JPS59104881A - 撮像装置 - Google Patents
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- JPS59104881A JPS59104881A JP57214413A JP21441382A JPS59104881A JP S59104881 A JPS59104881 A JP S59104881A JP 57214413 A JP57214413 A JP 57214413A JP 21441382 A JP21441382 A JP 21441382A JP S59104881 A JPS59104881 A JP S59104881A
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- 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
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- H01L27/144—Devices controlled by radiation
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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- H04N25/72—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using frame transfer [FT]
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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】
（技術分野）
本発明は固体撮像素子を用いた撮像装置に関する。
（従来技術）
従来、この種の装置にはＭＯＳ型と呼ばれるＸ−Ｙアド
レス型の固体撮像素子や、インターライン型のａａＤ、
フレーム転送型のＣＣＤ等が良く利用されている。
レス型の固体撮像素子や、インターライン型のａａＤ、
フレーム転送型のＣＣＤ等が良く利用されている。
その中でフレーム転送型の（３ＣＤＦｉ、ＭＯＳ型やイ
ンターライン型のものに比較して撮像部に垂直転送レジ
スタやスイッチング素子を設けなくて良いので構造的に
簡単である。その為ＴＶ画面の水平方向に水平画素数を
かせぐ事ができる。
ンターライン型のものに比較して撮像部に垂直転送レジ
スタやスイッチング素子を設けなくて良いので構造的に
簡単である。その為ＴＶ画面の水平方向に水平画素数を
かせぐ事ができる。
第１図はこのような従来のフレーム転送型のＣＯＤの構
成を示す図であり、光電変換を行なう撮像部１０と、撮
像部からの電荷を一時的に蓄える為のメモリ一部２０と
、メモリ一部からの蓄積電荷をＴＶ同期に従って電荷転
送する水平シフトレジスタ６０と、電荷を電圧信号とし
て読み出す為の出力アンプ４０とから成っている。この
様なＣＣＤ上にはカラー信号を形成する為に必要な色分
解フィルター等の光学手段が例えにオンチップ化されて
いる。ここではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（ｆ）の各フィ
ルタを有するストライプフィルタを用いたフレーム転送
方式のＣＯＤについて述べる。
成を示す図であり、光電変換を行なう撮像部１０と、撮
像部からの電荷を一時的に蓄える為のメモリ一部２０と
、メモリ一部からの蓄積電荷をＴＶ同期に従って電荷転
送する水平シフトレジスタ６０と、電荷を電圧信号とし
て読み出す為の出力アンプ４０とから成っている。この
様なＣＣＤ上にはカラー信号を形成する為に必要な色分
解フィルター等の光学手段が例えにオンチップ化されて
いる。ここではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（ｆ）の各フィ
ルタを有するストライプフィルタを用いたフレーム転送
方式のＣＯＤについて述べる。
ストライプ方式であって水平方向画素数が約５８０素子
の場合、水平転送周波数は１０．７ＭＨ２に相当するが
、この素子数のＣＯＤを用いた場合、通常、輝度信号と
してはＣＯＤの出力信号をそのまま高帯域のローパスフ
ィルタ（約３ ＭＨｚ ）を通して得、又、Ｒ，Ｇ、Ｂ
信号の繰り返し周波数６．５８ＭＨｚを夫々サンプル・
ホールド回路により色分離を行なう場合が多い。
の場合、水平転送周波数は１０．７ＭＨ２に相当するが
、この素子数のＣＯＤを用いた場合、通常、輝度信号と
してはＣＯＤの出力信号をそのまま高帯域のローパスフ
ィルタ（約３ ＭＨｚ ）を通して得、又、Ｒ，Ｇ、Ｂ
信号の繰り返し周波数６．５８ＭＨｚを夫々サンプル・
ホールド回路により色分離を行なう場合が多い。
この場合色信号については、ＮＴＳＣ方式では５００Ｋ
Ｈｚの帯域が必要であるが、この例ではサンプリング周
波数が３．５８ＭＨｚであって、そのナイキスト周波数
まで信号帯域は再現できるので問題はない。ところが輝
度信号については、被写体が無彩色に近い場合は問題な
いが、色飽和度の高い被写体ではサンプリング周波数が
３．５８ ＭＨ２（＋イキスト周波数１．８ＭＨ２）に
なるので、折り返し歪がかなり発生してしまって画質を
著しく低下させてしまう。この欠点を解決する為には水
平画素数を例えば７７０としてｉ ４ ＭＨｇのクロッ
クでＯＣＤを駆動してやれば良い。このようにすればサ
ンプリング周波数は約４．７７ＭＨ２（ナイキスト２．
４ＭＨｚ）となり通常の受像機では問題にならな〜１０ シカシ、１４ ＭＨｚ対応のＣＣＤでは水平シフトレジ
スタと出力アンプ及びクロックＩＣ１色分離用サンプル
ホールド回路上に以下に述べる問題が発生する。
Ｈｚの帯域が必要であるが、この例ではサンプリング周
波数が３．５８ＭＨｚであって、そのナイキスト周波数
まで信号帯域は再現できるので問題はない。ところが輝
度信号については、被写体が無彩色に近い場合は問題な
いが、色飽和度の高い被写体ではサンプリング周波数が
３．５８ ＭＨ２（＋イキスト周波数１．８ＭＨ２）に
なるので、折り返し歪がかなり発生してしまって画質を
著しく低下させてしまう。この欠点を解決する為には水
平画素数を例えば７７０としてｉ ４ ＭＨｇのクロッ
クでＯＣＤを駆動してやれば良い。このようにすればサ
ンプリング周波数は約４．７７ＭＨ２（ナイキスト２．
４ＭＨｚ）となり通常の受像機では問題にならな〜１０ シカシ、１４ ＭＨｚ対応のＣＣＤでは水平シフトレジ
スタと出力アンプ及びクロックＩＣ１色分離用サンプル
ホールド回路上に以下に述べる問題が発生する。
先ずＯＣＤの出力信号から色信号Ｒ，Ｃ，Ｂを分離する
為には１４ＭＨｚ信号の内の有効な信号成分の得られる
期間がある程度長くなければならない。しかし、デユー
ティ−比５０％の駆動パルスを用いると信号成分は計算
上３５ｎ８となるがその内、駆動回路のスイッチングの
立上り、立下り時間を差し引くと有効な信号が得られる
期間はせいぜい２５ｎ８となってしまう。又、クロック
の立上り、立下りが余り圧鋭いとシフトレジスタ内での
熱により暗電流が増加してしまい、有効な信号期間は更
に短いものとなり、出力アンプの周波数特性による影響
も考慮しなければならない。
為には１４ＭＨｚ信号の内の有効な信号成分の得られる
期間がある程度長くなければならない。しかし、デユー
ティ−比５０％の駆動パルスを用いると信号成分は計算
上３５ｎ８となるがその内、駆動回路のスイッチングの
立上り、立下り時間を差し引くと有効な信号が得られる
期間はせいぜい２５ｎ８となってしまう。又、クロック
の立上り、立下りが余り圧鋭いとシフトレジスタ内での
熱により暗電流が増加してしまい、有効な信号期間は更
に短いものとなり、出力アンプの周波数特性による影響
も考慮しなければならない。
又、クロック信号の発生部に於けるバラツキや温度変動
も相乗的に働きサンプリングが極めて困難になる欠点が
ある。
も相乗的に働きサンプリングが極めて困難になる欠点が
ある。
又、例えば１相駆動方式の水平シフトレジスタについて
考えてみると仮想電極部、クロック電極部の夫々に対し
てポテンシャルウェル部トパリγ部が含まれるから、素
子数が７７０の場合には７７０Ｘ４＝３０８０の細分化
された電極が必要となる。これを２／３′のイメージセ
ンサで可能にするには、水平方向の幅は８．８ｍｍであ
るから最小の電極巾ハ２．Ｂ／ｌｎＬ以下となり、現在
可能とされている６μｍルールでは及ばない。
考えてみると仮想電極部、クロック電極部の夫々に対し
てポテンシャルウェル部トパリγ部が含まれるから、素
子数が７７０の場合には７７０Ｘ４＝３０８０の細分化
された電極が必要となる。これを２／３′のイメージセ
ンサで可能にするには、水平方向の幅は８．８ｍｍであ
るから最小の電極巾ハ２．Ｂ／ｌｎＬ以下となり、現在
可能とされている６μｍルールでは及ばない。
又、従来の色分離用サンプルホールド回路の構成ハ、例
えｉｊ：Ｒ、Ｃ，、Ｂ用の各サンダルホールド回路と、
これら６つの回路へ適正な波形の被サンプルホールド信
号を供給する為の別のサンプルホールド回路とが必要と
なる欠点もあった。
えｉｊ：Ｒ、Ｃ，、Ｂ用の各サンダルホールド回路と、
これら６つの回路へ適正な波形の被サンプルホールド信
号を供給する為の別のサンプルホールド回路とが必要と
なる欠点もあった。
（目 的）
本発明の目的は上述の如１！諸欠点を除いた現状のプロ
セス技術でも生産可能な撮像素子を提供する事にある。
セス技術でも生産可能な撮像素子を提供する事にある。
又、この様な素子を用いた簡単化された撮像装置を提供
する事にある。
する事にある。
（実施例）
以下実施例に基づき本発明の詳細な説明する。
第２図は本発明に適した撮像素子の一例を示す図であっ
て、フレーム転送型ＣＯＤの水平読み出し用のシフトレ
ジスタを２つ設けたものである。
て、フレーム転送型ＣＯＤの水平読み出し用のシフトレ
ジスタを２つ設けたものである。
３０．５０がこのレジスタである。４０．６０は夫々レ
ジスタ３０．５０の出力電荷信号を電圧信号に変換する
為のアンプである。
ジスタ３０．５０の出力電荷信号を電圧信号に変換する
為のアンプである。
次にシフトレジスタ３０．５０の駆動法を第６図を用い
て説明する。
て説明する。
第６図に於て１５はＣＯＤの撮像部１０上に貼り合わさ
れた色分解フィルタであるが、ここでは説明上撮像部１
０からメモリ一部２０上に転送された各色のフィルター
に対応する電荷を表わすものトスる。尚、色フィルタ１
５の一例として赤透過Ｒ１白色透過Ｗ、青透過Ｂの各フ
ィルタから成るストライプ状のフィルタを考えているが
、他の色の組み合わせでも良いし、モザイク状のフィル
タであっても良い。
れた色分解フィルタであるが、ここでは説明上撮像部１
０からメモリ一部２０上に転送された各色のフィルター
に対応する電荷を表わすものトスる。尚、色フィルタ１
５の一例として赤透過Ｒ１白色透過Ｗ、青透過Ｂの各フ
ィルタから成るストライプ状のフィルタを考えているが
、他の色の組み合わせでも良いし、モザイク状のフィル
タであっても良い。
メモリ一部からの電荷は１水平ライン毎に水平シフトレ
ジスタに転送される。その内、Ｒフイルタに対応した電
荷は水平シフトレジスタ６０に転送すれ、Ｗフィルタに
対応した電荷はレジスタ６０ヲ通ってレジスタ５０に転
送され、その後Ｂフィルターに対応した電荷はレジスタ
３０に転送される。この結果、水平シフトレジスタ３０
にはＲとＢに対応した電荷が、レジスタ５０にはＷに対
応した電荷が一時的に蓄積される。
ジスタに転送される。その内、Ｒフイルタに対応した電
荷は水平シフトレジスタ６０に転送すれ、Ｗフィルタに
対応した電荷はレジスタ６０ヲ通ってレジスタ５０に転
送され、その後Ｂフィルターに対応した電荷はレジスタ
３０に転送される。この結果、水平シフトレジスタ３０
にはＲとＢに対応した電荷が、レジスタ５０にはＷに対
応した電荷が一時的に蓄積される。
従って撮像部１０の画素の空間周波数が１４．３ＭＨ２
に相当するものとすれば、水平シフトレジスタ３０は約
９．５ＭＨｚで、又、レジスタ５０は約４．８ＭＨｚの
クロックで駆動される事になる。
に相当するものとすれば、水平シフトレジスタ３０は約
９．５ＭＨｚで、又、レジスタ５０は約４．８ＭＨｚの
クロックで駆動される事になる。
従って各レジスタの構造は従来の構造と比較した場合夫
々３／２倍、３倍の電極巾となるので製造プロセスは非
常に容易となる。
々３／２倍、３倍の電極巾となるので製造プロセスは非
常に容易となる。
第４図は第２図示素子の水平シフトレジスタ近傍の構成
の一例を示す図で、第５図は駆動タイミング図である。
の一例を示す図で、第５図は駆動タイミング図である。
第４図中２０にはメモリ一部の転送電極、６１は分離部
であってメモリ一部の各ラインの情報を水平シフトレジ
スタ６０及び５０に選択的に転送する為のものである。
であってメモリ一部の各ラインの情報を水平シフトレジ
スタ６０及び５０に選択的に転送する為のものである。
図ではこの部分を転送電極構造としているが、例えば分
離用に水平ｂｉｔ毎に制御ゲー ト電極を設は垂直転送
を水平ｂｉｔ毎に制御するようにＩ、ても良い０３１Ｅ
はこの分離部の転送電極である０又φ２はレジスタ３０
のクロックパルス、φ、はレジスタ５０のクロックパル
ス、φＴは分離部３１のクロックパルス、φＰＳはメモ
リ一部２０のクロックパルステアル。
離用に水平ｂｉｔ毎に制御ゲー ト電極を設は垂直転送
を水平ｂｉｔ毎に制御するようにＩ、ても良い０３１Ｅ
はこの分離部の転送電極である０又φ２はレジスタ３０
のクロックパルス、φ、はレジスタ５０のクロックパル
ス、φＴは分離部３１のクロックパルス、φＰＳはメモ
リ一部２０のクロックパルステアル。
又、ＶＢ、ＶＷは仮想電極部、ａＢ、ｃｗは転送電極下
の部分であり、ＶＢ、ＶＷ、ＣＢ、ＧＷの電位をＰ（Ｖ
Ｂ）、Ｐ（ＶＷ）、Ｐ（ＣＢ）。
の部分であり、ＶＢ、ＶＷ、ＣＢ、ＧＷの電位をＰ（Ｖ
Ｂ）、Ｐ（ＶＷ）、Ｐ（ＣＢ）。
Ｐ（ＣＷ）とすｉば、常ＫＰ （ＶＷ ） ＞Ｐ （ｖ
Ｂ）、又、ｐ（ｃｗ）＞ｐ（ａＢ）の関係が成り立つ。
Ｂ）、又、ｐ（ｃｗ）＞ｐ（ａＢ）の関係が成り立つ。
又、転送電極にハイレベルの電圧を印加した場ｅ Ｋ
ｒ、Ｊ： Ｐ （ＣＢ ） ） Ｐ （Ｖ Ｗ ）、ｏ
−レベル（７） 電圧を印加した場合にはＰ（ＶＢ）
＞Ｐ（ＣＷ）の関係が成り立つよう設定されている。又
、右上りの胴線部はチャンネルストップを表わして〜・
る。
ｒ、Ｊ： Ｐ （ＣＢ ） ） Ｐ （Ｖ Ｗ ）、ｏ
−レベル（７） 電圧を印加した場合にはＰ（ＶＢ）
＞Ｐ（ＣＷ）の関係が成り立つよう設定されている。又
、右上りの胴線部はチャンネルストップを表わして〜・
る。
次にこのような素子をクロック回路６２により駆動する
方法について説明する。時刻ｔ１にφＰＳを１パルス供
給する事により、メモリ部２０内の１行目の情報が１１
５〜１１７で代表される行に移る。
方法について説明する。時刻ｔ１にφＰＳを１パルス供
給する事により、メモリ部２０内の１行目の情報が１１
５〜１１７で代表される行に移る。
続くパルスφＴの・・イレベル信号により、１１５〜１
１７の電荷は夫々１０７，１１３，１０４に移る。その
後、φ２゜φ１により１１３の部分の電荷は１０１まで
移動する。
１７の電荷は夫々１０７，１１３，１０４に移る。その
後、φ２゜φ１により１１３の部分の電荷は１０１まで
移動する。
そして、パルスφ１の立下りにより１００に移動する。
この間に１０７の部分の電荷は１０５に移動し、１１４
の電荷は１１１に移る。又、次のφＴのパルスにより１
０５．１１１の電荷は夫々１０４，１１０に移り、続く
パルスφ２により夫々１０３ 、１０９に移り、φ２の
立下りによって夫々１０２，１０８に移る。
の電荷は１１１に移る。又、次のφＴのパルスにより１
０５．１１１の電荷は夫々１０４，１１０に移り、続く
パルスφ２により夫々１０３ 、１０９に移り、φ２の
立下りによって夫々１０２，１０８に移る。
従って時刻１．以降ｔ２までの間に、１１５〜１１７の
電荷は１０２．１［］０．１０８に夫々転送され保持さ
れる。
電荷は１０２．１［］０．１０８に夫々転送され保持さ
れる。
その後、時刻ｔ２以降φ２．φ１を供給する事により、
信号Ｓ１とＳ２が２：１の周波数で読み出される。
信号Ｓ１とＳ２が２：１の周波数で読み出される。
従ってレジスタ３０からｄＲとＢ信号が、レジスタ５０
からはＷ信号が得られる。
からはＷ信号が得られる。
第６図は色フィルタとしてＲ，Ｗ、Ｂ方式を採用した時
の信号処理ブロックの一例を示す図で、Ｃ０Ｄ６０は制
御手段としてのクロック信号発生回路６２からのパルス
に基づき所定の電圧レベルのパルスを形成するドライバ
回路６１により駆動される。Ｃ０Ｄ６０の出力アンプが
らは前述のようにホワイ） （Ｗ）の点順次信号Ｓ２と
、赤（Ｒ）。
の信号処理ブロックの一例を示す図で、Ｃ０Ｄ６０は制
御手段としてのクロック信号発生回路６２からのパルス
に基づき所定の電圧レベルのパルスを形成するドライバ
回路６１により駆動される。Ｃ０Ｄ６０の出力アンプが
らは前述のようにホワイ） （Ｗ）の点順次信号Ｓ２と
、赤（Ｒ）。
青（Ｂ）信号の点順次信号Ｓ１とが出力され、先ず点順
次信号Ｓ２は高帯域の低域フィルタ６４−３によりクロ
ックノイズが除去されて輝度信号Ｙとなる。又、この点
順次信号Ｓ２は約ＩＭＨｚの通過帯域を有する低域フィ
ルタ６４−２を経て、Ｇ信号形成用のマ） ＩＪクス回
路６５に入力される。もう一方の点順次信号Ｓ１はサン
ダルホールド回路６３により赤（Ｒ）信号と、官（Ｂ）
信号とに分離され、低域フィルタ６４−２と同じ通過帯
域の低域フィルタ６４−１に接続される。
次信号Ｓ２は高帯域の低域フィルタ６４−３によりクロ
ックノイズが除去されて輝度信号Ｙとなる。又、この点
順次信号Ｓ２は約ＩＭＨｚの通過帯域を有する低域フィ
ルタ６４−２を経て、Ｇ信号形成用のマ） ＩＪクス回
路６５に入力される。もう一方の点順次信号Ｓ１はサン
ダルホールド回路６３により赤（Ｒ）信号と、官（Ｂ）
信号とに分離され、低域フィルタ６４−２と同じ通過帯
域の低域フィルタ６４−１に接続される。
低域フィルタ６４−１を経たＲ、Ｂ信号はＧマトリクツ
回路６５及び４チヤンネルのプロセス回路にそれぞれ入
力される。Ｇマトリクス回路では赤。
回路６５及び４チヤンネルのプロセス回路にそれぞれ入
力される。Ｇマトリクス回路では赤。
青、低域輝度信号から演算式
％式％
によって緑（Ｇ）信号が合成される。このＧ信号と前述
のＲ，Ｂ信号は４チャンネルプロセス回路でガンマ処理
、ホワイトクリップ、黒クリップ等の処理を受けてから
色差信号Ｒ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬを作り出す。
のＲ，Ｂ信号は４チャンネルプロセス回路でガンマ処理
、ホワイトクリップ、黒クリップ等の処理を受けてから
色差信号Ｒ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬを作り出す。
この様にＲ，Ｇ、Ｂ信号から色差信号を作り出す事によ
って色再現性を向上させる事ができる。
って色再現性を向上させる事ができる。
輝度信号は色信号とは別にやはりプロセス処理を受ける
よう構成されている。
よう構成されている。
尚、本実施例では水平シフトレジスタを２本としたが、
３本以上設けても良い０又、本発明の構造はフレームト
ランスファ型ＣＯＤ以外にもインターライン型０ （３
Ｄ−？Ｍ ＯＳ型Ｘ−Ｙアドレス素子や、ＣＰ Ｄ （
Ｃｈａｒｇｅ Ｐｒｉｍｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｓ ）等に
も適用可能な事は言うまでもない。
３本以上設けても良い０又、本発明の構造はフレームト
ランスファ型ＣＯＤ以外にもインターライン型０ （３
Ｄ−？Ｍ ＯＳ型Ｘ−Ｙアドレス素子や、ＣＰ Ｄ （
Ｃｈａｒｇｅ Ｐｒｉｍｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｓ ）等に
も適用可能な事は言うまでもない。
（効 果）
以上説明した如く、本発明によれば、
（１）色信号を点順次信号から分離する為のサンプルホ
ールド回路の構成を簡略化できる。
ールド回路の構成を簡略化できる。
（２）撮像素子から読み出される信号を比較的低い周波
数とする事ができ大のでサンプリングが正確にできる。
数とする事ができ大のでサンプリングが正確にできる。
しかも転送効率が充分かせげるのでＳ／Ｈに優れている
。
。
（３） ２つの水平シフトレジスタの転送りロック周波
数を互いに異々らせているので撮像素子の出力信号の為
の処理回路構成が簡単となる、等多くの効果を有する。
数を互いに異々らせているので撮像素子の出力信号の為
の処理回路構成が簡単となる、等多くの効果を有する。
第１図は従来のフレーム転送型ＣＯＤの構成図、第２図
は本発明に係る撮像素子の一例を示す図、第３図は第２
図示素子の信号読み出し方法を説明する図、第４図は第
２図示素子の要部構造図、第５図は駆動クロックタイミ
ング図、第６図は本発明の撮像装置の信号処理ブロック
図である。 １０・・・・・撮像部 ２０・・・・・メモリ部３０
．５０・・・・・水平シフトレジスタ４０．６０・・・
・・出力アンプ 〜 ≧ 手続輛正書（自発） 昭和５７年１２月弓−日 昭和５７年１２月７日付の特許願（１３）後記号なし２
、発明の名称 −’＞ ’７−、 、
＞ ／ ’ｔ’（−二′固体撮像素子 五補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都太田区下丸子３−３０−２名称 （１００
）キャノン株式会社 代表者 賀 来 龍三部 ４、代理人 〒１４６ 居所 東京都太田区下丸子３−３０−２キャノン株式会
社内（を話７５８−２１１１ ）（１）明細書 （１）（長ジ為） （２）図面の第５図 ６、補正の内容 （１）明細書の記載全文を添附の訂正明細書の記載の通
シ補正する。 （２）図面の第５図を添附の訂正図面第５図と差し替え
る。 Ｚ添附書類の目録 （１）訂正明細書 １通（２）訂
正図面第５図（差し替え分） １通（２） 明 細 書 １発明の名称 固体撮像素子 ２、特許請求の範囲 光学的画像を電気情報に変換する撮像部と、該撮像部で
形成された情報の内の１水平ラインの情報を分割して読
み出す為の複数の読み出し御−と、前記１水平ラインの
情報を各読み出し部６発明の詳細な説明 （技術分野） 本発明は固体撮像素子に関する。 （従来技術） 従来、固体撮像素子としては、Ｘ−Ｙアドレス型のＭＯ
Ｓイメージセンサや、インターライン型のＣＯＤ 、或
いは、フレーム転送型のｃｃＤ等が良く知られている。 その中でフレーム転送型のｃｃＤはＭＯＳイメージセン
サやインターライン型のＣＯＤに較べて撮 。 像部に垂直転送レジスタやスイッチング素子を（１） 設けなくて良いので構造的に簡単である。その為、ＴＶ
画面の水平方向に水平画素数をかせぐ墨ができる。 第１図はこのような従来のフレーム転送型のＣＯＤの構
成を示す図であり、光電変換を行なう撮像部１０と該撮
像部１０からの電荷を一時的に蓄える為のメモリ部２０
と、該メモリ部２゜の蓄積電荷をＴＶ同期に従って取り
出して水平転送する水平シフトレジスタ６ｏと、電荷を
電圧信号に変換する為の出力アンプ４ｏとから成っテイ
ル。コノ様なＣＯＤの撮像部１ｏ上にはカラー信号を形
成する為に必要な色分解フィルタ等の丸字手段が例えば
貼着、或いは、オンチップで形成されている。ここでは
−例としてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（Ｔ）の各着色フィ
ルタ部を有するストライプ状カラーフィルタをその撮像
部に配しフレーム転送方式のＣＯＤについて述べる。 ストライプカラーフィルタ方式であって、且つ、水平方
向の画素数が約５８０の場合、水平転送周波数は１０．
７ ＭＨ２に相当するが、斯かる（２） 水平方向の素子数のＣＯＤを用いた場合、通常、輝度信
号としてはＣＯＤの出力信号をそのまま高帯域のローパ
スフィルタ（約５ ＭＨｚ ）を通して得、又、繰り返
し周波数３．５８ ＭＨｚのＲ，Ｇ、Ｂ信号を夫々サン
プル・ホールド回路に大刀して色分離を行なう場合が多
い。 この場合、色信号については、ＮＴ８０方式でｉｊ ５
００ ＫＨ２の帯域が必要であるが、この例ではサンプ
リング周波数が３．５８ ＭＨｚであって、そのナイキ
スト周波数まで信号帯域は再現できるので問題はない。 ところが輝度信号については、輝与体が無彩色に近い場
合は問題ないが、色飽和度の高い被写体ではサンプリン
グ周波数が３．５８ ＭＨｚ （ナイキスト周波数１．
８ ＭＨｚ ）になるので、折り返し歪がかなυ発生し
てしまって画質を者しく低下させてしまう。この欠点を
解決する為には水平画素数を例えば７７０として１４
ＭＨｚのクロックでＣＯＤを駆動してやれば良い。この
ようにすればサンプリング周波数は約４．７７ ＭＨｚ
（ナイキスト２．４ ＭＨｚ ）とな９通常（３） の受像機では問題にならない。しかし、１４ＭＨｚ対応
のＣＯＤでは水平シフトレジスタと出力アンプ及びクロ
ックＩＣ１色分離用サンプルホールド回路等について以
下に述べる問題が発生する。 先ずＣＯＤの出力信号から色信号Ｒ，Ｇ、Ｂをサンプル
ホールドによ）分離する為には被サンプルホールド信号
の内の有効な信号成分の得られる期間が成る程度長くな
ければならない。しかし、デユーティ−比５０％の駆動
パルスを用いると１４ ＭＨｚの信号については信号成
分は計算上６５ｎ日となるがその内、駆動回路のスイッ
チングの立上り、立下り時間を差し引くと有効な信号が
得られる期間はせいぜい２５ ｎｓとなってしまう。 又、クロックの立上シ、立下シが余９に鋭いとシフトレ
ジスタ内での熱により暗電流が増加してしまい、有効な
信号期間は更に短いものとなシ、出力アンプの周波数特
性による影響も考慮しなければならない。 又、クロック信号の発生部に於ける回路素子の特性のば
らつきや温度変動による影響も相乗（４） 的に働きサンプリングが極めて困難になる欠点がある。 又、例えば１相駆動力式の水平シフトレジスタについて
考えてみると、仮想電極部、クロック電極部の夫々に対
してポテンシャルウェル部とバリア部が含まれるから、
素子数が７７０の場合には７７０ ｘ ４ ＝ ３０８
０の細分化された電極が必要となる。これを九′の撮像
部で可能にするには、水平方向の幅はＢ、８ｍであるか
ら最小の電極巾は２．８μｍ以下となり、現在可能とさ
れている６μｍルールでは及ばない。 又、従来の色分離用サンプルホールド回路の構成は、例
えばＲ，Ｇ、Ｂ用の各サンプルホールド回路と、これら
６つの回路へ適正な波形の被サンプルホールド信号を供
給する為の別のサンプルホールド回路とが必要となる欠
点もあった。 （目的） 本発明の目的は上述の如き諸欠点を除去し、ル 現状のプロセス技術でも十分量泄能で、しかも読み出し
クロックを撮像部での水平方向の素子（５） 数の増大に拘らず低周波数にでき、従って、転送効率を
良好に維持できると共に、ｓ／Ｎも向上でき、更に、省
１．力化も図れると共に後の信号処理も容易となるよう
な新規な固体撮像素子を提供する事にある。 （実施例） 以下実施例に基づき本発明の詳細な説明する。 第２図は本発明に適した固体撮像素子の一例を示すもの
であって、フレーム転送型００Ｄの水電圧信号に変換す
る為の出力アンプである。 次に水平シフトレジスタ３０及び５０の駆動法を第３図
を用いて説明する。 第３図に於て、１５はＣＯＤの撮像部１０上に貼シ合わ
された色分解フィルタであるが、ここでは説明上、撮像
部１０からメモリ部２０に転送された各色のフィルタ部
分に対応する電荷を表わすものとする。尚、色分解フィ
ルタ１５の（６） 一例として光透過Ｒ１白逍過Ｗ１青逍過Ｂの各フィルタ
部分から成るストライブ状のカラーフィルタを考えてい
るが、他の色の組み合わせでも良いし、モザイク状のカ
ラーフィルタであっても良い。 メモリ部２０の蓄積電荷は１水平ライン毎に水平シフト
レジスタ５（１，５０に転送されるが、このとき、Ｒフ
ィルタ部分に対応した電荷が水平シフトレジスタ３０に
転送され、Ｗフィルタ部分に対応した電荷が水平シフト
レジスタ３０を通って水平シフトレジスタ５０に転送さ
れ、その後、Ｂフィルタ部分に対応した電荷が水平シフ
トレジスタ３０に転送される。この結果、水平シフトレ
ジスタ３０にはＲとＢに対応した電荷が、また、水平シ
フトレジスタ５０にはＷに対応した電荷が振υ分けによ
って入力される。 従って、撮像部１０の各画素の空間周波数が１４ｊ Ｍ
Ｈｚに相当するものとすれば、水平シフトンジスタ３０
は約９．５ＭＨｚで、又水平シフトレジスタ５０は約４
．８ ＭＨｚのクロックで駆動す（７） れば良い事になる。 従って、各水平レジスタ３０．５０の構造は従来のもの
の構造と較べた場合、夫々、水平方向に％倍、６倍の電
極巾（ビット数としては撮像部１０及びメモリ部２０の
各水平方向セル数に対し、夫々丸缶、％倍）とすること
ができるので製造は非常に容易となる。 第４図は第２図足固体撮像素子の水平シフトレジスタ３
０．５０近傍の構成の一例を示し、又、第５図は駆動タ
イミングを示すものである。 の転送電極、３１は分離入力部であって、メモリ部２０
の１ラインの情報を水平シフトレジスタ３０及び５０に
上述の様に選択的に転送し入力する為のものである。図
ではこの部分を転送電極構造としているが、例えば分離
用に水平ビット毎に制御ゲート電極を設は垂直転送を水
平ビット毎に制御するようＫしても良い。３１Ｆはこの
分離入力部３１の転送電極である。又、φ２（８） は水平レジスタ６０の電極３０Ｅに附与されるクロック
パルス、φ１は水平レジスタ５０の［極５ｏＥに附与さ
れるクロックパルス、φ１は分離入力部６１の電＆３１
Ｋに附与されるクロックパルス、φＰ８はメモリ部２０
の電極２０Ｅに附与されるクロックパルスである。 又、ＶＢ 、ＶＷは仮想電極部、ａＢ、ｃｗは転送電極
下の部分テアリ、ＶＢ、ＶＷ、ＯＢ、ＯＷ ０ｉｌｊ位
をＰ （ＶＢ）、Ｐ（ＶＷ）、Ｐ（（１！Ｂ）、Ｐ（Ｏ
ｆ）とすれば、常にＰ （ＶＷ） ） Ｐ （ＶＢ）、
又、Ｐ （Ｏｆ） ） Ｐ （ＯＢ）の関係が成り立ち
、そして、転送電極にノ・イレベルの電圧を印加した場
合にはＰ （ＯＢ） ） Ｐ （ＶＷ）又、ロウレベル
の電圧を印加した場合にはＰ （ＶＢ）＞Ｐ（Ｃ！Ｗ）
の関係が成り立つよう設定されている。又、右上りの斜
線部はチャネルストップを表わしている。 次にとのような構成の固体撮像素子をクロックパルスに
より駆動する際の動作について第４．５図を参照して説
明する。 尚、撮像部１０からメモリ部２０への電荷の（９） 垂直転送については従来のフレーム転送型（ｌｉＯＤに
於けると全く同様にして行われるものであり、従って、
ここでは、特に従来のものとは相違する本実施例に個有
の動作である処の、メモリ部２０の最終の１ラインの情
報を分離入力部３１を通じて２本の水平シフトレジスタ
３０，５０ 、３３の夫々に適宜振シ分けて入力する際
の動作について説明する。又、簡単の為、第４図中、■
で示すメモリ部２０のＲ，Ｗ及びＢ対応の６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ｔ１に於て分離入力部３１の電極３１Ｆｌｉ
に対するクロックパルスφＴがハイになると、メそり部
２０の最終の１２イン中の１１５，１１６，１１７で示
す部分に蓄積されていた電荷が夫々分離人 ″力
部３１中の１０７，１１３，１１４で示す部分に移動し
、その後、このクロックパルスφＴがロウになると、こ
れら１０７，１１５，１１４の部分に移った電荷は更に
００） 夫々１０＜Ｓ、１０４，１１２で示す部分に移動する。 そしり６０，５０の電極３０Ｆ！、５０Ｅに対して夫々
クロックパルスφ２．φ１が順番に附与されると、分離
入力部３１の１０４の部分にあった電荷、即ち、当初、
で示す部分に移動し、ここで蓄積される。 次に再び分離入力部６１に対してクロックパルスφＴが
附与されると、分離入力部３１の１０６゜１１２の部分
にあった電荷が夫々１０５，１１１で示す部分を通じて
１０４，１１０で示す部分に移動する。 そして、クロックパルスφＴに若干遅れて水平レジスタ
６０に対してクロックパルスφ２が附与されると、分離
人力部６１の１０４の部分にあった電荷、即ち、当初、
メモリ部２０のＢ対応の列（１１） スフ６０の１０２で示す部分に移動し、ここで蓄積され
、まだ、このとき、分離入力部３１の１１０の部分にあ
った電荷、即ち、当初、メモリ部２０ここで蓄積される
。 以上の様にして、時刻ｔ１〜ｔ２の間に於て、メモリ部
２０の最終の１ラインに蓄積されていた電荷は分離入力
部３１を介する事によｆｉＲ及びＢ対応の列とＷ対応の
列の各グループ毎に水平シフトレジスタ６０及び５０に
２：１の割合で夫々分配されて入力される。 シフト その後、時刻ｔ２以降に各水子〇レジスタ！Ｓｏ、５０
に対しクロックパルスφ２．φ１が附与されることによ
υ夫々に入力された電荷が夫々読み出されて行く。 メモリ部２０の１水平ライン分の電荷の読み出しが終了
すると、第５図に示す様に、メモリ部（１２） ２０に対してクロックパルスφＰＢ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ｔ１〜ｔ２間の動作が再
び行われる事によシこの新たな１ライン分の蓄積電荷が
水平レジスタ！１０．５０に上述の如くして２：１の割
合で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シメモリ部２０の
全てのラインの蓄積電荷がＲ及びＢの出力Ｓ１はＲ信号
とＢ信号とを交互に含み、他シフ＋−１ 方、水平レンスタ５０に対する出力アンプ６０の出力Ｓ
２はＷ信号のみを含み、且つ、この時、出力Ｓ１．Ｓ２
の周波数の比は２：１となる。 次に、第６図は色分解フィルタとしてＲ，Ｗ、Ｂ方式を
採用した場合の信号処理系の一例を示すもので、ＯＯＤ
６０はクロック信号発生回路６２からのパルスに基づ
き所定の電圧レベルのパル（１６） スを形成するドライバ回路６１にょシ駆動される。ＯＯ
Ｄ ６０の２つの出力アンプ４０．６０からは前述のよ
うに白（Ｗ）の点順次信号Ｓ２と、赤（Ｒ）及び青（Ｅ
）の点順次信号Ｓ１とが出力され、先ず点順次信号ｓ２
は高帯域の低域フィルター６４−６を通過させられる事
によυクロックノイズが除去されて輝度信号Ｙとなる。 又、この点順次信号８２は他方で約ｉ ＭＨ２をその上
限の通過帯域とする低域フィルタ６４−２を経た後、Ｇ
（緑）信号形成用のＧマトリン２フ回路６５に入力され
る。もう一方の点順次信号Ｓ１はサンプルホールド回路
６３によシ赤（Ｒ）信号と、青（Ｂ）信号とに分離され
、低域フィルタ６４−２と同じ通過帯域の低域フィルタ
６４−１に入力される。該低域フィルタ６４−１を経た
Ｒ、Ｂ信号はＧマトリン２フ回路６５及び４チヤンネル
のプロセス回路６６に夫々入力される。そして、Ｇマト
リン２フ回路６５では赤、青、低域輝度信号から演算式
０式％ によって緑（Ｇ）信号が合成される。このＧ信号（１４
） と前述のＲ，Ｂ信号は４チャンネルプロセス回路６６で
ガンマ処理、ホワイトクリップ、黒クリップ等の処理を
受けてから色差信号Ｒ−ＹＬ。 Ｂ−Ｙｌ、に変換され、出力される。 との様にＲ，Ｇ、Ｂ信号から色差信号を作シ出す事によ
って色再現性を向上させる事ができ、しかも、色信号を
点順次信号から分離する為のサンプルホールド回路の構
成を簡略化できる。 輝度信号Ｙは色信号Ｒ，Ｇ、Ｂとは別にやはり処理を受
けるよう構成されている。 尚、本実施例では３色のフィルタに対し水平シフトレジ
スタを２本としたが、色の種類及び数等に応じて６本以
上設けても良い。又、実施例として本発明をフレーム転
送型００Ｄに適用した場合を示したが勿論これ以外にも
インターライン型００Ｄや、Ｘ−Ｙアドレス型ＭＯＥ３
イメージセンサや）ＯＰＤ （Ｃｈａｒｇｅ Ｐｒｉｍ
ｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ ）等にも適用可能な墨は言うま
でもない。 （効果） 以上説明した如く、本発明によれば、 （１５） （１）撮像素子から読み出される信号を比較的低い周波
数とする事ができるのでサンプリングが正確にできると
共に、ドライブクロックも低周波数で済むため省電力化
が図られ、しかも、転送効率が充分かせげるのでＳＡに
優れている。 （２）複数の読み出し部（水平シフトレジスタ）の読み
出しクロック周波数を互いに異ならせているので撮像素
子の出力信号の処理のだめの回路構成が簡単となる 等多くの効果を有する。 ４図面の簡単な説明 第１図は従来のフレーム転送型００Ｄの構成図、第２図
は本発明に係る撮像素子の一例を示す図、第６図は第２
図示素子の信号読み出し方法を説明するだめの図、第４
図は第２図示素子の要部構造図、第５図は駆動クロック
のタイミング図、第６図は第２図示素子を用いる場合の
信号処理系の一例を示すブロック図である。 １０・・・撮像部 （１６） ２０・・・メモリ部 ３０．５０・・・読み出し部（水平シフトレジスタ）４
０６０・・出力アンプ ６１・・・（分＃：）入力部 特許出願人 キャノン株式会社 １ぜ且→ 特許庁長官 若杉和夫 殿 １ 事件の表示 昭和５７年 特許願 第 ２１４４１３ 号２ 発
明の名称 固体撮像素子 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人任 所 東京都
大田区下丸子３−３０−２名称 （１００）キャノン株
式会社 代表者賀来龍三部 ４、代理人 居 所 １５１４６東京都大田区下丸子３−３０−２５
、補正命令の日付 昭和５８年４月２６日（発送日付） ６、補正の対象 明細書 Ｚ補正の内容 明細書の浄書（内容に変更なし。） ４７２
は本発明に係る撮像素子の一例を示す図、第３図は第２
図示素子の信号読み出し方法を説明する図、第４図は第
２図示素子の要部構造図、第５図は駆動クロックタイミ
ング図、第６図は本発明の撮像装置の信号処理ブロック
図である。 １０・・・・・撮像部 ２０・・・・・メモリ部３０
．５０・・・・・水平シフトレジスタ４０．６０・・・
・・出力アンプ 〜 ≧ 手続輛正書（自発） 昭和５７年１２月弓−日 昭和５７年１２月７日付の特許願（１３）後記号なし２
、発明の名称 −’＞ ’７−、 、
＞ ／ ’ｔ’（−二′固体撮像素子 五補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都太田区下丸子３−３０−２名称 （１００
）キャノン株式会社 代表者 賀 来 龍三部 ４、代理人 〒１４６ 居所 東京都太田区下丸子３−３０−２キャノン株式会
社内（を話７５８−２１１１ ）（１）明細書 （１）（長ジ為） （２）図面の第５図 ６、補正の内容 （１）明細書の記載全文を添附の訂正明細書の記載の通
シ補正する。 （２）図面の第５図を添附の訂正図面第５図と差し替え
る。 Ｚ添附書類の目録 （１）訂正明細書 １通（２）訂
正図面第５図（差し替え分） １通（２） 明 細 書 １発明の名称 固体撮像素子 ２、特許請求の範囲 光学的画像を電気情報に変換する撮像部と、該撮像部で
形成された情報の内の１水平ラインの情報を分割して読
み出す為の複数の読み出し御−と、前記１水平ラインの
情報を各読み出し部６発明の詳細な説明 （技術分野） 本発明は固体撮像素子に関する。 （従来技術） 従来、固体撮像素子としては、Ｘ−Ｙアドレス型のＭＯ
Ｓイメージセンサや、インターライン型のＣＯＤ 、或
いは、フレーム転送型のｃｃＤ等が良く知られている。 その中でフレーム転送型のｃｃＤはＭＯＳイメージセン
サやインターライン型のＣＯＤに較べて撮 。 像部に垂直転送レジスタやスイッチング素子を（１） 設けなくて良いので構造的に簡単である。その為、ＴＶ
画面の水平方向に水平画素数をかせぐ墨ができる。 第１図はこのような従来のフレーム転送型のＣＯＤの構
成を示す図であり、光電変換を行なう撮像部１０と該撮
像部１０からの電荷を一時的に蓄える為のメモリ部２０
と、該メモリ部２゜の蓄積電荷をＴＶ同期に従って取り
出して水平転送する水平シフトレジスタ６ｏと、電荷を
電圧信号に変換する為の出力アンプ４ｏとから成っテイ
ル。コノ様なＣＯＤの撮像部１ｏ上にはカラー信号を形
成する為に必要な色分解フィルタ等の丸字手段が例えば
貼着、或いは、オンチップで形成されている。ここでは
−例としてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（Ｔ）の各着色フィ
ルタ部を有するストライプ状カラーフィルタをその撮像
部に配しフレーム転送方式のＣＯＤについて述べる。 ストライプカラーフィルタ方式であって、且つ、水平方
向の画素数が約５８０の場合、水平転送周波数は１０．
７ ＭＨ２に相当するが、斯かる（２） 水平方向の素子数のＣＯＤを用いた場合、通常、輝度信
号としてはＣＯＤの出力信号をそのまま高帯域のローパ
スフィルタ（約５ ＭＨｚ ）を通して得、又、繰り返
し周波数３．５８ ＭＨｚのＲ，Ｇ、Ｂ信号を夫々サン
プル・ホールド回路に大刀して色分離を行なう場合が多
い。 この場合、色信号については、ＮＴ８０方式でｉｊ ５
００ ＫＨ２の帯域が必要であるが、この例ではサンプ
リング周波数が３．５８ ＭＨｚであって、そのナイキ
スト周波数まで信号帯域は再現できるので問題はない。 ところが輝度信号については、輝与体が無彩色に近い場
合は問題ないが、色飽和度の高い被写体ではサンプリン
グ周波数が３．５８ ＭＨｚ （ナイキスト周波数１．
８ ＭＨｚ ）になるので、折り返し歪がかなυ発生し
てしまって画質を者しく低下させてしまう。この欠点を
解決する為には水平画素数を例えば７７０として１４
ＭＨｚのクロックでＣＯＤを駆動してやれば良い。この
ようにすればサンプリング周波数は約４．７７ ＭＨｚ
（ナイキスト２．４ ＭＨｚ ）とな９通常（３） の受像機では問題にならない。しかし、１４ＭＨｚ対応
のＣＯＤでは水平シフトレジスタと出力アンプ及びクロ
ックＩＣ１色分離用サンプルホールド回路等について以
下に述べる問題が発生する。 先ずＣＯＤの出力信号から色信号Ｒ，Ｇ、Ｂをサンプル
ホールドによ）分離する為には被サンプルホールド信号
の内の有効な信号成分の得られる期間が成る程度長くな
ければならない。しかし、デユーティ−比５０％の駆動
パルスを用いると１４ ＭＨｚの信号については信号成
分は計算上６５ｎ日となるがその内、駆動回路のスイッ
チングの立上り、立下り時間を差し引くと有効な信号が
得られる期間はせいぜい２５ ｎｓとなってしまう。 又、クロックの立上シ、立下シが余９に鋭いとシフトレ
ジスタ内での熱により暗電流が増加してしまい、有効な
信号期間は更に短いものとなシ、出力アンプの周波数特
性による影響も考慮しなければならない。 又、クロック信号の発生部に於ける回路素子の特性のば
らつきや温度変動による影響も相乗（４） 的に働きサンプリングが極めて困難になる欠点がある。 又、例えば１相駆動力式の水平シフトレジスタについて
考えてみると、仮想電極部、クロック電極部の夫々に対
してポテンシャルウェル部とバリア部が含まれるから、
素子数が７７０の場合には７７０ ｘ ４ ＝ ３０８
０の細分化された電極が必要となる。これを九′の撮像
部で可能にするには、水平方向の幅はＢ、８ｍであるか
ら最小の電極巾は２．８μｍ以下となり、現在可能とさ
れている６μｍルールでは及ばない。 又、従来の色分離用サンプルホールド回路の構成は、例
えばＲ，Ｇ、Ｂ用の各サンプルホールド回路と、これら
６つの回路へ適正な波形の被サンプルホールド信号を供
給する為の別のサンプルホールド回路とが必要となる欠
点もあった。 （目的） 本発明の目的は上述の如き諸欠点を除去し、ル 現状のプロセス技術でも十分量泄能で、しかも読み出し
クロックを撮像部での水平方向の素子（５） 数の増大に拘らず低周波数にでき、従って、転送効率を
良好に維持できると共に、ｓ／Ｎも向上でき、更に、省
１．力化も図れると共に後の信号処理も容易となるよう
な新規な固体撮像素子を提供する事にある。 （実施例） 以下実施例に基づき本発明の詳細な説明する。 第２図は本発明に適した固体撮像素子の一例を示すもの
であって、フレーム転送型００Ｄの水電圧信号に変換す
る為の出力アンプである。 次に水平シフトレジスタ３０及び５０の駆動法を第３図
を用いて説明する。 第３図に於て、１５はＣＯＤの撮像部１０上に貼シ合わ
された色分解フィルタであるが、ここでは説明上、撮像
部１０からメモリ部２０に転送された各色のフィルタ部
分に対応する電荷を表わすものとする。尚、色分解フィ
ルタ１５の（６） 一例として光透過Ｒ１白逍過Ｗ１青逍過Ｂの各フィルタ
部分から成るストライブ状のカラーフィルタを考えてい
るが、他の色の組み合わせでも良いし、モザイク状のカ
ラーフィルタであっても良い。 メモリ部２０の蓄積電荷は１水平ライン毎に水平シフト
レジスタ５（１，５０に転送されるが、このとき、Ｒフ
ィルタ部分に対応した電荷が水平シフトレジスタ３０に
転送され、Ｗフィルタ部分に対応した電荷が水平シフト
レジスタ３０を通って水平シフトレジスタ５０に転送さ
れ、その後、Ｂフィルタ部分に対応した電荷が水平シフ
トレジスタ３０に転送される。この結果、水平シフトレ
ジスタ３０にはＲとＢに対応した電荷が、また、水平シ
フトレジスタ５０にはＷに対応した電荷が振υ分けによ
って入力される。 従って、撮像部１０の各画素の空間周波数が１４ｊ Ｍ
Ｈｚに相当するものとすれば、水平シフトンジスタ３０
は約９．５ＭＨｚで、又水平シフトレジスタ５０は約４
．８ ＭＨｚのクロックで駆動す（７） れば良い事になる。 従って、各水平レジスタ３０．５０の構造は従来のもの
の構造と較べた場合、夫々、水平方向に％倍、６倍の電
極巾（ビット数としては撮像部１０及びメモリ部２０の
各水平方向セル数に対し、夫々丸缶、％倍）とすること
ができるので製造は非常に容易となる。 第４図は第２図足固体撮像素子の水平シフトレジスタ３
０．５０近傍の構成の一例を示し、又、第５図は駆動タ
イミングを示すものである。 の転送電極、３１は分離入力部であって、メモリ部２０
の１ラインの情報を水平シフトレジスタ３０及び５０に
上述の様に選択的に転送し入力する為のものである。図
ではこの部分を転送電極構造としているが、例えば分離
用に水平ビット毎に制御ゲート電極を設は垂直転送を水
平ビット毎に制御するようＫしても良い。３１Ｆはこの
分離入力部３１の転送電極である。又、φ２（８） は水平レジスタ６０の電極３０Ｅに附与されるクロック
パルス、φ１は水平レジスタ５０の［極５ｏＥに附与さ
れるクロックパルス、φ１は分離入力部６１の電＆３１
Ｋに附与されるクロックパルス、φＰ８はメモリ部２０
の電極２０Ｅに附与されるクロックパルスである。 又、ＶＢ 、ＶＷは仮想電極部、ａＢ、ｃｗは転送電極
下の部分テアリ、ＶＢ、ＶＷ、ＯＢ、ＯＷ ０ｉｌｊ位
をＰ （ＶＢ）、Ｐ（ＶＷ）、Ｐ（（１！Ｂ）、Ｐ（Ｏ
ｆ）とすれば、常にＰ （ＶＷ） ） Ｐ （ＶＢ）、
又、Ｐ （Ｏｆ） ） Ｐ （ＯＢ）の関係が成り立ち
、そして、転送電極にノ・イレベルの電圧を印加した場
合にはＰ （ＯＢ） ） Ｐ （ＶＷ）又、ロウレベル
の電圧を印加した場合にはＰ （ＶＢ）＞Ｐ（Ｃ！Ｗ）
の関係が成り立つよう設定されている。又、右上りの斜
線部はチャネルストップを表わしている。 次にとのような構成の固体撮像素子をクロックパルスに
より駆動する際の動作について第４．５図を参照して説
明する。 尚、撮像部１０からメモリ部２０への電荷の（９） 垂直転送については従来のフレーム転送型（ｌｉＯＤに
於けると全く同様にして行われるものであり、従って、
ここでは、特に従来のものとは相違する本実施例に個有
の動作である処の、メモリ部２０の最終の１ラインの情
報を分離入力部３１を通じて２本の水平シフトレジスタ
３０，５０ 、３３の夫々に適宜振シ分けて入力する際
の動作について説明する。又、簡単の為、第４図中、■
で示すメモリ部２０のＲ，Ｗ及びＢ対応の６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ｔ１に於て分離入力部３１の電極３１Ｆｌｉ
に対するクロックパルスφＴがハイになると、メそり部
２０の最終の１２イン中の１１５，１１６，１１７で示
す部分に蓄積されていた電荷が夫々分離人 ″力
部３１中の１０７，１１３，１１４で示す部分に移動し
、その後、このクロックパルスφＴがロウになると、こ
れら１０７，１１５，１１４の部分に移った電荷は更に
００） 夫々１０＜Ｓ、１０４，１１２で示す部分に移動する。 そしり６０，５０の電極３０Ｆ！、５０Ｅに対して夫々
クロックパルスφ２．φ１が順番に附与されると、分離
入力部３１の１０４の部分にあった電荷、即ち、当初、
で示す部分に移動し、ここで蓄積される。 次に再び分離入力部６１に対してクロックパルスφＴが
附与されると、分離入力部３１の１０６゜１１２の部分
にあった電荷が夫々１０５，１１１で示す部分を通じて
１０４，１１０で示す部分に移動する。 そして、クロックパルスφＴに若干遅れて水平レジスタ
６０に対してクロックパルスφ２が附与されると、分離
人力部６１の１０４の部分にあった電荷、即ち、当初、
メモリ部２０のＢ対応の列（１１） スフ６０の１０２で示す部分に移動し、ここで蓄積され
、まだ、このとき、分離入力部３１の１１０の部分にあ
った電荷、即ち、当初、メモリ部２０ここで蓄積される
。 以上の様にして、時刻ｔ１〜ｔ２の間に於て、メモリ部
２０の最終の１ラインに蓄積されていた電荷は分離入力
部３１を介する事によｆｉＲ及びＢ対応の列とＷ対応の
列の各グループ毎に水平シフトレジスタ６０及び５０に
２：１の割合で夫々分配されて入力される。 シフト その後、時刻ｔ２以降に各水子〇レジスタ！Ｓｏ、５０
に対しクロックパルスφ２．φ１が附与されることによ
υ夫々に入力された電荷が夫々読み出されて行く。 メモリ部２０の１水平ライン分の電荷の読み出しが終了
すると、第５図に示す様に、メモリ部（１２） ２０に対してクロックパルスφＰＢ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ｔ１〜ｔ２間の動作が再
び行われる事によシこの新たな１ライン分の蓄積電荷が
水平レジスタ！１０．５０に上述の如くして２：１の割
合で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シメモリ部２０の
全てのラインの蓄積電荷がＲ及びＢの出力Ｓ１はＲ信号
とＢ信号とを交互に含み、他シフ＋−１ 方、水平レンスタ５０に対する出力アンプ６０の出力Ｓ
２はＷ信号のみを含み、且つ、この時、出力Ｓ１．Ｓ２
の周波数の比は２：１となる。 次に、第６図は色分解フィルタとしてＲ，Ｗ、Ｂ方式を
採用した場合の信号処理系の一例を示すもので、ＯＯＤ
６０はクロック信号発生回路６２からのパルスに基づ
き所定の電圧レベルのパル（１６） スを形成するドライバ回路６１にょシ駆動される。ＯＯ
Ｄ ６０の２つの出力アンプ４０．６０からは前述のよ
うに白（Ｗ）の点順次信号Ｓ２と、赤（Ｒ）及び青（Ｅ
）の点順次信号Ｓ１とが出力され、先ず点順次信号ｓ２
は高帯域の低域フィルター６４−６を通過させられる事
によυクロックノイズが除去されて輝度信号Ｙとなる。 又、この点順次信号８２は他方で約ｉ ＭＨ２をその上
限の通過帯域とする低域フィルタ６４−２を経た後、Ｇ
（緑）信号形成用のＧマトリン２フ回路６５に入力され
る。もう一方の点順次信号Ｓ１はサンプルホールド回路
６３によシ赤（Ｒ）信号と、青（Ｂ）信号とに分離され
、低域フィルタ６４−２と同じ通過帯域の低域フィルタ
６４−１に入力される。該低域フィルタ６４−１を経た
Ｒ、Ｂ信号はＧマトリン２フ回路６５及び４チヤンネル
のプロセス回路６６に夫々入力される。そして、Ｇマト
リン２フ回路６５では赤、青、低域輝度信号から演算式
０式％ によって緑（Ｇ）信号が合成される。このＧ信号（１４
） と前述のＲ，Ｂ信号は４チャンネルプロセス回路６６で
ガンマ処理、ホワイトクリップ、黒クリップ等の処理を
受けてから色差信号Ｒ−ＹＬ。 Ｂ−Ｙｌ、に変換され、出力される。 との様にＲ，Ｇ、Ｂ信号から色差信号を作シ出す事によ
って色再現性を向上させる事ができ、しかも、色信号を
点順次信号から分離する為のサンプルホールド回路の構
成を簡略化できる。 輝度信号Ｙは色信号Ｒ，Ｇ、Ｂとは別にやはり処理を受
けるよう構成されている。 尚、本実施例では３色のフィルタに対し水平シフトレジ
スタを２本としたが、色の種類及び数等に応じて６本以
上設けても良い。又、実施例として本発明をフレーム転
送型００Ｄに適用した場合を示したが勿論これ以外にも
インターライン型００Ｄや、Ｘ−Ｙアドレス型ＭＯＥ３
イメージセンサや）ＯＰＤ （Ｃｈａｒｇｅ Ｐｒｉｍ
ｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ ）等にも適用可能な墨は言うま
でもない。 （効果） 以上説明した如く、本発明によれば、 （１５） （１）撮像素子から読み出される信号を比較的低い周波
数とする事ができるのでサンプリングが正確にできると
共に、ドライブクロックも低周波数で済むため省電力化
が図られ、しかも、転送効率が充分かせげるのでＳＡに
優れている。 （２）複数の読み出し部（水平シフトレジスタ）の読み
出しクロック周波数を互いに異ならせているので撮像素
子の出力信号の処理のだめの回路構成が簡単となる 等多くの効果を有する。 ４図面の簡単な説明 第１図は従来のフレーム転送型００Ｄの構成図、第２図
は本発明に係る撮像素子の一例を示す図、第６図は第２
図示素子の信号読み出し方法を説明するだめの図、第４
図は第２図示素子の要部構造図、第５図は駆動クロック
のタイミング図、第６図は第２図示素子を用いる場合の
信号処理系の一例を示すブロック図である。 １０・・・撮像部 （１６） ２０・・・メモリ部 ３０．５０・・・読み出し部（水平シフトレジスタ）４
０６０・・出力アンプ ６１・・・（分＃：）入力部 特許出願人 キャノン株式会社 １ぜ且→ 特許庁長官 若杉和夫 殿 １ 事件の表示 昭和５７年 特許願 第 ２１４４１３ 号２ 発
明の名称 固体撮像素子 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人任 所 東京都
大田区下丸子３−３０−２名称 （１００）キャノン株
式会社 代表者賀来龍三部 ４、代理人 居 所 １５１４６東京都大田区下丸子３−３０−２５
、補正命令の日付 昭和５８年４月２６日（発送日付） ６、補正の対象 明細書 Ｚ補正の内容 明細書の浄書（内容に変更なし。） ４７２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光学的画像を電気情報に変換する撮像部と、該撮像部で
形成された情報の内の１水平ラインの情報を分割して読
み出す為の複数の読み出し転送路と、 前記１水平ラインの情報を各読み出し転送路に互いに異
なる割合で振り分ける制御手段とを有する撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57214413A JPS59104881A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 撮像装置 |
| US07/522,457 US4985758A (en) | 1982-12-07 | 1990-05-14 | Signal processing system having selected output from plural readout devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57214413A JPS59104881A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59104881A true JPS59104881A (ja) | 1984-06-16 |
Family
ID=16655372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57214413A Pending JPS59104881A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59104881A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63135085A (ja) * | 1986-11-27 | 1988-06-07 | Fuji Photo Film Co Ltd | カラ−イメ−ジセンサ− |
| US4821088A (en) * | 1986-11-27 | 1989-04-11 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Solid-state color image pickup unit with mosaic color filter and two horizontal output registers |
-
1982
- 1982-12-07 JP JP57214413A patent/JPS59104881A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63135085A (ja) * | 1986-11-27 | 1988-06-07 | Fuji Photo Film Co Ltd | カラ−イメ−ジセンサ− |
| US4821088A (en) * | 1986-11-27 | 1989-04-11 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Solid-state color image pickup unit with mosaic color filter and two horizontal output registers |
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