JPS58195371A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPS58195371A
JPS58195371A JP57077826A JP7782682A JPS58195371A JP S58195371 A JPS58195371 A JP S58195371A JP 57077826 A JP57077826 A JP 57077826A JP 7782682 A JP7782682 A JP 7782682A JP S58195371 A JPS58195371 A JP S58195371A
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JP
Japan
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shift register
horizontal
transfer
scanning
charge
Prior art date
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Pending
Application number
JP57077826A
Other languages
English (en)
Inventor
Ikuo Akiyama
秋山 郁男
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS58195371A publication Critical patent/JPS58195371A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電荷転送装置を用いた固体撮像装置に関するも
のである。
固体撮像装置は、小型軽量、低消費電力、高信輌性を特
徴といしかも撮像管におけるような焼き付きの心配もな
いため、近年、多方面にわたつて研究開発がなされてい
る。しかし、撮像管の場合には絖み出しビームの走査方
向の変換によシ。
撮像−面の走査方向を任意に調整できるが、従来の固体
撮像装置で社走査方向が限定される欠点があった。
第1図は上述した固体撮像装置のうち、インターライン
転送方式と呼ばれるものの概略図であり。
複数列の電荷転送装置から成る垂直シフトレジスタ@1
0と、各垂直フットレジスタの片側に隣接して配置され
た光電変換素子群11と、各垂直シフトレジスタの一端
に電気的に結合し九水平シフトレジスタ12と、水平シ
フトレジスタ12の一端に設けられた電荷検出部13か
ら構成されている。
かかる構成の撮像装置の動作は、光電変換素子群11に
入射光量に応じて蓄積された信号電荷が映像信号のフレ
ーム周期あるいはフィールド周期ととに対応する垂直シ
フトレジスタ群lOへ読み出されたのち、映像信号の水
平走査周期(IH)ごとに前記垂直シフトレジスタ群l
O内を並列に下方向く順次転送される。垂直シフトレジ
スタ群10の末端まで転送され良信号電荷は、水平走査
周期(IH)ごとに水平シフトレジスタ12へ並列!I
cH人される。水平シフトレジスタ12へ送られた信号
電荷は1次の周期で垂直シフトレジスタ群10から信号
電荷が転送されてくる関に、水平方向へ順次転送され、
電荷検出部13を介して端子14から映像信号として外
部へ取り出される。
この様な従来の固体撮像装置の画面走査は、第1図の左
下から右側に向って始まる水平走査が。
−水平走査周期ごとに順次上側へ繰り返されるモードに
限定される。もちろん、一般の撮影条件でゅ、−−一カ
、え一↓あゎ、。2−07゜にもならないが、ある種の
特殊撮影効果を得ようとする場合には画面走査方向の変
換が必要である。
例えば第2図に示すように、m配向体操像装置を用い九
ビデオカメラ20を用いて鏡21に映る被写体22の像
を撮影する場合に、カメラ20があたかも23に示す位
置にあるかのような撮影効果を得るためKは1画面走査
は第1図の右下から始まらなければならない。
本発明の目的は画面走査が一方向に限定されない汎用性
の高い固体撮像装置を提供することKT。
る0本発明によれば、同一基板上に形成され、かつ同一
電極群で駆動できる双方向転送可能な電荷転送装置から
成る複数列の垂直シフトレジスタ群と、前記垂直シフト
レジスタ群に対応して配置される光電変換素子群と、前
記垂直シフトレジスタ群の一端に電気□的に結合された
双方向転送可能なmlの電荷転送水平シフトレジスタと
、前記垂直シフトレジスタ群の他の一端に電気的に結合
された双方向転送可ニドな11112の電荷転送水平シ
フトレジ・りと、*記−・l及び第2の電荷転送水平シ
フトレジスタのそれぞれの両端に設けられた電荷検  
  l山部とから成ることを特徴とする固体撮像装置が
得られる。
次に本発明の実施例について図面を用いて説明する。説
明を簡単にするために本発明の実施例はNチャネルデバ
イスとする。
第3図は本発明による固体撮像装置の基本的な構成を示
すものであシ、複数列の双方向転送可能な電荷転送装置
から成る一直シフトレジスタ群30と、垂直シフトレジ
スタ群30に対応して配置され九光電変換嵩子j131
と、垂直シフト、レジスタ群30の両端に電気的に結合
され友双方向転送可能な水平シフトレジスタ32.33
と、各水平シフトレジスタの両端に設けられえ電荷検出
部34.35゜36.37とから構成されている。tた
。38.39.40゜41は上記各電荷検出部からの出
力端子を示している。
本発明の特徴u、iii直シフトレジスタ群3o及び水
平シフトレジスタ32.33 K双方向転送可能な電荷
転送装置を用いているため、これらシフトレジスタの電
荷転送電極に印加する転送パルスの組合せをここでは図
示しない外部回路で切り替えることKよシ、撮像画面の
走査方向を任意に変換できる点である0例えば第3図に
おいて、垂直シフトレジスタ群30の転送方向が下方向
く選ばれ。
同時に水平シフトレジスタ32の転送方向が左方向に選
ばれている場合には、光電変換素子群31に入射光量に
応じて蓄積され良信号電荷が映像信号のフレーム周期あ
るいはフィールド周期ととに対応する垂直、シフトレジ
スタ群30へ読み出され九のち、垂直シフトレジスタ群
30内を並列に下方向Knit次転送され、水平走査周
期(tH)ととに水平シフトレジスタ32へ並列に注入
される。水平シフトレジスタ32へ送られ良信号電荷は
0次の周期で垂直シフトレジスタ群30から信号電荷が
転送されてぐる間に、左方向K111次転送され。
電荷検出部34を介して端子38から映像信号として外
部へ出力される。この場合の画面走査は。
第3図の左下から右側に崗って始まる水平走査が。
−水平走査周期(IH)ととに順次上側へ繰シ返される
モード罠なっている(以後このモードをモードlと呼ぶ
)、これtijllliK示す従来例の画面走査と同じ
モードである0次に上記の状態から水平シフトレジスタ
32の転送方向だ砂を右方向に切)替えると、同様な動
作によシ、端子39から出力される映像信号の画面走査
は、第3図の右下から左側に向って始まる水平走査が、
−水平走査周期(IH)ごとに順次上側へ繰り返される
モードとなる(以後このモードをモード2と呼ぶ)、同
様にして、垂直シフトレジスタ群30の転送方向を上方
向に選び、8時に水平シフトレジスタ33の転送方向を
左方向に選ぶと、端子40から出力される映像信号の画
面走査は、總3mlの左上から右側に向って始まる水平
走査が、−水平走査周期(IH)ごと順次下側へ繰り返
されるモードとなる(以後このモードをモード3と呼ぶ
)、さらに上記の状態から水平シフトレジスタ33の転
送方向だけを右方向に切)替えると、−子41から出カ
ニ・ される映像信号の画面走査は、:館3図の右上から、、
、、。9、−6−□−1ツ1ニーより□工(IH)ごと
順次下側へ繰シ返されるモードとなる(以後このモード
をモード4と呼ぶ)。
第4図は本発明による固体撮像装置を用い九ビデオカメ
ラの動作を説明するための図で、上記ビデオカメラでア
ルファベットの大文字Fを撮影したときに得られるテレ
ビモニタ上での再生画像が示されている。このときテレ
ビモニタ上の走IEは。
水平す向には左から右へ、垂直方向には上から下への通
常のモードに終始同定されているものとする。まずビデ
才力メンの画面走査モードを前記七ドIK設定し、この
とき端子38から出力される映像信号による再生−像が
、同図(a)のように上下左右とも正立像となるように
カメラと被写体の位置関係を調整する。その後1lir
ki走査モードを前記モード2に切り替えると、端子3
9から出力される映像信号による再生画像は、−図(b
> K示すように、上下は正立像のままであるが、左右
は倒立像となる。このモードを使えば第2図で説明しf
C,特殊撮影が容易1衿なえる。次K11i面走査モ:
、:。
ドを前記モード3にす榛と、端子40から出力される映
像信号による再生画像は、同図(c) K示すように、
左右は正立像であるが、上下は倒立像、となる、さらK
lli面走査モードを前記モード4に選ぶと、端子41
から出力される映像信号による再生−像は、同図(dl
<:示すように、上下左右とも倒立像となる。このよう
に本発明による固体撮像装置を用いたビデオカメラでは
四種類の画面走査モー ドを任意に選択することができ
、*殊撮影が客易に行なえる。特にホームビデオカメラ
への応用に際しては、簡単な操作でill+度な特殊撮
影効果が得られるため、その付加価値は大きい。
次に第3図に示す本発明による固体撮像装置の垂直シフ
トレジスタ群30及び水平シフトレジスタ32.33&
C用い良友方向転送可能な電荷転送装置の動作を、第5
図、第6図(al、 (b)及び謔7図(a)、 (b
)を使って説明する。まず第5図は上記電荷転送装置の
電荷転送方向の漸画を模式的に示したものである。半導
体基板50の主面KFi絶縁層51を介して電荷転送電
極52.53.54.55.56゜57が形成されてい
る。を九上記電極下KFi、例えば基板半導体とは反対
の導電型をもっ場込みチャネル層58が形成され、上記
電極の上は例えば金属層59で光辿蔽されている。
かかる構造の電荷転送装置を双方向転送可能にするKは
三相駆動あるいは四相駆動を用いればよい、以後の説明
はダブルクロッキング方式の四相駆動について行なう、
菖6図(a) Kは第7図(a)K不す転送パルス群φ
1φ2.φ3.φ4が第5図の電荷転送電極52〜57
のそれぞれに図示のととく印加されたときの断面各部分
における電位分布が模式的に示されている。まず時刻も
、において電極53.54下KJI積されていた信号電
荷60は2時刻。2において電極53がオフ、電極55
オンとなるため、電極54.55下に転送される0次い
で時刻促においては電極54がオフ、電極56がオンと
なるため、信号電荷60は電極55.56下に!l!!
に転送される。以後、同様な動作を繰り返すことにより
、信号電荷60は順次右方向へ転送される1次に@5図
の電荷転送電極52〜57のそれぞれに印加される転送
パルス群を第7図(b) K示すφ1.φ2.φ3.φ
4に切り替えると、断面各部分における電位分布は第6
図(b)のごとくなる。すなわち時刻 において電極5
6.57下KIII積されていた信号電画61は9時刻
t、において電極57がオフ。
電極55が47となるため、電極55.56下に転送さ
れる。次いで時刻t7においては電極56がオフ、電極
54がオンとなるため、信号電性611′i電極54.
55下に更に転送される。以後、同様な動作を繰り返す
こと&こより、信号電#61は順次左方向−゛\転送さ
れる。よって第5図に示す電荷転送装置では、転送パル
ス群を第7図(a)、(b)のいずれかに選ぶことVζ
よシ、双方向転送が可能となる。
以上のように本発明によれば一面走査の方向が任意Kl
択できる汎用性の高い固体撮像装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はインターラづン転送方式の撮像装置の[A11
.mz工i−、、□、オ、ええ。 図、第3図は本発明による撮像装置の概念図、第4図(
a’、(b)、 (c)、 (d)は本発明による撮像
装置を用いたヒデオカメラによるテレビモニタ鼻生−像
。 第5図、第6図(a)、(b)及び第7図(a)、(b
)は双方向転送可能な電荷転送装置の動作を説明するた
めの図で6第5図は電荷転送方向の断面図、第6図(a
)、(b)は第5図における電位分布模式図、第7図(
a)、(b)は駆動のための転送パルス群である。 図において、10は垂直シフトレジスタ群、11゜31
は充電変換素子群、12は水平シフトレジスタ、  1
3.34.35.36.37は電荷検出部、3(l双方
向転送可能な垂直シフトレジスタ群、 32.33は双
方向転送可能な水平シフトレジスタ、50は半導体基板
、51は絶縁層、52〜57は電荷転送電極。 58Fi坤込みチャネル層、59は金属層である。 1 1:・1 爛1図 第a目 第3図 凛4.図 (α)(b) (Cン                (cL)駆5
巴 第6図 (b) 第7図 αL) +b) ”5 tl、 tl麹     )

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 同一基板上に形成され、かつ同−電Ii#で駆動できる
    双方向転送可能な電荷転送装置から成る複数列の垂直シ
    フトレジスタ群と、前記垂直シフト7ジスタ群に対応し
    て配置される光電変換素子群と#前記垂直シフトレジス
    タ群の一端に電気的に結合された双方向転送可能な第1
    の電荷転送水平シフトレジスタと、M記垂直シフトレジ
    スターの他の−・端に電気的に結合された双方向転送可
    能な第2の1萄転送水平シフトレジスタと、―記第1及
    び第2の電荷転送水平シフトレジスタのそれぞれの一端
    に設けられた電荷検出部とから成ることを%像とする同
    体操像装置。
JP57077826A 1982-05-10 1982-05-10 固体撮像装置 Pending JPS58195371A (ja)

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