JPS5820505B2 - CID signal detection device - Google Patents
CID signal detection deviceInfo
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- JPS5820505B2 JPS5820505B2 JP53092312A JP9231278A JPS5820505B2 JP S5820505 B2 JPS5820505 B2 JP S5820505B2 JP 53092312 A JP53092312 A JP 53092312A JP 9231278 A JP9231278 A JP 9231278A JP S5820505 B2 JPS5820505 B2 JP S5820505B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電荷注入装置(Charge Injecti
onDevice、以下CIDと略記する)の信号検出
装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is directed to a charge injection device.
The present invention relates to a signal detection device for onDevice (hereinafter abbreviated as CID).
半導体を用いた撮像装置としては種々の形式のものが提
案され、最近では高品質画像を獲得する目的のものとし
て、電荷結合装置(ChargeCoupled De
vice、以下CCDという)、CIDなどが実用化さ
れている。Various types of imaging devices using semiconductors have been proposed, and recently charge-coupled devices have been proposed for the purpose of acquiring high-quality images.
vice (hereinafter referred to as CCD), CID, etc. have been put into practical use.
このうぢ特にCIDはブルーミングの点で優れ、高速駆
動に適し、記憶機能を備え、その上、電荷注入過程の省
略によって非破壊読み出しくNon−Destruct
ive ReadOut、以下NDROという)が可能
であるなどの多くの特徴を有する。In particular, CID is excellent in terms of blooming, is suitable for high-speed driving, has a memory function, and is non-destructive for non-destructive readout by omitting the charge injection process.
It has many features such as being able to perform ive ReadOut (hereinafter referred to as NDRO).
第1図は、シリコンを基板とする従来のCID受光面と
これの撮像信号検出方式を示すもので、点線で囲まれた
1つの区画1は受光面の1絵素分であり、これは隣接し
て配置されたMOSゲート電極2の対2X、2Yから成
っている。Figure 1 shows a conventional CID light-receiving surface using silicon as a substrate and its imaging signal detection method.One section 1 surrounded by a dotted line corresponds to one pixel of the light-receiving surface, and this It consists of a pair of MOS gate electrodes 2 2X and 2Y arranged as follows.
3はゲート電圧の印加によってゲート直下のシリコン表
面に生じる電位の井戸、4はその中に蓄積された可動電
荷をそれぞれ示す。Reference numeral 3 indicates a potential well generated on the silicon surface directly under the gate by application of a gate voltage, and 4 indicates a movable charge accumulated therein.
このCIDの動作を以下に順を追って説明する。The operation of this CID will be explained step by step below.
まず各絵素中のMOSゲーBXを並列に接続するすべて
の列(縦)配線(以下X母線と称す)X、〜X4は、そ
の一端に配置されたスイッチ81〜S4を通して参照電
圧Vsを印加された後、再び81〜S4の開放によって
漂遊状態に保たれる。First, a reference voltage Vs is applied to all the column (vertical) wirings (hereinafter referred to as After that, it is kept in a floating state by opening 81 to S4 again.
またすべての行(横)配線(以下Y母線と称す)Y、〜
Y4には、それらの一端(第1図では左端)に、Vsよ
りも大きく同極性の電圧■oを印加しておく。In addition, all row (horizontal) wiring (hereinafter referred to as Y bus) Y, ~
A voltage o having the same polarity and larger than Vs is applied to one end (the left end in FIG. 1) of Y4.
こうすれば、ゲート電極2X、2Y直下のそれぞれの電
位の井戸3には、バイアス電圧Vs、Voの大きさでき
まる深さの差を生ずる。In this way, a difference in depth determined by the magnitudes of the bias voltages Vs and Vo is generated in the respective potential wells 3 immediately below the gate electrodes 2X and 2Y.
すなわちゲート2X直下で浅くゲート2Y直下で深い井
戸が形成される。That is, a shallow well is formed directly below the gate 2X and a deep well is formed directly below the gate 2Y.
CID面上に結像がなされると、光励起によって生じた
可動電荷4が右の深い井戸に蓄積され、画像信号検出の
準備が完了する。When an image is formed on the CID surface, the mobile charge 4 generated by photoexcitation is accumulated in the deep well on the right, and preparation for image signal detection is completed.
次に、Y母線中の任意の一つ例えば¥3を選んでその電
位をVoから零(接地)に移せば、ゲート2Y直下の井
戸の深さは零となり、可動電荷4は全部ゲート2X直下
の浅い井戸に転送される。Next, if you select any one of the Y busbars, for example ¥3, and move its potential from Vo to zero (ground), the depth of the well directly under gate 2Y becomes zero, and all the movable charges 4 are transferred directly under gate 2X. is transferred to a shallow well.
この影響でゲート2X電極上に現れるイメージ電荷Qに
起因して、X母線上には、
■1−Qi/CGi
なる電位が誘起する。Due to the image charge Q appearing on the gate 2X electrode due to this influence, a potential of 1-Qi/CGi is induced on the X bus line.
ここでcGはゲート容量であり、サフィックスのiはi
番目の母線番号を示す。Here, cG is the gate capacitance, and the suffix i is i
Indicates the bus number.
この状態で水平走査回路10によって、スイフチ811
〜814中の一つを選択し、他は開いておくという動作
をX母線群の左から右へ走査しながら行なわせれば、す
べてのX母線X1〜X4上に誘起した個々の電位■を、
検出点6に接続された増幅器γへ順次供給できる。In this state, the horizontal scanning circuit 10 selects the switch 811.
If you select one of ~814 and leave the others open while scanning the X bus group from left to right, the individual potentials (■) induced on all the X bus lines X1 to X4 will be
It can be sequentially supplied to the amplifier γ connected to the detection point 6.
さらに、母線Y3 に与える電圧を、零から再びVoに
もどすと共に、別のY母線の1つ¥4を接地して、上述
と同じ手順で走査する。Further, the voltage applied to the bus Y3 is returned from zero to Vo again, and another Y bus ¥4 is grounded, and scanning is performed in the same manner as described above.
以上の手順を¥1.¥2についても繰り返していけば、
逐には1画面分の撮像が完了する。The above steps cost ¥1. If you repeat this for ¥2,
Imaging for one screen is completed in one step.
この時点で、リセット端子8を駆動して、スイッチ9を
閉じれは、CID撮像装置表面全体に分布する電位の井
戸はすべて消滅し、井戸中の蓄積電荷4は基板方向へ注
入されて、全デー12X、2Y直下のシリコン表面から
消失する。At this point, by driving the reset terminal 8 and closing the switch 9, all the potential wells distributed over the entire surface of the CID imager disappear, and the accumulated charges 4 in the wells are injected toward the substrate, and all the data are It disappears from the silicon surface directly under 12X and 2Y.
次の1画面分の撮像読出しは、再び上記の手続きによっ
て繰り返される。Image readout for the next one screen is repeated again by the above procedure.
従来のCID撮像装置では、全画面中の各絵素をX−Y
走査して信号を順々に読み出す方式であるため、1ケの
信号検出端子6、したがって1ケの信号増幅器γがあり
さえすれば充分であった。In conventional CID imaging devices, each pixel in the entire screen is
Since it is a method of scanning and sequentially reading out signals, it is sufficient to have one signal detection terminal 6, and thus one signal amplifier γ.
しかるに現実には結像面にわたって二次元的に分布して
いる画像信号の一部分、例えば、水平方向の1行分のみ
、あるいは垂直方向の1列分のみまたはそれらの1部分
のみの信号を、同一時刻に一挙に抽出したり、あるいは
結像面信号をランダムに読み出したりしてデータ処理を
行ないたい場合にしばしば遭遇するが、こうした要求を
、従来のX−Y走査による順次読み出し方式で満たすこ
とは不可能であった。However, in reality, a part of the image signal distributed two-dimensionally over the image forming plane, for example, only one row in the horizontal direction, only one column in the vertical direction, or only a part thereof, can be identically distributed. We often encounter cases where we want to perform data processing by extracting all at once at time or by randomly reading out imaging plane signals, but it is impossible to meet these requirements with the conventional sequential readout method using X-Y scanning. It was impossible.
また、信号読み出しのランダム・アクセスを可能ならし
めるような場合には、従来方式の走査回路をデコーダに
置きかえねばならず回路構成はかなり複雑化する不利が
ある。Further, in the case where random access for signal reading is enabled, the conventional scanning circuit must be replaced with a decoder, which has the disadvantage of complicating the circuit configuration considerably.
そこで本発明は、上述の様な諸問題を解消した新しいC
IDの信号検出方式を提供しようとするもので、第2図
以下の図面を用いて詳記する。Therefore, the present invention proposes a new C
This is intended to provide an ID signal detection method, and will be described in detail using the drawings from FIG. 2 onwards.
第2図a=bには、本発明に係るCIDの信号検出方式
を説明するための基本的な4つのモードが図示されてお
り、信号読み出し手続きは以下の順序で実行される。FIG. 2a=b shows four basic modes for explaining the CID signal detection method according to the present invention, and the signal readout procedure is executed in the following order.
第2図aに示すように画像信号による励起可動電荷を蓄
積する場合、まず、X、Y両方向の各母線5X、5Yに
、同じバイアス電圧Vsを与え、対をなす2つのゲート
2X、2Y直下の二つの井戸3のそれぞれの深さを等し
く形成して、受光面画像の強弱に対応した左右同量の光
励起可動電荷4を蓄える。When accumulating movable charges excited by an image signal as shown in FIG. 2a, first apply the same bias voltage Vs to each bus line 5X, 5Y in both the The two wells 3 are formed to have the same depth to store the same amount of photo-excited movable charges 4 on the left and right sides corresponding to the intensity of the light-receiving surface image.
この蓄積された信号を水平方向に読み出す場合には第2
図すに示すようにX母線5X1〜5X2をバイアス電圧
Vsから切り離した上で、水平読出し用演算増幅器γX
1〜rX2の入力端子を経由して、Vsよりも低い同極
性の電圧VSEが加わるようにすれば、左側ゲート2X
直下の電位井戸は浅くなり、可動電荷4は右側ゲート2
Y直下の深い方の井戸にすべで移される。When reading out this accumulated signal in the horizontal direction, the second
As shown in the figure, after disconnecting the X bus lines 5X1 to 5X2 from the bias voltage Vs, the horizontal readout operational amplifier γX
If a voltage VSE of the same polarity lower than Vs is applied via the input terminals 1 to rX2, the left gate 2X
The potential well directly below becomes shallower, and the mobile charge 4 is transferred to the right gate 2.
They will all be moved to the deeper well directly below Y.
この状態で、X母線5X1〜5X2のうち、任意の1つ
、例えば5Y2を選び、これを接地すれば、2行目各絵
素中の右側ゲー)2Y直下では電位の井戸3が消滅する
。In this state, if any one of the X bus lines 5X1 to 5X2, for example 5Y2, is selected and grounded, the potential well 3 disappears immediately below the right gate 2Y in each picture element in the second row.
これによって右側井戸中に存在していた可動電荷4は左
側井戸に転送され、この左井戸内電荷の急増に起因して
、左側ゲート2X上にはイメージ電荷Qxが誘起する。As a result, the mobile charge 4 existing in the right well is transferred to the left well, and due to the rapid increase in the charge in the left well, an image charge Qx is induced on the left gate 2X.
この故に、バイアス電圧VSFが印加されている母線5
X1,5X2上には、2行目の各絵素中で発生したQx
に対応する光電変換信号電圧がそれぞれ取り出され、こ
れらの信号は水平読み出し増幅器rx1.rx2によっ
て増幅されて、独立した水平出力電圧群として、パラレ
ルまたは一挙に取り出し得る。Therefore, the bus 5 to which the bias voltage VSF is applied
On X1, 5X2, Qx generated in each picture element in the second row
The photoelectric conversion signal voltages corresponding to . rx2 and can be taken out in parallel or all at once as a group of independent horizontal output voltages.
他方、垂直読み出しの場合には第2図Cに示すととくY
母線5Y1〜5Y、をバイアス電圧Vsから切り離した
上で、垂直信号読み出し用の演算増幅器γY1〜γY2
の入力端子を経由して、Vsよりも低い同極性の電圧V
SE を与えると、右側ゲート2Y直下の電位の井戸は
浅くなって電荷はすべて左側ゲート2X直下の深い方の
井戸に移される。On the other hand, in the case of vertical readout, as shown in FIG.
After separating the bus lines 5Y1 to 5Y from the bias voltage Vs, operational amplifiers γY1 to γY2 for vertical signal reading are connected.
A voltage V of the same polarity lower than Vs is applied via the input terminal of
When SE is applied, the potential well immediately below the right gate 2Y becomes shallower, and all charges are transferred to the deeper well immediately below the left gate 2X.
この状態でX母線5X1〜5X2のうち、任意の1つ、
例えば5X2を選んで接地すれば、2夕1泪の各絵素中
では、左側ゲート2X直下の電位井戸が消滅するため、
右側井戸への電荷転送が行なわれ、その効果で右側ゲー
ト2Y上にイメージ電荷Q、が誘起する。In this state, any one of the X bus lines 5X1 to 5X2,
For example, if you select 5X2 and ground it, the potential well directly under the left gate 2X disappears in each picture element of 2Y1Ni, so
Charge is transferred to the right well, and as a result, an image charge Q is induced on the right gate 2Y.
この故に、バイアス電圧V8Eが印加されたX母線5X
1〜5X2上には、2列目の各絵素中で生じたQ、に対
応する光電変換信号電圧が、それぞれ取り出され、これ
ら信号は、垂直読み出し増幅器rY1.lY2によって
増幅され、独立した垂直出力電圧群として、パラレルま
たは一挙に取り出される。Therefore, the X bus 5X to which the bias voltage V8E is applied
1 to 5X2, the photoelectric conversion signal voltages corresponding to Q generated in each picture element of the second column are taken out, respectively, and these signals are sent to the vertical readout amplifiers rY1. It is amplified by lY2 and taken out in parallel or all at once as an independent vertical output voltage group.
以上のように、CID撮像装置全面の信号を読み出し、
次に新しい画像信号を蓄積するには、先の可動電荷を消
滅させる必要がある。As described above, the signals of the entire surface of the CID imaging device are read out,
Next, in order to store a new image signal, it is necessary to eliminate the previous movable charge.
この場合には、すべてのX、Y両母線5X、5Yをスイ
ッチでまとめて一挙に接地することによってゲート電極
2X、2Y直下の電位の井戸を消滅させ、井戸中の可動
電荷を基板方向に注入して基板表面から一掃すれば、引
き続いて映し出される次の1フレ一ム分の撮像に備える
ことができる。In this case, by grounding all the X and Y bus lines 5X and 5Y at once using switches, the potential wells directly under the gate electrodes 2X and 2Y are extinguished, and the movable charges in the wells are injected toward the substrate. By doing so and sweeping it away from the substrate surface, preparations can be made for imaging the next frame to be displayed subsequently.
以上、説明した電極のバイアス切換手続き、ならびにこ
れと平行して取り行う水平、垂直の各絵素信号群のパラ
レルまたは一挙検出手法を基礎とする本発明の実施例を
第3図に示す4×4絵素構成の例によって詳細に説明す
る。As shown in FIG. 3, an embodiment of the present invention is based on the electrode bias switching procedure described above and the parallel or simultaneous detection method of each horizontal and vertical pixel signal group. This will be explained in detail using an example of a four-pixel configuration.
第3図においてY母線群Y1〜¥4の各右端は垂直方向
の信号読み出し選択回路としての役割を演するスイッチ
SY1〜SY、を介して各X母線ごとに設けられた電荷
増幅器AY1〜AY、に接続され、各増幅器出力電圧は
各X母線ごとに独立してパラレルまたは一挙に取り出し
うるように配置されている。In FIG. 3, the right end of each of the Y bus groups Y1 to ¥4 includes charge amplifiers AY1 to AY provided for each X bus bar via switches SY1 to SY, which play a role as a vertical signal readout selection circuit. The amplifier output voltages are arranged so that they can be taken out independently in parallel or all at once for each X bus.
同様に、X母線群X1〜X4の下端は、水平方向の信号
読み出し選択回路としての役割を演するスイッチSX1
〜SX4を介して、各X母線ごとに設けられた電荷増幅
器AX1〜AX4に接続され、各増幅器出力電圧は各X
母線ごとに独立してパラレルまたは一挙に取り出しうる
ように接続されている。Similarly, the lower end of the X bus group X1 to X4 is connected to a switch SX1 that serves as a horizontal signal readout selection circuit.
~SX4 is connected to charge amplifiers AX1 to AX4 provided for each X bus, and each amplifier output voltage is connected to each X bus.
Each bus bar is connected independently in parallel or so that it can be taken out all at once.
また、Y母線Y、〜Y4の左端には、垂直方向アドレス
回路としての役割を演するスイッチ群ASY、〜ASY
4が、またX母線X1〜X4の上端には、水平方向アド
レス回路としての役割を演するスイッチ群ASX1〜A
S X4がそれぞれ配置されており、これらすべての
スイッチの接点1は接地、接点2は開放端、また接点3
はバイアス電圧Vsにそれぞれ配線されている。Also, at the left end of the Y bus lines Y, ~Y4, there are switch groups ASY, ~ASY, which play the role of vertical address circuits.
4, and at the upper ends of the X bus lines X1 to X4, there are switch groups ASX1 to ASX1 to ASX1 to ASX1, which play the role of horizontal address circuits.
Contact 1 of all these switches is grounded, contact 2 is open end, and contact 3 is
are respectively wired to the bias voltage Vs.
なお、水平、垂直各増幅器群の入出力端子間にまたがる
スイッチ5Y11〜5Y14および5X11〜5X14
は、その1回の開閉操作によって帰還容量Cf中の残留
電荷をあらかじめ除去しておく目的のものである。Note that switches 5Y11 to 5Y14 and 5X11 to 5X14 span between the input and output terminals of each horizontal and vertical amplifier group.
The purpose is to remove the residual charge in the feedback capacitor Cf in advance by one opening/closing operation.
いま、スイッチSX1〜SX、を開き、スイッチSY1
〜SY、を閉じ、垂直方向アドレススイッチASY1〜
ASY4のすべてを接点2に倒した上で、アドレス・ス
イッチASX1〜ASX4のすべてを接点3に倒せば、
Vs〉■sEなるが故に、全絵素中では、右ゲート2Y
直下に浅い電位井戸が、また左ゲート2X直下には深い
井戸が形成される。Now, open switches SX1 to SX, and switch SY1.
~SY, close, vertical address switch ASY1~
If you set all ASY4 to contact 2 and then set all address switches ASX1 to ASX4 to contact 3,
Vs〉■sE Therefore, among all picture elements, right gate 2Y
A shallow potential well is formed directly below, and a deep well is formed directly below the left gate 2X.
CID面上に結像光が投射されると、光量に応じて発生
した可動電荷が各絵素中の深い左井戸へ流れ込んで蓄え
られ、浅い井戸は空の状態に保たれる。When imaging light is projected onto the CID surface, mobile charges generated according to the amount of light flow into the deep left well in each picture element and are stored, while the shallow wells are kept empty.
この状態でスイッチASX1のみを接点1に倒すならば
、画面の左端縦一列に連なる各絵素中では、左井戸の深
さが零となり、左井戸中電荷は右井戸中に移されて、¥
1〜¥4の各母線上にはそれぞれのイメージ電荷が発生
する。In this state, if only switch ASX1 is set to contact 1, the depth of the left well becomes zero in each picture element in a vertical row at the left end of the screen, and the charge in the left well is transferred to the right well.
Respective image charges are generated on each bus line from 1 to ¥4.
このイメージ電荷群によって最も左側の縦1列分の画像
信号群が増幅器AY1〜AY、の各出力として一挙にか
つパラレルに読み出され得る。With this image charge group, the image signal group for one vertical column on the leftmost side can be read out all at once and in parallel as the respective outputs of the amplifiers AY1 to AY.
第3図はこの様な垂直信号の一挙パラレル読み出しの状
態を示すものであるが、この垂直読み出しは、接点を1
に倒すべきスイッチをASXlからASX、まで順次切
換掃引していくことによって、1フレ一ム全体について
完遂させることもできる。Figure 3 shows the state of simultaneous parallel readout of such vertical signals.
By sequentially switching and sweeping the switch to be turned down from ASXl to ASX, it is also possible to complete the entire frame.
また、スイッチSX1〜SX4中の、例えば隣接する2
〜3ヶ分だけをあらかじめ閉じておくという方法で、任
意の縦方向の2〜3絵素分だけの抽出読み出しも可能と
なる。In addition, for example, two adjacent switches among switches SX1 to SX4
By closing only ~3 pixels in advance, it is also possible to extract and read only 2 to 3 picture elements in the vertical direction.
これに対して、SX1〜SX4を開き、SX1〜SX4
を閉じ、水平方向アドレス・スイッチASX1〜A S
X、のすべてを接点2に倒し、かつ垂直方向アドレス
・スイッチASY、〜ASY4のすべてを接点3に倒す
ならば、絵素中の左右の電位の井戸の深さが、上述の場
合と逆になる。On the other hand, open SX1 to SX4, and
Close the horizontal address switches ASX1 to A
If all of Become.
この状態で、例えばスイッチA S Yl のみを接点
1に倒せば、画面の上端横−行に連なる各絵素中では右
井戸の深さが零となり、右井戸中電荷は左井戸中に移さ
れて、X1〜X、の各母線上に各絵素のイメージ電荷が
発生し、この横1行分の画像信号群が増幅器AX1〜A
X4の出力として一挙にかつパラレルに取出される。In this state, for example, if only the switch A S Yl is turned to contact 1, the depth of the right well becomes zero in each picture element connected to the upper horizontal row of the screen, and the charge in the right well is transferred to the left well. Then, image charges of each picture element are generated on each bus line of X1 to X, and this image signal group for one horizontal row is sent to amplifiers AX1 to A.
They are taken out all at once and in parallel as the output of X4.
この様な水平信号読み出しもまた、接点を1に倒すべき
スイッチをASYlからASY、へと順次切り換え、掃
引していくことによって、1画面全体についての信号読
み出しを完遂しうる。Such horizontal signal readout can also be completed by sequentially switching and sweeping the switch whose contact point should be set to 1 from ASY1 to ASY, thereby completing the signal readout for the entire screen.
また、スイッチSX、〜SX4のうちの、例えは隣接す
る2〜3ヶ分だけをあらかじめ閉じておくという方法で
、任意の横方向の2〜3絵素分だけを抽出しうる点も上
述の垂直読み出しの場合と同様である。Also, as mentioned above, it is possible to extract only 2 to 3 pixels in any horizontal direction by closing, for example, only 2 to 3 adjacent pixels of the switches SX and ~SX4. This is similar to the case of vertical readout.
以上は画像のいわば一次元信号列のパラレル検出手段と
、水平垂直どちらか一方のアドレス回路による掃引手段
とを用いて二次元的に読み出す方式である。The above method is a two-dimensional reading method using parallel detection means for a so-called one-dimensional signal sequence of an image and sweeping means using either horizontal or vertical address circuits.
しかし、本発明になるCID信号読み出し装置によれば
、以上の他に、通常のテレビジョン画像撮像で行なわれ
ている様な、単位絵素信号ごとのX−Y掃引方式による
全画面読み出しもまた可能である。However, according to the CID signal readout device of the present invention, in addition to the above, full-screen readout using the X-Y sweep method for each unit pixel signal, which is performed in normal television image capture, is also possible. It is possible.
例えば、第3図の垂直読み出し状態において、増幅器A
Y、〜AY、の出力端子を一点にまとめて新たな出力端
子とした上で、水平アドレス回路による横方向走査と、
垂直選択スイッチSY1〜SY4の順次投入による縦方
向掃引との組合わせによってこの目的は簡単に達成され
る。For example, in the vertical readout state of FIG.
After combining the output terminals of Y, ~AY, into one point as a new output terminal, horizontal scanning by a horizontal address circuit,
This objective is easily achieved in combination with a vertical sweep by successive activation of the vertical selection switches SY1 to SY4.
もちろん、水平読み出し状態ならば、これとは対照的に
、増幅器AX1〜AX、の出力端子を一点にまとめて新
たな出力端子を設けた上で、垂直アドレス回路による縦
方向走査と、水平選択スイッチSX1〜SX4の順次投
入による横方向掃引との組合わせを用いればよい。Of course, in the horizontal readout state, in contrast, the output terminals of the amplifiers AX1 to AX are combined into one point and a new output terminal is provided, and the vertical scanning by the vertical address circuit and the horizontal selection switch are performed. It is sufficient to use a combination with a horizontal sweep by sequentially applying SX1 to SX4.
なお、CID結像面構造では各MOSゲートのそれぞれ
は、XまたはY母線によって並列に接続されているので
、数あるゲート中の1ケがイメージ電荷Qを母線上に発
生すれば、全MOSゲートの電位は同時に漂動せしめら
れる危険性を有し、画像信号の検出技法上好ましくない
事態を生じる。In addition, in the CID imaging plane structure, each MOS gate is connected in parallel by the X or Y bus line, so if one of the gates generates an image charge Q on the bus line, all MOS gates are connected in parallel. At the same time, there is a risk that the potential of the image signal will be caused to drift, resulting in an undesirable situation in terms of the image signal detection technique.
この問題を解決するために、本発明では信号検出増幅器
として、第3図中に示したような電荷増幅器が採用され
ている。In order to solve this problem, the present invention employs a charge amplifier as shown in FIG. 3 as a signal detection amplifier.
この電荷増幅器の開ループ利得をA、帰還容量をCfと
すれば、増幅器出力電圧Voutは、
Vout=Q/Cf
で与えられる。If the open loop gain of this charge amplifier is A and the feedback capacitance is Cf, the amplifier output voltage Vout is given by Vout=Q/Cf.
一方、信号入力端子からこの増幅器側を眺めるならば、
その入力端子には、見掛は上、は’、’A−Cfで与え
られる容量が接続された事と等価であるため、この大き
な容量の効果によって、ゲート配線上電位の漂動は極め
て少なく抑えられ、上述した信号検出技法上の問題は完
全に解決されている。On the other hand, if you look at this amplifier side from the signal input terminal,
The input terminal is equivalent to having a capacitance given by 'A-Cf' connected to it, so due to the effect of this large capacitance, the potential drift on the gate wiring is extremely small. The signal detection technique problems mentioned above are completely resolved.
以上のごとく、従来のCID信号検出方式ではX−Y掃
引によるシリアル読み出ししか行ない得なかったところ
が、本発明による構成を用いれば二次元画像信号の、ラ
ンダム読み出し、もしくは任意の水平垂直任意成分のパ
ラレル読み出しあるいはそれらの部分読み出し等を可能
にできるばかりでなく、通常のX−Y掃引による全画面
読み出しも可能となる。As described above, while the conventional CID signal detection method could only perform serial readout using Not only can readout or partial readout thereof be made possible, but also full screen readout by normal XY sweep is possible.
特に水平垂直成分のパラレル読み出し能力は、画像信号
の帯域圧縮、文字認識などを目的とする信号処理を実行
する上に極めて便利かつ有用である。In particular, the ability to read horizontal and vertical components in parallel is extremely convenient and useful for performing signal processing for the purpose of band compression of image signals, character recognition, and the like.
本来、画像処理信号を遂行するにあたっては、光電信号
変換素子と、その出力信号を一時記憶させるフレーム・
メモリとが必要である。Originally, in order to perform image processing signals, a photoelectric signal conversion element and a frame/frame that temporarily stores the output signal are required.
Memory is required.
しかも、従来のCID信号検出方式に頼るならば、画像
信号はシリアルな出力としてメモリーに与えられるため
に、そのメモリーの入力回路には、シリアル−パラレル
変換部が備わっている事を必要条件とする。Furthermore, if we rely on the conventional CID signal detection method, the image signal is given to the memory as a serial output, so the input circuit of the memory must be equipped with a serial-to-parallel converter. .
しかるに本発明によるCID信号検出の構成によれば、
信号出力は水平もしくは垂直方向に、パラレルに一挙読
み出しを成し得るから、このような特別な変換部を全く
必要としない。However, according to the configuration of CID signal detection according to the present invention,
Since the signal output can be read out in parallel in either the horizontal or vertical direction, such a special converter is not required at all.
そればかりかCIDはそれ自身で、撮像機能以外に記憶
機能(それも非破壊記憶機能)をも備えているがために
、フレーム・メモリ全体を省略でき、システムの簡略化
上太いに有用なものである。Moreover, in addition to the imaging function, the CID itself also has a storage function (non-destructive storage function), so the entire frame memory can be omitted, which is extremely useful in terms of system simplification. It is.
第1図は従来のCID画像信号読み出し方式の説明図、
第2図は本発明の基本となる4つのモードの説明図、第
3図は本発明によるCIDの画像信号検出方法の実施例
の説明図である。
1・・・・・・CIDの単位絵素、2X、2Y・・・・
・・MOSキャパシタのゲート電極、3・・・・・・電
位の井戸、4・・・・・・井戸中の可動電荷、5X、5
Y・・・・・・横および縦母線、6・・・・・・画像信
号検出点、T・・・・・・信号増幅器、8・・・・・・
リセット端子、9・・・・・・リセットスイッチ用トラ
ンジスタ、10・・・・・・水平走査回路、11・・・
・・・バイアス電圧Vs印加用ゲート信号入力端子、A
S X1〜ASX4・・・・・・垂直方向アドレス回
路用スイッチ、ASY□〜A S Y、・・・・・・水
平方向アドレス回路用スイッチ、SX1〜SX4・・・
・・・垂直方向選択回路用スイッチ、SY1〜SY、・
・・・・・水平方向選択回路用スイッチ、AY1〜AY
、・・・・・・垂直成分信号検出用電荷増幅器、AX1
〜AX4・・・・・・水平成分信号検出用電荷増幅器。FIG. 1 is an explanatory diagram of the conventional CID image signal readout method,
FIG. 2 is an explanatory diagram of four modes that are the basis of the present invention, and FIG. 3 is an explanatory diagram of an embodiment of the CID image signal detection method according to the present invention. 1... CID unit picture element, 2X, 2Y...
...Gate electrode of MOS capacitor, 3... Potential well, 4... Mobile charge in well, 5X, 5
Y...Horizontal and vertical bus lines, 6...Image signal detection point, T...Signal amplifier, 8...
Reset terminal, 9...Reset switch transistor, 10...Horizontal scanning circuit, 11...
... Gate signal input terminal for applying bias voltage Vs, A
S
・・・Vertical direction selection circuit switch, SY1~SY,・
...Horizontal direction selection circuit switch, AY1 to AY
,...Charge amplifier for vertical component signal detection, AX1
~AX4...Charge amplifier for horizontal component signal detection.
Claims (1)
タ素子により絵素を構成して該絵素をマトリクス状に配
設したCID装置の、前記各画素を構成する一方と他方
のMOSキャパシタ素子のゲート電極をそれぞれ横力向
および縦方向に並列接続する横方向および縦方向母線群
のそれぞれを分離せしめ、各母線の一端に水平および垂
直方向の信号読出し選択回路とこれに続く信号増幅用電
荷増幅器を接続するとともに、上記各母線の他端には水
平および垂直各方向のアドレス回路を設けたことを特徴
とするCIDの信号検出装置。1 Gates of one and the other MOS capacitor elements forming each pixel of a CID device in which a picture element is formed by a pair of MOS capacitor elements provided adjacent to each other and the picture elements are arranged in a matrix. The horizontal and vertical busbar groups in which electrodes are connected in parallel in the horizontal force direction and the vertical direction, respectively, are separated, and a signal readout selection circuit in the horizontal and vertical directions and a charge amplifier for signal amplification are installed at one end of each busbar. 1. A CID signal detection device characterized in that the CID signal detection device is connected to the bus bar and further includes address circuits in horizontal and vertical directions at the other end of each of the busbars.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53092312A JPS5820505B2 (en) | 1978-07-27 | 1978-07-27 | CID signal detection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53092312A JPS5820505B2 (en) | 1978-07-27 | 1978-07-27 | CID signal detection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5520018A JPS5520018A (en) | 1980-02-13 |
| JPS5820505B2 true JPS5820505B2 (en) | 1983-04-23 |
Family
ID=14050872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53092312A Expired JPS5820505B2 (en) | 1978-07-27 | 1978-07-27 | CID signal detection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5820505B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6041012U (en) * | 1983-08-26 | 1985-03-23 | 株式会社村田製作所 | variable resistor |
| JPS647603A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Rotary operation type variable resistor |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2594950B2 (en) * | 1987-06-22 | 1997-03-26 | 株式会社日立製作所 | Solid-state imaging device |
| JPH01218182A (en) * | 1988-02-25 | 1989-08-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Imaging signal processing device |
-
1978
- 1978-07-27 JP JP53092312A patent/JPS5820505B2/en not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6041012U (en) * | 1983-08-26 | 1985-03-23 | 株式会社村田製作所 | variable resistor |
| JPS647603A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Rotary operation type variable resistor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5520018A (en) | 1980-02-13 |
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