JPS59104879A - Solid-state image sensor and camera - Google Patents
Solid-state image sensor and cameraInfo
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- JPS59104879A JPS59104879A JP57214411A JP21441182A JPS59104879A JP S59104879 A JPS59104879 A JP S59104879A JP 57214411 A JP57214411 A JP 57214411A JP 21441182 A JP21441182 A JP 21441182A JP S59104879 A JPS59104879 A JP S59104879A
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- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/156—CCD or CID colour image sensors
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- H—ELECTRICITY
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
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- H—ELECTRICITY
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明は単板又は2板のみを用いてカッ−映像信号を得
る為の固体撮像装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a solid-state imaging device for obtaining a video signal using only a single plate or two plates.
(従来技術)
従来の単板又は2板式の固体撮像装置はストライプ状や
モザイク状のカラーフィルタ等の色分離の為の光学手段
を介して受光部に光を入射する事によって、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) Conventional single-chip or two-chip solid-state imaging devices can handle each color by inputting light into a light receiving section through an optical means for color separation, such as a striped or mosaic color filter. Electrical information is formed in each pixel, and the electrical information of each pixel is read out in time series via a common transfer path.
第1図は、このよう寿従来の固体撮像装置に用いられた
固体撮像デバイスの一例を示すものでフレームトランス
ファー型(F T ) iQ CCD(ChMrgeシ
形成される。2I71.メモリ一部であって受光部内の
各画素の電荷情報を夫々記憶する為の部分である。3は
転送路としての水平シフトレジスタであって、メモリ一
部の情報を1水平ラインずつとり込み、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。FIG. 1 shows an example of a solid-state imaging device used in a conventional solid-state imaging device, which is a frame transfer type (F T ) iQ CCD (ChMRge). This is a part for storing charge information of each pixel in the light receiving section. 3 is a horizontal shift register as a transfer path, which takes in information from a part of the memory one horizontal line at a time, and then transfers this line information horizontally. By transferring in the direction, a point-sequential signal is obtained.
従って例えば第2図の様なストライプ状のフィルターを
受光部の前面に設け、R(赤)、G(緑)、B (青)
の各色フィルタのピッチを前記受光部の各画素ピッチに
一致させれば、各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6からは点順次の色信号が得
られる。Therefore, for example, a striped filter as shown in Fig. 2 is installed in front of the light receiving part, and R (red), G (green), B (blue) are
By matching the pitch of each color filter to the pixel pitch of the light receiving section, each pixel forms a signal corresponding to each color, and the horizontal shift register 6 obtains point-sequential color signals.
このようにして得られた各色信号は第3図に示すような
信号処理系回路により例えばNTSC信号に変換される
。Each color signal thus obtained is converted into, for example, an NTSC signal by a signal processing circuit 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信号EBに分離
される。又、各色信号PR,Eo 、 Ea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。That is, the point sequential imaging output signal output from the CCD amplifier 4 is first separated into three sample and hold circuit signals EB. Further, the levels of the color signals PR, Eo, and Ea are adjusted in variable gain amplifiers 9 to 11, respectively, and the white balance is controlled.
又レベル調整された各色信号はクランプ回路、γ補正回
路、アパーチャー補正回路等を含むプロセス回路12〜
141Cおいて夫々プロセス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11F”換され、エ
ンコーダー16によってNTSC信号にエンコードされ
る。The level-adjusted color signals are sent to process circuits 12 to 12 including a clamp circuit, a γ correction circuit, an aperture correction circuit, etc.
After being processed at 141C, the matrix circuit 15 converts the luminance signal and color difference signal 11F'', and encodes the signal into an NTSC signal by the encoder 16.
このよう力構成にするとまず水平シフトレジスタ3は3
原色を順次読み出す事に力るので、各々3.58H2の
キャリアに乗せて読み出す為には3.58x 5−1Q
、74 MHzのクロックで駆動しなければならない。With this force configuration, first the horizontal shift register 3 is 3
Since it focuses on reading out the primary colors sequentially, in order to read each on a 3.58H2 carrier, 3.58x 5-1Q
, 74 MHz clock.
しかし、クロック周波数を窩くすると転送効率が低下す
るのと、電力が必要になる為、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巾する場合の
障害となっていた。However, lowering the clock frequency lowers the transfer efficiency and requires more power, which is an obstacle to increasing the number of pixels in the horizontal shift register, that is, the number of pixels in the horizontal direction of the imaging unit 1. .
(目 的)
本発明はこのような従来の固体搬像装置の欠点を解消し
得る改善された撮像装置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 an improved imaging device that can eliminate the drawbacks of the conventional solid-state imaging device.
本発明の他の目的は信号分離の為のサンプル回路の不要
な撮像素子を提供する事にある。Another object of the present invention is to provide an image sensor that does not require a sample circuit for signal separation.
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、従って転送効率の良い撮像素子及びこ
の撮像素子を用いた撮像装置を提供する事にある。Another object of the present invention is to provide an image pickup device that has less noise, can drive horizontal registers at low speed, and thus has good transfer efficiency, and an image pickup device using this image pickup device.
(実施例) 以下実施例に基づき本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be described in detail below based on Examples.
第4図は本発明の撮像装置に用いられる撮像素子の構成
の一例を示す図で、撮像部の表面には第2図のようなフ
ィルタが貼付けられる。31〜33は夫々水平シフトレ
ジスタ、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 an imaging element used in the imaging device of the present invention, in which a filter as shown in FIG. 2 is pasted on the surface of the imaging section. 31-33 are horizontal shift registers, and 41-43 are charge-voltage conversion amplifiers, respectively.
このよう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3本設け、各色に対応した電荷を夫
々の水平シフトレジスタに分離して一時蓄積するよ5に
構成している。As described above, in this embodiment, three horizontal shift registers are provided as transfer paths for reading, and charges corresponding to each color are separated and temporarily stored in the respective horizontal shift registers.
従って各色の信号は各レジスタ内で実質的にサンプリン
グされ、アンプ41〜43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 substantially sampled in each register, and each color signal is separated and outputted from the amplifiers 41 to 43, respectively.
次に第5図は第4図示の撮像素子の要部の電極構成図で
あって図ではメモリ一部2の下端から3本の水平シフト
レジスタ31〜33の部分が示されている。Next, FIG. 5 is an electrode configuration diagram of a main part of the image pickup device shown in FIG.
尚、第4図には示さまかったが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の下側に隣接して電
荷クリアドレインCDが設けられておυ、ドレインCD
には電源レベルが接続されている。Although not shown in FIG. 4, a charge clear drain CD is provided adjacent to the bottom end of the image sensor of this embodiment, that is, below the horizontal shift register 31.
The power level is connected.
又、メモリ一部2と3つの水平シフトレジスタとの間に
はメモリ一部2の水平ラインの中に含まれる3色の情報
を順次3つの水平シフトレジスタ31〜36に分離して
蓄積させる為の分離部17が設けである。Further, between the memory part 2 and the three horizontal shift registers, there is provided information for three colors included in the horizontal line of the memory part 2 to be separated and stored in the three horizontal shift registers 31 to 36 in sequence. A separating section 17 is provided.
図中、斜線部はチャネルストップであシ、図中61E〜
33gは夫々水平シフトレジスタ31〜33の各転送電
極、17Eは分離部の転送電極、2Eはメモリ一部の転
送電極である。In the figure, the shaded area is the channel stop, 61E~ in the figure.
33g is each transfer electrode of the horizontal shift registers 31 to 33, 17E is a transfer electrode of the separation section, and 2E is a transfer electrode of a part of the memory.
尚、本実一例では1相駆動法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 example, data is transferred using a one-phase drive method, but it may be a two-phase, three-phase, or even four-phase drive method.
図中A、B、C,Dを付した部分が1セルを構成してお
j5、A、Dの各部分の電位なP(A)〜P0と表わす
ものとすれば
P囚〉P(至)
となるようにイオン注入等にょ9仮想電極(Virtu
alPhase )が形成されておシ、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 (θとなるようやはり設定さ
れておシ1各電極にハイレベルの電位が印加された時に
はP(A)>P@>P(C)>P(DJとなり、ローレ
ベルの電位が加わった時にはP(C)> P(Di>
P(A)> P(B)となるよう構成されている。In the figure, the parts labeled A, B, C, and D constitute one cell, and if the potentials of each part of j5, A, and D are expressed as P(A) to P0, then P 9 virtual electrodes (Virtual electrodes) such as ion implantation etc.
alPhase) is formed and the potential level is fixed. Also, the potential of the parts C and D under each transmission electrode is always set so that P (C) > P (θ, and when a high level potential is applied to each electrode, P (A) >P@>P(C)>P(DJ, and when a low level potential is applied, P(C)>P(Di>
It is configured such that P(A)>P(B).
尚、φ1〜φ−は電極31E〜33gに印加されるクロ
ック、φ丁は電極17Eに印加されるクロック、φSは
電極2Eに印加されるクロック、φCLはクリアゲート
C1,に印加されるクロックである。Note that φ1 to φ- are the clocks applied to the electrodes 31E to 33g, φd is the clock applied to the electrode 17E, φS is the clock applied to the electrode 2E, and φCL is the clock applied to the clear gate C1. be.
第6図(a) 、 (b)は夫々垂直転送のクロックタ
イミング、水平転送のタイミングを示す図である。FIGS. 6(a) and 6(b) are diagrams showing the clock timing of vertical transfer and the timing of horizontal transfer, respectively.
又、fjg7図は本発明の撮像装置の概略を示すブロッ
ク図で18は制御手段としてのドライバーであってtJ
、6図(a) 、 (b)の如きり01/りφ1.ψS
。Further, FIG.
, 6 (a), (b) as shown in 01/φ1. ψS
.
ψ丁、ψl〜ψ8.ψCLを供給する。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
情報をサンプルホールド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っている。ψding, ψl~ψ8. Supply ψCL. 19 is a reference signal generator. As is clear from the figure, in this configuration, a sample and hold circuit for sampling and holding each color information is omitted, resulting in a simple configuration.
本構成の動作について説明すると、第6図(a)の如く
垂直転送の際は垂直同期信号に同期して、期間tl−1
sの間にψ1.ψS、ψT、ψ8.ψS、ψl。To explain the operation of this configuration, during vertical transfer, the period tl-1 is synchronized with the vertical synchronization signal as shown in FIG. 6(a).
ψ1 during s. ψS, ψT, ψ8. ψS, ψl.
φCLとして、互いに同期したほぼ同位相のパルスを少
なくとも撮像部の重曹画素数と同じ数供給すに記憶する
。その後時刻ts以降においてメそり一部の電荷情報を
12インずつパルスψSによシシフトすると共にパルス
釘、ψB、ψS、ψlを図のように駆動する事により水
平方向の3画素の情報を3本のシフトレジスタ31〜3
乙に蓄積し、時刻t4以降に各レジスタの情報を順次読
み出す。As φCL, pulses synchronized with each other and having substantially the same phase are supplied and stored at least as many times as the number of baking soda pixels of the imaging section. After that, after time ts, the charge information of a part of the mesori is shifted by 12 inches by the pulse ψS, and the pulse nails ψB, ψS, and ψl are driven as shown in the figure, so that the information of 3 pixels in the horizontal direction is transferred into 3 lines. shift registers 31 to 3
The information in each register is sequentially read out after time t4.
第6図(b)はこの1ラインずつの垂直シフト及び読み
出し動作について示しておシ、パルスψTの最初の立上
りによシ、1ツインの情報の内例えば第5図中116.
117 、118中にあった電荷は夫々111 、11
4 、115に入る。その後パルスφ畠、ψ−9φlが
順番に供給されることにより1150部分にあった電荷
は100まで移動し、ここで蓄積される。FIG. 6(b) shows this line-by-line vertical shift and read operation. At the first rising edge of pulse ψT, for example, 116.
The charges in 117 and 118 are 111 and 11, respectively.
4. Enter 115. Thereafter, the pulses φ and φ-9φl are sequentially supplied, so that the charge at the 1150 portion moves to 100 and is accumulated there.
又この間114 、111の部分の電荷は夫々113
、110に移動する。Also, during this time, the charges at parts 114 and 111 are 113, respectively.
, move to 110.
又、2つ目のパルスφTが供給されると113 、11
0の電荷は112 、109に夫々移シ、このパルスψ
Tの直後に続くパルスφl、ψ懲によりこの112の電
荷は10乙に移動し、その後パルスψ懲の立下りKよっ
て102に移シ蓄積される。又この間に110の電荷は
105に移り、パルスψ3の立下り以降104に蓄積さ
れる。Also, when the second pulse φT is supplied, 113, 11
The charge of 0 is transferred to 112 and 109, respectively, and this pulse ψ
The charges of 112 are moved to 10 by the pulses φl and ψ which immediately follow T, and then transferred to 102 and accumulated by the fall of the pulse ψ. Also, during this period, the charge at 110 moves to 105 and is accumulated at 104 after the fall of pulse ψ3.
これによシ、メモリ一部の最下行にあった電荷は分離部
17を介する事によす1画素ずつ各シフトレジスタに夫
々分配されて蓄積される。従って例えばR,G、Hのス
トライプフィルターを1が)L、 l[がG、 II
IがBに対応するよう貼付けると、Vラスタ31VCJ
r!、、R+、レジスタ62にはG、vジメタ33には
Bに対応した電荷が蓄積される。As a result, the charges in the bottom row of a part of the memory are distributed and accumulated in each shift register pixel by pixel via the separating section 17. Therefore, for example, if the R, G, H stripe filter is 1) L, l[ is G, II
When pasted so that I corresponds to B, V raster 31VCJ
r! ,,R+, charges corresponding to G are accumulated in the register 62 and charges corresponding to B are accumulated in the v dimeta 33.
その後、時刻t4以降に各レジスタの電荷が順次読み出
されていく。このような動作を繰り返す事によりメモリ
一部の全水平ラインを読み出す事ができる。Thereafter, after time t4, the charges in each register are sequentially read out. By repeating such operations, all horizontal lines in a part of the memory can be read out.
尚、1メ上の構成はフレームトランスファー型CCDK
ついてのみ述べたが、インターライン型のCCD9 C
P n (Charge Primlng Devic
e )にも全(同じように適用しうる事は言うまでもな
い。The configuration above is a frame transfer type CCDK.
As mentioned above, the interline type CCD9C
P n (Charge Priming Device
It goes without saying that it can be applied to all (e) in the same way.
又、本発明のシフトレジスタは色分離フィルター等の色
分離の為の光学系により分離された各色についての電荷
を夫々別々に蓄積し得るものであって、色分離フィルタ
としては補色フィ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。Further, the shift register of the present invention is capable of separately accumulating charges for each color separated by an optical system for color separation such as a color separation filter, and the color separation filter may be a combination of complementary color filters or the like. It goes without saying that you may also use .
又、ストライプフィルタでなくてそザイク状のフィルタ
ーであっても良い。Moreover, instead of a striped filter, a zaic-like 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
分離して各レジスタに収納するだけでもレジスタのクロ
ック周期を半分にできるものである。勿論色分離光学系
による色が3色以上あればそれに応じてレジスタを3本
以上にしても良い。Furthermore, the clock cycle of the registers can be halved by simply using two horizontal registers instead of three and separating the color signals and storing them in each register. Of course, if the color separation optical system uses three or more colors, the number of 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
やクリアゲートを設けたが、これらがなくても本発明に
よる色情報の分離同時化は可能で(効 果)
本発明によれば各色信号を同時化する為のサンプルホー
ルド回路が不要と力るので構成が簡単化される。Furthermore, although a clear drain and a clear gate are provided in this embodiment to clear unnecessary charges, it is possible to separate and simultaneously perform color information according to the present invention even without these. (Effect) According to the present invention, each color signal Since there is no need for a sample and hold circuit for synchronization, the configuration is simplified.
又、各水平レジスタの転送りロック周波数を大巾に減少
する事ができるので水平方向の画素数を増大しても転送
効率が保持でき、ノイズがのらない、等多くの効果を奏
する。Furthermore, since the transfer lock frequency of each horizontal register can be greatly reduced, transfer efficiency can be maintained even if the number of pixels in the horizontal direction is increased, and there are many effects such as no noise.
第1図は従来のフレームトランスファー型CODの構成
図、
第2図はストライプフィルターの例を示す図、第3図は
従来の信号処理回路の構成を示す図、第4図は本発明の
撮像装置に適した撮像素子の実施例を示す図、
第5図は第4図示素子の要部構成図、第6図(a)。
(b)は夫々該素子の垂直転送タイミング図、水平転送
タイミング図、第7図は前記素子を用いた撮像装置の構
成の一例を示す図である。
1・・・撮像部、2・・・メモリ一部、31〜33・・
・水平シフトレジスタ、41〜43@・・アンプ。
444−
4う4141
手 続 補 正 書(自発)
特許庁長官 若杉和夫 殿
1、事件の表示 ”
; :/−’−2’t 9 ’/’ / /昭和57
年12月71伺の特許願(11)2、発明の名称
固体撮像素子
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住所 東京都大田区下丸子3−30−2名称 <100
)キャノン株式会社
代表者 賀 来 龍 三 部
4、代理人
居所 〒148東京都大田区下丸子3−30−25、補
正により増加する発り]のffR16、補正の対象
(1)明細書
(2)図面の第6図(a)及び(b)
7、補正の内容
(1)明細書の記載全文を添附の訂正明細書の記載の通
り補正する。
(2)図面の第6図(a)及び(b)を添11f4のも
のと差し替える。
8、添附書類の目録
(1)訂正明細書 1 通(2)訂
正図面第6図(a)及び(b)(差し替え分)1通
(訂正)明 細 書
1、発明の名称
固体撮像素子
2、特許請求の範囲
るための と −えな逼■(撮Jz41ユ3、発明
の詳細な説明
(技術分野)
本発明は、固体撮像素子、特に、カラー撮像信号を得る
のに好適な固体撮像素子に関する。
(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ィルタ等の色分離の
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
によって、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。
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ァー型(F T )
CCD (Charge Coupled Devic
e)について示すものである。
■は撮像部であって複数の光電変換用の画素の行及び列
に沿った配列により構成されている。2はメモリ一部で
あって撮像部l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
トレジスタであって、メモリ一部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。
従って、例えば、第2図の様な色分離用のストライプ状
のカラーフィルターを撮像部1の前面に設け、R(赤)
、G(緑)、B(青)の各色フイルタ部のピッチを前記
撮像部lの各画素ピッチに一致させれば、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。
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。
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EC,及び青色信号EB
に分離される。各色信号ER,EG、EBは夫々Ii丁
変利得アンプ9〜11においてレベル調整之れてホワイ
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
チャ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、7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によっ
て1例えば、NTSC信号に変換される。
この様な構成にすると、先ず水11シフトレジスタ3は
3原色を順次読み出す1tになるので、各々3.58
MHzのキャリアに乗せて読み出す為には3.58MH
2X 3 = 10.74 Mn2のクロックで駆動し
なければならないことになるが、しかし、クロック周波
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
lの水平方向の画素数を増大する場合の障害となってい
た。
(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素子を提供す
る事を目的としたものである。
本発明の他の目的は例えば色信号分離の為のサンプルホ
ールド回路を不要若しくは極めて簡素化出来る様な固体
撮像素子を提供する事にある。
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、従って転送効率の良い固体撮像素子
を提供する事にある。
(実施例)
以下実施例に基づき本発明の詳細な説明する。
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
ラーストライプフィルタが貼付けられる。31〜33は
夫々水平シフトレジスタ、41〜43は夫々電荷電圧変
換アンプである。
この様に本実施例では読み出し様の転送路としての水モ
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。
従って、各色の信号は各水平レジスタ31゜32.33
で実質的にサンプリングされ、アンプ41.42.43
からは各色信号が夫々分離されて出力される。
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
すものであって、図ではメモリ一部2の下端以下、3木
の水平シフトレジスタ31〜33までの部分が示されて
いる。
尚、第4図には示さなかったが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。
又、メモリ一部2と3つの水モシフトレジスタ31〜3
3との間にはメモリ一部2の最終の1水平ラインの中に
含まれる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−直列変換を行う分離入力部17が設けである。
図中、斜線部はチャネルストップであり、31E〜33
Eは夫々水平シフトレジスタ31〜33の各転送電極、
17Eは分離入力部17の転送電極、2Eはメモリ一部
2の転送電極である。
尚、未実施例ではl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。
図中、A、B、C,Dで示した部分の1組を以って単位
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(V
irtual 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 CB) >P (C)
>P (D)となり、ロウレベルの電位が加わった時
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、ポテンシャル
で表わせば、電位P (A)〜P (D)の場合とは逆
の関係となる。
尚、φ1〜φ3は電極31E〜33Eに印加されるクロ
ックパルス、φTは電極17Eに印加されるクロックパ
ルス、φSは電極2Eに印加されるクロックパルス、φ
CLはクリアゲートcLの電極に印加されるクロックパ
ルスである。
第6図(a)及び(b)は夫々垂直転送のクロックタイ
ミング及び水平転送のタイミングを示すものである。
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の概略を示すブロック図で、
18は制御f段としてのドライバーであって、第6図(
a)及び(b)に示す如きクロックパルスφ■、φS、
φT、φ1〜φ3.φCLを供給する。尚、φ■は撮像
部1の電極に印加されるクロックパルスである。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っている。
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lがらメモリ一部2への
垂直転送の際は垂直同期信号V。
5YNCに同期して、期間1.−12の間にクロックパ
ルスφ■、φS、φT、φ3 、φ2 、φ1 。
φCLとして、互いに同期したほぼ同位相のクロックパ
ルス(但し、図示の如く、クロックパルスφSだけは他
のクロッ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lの垂直画素数と同じ数だけ供給する事に
より、メモリ一部2に残っていた電荷をドレインCDに
捨てると共に。
撮像部lの電荷をメモリ一部2に移送し、記憶する。そ
の後時刻t3以降においてメモリ一部2の最終行の蓄積
電荷情報を1ラインずっクロックパルスφSによりシフ
トすると共にクロックパルスφT、φ3 、φ2 、φ
1を図のように供給する事により水平方向の情報を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以降に各レジスタの情
報を順次読み出す。
ここで、特に時刻t3〜t4間の動作、即ち、メモリ一
部2の最終の1ラインの情報を分離入力部17を通じて
3本の水モシフトレジスタ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(a
)、(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■で示すメモリ一部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。
先ず、時刻t3に於てクロックパルスφ丁がハイになる
と、メモリ一部2の最終の1ライレ中の118、11?
、 +18の部分に蓄積されていた電荷が夫々分離入力
部17中のIll、 114.115で示す部分に移動
し、その後、このクロックパルスφ丁がロウになると、
これらIll、 114.115の部分に移った電荷は
更に夫々110.113.108で示(す部分に4動す
る。そして、クロックパルスφ丁に若干遅れてクロック
パルスφ3 、φ2 、φlが順番に附学yれると、分
離入力部17の108の部分にあった電荷、即ち、当初
、メモリ一部2の1で示す列の118の部分に蓄積され
ていた電荷が水平レジスタ33の105及び+04で示
す部分、水平レジスタ32の103及び102で示す部
分、及び、水平レジスタ31の101で示す部分を通じ
て該水モレジスタ31の100で示す部分に移動し、こ
こで蓄積される。
次に再びクロックパルスφTが附与されると、分離入力
部17のIll、 114の部分にあった電荷が夫々1
09.112で示す部分を通じて108.108で示す
部分に移動する。そして、クロックパルスφ丁に若干遅
れてクロックパルスφ3.φ2が順番に附JLネれると
、分離入力部17の106の部分にあった電荷、即ち、
当初、メモリ一部2の■で示す列の117の部分に蓄積
されていた電荷が105. toa及び103で示す部
分を通じて水平レジスタ32の102で示す部分に移動
し、ここで蓄積される。
次に再々度、クロックパルスφτが附榮されると、分離
入力部17の108の部分にあった電荷がl
+07で示す部分を通じて108で示す部分に移動する
。そして、クロックパルスφTに若干遅れてクロックパ
ルスφ3が附ケ・されると、分離入力部17の106の
部分にあった電荷、即ち、当初、メモリ一部2の■で示
す列の116の部分に蓄積されていた電荷が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。
以」二の様にして、メモリ一部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
T、[、+11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。従って例
えばR,G、Bのストライプフィルターを、列■のグル
ープがR1列HのグループがG、列■のグループがBに
対応するよう貼付けると、水平レジスタ31にはR1水
平レジスタ32にはG、水平レジスタ33にはB1こ対
応した電荷が蓄積される。
その後、時刻t4以降に各水平レジスタ31゜32.3
3に入力された電荷が夫々読み出されて2
い〈(第6図(b)の0UTI〜0UT3)。
そこで、水平レジスタ31〜33を通じてメモリ一部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、メモリ一部2に対してクロックパ
ルスφSが附q〜されて、各水平ラインの蓄積電荷が1
ライン水平ライン分、垂直方向に移動する事により最鼾
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。
以上の様な動作を繰り返し行う奥によりメモリ一部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。
尚、水平レジスタ31〜33に於ける入力電荷の水平転
送に際し、各レジスタ31,32.33間での電荷の混
合を防+1−するために電荷の水平転送モードに於て各
レジスタ31,32.33を夫々他に対してアイソレー
トする様な制御ゲート等の手段を附加する可さとするも
のである。或いは、水平転送モードに於けるクロックパ
ルスφ1 、φ2 、φ3の波形を若干工夫する事によ
り、斯かるアイソートのための手段を附加することなし
に、水平レジスタ31〜33間での電荷の混合を防止し
つつ、電荷の水平転送を行う様にする事も出来る。例え
ば、時刻t4に於て、クロックパルスφ2 、φ1に先
行して先ずクロックパルスφ3をハイにする事により水
平レジスタ33の104の部分に取り込まれている電荷
をその左側の電極33EFのCに相当する部分に移し、
次いで、クロックパルスφ3をハイにしたままクロック
パルスφ2をハイにする!3により同様に水平レジスタ
32の102の部分に取り込まれている電荷をその左側
の電極32EFのCに相当する部分に移し、次いで、ク
ロックパルスφ3.φ2を共にハイにしたままクロック
パルスφ1をハイにする事により同様に水平レジスタ3
1の100の部分に取り込まれている電荷をその左側の
電極31EFのCに相当する部分に移し、そして、今度
は逆に、クロックパルスφ2 、φ3に先行して先ずり
ロンクパルスφ1をロウにする東により水平レジスタ3
1の電極31EFのC相当の部分にあった電荷をその左
側のA相当の部分に移し、次いでクロックパルスφ2を
ロウにする事により同様に水平レジスタ32の電極32
EFのC相当の部分にあった電荷をその左側の部分に移
し、次いで、クロックパルスφ3をロウにする事により
同様に水平レジスタ33の電極33EFのC相当の部分
にあった電荷をその左側のA相当の部分に移すと言う様
に、A相当の部分からC相当の部分への電荷移動につい
ては水平レジスタ33→水平レジスタ32→水平レジス
タ31と言う時間的順序で行い、C相当の部分からA相
当の部分への電荷移動については逆に水平レジスタ31
→水平レジスタ32→水平レジスタ33の時間的順序で
行う様にする事により上述のアイソレート用の手段を附
加することなしに水平レジスタ31〜33での電荷の混
合を防止しつつ、電荷の水平転送を良好に行い得る。
さて、以上に説明した実施例にあっては、撮像5
部lの1水平ライン分の情報を3分割して夫々を3木の
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lの水平方向の画素数に対し水平レ
ジスタ31〜33の各構成ビット数は大略 1/3で済
み、従って、夫々に附与すべきクロックパルスφ1〜φ
3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
となる。
尚、実施例としてはフレームトランスファー型CODに
ついてのみ述べたが、インターライン型のCCDやCP
D (Charge Priming Device
)にも全く同じように適用しうる東は言うまでもない。
又、水平シフトレジスタは色分離フィルター等の色分離
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って1色分
離フィルターとしては補色フィ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
カラーフィルターでなくてモザイク状のカラーフィルタ
ーで6
あっても良い。
又、水平レジスタは3木でなくても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
タに対するクロックパルスのクロッ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−ヒに
しても良い。
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31〜3
3に対する分離入方部17はゲート電極により構成して
も良い。
(効果)
本発明の固体撮像素子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る。又、各水平読
み出し部の読み出しクロッ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。
4、図面の簡単な説明
第1図は従来のフレームトランスファー型ccDの構成
図、
第2図はストライプ状カラーフィ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。
1−一−−撮像部、2−−−−メモリ一部、17−−−
一分離入力部、31〜33−一−−読み出し部(水平レ
ジスタ)、41〜43−−−一出力アンプ。Fig. 1 is a diagram showing the configuration of a conventional frame transfer type COD, Fig. 2 is a diagram showing an example of a stripe filter, Fig. 3 is a diagram showing the configuration of a conventional signal processing circuit, and Fig. 4 is an image pickup device of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a main part configuration of the device shown in FIG. 4, and FIG. 6(a) is a diagram showing an embodiment of an image pickup device suitable for. (b) is a vertical transfer timing diagram and a horizontal transfer timing diagram of the device, respectively, and FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of an imaging device using the device. 1... Imaging unit, 2... Part of memory, 31 to 33...
・Horizontal shift register, 41-43@...amplifier. 444-4 4141 Procedural Amendment (Voluntary) Commissioner of the Patent Office Kazuo Wakasugi 1. Indication of the case.”
; :/-'-2't 9 '/' / /Showa 57
Patent application filed on December 71, 2015 (11) 2, name of the invention solid-state image sensor 3, relationship with the person making the amendment case Patent applicant address 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Name <100
)Representative of Canon Co., Ltd. Ryu Kaku Part 4, Agent residence 3-30-25 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo 148, ffR16 of [Increase due to amendment], Subject of amendment (1) Specification (2) Figure 6 (a) and (b) of the drawings 7. Contents of amendment (1) The entire statement of the specification is amended as stated in the attached amended specification. (2) Replace Figures 6(a) and (b) of the drawings with Attachment 11f4. 8. List of attached documents (1) Corrected description 1 copy (2) Corrected drawings Figures 6 (a) and (b) (replacement) 1 copy (corrected) description 1. Name of invention Solid-state image sensor 2 Detailed Description of the Invention (Technical Field) The present invention relates to a solid-state imaging device, particularly a solid-state imaging device suitable for obtaining color imaging signals. (Prior Art) Conventionally, when obtaining a color imaging signal with color signals of three or more colors using one or two solid-state imaging devices, an optical system for color separation such as a striped or mosaic color filter has been used. By receiving light into the imaging section of the image sensor through the member, electrical information corresponding to each color is formed in each pixel,
The electrical information of each pixel is read out in time series through a common transfer path. Figure 1 shows an example of a conventionally known solid-state image sensor, which is a frame transfer type (FT).
CCD (Charge Coupled Device)
This shows about e). Reference numeral 2 denotes an imaging section, which is composed of a plurality of pixels for photoelectric conversion arranged in rows and columns. Reference numeral 2 denotes a part of the memory, which is a part for storing charge information of each pixel of the imaging section l. Reference numeral 3 denotes a horizontal shift register as a transfer path for reading, which takes in information from the memory part 2 one horizontal line at a time and transfers this line information in the horizontal direction to obtain a dot-sequential signal. Therefore, for example, a striped color filter for color separation as shown in FIG.
, G (green), and B (blue) by matching the pitch of each pixel of the image pickup section I, the pixels of each column form a signal corresponding to each color, so the horizontal shift register 3 A point-sequential color signal is obtained from the . Each color signal obtained in this manner is converted into, for example, an NTSC signal by a signal processing system as shown in FIG. That is, the point-sequential imaging output signal outputted from the CCD amplifier 4 is first subjected to sample-holding of each color signal in a signal separation circuit 8 consisting of three sample-and-hold circuits 5 to 7, and is then converted into a red signal ER, a green signal EC, and a green signal EC. Blue signal EB
separated into The levels of the color signals ER, EG, and EB are adjusted in variable gain amplifiers 9 to 11, respectively, 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 7-trix circuit 15, and then sent to an encoder. 16, the signal is converted into, for example, an NTSC signal. With this configuration, the water 11 shift register 3 becomes 1t for sequentially reading out the three primary colors, so each of the three primary colors is 3.58 t.
3.58MH for reading on a MHz carrier
It must be driven with a clock of 2X 3 = 10.74 Mn2, but increasing the clock frequency will lower the transfer efficiency and increase 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 l. (Objective) It is an object of the present invention to provide a solid-state image sensor suitable for improved color imaging that can overcome the drawbacks of the conventional solid-state image sensor. Another object of the present invention is to provide a solid-state imaging device in which, for example, a sample-and-hold circuit for color signal separation is unnecessary or can be extremely simplified. Another object of the present invention is to provide a solid-state image pickup device that has less noise, can drive horizontal registers at low speed, and has good transfer efficiency. (Examples) The present invention will be described in detail below based on Examples. 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. 31-33 are horizontal shift registers, and 41-43 are charge-voltage conversion amplifiers, respectively. In this way, in this embodiment, the water shift register as a read-out transfer path is obtained depending on the type of color signal.
Books (31 to 33) are provided, and charges corresponding to each color are distributed and input into dedicated horizontal shift registers 31, 32, and 33, respectively, and are read out. Therefore, each color signal is transmitted to each horizontal register 31°32.33
sampled substantially at the amplifier 41.42.43
, each color signal is separated and output. Next, FIG. 5 shows the electrode configuration of the main part of the image sensor shown in FIG. ing. Although not shown in FIG. 4, a charge clear drain CD is provided through a charge clear gate CL adjacent to the bottom end of the image sensor of this embodiment, that is, below the horizontal shift register 31, and the drain A power level is connected to the CD. In addition, the memory part 2 and the three water shift registers 31 to 3
3, three horizontal shift registers 31 to 3 are used to store the information of the three colors included in the last horizontal line of the memory part 2.
A separate input section 17 is provided which performs parallel-to-serial conversion of charges in order to distribute and input them to each of 33. In the figure, the shaded areas are channel stops, 31E to 33
E denotes each transfer electrode of the horizontal shift registers 31 to 33, respectively;
17E is a transfer electrode of the separation input section 17, and 2E is a transfer electrode of the memory part 2. In the non-embodiment, the configuration is such that the transfer is performed by l-phase drive, but this may be two-phase, three-phase, or even four-phase. In the figure, one set of parts indicated by A, B, C, and D constitutes a unit cell, and the potential of each part from A to D is set to P (A
) ~ P (D), then p (A) >
A virtual electrode (V
virtual phase) is formed, and the potential level is fixed. Also, the parts C and D under each transmission electrode
The potential of is always set so that P (C) > P (D), and when a low level potential is applied to each electrode, P (A) > P CB) > P (C)
>P (D), and when a low level potential is applied, P (C) > P (D) > P (A) > P (
B). Incidentally, if expressed in terms of potential, the relationship is opposite to that in the case of potentials P (A) to P (D). Note that φ1 to φ3 are clock pulses applied to the electrodes 31E to 33E, φT is a clock pulse applied to the electrode 17E, φS is a clock pulse applied to the electrode 2E, and φ
CL is a clock pulse applied to the electrode of the clear gate cL. FIGS. 6(a) and 6(b) show the clock timing of vertical transfer and the timing of horizontal transfer, respectively. Further, FIG. 7 is a block diagram schematically showing a color imaging system using an embodiment of the imaging device according to the present invention described above.
18 is a driver as a control f stage, and is shown in FIG.
Clock pulses φ■, φS, as shown in a) and (b)
φT, φ1 to φ3. φCL is supplied. Note that φ■ 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. To explain the operation of the configuration shown in FIG. 5, as shown in FIG. 6(a), when charges are vertically transferred from the imaging section 1 to the memory section 2, the vertical synchronizing signal V is used. In synchronization with 5YNC, period 1. -12 clock pulses φ■, φS, φT, φ3, φ2, φ1. As φCL, clock pulses that are synchronized with each other and have approximately the same phase (however, as shown in the figure, only the clock pulse φS slightly precedes the other clock pulses) are set at least as many times as the number of vertical pixels of the imaging unit l. By supplying the same amount, the charge remaining in the memory part 2 is discarded to the drain CD. The charges in the imaging section 1 are transferred to the memory section 2 and stored therein. Thereafter, after time t3, the accumulated charge information in the last row of memory part 2 is shifted by one line by clock pulse φS, and clock pulses φT, φ3, φ2, φ
1 as shown in the figure, information in the horizontal direction is inputted to each of the three horizontal shift registers 31 to 33, divided into three pixels, and furthermore, after time t4, the information in each register is read out sequentially. Here, in particular, the operation between times t3 and t4, that is, when the information of the last line of the memory part 2 is appropriately distributed and inputted to each of the three water shift registers 31 to 33 through the separation input section 17. Regarding the operation of Figures 5 and 6 (a
), (b) will be described in detail. For the sake of simplicity, in Figure 5, ■. We will only explain the movement of charge information in the three columns of the memory part 2 shown by ■ and ■, but it goes without saying that the same operation can also be performed in each column of the other sets (three columns and one set). Needless to say, they are both triggered at the same time. First, at time t3, when the clock pulse φd goes high, 118, 11?
, +18 move to the portions Ill and 114 and 115 in the separate input section 17, respectively, and then, when this clock pulse φ goes low,
The charges transferred to the parts Ill and 114.115 are further transferred to the parts shown by 110, 113, and 108, respectively.Then, clock pulses φ3, φ2, and φl are sequentially generated with a slight delay after the clock pulse φd. At this point, the charge in the section 108 of the separation input section 17, that is, the charge that was initially stored in the section 118 of the column indicated by 1 in the memory section 2, is transferred to the section 105 and +04 of the horizontal register 33. The clock pulse is transferred through the portion shown by , the portion shown by 103 and 102 of the horizontal register 32, and the portion shown by 101 of the horizontal register 31 to the portion shown by 100 of the water register 31, where it is accumulated. When φT is given, the charges in the Ill and 114 portions of the separation input section 17 become 1, respectively.
Move through the section indicated by 09.112 to the section indicated by 108.108. Then, slightly delayed from clock pulse φ3, clock pulse φ3. When φ2 is added in order, the charge in the part 106 of the separation input section 17, that is,
Initially, the charges accumulated in the 117th part of the column indicated by ■ in the memory part 2 became 105. It moves through toa and the section 103 to the section 102 of the horizontal register 32, where it is accumulated. Next, when the clock pulse φτ is applied again and again, the charge in the portion 108 of the separation input section 17 moves to the portion 108 through the portion 1+07. Then, when the clock pulse φ3 is applied with a slight delay to the clock pulse φT, the electric charge that was in the 106 part of the separation input section 17, that is, the 116 part of the column indicated by ■ in the memory part 2, The charges accumulated in the horizontal register 33 move through the section 105 to the section 104 of the horizontal register 33, and are accumulated there. As described above, the charges accumulated in the last line of the memory part 2 are transferred to the dedicated horizontal shift registers 31 to 31 for each group of columns T, [, +11 by passing through the separation input section 17. 33 and are respectively distributed and input. Therefore, for example, if R, G, and B stripe filters are pasted so that the group in column ■ corresponds to R, the group in column H corresponds to G, and the group in column ■ corresponds to B, horizontal register 31 has R1, horizontal register 32 has G, horizontal register 33 stores charges corresponding to B1. After that, after time t4, each horizontal register 31°32.3
The charges inputted to 3 are read out respectively (0UTI to 0UT3 in FIG. 6(b)). Therefore, through the horizontal registers 31 to 33, the memory part 2
When the readout of charges for one horizontal line is completed, the sixth
As shown in Figure (b), a clock pulse φS is applied to the memory part 2, and the accumulated charge in each horizontal line is 1.
By moving the line horizontally in the vertical direction, a new charge is taken into one line of the most snoring, and then, by performing the above-mentioned operation between time t3 and t4, this new charge for one line is accumulated. Charges are distributed and input to horizontal registers 31-33. By repeating the above operations, the accumulated charges in all lines of the memory part 2 can be read out separately for each color. In addition, when horizontally transferring input charges in the horizontal registers 31 to 33, each register 31, 32 is set in the horizontal charge transfer mode in order to prevent charges from being mixed between the registers 31, 32, and 33. It is possible to add means such as a control gate to isolate each .33 from the others. Alternatively, by slightly modifying the waveforms of the clock pulses φ1, φ2, and φ3 in the horizontal transfer mode, it is possible to mix the charges between the horizontal registers 31 to 33 without adding any means for such isosort. It is also possible to perform horizontal charge transfer while preventing this. For example, at time t4, by first setting the clock pulse φ3 high prior to the clock pulses φ2 and φ1, the charge taken in the portion 104 of the horizontal register 33 corresponds to C of the electrode 33EF on the left side. Move to the part where you want to
Next, clock pulse φ2 is set high while keeping clock pulse φ3 high! 3 similarly transfers the charges captured in the portion 102 of the horizontal register 32 to the portion corresponding to C of the electrode 32EF on the left thereof, and then clock pulse φ3. Similarly, by setting clock pulse φ1 high while keeping both φ2 high, horizontal register 3
The charge taken in the 100 part of 1 is transferred to the part corresponding to C of the electrode 31EF on the left side, and this time, conversely, the long pulse φ1 is made low first, prior to the clock pulses φ2 and φ3. Horizontal register 3 by east
By transferring the charge that was in the portion corresponding to C of the electrode 31EF of No. 1 to the portion corresponding to A on the left side, and then setting the clock pulse φ2 to low, the charge on the electrode 32 of the horizontal register 32 is transferred.
The charge that was in the part corresponding to C of EF is transferred to the left part, and then, by making the clock pulse φ3 low, the charge that was in the part corresponding to C of electrode 33EF of the horizontal register 33 is similarly transferred to the left part. Charge transfer from the part corresponding to A to the part corresponding to C is performed in the temporal order of horizontal register 33 → horizontal register 32 → horizontal register 31, and from the part corresponding to C to the part corresponding to C. Conversely, for charge movement to the portion corresponding to A, the horizontal register 31
→Horizontal register 32 →Horizontal register 33 is performed in the chronological order, thereby preventing the mixing of charges in the horizontal registers 31 to 33 without adding the above-mentioned means for isolation. Transfer can be performed well. Now, in the embodiment described above, the information for one horizontal line of the imaging section 1 is divided into three parts and each of the three horizontal registers 31 to 33 is divided and read out. , 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 unit l, and therefore the clock pulses φ1 to φ to be applied to each
3 frequency can be reduced to approximately 1/3, thereby making it possible to save power, reduce noise, and improve transfer efficiency. Although only frame transfer type COD has been described as an example, interline type CCD and CP
D (Charge Priming Device
), which can be applied in exactly the same way. 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 a single color separation filter may be a combination of complementary color filters, etc. It goes without saying that you may also use . Furthermore, instead of a striped color filter, a mosaic color filter may be used. Further, the clock frequency of the clock pulse for the horizontal register can be halved by simply using two horizontal registers instead of three and separating the color signals and storing them in each horizontal register. Of course, there are 3 colors separated by the color separation optical member.
If there are more colors, the number of horizontal registers may be three or more depending on the number of colors. 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. In addition, horizontal registers 31 to 3
The isolation entrance portion 17 for the third electrode may be formed of a gate electrode. (Effects) According to the solid-state imaging device of the present invention, a sample-and-hold circuit for separating each color signal is unnecessary or extremely simplified, so that the configuration of the signal processing system is simplified. In addition, since the readout clock frequency of each horizontal readout section can be significantly reduced, transfer efficiency can be maintained well even if the number of pixels in the horizontal direction in the imaging section is increased, and noise can be reduced as well. It has many effects such as power saving. 4. Brief explanation of the drawings Figure 1 is a diagram showing the configuration of a conventional frame transfer type CCD, Figure 2 is a diagram showing an example of a striped color filter, and Figure 3 is an example configuration of a conventional color imaging signal processing system. FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention, FIG. 5 is a configuration diagram of the main part of the device shown in FIG. 4, and FIGS. FIG. 7 is a diagram showing vertical transfer timing and horizontal transfer timing of the device, and FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of a color imaging system using the device. 1-1--imaging section, 2-----part of memory, 17--
1 separate input section, 31-33--1 readout section (horizontal register), 41-43--1 output amplifier.
Claims (1)
路と、 前記イメージセンサ内で形成された各色の情報を夫々異
なる前記転送路を介して読み出すよ5制御する制御手段
とを有する固体撮像装置。(1) An image sensor that converts an original image into electrical information, a color separation optical means that color separates the source of incidence on the sensor, a plurality of transfer paths for reading out information in the image sensor, and the image 5. A solid-state imaging device comprising: control means for controlling the reading of each color information formed within the sensor via the different transfer paths.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57214411A JPS59104879A (en) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | Solid-state image sensor and camera |
US06/474,048 US4513313A (en) | 1982-12-07 | 1983-03-10 | Solid state imaging device |
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. |
DE19833344090 DE3344090A1 (en) | 1982-12-07 | 1983-12-06 | SOLID-BODY IMAGING DEVICE AND IMAGING SYSTEM FOR USE THEREOF |
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 |
GB08704369A GB2186151B (en) | 1982-12-07 | 1987-02-25 | Solid state image pick-up arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57214411A JPS59104879A (en) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | Solid-state image sensor and camera |
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Publication Number | Publication Date |
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JPS59104879A true JPS59104879A (en) | 1984-06-16 |
JPH0314274B2 JPH0314274B2 (en) | 1991-02-26 |
Family
ID=16655339
Family Applications (1)
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JP57214411A Granted JPS59104879A (en) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | Solid-state image sensor and camera |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS59104879A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6229386A (en) * | 1985-07-31 | 1987-02-07 | Fuji Photo Film Co Ltd | Solid-state image pickup element for color picture |
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1982
- 1982-12-07 JP JP57214411A patent/JPS59104879A/en active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0314274B2 (en) | 1991-02-26 |
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