の水平列又は第3の光電変換
領域の水平列の水平転送開始時刻が第2の光電変換領域
の水平列、第4の光電変換領域の水平列の水平転送開始
時刻に対して、 1、水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフトレ
ジスタの転送方向と同方向の場合には第1の光電変換領
域の水平列と第2の光電変換領域の水平列に対応する各
垂直CCDシフトレジスタ内の位置間又は第3の光電変
換領域の水平列と第4の光電変換領域の水平列に対応す
る各垂直CCDシフトレジスタ内の位置間を垂直CCD
シフトレジスタが信号を転送するのに要する時間だけ先
行し、 2、水平走査線群の走査する順序が垂直CCDシフトレ
ジスタの転送方向と逆方向の場合には該時間だけ遅延す
ること、 を特徴とする固体撮像素子の駆動方法。[Scope of Claims] (1) In a solid-state imaging device having a two-dimensionally arranged photoelectric conversion region and a transfer section that transfers signal charges photoelectrically converted by the region to the outside, the transfer section is It is composed of a horizontal CCD shift register group adjacent to the photoelectric conversion area and a vertical CCD shift register connected to one end of the shift register group, and a transfer electrode of each horizontal CCD shift register constituting the horizontal CCD shift register group. A solid-state imaging device characterized in that CCD shift registers are formed independently of each other for each horizontal CCD shift register. (2) One horizontal scanning line signal is composed of signal charges of one horizontal column of photoelectric conversion areas, and the signal charges of two horizontal columns of photoelectric conversion areas of every other column are scanned by 2:1 interlaced scanning (or
A driving method in which two consecutive horizontal scanning lines are configured in the scanning order (interlaced scanning), or one horizontal scanning line signal is composed of signal charges of one horizontal column of photoelectric conversion areas, and one horizontal scanning line signal is composed of signal charges of two consecutive photoelectric conversion areas. When driving the solid-state image sensor according to claim 1 using a driving method in which the horizontal row of signal charges constitutes two consecutive horizontal scanning lines in non-interlaced scanning, (a) from the photoelectric conversion region to the horizontal CCD; (b) driving the vertical CCD shift register and each horizontal CCD shift register at a speed synchronized with the scanning speed of the horizontal scanning line; (c) photoelectric conversion area; The interval between the horizontal transfer start times for starting the driving of the corresponding horizontal CCD shift registers between the two horizontal columns is defined as follows: (1) The scanning order of the horizontal scanning line group is in the same direction as the transfer direction of the vertical CCD shift register. In each case, in one horizontal scanning period, the position in the vertical CCD shift register corresponding to the horizontal scanning line to be scanned first among the two horizontal columns corresponds to the horizontal column to be scanned next among the two horizontal columns. The time is the time required for the vertical CCD shift register to transfer the signal to the position in the vertical CCD shift register where is the horizontal column of the horizontal scanning line to be scanned first among the two horizontal columns from the position in the vertical CCD shift register corresponding to the horizontal column of the horizontal scanning line to be scanned later among the two horizontal columns, respectively, from one horizontal scanning period. Vertical CC up to the position in the vertical CCD shift register corresponding to
A method for driving a solid-state image sensor, characterized in that the time is calculated by subtracting the time required for a D shift register to transfer a signal. (3) Four spatially continuous horizontal rows of photoelectric conversion regions are arranged in order: the first horizontal row of photoelectric conversion regions, the second horizontal row of photoelectric conversion regions, the third horizontal row of photoelectric conversion regions, and the fourth horizontal row of photoelectric conversion regions. In 2:1 interlaced scanning (or interlaced scanning) in which the horizontal rows of photoelectric conversion regions are horizontal rows of The sum constitutes one horizontal scanning line, and the parallel sum of signal charges of the horizontal column of the third photoelectric conversion area and the horizontal column of the fourth photoelectric conversion area is scanned next to the one horizontal scanning line. In driving the solid-state imaging device according to claim 1 using a driving method that configures one horizontal scanning line, (a) signal charges are transferred from the photoelectric conversion region to the horizontal CCD shift register group at the same time; (b) ) driving the vertical CCD shift register and each horizontal CCD shift register at a speed synchronized with the scanning speed of the horizontal scanning line; (c) a horizontal row of first photoelectric conversion regions and a horizontal row of third photoelectric conversion regions; , and the second horizontal row of photoelectric conversion regions and the fourth
1. The scanning order of the horizontal scanning line group is vertical CCD shift. If the transfer direction is the same as the register transfer direction, each of the two horizontal columns is moved from the position in the vertical CCD shift register corresponding to the horizontal column of the horizontal scanning line to be scanned first among the two horizontal columns in one horizontal scanning period. Vertical C corresponding to the next horizontal row to scan
The time is the time required for the vertical CCD shift register to transfer the signal to the position in the CD shift register, and 2. If the scanning order of the horizontal scanning line group is in the opposite direction to the transfer direction of the vertical CCD shift register, Each from one horizontal scanning period, from the position in the vertical CCD shift register corresponding to the horizontal scanning line to be scanned later among the two horizontal columns to the horizontal column to the horizontal scanning line to be scanned first among the two horizontal columns. (d) The horizontal row of the first photoelectric conversion area or the third photoelectric conversion area. The horizontal transfer start time of the horizontal column of the second photoelectric conversion area and the horizontal transfer start time of the horizontal column of the fourth photoelectric conversion area are 1. The scanning order of the horizontal scanning line group is the vertical CCD. In the case of the same direction as the transfer direction of the shift register, between the positions in each vertical CCD shift register corresponding to the horizontal row of the first photoelectric conversion area and the horizontal row of the second photoelectric conversion area or the third photoelectric conversion area The vertical CCD shift register is connected between the positions in each vertical CCD shift register corresponding to the horizontal row of the fourth photoelectric conversion area and the horizontal row of the fourth photoelectric conversion area.
2. If the scanning order of the horizontal scanning line group is opposite to the transfer direction of the vertical CCD shift register, it is delayed by the time required for the shift register to transfer the signal. A method for driving a solid-state image sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63193826A JP2666398B2 (en) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | Solid-state imaging device and driving method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63193826A JP2666398B2 (en) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | Solid-state imaging device and driving method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0242879A true JPH0242879A (en) | 1990-02-13 |
| JP2666398B2 JP2666398B2 (en) | 1997-10-22 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63193826A Expired - Fee Related JP2666398B2 (en) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | Solid-state imaging device and driving method thereof |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2666398B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008081041A (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Mazda Motor Corp | Lower body structure of automobile |
-
1988
- 1988-08-02 JP JP63193826A patent/JP2666398B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008081041A (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Mazda Motor Corp | Lower body structure of automobile |
Also Published As
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|---|---|
| JP2666398B2 (en) | 1997-10-22 |
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