JPH089266A - Solid-state imaging device - Google Patents
Solid-state imaging deviceInfo
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- JPH089266A JPH089266A JP6139950A JP13995094A JPH089266A JP H089266 A JPH089266 A JP H089266A JP 6139950 A JP6139950 A JP 6139950A JP 13995094 A JP13995094 A JP 13995094A JP H089266 A JPH089266 A JP H089266A
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- vertical transfer
- vertical
- solid
- horizontal
- photoelectric conversion
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 垂直転送時に飽和特性を向上する8相駆動と
スミア特性を向上する5相駆動とを固体撮像装置の重要
視する特性項目により切り換え可能とし、目的にあった
固体撮像装置を提供する。
【構成】 固体撮像素子10は、ドライバ11から出力
する垂直転送パルスφV1〜φV8および水平転送パル
スφH1,φH2により駆動される。垂直転送パルスφ
V1〜φV8および水平転送パルスφH1,φH2はパ
ルス発生装置12より出力する垂直転送パルスV1〜V
8および水平転送パルスH1,H2をドライバ11で電
圧変換したものである。固体撮像素子10より出力され
た信号は、信号処理装置13でテレビジョン信号に変換
される。飽和特性を重視する場合には8相駆動、スミア
特性を重視する場合には5相駆動を行う。
(57) [Summary] [Purpose] It is possible to switch between 8-phase drive for improving saturation characteristics and 5-phase drive for improving smear characteristics at the time of vertical transfer depending on the important characteristic items of the solid-state imaging device. An imaging device is provided. [Structure] The solid-state imaging device 10 is driven by vertical transfer pulses φV1 to φV8 and horizontal transfer pulses φH1 and φH2 output from a driver 11. Vertical transfer pulse φ
V1 to φV8 and horizontal transfer pulses φH1 and φH2 are vertical transfer pulses V1 to V1 output from the pulse generator 12.
8 and horizontal transfer pulses H1 and H2 are voltage-converted by the driver 11. The signal output from the solid-state image sensor 10 is converted into a television signal by the signal processing device 13. When the saturation characteristic is important, 8-phase driving is performed, and when the smear characteristic is important, 5-phase driving is performed.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は重要視する特性によっ
て駆動タイミングを切り換えることができる固体撮像装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device in which drive timing can be switched according to characteristics of importance.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、複数の光電変換素子が二次元的に
配列された光電変換部と、前記複数の光電変換素子の各
1個に対し1枚の読み出しゲートを含む4枚の垂直転送
ゲートをそれぞれ有し前記光電変換部に蓄積された信号
電荷を読み出して垂直方向に転送する垂直転送部と、前
記垂直転送部から転送された信号電荷を水平方向に転送
する水平転送部と、前記水平転送部から転送された信号
電荷を信号電圧または信号電流に変換して出力する信号
電荷検出部とを有する固体撮像素子を利用した固体撮像
装置であるビデオカメラ(ムービー)が普及し、応用範
囲が広がる中、用途によって求められる特性が異なって
いる。2. Description of the Related Art Currently, a plurality of photoelectric conversion elements are arranged two-dimensionally, and four vertical transfer gates including one read gate for each one of the plurality of photoelectric conversion elements. A vertical transfer unit for reading the signal charges accumulated in the photoelectric conversion unit and transferring the signal charges in the vertical direction; a horizontal transfer unit for transferring the signal charges transferred from the vertical transfer unit in the horizontal direction; A video camera (movie), which is a solid-state imaging device using a solid-state imaging device having a signal charge detection unit that converts the signal charge transferred from the transfer unit into a signal voltage or a signal current and outputs the signal camera, has become widespread. As it spreads, the required properties differ depending on the application.
【0003】従来例について図面を参照しながら説明す
る。図2に固体撮像素子の構成の一部の概略図を示す。
固体撮像素子は、2次元状に光電変換素子であるフォト
ダイオード1が配列され、1個のフォトダイオード1に
対して4相の垂直転送ゲートを有する垂直CCD2がフ
ォトダイオード1の横に配置される。また、この4相の
垂直転送ゲートの内のひとつはフォトダイオード1に蓄
積された電荷を垂直CCD2に転送する読み出しゲート
3を兼ねている。また、垂直方向に隣接した2個のフォ
トダイオード1を1組とし、固体撮像素子外部より駆動
パルスとして8相の垂直転送パルスφV1〜φV8を印
加できるようになっていて、電荷は垂直CCD2上を水
平CCD(図示せず)側に向かって(図2の矢印A方
向)に転送される。水平CCDは2相の水平転送ゲート
を有する構造となっている。A conventional example will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows a schematic diagram of a part of the configuration of the solid-state image sensor.
In the solid-state imaging device, photodiodes 1 which are photoelectric conversion elements are arranged two-dimensionally, and a vertical CCD 2 having a 4-phase vertical transfer gate is arranged beside the photodiode 1 with respect to one photodiode 1. . One of the four-phase vertical transfer gates also serves as the read gate 3 for transferring the charges accumulated in the photodiode 1 to the vertical CCD 2. Further, two vertically adjacent photodiodes 1 are set as one set, and eight-phase vertical transfer pulses φV1 to φV8 can be applied as a drive pulse from the outside of the solid-state image pickup device, and the charges are applied on the vertical CCD 2. Transferred toward the horizontal CCD (not shown) side (direction of arrow A in FIG. 2). The horizontal CCD has a structure having two-phase horizontal transfer gates.
【0004】図5に図2に示した構成の固体撮像素子を
含んで構成される従来の固体撮像装置の構成を示すブロ
ック図である。図5において、固体撮像素子4は、電圧
変換を行うドライバ5から駆動パルスとして出力される
垂直転送パルスφV1〜φV8および水平転送パルスφ
H1〜φH2により駆動される。垂直転送パルスφV1
〜φV8および水平転送パルスφH1,φH2は、パル
ス発生装置6より出力される垂直転送パルスV1〜V8
および水平転送パルスH1,H2をドライバ5で電圧変
換・合成したものである。垂直転送パルスV1〜V8は
垂直転送パルス発生部16で作成される。FIG. 5 is a block diagram showing the structure of a conventional solid-state image pickup device including the solid-state image pickup device having the structure shown in FIG. In FIG. 5, the solid-state image sensor 4 has vertical transfer pulses φV1 to φV8 and horizontal transfer pulses φ output as drive pulses from the driver 5 that performs voltage conversion.
It is driven by H1 to φH2. Vertical transfer pulse φV1
.About..phi.V8 and horizontal transfer pulses .phi.H1 and .phi.H2 are vertical transfer pulses V1 to V8 output from the pulse generator 6.
The horizontal transfer pulses H1 and H2 are voltage-converted and combined by the driver 5. The vertical transfer pulses V1 to V8 are created by the vertical transfer pulse generator 16.
【0005】図6にパルス発生装置6(MN522X;
松下電子部品株式会社製)の具体的なブロック図を示
す。このパルス発生装置6の動作を簡単に説明すると、
水平転送パルスH1,H2の2倍の周波数のクロック
(発振回路OSCより出力される)と水平同期信号HD
と垂直同期信号VDとを入力として、これらを適宜分周
して上記の垂直転送パルスV1〜V8および水平転送パ
ルスH1,H2を作成し、高速パルスデコーダより水平
転送パルスH1,H2を出力し、V転送パルスデコーダ
より垂直転送パルスV1〜V8を出力する。FIG. 6 shows a pulse generator 6 (MN522X;
Matsushita Electronic Components Co., Ltd.) shows a specific block diagram. Briefly explaining the operation of the pulse generator 6,
A clock having a frequency twice that of the horizontal transfer pulses H1 and H2 (output from the oscillation circuit OSC) and a horizontal synchronizing signal HD
And vertical synchronization signal VD are input, and these are appropriately divided to generate the above vertical transfer pulses V1 to V8 and horizontal transfer pulses H1 and H2, and horizontal transfer pulses H1 and H2 are output from the high-speed pulse decoder, Vertical transfer pulses V1 to V8 are output from the V transfer pulse decoder.
【0006】また、ドライバ5では、例えば、垂直転送
パルスについては、0.5Vまたは0.3Vの2値のパ
ルスを、15V,0V,−8Vの3値へ電圧変換・合成
する動作を行う。水平転送パルスについては、パルス発
生装置6が3Vで動作するときなど、5V振幅のパルス
へ電圧変換する。垂直転送パルスφV1〜φV8および
水平転送パルスφH1,φH2により駆動された固体撮
像素子4より出力された信号は、信号処理装置7でクラ
ンプ・ブランキング処理などを行ってテレビジョン信号
(TV信号)に変換される。In the driver 5, for example, for the vertical transfer pulse, a binary pulse of 0.5 V or 0.3 V is converted into a ternary pulse of 15 V, 0 V, and -8 V and combined. The horizontal transfer pulse is converted into a pulse having a 5V amplitude, such as when the pulse generator 6 operates at 3V. The signal output from the solid-state image sensor 4 driven by the vertical transfer pulses φV1 to φV8 and the horizontal transfer pulses φH1 and φH2 is subjected to clamp / blanking processing or the like by the signal processing device 7 to be a television signal (TV signal). To be converted.
【0007】図4に図5のドライバ5より出力される固
体撮像素子4の5相駆動の場合の垂直転送パルスのタイ
ムチャートを示す。図4は、テレビジョン信号の垂直帰
線消去期間内における水平同期信号HD、8相の垂直転
送パルスφV1〜φV8を示している。まず、図2の垂
直転送パルスφV3,φV7がそれぞれ与えられる読み
出しゲート3に約15Vの電圧をもつ読み出しパルス8
をタイミングをずらして印加して、フォトダイオード1
に蓄積された電荷を垂直CCD2に転送する。図2の垂
直CCD2に転送された電荷は図4のように1水平走査
期間に水平CCDへ2回転送される(符号9の部分参
照)。読み出し期間では、フォトダイオード1に蓄積さ
れた電荷をV3,V7ゲートを通して垂直CCDへ転送
し、転送期間では、垂直CCDへ転送された電荷を水平
CCD方向(図では、下方向)へ転送する。FIG. 4 shows a time chart of the vertical transfer pulse output from the driver 5 of FIG. 5 when the solid-state image sensor 4 is driven by five phases. FIG. 4 shows the horizontal synchronizing signal HD and the 8-phase vertical transfer pulses φV1 to φV8 in the vertical blanking period of the television signal. First, the read pulse 8 having a voltage of about 15V is applied to the read gate 3 to which the vertical transfer pulses φV3 and φV7 of FIG.
Is applied by shifting the timing, and the photodiode 1
The charges accumulated in the vertical CCD are transferred to the vertical CCD 2. The charges transferred to the vertical CCD 2 in FIG. 2 are transferred twice to the horizontal CCD in one horizontal scanning period as shown in FIG. 4 (refer to the reference numeral 9). In the read period, the charges accumulated in the photodiode 1 are transferred to the vertical CCD through the V3 and V7 gates, and in the transfer period, the charges transferred to the vertical CCD are transferred in the horizontal CCD direction (downward in the figure).
【0008】なお、インターレースを行うためフィール
ドにより、2つのフォトダイオード1の電荷を上下のペ
アを変えて水平CCDにて混合する。水平帰線消去期間
に行われる垂直転送(符号9の部分参照)のみに注目す
ると、4種類の位相の垂直転送パルスφV1〜φV4と
4種類の位相の垂直転送パルスφV5〜φV8は同位相
であり、4相駆動となっている。読み出しパルス8を考
慮すると、5相となる。以後、この駆動タイミングを5
相駆動と呼ぶ。5相駆動では8つの垂直転送ゲートを5
種類の垂直転送パルスで駆動できるので、ドライバ5の
回路規模を小さくできる。また、スミア特性が良好であ
る。In order to perform the interlacing, the charges of the two photodiodes 1 are mixed in the horizontal CCD by changing the upper and lower pairs depending on the field. Focusing only on the vertical transfer (refer to the reference numeral 9) performed during the horizontal blanking period, the vertical transfer pulses φV1 to φV4 of four types of phases and the vertical transfer pulses φV5 to φV8 of four types of phases have the same phase. It is a 4-phase drive. Considering the read pulse 8, there are five phases. After that, set this drive timing to 5
This is called phase drive. In 5 phase drive, 8 vertical transfer gates
Since it can be driven by the vertical transfer pulse of any kind, the circuit scale of the driver 5 can be reduced. In addition, the smear characteristic is good.
【0009】また、通常のインターラインCCDのよう
に1個のフォトダイオードに2個の垂直転送ゲートを持
つ4相駆動では、撮像面の大きさを一定とした場合に水
平画素数が増加すると、1個の垂直転送ゲートの縦に対
し横の長さの比が小さくなり、つまり垂直転送ゲートが
細くなって転送しにくくなって転送効率が下がるが、前
記のCCDと5相駆動の組み合わせの場合のように、1
個のフォトダイオードに4個の垂直転送ゲートを持つ5
相駆動では、垂直転送ゲート数の多い分転送効率が上が
る。Further, in a four-phase drive having two vertical transfer gates in one photodiode like a normal interline CCD, if the number of horizontal pixels increases when the size of the image pickup surface is fixed, The ratio of the horizontal length to the vertical length of one vertical transfer gate becomes small, that is, the vertical transfer gate becomes thin and it becomes difficult to transfer, and the transfer efficiency is lowered. However, in the case of the combination of the CCD and the 5-phase drive Like 1
5 with 4 vertical transfer gates per photodiode
In the phase drive, the transfer efficiency increases as the number of vertical transfer gates increases.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、1個のフォトダイオードに2個の垂直
転送ゲートを持つ4相駆動に比べて転送効率は高くなる
ものの、垂直転送時に最小転送ゲートが全4ゲート中の
2ゲートとなり、十分な転送効率が得られず、垂直CC
Dの飽和特性が十分に得られない。However, in the above-mentioned structure, although the transfer efficiency is higher than that of the four-phase drive in which one photodiode has two vertical transfer gates, the minimum transfer at the time of vertical transfer is required. The gate becomes 2 of the 4 gates, and sufficient transfer efficiency cannot be obtained.
The saturation characteristics of D cannot be obtained sufficiently.
【0011】なお、転送動作は、図4のタイムチャート
から明らかなように、例えばある時刻t1 では、垂直転
送ゲートV1,V2,V5,V6に電荷が蓄積され、つ
ぎの時刻t2 では、垂直転送ゲートV1,V2,V3,
V5,V6,V7に電荷が蓄積され、つぎの時刻t3 で
は、垂直転送ゲートV2,V3,V6,V7に電荷が蓄
積されることで、電荷が順次垂直転送ゲートV1から垂
直転送ゲートV8の方向へ転送される。[0011] The transfer operation, as is apparent from the time chart of FIG. 4, for example at a certain time t 1, charges are accumulated in the vertical transfer gate V1, V2, V5, V6, at time of next t 2, Vertical transfer gates V1, V2, V3
V5, V6, V7 charge is accumulated, the next time t 3, by charges to the vertical transfer gate V2, V3, V6, V7 are accumulated, the charge sequentially from the vertical transfer gate V1 of the vertical transfer gate V8 Is transferred in the direction.
【0012】転送効率は、垂直CCDを動かす回数が多
いほど(周期が短いほど)、転送効率が落ちる。飽和特
性は、垂直CCDの大きさに比例する特性であり、最小
転送ゲートに比例する。最小転送ゲートは、電荷を転送
する際に、垂直CCDにおいてもっともCCD容量が少
なくなるときのゲートであり、例えば、時刻t1 におけ
る垂直転送ゲートV1,V2である。Regarding the transfer efficiency, the more the vertical CCD is moved (the shorter the cycle is), the lower the transfer efficiency becomes. The saturation characteristic is proportional to the size of the vertical CCD and is proportional to the minimum transfer gate. The minimum transfer gate is a gate when the CCD capacity becomes the smallest in the vertical CCD when transferring charges, and is, for example, the vertical transfer gates V1 and V2 at time t 1 .
【0013】この発明の目的は、垂直転送時に最小転送
ゲートを4相駆動(読み出しパルスを考慮すると5相駆
動)時より増やし飽和特性を向上する8相駆動とスミア
特性を向上させることができる4相駆動(読み出しパル
スを考慮すると5相駆動)とを応用方法、使用方法、重
要視する特性項目により切り換え可能とする固体撮像装
置を提供することである。An object of the present invention is to increase the minimum transfer gate in vertical transfer as compared with that in four-phase driving (five-phase driving when a read pulse is taken into consideration) to improve 8-phase driving for improving saturation characteristics and smear characteristics. It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device capable of switching between phase driving (five-phase driving in consideration of a read pulse) depending on an application method, a usage method, and a characteristic item to be emphasized.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】この発明の固体撮像装置
は、複数の光電変換素子が二次元的に配列された光電変
換部と、前記複数の光電変換素子の各1個に対し1枚の
読み出しゲートを含む4枚の垂直転送ゲートをそれぞれ
有し前記光電変換部に蓄積された信号電荷を読み出して
垂直方向に転送する垂直転送部と、前記垂直転送部から
転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部
と、前記水平転送部から転送された信号電荷を信号電圧
または信号電流に変換して出力する信号電荷検出部とを
有する固体撮像素子と、前記垂直転送部の前記複数の光
電変換素子を垂直方向に隣接した各2個をそれぞれ1組
として、テレビジョン信号の水平帰線消去期間に前記1
組の光電変換素子の8枚の垂直転送ゲートに与える8種
類の位相の垂直転送パルスと前記1組の光電変換素子の
各々の4枚の垂直転送ゲートにそれぞれ与える4種類の
位相の垂直転送パルスとを選択的に発生するパルス発生
装置とを備えている。A solid-state image pickup device according to the present invention includes a photoelectric conversion section in which a plurality of photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged, and one photoelectric conversion element for each photoelectric conversion element. A vertical transfer unit that has four vertical transfer gates including a read gate and reads out the signal charges accumulated in the photoelectric conversion unit and transfers the signal charges in the vertical direction, and the signal charges transferred from the vertical transfer unit in the horizontal direction. A solid-state imaging device having a horizontal transfer section that transfers the signal charges transferred from the horizontal transfer section and a signal charge detection section that converts the signal charges transferred from the horizontal transfer section into a signal voltage or a signal current and outputs the signal voltage or the signal current; Two photoelectric conversion elements adjacent to each other in the vertical direction are set as one set, respectively, and the photoelectric conversion elements are set to 1 in the horizontal blanking period of the television signal.
Vertical transfer pulses of eight kinds of phases given to eight vertical transfer gates of a pair of photoelectric conversion elements and vertical transfer pulses of four kinds of phases given to four vertical transfer gates of each photoelectric conversion element of the set. And a pulse generator for selectively generating and.
【0015】[0015]
【作用】上記構成により、垂直転送時に飽和特性重視の
ときは、1組の光電変換素子の8枚の垂直転送ゲートに
8種類の位相の垂直転送パルスを与えることで、最小転
送ゲートを4相駆動(読み出しパルスを考慮すると5相
駆動)時より増やし8相中6ゲートとする8相駆動とす
る。また、スミア特性を重視するときは、1組の光電変
換素子の各々の4枚の垂直転送ゲートに4種類の位相の
垂直転送パルスをそれぞれ与えることで、スミア特性の
向上する4相駆動(読み出しパルスを考慮すると5相駆
動)とする。このように、8相駆動と4相駆動(読み出
しパルスを考慮すると5相駆動)とを切り換えること
で、応用方法に最も適した状態で使用することができ
る。With the above configuration, when the saturation characteristics are emphasized during vertical transfer, vertical transfer pulses of eight kinds of phases are applied to eight vertical transfer gates of one photoelectric conversion element, so that the minimum transfer gate has four phases. The number of gates is increased from that during driving (5-phase driving in consideration of a read pulse), and 6 gates out of 8 phases are used for 8-phase driving. Further, when importance is attached to smear characteristics, four-phase driving (reading) for improving smear characteristics is performed by applying vertical transfer pulses of four kinds of phases to the four vertical transfer gates of each photoelectric conversion element of one set. Considering the pulse, it is set to 5 phase drive). In this way, by switching between 8-phase driving and 4-phase driving (5-phase driving in consideration of the read pulse), it can be used in a state most suitable for the application method.
【0016】[0016]
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら説明する。図2に固体撮像素子の構成の一部
の概略図を示す。固体撮像素子は、2次元状に光電変換
素子であるフォトダイオード1が配列され、1個のフォ
トダイオード1に対して4相の垂直転送ゲートを有する
垂直CCD2がフォトダイオード1の横に配置される。
また、この4相の垂直転送ゲートの内のひとつはフォト
ダイオード1に蓄積された電荷を垂直CCD2に転送す
る読み出しゲート3を兼ねている。また、垂直方向に隣
接した2個のフォトダイオード1を1組とし、固体撮像
素子外部より駆動パルスとして8相の垂直転送パルスφ
V1〜φV8を印加できるようになっていて、電荷は垂
直CCD2上を水平CCD(図示せず)側に向かって
(図2の矢印A方向)に転送される。水平CCDは2相
の水平転送ゲートを有する構造となっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows a schematic diagram of a part of the configuration of the solid-state image sensor. In the solid-state imaging device, photodiodes 1 which are photoelectric conversion elements are arranged two-dimensionally, and a vertical CCD 2 having a 4-phase vertical transfer gate is arranged beside the photodiode 1 with respect to one photodiode 1. .
One of the four-phase vertical transfer gates also serves as the read gate 3 for transferring the charges accumulated in the photodiode 1 to the vertical CCD 2. In addition, two photodiodes 1 vertically adjacent to each other are set as one set, and an 8-phase vertical transfer pulse φ is used as a drive pulse from the outside of the solid-state image sensor.
V1 to φV8 can be applied, and charges are transferred on the vertical CCD 2 toward the horizontal CCD (not shown) (in the direction of arrow A in FIG. 2). The horizontal CCD has a structure having two-phase horizontal transfer gates.
【0017】図1に図2に示した構成の固体撮像素子を
含んで構成されるこの発明の一実施例の固体撮像装置の
構成を示すブロック図である。図1において、固体撮像
素子10は、電圧変換を行うドライバ11から駆動パル
スとして出力される垂直転送パルスφV1〜φV8およ
び水平転送パルスφH1〜φH2により駆動される。垂
直転送パルスφV1〜φV8および水平転送パルスφH
1,φH2は、パルス発生装置12より出力される垂直
転送パルスV1〜V8および水平転送パルスH1,H2
をドライバ11で電圧変換・合成したものである。垂直
転送パルスV1〜V8は垂直転送パルス発生部14で作
成される。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a solid-state image pickup device of one embodiment of the present invention, which is configured to include the solid-state image pickup device having the configuration shown in FIG. In FIG. 1, the solid-state imaging device 10 is driven by vertical transfer pulses φV1 to φV8 and horizontal transfer pulses φH1 to φH2 output as drive pulses from a driver 11 that performs voltage conversion. Vertical transfer pulses φV1 to φV8 and horizontal transfer pulse φH
1, φH2 are vertical transfer pulses V1 to V8 and horizontal transfer pulses H1 and H2 output from the pulse generator 12.
Are voltage-converted and combined by the driver 11. The vertical transfer pulses V1 to V8 are created by the vertical transfer pulse generator 14.
【0018】パルス発生装置12は、制限回路15が追
加されている以外は、従来例のパルス発生装置6と同様
の構成である。ドライバ11についても従来例のドライ
バ5と同様の構成である。制限回路15については後述
する。垂直転送パルスφV1〜φV8および水平転送パ
ルスφH1,φH2により駆動された固体撮像素子10
より出力された信号は、信号処理装置13でクランプ・
ブランキング処理などを行ってテレビジョン信号(TV
信号)に変換される。The pulse generator 12 has the same structure as that of the conventional pulse generator 6 except that the limiting circuit 15 is added. The driver 11 has the same configuration as the driver 5 of the conventional example. The limiting circuit 15 will be described later. Solid-state imaging device 10 driven by vertical transfer pulses φV1 to φV8 and horizontal transfer pulses φH1 and φH2
The output signal is clamped by the signal processor 13.
A television signal (TV
Signal).
【0019】図3に図1のドライバ11より出力される
固体撮像素子10の8相駆動の場合の垂直転送パルスの
タイムチャートを示す。図3は、テレビジョン信号の垂
直帰線消去期間内における水平同期信号HD、8相の垂
直転送パルスφV1〜φV8を示している。まず、図2
の垂直転送パルスφV3,φV7がそれぞれ与えられる
読み出しゲート3に約15Vの電圧をもつ読み出しパル
ス8をタイミングをずらして印加して、フォトダイオー
ド1に蓄積された電荷を垂直CCD2に転送する。図2
の垂直CCD2に転送された2つのフォトダイオード1
分の電荷は垂直CCD2上で混合され、混合された電荷
は図3のように垂直CCD2から水平CCDへ1水平走
査期間に1回転送される(符号16の部分参照)。読み
出し期間では、フォトダイオード1に蓄積された電荷を
V3,V7ゲートを通して垂直CCDへ転送し、転送期
間では、垂直CCDへ転送された電荷を水平CCD方向
(図では、下方向)へ転送する。FIG. 3 shows a time chart of the vertical transfer pulse output from the driver 11 of FIG. 1 when the solid-state image pickup device 10 is driven by eight phases. FIG. 3 shows the horizontal synchronizing signal HD and the 8-phase vertical transfer pulses φV1 to φV8 in the vertical blanking period of the television signal. First, FIG.
The read pulse 8 having a voltage of about 15V is applied to the read gate 3 to which the vertical transfer pulses φV3 and φV7 are applied at different timings to transfer the charges accumulated in the photodiode 1 to the vertical CCD 2. Figure 2
Two photodiodes 1 transferred to the vertical CCD 2 of
The charges for the minutes are mixed on the vertical CCD 2, and the mixed charges are transferred from the vertical CCD 2 to the horizontal CCD once in one horizontal scanning period as shown in FIG. 3 (see a portion 16). In the read period, the charges accumulated in the photodiode 1 are transferred to the vertical CCD through the V3 and V7 gates, and in the transfer period, the charges transferred to the vertical CCD are transferred in the horizontal CCD direction (downward in the figure).
【0020】なお、インターレースを行うためフィール
ドにより、2つのフォトダイオード1の電荷を上下のペ
アを変えて垂直CCD2にて混合することで実現する。
水平帰線消去期間の垂直転送(符号16の部分参照)の
みに注目すると、垂直転送パルスφV1〜φV8はそれ
ぞれ別位相であり、8相駆動となっている。以後、この
駆動タイミングを8相駆動と呼ぶ。この8相駆動では、
垂直転送時に最小転送ゲートが全8ゲート中の6ゲート
となり、5相駆動に対し1.5倍の転送ゲートとなり十
分な転送効率が得られ、垂直CCDの飽和特性も5相駆
動の1.5倍の向上がみられる。It is realized by changing the upper and lower pairs of charges of the two photodiodes 1 and mixing them in the vertical CCD 2 depending on the field for interlacing.
Focusing only on the vertical transfer (refer to the part indicated by reference numeral 16) in the horizontal blanking period, the vertical transfer pulses φV1 to φV8 are in different phases, and are 8-phase drive. Hereinafter, this drive timing is referred to as 8-phase drive. With this 8-phase drive,
At the time of vertical transfer, the minimum transfer gate becomes 6 of the 8 gates, which is 1.5 times the transfer gate of 5 phase drive, and sufficient transfer efficiency is obtained, and the saturation characteristic of the vertical CCD is 1.5 of 5 phase drive. A double improvement is seen.
【0021】ただし、この8相駆動は映像走査期間に垂
直CCD2上で6ゲート分に電荷を蓄積する。5相駆動
時は8ゲート中4ゲートである。したがって、フォトダ
イオード以外に光が入射したとき特に垂直CCD2の下
部で電荷が発生すると垂直CCD2にスミアがたまる
が、8相駆動は5相駆動に比べ1.5倍発生しやすくな
る。However, in this 8-phase driving, charges are accumulated in 6 gates on the vertical CCD 2 during the image scanning period. At the time of 5-phase driving, there are 4 gates out of 8 gates. Therefore, when light is incident on a portion other than the photodiode, particularly when charges are generated in the lower portion of the vertical CCD 2, smear is accumulated in the vertical CCD 2, but 8-phase driving is more likely to occur 1.5 times than 5-phase driving.
【0022】したがって、飽和特性を重視する場合には
8相駆動を行い、スミア特性を重視する場合には従来例
で述べたように5相駆動を行う(図4のタイムチャート
参照)。8相駆動は、図3と図4を比較すると明らかな
ように、図4の垂直転送タイミング(符号9参照)のよ
うに5相駆動時のパルスタイミングの一部を制限して消
去することで簡単に実現できる。よって、図1のように
垂直転送パルス発生部14に制限回路15を加え、制限
回路15に切換指令を与えることで簡単に5相駆動と8
相駆動を切り換えることが可能となり、重要視する特性
に合わせ固体撮像装置(カメラ)の特性を向上させるこ
とが可能である。Therefore, when the saturation characteristic is emphasized, the 8-phase drive is performed, and when the smear characteristic is emphasized, the 5-phase drive is performed as described in the conventional example (see the time chart of FIG. 4). As is clear from comparison between FIG. 3 and FIG. 4, the 8-phase driving is achieved by limiting and erasing a part of the pulse timing at the time of 5-phase driving like the vertical transfer timing (see reference numeral 9) in FIG. Easy to achieve. Therefore, as shown in FIG. 1, by adding the limiting circuit 15 to the vertical transfer pulse generating unit 14 and giving a switching command to the limiting circuit 15, the 5-phase driving and the 8-phase driving can be easily performed.
It is possible to switch the phase drive, and it is possible to improve the characteristics of the solid-state imaging device (camera) according to the characteristics to be emphasized.
【0023】なお、制限回路15は、通常のロジック
(論理積、論理和、反転等)を利用して、垂直転送パル
ス9の一部をHレベルまたはLレベルに固定して垂直転
送パルス16を作るものである。また、V3とV7の読
み出しパルスは、タイミングをずらしているが、これは
同じタイミングであってもよい。ただ、同じタイミング
とすると、CCD特性が劣化する可能性がある。The limiting circuit 15 uses a normal logic (logical product, logical sum, inversion, etc.) to fix a part of the vertical transfer pulse 9 to the H level or the L level, and the vertical transfer pulse 16 is fixed. To make. Further, the read pulses of V3 and V7 are staggered in timing, but they may be at the same timing. However, if the timing is the same, CCD characteristics may deteriorate.
【0024】[0024]
【発明の効果】この発明の固体撮像装置は、飽和特性重
視の時は8相駆動を選び、スミア特性を重視するときに
は4相駆動(読み出しパルスを考慮すると5相駆動)を
選ぶことにより、応用方法にもっとも適した駆動タイミ
ングを使用することができる。The solid-state image pickup device of the present invention is applied by selecting 8-phase drive when the saturation characteristic is emphasized and 4-phase drive (5-phase drive considering the read pulse) when the smear characteristic is emphasized. The drive timing most suitable for the method can be used.
【図1】この発明の一実施例の固体撮像装置のブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.
【図2】この発明の一実施例および従来例における固体
撮像素子の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a solid-state image sensor according to an embodiment of the present invention and a conventional example.
【図3】この発明の一実施例における垂直CCD駆動タ
イミングを示すタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart showing vertical CCD drive timing in one embodiment of the present invention.
【図4】この発明の一実施例における垂直CCD駆動タ
イミングを示すタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart showing vertical CCD drive timing in one embodiment of the present invention.
【図5】従来例の固体撮像装置のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a conventional solid-state imaging device.
【図6】パルス発生装置の具体的な回路構成を示すブロ
ック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a specific circuit configuration of a pulse generator.
1 フォトダイオード 2 垂直CCD 3 読み出しゲート 4,10 固体撮像素子 5,11 ドライバ 6,12 パルス発生装置 7,13 信号処理装置 8 読み出しパルス 9,16 垂直転送パルス 14 垂直転送パルス発生部 15 制限回路 1 Photodiode 2 Vertical CCD 3 Readout gate 4,10 Solid-state image sensor 5,11 Driver 6,12 Pulse generator 7,13 Signal processor 8 Readout pulse 9,16 Vertical transfer pulse 14 Vertical transfer pulse generator 15 Limiting circuit
Claims (1)
れた光電変換部と、前記複数の光電変換素子の各1個に
対し1枚の読み出しゲートを含む4枚の垂直転送ゲート
をそれぞれ有し前記光電変換部に蓄積された信号電荷を
読み出して垂直方向に転送する垂直転送部と、前記垂直
転送部から転送された信号電荷を水平方向に転送する水
平転送部と、前記水平転送部から転送された信号電荷を
信号電圧または信号電流に変換して出力する信号電荷検
出部とを有する固体撮像素子と、 前記垂直転送部の前記複数の光電変換素子を垂直方向に
隣接した各2個をそれぞれ1組として、テレビジョン信
号の水平帰線消去期間に前記1組の光電変換素子の8枚
の垂直転送ゲートに与える8種類の位相の垂直転送パル
スと前記1組の光電変換素子の各々の4枚の垂直転送ゲ
ートにそれぞれ与える4種類の位相の垂直転送パルスと
を選択的に発生するパルス発生装置とを備えた固体撮像
装置。1. A photoelectric conversion unit in which a plurality of photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged, and four vertical transfer gates including one read gate for each one of the plurality of photoelectric conversion elements. A vertical transfer unit that reads out the signal charge accumulated in the photoelectric conversion unit and transfers it in the vertical direction, a horizontal transfer unit that transfers the signal charge transferred from the vertical transfer unit in the horizontal direction, and the horizontal transfer unit. A solid-state imaging device having a signal charge detection unit that converts the signal charge transferred from the device into a signal voltage or a signal current and outputs the signal voltage, and two photoelectric conversion devices of the vertical transfer unit that are adjacent to each other in the vertical direction. Each as one set, and each of the vertical transfer pulses of eight kinds of phases given to the eight vertical transfer gates of the one set of photoelectric conversion elements during the horizontal blanking period of the television signal and the one set of photoelectric conversion elements. Of 4 The solid-state imaging device having selectively a pulse generator for generating the vertical transfer pulses of the four phases giving to the vertical transfer gate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13995094A JP3200516B2 (en) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | Solid-state imaging device |
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|---|---|---|---|
| JP13995094A JP3200516B2 (en) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | Solid-state imaging device |
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| JPH089266A true JPH089266A (en) | 1996-01-12 |
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ID=15257458
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| JP13995094A Expired - Fee Related JP3200516B2 (en) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | Solid-state imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3200516B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6583818B1 (en) | 1997-12-01 | 2003-06-24 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Solid state image sensor with readout modes having different drive phases |
| US6760072B1 (en) | 1998-07-03 | 2004-07-06 | Nec Electronics Corporation | Multi-phase readout of signal charge to vertical CCD |
| JP2009213135A (en) * | 2008-02-08 | 2009-09-17 | Panasonic Corp | Imaging device and driving method thereof |
-
1994
- 1994-06-22 JP JP13995094A patent/JP3200516B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6583818B1 (en) | 1997-12-01 | 2003-06-24 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Solid state image sensor with readout modes having different drive phases |
| US6760072B1 (en) | 1998-07-03 | 2004-07-06 | Nec Electronics Corporation | Multi-phase readout of signal charge to vertical CCD |
| JP2009213135A (en) * | 2008-02-08 | 2009-09-17 | Panasonic Corp | Imaging device and driving method thereof |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3200516B2 (en) | 2001-08-20 |
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