JPS58195371A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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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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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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- 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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:
、:。
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。
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。
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。
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。
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。
択できる汎用性の高い固体撮像装置が実現できる。
1
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 )
.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)
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57077826A JPS58195371A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57077826A JPS58195371A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58195371A true JPS58195371A (ja) | 1983-11-14 |
Family
ID=13644839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57077826A Pending JPS58195371A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS58195371A (ja) |
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- 1982-05-10 JP JP57077826A patent/JPS58195371A/ja active Pending
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