JPH0314274B2 - - Google Patents
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- JPH0314274B2 JPH0314274B2 JP57214411A JP21441182A JPH0314274B2 JP H0314274 B2 JPH0314274 B2 JP H0314274B2 JP 57214411 A JP57214411 A JP 57214411A JP 21441182 A JP21441182 A JP 21441182A JP H0314274 B2 JPH0314274 B2 JP H0314274B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14868—CCD or CID colour imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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- Multimedia (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、固体撮像素子及び該素子を用いたカ
メラ、特に、カラー撮像信号を得るのに好適な固
体撮像素子及び該素子を用いたカメラに関する。
メラ、特に、カラー撮像信号を得るのに好適な固
体撮像素子及び該素子を用いたカメラに関する。
（従来技術）
従来、固体撮像素子を１つ若しくは２つ用いて
３色以上の色信号によるカラー撮像信号を得る場
合にはストライプ状若しくはモザイク状のカラー
フイルタ等の色分離の為の光学部材を介して撮像
素子の撮像部に光を受ける事によつて、各色に対
応した電気情報を各画素に形成し、この各画素の
電気情報を共通の転送路を介して時系列的に読み
出す様に構成している。
３色以上の色信号によるカラー撮像信号を得る場
合にはストライプ状若しくはモザイク状のカラー
フイルタ等の色分離の為の光学部材を介して撮像
素子の撮像部に光を受ける事によつて、各色に対
応した電気情報を各画素に形成し、この各画素の
電気情報を共通の転送路を介して時系列的に読み
出す様に構成している。
第１図は、従来から知られている固体撮像素子
の一例を示すもので、フレームトランスフアー型
（FT）CCD（Charge Coupled Device）について
示すものである。
の一例を示すもので、フレームトランスフアー型
（FT）CCD（Charge Coupled Device）について
示すものである。
１は撮像部であつて複数の光電変換用の画素の
行及び列に沿つた配列により構成されている。２
はメモリー部であつて撮像部１の各画素の電荷情
報を夫々記憶する為の部分である。３は読み出し
用の転送路としての水平シフトレジスタであつ
て、メモリー部２の情報を１水平ラインずつ取り
込み、そしてこのライン情報を水平方向に転送す
る事により点順次の信号を得る。
行及び列に沿つた配列により構成されている。２
はメモリー部であつて撮像部１の各画素の電荷情
報を夫々記憶する為の部分である。３は読み出し
用の転送路としての水平シフトレジスタであつ
て、メモリー部２の情報を１水平ラインずつ取り
込み、そしてこのライン情報を水平方向に転送す
る事により点順次の信号を得る。
従つて、例えば、第２図の様な色分離用のスト
ライプ状のカラーフイルターを撮像部１の前面に
設け、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色フイルタ
部のピツチを前記撮像部１の各画素ピツチに一致
させれば、各列の画素は各色に対応した信号を形
成するので、水平シフトレジスタ３からは点順次
の色信号が得られる。
ライプ状のカラーフイルターを撮像部１の前面に
設け、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色フイルタ
部のピツチを前記撮像部１の各画素ピツチに一致
させれば、各列の画素は各色に対応した信号を形
成するので、水平シフトレジスタ３からは点順次
の色信号が得られる。
この様にして得られた各色信号は第３図に示す
ような信号を処理系により、例えば、NTSC信号
に変換される。
ような信号を処理系により、例えば、NTSC信号
に変換される。
即ち、CCDのアンプ４から出力される点順次
撮像出力信号は先ず３個のサンプルホールド回路
５〜７から成る信号分離回路８において各色信号
がサンプルホールドされて、赤色信号ER、緑色
信号EG、及び青色信号EBに分離される。各色信
号ER、EG、EBは夫々可変利得アンプ９〜１１
においてレベル調整されてホワイトバランスがコ
ントロールされる。そして、レベル調整された各
色信号はクランプ回路、γ補正回路、アパーチヤ
ー補正回路等を含むプロセス回路１２〜１４にお
いて夫々処理された後、マトリクス回路１５にお
いて輝度信号と色差信号に変換され、エンコーダ
ー１６によつて、例えば、NTSC信号に変換され
る。
撮像出力信号は先ず３個のサンプルホールド回路
５〜７から成る信号分離回路８において各色信号
がサンプルホールドされて、赤色信号ER、緑色
信号EG、及び青色信号EBに分離される。各色信
号ER、EG、EBは夫々可変利得アンプ９〜１１
においてレベル調整されてホワイトバランスがコ
ントロールされる。そして、レベル調整された各
色信号はクランプ回路、γ補正回路、アパーチヤ
ー補正回路等を含むプロセス回路１２〜１４にお
いて夫々処理された後、マトリクス回路１５にお
いて輝度信号と色差信号に変換され、エンコーダ
ー１６によつて、例えば、NTSC信号に変換され
る。
この様な構成にすると、先ず水平シフトレジス
タ３は３原色を順次読み出す事になるので、各々
3.58MHzのキヤリアに乗せて読み出す為には
3.58MHz×３＝10.74MHzのクロツクで駆動しな
ければならないことになるが、しかし、クロツク
周波数を高くすると転送効率が低下するのと、消
費電力が大になる為、水平シフトレジスタの画素
数、即ち、撮像部１の水平方向の画素数を増大す
る場合の障害となつていた。
タ３は３原色を順次読み出す事になるので、各々
3.58MHzのキヤリアに乗せて読み出す為には
3.58MHz×３＝10.74MHzのクロツクで駆動しな
ければならないことになるが、しかし、クロツク
周波数を高くすると転送効率が低下するのと、消
費電力が大になる為、水平シフトレジスタの画素
数、即ち、撮像部１の水平方向の画素数を増大す
る場合の障害となつていた。
（目的）
本発明はこの様な従来の固体撮像素子の欠点を
解消し得る改善されたカラー撮像に好適な固体撮
像素子及び該素子を用いたカメラを提供する事を
目的としたものである。
解消し得る改善されたカラー撮像に好適な固体撮
像素子及び該素子を用いたカメラを提供する事を
目的としたものである。
本発明の他の目的は例えば色信号分離の為のサ
ンプルホールド回路を不要若しくは極めて簡素化
出来る様な固体撮像素子及び該素子を用いたカメ
ラを提供する事にある。
ンプルホールド回路を不要若しくは極めて簡素化
出来る様な固体撮像素子及び該素子を用いたカメ
ラを提供する事にある。
本発明の他の目的はノイズの少ない、又、水平
レジスタを低速駆動し得る、従つて転送効率の良
い固体撮像素子及び該素子を用いたカメラを提供
する事にある。
レジスタを低速駆動し得る、従つて転送効率の良
い固体撮像素子及び該素子を用いたカメラを提供
する事にある。
（実施例）
以下実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
第４図は本発明に係る固体撮像素子の構成の一
例を示す図で、撮像部の前面には第２図の様な色
分離のためのカラーストライプフイルタが貼付け
られる。３１〜３３は夫々水平シフトレジスタ、
４１〜４３は夫々電荷電圧変換アンプである。
例を示す図で、撮像部の前面には第２図の様な色
分離のためのカラーストライプフイルタが貼付け
られる。３１〜３３は夫々水平シフトレジスタ、
４１〜４３は夫々電荷電圧変換アンプである。
この様に本実施例では読み出し様の転送路とし
ての水平シフトレジスタを得ようとする色信号の
種類に応じて３本３１〜３３を設け、各色に対応
した電荷を夫々に専用の水平シフトレジスタ３
１，３２，３３に振り分けて入力して、読み出す
様に構成している。
ての水平シフトレジスタを得ようとする色信号の
種類に応じて３本３１〜３３を設け、各色に対応
した電荷を夫々に専用の水平シフトレジスタ３
１，３２，３３に振り分けて入力して、読み出す
様に構成している。
従つて、各色の信号は各水平レジスタ３１，３
２，３３で実質的にサンプリングされ、アンプ４
１，４２，４３からは各色信号が夫々分離されて
出力される。
２，３３で実質的にサンプリングされ、アンプ４
１，４２，４３からは各色信号が夫々分離されて
出力される。
次に第５図は第４図示の撮像素子の要部の電極
構成を示すものであつて、図ではメモリー部２の
下端以下、３本の水平シフトレジスタ３１〜３３
までの部分が示されている。
構成を示すものであつて、図ではメモリー部２の
下端以下、３本の水平シフトレジスタ３１〜３３
までの部分が示されている。
尚、第４図には示さなかつたが本実施例の撮像
素子の最下端部即ち水平シフトレジスタ３１の下
側に隣接した電荷クリアゲートCLを介して電荷
クリアドレインCDが設けられており、ドレイン
CDには電源レベルが接続されている。
素子の最下端部即ち水平シフトレジスタ３１の下
側に隣接した電荷クリアゲートCLを介して電荷
クリアドレインCDが設けられており、ドレイン
CDには電源レベルが接続されている。
又、メモリー部２と３つの水平シフトレジスタ
３１〜３３との間にはメモリー部２の最終の１水
平ラインの中に含まれる３色の情報を３つの水平
シフトレジスタ３１〜３３の夫々に振り分けて入
力させる為のいわば、電荷の並列−直列変換を行
う分離入力部１７が設けてある。
３１〜３３との間にはメモリー部２の最終の１水
平ラインの中に含まれる３色の情報を３つの水平
シフトレジスタ３１〜３３の夫々に振り分けて入
力させる為のいわば、電荷の並列−直列変換を行
う分離入力部１７が設けてある。
図中、斜線部はチヤンネルストツプであり、３
１Ｅ〜３３Ｅは夫々水平シフトレジスタ３１〜３
３の各転送電極、１７Ｅは分離入力部１７の転送
電極、２Ｅはメモリー部２の転送電極である。
１Ｅ〜３３Ｅは夫々水平シフトレジスタ３１〜３
３の各転送電極、１７Ｅは分離入力部１７の転送
電極、２Ｅはメモリー部２の転送電極である。
尚、本実施例では１相駆動で転送するように構
成されているがこれは２相でも３相でも更には４
相でも差し支えない。
成されているがこれは２相でも３相でも更には４
相でも差し支えない。
図中、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示した部分の１組を以
つて単位セルを構成しており、Ａ〜Ｄの各部分の
電位をＰ(A)〜Ｐ(D)と表わすものとすれば、Ｐ(A)＞
Ｐ(B)となる様にイオン注入等により仮想電極
（Virtuatl Phase）が形成されており、電位レベ
ルが固定されている。又、各電送電極下の部分
Ｃ，Ｄの電位は常にＰ(C)＞Ｐ(D)となる様に、矢張
り設定されており、各電極にロウレベルの電位が
印加された時にはＰ(A)＞Ｐ(B)＞Ｐ(C)＞Ｐ(D)とな
り、ロウレベルの電位が加わつた時にはＰ(C)＞Ｐ
(D)＞Ｐ(A)＞Ｐ(B)となる様に構成されている。因み
に、ポテンシヤルで表わせば、電位Ｐ(A)〜Ｐ(D)の
場合とは逆の関係となる。
つて単位セルを構成しており、Ａ〜Ｄの各部分の
電位をＰ(A)〜Ｐ(D)と表わすものとすれば、Ｐ(A)＞
Ｐ(B)となる様にイオン注入等により仮想電極
（Virtuatl Phase）が形成されており、電位レベ
ルが固定されている。又、各電送電極下の部分
Ｃ，Ｄの電位は常にＰ(C)＞Ｐ(D)となる様に、矢張
り設定されており、各電極にロウレベルの電位が
印加された時にはＰ(A)＞Ｐ(B)＞Ｐ(C)＞Ｐ(D)とな
り、ロウレベルの電位が加わつた時にはＰ(C)＞Ｐ
(D)＞Ｐ(A)＞Ｐ(B)となる様に構成されている。因み
に、ポテンシヤルで表わせば、電位Ｐ(A)〜Ｐ(D)の
場合とは逆の関係となる。
尚、φ1〜φ3は電極３１Ｅ〜３３Ｅに印加され
るクロツクパルス、φTは電極１７Ｅに印加され
るクロツクパルス、φSは電極２Ｅに印加される
クロツクパルス、φCLはクリアゲートCLの電極
に印加されるクロツクパルスである。
るクロツクパルス、φTは電極１７Ｅに印加され
るクロツクパルス、φSは電極２Ｅに印加される
クロツクパルス、φCLはクリアゲートCLの電極
に印加されるクロツクパルスである。
第６図ａ及びｂは夫々垂直転送のクロツクタイ
ミング及び水平転送のタイミングを示すものであ
る。
ミング及び水平転送のタイミングを示すものであ
る。
又、第７図は前述の本発明に係る撮像素子の一
実施例を用いたカラー撮像システムの概略を示す
ブロツク図で、１８は制御手段としてのドライバ
ーであつて、第６図ａ及びｂに示す如きクロツク
パルスφI、φS、φT、φ1〜φ3、φCLを供給する。
尚、φIは撮像部１の電極に印加されるクロツク
パルスである。１９は基準信号発生器である。図
からも明らかな如く、本構成では各色情報を分離
する為のサンプルホールド回路が省略され簡単な
構成となつている。
実施例を用いたカラー撮像システムの概略を示す
ブロツク図で、１８は制御手段としてのドライバ
ーであつて、第６図ａ及びｂに示す如きクロツク
パルスφI、φS、φT、φ1〜φ3、φCLを供給する。
尚、φIは撮像部１の電極に印加されるクロツク
パルスである。１９は基準信号発生器である。図
からも明らかな如く、本構成では各色情報を分離
する為のサンプルホールド回路が省略され簡単な
構成となつている。
第５図に示した構成の動作について説明する
と、第６図ａの如く、電荷の撮像部１からメモリ
ー部２への垂直転送の際は垂直同期信号V.
SYNCに同期して、期間t1〜t2の間にクロツクパ
ルスφI、φS、φT、φ3、φ2、φ1、φCLとして、
互いに同期したほぼ同位相のクロツクパルス（但
し、図示の如く、クロツクパルスφSだけは他の
クロツクパルスに対して若干先行している。）を
少なくとも撮像部１の垂直画素数と同じ数だけ供
給する事により、メモリー部２に残つていた電荷
をドレインCDに捨てると共に、撮像部１の電荷
をメモリー部２に移送し、記憶する。その後時刻
t3以降においてメモリー部２の最終行の蓄積電荷
情報を１ラインずつクロツクパルスφsによりシ
フトすると共にクロツクパルスφT、φ3、φ2、φ1
を図のように供給する事により水平方向の情報を
３本の水平シフトレジスタ３１〜３３の夫々に３
画素毎に振り分けて入力し、更に、時刻t4以降に
各レジスタの情報を順次読み出す。
と、第６図ａの如く、電荷の撮像部１からメモリ
ー部２への垂直転送の際は垂直同期信号V.
SYNCに同期して、期間t1〜t2の間にクロツクパ
ルスφI、φS、φT、φ3、φ2、φ1、φCLとして、
互いに同期したほぼ同位相のクロツクパルス（但
し、図示の如く、クロツクパルスφSだけは他の
クロツクパルスに対して若干先行している。）を
少なくとも撮像部１の垂直画素数と同じ数だけ供
給する事により、メモリー部２に残つていた電荷
をドレインCDに捨てると共に、撮像部１の電荷
をメモリー部２に移送し、記憶する。その後時刻
t3以降においてメモリー部２の最終行の蓄積電荷
情報を１ラインずつクロツクパルスφsによりシ
フトすると共にクロツクパルスφT、φ3、φ2、φ1
を図のように供給する事により水平方向の情報を
３本の水平シフトレジスタ３１〜３３の夫々に３
画素毎に振り分けて入力し、更に、時刻t4以降に
各レジスタの情報を順次読み出す。
ここで、特に時刻t3〜t4間の動作、即ち、メモ
リー部２の最終の１ラインの情報を分離入力部１
７を通じて３本の水平シフトレジスタ３１〜３３
の夫々に適宜振り分けて入力する際の動作につい
て第５図及び第６図ａ，ｂを参照し乍ら詳しく説
明する。尚、簡単の為、第５図中、、、及び
で示すメモリー部２の３つの列に於ける電荷情
報の移動についてのみ説明するが、もとより、同
様の動作が他の各組（３列１組）の各列に於いて
も同時に惹起されているものである事は言う迄も
ない。
リー部２の最終の１ラインの情報を分離入力部１
７を通じて３本の水平シフトレジスタ３１〜３３
の夫々に適宜振り分けて入力する際の動作につい
て第５図及び第６図ａ，ｂを参照し乍ら詳しく説
明する。尚、簡単の為、第５図中、、、及び
で示すメモリー部２の３つの列に於ける電荷情
報の移動についてのみ説明するが、もとより、同
様の動作が他の各組（３列１組）の各列に於いて
も同時に惹起されているものである事は言う迄も
ない。
先ず、時刻t3に於てクロツクパルスφTがハイ
になると、メモリー部２の最終の１ライン中の１
１６，１１７，１１８の部分に蓄積されていた電
荷が夫々分離入力部１７中の１１１，１１４，１
１５で示す部分に移動し、その後、このクロツク
パルスφTがロウになると、これら１１１，１１
４，１１５の部分に移つた電荷は更に夫々１１
０，１１３，１０６で示す部分に移動する。そし
て、クロツクパルスφTに若干遅れてクロツクパ
ルスφ3、φ2、φ1が順番に附与されると、分離入
力部１７の１０６の部分にあつた電荷、即ち、当
初、メモリー部２のＩで示す列の１１８の部分に
蓄積されていた電荷が水平レジスタ３３の１０５
及び１０４で示す部分、水平レジスタ３２の１０
３及び１０２で示す部分、及び、水平レジスタ３
１の１０１で示す部分を通じて該水平レジスタ３
１の１００で示す部分に移動し、ここで蓄積され
る。
になると、メモリー部２の最終の１ライン中の１
１６，１１７，１１８の部分に蓄積されていた電
荷が夫々分離入力部１７中の１１１，１１４，１
１５で示す部分に移動し、その後、このクロツク
パルスφTがロウになると、これら１１１，１１
４，１１５の部分に移つた電荷は更に夫々１１
０，１１３，１０６で示す部分に移動する。そし
て、クロツクパルスφTに若干遅れてクロツクパ
ルスφ3、φ2、φ1が順番に附与されると、分離入
力部１７の１０６の部分にあつた電荷、即ち、当
初、メモリー部２のＩで示す列の１１８の部分に
蓄積されていた電荷が水平レジスタ３３の１０５
及び１０４で示す部分、水平レジスタ３２の１０
３及び１０２で示す部分、及び、水平レジスタ３
１の１０１で示す部分を通じて該水平レジスタ３
１の１００で示す部分に移動し、ここで蓄積され
る。
次に再びクロツクパルスφTが附与されると、
分離入力部１７の１１１，１１４の部分にあつた
電荷が夫々１０９，１１２で示す部分を通じて１
０８，１０６で示す部分に移動する。そして、ク
ロツクパルスφTに若干遅れてクロツクパルス
φ3、φ2が順番に附与されると、分離入力部１７
の１０６の部分にあつた電荷、即ち、当初、メモ
リー部２ので示す列の１１７の部分に蓄積され
ていた電荷が１０５，１０４及び１０３で示す部
分を通じて水平レジスタ３２の１０２で示す部分
に移動し、ここで蓄積される。
分離入力部１７の１１１，１１４の部分にあつた
電荷が夫々１０９，１１２で示す部分を通じて１
０８，１０６で示す部分に移動する。そして、ク
ロツクパルスφTに若干遅れてクロツクパルス
φ3、φ2が順番に附与されると、分離入力部１７
の１０６の部分にあつた電荷、即ち、当初、メモ
リー部２ので示す列の１１７の部分に蓄積され
ていた電荷が１０５，１０４及び１０３で示す部
分を通じて水平レジスタ３２の１０２で示す部分
に移動し、ここで蓄積される。
次に再々度、クロツクパルスφTが附与される
と、分離入力部１７の１０８の部分にあつた電荷
が１０７で示す部分を通じて１０６で示す部分に
移動する。そして、クロツクパルスφTに若干遅
れてクロツクパルスφ3が附与されると、分離入
力部１７の１０６の部分にあつた電荷、即ち、当
初、メモリー部２ので示す列の１１６の部分に
蓄積されていた電荷が１０５で示す部分を通じて
水平レジスタ３３の１０４の部分に移動し、ここ
で蓄積される。
と、分離入力部１７の１０８の部分にあつた電荷
が１０７で示す部分を通じて１０６で示す部分に
移動する。そして、クロツクパルスφTに若干遅
れてクロツクパルスφ3が附与されると、分離入
力部１７の１０６の部分にあつた電荷、即ち、当
初、メモリー部２ので示す列の１１６の部分に
蓄積されていた電荷が１０５で示す部分を通じて
水平レジスタ３３の１０４の部分に移動し、ここ
で蓄積される。
以上の様にして、メモリー部２の最終の１ライ
ンに蓄積されていた電荷は分離入力部１７を介す
る事により列、、の各グループ毎に専用の
水平シフトレジスタ３１〜３３に夫々分配されて
入力される。従つて例えばＲ、Ｇ、Ｂのストライ
プフイルターを、列のグループがＲ、列のグ
ループがＧ、列のグループがＢに対応するよう
貼付けると、水平レジスタ３１にはＲ、水平レジ
スタ３２にはＧ、水平レジスタ３３にはＢに対応
した電荷が蓄積される。
ンに蓄積されていた電荷は分離入力部１７を介す
る事により列、、の各グループ毎に専用の
水平シフトレジスタ３１〜３３に夫々分配されて
入力される。従つて例えばＲ、Ｇ、Ｂのストライ
プフイルターを、列のグループがＲ、列のグ
ループがＧ、列のグループがＢに対応するよう
貼付けると、水平レジスタ３１にはＲ、水平レジ
スタ３２にはＧ、水平レジスタ３３にはＢに対応
した電荷が蓄積される。
その後、時刻t4以降に各水平レジスタ３１，３
２，３３に入力された電荷が夫々読み出されてい
く（第６図ｂのOUT１〜OUT３）。
２，３３に入力された電荷が夫々読み出されてい
く（第６図ｂのOUT１〜OUT３）。
そこで、水平レジスタ３１〜３３を通じてメモ
リー部２の１水平ライン分の電荷の読み出しが終
了すると、第６図ｂに示す様に、メモリー部２に
対してクロツクパルスφSが附与されて、各水平
ラインの蓄積電荷が１ライン水平ライン分、垂直
方向に移動する事により最終の１ラインに新たな
電荷が取り込まれ、しかる後、上述の時刻t3〜t4
間の動作が行われる事によりこの新たな１ライン
分の蓄積電荷が水平レジスタ３１〜３３に分配し
て入力される。
リー部２の１水平ライン分の電荷の読み出しが終
了すると、第６図ｂに示す様に、メモリー部２に
対してクロツクパルスφSが附与されて、各水平
ラインの蓄積電荷が１ライン水平ライン分、垂直
方向に移動する事により最終の１ラインに新たな
電荷が取り込まれ、しかる後、上述の時刻t3〜t4
間の動作が行われる事によりこの新たな１ライン
分の蓄積電荷が水平レジスタ３１〜３３に分配し
て入力される。
以上の様な動作を繰り返し行う事によりメモリ
ー部２の全てのラインの蓄積電荷が各色毎に分離
されて読み出される様になる。
ー部２の全てのラインの蓄積電荷が各色毎に分離
されて読み出される様になる。
尚、水平レジスタ３１〜３３に於ける入力電荷
の水平転送に際し、各レジスタ３１，３２，３３
間での電荷の混合を防止するために電荷の水平転
送モードに於て各レジスタ３１，３２，３３を
夫々他に対してアイソレートする様な制御ゲート
等の手段を附加する可きとするものである。或い
は、水平転送モードに於けるクロツクパルスφ1、
φ2、φ3の波形を若干工夫する事により、斯かる
アイソートのための手段を附加することなしに、
水平レジスタ３１〜３３間での電荷の混合を防止
しつつ、電荷の水平転送を行う様にする事も出来
る。例えば、時刻t4に於て、クロツクパルスφ2、
φ1に先行して先ずクロツクパルスφ3をハイにす
る事により水平レジスタ３３の１０４の部分に取
り込まれている電荷をその左側の電極３３EFの
Ｃに相当する部分に移し、次いで、クロツクパル
スφ3をハイにしたままクロツクパルスφ2をハイ
にする事により同様に水平レジスタ３２の１０２
の部分に取り込まれている電荷をその左側の電極
３２EFのＣに相当する部分に移し、次いで、ク
ロツクパルスφ3、φ2を共にハイにしたままクロ
ツクパルスφ1をハイにする事により同様に水平
レジスタ３１の１００の部分に取り込まれている
電荷をその左側の電極３１EFのＣに相当する部
分に移し、そして、今度は逆に、クロツクパルス
φ2、φ3に先行して先ずクロツクパルスφ1をロウ
にする事により水平レジスタ３１の電極３１EF
のＣ相当の部分にあつた電荷をその左側のＡ相当
の部分に移し、次いでクロツクパルスφ2をロウ
にする事により同様に水平レジスタ３２の電極３
２EFのＣ相当の部分にあつた電荷をその左側の
部分に移し、次いで、クロツクパルスφ3をロウ
にする事により同様に水平レジスタ３３の電極３
３EFのＣ相当の部分にあつた電荷をその左側の
Ａ相当の部分に移すと言う様に、Ａ相当の部分か
らＣ相当の部分への電荷移動については水平レジ
スタ３３→水平レジスタ３２→水平レジスタ３１
と言う時間的順序で行い、Ｃ相当の部分からＡ相
当の部分への電荷移動については逆に水平レジス
タ３１→水平レジスタ３２→水平レジスタ３３の
時間的順序で行う様にする事により上述のアイソ
レート用の手段を附加することなしに水平レジス
タ３１〜３３での電荷の混合を防止しつつ、電荷
の水平転送を良好に行い得る。
の水平転送に際し、各レジスタ３１，３２，３３
間での電荷の混合を防止するために電荷の水平転
送モードに於て各レジスタ３１，３２，３３を
夫々他に対してアイソレートする様な制御ゲート
等の手段を附加する可きとするものである。或い
は、水平転送モードに於けるクロツクパルスφ1、
φ2、φ3の波形を若干工夫する事により、斯かる
アイソートのための手段を附加することなしに、
水平レジスタ３１〜３３間での電荷の混合を防止
しつつ、電荷の水平転送を行う様にする事も出来
る。例えば、時刻t4に於て、クロツクパルスφ2、
φ1に先行して先ずクロツクパルスφ3をハイにす
る事により水平レジスタ３３の１０４の部分に取
り込まれている電荷をその左側の電極３３EFの
Ｃに相当する部分に移し、次いで、クロツクパル
スφ3をハイにしたままクロツクパルスφ2をハイ
にする事により同様に水平レジスタ３２の１０２
の部分に取り込まれている電荷をその左側の電極
３２EFのＣに相当する部分に移し、次いで、ク
ロツクパルスφ3、φ2を共にハイにしたままクロ
ツクパルスφ1をハイにする事により同様に水平
レジスタ３１の１００の部分に取り込まれている
電荷をその左側の電極３１EFのＣに相当する部
分に移し、そして、今度は逆に、クロツクパルス
φ2、φ3に先行して先ずクロツクパルスφ1をロウ
にする事により水平レジスタ３１の電極３１EF
のＣ相当の部分にあつた電荷をその左側のＡ相当
の部分に移し、次いでクロツクパルスφ2をロウ
にする事により同様に水平レジスタ３２の電極３
２EFのＣ相当の部分にあつた電荷をその左側の
部分に移し、次いで、クロツクパルスφ3をロウ
にする事により同様に水平レジスタ３３の電極３
３EFのＣ相当の部分にあつた電荷をその左側の
Ａ相当の部分に移すと言う様に、Ａ相当の部分か
らＣ相当の部分への電荷移動については水平レジ
スタ３３→水平レジスタ３２→水平レジスタ３１
と言う時間的順序で行い、Ｃ相当の部分からＡ相
当の部分への電荷移動については逆に水平レジス
タ３１→水平レジスタ３２→水平レジスタ３３の
時間的順序で行う様にする事により上述のアイソ
レート用の手段を附加することなしに水平レジス
タ３１〜３３での電荷の混合を防止しつつ、電荷
の水平転送を良好に行い得る。
さて、以上に説明した実施例にあつては、撮像
部１の１水平ライン分の情報を３分割して夫々を
３本の水平レジスタ３１〜３３の夫々で分担して
読み出すものであるから、撮像部１の水平方向の
画素数に対し水平レジスタ３１〜３３の各構成ビ
ツト数は大略1/3で済み、従つて、夫々に附与す
べきクロツクパルスφ1〜φ3の周波数を大略1/3に
出来る事になり、これにより省電力化と共に、ノ
イズの低減、転送効率の向上が可能となる。
部１の１水平ライン分の情報を３分割して夫々を
３本の水平レジスタ３１〜３３の夫々で分担して
読み出すものであるから、撮像部１の水平方向の
画素数に対し水平レジスタ３１〜３３の各構成ビ
ツト数は大略1/3で済み、従つて、夫々に附与す
べきクロツクパルスφ1〜φ3の周波数を大略1/3に
出来る事になり、これにより省電力化と共に、ノ
イズの低減、転送効率の向上が可能となる。
尚、実施例としてはフレームトランスフアー型
CCDについてのみ述べたが、インターライン型
のCCDやCPD（Charge Priming Device）にも全
く同じように適用しうる事は言うまでもない。
CCDについてのみ述べたが、インターライン型
のCCDやCPD（Charge Priming Device）にも全
く同じように適用しうる事は言うまでもない。
又、水平シフトレジスタは色分離フイルター等
の色分離の為の光学部材により分離された各色に
ついての電荷を夫々別々に取り込んで読み出す為
のものであつて、色分離フイルターとしては補色
フイルタ等の組み合わせを用いても良いことは言
うまでもない。又、ストライプ状のカラーフイル
ターでなくてモザイク状のカラーフイルターであ
つても良い。
の色分離の為の光学部材により分離された各色に
ついての電荷を夫々別々に取り込んで読み出す為
のものであつて、色分離フイルターとしては補色
フイルタ等の組み合わせを用いても良いことは言
うまでもない。又、ストライプ状のカラーフイル
ターでなくてモザイク状のカラーフイルターであ
つても良い。
又、水平レジスタは３本でなくても２本にし、
色信号を分離して各水平レジスタに収納するだけ
でも水平レジスタに対するクロツクパルスのクロ
ツク周波数を半分に出来るものである。勿論色分
離光学部材による分離色が３色以上あればそれに
応じて水平レジスタを３本以上にしても良い。
色信号を分離して各水平レジスタに収納するだけ
でも水平レジスタに対するクロツクパルスのクロ
ツク周波数を半分に出来るものである。勿論色分
離光学部材による分離色が３色以上あればそれに
応じて水平レジスタを３本以上にしても良い。
又、本実施例では不要電荷クリアの為にクリア
ドレインCDやクリアゲートCLを設けたが、これ
らがなくても色情報の分離は可能である。尚、水
平レジスタ３１〜３３に対する分離入力部１７は
ゲート電極により構成しても良い。
ドレインCDやクリアゲートCLを設けたが、これ
らがなくても色情報の分離は可能である。尚、水
平レジスタ３１〜３３に対する分離入力部１７は
ゲート電極により構成しても良い。
（効果）
本発明の固体撮像素子及び該素子を用いたカメ
ラによれば固体撮像素子から出力される信号を分
離する為のサンプルホールド回路が不要若しくは
極めて簡素化されるので信号処理系の構成が簡略
化される。又、各水平読み出し部の読み出しクロ
ツク周波数を大幅に低減する事が出来るので撮像
部での水平方向の画素数を増大しても転送効率を
良好に保持出来、又、ノイズを低減化出来ると共
に、省電力化も図れる等、多くの効果を奏する。
ラによれば固体撮像素子から出力される信号を分
離する為のサンプルホールド回路が不要若しくは
極めて簡素化されるので信号処理系の構成が簡略
化される。又、各水平読み出し部の読み出しクロ
ツク周波数を大幅に低減する事が出来るので撮像
部での水平方向の画素数を増大しても転送効率を
良好に保持出来、又、ノイズを低減化出来ると共
に、省電力化も図れる等、多くの効果を奏する。
第１図は従来のフレームトランスフアー型
CCDの構成図、第２図はストライプ状カラーフ
イルターの例を示す図、第３図は従来のカラー撮
像信号の処理系の構成例を示す図、第４図は本発
明に係る固体撮像素子の一実施例を示す図、第５
図は第４図元素子の要部の構成図、第６図ａ及び
ｂは夫々該素子の垂直転送タイミング及び水平転
送タイミングを示す図、第７図は前記素子を用い
たカラー撮像システムの構成の一例を示す図であ
る。 １……撮像部、２……メモリー部、１７……分
離入力部、３１〜３３……読み出し部（水平レジ
スタ）、４１〜４３……出力アンプ。
CCDの構成図、第２図はストライプ状カラーフ
イルターの例を示す図、第３図は従来のカラー撮
像信号の処理系の構成例を示す図、第４図は本発
明に係る固体撮像素子の一実施例を示す図、第５
図は第４図元素子の要部の構成図、第６図ａ及び
ｂは夫々該素子の垂直転送タイミング及び水平転
送タイミングを示す図、第７図は前記素子を用い
たカラー撮像システムの構成の一例を示す図であ
る。 １……撮像部、２……メモリー部、１７……分
離入力部、３１〜３３……読み出し部（水平レジ
スタ）、４１〜４３……出力アンプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 入射光を受光することにより形成された電気
的情報を蓄積する行及び列状の蓄積セルを有する
蓄積部２と、 該蓄積部２に蓄積された電気的情報を読み出す
ための、列方向に並列に配置され列及び行方向に
電荷転送可能なＮ行（Ｎは２以上の整数）の読み
出し部３１，３２，３３と、 前記蓄積部２の端の所定の行の各列の蓄積セル
に夫々の入力端が接続され、出力端がＮ個ずつ前
記所定の読み出し部３３の各電荷転送段に共通接
続された複数の電荷転送列、、、、…
…から成る分離部１７と、 を有し、 前記分離部１７の複数の電荷転送列は互いに電
荷転送段数の異なるＮ種類の電荷転送列をＮ個ず
つ繰り返し配置させたものであるとともに、前記
複数の電荷転送列、、、、……は共通
の電荷転送電極１７Ｅにより同時に駆動されるよ
う構成されていることを特徴とする固体撮像素
子。 ２ 入射光を受光することにより形成された電気
的情報を蓄積する行及び列状の蓄積セルを有する
蓄積部２と、 該蓄積部２に蓄積された電気的情報を読み出す
ための、列方向に並列に配置され列及び行方向に
電荷転送可能なＮ行（Ｎは２以上の整数）の読み
出し部３１，３２，３３と、 前記蓄積部２の端の所定の行の各列の蓄積セル
に夫々の入力端が接続され、出力端がＮ個ずつ前
記所定の読み出し部３３の各電荷転送段に共通接
続された複数の電荷転送列、、、、…
…から成る分離部１７と、 を有し、 前記分離部１７の複数の電荷転送列は互いに電
荷転送段数の異なるＮ種類の電荷転送列をＮ個ず
つ繰り返し配置させたものであるとともに、前記
複数の電荷転送列、、、、……は共通
の電荷転送電極１７Ｅにより同時に駆動されるよ
う構成された固体撮像素子と、 前記蓄積部２に蓄積された電気的情報を列方向
に転送するのに同期して前記分離部の前記電荷転
送電極１７Ｅ及び前記読み出し部３１，３２，３
３に駆動信号を供給することにより前記蓄積部に
蓄積された所定の一行分の電気的情報を前記複数
行の読み出し部３１，３２，３３に順次夫々振り
分け、その後前記複数行の読み出し部３１，３
２，３３の電気的情報を行方向に転送することに
より読み出す制御手段１８，１９と、 前記制御手段１８，１９により複数行の読み出
し部３１，３２，３３を介して読み出された信号
を用いてテレビジヨン映像信号を形成する信号処
理手段４１〜４３，９〜１６と、 を有するカメラ。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57214411A JPS59104879A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 固体撮像素子及びカメラ |
| US06/474,048 US4513313A (en) | 1982-12-07 | 1983-03-10 | Solid state imaging device |
| GB08332366A GB2134347B (en) | 1982-12-07 | 1983-12-05 | Solid state image pick-up arrangement |
| DE19833344090 DE3344090A1 (de) | 1982-12-07 | 1983-12-06 | Festkoerper-bildaufnahmevorrichtung und bildaufnahmesystem zur anwendung derselben |
| NL8304202A NL192285C (nl) | 1982-12-07 | 1983-12-06 | Beeldopneeminrichting van het solid-state type. |
| DE3348327A DE3348327C2 (ja) | 1982-12-07 | 1983-12-06 | |
| FR838319582A FR2537369B1 (fr) | 1982-12-07 | 1983-12-07 | Dispositif analyseur d'image a semi-conducteurs et systeme analyseur l'utilisant |
| GB08704369A GB2186151B (en) | 1982-12-07 | 1987-02-25 | Solid state image pick-up arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57214411A JPS59104879A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 固体撮像素子及びカメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59104879A JPS59104879A (ja) | 1984-06-16 |
| JPH0314274B2 true JPH0314274B2 (ja) | 1991-02-26 |
Family
ID=16655339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57214411A Granted JPS59104879A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 固体撮像素子及びカメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59104879A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6229386A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-07 | Fuji Photo Film Co Ltd | カラ−画像用固体撮像素子 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4001878A (en) * | 1975-11-19 | 1977-01-04 | Rca Corporation | Charge transfer color imagers |
| JPS5515144A (en) * | 1978-07-17 | 1980-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | Photo circuit element |
| JPS56109076A (en) * | 1980-01-31 | 1981-08-29 | Fujitsu Ltd | Solid-state image sensor |
| JPS56146377A (en) * | 1980-04-15 | 1981-11-13 | Fujitsu Ltd | Solid-state pickup device |
| JPS57181274A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-08 | Sony Corp | Solid-state image pickup element |
-
1982
- 1982-12-07 JP JP57214411A patent/JPS59104879A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4001878A (en) * | 1975-11-19 | 1977-01-04 | Rca Corporation | Charge transfer color imagers |
| JPS5515144A (en) * | 1978-07-17 | 1980-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | Photo circuit element |
| JPS56109076A (en) * | 1980-01-31 | 1981-08-29 | Fujitsu Ltd | Solid-state image sensor |
| JPS56146377A (en) * | 1980-04-15 | 1981-11-13 | Fujitsu Ltd | Solid-state pickup device |
| JPS57181274A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-08 | Sony Corp | Solid-state image pickup element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59104879A (ja) | 1984-06-16 |
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