JPH0316476A - 撮像素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アスベクト比（テレビ画面の横と縦の比）の
変換ができ、アスベクト比４：３の現行テレビとワイド
アスベクト比１６：９のモニタのどちらにも映像を映す
ことができる撮像素子に関するものである。

従来の技術 第７図は従来の撮像素子の構成を示すブロック図である
。７１は光を電荷として蓄積する感光部、７２は感光部
７１で蓄積した電荷を垂直転送する垂直転送部、７３は
垂直転送された電荷を１フィールド分記憶するメモリ部
、７４はメモリ部７３？記憶された信号電荷を１水平走
査単位で水平転送を行う水平転送部である。

以上のように構成された撮像素子について、以下その動
作を説明する。

まず、画像信号として入力された光を受光量及び受光時
間に応じて感光部７１が電荷として蓄積する。シフｌ・
パルスの印加により、感光部７１から垂直転送部７２へ
蓄積電荷が転送される。この転送された電荷を垂直転送
部７２がライン単位でかつ高速で垂直方向にメモリ部７
３まで転送する。

次にメモリ部７３の転送バルスφ阿をいっせいに動作さ
せ１周期分電荷を転送する。この動作によって信号電荷
を水平転送部７４に転送する。この次に水平転送部７４
の転送バルスφ■を動作させ信号電荷を順次出力端に出
力する。これらの動作を繰り返して画像信号の光電変換
を行う。

発明が解決しようεする課題 しかしながら上記のようｒｘ　＃Ｒ成では、順次走査と
飛越走査を変換する機能とアスベクト比を変換する機能
がないので、走査方法やアスペクト比が選択できない専
用の撮像素子になるという問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、順次走査と飛越走査の選択
ができ、ワイドアスペクト比１６：　９のモニタあるい
はテレビとアスペクト比４：３の現行テレビのどちらに
も画像信号も得ることができる撮像素子を提供するもの
である。

課題を解決するための手段 本願の請求項１の発明は、受光量及び受光時間に応じた
電荷を蓄積する感光部と、シフトパルスの印加により前
記感光部の蓄積電荷が転送されてき、この転送されて来
た電荷をライン単位に垂直方向に転送する垂直転送部と
、前記各垂直転送部からの転送電荷をライン単位で水平
方向に第１の周波数で転送する第１の水平転送部と、前
記垂直転送部の中央部からの転送電荷をライン単位で水
平方向に第２の周波数で転送する第２の水平転・送部と
、前記垂直転送部からの転送電荷を前記第１の水平転送
部へ転送するか、前記第２の水平転送部へ転送するか選
択する転送手段とを具備していることを特徴とするもの
である。

また、本願の請求項２の発明は、受光量及び受光時間に
応じた電荷を蓄積する感光部と、シフトパルスの印加に
より前記感光部の蓄積電荷が一斉に転送されてき、この
転送されて来た電荷をライン単位に垂直方向に，転送す
る垂直転送部と、前記垂直転送部からの転送電洒を蓄積
する１フィー・−ルド分の記憶容量を有する第ｊのフィ
ールドメモリと、前記垂直転送部からの転送電荷を蓄積
するＳフィールド分の記憶容量を有する第２のフィール
ドメモリと、前記垂直転送部からのライン単位の転送電
荷を第ｌ及び第２のフィールドメモリに交互にあるいは
連続に転送するゲート制御手段と、前記第１のフィール
ドメモリに蓄積された電荷を読み出し、次に前記第２の
フィー・ルドメモリに蓄積された電荷を読み出す読み出
し手段と、前記読み出し手段によって読み出された電荷
をライン単位で水平方向に第ｔの周波数で転送する第１
の水平転送部と、前記読み出ｔ７手段によって読み出さ
れた電荷をライン単位で水平方向に第２の周波数で転送
する第２の水平転送部と、前記読み出し手段からの転送
電荷を前記第１の水平転送部へ転送するか、前記第２の
水平転送部へ転送するか選択する転送手段とを具備して
いることを特徴とするものである。

作用 このような特徴を有する本願の請求項１及び２の発明に
よれば、転送手段により垂直転送部からの転送電荷を第
１または第２の水平転送部に切換えて転送するようにし
ている。そして第１または第２の周波数で各々電荷を転
送する水平転送部から得られる信号によりアスペクト比
の異なる信号を得るようにしている。

また、本願の請求項２の発明では、撮像素子内に第１ま
たは第２の７ィールドメモリを有しており、転送手段に
よる転送電荷の切換えに対応してゲート制御手段により
転送電荷を第１及び第２のフィールドメモリに連続にま
たは交互に転送するように制御することにより、アスベ
クト比の異なる画像信号を得るようにしている。

実施例 以下、本発明の一実施例の撮像素子について図面を参照
しながら説明する。第２図は本発明の実施例による撮像
素子を用いた撮像装置のブロック図を示すものである。

第２図において、１１は画像信号を光として入力する光
学系、ｌ２は光学系ｌ１が光として入力した画像信号を
電気信号に変換するワイドアスペクト比１Ｂ＝　９で順
次走査のＣ　Ｏ　Ｄ，本実施例においては撮像素子にＣ
ＯＤを用いた。１３はＣＣＤ１２が電気信号に変換した
画像信号を信号処理するプロセス回路、１４は信号処理
を行った画像信号を輝度信号と２つの色差信号に変換す
るマトリックス回路、１５はローバスフィルタ（ＬＰＦ
）、１　Ｂは輝度信号と２つの包差信号と同期信号を複
合ビデオ信号に変換するエンコーダ、１７は標本化周波
数１３．５ＭＨｚを発振する発振器、１８は標本化周波
数１８ＭＨｚを発振する発振器、１９は標本化周波数か
らタイミング信号を発生するタイミング発生器、２０は
タイミング信号から同期信号を発生する同期信号発？器
、２１はタイミング信号から撮像素子１２の駆動信号を
発生する駆動回路、２２は１３．５ＭＨｚと１８ＭＨｚ
を切り換える切換えスイッチである。

以上のように構成された撮像装置において，１　光学系
１１より画像信号を入力すると、入力された画像はＣＣ
Ｄ　１　２によって電気信号に変換される。

次にガンマ補正，ホワイトクリップなどのプロセス回路
１３を通った後、マトリックス回路１４に加えられ輝度
信号と２・つの色差信号に変換される。

最後に同期信号発生器２０が発生した同期信号と輝度信
号と２つの色差信号を工冫■・・−ダ１６によって複合
ビデオ信号に変換しで出力する。

第１図は本願の第１．の実施例におけるＣＣＤ１２の構
成図である。第１図にわいで３１，は受光量及び受光時
間に応じた電荷をＭ積する感光部、３２はシフトパルス
の印加により、感光部３１の苓積電荷が転送されてき、
この転送されてきた電荷をライン単位でかつ高速で垂直
方向に転送する垂直転送部、３３は垂直転送部３２から
の転送電荷を水平方向に第１の周波数、本実施例では１
８ＭＨｚで転送する第１の水平転送部、３４は垂直転送
部３２からの転送電荷を水平方向に第２の周波数、本実
施例では１３．５ＭＨｚで転送する第２の水平転送部で
ある。第２の水平転送部３４は垂直転送部３２のうち中
央の転送部３３からの信号のみを水平転送するものとす
る。３５は垂直転送部３２からの転送電荷を前記第１の
水平転送部３３へ転送するか、前記第２の水平転送部３
４へ転送するか選択することができる転送手段、３６は
信号出力部である。第３，４図はＣＯＤ１２の駆動方法
を示した図である。第３図は順次走査、第４図は飛越走
査を示す。

以下、第１図と第４図を用いて本発明の第１の実施例の
動作を説明する。

まず、順次走査で、ワイドアスペクト比１６二〇の場合
のＣＣＤ１２の駆動方法を説明する。まず第３図に示す
ように、感光部３１からシフトパルスの印加によって、
垂直転送部３２へ信号電荷を一度に転送する。次に垂直
転送部３２を一斉に動作させ１周期分信号電荷を耘送さ
せる。この動作によって信号電荷を第１の水平転送部３
３に転送する。第１の水平転送部３３を１８ＭＨｚで動
作させ蓄積された信号電荷を順次出力端に転送する。こ
れらの動作を繰り返して順次走査でワイドアスペクト比
１６：８に対応することができる。

次に、飛越走査でアスペクト比４：３の場合のＣＣＤ　
１　２の駆動方法を説明する。まず奇数フィールドでは
第４図（ａ）に示すように水平転送部３４に近い画素か
ら奇数番目の信号と、次の偶数番目の信号を同時に垂直
転送部３２で加算して読み出す。次に偶数フィールドで
は第４図（ｂ）に示すように加算の組合せを変え、下か
ら偶数番目の画素と次の奇数番目の画素の信号を垂直転
送部３２で加算して読み出す。この動作によって信号電
荷を第２の水平転送部３４に転送する。第２の水平転送
部３４を１３．５ＭＨｚで動作させ蓄積された信号電荷
を順次出力端に転送する。これらの動作を繰り返して飛
越走査でアスペクト比４：３に対応することができる。

以上のように第ｌの実施例によれば、受光量及び受光時
間に応じた電荷を蓄積する感光部と、シフトパルスの印
加により前記感光部の蓄積電荷が転送されてき、゜゜こ
の゛転送されて来た電荷をライン単位でかつ高速で垂直
方向に転送する垂直転送部と、前記各垂直転送部からの
転送電荷をライン単位で水平方向に１８ＭＨｚで転送す
る第ｔの水平転送部と、前記垂直転送部の中央部からの
転送電荷をライン単位で水平方向に１　３　．５ＭＨ　
ｚで転送する第２の水平転送部と、前記垂直転送部から
の転送電荷を前記第１の水平転送部へ転送するか、前記
第２の水平転送部へ転送するか選択する転送手段という
構成を設けることにより、前記感光部からの蓄積電荷の
読み出し方法を切り換えることによって順次走査と飛越
走査の走査変換を行い、前記第１の水平転送部と第２の
水平転送部を切り換えることによって、画素数及び水平
転送クロックを１３．５ＭＨｚと１　８ＭＨｚに切り換
え、アスペクト比（テレビ画面の横と縦の比）を４＝　
３と１６：９に切り換えることかで゛・きる。

第５図は本願の請求項２の発明を具体化した第２の実施
例におけるＣＯＤの構成図である。第５図において４ｌ
は受光量及び受光時間に応じた電荷を蓄積する感光部、
４２はシフトパルスの印加により、感光部４１の蓄積電
荷が転送されてき、この転送されてきた電荷をライン単
位でかつ高速で垂直方向に転送する垂直転送部、ハッチ
ングで示す４３は垂直転送部４２からの転送電荷を蓄積
する１フィールド分の記憶容量を有する第１のフィール
ドメモリ、４゜４は第１のフィールドメモリとめ間に交
互に配置され、垂直転送部４２からの転送電荷を蓄積す
る１フィールド分の記憶容量を有する第２のフィールド
メモリ、４５は垂直転送部４２からのライン単位の転送
電荷を第１及び第２のフィールドメモリに交互にあるい
は連続に転送するゲート制御手段、４６は第１のフィー
ルドメモリ４３に蓄積された電荷を読み出し、次に前記
第２のフィールドメモリ４４に蓄積された電荷を読み出
す読み出し手段、４７は読み出し手段４６からの転送電
荷を水平方向に第１の周波数、本実施例では１８ＭＨｚ
で転送する第１の水平転送部、４８は読み出し手段４Ｂ
からの転送電荷を水平方向に第２の周波数、本実施例で
は１３．５ＭＨｚで転送する第２の水平転送部、４９は
読み出し手段４６からの転送電荷を前記第１の水平転送
部４７へ転送するか、前記第２の水平転送部４８へ転送
するか選択する転送手段、５０は信号出力部である。

以下、第５図を用いて第２の実施例の動作を説明する。

まず、順次走査で、ワイドアスベクト比１６：　９の場
合のＣＯＤの駆動方法を説明する。まず感光部４１から
シフトパルスの印加によって、垂直転送部４２へ信号電
荷を一度に転送する。次にこの転送されてきた電荷を垂
直転送部４２を一斉に動作させ、第ｉのフィールドメモ
リ４３と第２のフィールドメモリ４４に連続に垂直転送
する。読み出し手段４６にようて読み出した信号電荷を
転送手段４９によって第１の水平転送部４７に転送する
。第１の水平転送部４７を１８ＭＨｚで動作させ蓄積さ
れた信号電荷を順次出力端に転送する。

これらの動作を繰り返して順次走査でワイドアスベクト
比１ｅｆ’９に対応することができる。

次に、飛越走査でアスペクト比４：３の場合のＣＯＤの
駆動方法を説明する。まず感光部４１からシフトパルス
の印加によって、垂直転送部４２へ信号電荷を一度に転
送する。次に、この転送されてきた電荷を垂直転送部３
２を一斉に動作させ、フィールド単位の信号電荷を第ｌ
のフィールドメモリ４３と第２のフィールドメモリ４４
に交互に正直転送する。読み出し手段４６によって読み
出した信号電荷を転送手段４９によって筆２の水平耘送
部４８に転送する。第２の水平転送部４８を１３．５Ｍ
Ｈｚで動作させ蓄積された信号電荷を順次出力端に転送
する。これらの動作を繰り返して飛越走査でアスペクト
比４：　３に対応することができる。

以上のように第２の実施例によれば、受光量及び受光時
間に応じた電荷を蓄積する感光部と、シフトパルスの印
加により前記感光部の蓄積電荷が一斉に転送されてき、
この転送されて来た電荷をライン単位でかつ高速で垂直
方向に転送する垂直転送部と、前記垂直転送部からの転
送電荷を蓄積する１フィールド分の記憶容量を有する第
ｌのフィールドメモリと、前記垂直転送部からの転送電
荷を蓄積する１フィールド分の記憶容量を有する第２の
フィールドメモリと、前記垂直転送部からのライン単位
の転送電荷を第１及び第２のフィールドメモリに交互に
あるいは連続に転送するゲート制御手段と、前記第１の
フィールドメモリに蓄積された電荷を読み出し、次に前
記第２のフィールドメモリに蓄積された電荷を読み出す
読み出し手段と、前記読み出し手段によって読み出され
た電荷をライン単位で水平方向にＬ８ＭＨｚで転送する
第１の水平転送部と、前記読み出し手段によって読み出
された電荷をライン単位で水平方向に１３．５ＭＨｚで
転送する第２の水平転送部と、前記読み出し手段からの
転送電荷を前記第ｔの水平転送部へ転送するか、前記第
２の水平転送部へ転送するか選択することができる転送
手段という構成を設けることにより、前記感光部からの
蓄積電荷の読み出し方法を切り換えることによって順次
走査と飛越走査の走査変換を行い、前記第１の水平転送
部と第２の水平転送部を切り換えることによって、画素
数及び水平転送クロックを１３．５ＭＨｚと１８ＭＨｚ
に切り換え、アスペクト比（テレビ画面の横と縦の比）
を４：３と１６二〇に切り換えることができる。

第６図は同期信号発生回路２０のブロック図である。標
本化周波数ｆｓを１３．５ＭＨｚと１８Ｍ　Ｈ　ｚにす
ることによって、ＮＴＳＣ系とＰＡＬ系の共通の標本化
周波数になり、各種のタイミング系が而単に得ることが
できる。例えば、標本化周波数１　３　．５ＭＨ　ｚを
１／６分周し、１８ＭＨｚを１／８分周すると、それぞ
れ２．２５ＭＨｚになる。この２．２５ＭＨｚを基準周
波数として、ＮＴＳＣ系の場合は２．２５ＭＨｚを１／
１　４３分周することにより水平周波数ｆＨ（１５．７
ＫＨｚ）になり、さらに１／５２５分周することでフレ
ーム周波数ｆｐを得ることができる。また水平周波数ｆ
ｓを４５５／２分周することで色搬送波周波数ｆ　ｓｃ
　（３　．５　８ＭＨ　ｚ）を得ることができる。次に
ＰＡＬ系の場合は、基準周波数の２．２５ＭＨｚを１／
１４４分周することにより水平周波数ｆｎを得ることが
でき、さらに１／６２５分周することでフレーム周波数
ｆｐを得ることができる。また、水平周波数ｆｎを１１
３５／４分周することで色搬送波周波数ｆｓｃ（４．４
３ＭＨＺ）を得ることができる。従って、標本化周波数
ｆｓを１３．５ＭＨｚと１８ＭＨｚにすることによって
、ＮＴＳＣ系とＰＡＬ系の両系の各種のタイミング系を
得ることができる。

発明の効果 以上のように本願の請求項１及び２の発明は、順次走査
と飛越走査の走査変換を行い、ワイドアスペクト比１ｅ
：９のモニタあるいはアスペクト比４：　３の現行テレ
ビのどちらにも映像を映すことができる撮像素子を提供
することができ、大きな効果を得ることができる。また
、サンプリング周波数ｆｓを１３．５ＭＨｚと１８ＭＨ
ｚにすることによって、ＮＴＳＣ系とＰＡＬ系の両系の
各種のタイミング系を簡単に得ることができ、大きな効
果を得ることができる。

構成図、第２図は本発明の撮像素子を用いた撮像装置の
ブロック図である。第３図は本発明の第ｌの実施例のＣ
ＯＤの駆動方法を示した図である。

ＣＯＤの構成図である。第６図は同期信号発生回路のブ
ロック図である。第７図は従来の撮像素子のブロック図
である。

３１．４１・・・感光部、　　３２．４２・・・垂直転
送部、３３・・・第１の水平転送部、　　９４・・・第
２の水平転送部、　　３５．４９・・・転送手段、　　
４３・・・第１のフィールドメモリ、　　４４・・・第
２のフィールドメモリ、　　４５・・・ゲート制御手段
、　　４６・・・読み出し手段、　　４７・・・第１の
水平転送部、　　４８・・・第２の水平転送部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）受光量及び受光時間に応じた電荷を蓄積する感光
   部と、 シフトパルスの印加により前記感光部の蓄積電荷が転送
   されてき、この転送されてきた電荷をライン単位に垂直
   方向に転送する垂直転送部と、前記各垂直転送部からの
   転送電荷をライン単位で水平方向に第１の周波数で転送
   する第１の水平転送部と、 前記垂直転送部の中央部からの転送電荷をライン単位で
   水平方向に第２の周波数で転送する第２の水平転送部と
   、 前記垂直転送部からの転送電荷を前記第１の水平転送部
   へ転送するか、前記第２の水平転送部へ転送するか選択
   する転送手段とを具備していることを特徴とした撮像素
   子。
2. （２）受光量及び受光時間に応じた電荷を蓄積する感光
   部と、 シフトパルスの印加により前記感光部の蓄積電荷が一斉
   に転送されてき、この転送されて来た電荷をライン単位
   に垂直方向に転送する垂直転送部と、 前記垂直転送部からの転送電荷を蓄積する１フィールド
   分の記憶容量を有する第１のフィールドメモリと、 前記垂直転送部からの転送電荷を蓄積する１フィールド
   分の記憶容量を有する第２のフィールドメモリと、 前記垂直転送部からのライン単位の転送電荷を第１及び
   第２のフィールドメモリに交互にあるいは連続に転送す
   るゲート制御手段と、 前記第１のフィールドメモリに蓄積された電荷を読み出
   し、次に前記第２のフィールドメモリに蓄積された電荷
   を読み出す読み出し手段と、前記読み出し手段によって
   読み出された電荷をライン単位で水平方向に第１の周波
   数で転送する第１の水平転送部と、 前記読み出し手段によって読み出された電荷をライン単
   位で水平方向に第２の周波数で転送する第２の水平転送
   部と、 前記読み出し手段からの転送電荷を前記第１の水平転送
   部へ転送するか、前記第２の水平転送部へ転送するか選
   択する転送手段とを具備していることを特徴とした撮像
   素子。