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JP2002152597A - Solid-state image pickup device and solid-state image pickup equipment - Google Patents

Solid-state image pickup device and solid-state image pickup equipment

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Publication number
JP2002152597A
JP2002152597A JP2000343441A JP2000343441A JP2002152597A JP 2002152597 A JP2002152597 A JP 2002152597A JP 2000343441 A JP2000343441 A JP 2000343441A JP 2000343441 A JP2000343441 A JP 2000343441A JP 2002152597 A JP2002152597 A JP 2002152597A
Authority
JP
Japan
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signal
digital
analog
unit
solid
Prior art date
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Application number
JP2000343441A
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Japanese (ja)
Other versions
JP4398082B2 (en
Inventor
Nobuo Suzuki
信雄 鈴木
Kazuyuki Masukane
和行 益金
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Original Assignee
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Fujifilm Microdevices Co Ltd, Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fujifilm Microdevices Co Ltd
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image pickup device the power consumption of which can be suppressed significantly when the device is driven and which does not require complicated phase adjustment, and to provide image pickup equipment. SOLUTION: A CCD image sensor 10 converts incident light into signal charges by means of two-dimensionally arranged image pickup device 12, stores the signal charges, and makes a vertical transfer section 14 transfer the stored signal charges to a D/A-converting section 16 connected on the end section side in the direction of rows by reading out the charges to the transfer section 14. The D/A-converting section 16 converts the signal charges into analog voltage signals in response to the control by means of a control section 22 and an A/D-converting section 18 converts the analog voltage signals into digital signals and stores the signals under the control of the control section 22. The control section 22 reads out the stored digital signals by controlling a horizontal readout scanning section 20 and outputs the signals through an output circuit (not shown in the Fig.). Consequently, the power consumption of the image sensor 10 is reduced, because the sensor 10 does not require an external CDS circuit, phase adjustment regarding the CDS circuit, or wide-band analog amplifier which consumes large electric power.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像デバイス
および固体撮像装置に関し、たとえば、ディジタルカメ
ラや画像入力装置に適用して好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device and a solid-state imaging device, and is suitably applied to, for example, a digital camera or an image input device.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像入力に用いられる固体撮像装置に
は、受光素子が画素として2次元アレイ状に配設され、
さらに受光素子で生成した信号電荷を読み出す信号読出
し部が配設されている。信号読出し部には、信号電荷を
半導体基板中をバケツリレーのように移動させて読み出
すCCD (Charge Coupled Device)型とメモリデバイスの
ようにX-Y アドレッシングにより直接各受光素子で発生
した電荷を外部信号線に読み出すMOS (Metal Oxide Sem
iconductor)型に大別される。
2. Description of the Related Art In a solid-state imaging device used for image input, light receiving elements are arranged as pixels in a two-dimensional array.
Further, a signal reading section for reading signal charges generated by the light receiving element is provided. The signal readout unit uses a CCD (Charge Coupled Device) type, which reads out signal charges by moving them through a semiconductor substrate like a bucket brigade, and an external signal line that directly generates charges at each light-receiving element by XY addressing like a memory device. MOS (Metal Oxide Sem
iconductor) type.

【0003】前者のCCD 型固体撮像素子は低雑音で信号
電荷を読み出すことができ、特に高感度、高画質が要求
される、たとえばディジタルビデオカメラやディジタル
スチルカメラ等、数多くの画像入力装置に適用されてい
る。
The former CCD type solid-state image pickup device can read out signal charges with low noise, and is particularly applicable to many image input devices such as digital video cameras and digital still cameras which require high sensitivity and high image quality. Have been.

【0004】これに対して、後者のMOS 型固体撮像素子
は、原理的にスイッチングノイズや固定パターンノイズ
の影響を受けやすいため、高感度、高画質の用途には適
さないが、製造プロセスが従来のLSI (Large-Scale Int
egrated circuit )プロセスに大きな変更を加えずに流
用できることや低電圧の単一電源で動作が可能なため低
消費電力であるという利点がある。そのため、特に小画
素で安価な画像入力装置に利用されている。
On the other hand, the latter MOS-type solid-state imaging device is in principle susceptible to switching noise and fixed pattern noise, and thus is not suitable for applications with high sensitivity and high image quality. LSI (Large-Scale Int
egrated circuit) It has the advantage of low power consumption because it can be diverted without major changes to the process and can operate with a single low voltage power supply. For this reason, it is used especially for an inexpensive image input device with small pixels.

【0005】このMOS 型固体撮像素子の欠点を改良する
ために、近年CMOS (ComplementaryMetal Oxide Semicon
ductor )型が提案されている(たとえば、米国特許第
5,841,126 号)。CMOS型固体撮像素子は、現在主流の汎
用CMOSプロセスが流用できることから、信号処理回路等
の周辺回路を同一素子上に集積することで使い勝手をよ
くすることができる。たとえば、A/D 変換部を容易にオ
ンチップすることができるという利点もある。しかし、
感度を高めるために画素単位で増幅機能を持たせたり、
ノイズを抑圧するための回路を付加しても、単位画素の
面積が大きくなりしかも受光部以外の周辺回路の占める
面積が無視できなくなるために、結果的にCCD 型固体撮
像素子が達成している感度と画質に及ばないのが現状で
ある。
In order to improve the drawbacks of the MOS type solid-state imaging device, CMOS (Complementary Metal Oxide Semicon
ductor) types have been proposed (eg, US Patent No.
5,841,126). Since the CMOS type solid-state imaging device can use a mainstream general-purpose CMOS process at present, it is possible to improve usability by integrating peripheral circuits such as a signal processing circuit on the same device. For example, there is an advantage that the A / D converter can be easily on-chip. But,
In order to increase the sensitivity, you can have an amplification function for each pixel,
Even if a circuit for suppressing noise is added, the area of a unit pixel becomes large, and the area occupied by peripheral circuits other than the light receiving section cannot be ignored. As a result, a CCD solid-state imaging device has been achieved. At present, it is below the sensitivity and image quality.

【0006】このように、ディジタルスチルカメラ等の
高感度、高画質が要求される用途に対しては今後もCCD
型固体撮像素子が主流と考えられる。しかしながら、高
(多)画素化にともない、20MHz を超える高い動作周波
数(画素読出しレート)となる高画質カメラの用途の場
合、従来のCCD 型固体撮像素子に対してさらに次のよう
な改良を加える必要がある。
As described above, CCDs will continue to be used in applications requiring high sensitivity and high image quality such as digital still cameras.
The solid-state imaging device is considered to be the mainstream. However, in the case of high-quality camera applications where the operating frequency (pixel readout rate) exceeds 20 MHz as the number of pixels increases, the following improvements are made to the conventional CCD solid-state imaging device. There is a need.

【0007】第1の改良は、CCD 型固体撮像素子を使用
するディジタルスチルカメラの消費電力を抑え、バッテ
リ寿命を延ばすことが求められている。そのため、高周
波数化にともなう消費電力の増大を回避し、CCD 型固体
撮像素子自体の消費電力を低減することが望まれてい
る。
The first improvement is to reduce the power consumption of a digital still camera using a CCD solid-state imaging device and extend the battery life. Therefore, it is desired to avoid an increase in power consumption due to a higher frequency and to reduce the power consumption of the CCD solid-state imaging device itself.

【0008】また、高(多)画素化にともない、CCD 型
固体撮像素子のアナログ信号出力を低雑音化するCDS (C
orrelated Double Sampling )回路の位相調整が難しく
なる。そのため、第2の改良はこれを容易に行うことが
望まれる。
[0008] Further, with the increase in the number of pixels (multiple pixels), a CDS (C
orrelated Double Sampling) It becomes difficult to adjust the phase of the circuit. Therefore, it is desired that the second improvement can easily perform this.

【0009】上述した消費電力を低減させる試みとして
新たな素子構成が各種提案されている(たとえば、特表
昭60-500396 号公報や特開平9-51485 号公報等)。これ
ら2つの提案は、CCD 型固体撮像素子の消費電力の約1/
2 を占める水平CCD 部がないため、低消費電力化が実現
されている。
As an attempt to reduce the power consumption described above, various new element configurations have been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-500396 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-51485). These two proposals are about 1/1 of the power consumption of the CCD solid-state image sensor.
Since there is no horizontal CCD section that occupies 2, power consumption is reduced.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、CCD 型固体撮
像素子の出力信号はアナログ電圧信号であるため、高い
動作周波数(画素読出しレート)の場合、アナログ出力
部が広帯域アンプとなり、このアンプの消費電力が非常
に大きくなり、低消費電力化が実現できない。また、CC
D 型固体撮像素子のアナログ信号出力を低雑音化するCD
S 回路の位相調整の難しさも改善されない。
However, since the output signal of the CCD type solid-state imaging device is an analog voltage signal, in the case of a high operating frequency (pixel reading rate), the analog output section becomes a wide band amplifier, and the consumption of this amplifier is reduced. The power becomes very large and low power consumption cannot be realized. Also, CC
CD that reduces analog signal output of D-type solid-state image sensor
The difficulty of adjusting the phase of the S circuit is not improved.

【0011】また、ディジタルスチルカメラ等の高感
度、高画質が要求される用途に対しては、今後もCCD 型
固体撮像素子が使用される。しかしながら、数100 万画
素のディジタルスチルカメラの用途では、消費電力が大
きいという問題に遭う。CCD 型固体撮像素子は所定の時
間内で信号読出しを行うことが必要であり、高(多)画
素化にともない一層の高速動作が避けられず、消費電力
がさらに大きくなってしまう。これは、電池を使用して
いるディジタルスチルカメラにおいて電池寿命が短くな
り、致命的なものとなる。そこでCCD 型固体撮像素子に
は、前述した水平CCD 部のない2つの文献の構成よりも
一層の低消費電力化が望まれている。
For applications requiring high sensitivity and high image quality, such as digital still cameras, CCD type solid-state imaging devices will be used in the future. However, the use of a digital still camera with several million pixels has a problem of high power consumption. The CCD solid-state imaging device needs to read out signals within a predetermined time, and further high-speed operation is unavoidable as the number of pixels increases, so that the power consumption further increases. This is fatal because the life of the battery is shortened in a digital still camera using a battery. Therefore, it is desired that the CCD type solid-state imaging device has lower power consumption than the configuration of the two documents without the horizontal CCD section described above.

【0012】本発明はこのような従来技術の欠点を解消
し、素子の駆動にともなう消費電力を大幅に抑制し、か
つ煩雑な位相調整の回避を行うことのできる固体撮像デ
バイスおよび固体撮像装置を提供することを目的とす
る。
The present invention solves the above-mentioned drawbacks of the prior art, and provides a solid-state image pickup device and a solid-state image pickup apparatus capable of largely suppressing power consumption for driving elements and avoiding complicated phase adjustment. The purpose is to provide.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、入射光をこの入射光の強さに応じて信号
電荷に変換し、蓄積する2次元に配された複数の撮像素
子と、この撮像素子のそれぞれに隣接して配されるとと
もに、この撮像素子に蓄積された信号電荷を列方向に転
送する複数の転送電極、および撮像素子に蓄積した信号
電荷を所定の転送電極に供給する制御を撮像素子と転送
電極との間で行う複数の読出しゲート手段を含む垂直転
送手段と、転送電極を介して列方向の端部まで転送供給
された信号電荷をアナログ電圧信号に変換し、このアナ
ログ電圧信号にアナログ信号処理を施す複数のアナログ
変換手段と、このアナログ変換手段からの出力信号をデ
ィジタル信号に変換して、このディジタル信号を記憶す
る複数のディジタル変換手段と、このディジタル変換手
段に対して記憶したディジタル信号を所望の順序で読み
出す制御を行う複数の水平読出し手段と、この水平読出
しの制御に応じて読み出したディジタル信号を外部に出
力する出力手段と、アナログ変換手段、ディジタル変換
手段、水平読出し手段、および出力手段の動作を制御す
る制御手段とを含むことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention converts a plurality of two-dimensionally arranged imaging light into a signal charge according to the intensity of the incident light. An element, a plurality of transfer electrodes arranged adjacent to each of the image sensors, for transferring the signal charges accumulated in the image sensors in the column direction, and a predetermined transfer electrode for storing the signal charges accumulated in the image sensors. Vertical transfer means including a plurality of readout gate means for controlling the supply to the image pickup device and the transfer electrode, and converting the signal charge transferred and supplied to the end in the column direction via the transfer electrode into an analog voltage signal A plurality of analog conversion means for performing analog signal processing on the analog voltage signal; and a plurality of digital conversion means for converting an output signal from the analog conversion means into a digital signal and storing the digital signal. Conversion means, a plurality of horizontal read means for controlling reading of digital signals stored in the digital conversion means in a desired order, and output means for outputting a digital signal read out in accordance with the control of the horizontal readout to the outside And control means for controlling the operations of the analog conversion means, the digital conversion means, the horizontal reading means, and the output means.

【0014】本発明の固体撮像デバイスは、2次元に配
した撮像素子で入射光を信号電荷に光電変換してこの信
号電荷を蓄積し、蓄積した信号電荷を垂直転送手段に読
み出して列方向の端部に接続されているアナログ変換手
段まで転送させ、制御手段による制御に応じてアナログ
変換手段でアナログ電圧信号にして、制御手段による制
御をディジタル変換手段に施してこのアナログ電圧信号
をディジタル信号に変換し、このディジタル信号を記憶
させて、制御手段の制御を受けた水平読出し手段を用い
て記憶したディジタル信号を読み出して出力手段を経て
出力することにより、外部のCDS 回路およびこれに関わ
る位相調整が不要となり、かつ消費電力の大きい広帯域
アナログアンプを不要にして低消費電力化を図ってい
る。
In the solid-state imaging device of the present invention, incident light is photoelectrically converted into signal charges by an image pickup device arranged two-dimensionally, the signal charges are stored, and the stored signal charges are read out to the vertical transfer means to be read in the column direction. The signal is transferred to the analog conversion means connected to the end, converted into an analog voltage signal by the analog conversion means in accordance with the control by the control means, and controlled by the control means to the digital conversion means to convert the analog voltage signal into a digital signal. After conversion, the digital signal is stored, and the stored digital signal is read out using the horizontal readout means controlled by the control means and output via the output means, whereby the external CDS circuit and the phase adjustment related thereto are adjusted. And a low power consumption is achieved by eliminating the need for a wideband analog amplifier with large power consumption.

【0015】また、本発明は上述の課題を解決するため
に、被写界からの入射光を電気信号に変換する複数の撮
像素子が2次元に配設され、この撮像素子から変換され
た信号を読み出す信号読出し方法において、この方法
は、入射光を各撮像素子で信号電荷に変換し、蓄積する
第1の工程と、蓄積した信号電荷を読み出すとともに、
列方向に該信号電荷を列方向の末端まで順次転送する第
2の工程と、転送した信号電荷をアナログ電圧信号に変
換する第3の工程と、このアナログ電圧信号が含むノイ
ズ成分を除去する第4の工程と、ノイズ成分が除去され
たアナログ電圧信号をディジタル信号に変換する第5の
工程と、得られたディジタル信号を一時格納する第6の
工程と、格納したディジタル信号を供給されるアドレス
信号に応じて水平に読み出す第7の工程とを含むことを
特徴とする。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a plurality of image pickup devices for converting incident light from an object field into an electric signal are arranged two-dimensionally, and a signal converted from this image pickup device is provided. In the signal readout method for reading out, the method comprises converting the incident light into signal charges in each image sensor and storing the signal charges, and reading out the stored signal charges,
A second step of sequentially transferring the signal charges in the column direction to an end in the column direction, a third step of converting the transferred signal charges into an analog voltage signal, and a second step of removing a noise component included in the analog voltage signal. A fourth step, a fifth step of converting the analog voltage signal from which the noise component has been removed into a digital signal, a sixth step of temporarily storing the obtained digital signal, and an address to which the stored digital signal is supplied. And a seventh step of reading horizontally in response to a signal.

【0016】本発明の信号読出し方法は、入射光を光電
変換して信号電荷にして蓄積し、蓄積した信号電荷を列
方向の末端まで順次転送してアナログ電圧信号にして、
このアナログ電圧信号に含まれるノイズ成分を除去し、
このアナログ電圧信号をディジタル信号に変換して一時
このディジタル信号を格納しふたたび格納したディジタ
ル信号を供給されるアドレス信号に応じて水平に読み出
すことにより、外部のCDS 回路およびこれに関わる位相
調整が不要となり、かつ消費電力の大きい広帯域アナロ
グアンプを不要にして低消費電力化を図っている。
According to the signal reading method of the present invention, incident light is photoelectrically converted and stored as signal charges, and the stored signal charges are sequentially transferred to the end in the column direction to be converted into an analog voltage signal.
Remove the noise component contained in this analog voltage signal,
By converting this analog voltage signal to a digital signal, temporarily storing this digital signal, and reading out the stored digital signal horizontally according to the supplied address signal, there is no need for an external CDS circuit and phase adjustment related to it The power consumption is reduced by eliminating the need for a wideband analog amplifier that consumes a large amount of power.

【0017】さらに、本発明は上述の課題を解決するた
めに、入射光をこの入射光の強さに応じて信号電荷に変
換し、蓄積する2次元に配された複数の撮像素子と、こ
の撮像素子のそれぞれに隣接して配されるとともに、こ
の撮像素子に蓄積された信号電荷を列方向に転送する複
数の転送電極、および撮像素子に蓄積した信号電荷を所
定の転送電極に供給する制御を撮像素子と転送電極との
間で行う複数の読出しゲート手段を含む垂直転送手段
と、転送電極を介して列方向に転送供給された信号電荷
をアナログ電圧信号に変換し、このアナログ電圧信号に
アナログ信号処理を施す複数のアナログ変換手段と、こ
のアナログ変換手段からの出力信号をディジタル信号に
変換して、このディジタル信号を記憶する複数のディジ
タル変換手段と、このディジタル変換手段に対して記憶
したディジタル信号を所望の順序で読み出す制御を行う
複数の水平読出し手段と、この水平読出しの制御に応じ
て読み出したディジタル信号を外部に出力する出力手段
と、アナログ変換手段、ディジタル変換手段、水平読出
し手段、および出力手段の動作を制御する制御手段とを
含む固体撮像デバイスを用い、素子に対して設定した基
準レベルとこの素子の各画素列が出力するレベルとの差
を解消したディジタル信号にする雑音低減手段と、この
レベル差の解消したディジタル信号に対して信号処理を
施す信号処理手段とを含むことを特徴とする。
Further, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention converts a plurality of two-dimensionally arranged image pickup elements which convert incident light into signal charges in accordance with the intensity of the incident light and accumulate the signal charges. A plurality of transfer electrodes arranged adjacent to each of the image sensors and for transferring the signal charges stored in the image sensors in the column direction, and a control for supplying the signal charges stored in the image sensors to predetermined transfer electrodes Vertical transfer means including a plurality of read gate means for performing between the image sensor and the transfer electrode, and converts the signal charge transferred and supplied in the column direction via the transfer electrode into an analog voltage signal, A plurality of analog conversion means for performing analog signal processing; a plurality of digital conversion means for converting an output signal from the analog conversion means into a digital signal and storing the digital signal; A plurality of horizontal reading means for controlling reading of digital signals stored in digital conversion means in a desired order; an output means for outputting a digital signal read out according to the control of the horizontal reading to the outside; and an analog conversion means The difference between the reference level set for the element and the level output by each pixel column of the element using a solid-state imaging device including a control unit for controlling the operations of the digital conversion means, the horizontal readout means, and the output means And a signal processing means for performing signal processing on the digital signal with the level difference eliminated.

【0018】本発明の固体撮像装置は、2次元に配した
撮像素子で入射光を信号電荷に光電変換してこの信号電
荷を蓄積し、蓄積した信号電荷を垂直転送手段に読み出
して列方向の端部に接続されているアナログ変換手段ま
で転送させ、制御手段による制御に応じてアナログ変換
手段でアナログ電圧信号にして、制御手段による制御を
ディジタル変換手段に施してこのアナログ電圧信号をデ
ィジタル信号に変換し、このディジタル信号を記憶させ
て、制御手段の制御を受けた水平読出し手段を用いて記
憶したディジタル信号を読み出して出力手段を経て出力
し、列ごとのディジタル信号が含むレベル差を雑音低減
手段で取り除き、信号処理手段ではこのディジタル信号
を基に信号処理を行うことにより、外部のCDS 回路およ
びこれに関わる位相調整が不要となり、かつ消費電力の
大きい広帯域アナログアンプを不要にして消費電力を抑
え、レベル差に起因する固定パターンノイズの影響も取
り除くことができる。
In the solid-state image pickup device of the present invention, incident light is photoelectrically converted into signal charges by an image pickup device arranged two-dimensionally, the signal charges are accumulated, and the accumulated signal charges are read out to the vertical transfer means to be read in the column direction. The signal is transferred to the analog conversion means connected to the end, converted into an analog voltage signal by the analog conversion means in accordance with the control by the control means, and controlled by the control means to the digital conversion means to convert the analog voltage signal into a digital signal. After conversion, the digital signal is stored, the stored digital signal is read out using the horizontal readout means controlled by the control means, and output via the output means, and the level difference contained in the digital signal for each column is reduced in noise. The signal processing means performs signal processing based on this digital signal, so that the external CDS circuit and the phase associated therewith can be processed. This eliminates the need for adjustment and eliminates the need for a wideband analog amplifier that consumes large amounts of power, thereby reducing power consumption and removing the effects of fixed pattern noise caused by level differences.

【0019】最後に、本発明は上述の課題を解決するた
め、入射光をこの入射光の強さに応じて信号電荷に変換
し、蓄積する2次元に配された複数の撮像素子と、この
撮像素子のそれぞれに隣接して配されるとともに、この
撮像素子に蓄積された信号電荷を列方向に転送する複数
の転送電極、および撮像素子に蓄積した信号電荷を所定
の転送電極に供給する制御を撮像素子と転送電極との間
で行う複数の読出しゲート手段を含む垂直転送手段と、
転送電極を介して列方向に転送供給された信号電荷をア
ナログ電圧信号に変換し、このアナログ電圧信号にアナ
ログ信号処理を施す複数のアナログ変換手段と、このア
ナログ変換手段からの出力信号をディジタル信号に変換
して、このディジタル信号を記憶する複数のディジタル
変換手段と、このディジタル変換手段に対して記憶した
ディジタル信号を所望の順序で読み出す制御を行う複数
の水平読出し手段と、この水平読出しの制御に応じて読
み出したディジタル信号を外部に出力する出力手段と、
アナログ変換手段、ディジタル変換手段、水平読出し手
段、および出力手段の動作を制御する制御手段とを含む
固体撮像デバイスが、入射光を集光させる光学系により
結像する位置に配設され、素子に対して設定した基準レ
ベルとこの素子の各画素列が出力するレベルとの差を解
消したディジタル信号にする雑音低減手段と、このレベ
ル差の解消したディジタル信号に対して信号処理を施す
信号処理手段と、この信号処理手段で得られた信号を画
像表示する表示手段と、信号処理手段からの出力を記録
媒体に記録する記録手段と、信号処理手段からの出力を
送出する伝送手段とを含むことを特徴とする。
Finally, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention converts a plurality of two-dimensionally arranged image pickup elements which convert incident light into signal charges according to the intensity of the incident light and accumulate the signal charges. A plurality of transfer electrodes arranged adjacent to each of the image sensors and for transferring the signal charges stored in the image sensors in the column direction, and a control for supplying the signal charges stored in the image sensors to predetermined transfer electrodes Vertical transfer means including a plurality of read gate means for performing between the image sensor and the transfer electrode,
A plurality of analog conversion means for converting the signal charges transferred and supplied in the column direction via the transfer electrodes into analog voltage signals and performing analog signal processing on the analog voltage signals, and converting the output signals from the analog conversion means into digital signals A plurality of digital conversion means for converting the digital signal into a digital signal and storing the digital signal; a plurality of horizontal reading means for controlling the digital conversion means to read the stored digital signal in a desired order; Output means for outputting a digital signal read out according to
A solid-state imaging device including analog conversion means, digital conversion means, horizontal readout means, and control means for controlling the operation of the output means is disposed at a position where an image is formed by an optical system for condensing incident light, and Noise reduction means for converting a digital signal having a difference between a reference level set for the element and a level output from each pixel column of the element into a digital signal, and signal processing means for performing signal processing on the digital signal having the level difference eliminated Display means for displaying an image of a signal obtained by the signal processing means, recording means for recording an output from the signal processing means on a recording medium, and transmission means for transmitting an output from the signal processing means. It is characterized by.

【0020】本発明のディジタルカメラは、光学系を介
して入射光を集光して固体撮像デバイスに送り、2次元
に配した複数の撮像素子で入射光を信号電荷に変換し、
蓄積した信号電荷にアナログ変換およびディジタル変換
を施し、この素子から直接的にディジタル信号を取り出
し、雑音低減手段で列方向に信号電荷を取り出すことに
より生じる固定パターンの雑音を低減させ、雑音を抑え
たディジタル信号を信号処理手段に供給し、信号処理手
段で処理した画像信号を表示手段、記録手段、および伝
送手段のいずれかに供給することにより、外部のCDS 回
路およびこれに関わる位相調整が不要となり、かつ消費
電力の大きい広帯域アナログアンプを不要にして消費電
力を抑え込んでいる。固体撮像デバイスの読出しに応じ
て生じるレベル差、すなわち固定パターンノイズを取り
除いているので、高画質な画像信号が得られる。
According to the digital camera of the present invention, incident light is condensed through an optical system and sent to a solid-state imaging device, and the incident light is converted into signal charges by a plurality of two-dimensionally arranged imaging devices.
The accumulated signal charge is subjected to analog conversion and digital conversion, a digital signal is directly extracted from this element, and noise in fixed patterns caused by extracting the signal charge in the column direction by noise reduction means has been reduced to suppress noise. By supplying the digital signal to the signal processing means and supplying the image signal processed by the signal processing means to any of the display means, the recording means, and the transmission means, there is no need for an external CDS circuit and phase adjustment related thereto. In addition, power consumption is suppressed by eliminating the need for a wideband analog amplifier that consumes a large amount of power. Since a level difference generated according to reading of the solid-state imaging device, that is, a fixed pattern noise is removed, a high-quality image signal can be obtained.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる固体撮像デバイスおよび固体撮像装置の実施例を詳
細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a solid-state imaging device and a solid-state imaging device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0022】本実施例は、本発明の固体撮像デバイスを
適用したイメージセンサ10について説明する。本発明と
直接関係のない部分について図示および説明を省略す
る。ここで、信号の参照符号はその現れる接続線の参照
番号で表す。
In this embodiment, an image sensor 10 to which the solid-state imaging device of the present invention is applied will be described. Illustrations and descriptions of parts not directly related to the present invention are omitted. Here, the reference numerals of the signals are represented by the reference numbers of the connecting lines in which they appear.

【0023】イメージセンサ10には、撮像素子12、垂直
転送部14、アナログ処理部16、ディジタル処理部18、水
平読出し走査部20、および制御部22が備えられている
(図1を参照)。撮像素子12は、入射光の強さに応じて
光電変換することにより信号電荷を生成する光電変換素
子で、実際には受光素子または光センサが配設されてい
る。撮像素子12は、2次元にアレイ配列されている。と
ころで、本実施例が示すように撮像素子12は、長方形の
形状を図1に示したが、多角形の形状でもよい。また、
撮像素子12は、行方向と列方向にそれぞれ所定の間隔で
格子状に配している。画素数は、便宜上、模式的に8×
8のアレイ配列を示しているが、実際の画素数は数10万
から数100 万程度であることは言うまでもない。
The image sensor 10 includes an image sensor 12, a vertical transfer unit 14, an analog processing unit 16, a digital processing unit 18, a horizontal readout scanning unit 20, and a control unit 22 (see FIG. 1). The imaging element 12 is a photoelectric conversion element that generates signal charges by performing photoelectric conversion in accordance with the intensity of incident light, and is actually provided with a light receiving element or an optical sensor. The imaging elements 12 are two-dimensionally arrayed. By the way, as shown in this embodiment, the image sensor 12 has a rectangular shape in FIG. 1, but may have a polygonal shape. Also,
The imaging elements 12 are arranged in a grid at predetermined intervals in the row direction and the column direction. The number of pixels is typically 8 × for convenience.
Although eight array arrangements are shown, it goes without saying that the actual number of pixels is about several hundred thousand to several million.

【0024】垂直転送部14は、垂直CCD レジスタであ
る。垂直転送部14は、転送電極140 および読出しゲート
部142 を有している。読出しゲート部142 は転送電極14
0 と兼用させてもよい。本実施例はこの兼用の場合であ
り、読出しゲート部142 はそのものを示すのでなく、そ
の機能として矢印142 を用いて示している。垂直転送部
14は、撮像素子12に隣接して形成されている。このよう
に撮像素子12と垂直転送部14が2次元的に交互に配列さ
れていることから、このようなデバイスをインタライン
型という。転送電極140 は一つの撮像素子12あたり2つ
で1段列方向に転送されるように形成されている。
The vertical transfer section 14 is a vertical CCD register. The vertical transfer section 14 has a transfer electrode 140 and a read gate section 142. The read gate section 142 is connected to the transfer electrode 14
It may be shared with 0. The present embodiment is a case of this dual use, and the read gate portion 142 does not show itself, but is shown by the arrow 142 as its function. Vertical transfer unit
14 is formed adjacent to the image sensor 12. Since the image sensor 12 and the vertical transfer unit 14 are alternately arranged two-dimensionally in this manner, such a device is called an interline type. The transfer electrodes 140 are formed so that two transfer electrodes per one image sensor 12 are transferred in one row direction.

【0025】本実施例で、転送電極140 は4つを一組に
動作させるように駆動パルス24〜30が4転送電極ごとに
接続され、それぞれの駆動パルスが供給されている。駆
動パルス24、26、28、30がそれぞれ後述するφV1
φV2、φV3、φV4である。垂直転送部14は、撮像素子12
に蓄積した信号電荷を転送電極140 に読み出して、これ
ら供給される駆動パルス24〜30に応じてアナログ処理部
16の方向に向けて信号電荷を転送する。列方向の端部の
転送電極140 を介してアナログ処理部16に各列ごとに信
号電荷が供給される。
In this embodiment, drive pulses 24 to 30 are connected for every four transfer electrodes so that four transfer electrodes 140 are operated as a set, and each drive pulse is supplied. The driving pulses 24, 26, 28, and 30 respectively correspond to φ V1 ,
φ V2 , φ V3 , φ V4 . The vertical transfer unit 14 includes the image sensor 12
The signal charge stored in the memory is read out to the transfer electrode 140, and the analog processing unit is operated in accordance with the supplied drive pulses 24 to 30.
The signal charges are transferred in the 16 directions. Signal charges are supplied to the analog processing unit 16 for each column via the transfer electrode 140 at the end in the column direction.

【0026】アナログ処理部16は、供給される信号電荷
をアナログ電圧信号に変換(電荷/電圧(Q/V) 変換)
し、このアナログ電圧信号をサンプリングして基本的な
ノイズ除去する機能を有している。アナログ処理部16
は、この機能を各列ごとに供給される信号電荷に対する
アナログ処理が行えるように各列に対応してQ/V 変換部
16a およびノイズ除去部16b を一組ずつ備えている。Q/
V 変換部16a はフローティングディフュージョンアンプ
(FDA: Floating Diffusion Amplifier)およびソースホ
ロワ回路で、ノイズ除去部16b は相関二重サンプリング
回路(CDS: Correlated Double Sampling)である。この
一組の構成は図2に示している。この構成については後
段で述べる。アナログ処理部16は、供給される信号電荷
を列ごとにノイズの除去されたアナログ電圧信号にして
ディジタル処理部18に供給する。
The analog processing section 16 converts the supplied signal charge into an analog voltage signal (charge / voltage (Q / V) conversion).
It has a function of sampling the analog voltage signal and removing basic noise. Analog processing unit 16
Is a Q / V converter corresponding to each column so that this function can perform analog processing on the signal charge supplied for each column.
16a and one set of noise removing units 16b. Q /
The V conversion unit 16a is a floating diffusion amplifier (FDA: Floating Diffusion Amplifier) and a source follower circuit, and the noise removal unit 16b is a correlated double sampling circuit (CDS: Correlated Double Sampling). This set of configurations is shown in FIG. This configuration will be described later. The analog processing unit 16 converts the supplied signal charge into an analog voltage signal from which noise has been removed for each column, and supplies the analog voltage signal to the digital processing unit 18.

【0027】ディジタル処理部18は、列ごとに供給され
るアナログ電圧信号をディジタル信号に変換するととも
に、変換したディジタル信号を一時記憶させ、読出しに
対応するディジタルデータを出力する機能を有してい
る。ディジタル処理部18は、比較回路18a およびメモリ
18b を一組ずつ備えている。この一組の構成はアナログ
処理部16と同様に図2に示し、この構成についても後段
で述べる。ディジタル処理部18は、変換したディジタル
信号を列ごとにメモリ18b に格納している。また、ディ
ジタル処理部18は、水平読出し走査部20から供給される
アドレス信号に応じて格納したディジタル信号(デー
タ)を出力する。
The digital processing section 18 has a function of converting an analog voltage signal supplied for each column into a digital signal, temporarily storing the converted digital signal, and outputting digital data corresponding to reading. . The digital processing unit 18 includes a comparison circuit 18a and a memory.
18b are provided one by one. This configuration is shown in FIG. 2 similarly to the analog processing unit 16, and this configuration will be described later. The digital processing unit 18 stores the converted digital signal in the memory 18b for each column. Further, the digital processing unit 18 outputs a stored digital signal (data) according to the address signal supplied from the horizontal readout scanning unit 20.

【0028】水平読出し走査部20は、列ごとにアドレス
信号生成回路20a を含んでいる。アドレス信号生成回路
20a は、制御部22からの制御に基づいて読出し順序に従
ったアドレス信号を生成し、ディジタル処理部18に順次
に出力している。さらに、水平読出し走査部20はディジ
タル処理部18のディジタル出力を出力回路(図示せず)
を経て、CCD イメージセンサ10のディジタル撮像信号46
として出力する。水平読出し走査部20についても後段で
さらに説明する。
The horizontal read scanning section 20 includes an address signal generating circuit 20a for each column. Address signal generation circuit
20a generates an address signal in accordance with the reading order based on the control from the control unit 22, and sequentially outputs it to the digital processing unit 18. Further, the horizontal readout scanning unit 20 outputs a digital output of the digital processing unit 18 to an output circuit (not shown).
Through the digital imaging signal 46 of the CCD image sensor 10.
Output as The horizontal reading scanning unit 20 will be further described later.

【0029】このようにアナログ処理部16、ディジタル
処理部18、および水平読出し走査部20において、それぞ
れ述べた一組の構成は、列方向に見て、組み合わせると
一つのユニットとみなすこともできる。これらのユニッ
トは垂直転送部14の数(すなわち、列数)に等しいこと
は言うまでもない。
As described above, in the analog processing section 16, the digital processing section 18, and the horizontal readout scanning section 20, the above-described set of configurations can be regarded as one unit when combined in the column direction. It goes without saying that these units are equal to the number of vertical transfer units 14 (ie, the number of columns).

【0030】制御部22は、供給される入力信号32に応じ
て前述したアナログ処理部16、ディジタル処理部18、お
よび水平読出し走査部20の制御を行う機能を有してい
る。制御部22は、アナログ処理部16の各組にリセットパ
ルス33、ノイズ除去に用いるサンプリング信号34および
クランプ信号36を生成し、供給している。また、制御部
22は、ディジタル処理部18の各組にディジタル変換にお
ける各ビットの基準を示す基準電圧信号38およびカウン
ト値40を生成し、供給している。制御部22は、電圧を変
動させるスイープ機能およびカウンタ(図示せず)を含
んでいる。そして、制御部22は、水平読出し走査部20の
それぞれのアドレス信号生成回路20a に水平走査信号と
して水平読出し制御信号42を供給している。
The control section 22 has a function of controlling the above-described analog processing section 16, digital processing section 18, and horizontal readout scanning section 20 in accordance with the supplied input signal 32. The control unit 22 generates and supplies a reset pulse 33, a sampling signal 34 used for noise removal, and a clamp signal 36 to each set of the analog processing unit 16. Control unit
The reference numeral 22 generates and supplies a reference voltage signal 38 indicating the reference of each bit in the digital conversion and a count value 40 to each set of the digital processing unit 18. The control unit 22 includes a sweep function for changing a voltage and a counter (not shown). Then, the control section 22 supplies a horizontal read control signal 42 as a horizontal scan signal to each address signal generation circuit 20a of the horizontal read scanning section 20.

【0031】アナログ処理部16から水平読出し走査部20
までの一連のユニットについてさらに説明する(図2を
参照)。図2の垂直転送部14の断面が示すように、端部
の転送電極140aの直下には、埋込みチャネル(n 層)14
4 が形成されている。端部の転送電極140aに隣接してア
ナログ処理部16の出力ゲート160aが形成されている。Q/
V 変換部16a は、出力ゲート160aおよびリセットゲート
160bの直下にも埋込みチャネル(n層)144 が形成され
ている。出力ゲート160aとリセットゲート160bとの間に
領域を設け、この領域直下には、フローティング接合領
域、すなわち浮遊拡散層160(n+)が形成されている。ま
た、リセットゲート162bに隣接した領域にリセットドレ
イン164aが形成される。リセットドレイン164aはフロー
ティング接合領域と同じnに形成されている。
From the analog processing section 16 to the horizontal read-out scanning section 20
A series of units up to this point will be further described (see FIG. 2). As shown in the cross section of the vertical transfer section 14 in FIG. 2, a buried channel (n-layer) 14 is provided immediately below the transfer electrode 140a at the end.
4 is formed. An output gate 160a of the analog processing section 16 is formed adjacent to the end transfer electrode 140a. Q /
The V conversion unit 16a includes an output gate 160a and a reset gate
A buried channel (n-layer) 144 is formed immediately below 160b. A region is provided between the output gate 160a and the reset gate 160b, and a floating junction region, that is, a floating diffusion layer 160 (n + ) is formed immediately below this region. Further, a reset drain 164a is formed in a region adjacent to the reset gate 162b. The reset drain 164a is formed at the same n + as the floating junction region.

【0032】浮遊拡散層160は、出力MOS(Metal Oxide S
emiconductor)トランジスタ166aのゲートと接続されて
いる。リセットドレイン164aは、出力MOS トランジスタ
166aのドレイン側と接続している。出力MOS トランジス
タ166aのソースは負荷MOS トランジスタ168aのドレイン
側に接続している。負荷MOS トランジスタ168aは、抵抗
と同じ役割を果たして、ゲートとソースと接続し、接地
させている。このように接続して出力MOS トランジスタ
166aによるソースホロワ回路を形成している。注入され
る信号電荷は、この回路を通すことにより信号電荷量に
比例したアナログ電圧に変換される。Q/V 変換部16a
は、端子170 を介して取り出したアナログ電圧信号をノ
イズ除去部16b に供給する。
The floating diffusion layer 160 has an output MOS (Metal Oxide S
emiconductor) is connected to the gate of the transistor 166a. The reset drain 164a is an output MOS transistor
It is connected to the drain side of 166a. The source of the output MOS transistor 166a is connected to the drain of the load MOS transistor 168a. The load MOS transistor 168a plays the same role as a resistor, is connected to a gate and a source, and is grounded. Output MOS transistor connected in this way
The source follower circuit 166a is formed. The injected signal charge is converted into an analog voltage proportional to the signal charge amount by passing through this circuit. Q / V converter 16a
Supplies the analog voltage signal extracted via the terminal 170 to the noise removing unit 16b.

【0033】ノイズ除去部16b は、サンプリング用MOS
トランジスタ160b、サンプリング用コンデンサ162b、ク
ランプ用コンデンサ164b、およびクランプ用MOS トラン
ジスタ166bを備えている。上述した端子170 とサンプリ
ング用MOS トランジスタ160bのドレインとを接続しトラ
ンジスタ160bのソースをサンプリング用コンデンサ162b
と接続させている。トランジスタ160bには、制御部22か
らサンプリング信号34が供給されている。トランジスタ
160bがサンプリング信号34によってオン状態からオフ状
態になると、このタイミングで電圧がコンデンサ162bに
供給されホールドされる。コンデンサ162bは入力端側を
端子172 とし、出力端側をクランプ用コンデンサ164bの
一端およびクランプ用MOS トランジスタ166bのソース側
にそれぞれ接続している。クランプ用コンデンサ164bの
他端側は接地させている。
The noise removing section 16b is a sampling MOS
It includes a transistor 160b, a sampling capacitor 162b, a clamping capacitor 164b, and a clamping MOS transistor 166b. The terminal 170 described above is connected to the drain of the sampling MOS transistor 160b, and the source of the transistor 160b is connected to the sampling capacitor 162b.
Connected. The sampling signal 34 is supplied from the control unit 22 to the transistor 160b. Transistor
When 160b is turned off from the on state by the sampling signal 34, the voltage is supplied to the capacitor 162b at this timing and held. The capacitor 162b has an input terminal connected to a terminal 172, and an output terminal connected to one end of the clamping capacitor 164b and the source of the clamping MOS transistor 166b. The other end of the clamping capacitor 164b is grounded.

【0034】クランプ用MOS トランジスタ166bは、ゲー
ト端子に制御部22からのクランプ信号36が供給されてい
る。また、トランジスタ166bのドレイン側には、制御部
22から基準電圧信号38が供給されている。ノイズ除去部
16b は、クランプするタイミングに応じて供給される基
準電圧で信号のフィールドスルーレベルをクランプし、
サンプリングしたアナログ電圧信号174 を比較回路18a
の一端180に供給する。アナログ電圧信号はノイズ除去
部16b を通すことによって1/f 雑音やリセット雑音が低
減されたアナログ電圧信号174 になっている。
The clamp signal 36 from the control unit 22 is supplied to the gate terminal of the clamp MOS transistor 166b. Further, a control unit is provided on the drain side of the transistor 166b.
Reference voltage signal 38 is supplied from 22. Noise removal unit
16b clamps the field through level of the signal with the reference voltage supplied according to the clamping timing,
The sampled analog voltage signal 174 is compared with the comparison circuit 18a.
To one end 180. The analog voltage signal is converted into an analog voltage signal 174 in which 1 / f noise and reset noise are reduced by passing through the noise removing unit 16b.

【0035】ディジタル処理部18では、比較回路18a の
一端180 にアナログ電圧信号174 が供給され、他端182
には制御部22から基準電圧信号38が供給されている。基
準電圧信号38は鋸歯状波に変化する電圧である。比較回
路18a は両者のレベル差がなくなるゼロレベルの検出を
行っている。このゼロ検出時の出力信号(ラッチ信号)
184 がメモリ18b の一端186 に供給される。制御部22は
基準電圧38の鋸歯状波の変動開始にともなってカウント
を開始し、カウント値40としてメモリ18b の他端188 に
供給している。カウント値は 1クロックを単位としてカ
ウントしたもので、アナログ信号に比例する。すなわ
ち、ゼロ検出時のカウント値がディジタル信号を表す。
メモリ18b には、このカウント値が各画素におけるディ
ジタル値として記憶される。
In the digital processing section 18, an analog voltage signal 174 is supplied to one end 180 of a comparison circuit 18a, and the other end 182
Is supplied with a reference voltage signal 38 from the control unit 22. The reference voltage signal 38 is a voltage that changes into a sawtooth wave. The comparison circuit 18a detects a zero level at which the level difference between the two disappears. Output signal (latch signal) when this zero is detected
184 is supplied to one end 186 of the memory 18b. The control section 22 starts counting when the sawtooth wave of the reference voltage 38 starts to change, and supplies the count value 40 to the other end 188 of the memory 18b. The count value is counted in units of one clock, and is proportional to the analog signal. That is, the count value at the time of zero detection represents a digital signal.
This count value is stored in the memory 18b as a digital value for each pixel.

【0036】制御部22は、上述したA/D 変換処理に並行
して水平読出し制御信号42を生成してアドレス信号生成
回路20a に供給している。アドレス信号生成回路20a
は、制御信号42に応じてアドレス信号を生成する。ここ
で生成されるアドレス信号は、感光素子を列方向に見た
際の位置、すなわち感光素子の列アドレスに対応したも
のである。生成したアドレス信号190 はメモリ18b に供
給される。メモリ18b は、供給されたアドレス信号190
に対応するアドレスのメモリ内容(ディジタルデータ)
を出力ライン192 に読み出す。出力ライン192 は出力回
路44(破線)に接続している。出力回路44は、供給され
るディジタルデータを増幅し、ディジタルデータ46にし
て出力する。
The control section 22 generates a horizontal read control signal 42 in parallel with the above-mentioned A / D conversion processing, and supplies it to the address signal generation circuit 20a. Address signal generation circuit 20a
Generates an address signal in response to the control signal. The address signal generated here corresponds to a position when the photosensitive element is viewed in the column direction, that is, a column address of the photosensitive element. The generated address signal 190 is supplied to the memory 18b. The memory 18b stores the supplied address signal 190
Memory contents (digital data) at the address corresponding to
Is read out to the output line 192. Output line 192 is connected to output circuit 44 (dashed line). The output circuit 44 amplifies the supplied digital data and outputs it as digital data 46.

【0037】なお、アナログ処理部16、ディジタル処理
部18、および水平読出し走査部20を行方向に一組のユニ
ットとして扱うことを説明したが、隣接するユニットは
交互に位置を列方向にシフト配置させてもよい。
Although it has been described that the analog processing section 16, the digital processing section 18, and the horizontal readout scanning section 20 are treated as a set of units in the row direction, adjacent units are alternately shifted in the column direction. May be.

【0038】CCD イメージセンサ10の動作についてタイ
ミングチャートを用いながら説明する(図3を参照)。
図1においてアナログ処理部16側から感光領域にある撮
像素子12を、それぞれ第1画素行、第2画素行、第3画
素行、・・・ とする。本実施例において撮像後、撮像素子
12に蓄積した信号電荷を奇数フィールドと偶数フィール
ドの一方に含まれる画素行を交互に読み出す。たとえ
ば、第1、第3、第5、第7画素行を読み出す場合、垂
直ブランキング期間中にフィールドシフトゲートパルス
の含んだ駆動パルス30(φV4)を印加する。これらの各
画素行の撮像素子12から撮像により変換された信号電荷
が各列の垂直転送部14に読み出される。その後、垂直転
送部14には 180°位相分の駆動パルスが印加される。駆
動パルスφ V1, φV2の信号レベルがともにレベルH とな
る状態まで垂直転送部14内の信号電荷を転送する。
The operation of the CCD image sensor 10
This will be described with reference to a mining chart (see FIG. 3).
In FIG. 1, the photographing operation in the photosensitive area is performed from the analog processing unit 16 side.
The image element 12 is divided into a first pixel row, a second pixel row,
Action, ... After imaging in the present embodiment, the imaging device
The signal charge accumulated in 12 is divided into odd and even fields.
The pixel rows included in one of the rows are alternately read. for example
For example, when reading out the first, third, fifth, and seventh pixel rows,
Field shift gate pulse during direct blanking
Drive pulse 30 (φV4) Is applied. Each of these
Signal charges converted by imaging from the image sensor 12 in the pixel row
Is read out to the vertical transfer unit 14 of each column. Then vertical rotation
A drive pulse for a 180 ° phase is applied to the sending unit 14. Drive
Dynamic pulse φ V1, φV2Signal level becomes H level.
The signal charges in the vertical transfer unit 14 are transferred until the state shown in FIG.

【0039】次に図3(a)の水平同期信号(HD)の水平ブ
ランキング期間中に駆動パルス24〜30(図3(b)〜(e) )
を供給し、正極性のリセットパルスRS(図3(f))をタイ
ミングT1でリセットゲート162aに供給する。リセットゲ
ート162aが閉じられ、オンにして浮遊拡散層160 の電位
を電源電圧にまで充電する。リセットパルスRSがなくな
ると、リセットゲート162aは開いてオフ状態になる。
Next, during the horizontal blanking period of the horizontal synchronizing signal (HD) of FIG. 3A, drive pulses 24 to 30 (FIGS. 3B to 3E)
Supplies, and supplies the reset gate 162a positive polarity of the reset pulse RS (Fig. 3 (f)) at the timing T 1. The reset gate 162a is closed and turned on to charge the potential of the floating diffusion layer 160 to the power supply voltage. When the reset pulse RS disappears, the reset gate 162a opens and turns off.

【0040】次に転送電極140aから出力ゲート160aを介
して信号電荷が供給される。浮遊拡散層160 は、これよ
り電位が変化する。この供給される信号電荷の量に比例
した電位が出力MOS トランジスタ166aのゲートに印加さ
れる。出力MOS トランジスタ166aおよび負荷MOS トラン
ジスタ168aを用いるソースホロワ回路により増幅して端
子170 でのアナログ出力電圧信号として取り出す(図3
(j)を参照)。リセットパルスRSの立下りから駆動パル
スφV3(28)の立上りタイミングT2までの期間194のアナ
ログ出力電圧信号(図3(j))はゼロ信号の基準レベルを
示している。期間194 内のタイミングT3でクランプ信号
CL(36)によりゼロ信号の基準レベルのアナログ出力電圧
信号をクランプしている(図3(g)を参照)。同時に、サ
ンプリング信号SH(34)も立ち上げている(図3(h)を参
照)。図3(k)のクランプした端子174のアナログ出力電
圧は、基準電圧信号RV(38)の開始電圧レベルに一致して
いる。
Next, signal charges are supplied from the transfer electrode 140a via the output gate 160a. The potential of the floating diffusion layer 160 changes from this. A potential proportional to the amount of the supplied signal charge is applied to the gate of the output MOS transistor 166a. The signal is amplified by a source follower circuit using an output MOS transistor 166a and a load MOS transistor 168a and is extracted as an analog output voltage signal at a terminal 170 (FIG.
(See (j)). Analog output voltage signal of period 194 until the rising timing T 2 of the drive pulse from the falling of the reset pulse RS φ V3 (28) (FIG. 3 (j)) indicates the reference level of zero signal. Clamp signal at the timing T 3 in the period 194
The analog output voltage signal of the reference level of the zero signal is clamped by CL (36) (see FIG. 3 (g)). At the same time, the sampling signal SH (34) also rises (see FIG. 3 (h)). The analog output voltage of the clamped terminal 174 in FIG. 3 (k) matches the starting voltage level of the reference voltage signal RV (38).

【0041】また、アナログ出力電圧信号は、駆動パル
スφV3(28)の立下り以降で出力電圧が降下し始めて駆動
パルスφV4(30)の立下り(タイミングT4)以後、実際の
アナログ電圧を表している。このアナログ出力電圧は端
子170 および端子174aにおいて同じ信号レベルを表して
いる(図3(j), (k) を参照)。厳密には、サンプリング
用コンデンサ162b の静電容量がクランプ用コンデンサ1
64b の静電容量に対して非常に大きくすることが難しい
ため、端子174aのアナログ電圧は端子170 のアナログ電
圧より少し小さくなる。このタイミングT4以降にサンプ
リング信号SH(34)を立ち下げて端子174aでの実際のアナ
ログ出力電圧信号をホールドしている。ホールド期間19
6 は、サンプリング信号SH(34)の立下げから基準電圧信
号RV(38)の供給が終了するまでである。
The output voltage of the analog output voltage signal starts to fall after the fall of the drive pulse φ V3 (28), and after the fall of the drive pulse φ V4 (30) (timing T 4 ), the actual analog voltage Is represented. This analog output voltage represents the same signal level at the terminals 170 and 174a (see FIGS. 3 (j) and 3 (k)). Strictly speaking, the capacitance of the sampling capacitor 162b is
The analog voltage at terminal 174a is slightly lower than the analog voltage at terminal 170 because it is very difficult to increase the capacitance of 64b. And holding the actual analog output voltage signal at terminal 174a to fall sampling signal SH (34) to the timing T 4 and later. Hold period 19
6 is from the falling of the sampling signal SH (34) to the end of the supply of the reference voltage signal RV (38).

【0042】制御部22は、タイミングT5で基準電圧信号
RVを印加する。基準電圧信号RVは、鋸歯状波の波形であ
る(図3(i)を参照)。また、このタイミングチャートに
図示していないが、同時に制御部22はカウンタの動作を
供給されるクロックで開始させる。制御部22は、このカ
ウント値40を順次出力し、メモリ18b に供給している。
The control unit 22 includes a reference voltage signal at a timing T 5
Apply RV. The reference voltage signal RV has a sawtooth waveform (see FIG. 3 (i)). Although not shown in the timing chart, the control unit 22 simultaneously starts the operation of the counter with the supplied clock. The control unit 22 sequentially outputs the count value 40 and supplies it to the memory 18b.

【0043】このようにクランプし、サンプルホールド
することにより、端子172 のタイミングT5におけるゼロ
信号の基準レベルは基準電圧信号RV(38)に等しくしてい
るので、この時点での基準電圧信号RV(38)と実際のアナ
ログ電圧信号174 とのレベル差ΔV (198) はアナログ信
号そのものにほぼ等しい。基準電圧信号RVは時間経過に
ともない鋸歯状に変化する。これにより、レベル差ΔV
(198) は小さくなる。比較回路18a ではこれらの両信号
のレベルを比較している。図3において、比較回路18a
はレベル差がゼロになるタイミングT6の位置を検出して
いる。したがって、アナログ信号のレベルが大きい、た
とえばタイミングT7の場合、この検出に時間を要するこ
とになる。この検出時に比較回路18a は、メモリ18b に
ラッチ信号184 を出力する。メモリ18b は、ラッチ信号
184 の供給されたタイミングで制御部22から供給されて
いるカウント値40を記憶させる。したがって、カウント
値40は、1 クロックを単位とした時刻T5からゼロ検出ま
での時間であり、アナログ信号に比例するものと考える
ことができる。このことから、カウント値40はアナログ
信号をディジタル信号に変換した値とみなすことができ
る。このディジタル変換は一つの画素レベルに対して基
準電圧信号RVの最大レベルに達するタイミングT8まで行
われる。
[0043] Thus clamped, by sample-and-hold, the reference level of zero signal in the timing T 5 of the terminal 172 are equal to the reference voltage signal RV (38), the reference voltage signal at this point RV The level difference ΔV (198) between (38) and the actual analog voltage signal 174 is substantially equal to the analog signal itself. The reference voltage signal RV changes in a saw-tooth shape over time. As a result, the level difference ΔV
(198) becomes smaller. The comparison circuit 18a compares the levels of these two signals. In FIG. 3, the comparison circuit 18a
Is to detect the position of the timing T 6 the level difference becomes zero. Accordingly, the level of the analog signal is large, for example, in the case of the timing T 7, it takes time to this detection. Upon this detection, the comparison circuit 18a outputs a latch signal 184 to the memory 18b. The memory 18b has a latch signal
The count value 40 supplied from the control unit 22 is stored at the supplied timing of 184. Accordingly, the count value 40 is the period from time T 5 in which the 1 clock units to zero detection, can be considered to be proportional to the analog signal. From this, the count value 40 can be regarded as a value obtained by converting an analog signal into a digital signal. The digital conversion is carried out until the timing T 8 which to one pixel level reaches the maximum level of the reference voltage signal RV.

【0044】また、制御部22は、A/D 変換動作に並行し
て水平読出し走査部20のアドレス信号生成回路20a に水
平読出し制御信号42を出力する。アドレス信号生成回路
20aは、供給される水平読出し制御信号42に基づいてア
ドレス信号190 を生成する。アドレス信号生成回路20a
は生成したアドレス信号190 をメモリ18b に供給する。
メモリ18b はアドレス信号190 に対応する 1水平ライン
(HD)前にゼロ検出時に格納したカウント値40を出力ラ
イン192 にディジタル信号として読み出す。本実施例で
は水平ブランキング期間の終了とともに読み出して水平
走査期間中にディジタル撮像信号46の読出しを行ってい
る。ディジタル信号192 が出力回路44を経て外部にディ
ジタル撮像信号46として出力される。
The control section 22 outputs a horizontal read control signal 42 to the address signal generating circuit 20a of the horizontal read scanning section 20 in parallel with the A / D conversion operation. Address signal generation circuit
20a generates an address signal 190 based on the supplied horizontal read control signal 42. Address signal generation circuit 20a
Supplies the generated address signal 190 to the memory 18b.
The memory 18b reads out the count value 40 stored at the time of zero detection one horizontal line (HD) corresponding to the address signal 190 as a digital signal to the output line 192. In this embodiment, the readout is performed at the end of the horizontal blanking period, and the digital imaging signal 46 is read out during the horizontal scanning period. The digital signal 192 is output to the outside via the output circuit 44 as the digital image signal 46.

【0045】ここで、制御部22に設けるカウンタ(図示
せず)が、たとえば10ビットのカウンタを使用してタイ
ミングT5からT8までに1024カウントし、一方、基準電圧
信号RV(38)がタイミングT5での基準レベルからタイミン
グT8でアナログ出力の飽和出力電圧に等しくすることに
よりディジタル処理部18は、10ビット精度のA/D 変換を
行うことになる。
[0045] Here, the counter provided in the control unit 22 (not shown), for example, using the 10-bit counter 1024 counts the timing T 5 to T 8, the other hand, the reference voltage signal RV (38) is the digital processor 18 will perform a / D conversion of the 10-bit accuracy by equalizing the saturation output voltage of the analog output at a timing T 8 from the reference level at the timing T 5.

【0046】次の水平ブランキング期間で、前述した同
様の動作を繰り返し、この後一つ前のディジタル撮像信
号46を読み出している。この一連の操作を残る画素行
分、繰り返して第1フィールドの出力動作を終える。こ
の一連の動作のうち、最初のA/D 変換時にはディジタル
信号がないので、この変換時のディジタル出力はない。
また、最後のディジタル出力時には変換するアナログ信
号がないので、このときA/D 変換は行われない。
In the next horizontal blanking period, the same operation as described above is repeated, and thereafter, the immediately preceding digital image pickup signal 46 is read. This series of operations is repeated for the remaining pixel rows, and the output operation of the first field is completed. In this series of operations, there is no digital signal during the first A / D conversion, so there is no digital output during this conversion.
In addition, since there is no analog signal to be converted at the time of the last digital output, A / D conversion is not performed at this time.

【0047】次の垂直ブランキング期間では、たとえ
ば、第2、第4、第6、第8画素行を読み出す。この場
合、垂直ブランキング期間中にフィールドシフトゲート
パルスの含んだ駆動パルス30(φV2)を印加する。これ
らの各画素行の撮像素子12から撮像により変換された信
号電荷が各列の垂直転送部14に読み出される。この後
に、 360°の位相分の駆動パルスを印加して、第1およ
び第2相の駆動パルスが高レベルになるまで垂直転送部
14に読み出した信号電荷を転送する。次の水平ブランキ
ング期間において、垂直転送部14の端部に達した信号電
荷に対してアナログ処理、ディジタル処理および水平読
出し操作を第1フィールドと同様に行って第2フィール
ドのディジタル撮像信号46を読み出している。
In the next vertical blanking period, for example, the second, fourth, sixth, and eighth pixel rows are read. In this case, a drive pulse 30 (φ V2 ) including a field shift gate pulse is applied during the vertical blanking period. The signal charges converted by the imaging from the imaging elements 12 in each pixel row are read out to the vertical transfer units 14 in each column. Thereafter, a driving pulse for a phase of 360 ° is applied, and the vertical transfer section is driven until the driving pulses of the first and second phases become high level.
The read signal charges are transferred to 14. In the next horizontal blanking period, analog processing, digital processing, and horizontal reading operation are performed on the signal charge that has reached the end of the vertical transfer unit 14 in the same manner as in the first field, to obtain the digital imaging signal 46 in the second field. Reading.

【0048】本実施例のCCD イメージセンサ10は、水平
転送部52を持たず、列ごとにアナログ処理部16、ディジ
タル処理部18、および水平読出し走査部20を一つのユニ
ットとして設けてセンサ10内で信号電荷をディジタル信
号にしている。このため外部のCDS 回路およびこれに関
わる位相調整が不要となり、かつ消費電力が大きい広帯
域アナログアンプが不要になることにより低消費電力化
が図られる。
The CCD image sensor 10 according to the present embodiment does not have the horizontal transfer unit 52, but includes the analog processing unit 16, the digital processing unit 18, and the horizontal readout scanning unit 20 as one unit for each column. Is used to convert signal charges into digital signals. This eliminates the need for an external CDS circuit and the related phase adjustment, and eliminates the need for a wideband analog amplifier that consumes a large amount of power, thereby achieving low power consumption.

【0049】次に本実施例のCCD イメージセンサ10を適
用したディジタルカメラ60について簡単に説明する(図
4を参照)。説明の簡素化を図るため、結像光学系(以
下、単に光学系という)、表示部、記録部、および伝送
部を省略している。ディジタルカメラ60は、光学系(図
示せず)、撮像部62、システム制御部64、タイミング信
号発生部66、ドライバ部68、信号処理部70、図示しない
表示部、記録部、および伝送部を含んでいる。撮像部62
は、撮像素子12の入射光58の入射側に効率よく入射光を
撮像素子12に集光させるマイクロレンズ62a 、入射光58
を複数種類の色に分解する色フィルタセグメントがパタ
ーン配置された色フィルタ62b 、およびCCD イメージセ
ンサ10(固体撮像デバイス)を有している。
Next, a digital camera 60 to which the CCD image sensor 10 of this embodiment is applied will be briefly described (see FIG. 4). To simplify the description, an imaging optical system (hereinafter, simply referred to as an optical system), a display unit, a recording unit, and a transmission unit are omitted. The digital camera 60 includes an optical system (not shown), an imaging unit 62, a system control unit 64, a timing signal generation unit 66, a driver unit 68, a signal processing unit 70, a display unit (not shown), a recording unit, and a transmission unit. In. Imaging unit 62
Is a microlens 62a that efficiently condenses incident light on the incident side of the incident light 58 of the image pickup device 12,
A color filter 62b in which color filter segments for separating the color image into a plurality of types of colors are arranged in a pattern, and the CCD image sensor 10 (solid-state imaging device).

【0050】システム制御部64は、中央演算ユニット
(Central Processing Unit )を含み、制御や処理手順
の書き込まれたROM (Read Only Memory )のプログラム
に従って動作を制御している。静止画撮像モードでは露
光動作の開始タイミング等は、図示しない操作部のシャ
ッタボタンの押圧操作に応じて行っている。また、表示
部への表示や動画記録を行う動画撮像モードでは、電源
投入後に所定のタイミングでシステム制御部64が制御信
号64a をタイミング信号発生部66に供給する。
The system control unit 64 includes a central processing unit (Central Processing Unit), and controls the operation according to a ROM (Read Only Memory) program in which control and processing procedures are written. In the still image capturing mode, the start timing of the exposure operation and the like are performed according to a pressing operation of a shutter button of an operation unit (not shown). Further, in the moving image capturing mode for displaying on the display unit and recording a moving image, the system control unit 64 supplies a control signal 64a to the timing signal generating unit 66 at a predetermined timing after the power is turned on.

【0051】タイミング信号発生部66は、フィールドシ
フトゲートパルスのタイミングを含むタイミング信号66
a をドライバ部68に供給し、入力信号32を撮像部62に供
給している。また、タイミング信号発生部66は、信号処
理部70にも処理動作させるクロック信号66b を供給して
いる。
The timing signal generator 66 generates a timing signal 66 including the timing of the field shift gate pulse.
a to the driver unit 68, and the input signal 32 to the imaging unit 62. Further, the timing signal generator 66 supplies a clock signal 66b for causing the signal processor 70 to perform a processing operation.

【0052】ドライバ部68は、4相駆動に対応した垂直
駆動パルス(φV1)24〜(φV4)30をV ドライバ68a で
生成し、撮像部62に供給している。また、前述のタイミ
ングチャートで述べたように、ドライバ部68は、撮像素
子12から垂直転送部14に信号電荷を読み出すフィールド
シフトゲートパルスも含めた駆動パルスも供給してい
る。撮像部62は、供給される駆動パルス24〜30、および
入力信号32に応じて撮像し、撮像して得られた信号電荷
を垂直転送し、制御部22に供給される入力信号32のタイ
ミングに応じて信号電荷にアナログ処理を施し、この後
にディジタル処理を施して一時記憶し、記憶したデータ
をディジタル撮像信号46として読み出して信号処理部70
に出力する。
The driver section 68 generates vertical drive pulses (φ V1 ) 24 to (φ V4 ) 30 corresponding to the four-phase driving by the V driver 68 a and supplies the generated vertical drive pulses to the image pickup section 62. Further, as described in the above-mentioned timing chart, the driver unit 68 also supplies a driving pulse including a field shift gate pulse for reading a signal charge from the image sensor 12 to the vertical transfer unit 14. The imaging unit 62 captures an image in accordance with the supplied drive pulses 24 to 30 and the input signal 32, vertically transfers the signal charge obtained by the imaging, and adjusts the timing of the input signal 32 supplied to the control unit 22. In response, the signal charge is subjected to analog processing, digital processing is thereafter performed and temporarily stored, the stored data is read out as a digital imaging signal 46, and the signal processing unit 70
Output to

【0053】信号処理部70は、システム制御部64からの
制御信号64b により制御される。信号処理部70は、供給
されるディジタル撮像信号46の各画素に対してガンマ補
正やオートホワイトバランス調整等を施し、たとえば、
非破壊型のメモリに三原色RGB の画素データを撮像デー
タとして一時記憶する。この後、記憶した撮像データに
基づいてマトリクス処理を行って輝度データY, 色差デ
ータCr, Cbを生成する。信号処理部70は、上述した処理
を行いながら、たとえば画面中央近傍のデータ等からサ
ンプリングしたデータ72をシステム制御部64に供給して
いる。なお、信号処理部70は、データ7に対して露光制
御に関するデータの算出を行ってもよい。この場合、算
出結果の情報がシステム制御部64に供給される。信号処
理部70は、生成した輝度データY および色差データCr,
Cb(74)を出力する。
The signal processing section 70 is controlled by a control signal 64b from the system control section 64. The signal processing unit 70 performs gamma correction, automatic white balance adjustment, and the like on each pixel of the supplied digital imaging signal 46, for example,
The pixel data of the three primary colors RGB is temporarily stored as image data in a non-destructive memory. Thereafter, matrix processing is performed based on the stored imaging data to generate luminance data Y and color difference data C r and C b . The signal processing unit 70 supplies data 72 sampled from, for example, data near the center of the screen to the system control unit 64 while performing the above-described processing. Note that the signal processing unit 70 may calculate data related to exposure control on the data 7. In this case, the information of the calculation result is supplied to the system control unit 64. The signal processing unit 70 the generated luminance data Y and color difference data C r,
Outputs C b (74).

【0054】これに対して従来技術で引用したCCD イメ
ージセンサを適用した場合のディジタルカメラ80を図5
に示す。ディジタルカメラ60と共通する部分に同じ参照
符号を付している。異なる点に着目して説明すると、撮
像部82のマイクロレンズ82aおよび色フィルタ82b は前
述したマイクロレンズ62a および色フィルタ62b とそれ
ぞれ同じ色配置や同一形状のレンズを配置するようにし
てもよい。ただし、撮像部82は水平CCD 部のないCCD イ
メージセンサ50を用いていることに特徴がある。
On the other hand, the digital camera 80 to which the CCD image sensor cited in the prior art is applied is shown in FIG.
Shown in Parts common to the digital camera 60 are denoted by the same reference numerals. Explaining the difference, the micro lens 82a and the color filter 82b of the imaging unit 82 may have the same color arrangement and the same shape lens as the micro lens 62a and the color filter 62b, respectively. However, the imaging unit 82 is characterized by using a CCD image sensor 50 without a horizontal CCD unit.

【0055】なお、特開平9-51485 号公報で引用されて
いるCCD イメージセンサの場合、Vドライバは内蔵され
ているので不要となる。撮像部82は撮像したアナログ電
圧信号82d をCDS 回路84に供給する。
In the case of the CCD image sensor cited in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-51485, the V driver is unnecessary since it is built in. The imaging unit 82 supplies the captured analog voltage signal 82d to the CDS circuit 84.

【0056】CDS 回路84には供給されるアナログ電圧信
号82d をクランプし、サンプリングするタイミング信号
66c がそれぞれ供給されている。CDS 回路84は、アナロ
グ電圧信号82d に含まれる1/f ノイズ等のノイズ成分を
除去したアナログ電圧信号84a をA/D 変換部86に供給す
る。このとき、CDS 回路84には、前述した周波数で動作
していることから、位相調整する場合、ナノ秒単位にな
る。この単位での位相調整は非常に手間がかかる。A/D
変換部86は、アナログ電圧信号84a をディジタル撮像信
号46にして信号処理部70に出力する。タイミング信号66
c, 66dはタイミング信号発生部66から供給されている。
A timing signal for clamping and sampling the analog voltage signal 82d supplied to the CDS circuit 84.
66c are each supplied. The CDS circuit 84 supplies the A / D converter 86 with an analog voltage signal 84a from which noise components such as 1 / f noise included in the analog voltage signal 82d have been removed. At this time, since the CDS circuit 84 operates at the frequency described above, the phase is adjusted in nanosecond units. The phase adjustment in this unit is very troublesome. A / D
The converter 86 converts the analog voltage signal 84a into a digital image signal 46 and outputs the digital image signal 46 to the signal processor 70. Timing signal 66
c and 66d are supplied from the timing signal generator 66.

【0057】ディジタルカメラ60, 80を比較すると、デ
ィジタルカメラ80は、前述した消費電力が大きいことに
加えて、微妙な位相調整が難しい。一方、本発明を適用
したディジタルカメラ60は、直接ディジタル出力が得ら
れるため外部のCDS 回路およびこれに関わる位相調整が
不要となる。また、消費電力が大きい広帯域アナログア
ンプが不要となることにより低消費電力化が図られる。
When the digital cameras 60 and 80 are compared, the digital camera 80 is difficult to finely adjust the phase in addition to the large power consumption described above. On the other hand, in the digital camera 60 to which the present invention is applied, since a digital output is directly obtained, an external CDS circuit and phase adjustment related thereto are not required. In addition, power consumption can be reduced by eliminating the need for a wideband analog amplifier having large power consumption.

【0058】次に撮像素子12のアレイ配列を垂直方向お
よび水平方向にそれぞれ、画素ピッチの半分ずつずらし
てオフセット配置した、いわゆるハニカム配置したイン
タレース走査インタライン転送型CCD イメージセンサ90
について説明する(図6を参照)。図1のCCD イメージ
センサ10と共通する部分には同じ参照符号を付してい
る。撮像素子12は、水平方向に画素ピッチPPH 、垂直方
向に画素ピッチPPV にするとともに、隣接する画素同士
のずらし分を水平方向に画素ピッチ|PPH |/2、垂直方
向に画素ピッチ|PPV |/2にして配設している。撮像素
子12は、感光部の形状を菱形にしている。この形状は、
菱形に限定されるものでなく、六角形や八角形等の多角
形にしてもよい。本実施例のCCD イメージセンサ90で
は、画素配列を4×8で示している。各画素の1水平ラ
イン(行)は、アナログ処理部16側から第1の画素行、
第2の画素行、・・・・とする。
Next, a so-called honeycomb interlaced scanning interline transfer type CCD image sensor 90 in which the array arrangement of the image sensor 12 is offset and shifted in the vertical and horizontal directions by half the pixel pitch, respectively.
Will be described (see FIG. 6). Parts common to the CCD image sensor 10 of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The imaging device 12, the pixel pitch PP H in the horizontal direction, the vertical direction as well as the pixel pitch PP V, shifting component in the horizontal direction to the pixel pitch of the adjacent pixels | PP H | / 2, perpendicular to the pixel pitch | PP V | / 2. The imaging element 12 has a rhombus-shaped photosensitive portion. This shape
The shape is not limited to a rhombus but may be a polygon such as a hexagon or an octagon. In the CCD image sensor 90 of the present embodiment, the pixel array is indicated by 4 × 8. One horizontal line (row) of each pixel is a first pixel row from the analog processing unit 16 side,
It is assumed that a second pixel row,...

【0059】垂直転送部14には、転送電極140 および読
出しゲート部142 が形成されている。転送電極140 は隣
接する画素間にできる空間を有効に利用して一定の幅に
なるように形成している。この結果、転送電極140 は、
蛇行して形成される。読出しゲート部142 は、前述した
と同様に矢印で表している。垂直転送部14には、駆動パ
ルス24〜30の一つがそれぞれ隣接する2つの画素行ずつ
に供給されている。たとえば、第1および第2の画素行
には同じ駆動パルス30が供給されている。垂直転送部14
は、撮像素子12から読み出した信号電荷を4相駆動で転
送している。
In the vertical transfer section 14, a transfer electrode 140 and a read gate section 142 are formed. The transfer electrode 140 is formed to have a constant width by effectively utilizing a space formed between adjacent pixels. As a result, the transfer electrode 140
It is formed to meander. The read gate section 142 is represented by an arrow as described above. One of the drive pulses 24 to 30 is supplied to the vertical transfer unit 14 for each two adjacent pixel rows. For example, the same drive pulse 30 is supplied to the first and second pixel rows. Vertical transfer unit 14
Transfers the signal charges read from the image sensor 12 by four-phase driving.

【0060】撮像素子12および垂直転送部14が上述した
関係で形成されることにより、各撮像素子12の両側に配
される垂直転送部14を含めた形状に着目すると、六角形
になり、結果としてCCD イメージセンサ90はハニカム状
に配設形成されていることがわかる。この他のアナログ
処理部16、ディジタル処理部18、水平読出し走査部20お
よび制御部22は、前述した実施例と同じ構成である。
Since the image pickup device 12 and the vertical transfer unit 14 are formed in the above-described relationship, the shape including the vertical transfer units 14 arranged on both sides of each image pickup device 12 becomes hexagonal. It can be seen that the CCD image sensor 90 is arranged and formed in a honeycomb shape. The other analog processing unit 16, digital processing unit 18, horizontal readout scanning unit 20, and control unit 22 have the same configuration as the above-described embodiment.

【0061】CCD イメージセンサ90の動作を簡単に説明
する。撮像後、垂直ブランキング期間に読出し用のフィ
ールドシフトゲートパルスを含む駆動パルス30を印加す
る。この印加により、第1、第2、第5および第6の画
素行に蓄積した信号電荷を垂直転送部14の転送電極140
に読み出している。この後、180 °の位相分の駆動パル
スを印加して、駆動パルス24, 26がレベルH になるまで
信号電荷が転送される。2画素行ずつ信号電荷が1ライ
ン分として供給されることから、一度のA/D 変換処理お
よび水平読出し走査によって、2画素行分のディジタル
撮像信号46が得られる。A/D 変換処理および水平読出し
走査は、図3に示した動作タイミングで行われる。信号
電荷の読出し後、垂直転送、A/D 変換処理、および水平
読出し走査を繰り返して第1フィールドの読出し動作を
終了する。
The operation of the CCD image sensor 90 will be briefly described. After imaging, a drive pulse 30 including a field shift gate pulse for reading is applied during a vertical blanking period. By this application, the signal charges accumulated in the first, second, fifth, and sixth pixel rows are transferred to the transfer electrodes 140 of the vertical transfer unit 14.
Is read. Thereafter, a drive pulse for a phase of 180 ° is applied, and the signal charge is transferred until the drive pulses 24 and 26 become H level. Since the signal charges are supplied for one line for each two pixel rows, a digital image pickup signal 46 for two pixel rows is obtained by one A / D conversion process and one horizontal read scan. The A / D conversion processing and the horizontal read scanning are performed at the operation timing shown in FIG. After reading out the signal charges, the vertical transfer, A / D conversion processing, and horizontal readout scanning are repeated to finish the readout operation of the first field.

【0062】次の垂直ブランキング期間で駆動パルス26
にフィールドシフトゲートパルスを印加する。この印加
により、第3、第4、第7、および第8の画素行に蓄積
した信号電荷が読み出される。この後、360 °の位相分
の駆動パルスを印加して、駆動パルス24、26がレベルH
になるまで信号電荷の転送が行われる。次の水平ブラン
キング期間に図3の動作タイミングでアナログ処理、デ
ィジタル処理および水平読出し走査を行う。この一連の
操作を繰り返して第2フィールドのディジタル撮像信号
46を読み出している。
In the next vertical blanking period, the driving pulse 26
Is applied with a field shift gate pulse. With this application, the signal charges accumulated in the third, fourth, seventh, and eighth pixel rows are read. Thereafter, a drive pulse for a phase of 360 ° is applied, and the drive pulses 24 and 26 are at level H.
Until the signal charge is transferred. During the next horizontal blanking period, analog processing, digital processing, and horizontal read scanning are performed at the operation timing shown in FIG. By repeating this series of operations, the digital imaging signal of the second field is obtained.
46 is being read.

【0063】CCD イメージセンサ90は、画素をオフセッ
ト配置していることから、水平および垂直方向の解像度
がCCD イメージセンサ10に比べてよく、さらに、配置関
係から感光部の面積を有効に利用していることから、撮
像素子12の感度が高くでき、飽和出力電圧も大きくでき
る。
Since the CCD image sensor 90 has pixels arranged in an offset manner, the resolution in the horizontal and vertical directions is better than that of the CCD image sensor 10, and furthermore, the arrangement area effectively utilizes the area of the photosensitive section. Therefore, the sensitivity of the imaging element 12 can be increased, and the saturation output voltage can be increased.

【0064】次にCCD イメージセンサ10に対する他の実
施例をいくつか変形例として説明する。これらの変形例
は、CCD イメージセンサ90に対しても適用できる。最初
の変形例は、図7に示すように図1のCCD イメージセン
サ10の構成をそのまま用い、各画素行への駆動パルスの
供給が一部異なっている。すなわち、駆動パルス24,26,
28はCCD イメージセンサ10の場合と同じ接続関係で供
給する。駆動パルス30は第1、第3、第5、および第7
の画素行を一つとして信号電荷を読み出すように配線し
てきたが、本実施例では、駆動パルス30を駆動パルス30
a, 30bの2つに分けて供給する。この供給に対応して印
加される転送電極140との接続関係も2群に分けてい
る。この2群は、第1の画素行(1) の転送電極から8転
送電極ごとに駆動パルス30a を供給する群と、第3の画
素行(3) の転送電極から8転送電極ごとに駆動パルス30
b を供給する群である。各群に駆動パルス30a, 30bが供
給されるように接続されている。
Next, other embodiments of the CCD image sensor 10 will be described as some modifications. These modifications can also be applied to the CCD image sensor 90. In the first modified example, as shown in FIG. 7, the configuration of the CCD image sensor 10 of FIG. 1 is used as it is, and the supply of the driving pulse to each pixel row is partially different. That is, the driving pulses 24, 26,
28 is supplied in the same connection relationship as in the case of the CCD image sensor 10. The driving pulse 30 includes the first, third, fifth, and seventh drive pulses.
In the present embodiment, the driving pulse 30 is changed to the driving pulse 30.
a and 30b are supplied separately. The connection relationship with the transfer electrode 140 applied in response to this supply is also divided into two groups. The two groups include a group that supplies a drive pulse 30a for every eight transfer electrodes from the transfer electrode of the first pixel row (1), and a group that supplies a drive pulse for every eight transfer electrodes from the transfer electrode of the third pixel row (3). 30
The group that supplies b. Each group is connected so that drive pulses 30a and 30b are supplied.

【0065】静止画撮像を行う場合、駆動パルス30a, 3
0bの区別なく、同時に供給すると、これまでと同様に第
1、第3、第5、および第7の画素行((1), (3), (5),
(7))から信号電荷の読出しが行われる。また、動画撮
像(ムービー表示)や露光制御用に撮像する予備撮像を
行う場合、フィールドシフトゲートパルスを含む駆動パ
ルス30a と30b を交互に印加する。この印加により、第
1フィールドにおいて第1および第5の画素行が読み出
される。第2フィールドでは第3および第7の画素行が
読み出される。1フィールドに4つの画素行を読み出し
てきた静止画撮像に比べて半分しか読み出さないことか
ら低解像度になるが、垂直方向の読出しは倍のレートに
なる。
When a still image is picked up, the driving pulses 30a, 30a
0b, the first, third, fifth, and seventh pixel rows ((1), (3), (5),
The signal charge is read from (7)). In addition, when performing preliminary image capturing for capturing a moving image (movie display) or exposure control, drive pulses 30a and 30b including a field shift gate pulse are alternately applied. With this application, the first and fifth pixel rows are read out in the first field. In the second field, the third and seventh pixel rows are read. Although the resolution is low because only half is read as compared with the still image capturing in which four pixel rows are read in one field, the reading in the vertical direction is double the rate.

【0066】また、いずれか一方のフィールドだけの読
出しを行う場合、全画素に対して1/4 間引きになるか
ら、フレームレートは4倍になる。CCD イメージセンサ
10は、駆動パルスの供給する接続を考慮することにより
高速フレームレートで読み出すことができる。
When reading out only one of the fields, the frame rate is quadrupled because all pixels are thinned out by 1/4. CCD image sensor
10 can be read at a high frame rate by considering the connection to which the drive pulse is supplied.

【0067】CCD イメージセンサ10は図4のタイミング
信号発生部66およびドライバ部68をオンチップ化させて
もよい(図8を参照)。CCD イメージセンサ10は水平転
送部を形成しない、垂直駆動だけを行う点に特徴があ
る。オンチップ化は垂直駆動に関する回路だけでよい。
これにより、CCD イメージセンサ10にはオンチップ化に
より新たに垂直駆動生成部76が追加されている。垂直駆
動生成部76は、制御部22からの駆動タイミング発生等に
関する駆動制御信号78により制御される。このオンチッ
プ化により、ディジタルカメラ60にはタイミング信号発
生部66およびドライバ部68を外付けさせなくても済ませ
ることができる。ディジタルカメラ60は、実装チップ数
が減り、カメラの小型化を実現させることができる。
In the CCD image sensor 10, the timing signal generator 66 and the driver 68 of FIG. 4 may be formed on-chip (see FIG. 8). The CCD image sensor 10 is characterized in that only a vertical drive is performed without forming a horizontal transfer unit. On-chip conversion requires only circuits related to vertical driving.
As a result, a new vertical drive generator 76 is added to the CCD image sensor 10 on-chip. The vertical drive generation unit 76 is controlled by a drive control signal 78 from the control unit 22 regarding drive timing generation and the like. With this on-chip configuration, the digital camera 60 does not need to externally include the timing signal generator 66 and the driver 68. In the digital camera 60, the number of mounted chips is reduced, and the size of the camera can be reduced.

【0068】垂直駆動生成部76は、単一の生成部にして
もよいし、分散型にしてもよい(図9を参照)。垂直駆
動生成部76には、垂直駆動タイミング生成部760 および
垂直駆動信号生成部762 を含んでいる。垂直駆動タイミ
ング生成部760 は、供給される駆動制御信号78に応じて
垂直駆動タイミング信号760a〜760dを生成し、垂直駆動
信号生成部762 に供給する。垂直駆動タイミング信号76
0a〜760dには、信号電荷の読出しパルスであるフィール
ドシフトゲートパルスを生成するタイミング信号も含ま
れている。駆動パルス生成回路7620は、それぞれに供給
される垂直駆動タイミング信号760a〜760dに応じた駆動
パルス24〜30を生成し、出力する。このように図9の垂
直駆動生成部76は、垂直駆動信号生成部762 に複数の駆
動パルス生成回路7620を配設し、分散させた場合を示し
ている。
The vertical drive generating section 76 may be a single generating section or a distributed type (see FIG. 9). The vertical drive generator 76 includes a vertical drive timing generator 760 and a vertical drive signal generator 762. The vertical drive timing generator 760 generates vertical drive timing signals 760a to 760d according to the supplied drive control signal 78, and supplies the signals to the vertical drive signal generator 762. Vertical drive timing signal 76
0a to 760d also include a timing signal for generating a field shift gate pulse, which is a signal charge readout pulse. The drive pulse generation circuit 7620 generates and outputs drive pulses 24 to 30 according to the supplied vertical drive timing signals 760a to 760d. As described above, the vertical drive generation unit 76 in FIG. 9 shows a case where a plurality of drive pulse generation circuits 7620 are provided in the vertical drive signal generation unit 762 and distributed.

【0069】また、垂直駆動生成部76は、4相駆動パル
ス24〜30を生成する場合に限定されるものでなく、8相
駆動パルス92〜106 を生成するようにしてもよい(図10
を参照)。このように4相駆動に比べてさらに多相駆動
にすることにより、駆動パルスを低電圧化することがで
きる。ただし、この場合、読出しフィールド数が多くな
る。
The vertical drive generator 76 is not limited to the case where the four-phase drive pulses 24 to 30 are generated, but may generate eight-phase drive pulses 92 to 106 (FIG. 10).
See). As described above, by using a multi-phase drive as compared with the four-phase drive, it is possible to lower the drive pulse voltage. However, in this case, the number of read fields increases.

【0070】垂直駆動生成部76は、信号電荷の読出し
(フィールドシフト)を含む転送電極140 の駆動を行う
上で3値(H, M, L )を用いて行っている。この垂直転
送の駆動を2値(H, L)で行い、信号電荷読出し用にゲ
ートのオン/オフを行えるように、読出しゲート146 を
撮像素子12と転送電極140 との間に形成してもよい(図
11を参照)。
The vertical drive generator 76 uses ternary values (H, M, L) to drive the transfer electrode 140 including reading out signal charges (field shift). The readout gate 146 may be formed between the image pickup device 12 and the transfer electrode 140 so that the vertical transfer is driven in binary (H, L) and the gate is turned on / off for reading out signal charges. Good (figure
11).

【0071】次にCCD イメージセンサ10におけるの他の
実施例を説明する(図12を参照)。CCD イメージセンサ
10の基本的な構成は、これまで述べてきたように撮像素
子12で得られた信号電荷を垂直転送部14で転送し、この
信号電荷を列ごとにアナログ処理、ディジタル処理を行
い、水平読出し走査して出力する点は同じである。した
がって、参照符号は同じ番号を付している。ただし、ア
ナログ処理、ディジタル処理の回路構成が異なってい
る。この異なる部分に対して詳細に説明する。
Next, another embodiment of the CCD image sensor 10 will be described (see FIG. 12). CCD image sensor
As described above, the basic configuration of 10 is to transfer the signal charge obtained by the image pickup device 12 by the vertical transfer unit 14, perform analog processing and digital processing of this signal charge for each column, and perform horizontal readout. The point of scanning and outputting is the same. Therefore, the reference numerals are assigned the same numbers. However, the circuit configurations for analog processing and digital processing are different. The different parts will be described in detail.

【0072】アナログ処理部16は、Q/V 変換部(FDA )
16a を前述した構成と同じく構成にし、Q/V 変換部(FD
A )16a の出力端子170 とサンプリング用MOS トランジ
スタ160bのドレインとを接続させている。Q/V 変換部16
a はサンプリング用MOS トランジスタ160bのソースはサ
ンプリング用コンデンサ162bおよびクランプ用コンデン
サ164 の一端側に接続されている。サンプリング用コン
デンサ162bは、コンデンサ162bの他端側とRVスイッチ用
MOS トランジスタ168bのドレインと接続されている。MO
S トランジスタ168bは、RVスイッチとしての機能を有し
ている。この機能を発揮させるためRVスイッチ用MOS ト
ランジスタ168bは、ソースを基準電圧信号RV (38) が供
給される信号線に接続し、MOS トランジスタ168bのゲー
トにはRVスイッチ用制御信号108 が供給されるように接
続されている。
The analog processing section 16 includes a Q / V conversion section (FDA)
16a has the same configuration as that described above, and the Q / V converter (FD
A) The output terminal 170 of 16a is connected to the drain of the sampling MOS transistor 160b. Q / V converter 16
In a, the source of the sampling MOS transistor 160b is connected to one end of a sampling capacitor 162b and a clamp capacitor 164. The sampling capacitor 162b is for the other end of the capacitor 162b and the RV switch.
Connected to the drain of MOS transistor 168b. MO
The S transistor 168b has a function as an RV switch. In order to exhibit this function, the source of the RV switch MOS transistor 168b is connected to the signal line to which the reference voltage signal RV (38) is supplied, and the RV switch control signal 108 is supplied to the gate of the MOS transistor 168b. Connected.

【0073】このように接続することから、リセット後
基準電圧RVが印加されるまでの出力電圧がゼロ信号の基
準レベルになる。そして、端子176 には制御信号108 が
供給されるときの基準電圧RVと、端子170 でのアナログ
出力電圧をサンプリングしたアナログ出力電圧とが重畳
されたアナログ出力電圧信号110 が現れる。このアナロ
グ出力電圧信号がクランプ用コンデンサ164 を介してデ
ィジタル処理部18に供給される。
With such connection, the output voltage after reset and before the reference voltage RV is applied becomes the reference level of the zero signal. Then, at the terminal 176, there appears an analog output voltage signal 110 in which the reference voltage RV when the control signal 108 is supplied and the analog output voltage obtained by sampling the analog output voltage at the terminal 170 are superimposed. This analog output voltage signal is supplied to the digital processing unit 18 via the clamp capacitor 164.

【0074】ディジタル処理部18には、クランプ用MOS
トランジスタ180d、レベル反転検出部182d、およびメモ
リ18b が含まれている。ディジタル処理部18においてア
ナログ出力電圧信号110 がコンデンサ164 を介してクラ
ンプ用MOS トランジスタ180dのドレインとレベル反転検
出部182dの入力端とに供給される。MOS トランジスタ18
0dのソースはレベル反転検出部182dの出力端と接続され
ている。MOS トランジスタ180dのゲートにはクランプ信
号36が供給されている。クランプ信号36が供給された際
に、端子178 の電圧にクランプする。レベル反転検出部
182dは、高利得アンプである。レベル反転検出部182d
は、レベル反転時、またはゼロ基準レベルを交差した際
にラッチ信号112 をメモリ18b の入力端186 に出力す
る。メモリ18b は、ラッチ信号112 が供給された際に、
他端側188 に供給されているカウント値40を記憶する。
このカウント値40が撮像素子12から得られるディジタル
信号である。カウント値40は、前述した場合と同様に制
御部22が基準電圧信号RVの印加と同時にカウントを開始
して、供給している。
The digital processing section 18 includes a clamping MOS
It includes a transistor 180d, a level inversion detecting section 182d, and a memory 18b. In the digital processing unit 18, the analog output voltage signal 110 is supplied to the drain of the clamping MOS transistor 180d and the input terminal of the level inversion detecting unit 182d via the capacitor 164. MOS transistor 18
The source of 0d is connected to the output terminal of the level inversion detection unit 182d. The clamp signal 36 is supplied to the gate of the MOS transistor 180d. When the clamp signal 36 is supplied, the voltage of the terminal 178 is clamped. Level inversion detector
182d is a high gain amplifier. Level inversion detector 182d
Outputs the latch signal 112 to the input 186 of the memory 18b at the time of level inversion or crossing the zero reference level. When the latch signal 112 is supplied, the memory 18b
The count value 40 supplied to the other end 188 is stored.
The count value 40 is a digital signal obtained from the image sensor 12. The count value 40 is supplied by the control unit 22 starting counting simultaneously with the application of the reference voltage signal RV, as in the case described above.

【0075】水平読出し走査部20は、制御部22から供給
される水平読出し制御信号42を基にアドレス信号生成回
路20a でアドレス信号を生成する。生成したアドレス信
号190 はメモリ18b に供給される。メモリ18b は、供給
されるアドレス信号190 に対応するディジタル信号192
を読み出して出力回路44に出力する。出力回路44は、デ
ィジタル撮像信号46として増幅した信号を出力する。
The horizontal read scanning unit 20 generates an address signal in an address signal generation circuit 20a based on a horizontal read control signal 42 supplied from the control unit 22. The generated address signal 190 is supplied to the memory 18b. The memory 18b stores a digital signal 192 corresponding to the supplied address signal 190.
And outputs it to the output circuit 44. The output circuit 44 outputs the amplified signal as the digital imaging signal 46.

【0076】本実施例のCCD イメージセンサ10における
動作タイミングを説明する(図13を参照)。図13(a) 〜
(h) までの各信号は図3のそれぞれ対応する信号と同じ
である。撮像素子12からの信号電荷の読出しおよび垂直
転送部14の動作は前述した際の動作と同じである。信号
電荷がアナログ処理部16にてアナログ電圧信号になった
後の動作について各種信号とアナログ出力電圧(図13
(k) )との関係に着目しながら簡単に説明する。タイミ
ングT1でリセット信号RSを印加する。リセット終了後か
ら駆動パルス28(φV3 )の立上り(タイミングT2)まで
の期間194 がアナログ出力電圧がゼロ信号の基準レベル
である。サンプルホールドSH(34)の立下り以降から基準
電圧信号RVが、たとえば飽和するレベルまでが実際のA/
D 変換期間196 である。
The operation timing of the CCD image sensor 10 of this embodiment will be described (see FIG. 13). Fig. 13 (a) ~
Each signal up to (h) is the same as the corresponding signal in FIG. The operation of reading the signal charge from the image sensor 12 and the operation of the vertical transfer unit 14 are the same as those described above. Regarding the operation after the signal charge is converted to an analog voltage signal in the analog processing unit 16, various signals and an analog output voltage (FIG. 13)
(k)) will be briefly described while focusing on the relationship. Applying the reset signal RS at the timing T 1. A period 194 from the end of the reset to the rise (timing T 2 ) of the drive pulse 28 (φ V3 ) is the reference level of the zero signal of the analog output voltage. From the fall of the sample hold SH (34) to the point at which the reference voltage signal RV reaches, for example, the saturation level, the actual A / A
The D conversion period is 196.

【0077】クランプ信号CL(36)の立上りに同期してサ
ンプリング信号34(SH)および基準電圧信号RVスイッチ用
の制御信号108 を立ち上げて、レベルH にする(タイミ
ングT3)。クランプ信号CLにより端子170 には期間194
のゼロ信号の電圧になっている。したがって、この段階
でレベル反転検出部182dの入力端子178 では初期基準レ
ベルとなる。図13(h) に示すサンプリング信号34(SH)の
立下りに同期して端子176 でのアナログ出力電圧信号11
0 がホールドされる。これにともなって、端子178 では
電圧198 が現れる。電圧198 はアナログ信号と初期基準
レベルとの電圧差である。
The sampling signal 34 (SH) and the control signal 108 for the reference voltage signal RV switch rise in synchronization with the rising of the clamp signal CL (36), and are brought to the level H (timing T 3 ). The period 194 is applied to the terminal 170 by the clamp signal CL.
Of zero signal voltage. Therefore, at this stage, the input terminal 178 of the level inversion detecting unit 182d becomes the initial reference level. The analog output voltage signal 11 at the terminal 176 is synchronized with the falling edge of the sampling signal 34 (SH) shown in FIG.
0 is held. Accordingly, a voltage 198 appears at the terminal 178. Voltage 198 is the voltage difference between the analog signal and the initial reference level.

【0078】タイミングT5で鋸歯状波形の基準電圧信号
RVが印加されるとともに、制御部22のカウンタ(図示せ
ず)がクロックによりカウントを開始する。このカウン
ト値40はメモリ18b の他端側188 に供給されている。基
準電圧信号RVは、時間経過にともなって鋸歯状波のレベ
ルが高くなる。これにともないアナログ信号に基準電圧
信号RVが重畳される。端子178 での電圧は時間の経過と
ともに徐々に上昇する。レベル反転検出部182dは、この
重畳信号が初期基準レベル(ゼロレベル)に戻った際の
タイミングを検出している。このタイミングはレベル反
転で検出している。ゼロレベル検出時、たとえば、タイ
ミングT6においてレベル反転検出部182dはラッチ信号11
2 をメモリ18b に出力する。
[0078] The reference voltage signal of the sawtooth waveform at the timing T 5
While RV is applied, a counter (not shown) of the control unit 22 starts counting by a clock. This count value 40 is supplied to the other end 188 of the memory 18b. The level of the sawtooth wave of the reference voltage signal RV increases with time. Accordingly, the reference voltage signal RV is superimposed on the analog signal. The voltage at terminal 178 gradually increases over time. The level inversion detection unit 182d detects the timing when the superimposed signal returns to the initial reference level (zero level). This timing is detected by level inversion. At zero level detection, for example, the level inversion detection unit 182d at the timing T 6 is a latch signal 11
2 is output to the memory 18b.

【0079】メモリ18b は、タイミングT6に供給されて
いたカウント値40を記憶する。前述したようにカウント
はA/D 変換と同時に並列的に行われている。メモリ18b
は記憶したカウント値を撮像素子12のディジタル信号と
して読み出す。メモリ18b からの読出しにはアドレス信
号生成回路20a から供給されるアドレス信号190 に応じ
て行われる。図13(l) のディジタル信号は1H前に格納し
たデータをタイミングT5)以降で読み出している。
[0079] Memory 18b stores the count value 40 which has been supplied to the timing T 6. As described above, the counting is performed in parallel with the A / D conversion. Memory 18b
Reads out the stored count value as a digital signal of the image sensor 12. Reading from the memory 18b is performed according to the address signal 190 supplied from the address signal generating circuit 20a. Digital signal in FIG. 13 (l) are read out at the timing T 5) after the data stored in the previous 1H.

【0080】このように構成すると、先の実施例に比べ
て検出感度が高く、高精度なA/D 変換処理を行うことが
できる。
With this configuration, the detection sensitivity is higher than that of the previous embodiment, and a highly accurate A / D conversion process can be performed.

【0081】ところで、図3および図13に示したように
CCD イメージセンサ10は、A/D 変換期間とディジタル出
力期間がオーバーラップしている。出力期間のオーバー
ラップは、特にディジタル出力がノイズとしてA/D 変換
したデータに影響を及ぼすことが懸念される。そこで、
図3のCCD イメージセンサ10を用いる場合、図14(a)〜
(h) に示すようにA/D 変換前までの動作手順はそのまま
行い、タイミングT5以降のA/D 変換期間を短縮させて、
たとえばこれまでの半分の期間で行うようにしている。
A/D 変換期間を短縮には、基準電圧信号RVの鋸歯状波の
傾きを倍にすることで対応している。そして、ディジタ
ル出力は、タイミングT8以降で行うようにしている。
By the way, as shown in FIG. 3 and FIG.
In the CCD image sensor 10, the A / D conversion period and the digital output period overlap. There is a concern that the overlap of the output periods may affect the A / D-converted data as noise particularly in the digital output. Therefore,
When the CCD image sensor 10 of FIG. 3 is used, FIG.
operation procedure before A / D conversion as shown in (h) is carried out as it is, by shortening the A / D conversion period of the timing T 5 and later,
For example, it is done in half the period of the past.
The A / D conversion period is shortened by doubling the slope of the sawtooth wave of the reference voltage signal RV. The digital output is to perform at the timing T 8 or later.

【0082】このように動作させることにより、A/D 変
換したディジタル撮像信号46を高いS/N 比にすることが
できる。時間短縮により変換後、直ちに出力させること
からメモリ18b は1H分データを保持するためメモリが不
要になる。この分の削減により低コスト化を図ることが
できる。
By operating as described above, the A / D converted digital imaging signal 46 can have a high S / N ratio. Since the data is output immediately after the conversion by shortening the time, the memory 18b holds data for 1H, so that no memory is required. With this reduction, the cost can be reduced.

【0083】また、CCD イメージセンサ10は、基準電圧
信号RVを示す鋸歯状波の変化速度を半分にする。図3
(i) と同じ基準電圧信号RVの傾きを破線114 で示す(図
15(i)を参照)。これに対してたとえば、破線114 の基
準電圧信号RVに比べて半分の傾きにする(実線116 を参
照)。基準電圧信号RVの傾きを半分に抑えることによ
り、アナログ出力信号の飽和出力電圧が半分にしてい
る。これにより、飽和出力電圧まで有効に使うと、ディ
ジタル信号は2倍まで増幅できる。すなわち、感度を2
倍にできる。
Further, the CCD image sensor 10 halves the changing speed of the sawtooth wave indicating the reference voltage signal RV. FIG.
The slope of the reference voltage signal RV is the same as that shown in FIG.
15 (i)). On the other hand, for example, the slope is set to a half of that of the reference voltage signal RV indicated by the broken line 114 (see the solid line 116). By suppressing the slope of the reference voltage signal RV by half, the saturation output voltage of the analog output signal is halved. As a result, the digital signal can be amplified up to two times when it is used effectively up to the saturation output voltage. That is, the sensitivity is 2
Can be doubled.

【0084】このように基準電圧信号RVの振幅を小さく
すると、高感度な出力を得ることができ、撮影シーンに
応じた感度設定も自由にできる。特に、暗いシーンで効
果を発揮する。
As described above, when the amplitude of the reference voltage signal RV is reduced, a high-sensitivity output can be obtained, and the sensitivity can be set freely according to the shooting scene. It is particularly effective in dark scenes.

【0085】さらに、基準電圧信号RVは、鋸歯状波のよ
うに信号レベルが単調増加または単調減少する波形(破
線114 )に限定されない。すなわち曲線118 で基準電圧
信号RVを変化させるようにしてもよい(図16を参照)。
基準電圧信号RVは、タイミングT5近傍で電圧勾配が非常
に小さくしているが、タイミングT6付近から電圧勾配が
急激に大きくなるように変化している。このように電圧
勾配が一定でない電圧変化を実現させるには、制御部22
に不揮発性メモリおよびD/A 変換器(図示せず)を有し
ているとよい。制御部22は、各ステップに対応したデー
タをテーブルとしてあらかじめ不揮発性メモリに書き込
んで格納し、所定のタイミングでデータを読み出してD/
A 変換器で基準電圧に相当するアナログ電圧を生成し、
供給する。
Further, the reference voltage signal RV is not limited to a waveform (dashed line 114) in which the signal level monotonically increases or monotonously decreases like a sawtooth wave. That is, the reference voltage signal RV may be changed by the curve 118 (see FIG. 16).
Reference voltage signal RV is the voltage gradient at the timing T 5 vicinity are very small, the voltage gradient is changing so rapidly increases from the vicinity of the timing T 6. To realize such a voltage change in which the voltage gradient is not constant, the control unit 22
Preferably have a non-volatile memory and a D / A converter (not shown). The control unit 22 writes and stores the data corresponding to each step as a table in the nonvolatile memory in advance, reads the data at a predetermined timing, and
A converter generates an analog voltage equivalent to the reference voltage,
Supply.

【0086】このように基準電圧を一定に変化させない
ことにより、たとえば、暗い部分を高精度にA/D 変換さ
せ、明るい部分を粗い精度で済ませる変換が行える。す
なわち、入力光量に対するニー特性を容易に得ることが
できる。この特性は、テーブルの値を変えることで自由
に特性を設定することができる。これにより、シーンに
応じた特性を選択、設定して広い明るさの範囲の画像で
も高画質な画像を得ることができる。
By not changing the reference voltage to a constant value, for example, A / D conversion can be performed on a dark portion with high accuracy, and conversion can be performed on a bright portion with coarse accuracy. That is, the knee characteristic with respect to the input light amount can be easily obtained. This characteristic can be freely set by changing the value of the table. As a result, it is possible to select and set characteristics according to the scene and obtain a high-quality image even in an image in a wide brightness range.

【0087】本発明を適用したCCD イメージセンサ10,
90は、消費電力の低下および位相調整に対する処理の容
易化等を行うことができる。また、イメージセンサ10,
90は列ごとに1/f ノイズおよびリセット雑音等のノイズ
をノイズ除去部16b で取り除いていることから、列ごと
に出力される個々のディジタル撮像信号46の信号品質が
優れている。しかしながら、このディジタル撮像信号46
を用いて画像を作成した場合、固定パターンが画像に現
れるおそれがある。この固定パターンは、MOS型イメー
ジセンサの場合、各撮像素子に隣接して配設されている
出力アンプの出力ゲインのばらつきが問題になってい
た。CCD イメージセンサ10, 90の場合にも類似したばら
つきが画像のノイズの原因になる可能性がある。
The CCD image sensor 10, to which the present invention is applied,
Numeral 90 can reduce power consumption and facilitate processing for phase adjustment. In addition, the image sensor 10,
Since the noise removal unit 16b removes noise such as 1 / f noise and reset noise for each column by 90, the signal quality of each digital imaging signal 46 output for each column is excellent. However, this digital imaging signal 46
When an image is created by using, there is a possibility that a fixed pattern appears in the image. In the case of the MOS type image sensor, the fixed pattern has a problem in the variation of the output gain of the output amplifier disposed adjacent to each image sensor. In the case of the CCD image sensors 10 and 90, similar variations may cause image noise.

【0088】この原因には2つの雑音が考えられる。第
1の原因は、A/D 変換時にゼロレベルが各列ごとに変動
することに起因した雑音である。A/D 変換時にアナログ
出力電圧信号をクランプすることによって著しい低減が
図られているが、各列のわずかな変動が残ってしまう
(オフセットレベル変動)。この変動は、低照度レベル
の状況において撮像した際に縦方向の線キズとして画像
に現れる。第2の原因は、各列におけるQ/V 変換の利得
変動によるものである(感度変動)。この変動は、比較
的に明るい照度レベルで画面に縦方向の線キズとして現
れる。
The cause is considered to be two noises. The first cause is noise caused by the zero level fluctuating for each column during A / D conversion. Although significant reduction has been achieved by clamping the analog output voltage signal during A / D conversion, slight fluctuations in each column remain (offset level fluctuations). This fluctuation appears in the image as a vertical line flaw when the image is taken in a low illuminance level situation. The second cause is due to gain variation of Q / V conversion in each column (sensitivity variation). This variation appears as vertical line flaws on the screen at relatively bright illumination levels.

【0089】CCD イメージセンサ10を適用した固体撮像
装置120 には、この対策として雑音低減部122 が備えら
れている(図17を参照)。雑音低減部122 以外の固体撮
像装置120 は図4の固体撮像装置60と同じ構成要素を含
んでいる。各要素は固体撮像装置60と同じ参照符号を用
いて表している。
The solid-state imaging device 120 to which the CCD image sensor 10 is applied is provided with a noise reduction unit 122 as a countermeasure against this (see FIG. 17). The solid-state imaging device 120 other than the noise reduction unit 122 includes the same components as the solid-state imaging device 60 in FIG. Each element is represented using the same reference numeral as the solid-state imaging device 60.

【0090】雑音低減部122 は、あらわに図示していな
いが、あらかじめ設定された基準(ゼロレベル・正常な
利得値)に対する各列の変動分および利得調整分のデー
タを記憶するメモリと、メモリから読み出した変動分
(オフセット)を各列で減算する減算器と、減算器から
の出力に利得調整分の変換利得を乗算する乗算器とを有
している。雑音低減部122 には、タイミング信号発生部
66から各部の動作タイミングを調整するようにタイミン
グ信号66d が供給されている。雑音低減部122 は2つの
原因に基づく固定パターンの雑音を取り除いたディジタ
ル撮像信号124 を信号処理部70に供給している。
The noise reduction unit 122 includes a memory (not shown) for storing data of a variation and a gain adjustment of each column with respect to a preset reference (zero level / normal gain value), and a memory. And a multiplier for multiplying the output from the subtractor by a conversion gain for the gain adjustment to the output from the subtractor for each column. The noise reduction unit 122 includes a timing signal generation unit.
A timing signal 66d is supplied from 66 so as to adjust the operation timing of each section. The noise reduction unit 122 supplies the digital image pickup signal 124 from which the fixed pattern noise based on two causes has been removed to the signal processing unit 70.

【0091】この信号124 を用いて信号処理を行うこと
により、固定パターンの雑音が極めて少ない高画質な画
像を得ることができる。
By performing signal processing using this signal 124, it is possible to obtain a high quality image with extremely little fixed pattern noise.

【0092】なお、雑音低減部122 は、図18に示すよう
に、CCD イメージセンサ10にオンチップ化させるように
してもよい。CCD イメージセンサ10には、新たに補正メ
モリ126 および雑音補正部128 が追加されている。補正
メモリ126 および雑音補正部128 が雑音低減部122 に相
当する構成要素である。
The noise reduction section 122 may be configured to make the CCD image sensor 10 on-chip as shown in FIG. In the CCD image sensor 10, a correction memory 126 and a noise correction unit 128 are newly added. The correction memory 126 and the noise correction unit 128 are components corresponding to the noise reduction unit 122.

【0093】補正メモリ126 は、あらかじめ測定したゼ
ロレベルに対するレベル変動分(オフセット変動分)と
変換利得の補正係数が各列に一組ずつ記憶されている。
補正メモリ126 は制御部22からの制御信号130 により制
御される。制御に応じて補正メモリ126 は各列ごとの補
正データ132 を雑音補正部128 の一端側に供給してい
る。
The correction memory 126 stores a level variation (offset variation) with respect to a previously measured zero level and a correction coefficient of conversion gain, one set for each column.
The correction memory 126 is controlled by a control signal 130 from the control unit 22. Under the control, the correction memory 126 supplies the correction data 132 for each column to one end of the noise correction unit 128.

【0094】雑音補正部128 には、図示しないが、各列
ごとに減算器および乗算器が配されている。雑音補正部
128 には、水平読出し走査部20の走査によりメモリ18b
から読み出されたディジタル撮像信号46が他端側に供給
される。雑音補正部128 は、前述したように各列ごとに
ディジタル撮像信号46に対してレベル変動分を減算器に
供給し、減算器でディジタル撮像信号46からレベル変動
分を減算処理する。この減算処理したディジタル撮像信
号が乗算器に供給される。乗算器は供給された撮像信号
に同じ列に対する変換利得値を乗算して電荷/電圧変換
における感度補正を施す。このように補正を施すことに
より、固定パターンの除去されたディジタル撮像信号12
4 が信号処理部70(図示せず)に供給される。オンチッ
プ化は、スペースに余裕があれば、垂直駆動生成部76も
配設することは言うまでもない。
Although not shown, the noise correction unit 128 is provided with a subtractor and a multiplier for each column. Noise correction unit
128, the memory 18b is scanned by the horizontal readout scanning unit 20.
Is supplied to the other end side. As described above, the noise correction unit 128 supplies the level change amount to the digital image pickup signal 46 for each column to the subtractor, and the subtractor subtracts the level change amount from the digital image pickup signal 46. This subtracted digital image signal is supplied to the multiplier. The multiplier multiplies the supplied imaging signal by a conversion gain value for the same column to perform sensitivity correction in charge / voltage conversion. By performing the correction in this manner, the digital imaging signal 12 from which the fixed pattern has been removed is provided.
4 is supplied to a signal processing unit 70 (not shown). Needless to say, the vertical drive generation unit 76 is also provided for the on-chip implementation if there is enough space.

【0095】また、CCD イメージセンサ10を適用した撮
像部62(図4を参照)には色フィルタ62b が撮像素子12
にそれぞれ対応して配設形成されている。前述したよう
にアナログ処理部16の各列ごとのQ/V 変換部16a におけ
る電荷/電圧変換利得の変動を評価する場合、色フィル
タ62b が配設形成されていると、たとえば、三原色RGB
の色フィルタセグメントの分光特性による影響を受ける
ことになるので、正確な評価が難しくなってしまう。こ
のような場合に正確な評価を与えるため、図19に示すよ
うに、CCD イメージセンサ10の入射光側に配した色フィ
ルタ62b の色フィルタセグメントを配置する。
A color filter 62b is provided in the image pickup section 62 (see FIG. 4) to which the CCD image sensor 10 is applied.
And are formed correspondingly to each. As described above, when evaluating the variation of the charge / voltage conversion gain in the Q / V conversion unit 16a for each column of the analog processing unit 16, if the color filter 62b is provided and formed, for example, the three primary colors RGB
Since it is affected by the spectral characteristics of the color filter segments, accurate evaluation becomes difficult. In order to give an accurate evaluation in such a case, as shown in FIG. 19, a color filter segment of the color filter 62b arranged on the incident light side of the CCD image sensor 10 is arranged.

【0096】色フィルタ62b は三原色RGB の色フィルタ
セグメントを用いている。ここで、色フィルタセグメン
トは、それぞれ、G フィルタセグメント134 、R フィル
タセグメント136 、およびB フィルタセグメント138 で
表している。また、無色透明フィルタセグメント150 も
配設形成されている。図19から明らかなように、CCDイ
メージセンサ10は、撮像素子12のアレイ配列に対応して
色フィルタセグメント配置領域152 と、透明フィルタ配
置領域154 とに分けてフィルタセグメントを配置してい
る。色フィルタセグメント配置領域152 は、色フィルタ
セグメントをベイヤパターンに配している。この領域15
2 から得られる信号電荷によるディジタル撮像信号を用
いて信号処理を行うことからディジタルのカラー画像信
号が得られる。透明フィルタ配置領域154 は複数の画素
行、たとえば2行程度を無色透明フィルタセグメント15
0 にする。この領域154 から得られる信号は、色のな
い、白画素の信号である。この信号が基準白信号であ
る。基準白信号は色の影響を受けない信号であるから、
この信号を用いてアナログ処理部16のQ/V 変換部16a に
おける変換利得が容易に得られる。CCD イメージセンサ
10は、領域152 からのディジタル撮像信号からカラー画
像を得るとともに、領域154 の画素行からの出力データ
を基に補正する係数を各列ごとに求めることもでき、搭
載後でも感度評価を行って経年変化に対応することもで
きる。
The color filter 62b uses a color filter segment of three primary colors RGB. Here, the color filter segments are represented by a G filter segment 134, an R filter segment 136, and a B filter segment 138, respectively. A colorless and transparent filter segment 150 is also provided. As is clear from FIG. 19, the CCD image sensor 10 arranges the filter segments in a color filter segment arrangement region 152 and a transparent filter arrangement region 154 in accordance with the array arrangement of the image sensor 12. The color filter segment arrangement area 152 arranges the color filter segments in a Bayer pattern. This area 15
The digital color image signal can be obtained by performing the signal processing using the digital imaging signal based on the signal charge obtained from Step 2. The transparent filter placement area 154 includes a plurality of pixel rows, for example, about two
Set to 0. The signal obtained from this area 154 is a signal of a white pixel without color. This signal is a reference white signal. Since the reference white signal is a signal that is not affected by color,
Using this signal, the conversion gain in the Q / V converter 16a of the analog processor 16 can be easily obtained. CCD image sensor
10 can obtain a color image from the digital image pickup signal from the region 152, and also obtain a coefficient to be corrected for each column based on the output data from the pixel rows in the region 154. It can also respond to aging.

【0097】さらに、本発明を適用したCCD イメージセ
ンサ10の他の実施例を説明する(図20を参照)。本実施
例は、アナログ処理部16、ディジタル処理部18、および
水平読出し走査部20を一組とするユニットが垂直転送部
14の数に対して半分になっているCCD イメージセンサ10
A について説明する。垂直転送部14はそのままの数にも
かかわらず、上述したユニットの数が半分しかないの
で、読み出した信号電荷を有効に読み出すため信号読出
しの選択を行う。この選択を行うため、転送電極140 と
アナログ処理部16との間に選択CCD レジスタ部200 を配
設形成する。
Next, another embodiment of the CCD image sensor 10 to which the present invention is applied will be described (see FIG. 20). In the present embodiment, a unit having a set of an analog processing unit 16, a digital processing unit 18, and a horizontal readout scanning unit 20 is a vertical transfer unit.
CCD image sensor 10 halved from 14
A will be described. Although the number of the above-described units is only half of the vertical transfer unit 14 in spite of the same number, the signal read is selected to effectively read the read signal charges. In order to make this selection, a selection CCD register unit 200 is provided between the transfer electrode 140 and the analog processing unit 16.

【0098】選択CCD レジスタ部200 は、メモリゲート
部202 および 合流ゲート部204 を含んでいる。メモリ
ゲート部202 は、隣接する2つの垂直転送部14を一組に
対して、それぞれメモリゲート202a、202bを配設形成す
る。図21のCCD イメージセンサ10A の場合、メモリゲー
ト202aには駆動パルス30が供給されている。また、メモ
リゲート202bには、後述するように駆動パルス30が供給
されていないタイミングで駆動パルス206(φMB )が供給
されている。
The selected CCD register section 200 includes a memory gate section 202 and a junction gate section 204. In the memory gate unit 202, memory gates 202a and 202b are provided and formed for a pair of two adjacent vertical transfer units 14, respectively. In the case of the CCD image sensor 10A of FIG. 21, the drive pulse 30 is supplied to the memory gate 202a. The drive pulse 206 (φ MB ) is supplied to the memory gate 202b at a timing when the drive pulse 30 is not supplied, as described later.

【0099】合流ゲート204 は、メモリゲート202a、20
2bからそれぞれ供給される信号電荷を受ける分岐ゲート
204a、204bと、分岐ゲート204a, 204bのいずれか一方の
信号電荷を受ける合流ゲート204cを含んでいる。分岐ゲ
ート204a, 204bは、合流ゲート204cに対して電位障壁を
形成できるようにしている。これは、たとえば合流ゲー
ト204c直下の埋込みチャネルの不純物濃度を分岐ゲート
直下よりも高くすることで実現させている。電位障壁の
形成と除去は、駆動パルス208(φT )が供給されるタイ
ミングによって決まる。これにより、信号電荷の流れ込
む方向の選択が行われるようにしている。この結果、1
つの画素行は2回の読出し手順を経てディジタル撮像信
号46として読み出される。
The junction gate 204 is connected to the memory gates 202a, 20
Branch gates receiving signal charges supplied from 2b respectively
It includes a merging gate 204c that receives the signal charge of one of the branch gates 204a and 204b and one of the branch gates 204a and 204b. The branch gates 204a and 204b can form a potential barrier with respect to the junction gate 204c. This is realized, for example, by making the impurity concentration of the buried channel immediately below the junction gate 204c higher than that immediately below the branch gate. The formation and removal of the potential barrier is determined by the timing at which the drive pulse 208 (φ T ) is supplied. As a result, the direction in which the signal charge flows is selected. As a result, 1
One pixel row is read out as a digital imaging signal 46 through two readout procedures.

【0100】次にCCD イメージセンサ10A の動作につい
て簡単に説明する(図21を参照)。図21(a) の水平同期
信号HDのうち、奇数の水平ブランキング(HBLK)におい
てタイミングT1でのリセット信号RSの入力後、図21(b)
〜(e) に示す駆動パルス24(φV1 )〜30(φV4 )を供
給して、垂直転送部14内を信号電荷が360 °の位相分だ
け転送させる。さらに、駆動パルス208 (φT )が合流
ゲート204cに供給されている。この転送によりアナログ
処理部16に最も近い第1の画素行の信号電荷のうち、左
端から数えて偶数列の信号電荷だけがメモリゲート202a
を経てアナログ処理部18に供給される。このとき供給さ
れる駆動パルス206(φMB )がレベルHのため奇数列の信
号電荷はメモリゲート202bに蓄積されたままになる。
Next, the operation of the CCD image sensor 10A will be briefly described (see FIG. 21). Among the horizontal synchronizing signal HD in FIG. 21 (a), the following input of the reset signal RS at the timing T 1 in odd horizontal blanking (HBLK), FIG. 21 (b)
The drive pulses 24 (φ V1 ) to 30 (φ V4 ) shown in (e) to (e) are supplied to transfer the signal charges in the vertical transfer unit 14 by a phase of 360 °. Further, a drive pulse 208 (φ T ) is supplied to the junction gate 204c. Due to this transfer, of the signal charges in the first pixel row closest to the analog processing unit 16, only the signal charges in the even-numbered columns counted from the left end are stored in the memory gate 202a.
Is supplied to the analog processing unit 18 via Since the driving pulse 206 (φ MB ) supplied at this time is at the level H, the signal charges in the odd columns remain stored in the memory gate 202b.

【0101】以後、アナログ処理部16では偶数列の信号
電荷をアナログ出力電圧信号に変換され、この信号をク
ランプし、サンプリング信号SHでホールドしている。デ
ィジタル処理部16ではサンプリングした信号と基準電圧
信号RVとの一致するカウント値の検出処理を行って、メ
モリ18b に格納する。このディジタル変換中(タイミン
グT5〜T8の間)にはこの前に変換して記憶されていた奇
数列のデータが読み出される(図21(l) を参照)。
Thereafter, the analog processing section 16 converts the even-numbered signal charges into an analog output voltage signal, clamps this signal, and holds it with the sampling signal SH. The digital processing unit 16 performs detection processing of a count value at which the sampled signal matches the reference voltage signal RV, and stores the count value in the memory 18b. During this digital conversion (between the timing T 5 through T 8) odd column of data stored by converting this before is read (see FIG. 21 (l)).

【0102】次の偶数の水平ブランキング期間では、駆
動パルス206(φMB )レベルL になることにより、メモ
リゲート202bが奇数列の信号電荷を転送させ、かつこの
とき合流ゲート204 に駆動パルス208(φT )がレベルH
にあるので、偶数列および奇数列の信号電荷がアナログ
処理部16に転送される。しかしながら、偶数列の信号電
荷は一つ前のフィールドで転送しているから、実際に奇
数列の信号電荷だけが転送される。転送された信号電荷
はアナログ処理によりアナログ電圧にされ、この後にこ
のアナログ電圧がタイミングT9〜T10 の間でディジタル
変換される。この期間中(タイミングT9〜T10 )にメモ
リ18b に格納していた偶数列のデータが読み出される
(図21(l) を参照)。
In the next even-numbered horizontal blanking period, the drive pulse 206 (φ MB ) goes to level L, causing the memory gate 202b to transfer the signal charges in the odd-numbered columns. (φ T ) is level H
, The signal charges in the even and odd columns are transferred to the analog processing unit 16. However, since the signal charges in the even columns are transferred in the immediately preceding field, only the signal charges in the odd columns are actually transferred. Transferred signal charges are to an analog voltage by an analog processing, the analog voltage after this is digital conversion between the timing T 9 through T 10. Data of the even-numbered columns are stored in the memory 18b during the period (timing T 9 through T 10) is read out (see Figure 21 (l)).

【0103】このように2回に振り分けて1画素行のA/
D 変換と変換結果のデータ出力が行われる。この一連の
操作を繰り返して1フィールドの読出しが行われる。こ
れにより、信号読出しに倍の時間を要することになる。
しかしながら、アナログ処理部16、ディジタル処理部1
8、および水平読出し走査部20を一組とするユニットが
半分で済むことから、水平方向に対する微細加工を不要
にすることができる。したがって、CCD イメージセンサ
10A は低コストで製造できる利点がある。
In this manner, A /
D conversion and data output of the conversion result are performed. This series of operations is repeated to read one field. As a result, it takes twice as long to read the signal.
However, the analog processing unit 16 and the digital processing unit 1
Since the number of units that make up the set 8 and the horizontal readout scanning unit 20 is half, fine processing in the horizontal direction can be omitted. Therefore, the CCD image sensor
10A has the advantage that it can be manufactured at low cost.

【0104】このことを考慮すると、稠密に撮像素子12
が配列される、いわゆるハニカム配置のCCD イメージセ
ンサ10B においても類似した構成を検討することができ
る(図22を参照)。図22から明らかなように垂直転送部
14は、図20の配列に比べて偶数列または奇数列の一方だ
けを配している。このように配することにより、偶数列
および奇数列のいずれか一方を選択する選択CCD レジス
タ部200 を不要にしている。垂直転送部14の数が半分に
していることから、図6のCCD イメージセンサ90の1回
の読出しにて2画素行読み出す能力に比べて半分の1画
素行しか読み出すことができない。
In consideration of this, the image pickup device 12
A similar configuration can be considered in a so-called honeycomb-arranged CCD image sensor 10B in which are arranged (see FIG. 22). As is clear from FIG. 22, the vertical transfer unit
14 has only one of the even-numbered rows and the odd-numbered rows as compared with the arrangement of FIG. This arrangement eliminates the need for the selection CCD register section 200 for selecting either the even-numbered column or the odd-numbered column. Since the number of the vertical transfer units 14 is halved, only one half of the pixel row can be read out by the CCD image sensor 90 of FIG.

【0105】CCD イメージセンサ10B は4つの駆動パル
ス210 〜216 で行う。各駆動パルスにはフィールドシフ
トゲートパルスが含まれている。CCD イメージセンサ10
B は4つの垂直ブランキング期間を通じて信号電荷を撮
像素子12から読み出すことになる。この信号読出しを4
フィールドインタレースという。
The CCD image sensor 10B performs four driving pulses 210 to 216. Each drive pulse includes a field shift gate pulse. CCD image sensor 10
B reads out signal charges from the image sensor 12 through four vertical blanking periods. Read this signal
This is called field interlace.

【0106】CCD イメージセンサ10B の動作を説明す
る。ここで、各画素行はアナログ処理部16に近い画素行
から第1、第2、・・・ 第8画素行という。最初に第1の
垂直ブランキングで駆動パルス216 にフィールドシフト
ゲートパルスを含めて印加すると、第1および第5画素
行の撮像素子12から蓄積した信号電荷が垂直転送部14に
読み出される。読み出した信号電荷は垂直転送部14をア
ナログ処理部16に向かって転送される。そして、一連の
A/D 変換処理が行われ、得られたデータが記憶された
後、出力される。
The operation of the CCD image sensor 10B will be described. Here, each pixel row is referred to as a first, second,..., Eighth pixel row from a pixel row close to the analog processing unit 16. First, when the drive pulse 216 including the field shift gate pulse is applied in the first vertical blanking, the signal charges accumulated from the imaging elements 12 in the first and fifth pixel rows are read out to the vertical transfer unit 14. The read signal charges are transferred from the vertical transfer unit 14 to the analog processing unit 16. And a series of
A / D conversion processing is performed, and the obtained data is stored and output.

【0107】次に第2の垂直ブランキングで駆動パルス
214 にフィールドシフトゲートパルスを含めて印加する
と、第2および第6画素行の撮像素子12から蓄積した信
号電荷が垂直転送部14に読み出される。以後の処理は上
述した手順と同じである。第3の垂直ブランキングで駆
動パルス212 にフィールドシフトゲートパルスを含めて
印加すると、第3および第7画素行の撮像素子12から蓄
積した信号電荷が垂直転送部14に読み出される。最後
に、第4の垂直ブランキングで駆動パルス210 にフィー
ルドシフトゲートパルスを含めて印加すると、第4およ
び第8画素行の撮像素子12から蓄積した信号電荷が垂直
転送部14に読み出される。
Next, a driving pulse is generated in the second vertical blanking.
When the signal 214 is applied including the field shift gate pulse, the signal charges accumulated from the imaging elements 12 in the second and sixth pixel rows are read out to the vertical transfer unit 14. Subsequent processing is the same as the procedure described above. When the driving pulse 212 including the field shift gate pulse is applied in the third vertical blanking, the signal charges accumulated from the imaging elements 12 in the third and seventh pixel rows are read out to the vertical transfer unit 14. Finally, when the drive pulse 210 including the field shift gate pulse is applied in the fourth vertical blanking, the signal charges accumulated from the imaging elements 12 in the fourth and eighth pixel rows are read out to the vertical transfer unit 14.

【0108】このように垂直転送部14が1列おきにしか
形成されていないことから、4つの駆動パルス210 〜21
6 の供給される画素行がそれぞれ1画素行分でしかない
が、アナログ処理部16、ディジタル処理部18、および水
平読出し走査部20を一組とするユニットの配設形成を図
6のCCD イメージセンサ90に比べて半分で済むので、こ
のユニットを水平方向に形成するための微細加工を用い
ることなく、低コスト、かつ容易に製造することができ
る。
As described above, since the vertical transfer section 14 is formed only every other column, the four drive pulses 210 to 21 are provided.
6 is provided for only one pixel row, the arrangement of a unit including the analog processing section 16, the digital processing section 18, and the horizontal readout scanning section 20 as a set is shown in FIG. Since only half of the sensor 90 is required, the unit can be manufactured at low cost and easily without using fine processing for forming this unit in the horizontal direction.

【0109】これまで本発明を適用したCCD イメージセ
ンサは、インターレース走査および4フィールドインタ
レース走査による信号読出しを説明してきたが、プログ
レッシブ走査(全画素読出し)も行うことができる(図
23を参照)。図23に示すCCDイメージセンサ10D は、3
相の駆動パルス218, 220, 222 で行う。CCD イメージセ
ンサ10D は通常のプログレッシブ走査インタライン転送
型CCD イメージセンサの信号読出しにまったく同じであ
る。垂直転送部14から供給される信号電荷は、アナログ
処理、およびディジタル処理を経てディジタルデータに
変換される。得られたデータには、一時記憶の後、水平
読出し走査が施されてディジタル撮像信号46として出力
される。
Although the CCD image sensor to which the present invention has been applied has been described for signal reading by interlaced scanning and four-field interlaced scanning, progressive scanning (all-pixel reading) can also be performed (see FIG. 11).
23). The CCD image sensor 10D shown in FIG.
It is performed with the phase drive pulses 218, 220, 222. The CCD image sensor 10D is exactly the same as the signal reading of a normal progressive scan interline transfer type CCD image sensor. The signal charges supplied from the vertical transfer unit 14 are converted into digital data through analog processing and digital processing. The obtained data is temporarily stored, subjected to horizontal readout scanning, and output as a digital image signal 46.

【0110】CCD イメージセンサ10D の垂直転送部14
は、一つの撮像素子12に対して転送電極140 が3つずつ
配設形成されている。この転送電極140 に対応して垂直
転送を行う駆動パルス218, 220, 222 は、これまでの4
相駆動でなく、3相駆動である(図示せず)。CCD イメ
ージセンサ10D は、この駆動パルス218, 220, 222 のパ
ルス波形の他、各部を駆動する制御信号やパルス波形等
は図3に示した動作タイミングで行われる。
The vertical transfer section 14 of the CCD image sensor 10D
In FIG. 3, three transfer electrodes 140 are provided for one image sensor 12. Driving pulses 218, 220, and 222 for performing vertical transfer corresponding to the transfer electrode 140 are the same as those of the previous four.
It is not a phase drive but a three-phase drive (not shown). In the CCD image sensor 10D, in addition to the pulse waveforms of the drive pulses 218, 220, and 222, control signals and pulse waveforms for driving each unit are performed at the operation timing shown in FIG.

【0111】最後に、本発明を適用したインタレース走
査フレームインタライン転送型CCDイメージセンサ10E
を説明する(図24を参照)。CCD イメージセンサ10E
は、撮像素子12が配列された受光部224 と垂直転送部14
を介して供給される信号電荷を格納するメモリ226 、列
ごとに配設されているユニット(16, 18, 20)、および
制御部22を含んでいる。CCD イメージセンサ10E は受光
部224 以外の部分は遮光処理が施されている。撮像素子
12に蓄積された信号電荷は垂直ブランキング期間中に駆
動パルス30, 26を用いて読み出している。読み出した信
号電荷は、それぞれ垂直転送部14を通ってメモリ226 に
転送される。
Finally, an interlaced scanning frame interline transfer type CCD image sensor 10E to which the present invention is applied.
(See FIG. 24). CCD image sensor 10E
Is a light receiving unit 224 in which the imaging elements 12 are arranged and a vertical transfer unit 14
, A unit (16, 18, 20) arranged for each column, and a control unit 22. Portions of the CCD image sensor 10E other than the light receiving unit 224 are subjected to light shielding processing. Image sensor
The signal charges stored in 12 are read out using the drive pulses 30 and 26 during the vertical blanking period. The read signal charges are transferred to the memory 226 through the vertical transfer unit 14, respectively.

【0112】メモリ226 は、水平ブランキング期間にア
ナログ処理部に転送される。この転送は垂直転送時のク
ロックと異なる駆動パルス24A 〜30A で行う。また、図
3のタイミングチャートに示した駆動パルス24〜30が供
給されてもよい。アナログ処理以降は、これまで述べて
きたように各列ごとにA/D 変換し、一時格納したデータ
を水平読出し走査によりディジタル撮像信号46として出
力する。これにより、スミアの影響の少ないディジタル
撮像信号が得られる。
The memory 226 is transferred to the analog processing section during the horizontal blanking period. This transfer is performed with drive pulses 24A to 30A different from the clock at the time of vertical transfer. Further, drive pulses 24 to 30 shown in the timing chart of FIG. 3 may be supplied. After the analog processing, A / D conversion is performed for each column as described above, and the temporarily stored data is output as a digital imaging signal 46 by horizontal read scanning. As a result, a digital image signal having less influence of smear can be obtained.

【0113】以上のように構成することにより、画素数
が増加してもこの増加に対応して動作周波数も増すが列
ごとにA/D 変換処理してディジタル信号にしていること
から、外部のCDS 回路およびこれに関わる位相調整が不
要となる。また、消費電力が大きい広帯域アナログアン
プが不要となることにより低消費電力化が図られる。そ
のため携帯機器に搭載しても動作時間の長期化に貢献さ
せることができる。
With the above configuration, even if the number of pixels increases, the operating frequency increases in response to the increase. However, since the A / D conversion process is performed for each column to generate a digital signal, an external Eliminates the need for CDS circuits and related phase adjustments. In addition, power consumption can be reduced by eliminating the need for a wideband analog amplifier having large power consumption. Therefore, even if it is mounted on a portable device, it can contribute to prolonging the operation time.

【0114】[0114]

【発明の効果】このように本発明の固体撮像デバイスお
よび固体撮像装置によれば、画素数が増加してもこの増
加に対応して動作周波数も増すが列ごとにA/D 変換処理
してディジタル信号にしていることから、外部のCDS 回
路およびこれに関わる位相調整が不要となる。また、消
費電力が大きい広帯域アナログアンプが不要となり、携
帯機器に搭載しても動作時間の長期化に貢献させること
ができる。
As described above, according to the solid-state imaging device and the solid-state imaging device of the present invention, even if the number of pixels increases, the operating frequency increases in accordance with the increase, but the A / D conversion processing is performed for each column. The digital signal eliminates the need for an external CDS circuit and phase adjustment related to it. In addition, a wideband analog amplifier that consumes a large amount of power is not required, and can contribute to prolonged operation time even when mounted on a portable device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の固体撮像デバイスを適用したCCD イメ
ージセンサの概略的な構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a CCD image sensor to which a solid-state imaging device of the present invention is applied.

【図2】図1のCCD イメージセンサにおける各垂直転送
部に対応して一組ずつ配される各部の回路構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of each unit provided in a set corresponding to each vertical transfer unit in the CCD image sensor of FIG. 1;

【図3】図1のCCD イメージセンサの動作を説明するタ
イミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart illustrating the operation of the CCD image sensor of FIG. 1;

【図4】図1のCCD イメージセンサを適用したディジタ
ルカメラの概略的な構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a digital camera to which the CCD image sensor of FIG. 1 is applied.

【図5】図4のディジタルカメラに対する比較例のディ
ジタルカメラの概略的な構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a digital camera of a comparative example with respect to the digital camera of FIG. 4;

【図6】図1の撮像素子を水平および垂直方向にオフセ
ット配置した、いわゆるハニカム状のCCD イメージセン
サの概略的な構成を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a so-called honeycomb CCD image sensor in which the image pickup device of FIG. 1 is arranged offset in the horizontal and vertical directions.

【図7】図1のCCD イメージセンサにおいて間引き駆動
する際の駆動パルスの配線接続関係を示す模式図であ
る。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a wiring connection relationship of a driving pulse when thinning driving is performed in the CCD image sensor of FIG. 1;

【図8】図1のCCD イメージセンサに垂直駆動生成部を
オンチップ化した場合の概略的な構成を示す模式図であ
る。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a schematic configuration in a case where a vertical drive generation unit is provided on-chip in the CCD image sensor of FIG. 1;

【図9】図8の垂直駆動生成部を分散型にした際の構成
の一例を示すブロック図である。
9 is a block diagram illustrating an example of a configuration when the vertical drive generation unit in FIG. 8 is of a distributed type.

【図10】図8のCCD イメージセンサにおいて8相駆動
する場合の配線接続の関係を示す模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a wiring connection relationship in the case of eight-phase driving in the CCD image sensor of FIG. 8;

【図11】図8のCCD イメージセンサにおいて読出しゲ
ートを設ける際の位置関係を示す模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram showing a positional relationship when a read gate is provided in the CCD image sensor of FIG.

【図12】本発明の固体撮像デバイスにおけるA/D 変換
を別な回路で行う他の実施例の概略的な構成を示す機能
回路図である。
FIG. 12 is a functional circuit diagram showing a schematic configuration of another embodiment in which A / D conversion is performed by another circuit in the solid-state imaging device of the present invention.

【図13】図12のCCD イメージセンサの動作を説明する
タイミングチャートである。
FIG. 13 is a timing chart illustrating the operation of the CCD image sensor of FIG.

【図14】図1のCCD イメージセンサにおいてA/D 変換
期間とディジタル出力期間の重複を回避する動作を説明
するタイミングチャートである。
14 is a timing chart illustrating an operation of the CCD image sensor of FIG. 1 for avoiding overlap between an A / D conversion period and a digital output period.

【図15】図1のCCD イメージセンサにおいて感度を倍
にする動作を説明するタイミングチャートである。
FIG. 15 is a timing chart illustrating an operation of doubling the sensitivity in the CCD image sensor of FIG. 1;

【図16】図1のCCD イメージセンサにおいて基準電圧
信号を曲線的に変化させた場合の動作を説明するタイミ
ングチャートである。
FIG. 16 is a timing chart illustrating an operation when the reference voltage signal is changed in a curve in the CCD image sensor of FIG. 1;

【図17】図4のディジタルカメラに雑音低減部を追加
した概略的なブロック図である。
FIG. 17 is a schematic block diagram in which a noise reduction unit is added to the digital camera of FIG. 4;

【図18】図17のCCD イメージセンサにおいて雑音低減
部を含めてオンチップ化する際の概略的な構成を示す模
式図である。
18 is a schematic diagram showing a schematic configuration when the CCD image sensor of FIG. 17 is on-chip including a noise reduction unit.

【図19】図1のCCD イメージセンサに用いる色フィル
タの色フィルタセグメント配置を示す模式図である。
FIG. 19 is a schematic diagram showing a color filter segment arrangement of a color filter used in the CCD image sensor of FIG. 1;

【図20】図1のCCD イメージセンサの垂直転送部のう
ち、2列を一組にして交互に垂直転送部を選択する構成
を含む模式図である。
20 is a schematic diagram including a configuration in which two columns are set as a set and the vertical transfer units are alternately selected among the vertical transfer units of the CCD image sensor of FIG. 1;

【図21】図20のCCD イメージセンサの動作タイミング
の関係を示すタイミングチャートである。
21 is a timing chart showing a relationship between operation timings of the CCD image sensor of FIG.

【図22】ハニカムCCD イメージセンサにおいて垂直転
送部を1列おきに配置し、4フィールドインタレース走
査させる関係を示す模式図である。
FIG. 22 is a schematic diagram showing a relationship in which vertical transfer units are arranged every other row in a honeycomb CCD image sensor and four-field interlaced scanning is performed.

【図23】本発明を適用したCCD イメージセンサのプロ
グレッシブ走査インタライン転送型の構成を示す模式図
である。
FIG. 23 is a schematic diagram showing a configuration of a progressive scan interline transfer type of a CCD image sensor to which the present invention is applied.

【図24】本発明を適用したCCD イメージセンサのイン
タレース走査フレームインタライン転送型の構成を示す
模式図である。
FIG. 24 is a schematic diagram showing a configuration of an interlaced scanning frame interline transfer type of a CCD image sensor to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 CCD イメージセンサ 12 撮像素子 14 垂直転送部 16 アナログ処理部 16a Q/V 変換部 16b ノイズ除去部 18 ディジタル処理部 18a 比較回路 18b メモリ 20 水平読出し走査部 20a アドレス信号生成回路 22 制御部 10 CCD image sensor 12 Image sensor 14 Vertical transfer unit 16 Analog processing unit 16a Q / V conversion unit 16b Noise removal unit 18 Digital processing unit 18a Comparison circuit 18b Memory 20 Horizontal reading scanning unit 20a Address signal generation circuit 22 Control unit

フロントページの続き (72)発明者 益金 和行 宮城県黒川郡大和町松坂平1丁目6番地 富士フイルムマイクロデバイス株式会社内 Fターム(参考) 4M118 AA10 AB01 BA13 CA19 CA20 DB08 DD04 DD07 FA06 GC07 GC08 GC14 5C024 AX01 CX06 CY42 DX07 GY01 GZ01 HX13 HX17 HX23 HX58 JX25 Continuation of the front page (72) Inventor Kazuyuki Masuki 1-6-6 Matsuzakadaira, Yamato-cho, Kurokawa-gun, Miyagi Prefecture F-term in Fujifilm Micro Devices Co., Ltd. 4M118 AA10 AB01 BA13 CA19 CA20 DB08 DD04 DD07 FA06 GC07 GC08 GC14 5C024 AX01 CX06 CY42 DX07 GY01 GZ01 HX13 HX17 HX23 HX58 JX25

Claims (36)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光を該入射光の強さに応じて信号電
荷に変換し、蓄積する2次元に配された複数の撮像素子
と、 該撮像素子のそれぞれに隣接して配されるとともに、該
撮像素子に蓄積された信号電荷を列方向に転送する複数
の転送電極、および前記撮像素子に蓄積した信号電荷を
所定の転送電極に供給する制御を前記撮像素子と前記転
送電極との間で行う複数の読出しゲート手段を含む垂直
転送手段と、 前記転送電極を介して列方向の端部まで転送供給された
信号電荷をアナログ電圧信号に変換し、該アナログ電圧
信号にアナログ信号処理を施す複数のアナログ変換手段
と、 該アナログ変換手段からの出力信号をディジタル信号に
変換して、該ディジタル信号を記憶する複数のディジタ
ル変換手段と、 該ディジタル変換手段に対して前記記憶したディジタル
信号を所望の順序で読み出す制御を行う複数の水平読出
し手段と、 該水平読出しの制御に応じて読み出したディジタル信号
を外部に出力する出力手段と、 前記アナログ変換手段、前記ディジタル変換手段、前記
水平読出し手段、および前記出力手段の動作を制御する
制御手段とを含むことを特徴とする固体撮像デバイス。
1. A plurality of two-dimensionally arranged image sensors for converting incident light into signal charges in accordance with the intensity of the incident light and storing the signal charges, and arranged adjacent to each of the image sensors. A plurality of transfer electrodes for transferring the signal charges accumulated in the image sensor in the column direction, and controlling the signal charges accumulated in the image sensor to a predetermined transfer electrode between the image sensor and the transfer electrode. Vertical transfer means including a plurality of read gate means, and converts the signal charge transferred and supplied to the end in the column direction via the transfer electrode into an analog voltage signal, and performs analog signal processing on the analog voltage signal A plurality of analog conversion means; a plurality of digital conversion means for converting an output signal from the analog conversion means into a digital signal and storing the digital signal; A plurality of horizontal reading means for performing control to read stored digital signals in a desired order; an output means for outputting a digital signal read out according to the control of the horizontal reading to the outside; the analog conversion means; and the digital conversion means A solid-state imaging device, comprising: a horizontal readout unit; and a control unit that controls an operation of the output unit.
【請求項2】 請求項1に記載のデバイスにおいて、前
記撮像素子は、2次元配列における行方向に第1のピッ
チごとに対応した画素行と、 列方向に第2のピッチごとに対応した画素列とが配設さ
れ、 前記垂直転送手段も第1のピッチの間隔ごとに配設され
ることを特徴とする固体撮像デバイス。
2. The device according to claim 1, wherein the image sensor has a pixel row corresponding to a first pitch in a row direction in a two-dimensional array and a pixel corresponding to a second pitch in a column direction. A plurality of columns, and the vertical transfer means are also arranged at intervals of a first pitch.
【請求項3】 請求項1に記載のデバイスにおいて、前
記撮像素子は、2次元配列における行方向には第3のピ
ッチごとに離した第1の画素行と、 第1の画素行の前記撮像素子のそれぞれに対して第3の
ピッチの半分の距離をシフトさせ、かつ第1の画素行の
それぞれに対して列方向に第4のピッチの半分の距離を
シフトさせた第2の画素行とが列方向に交互に隣接して
配設され、第1の画素行同士および第2の画素行同士の
間隔を第4のピッチにして、 前記垂直転送手段は、同一の画素行の前記撮像素子に対
して第3のピッチごとに配設されることを特徴とする固
体撮像デバイス。
3. The device according to claim 1, wherein the image sensor includes a first pixel row separated by a third pitch in a row direction in a two-dimensional array, and the imaging of the first pixel row. A second pixel row shifted half a third pitch apart for each of the elements and a half pitch shifted a fourth pitch apart in the column direction for each of the first pixel rows; Are arranged alternately adjacent to each other in the column direction, and the interval between the first pixel rows and the interval between the second pixel rows are set to a fourth pitch. A solid-state imaging device provided at every third pitch.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか一項に記載
のデバイスにおいて、該デバイスには、前記入射光を色
ごとに分解する複数の色フィルタセグメントを含む色分
解手段と、 前記入射光を集光して前記撮像素子のそれぞれに供給す
るマイクロ集光手段とをともに前記入射光が供給される
側に配設されることを特徴とする固体撮像デバイス。
4. The device according to claim 1, wherein the device includes a color separation unit including a plurality of color filter segments for separating the incident light for each color, and the incident light. And a micro-condensing means for condensing light and supplying the condensed light to each of the image pickup devices.
【請求項5】 請求項4に記載のデバイスにおいて、前
記色分解手段には、複数の画素行にわたって透明または
所定の同一色の色フィルタセグメントが配設されること
を特徴とする固体撮像装置。
5. The solid-state imaging device according to claim 4, wherein the color separation means is provided with a transparent or predetermined same color filter segment over a plurality of pixel rows.
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれか一項に記載
のデバイスにおいて、前記垂直転送手段は、3相駆動、
または4相駆動以上の多相駆動に対応した前記転送電極
を含むことを特徴とする固体撮像デバイス。
6. The device according to claim 1, wherein the vertical transfer means includes a three-phase drive,
Alternatively, the solid-state imaging device includes the transfer electrode corresponding to multi-phase driving of four or more phases.
【請求項7】 請求項1ないし6のいずれか一項に記載
のデバイスにおいて、前記垂直転送手段は、前記アナロ
グ変換手段の前に読み出した信号電荷を1フレーム分ま
たは1フィールド分を蓄積する信号電荷蓄積手段を含む
ことを特徴とする固体撮像デバイス。
7. The device according to claim 1, wherein said vertical transfer means stores a signal charge for one frame or one field of signal charges read out before said analog conversion means. A solid-state imaging device comprising charge storage means.
【請求項8】 請求項1ないし7のいずれか一項に記載
のデバイスにおいて、前記垂直転送手段は、該垂直転送
手段に含まれる前記転送電極に供給される駆動パルスの
信号線の接続を一部分割して配線することを特徴とする
固体撮像デバイス。
8. The device according to claim 1, wherein the vertical transfer unit partially connects a signal line of a drive pulse supplied to the transfer electrode included in the vertical transfer unit. A solid-state imaging device which is divided and wired.
【請求項9】 請求項1ないし8のいずれか一項に記載
のデバイスにおいて、前記垂直転送手段のそれぞれは、
列ごとに対応する前記アナログ変換手段と接続されるこ
とを特徴とする固体撮像デバイス。
9. A device according to claim 1, wherein each of said vertical transfer means comprises:
A solid-state imaging device connected to the analog conversion means corresponding to each column.
【請求項10】 請求項1ないし8のいずれか一項に記
載したデバイスにおいて、該デバイスは、前記垂直転送
手段のそれぞれのうち、複数の列を一組とし、前記アナ
ログ変換手段の一つに対応させて供給するとともに、各
列から供給される信号電荷の供給元の一つを選択する列
選択手段を含むことを特徴とする固体撮像デバイス。
10. The device according to claim 1, wherein a plurality of columns are set as one set of each of the vertical transfer means, and the vertical transfer means is provided as one of the analog conversion means. A solid-state imaging device, comprising: a column selection unit that supplies one of the signal charges supplied from each column and supplies the signal charge in a corresponding manner.
【請求項11】 請求項1ないし10のいずれか一項に記
載のデバイスにおいて、前記アナログ変換手段は、前記
信号電荷を前記アナログ電圧信号に変換する電荷/電圧
変換手段と、 該アナログ電圧信号が含むノイズ成分を除去するノイズ
除去手段とを含むことを特徴とする固体撮像デバイス。
11. The device according to claim 1, wherein said analog conversion means comprises: charge / voltage conversion means for converting said signal charges into said analog voltage signal; A solid-state imaging device comprising:
【請求項12】 請求項11に記載のデバイスにおいて、
前記電荷/電圧変換手段は、前記信号電荷をアナログ電
圧信号に変換するフローティング接合型電荷検出手段
と、 該アナログ電圧信号を増幅する第1の増幅手段とを含
み、 前記ノイズ除去手段は、増幅したアナログ電圧信号にお
けるゼロ電位部分をクランプする第1のクランプ手段
と、 第1のクランプ手段でクランプされたアナログ電圧信号
をサンプリングする第1のサンプリング手段とを含むこ
とを特徴とする固体撮像デバイス。
12. The device according to claim 11, wherein
The charge / voltage conversion unit includes a floating junction type charge detection unit that converts the signal charge into an analog voltage signal, and a first amplification unit that amplifies the analog voltage signal. A solid-state imaging device, comprising: first clamp means for clamping a zero potential portion in an analog voltage signal; and first sampling means for sampling the analog voltage signal clamped by the first clamp means.
【請求項13】 請求項1ないし12のいずれか一項に記
載のデバイスにおいて、前記ディジタル変換手段は、前
記制御手段から供給される基準電圧信号と前記アナログ
変換手段からのアナログ電圧信号とを比較し、両信号の
一致に応じたラッチ信号を出力する比較手段と、 前記ラッチ信号に応じて前記制御手段から供給されるカ
ウント値をディジタル信号として格納するメモリ手段と
を含むことを特徴とする固体撮像デバイス。
13. The device according to claim 1, wherein the digital converter compares a reference voltage signal supplied from the controller with an analog voltage signal from the analog converter. And a comparing means for outputting a latch signal in accordance with the coincidence of the two signals; and a memory means for storing a count value supplied from the control means as a digital signal in accordance with the latch signal. Imaging device.
【請求項14】 請求項1ないし10のいずれか一項に記
載のデバイスにおいて、前記アナログ変換手段は、前記
信号電荷をアナログ電圧信号に変換するフローティング
接合型電荷検出手段と、 該アナログ電圧信号を増幅する第1の増幅手段とを含
み、 さらに、アナログ変換手段は、増幅したアナログ電圧信
号をサンプルホールドする第2のサンプリング手段と、 前記制御手段から供給される基準電圧信号をサンプルホ
ールドしたアナログ電圧信号に重畳する信号重畳手段
と、 該信号重畳手段からの重畳電圧信号をクランプする第2
のクランプ手段とを含むことを特徴とする固体撮像デバ
イス。
14. The device according to claim 1, wherein said analog conversion means comprises: a floating junction type charge detection means for converting said signal charge into an analog voltage signal; A first amplifying means for amplifying, further comprising: a second sampling means for sampling and holding the amplified analog voltage signal; and an analog voltage for sampling and holding the reference voltage signal supplied from the control means. Signal superimposing means for superimposing on a signal, and a second means for clamping a superimposed voltage signal from the signal superimposing means.
A solid-state imaging device comprising:
【請求項15】 請求項14に記載のデバイスにおいて、
前記ディジタル変換手段は、前記アナログ変換手段から
供給される重畳電圧信号を増幅する第2の増幅手段と、 第2の増幅手段の入出力端に現れる前記重畳電圧信号を
クランプする手段と、 前記サンプルホールド後に第2の増幅手段の出力をラッ
チ信号として受けて、前記制御手段から供給されるカウ
ント値をディジタル信号として格納するメモリ手段とを
含むことを特徴とする固体撮像デバイス。
15. The device according to claim 14, wherein
A second amplifying means for amplifying a superimposed voltage signal supplied from the analog converting means; a means for clamping the superimposed voltage signal appearing at an input / output terminal of the second amplifying means; Memory means for receiving an output of the second amplifying means as a latch signal after holding, and storing a count value supplied from the control means as a digital signal.
【請求項16】 請求項1ないし15のいずれか一項に記
載のデバイスにおいて、前記水平読出し手段は、前記デ
ィジタル手段に格納したディジタル信号を読み出すアド
レス信号を供給することを特徴とする固体撮像デバイ
ス。
16. The device according to claim 1, wherein said horizontal read means supplies an address signal for reading a digital signal stored in said digital means. .
【請求項17】 請求項1ないし16のいずれか一項に記
載のデバイスにおいて、前記ディジタル変換手段は、供
給されるアナログ電圧信号を前記ディジタル信号に変換
している期間と前記メモリ手段からの読出し期間とが重
なっていることを特徴とする固体撮像デバイス。
17. The device according to claim 1, wherein said digital conversion means converts a supplied analog voltage signal into said digital signal during a period during which the supplied analog voltage signal is converted into said digital signal, and reads out from said memory means. A solid-state imaging device, wherein the periods overlap.
【請求項18】 請求項1ないし16のいずれか一項に記
載のデバイスにおいて、前記ディジタル変換手段は、供
給されるアナログ電圧信号を前記ディジタル信号に変換
している期間に対して完全に前記メモリ手段からの読出
し期間をずらして読み出すことを特徴とする固体撮像デ
バイス。
18. The device according to claim 1, wherein the digital conversion means completely converts the supplied analog voltage signal into the digital signal during a period during which the analog voltage signal is converted into the digital signal. A solid-state imaging device for reading the image data while shifting the reading period from the means.
【請求項19】 請求項1ないし18のいずれか一項に記
載のデバイスにおいて、前記制御手段は、前記基準電圧
信号を時間に応じて所定の勾配で変化させて供給するこ
とを特徴とする固体撮像デバイス。
19. The device according to claim 1, wherein the control unit supplies the reference voltage signal while changing the reference voltage signal at a predetermined gradient according to time. Imaging device.
【請求項20】 請求項1ないし18のいずれか一項に記
載したデバイスにおいて、前記制御手段は、前記基準電
圧信号における前記所定の勾配を前記被写界からの入射
光量に応じて変化させ、該変化にともなう基準電圧を出
力させる機能を有することを特徴とする固体撮像デバイ
ス。
20. The device according to claim 1, wherein the control unit changes the predetermined gradient in the reference voltage signal according to an amount of incident light from the object scene, A solid-state imaging device having a function of outputting a reference voltage according to the change.
【請求項21】 請求項1ないし18のいずれか一項に記
載したデバイスにおいて、前記制御手段は、時間に対す
る電圧勾配の絶対値が増加する基準電圧信号を出力する
ことを特徴とする固体撮像デバイス。
21. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the control unit outputs a reference voltage signal in which an absolute value of a voltage gradient with respect to time increases. .
【請求項22】 請求項21に記載したデバイスにおい
て、前記制御手段は、時間にともなって前記電圧勾配が
変化することを特徴とする固体撮像デバイス。
22. The solid-state imaging device according to claim 21, wherein the control unit changes the voltage gradient with time.
【請求項23】 請求項1ないし22のいずれか一項に記
載のデバイスにおいて、該デバイスは、前記素子に対し
て設定した基準レベルと該素子の各画素列が出力するレ
ベルとの差を解消する雑音低減手段を含むとともに、該
雑音低減手段がオンチップ化されていることを特徴とす
る固体撮像デバイス。
23. The device according to claim 1, wherein the device eliminates a difference between a reference level set for the element and a level output from each pixel column of the element. A solid-state imaging device, comprising:
【請求項24】 請求項23に記載の素子において、前記
雑音低減手段は、前記素子の電荷/電圧変換利得に対し
て設定した第1の基準レベルと該素子の各画素列が出力
するレベルとの差を感度変動値として記憶する感度差記
憶手段と、 該各画素列に応じて前記感度差記憶手段から読み出した
感度変動値を対応する画素列からのディジタル信号にそ
れぞれ乗算する感度対応乗算手段とを含むことを特徴と
する固体撮像デバイス。
24. The device according to claim 23, wherein the noise reduction unit includes a first reference level set for a charge / voltage conversion gain of the device and a level output by each pixel column of the device. Sensitivity difference storage means for storing the difference between the two as a sensitivity variation value, and sensitivity corresponding multiplication means for multiplying the digital signal from the corresponding pixel row by the sensitivity variation value read from the sensitivity difference storage means in accordance with each pixel row. And a solid-state imaging device.
【請求項25】 請求項23または24に記載のデバイスに
おいて、前記雑音低減手段は、前記素子のゼロレベルに
対して設定した第2の基準レベルと該素子の各画素列が
出力するレベルとの差を前記電荷/電圧変換手段にとも
なうオフセットレベルとして記憶するオフセット記憶手
段と、 該各画素列に応じて前記オフセット記憶手段から読み出
したオフセットレベルと各画素列からのディジタル信号
とをそれぞれ供給して該ディジタル信号が含むオフセッ
ト成分を相殺するオフセット除去手段とを含むことを特
徴とする固体撮像デバイス。
25. The device according to claim 23, wherein the noise reduction unit calculates a second reference level set with respect to a zero level of the element and a level output by each pixel column of the element. An offset storage means for storing the difference as an offset level associated with the charge / voltage conversion means, and an offset level read from the offset storage means and a digital signal from each pixel row supplied in accordance with each pixel row. A solid-state imaging device comprising: an offset removing unit configured to cancel an offset component included in the digital signal.
【請求項26】 請求項1ないし25のいずれか一項に記
載のデバイスにおいて、該デバイスは、前記垂直転送手
段の駆動タイミングを示す信号を生成するタイミング生
成手段と、 該駆動タイミングに対応して前記垂直転送手段を駆動さ
せる駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを含み、 前記タイミング生成手段および前記駆動信号生成手段が
オンチップ化されていることを特徴とする固体撮像デバ
イス。
26. The device according to claim 1, wherein the device includes a timing generating unit configured to generate a signal indicating a driving timing of the vertical transfer unit, and And a drive signal generating means for generating a drive signal for driving the vertical transfer means, wherein the timing generating means and the drive signal generating means are on-chip.
【請求項27】 請求項26に記載のデバイスにおいて、
前記駆動信号生成手段は、供給される複数種類の駆動タ
イミング信号を一組にしながら、分散配置されているこ
とを特徴とする固体撮像デバイス。
27. The device according to claim 26,
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the drive signal generation unit is arranged in a distributed manner while combining a plurality of types of supplied drive timing signals.
【請求項28】 請求項1ないし27のいずれか一項に記
載のデバイスにおいて、該デバイスは、前記入射光を集
光させる光学系と供給されるディジタル信号に信号処理
を施す信号処理手段との間に配されていることを特徴と
する固体撮像装置。
28. The device according to claim 1, wherein the device comprises an optical system for condensing the incident light and signal processing means for performing signal processing on a supplied digital signal. A solid-state imaging device, which is disposed between them.
【請求項29】 請求項28に記載の装置において、該装
置は、前記信号処理手段で得られた信号を画像表示する
表示手段と、 前記信号処理手段からの出力を記録媒体に記録する記録
手段と、 前記信号処理手段からの出力を送出する伝送手段とを含
むことを特徴とする固体撮像装置。
29. The apparatus according to claim 28, wherein the apparatus includes a display unit that displays an image of the signal obtained by the signal processing unit, and a recording unit that records an output from the signal processing unit on a recording medium. And a transmission unit for transmitting an output from the signal processing unit.
【請求項30】 請求項29に記載の装置において、該デ
バイスが、前記入射光を集光させる光学系により結像す
る位置に配設され、 さらに、供給されるディジタル信号に信号処理を施す信
号処理手段の前段には、該素子に対して設定した基準レ
ベルと各画素列が出力するレベルとの差を解消する雑音
低減手段が配設されることを特徴とする固体撮像装置。
30. The apparatus according to claim 29, wherein the device is arranged at a position where an image is formed by an optical system for condensing the incident light, and further, a signal for performing signal processing on the supplied digital signal. A solid-state imaging device, wherein a noise reduction unit that eliminates a difference between a reference level set for the element and a level output by each pixel column is provided at a stage preceding the processing unit.
【請求項31】 請求項30に記載の装置において、前記
雑音低減手段は、前記素子の電荷/電圧変換利得に対し
て設定した第1の基準レベルと各画素列が出力するレベ
ルとの差を感度変動値として記憶する感度差記憶手段
と、 該各画素列に応じて前記感度差記憶手段から読み出した
感度変動値を対応する画素列からのディジタル信号にそ
れぞれ乗算する感度対応乗算手段と、 該素子のゼロレベルに対して設定した第2の基準レベル
と各画素列が出力するレベルとの差を前記電荷/電圧変
換手段にともなうオフセットレベルとして記憶するオフ
セット記憶手段と、 該各画素列に応じて前記オフセット記憶手段から読み出
したオフセットレベルと各画素列からのディジタル信号
とをそれぞれ供給して該ディジタル信号が含むオフセッ
ト成分を相殺するオフセット除去手段とを含むことを特
徴とする固体撮像装置。
31. The apparatus according to claim 30, wherein the noise reduction unit calculates a difference between a first reference level set for a charge / voltage conversion gain of the element and a level output by each pixel column. Sensitivity difference storage means for storing as a sensitivity variation value; sensitivity-corresponding multiplication means for respectively multiplying a digital signal from a corresponding pixel row by a sensitivity variation value read from the sensitivity difference storage means in accordance with each pixel row; Offset storage means for storing the difference between the second reference level set for the zero level of the element and the level output by each pixel column as an offset level associated with the charge / voltage conversion means; The offset level read from the offset storage means and the digital signal from each pixel column are supplied to cancel the offset component contained in the digital signal. The solid-state imaging device which comprises an offset removing means that.
【請求項32】 被写界からの入射光を電気信号に変換
する複数の撮像素子が2次元に配設され、該撮像素子か
ら変換された信号を読み出す信号読出し方法において、
該方法は、 前記入射光を各撮像素子で信号電荷に変換し、蓄積する
第1の工程と、 蓄積した信号電荷を読み出すとともに、列方向に該信号
電荷を列方向の末端まで順次転送する第2の工程と、 転送した信号電荷をアナログ電圧信号に変換する第3の
工程と、 該アナログ電圧信号が含むノイズ成分を除去する第4の
工程と、 前記ノイズ成分が除去されたアナログ電圧信号をディジ
タル信号に変換する第5の工程と、 得られたディジタル信号を一時格納する第6の工程と、 格納したディジタル信号を供給されるアドレス信号に応
じて水平に読み出す第7の工程とを含むことを特徴とす
る信号読出し方法。
32. A signal reading method in which a plurality of image sensors for converting incident light from an object field into an electric signal are two-dimensionally arranged and a signal converted from the image sensor is read.
The method comprises the steps of: converting the incident light into signal charges in each imaging element and storing the signal charges; and reading out the stored signal charges and sequentially transferring the signal charges in the column direction to the ends in the column direction. A second step, a third step of converting the transferred signal charge into an analog voltage signal, a fourth step of removing a noise component included in the analog voltage signal, and a step of converting the analog voltage signal from which the noise component has been removed. A fifth step of converting the digital signal into a digital signal; a sixth step of temporarily storing the obtained digital signal; and a seventh step of reading the stored digital signal horizontally in accordance with the supplied address signal. A signal reading method characterized by the above-mentioned.
【請求項33】 請求項32に記載の方法において、該方
法は、第7の工程の後、前記ディジタル信号に含まれる
固定パターンの雑音を除去する第8の工程を含むことを
特徴とする信号読出し方法。
33. The method according to claim 32, wherein the method includes, after the seventh step, an eighth step of removing a fixed pattern of noise included in the digital signal. Read method.
【請求項34】 入射光を該入射光の強さに応じて信号
電荷に変換し、蓄積する2次元に配された複数の撮像素
子と、 該撮像素子のそれぞれに隣接して配されるとともに、該
撮像素子に蓄積された信号電荷を列方向に転送する複数
の転送電極、および前記撮像素子に蓄積した信号電荷を
所定の転送電極に供給する制御を前記撮像素子と前記転
送電極との間で行う複数の読出しゲート手段を含む垂直
転送手段と、 前記転送電極を介して列方向に転送供給された信号電荷
をアナログ電圧信号に変換し、該アナログ電圧信号にア
ナログ信号処理を施す複数のアナログ変換手段と、 該アナログ変換手段からの出力信号をディジタル信号に
変換して、該ディジタル信号を記憶する複数のディジタ
ル変換手段と、 該ディジタル変換手段に対して前記記憶したディジタル
信号を所望の順序で読み出す制御を行う複数の水平読出
し手段と、 該水平読出しの制御に応じて読み出したディジタル信号
を外部に出力する出力手段と、 前記アナログ変換手段、前記ディジタル変換手段、前記
水平読出し手段、および前記出力手段の動作を制御する
制御手段とを含む固体撮像デバイスが、前記入射光を集
光させる光学系により結像する位置に配設され、 前記素子に対して設定した基準レベルと該素子の各画素
列が出力するレベルとの差を解消したディジタル信号に
する雑音低減手段と、 該レベル差の解消したディジタル信号に対して信号処理
を施す信号処理手段とを含むことを特徴とする固体撮像
装置。
34. A plurality of two-dimensionally arranged image sensors for converting incident light into signal charges in accordance with the intensity of the incident light and storing the signal charges, and arranged adjacent to each of the image sensors. A plurality of transfer electrodes for transferring the signal charges accumulated in the image sensor in the column direction, and controlling the signal charges accumulated in the image sensor to a predetermined transfer electrode between the image sensor and the transfer electrode. Vertical transfer means including a plurality of read-out gate means, and a plurality of analogs for converting signal charges transferred and supplied in the column direction via the transfer electrodes into analog voltage signals and performing analog signal processing on the analog voltage signals Converting means; a plurality of digital converting means for converting an output signal from the analog converting means into a digital signal and storing the digital signal; A plurality of horizontal reading means for performing control to read out the read digital signals in a desired order; an output means for outputting a digital signal read out according to the horizontal reading control to the outside; the analog conversion means, the digital conversion means; A solid-state imaging device including the horizontal readout unit and a control unit that controls the operation of the output unit, is disposed at a position where an image is formed by an optical system that condenses the incident light, and is set for the element. Noise reduction means for converting a reference level and a level output by each pixel column of the element into a digital signal in which the difference is eliminated; and signal processing means for performing signal processing on the digital signal in which the level difference has been eliminated. A solid-state imaging device characterized by the above-mentioned.
【請求項35】 入射光を該入射光の強さに応じて信号
電荷に変換し、蓄積する2次元に配された複数の撮像素
子と、 該撮像素子のそれぞれに隣接して配されるとともに、該
撮像素子に蓄積された信号電荷を列方向に転送する複数
の転送電極、および前記撮像素子に蓄積した信号電荷を
所定の転送電極に供給する制御を前記撮像素子と前記転
送電極との間で行う複数の読出しゲート手段を含む垂直
転送手段と、 前記転送電極を介して列方向に転送供給された信号電荷
をアナログ電圧信号に変換し、該アナログ電圧信号にア
ナログ信号処理を施す複数のアナログ変換手段と、 該アナログ変換手段からの出力信号をディジタル信号に
変換して、該ディジタル信号を記憶する複数のディジタ
ル変換手段と、 該ディジタル変換手段に対して前記記憶したディジタル
信号を所望の順序で読み出す制御を行う複数の水平読出
し手段と、 該水平読出しの制御に応じて読み出したディジタル信号
を外部に出力する出力手段と、 前記アナログ変換手段、前記ディジタル変換手段、前記
水平読出し手段、および前記出力手段の動作を制御する
制御手段とを含む固体撮像デバイスが、前記入射光を集
光させる光学系により結像する位置に配設され、 前記素子に対して設定した基準レベルと該素子の各画素
列が出力するレベルとの差を解消したディジタル信号に
する雑音低減手段と、 該レベル差の解消したディジタル信号に対して信号処理
を施す信号処理手段と、 該信号処理手段で得られた信号を画像表示する表示手段
と、 前記信号処理手段からの出力を記録媒体に記録する記録
手段と、 前記信号処理手段からの出力を送出する伝送手段とを含
むことを特徴とするディジタルカメラ。
35. A plurality of two-dimensionally arranged image sensors for converting incident light into signal charges according to the intensity of the incident light and storing the signal charges, and arranged adjacent to each of the image sensors. A plurality of transfer electrodes for transferring the signal charges accumulated in the image sensor in the column direction, and controlling the signal charges accumulated in the image sensor to a predetermined transfer electrode between the image sensor and the transfer electrode. Vertical transfer means including a plurality of read-out gate means, and a plurality of analogs for converting signal charges transferred and supplied in the column direction via the transfer electrodes into analog voltage signals and performing analog signal processing on the analog voltage signals Converting means; a plurality of digital converting means for converting an output signal from the analog converting means into a digital signal and storing the digital signal; A plurality of horizontal reading means for performing control to read out the read digital signals in a desired order; an output means for outputting a digital signal read out according to the horizontal reading control to the outside; the analog conversion means, the digital conversion means; A solid-state imaging device including the horizontal readout unit and a control unit that controls the operation of the output unit, is disposed at a position where an image is formed by an optical system that condenses the incident light, and is set for the element. Noise reduction means for converting a reference level and a level output by each pixel column of the element into a digital signal in which the difference is eliminated; signal processing means for performing signal processing on the digital signal in which the level difference has been eliminated; Display means for displaying an image of the signal obtained by the processing means, recording means for recording an output from the signal processing means on a recording medium, and signal processing A digital camera, which comprises a transmitting means for transmitting the output from the stage.
【請求項36】 請求項35に記載のカメラにおいて、前
記雑音低減手段は、前記素子の電荷/電圧変換利得に対
して設定した第1の基準レベルと各画素列が出力するレ
ベルとの差を感度変動値として記憶する感度差記憶手段
と、 該各画素列に応じて前記感度差記憶手段から読み出した
感度変動値を対応する画素列からのディジタル信号にそ
れぞれ乗算する感度対応乗算手段と、 該素子のゼロレベルに対して設定した第2の基準レベル
と各画素列が出力するレベルとの差を前記電荷/電圧変
換手段にともなうオフセットレベルとして記憶するオフ
セット記憶手段と、 該各画素列に応じて前記オフセット記憶手段から読み出
したオフセットレベルと各画素列からのディジタル信号
とをそれぞれ供給して該ディジタル信号が含むオフセッ
ト成分を相殺するオフセット除去手段とを含むことを特
徴とするディジタルカメラ。
36. The camera according to claim 35, wherein the noise reduction unit determines a difference between a first reference level set for a charge / voltage conversion gain of the element and a level output by each pixel column. Sensitivity difference storage means for storing as a sensitivity variation value; sensitivity-corresponding multiplication means for respectively multiplying a digital signal from a corresponding pixel row by a sensitivity variation value read from the sensitivity difference storage means in accordance with each pixel row; Offset storage means for storing the difference between the second reference level set for the zero level of the element and the level output by each pixel column as an offset level associated with the charge / voltage conversion means; To supply the offset level read from the offset storage means and the digital signal from each pixel column, and offset the offset component contained in the digital signal. A digital camera which comprises an offset removing means for.
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JP2008109264A (en) * 2006-10-24 2008-05-08 Sony Corp Solid-state imaging device and imaging device
CN112075072A (en) * 2018-09-14 2020-12-11 松下知识产权经营株式会社 Image pickup apparatus and image pickup method

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