JPS5967668A - 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】 （技術分野） 本発明は静屯両撮像に適した撮像素子に関する。

（従来技術） 従来フレーム転送型のＣＣＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕ
ｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）では撮像部の縦方向のセル数は
ＮＴＳＣ方式の場合、走査線本数５２５本の約半分の２
４５セルからなり、またそれぞれの各セルは感光と転送
の機能をもたせている関係上、一度に蓄積できる絵素数
は２４５、すなわち１フイ一ルド分であり、この１フイ
一ルド分の信号電荷を読み出したあと各セルの有効な感
光領域を移動して撮像し、この１フイ一ルド分を次に読
み出すという、インターレース動作をさせて、１フレ一
ム分の画像を得ていた。

この様な方式はＮＴＳＣのテレビジョン方式と極めてマ
ツチしたものであるが、ＣＯＤの撮像部においてポリシ
リコン電極で覆われた部分は感度が低い為に第１フイー
ルドと第２フイールドとで感度がかわり、インターレー
ス効果が得られにくい。

一方、近年になってビデオ・メチル・カメラあるいはビ
デオ・フォトグラフィーと呼ばれる従来の銀塩フィルム
の代わりにＣＣＤ等撮像素子を用いて撮像し、それを磁
気記録しようという研究、開発が行なわれる様になった
。この様なシステムに従来のフレーム転送型のエリア・
センナを使用した場合には、高画質を得るために１フレ
ニム記録しようとすると時間的に少しずつずれた、テレ
ビ信号レートで考えると１／６０秒ずれた２つのフィー
ルドから構成されることにな９動きのある被写体を撮像
した場合には画面プレが生じる。一方この様な現象をさ
けて１フイールド記録にすると、垂直方向の解像度が約
半分に落ちてしまうという欠点を有していた。

（目的） 本発明は上述の如き従来技術の欠点に鑑み、高品質の映
像信号を得ることができる撮像装置の提供を目的として
いる。

（実施例） 以下、本発明を図面を用いて実施例と共に説明する。第
１図は、本発明の第１の実施例のフレーム転送型ＣＣＤ
の構成を示す図である。図中の１０１はフレーム転送型
ＣＣＤの撮像部である。この撮像部の垂直方向のセル数
は例えば、ＮＴＳＣ方式の場合走査線本数とほぼ等しい
４９０本程度に設定される。すなわち、従来のフレーム
転送型ＣＣＤの約倍のセル数を有している。撮像部１０
１の水平方向のセル数は、通常、３９０あるいは５７０
程度と、カラーサブ・キャリア周波数に対応した数であ
れば良い。

第１図の撮像部１０１では、垂直方向にその内の９素子
、水平方向に４素子だけを配列した例を示している。第
１図中１２１はこの撮像部に蓄積、転送をさせるだめの
制御ＩＩｌ電圧パルスφ＋。

を供給する電極である。

第１図中１０３は記憶部であり、垂直方向のセル数は撮
像部の約１／２の２４５、水平方向には撮像部１０１と
等しいセル数が配列されている。

１２４は電荷信号を垂直方向に転送するための電圧を印
加する電極である。

１０５は本発明に係る第２の読み出し経路としての水平
転送レジスタであシ、撮像部、記憶部の水平方向セル数
とほぼ等しいセル数よりなる一列の電荷転送部より構成
されている。

１２６はこの水平転送レジスタ１０５の電荷を転送する
だめのパルス電圧φ、４を印加する電極である。

１０７は水平転送レジスタ１０５よシ転送された電荷を
電流又は電圧出力に変換する出力手段としてのアンプで
ある。

又、撮像部１０１と記憶部１０３の中間に、第２の転送
レジスタ１０８を有している。又、このレジスタ１０８
と前記アンプ１０７の入力との間に、第３の電荷転送レ
ジスタ１０ｓ’を有している。

このレジスタ１０８及び１０８′により本発明に係る第
１の読み出し経路が形成されている。

レジスタｌＯ８は前記水平転送レジスタ１０５と同じセ
ル数から成っている。

尚、レジスタ１０８′のセル数は撮像部１０１の水平方
向セル数の整数倍である事が望ましく、中でも特に撮像
部１０１の水平方向セル数と同じ場合が構造を簡単にす
るうえで望ましい。

１２３．１２７は夫々レジスタ１０８．１０８’内の電
荷を転送する為の電圧を印加する主棒である。

電荷の転送方法には従来よシ単相駆動、２相駆動、３相
駆動、４相駆動方法等いくつかの方法があり、本発明は
そのいずれをも適用できるものであるが、以下に説明を
簡単化するため単相駆動方法を例にとり、第１図示の構
成について第２図を用いて説明する。

なお、ここで参考とする単相駆動方法は、例えば、特開
昭５５−１　ｒ　ａ　９４号公報に記載されているので
くわしい動作については省略する。

第２図においてＣ８は水平方向のセル間の電荷もれを防
止するためのチャネルストップを示す。

１２１は前述の撮像部のポリ・シリコン電極を示し、こ
の電極が取りつけられた領域はシリコン中のポテンシャ
ル状態の異なる領域ＣＢと領域ＣＷから成っている。１
２２は、シリコン中に仮想電極が形成されている領域で
あり、シリコン中のポテンシャル状態の異なる領域ＶＢ
および領域ＶＷから成っている。

又、垂直方向はこの領域ＣＢ、ＣＷＳＶＢ、ＶＷから２
．１セルが構成されている。

１０５．１０８．１０８’は夫々第１〜第３の転送レジ
スタ（ｉｒｆ域を示す。この領域には夫々ポリシリコン
電極１２６，１２３．１２７が斜線をほどこした様にく
し歯形に形成されており、このポリシリコン電極下にも
、やはりポテンシャル状態の異なるＣＢ、ＣＷ領領域設
ヴられている。これらのレジスター中のＶＢ、ＶＷ領領
域撮像部の仮想電極部１２２とそれぞれ同じポテンシャ
ルレベルに設定されている。尚メモリ部の１．２４，１
２５は、それぞれ撮像部の１２１゜１２２と同様に構成
されている。但し１２４゜１２５に於ける電荷蓄積容量
は１２１，１２２に比べて約２倍となる様構成されてい
る。尚、ＡＤはアンチプルーミングドレイン、ＯＦＤは
オーバーフロードレイン、ＣＧはレジスタ１０５内の電
荷をドレインＯＦＤに落とす為のゲートである。

第３図は、第２図【示した構成のＣＣＵの内部ノホテン
シャル状態を示した図である。

第３図助中第１．第２図と同じ符番のものは同じ要素を
示す。撮像部のポリシリコン電極１２１は全て共通に接
続され、’ｆ（ｉ：荷転送のための電圧が印加される様
になっている。又、領域ＣＢは領域ＣＷよりポテンシャ
ル状態が高くなっている。図における点線はポリシリコ
ン′１１（極１２１が、負電位の大きい状態であり、実
線はポリシリコン電極１２１の電位が０近傍（わずかに
負又は正）の状態のポテンシャルをそれぞれ示す。

又、第２図の仮想電極部１２２のポテンシャルは、第３
図に示すごとく領域Ｖ　Ｂの方が領域ＶＷよりわずかに
ポテンシャルが高くなっている。またこの部分のポテン
シャルは電極１２１にかける電圧には依存せず、常に一
定に保たれている。したがって、ポリシリコン電極１２
１に、一定の電圧を印加すれば電荷が蓄積され、パルス
状の電圧を印加すれば電荷は転送される。

第３図中１２３は第２の転送レジスター１０８のポリシ
リコン電極を示している。この電極は他の電極と−は切
り離され、独立した電圧が印加される様になっている。

又、この転送レジスタ部の内部ポテンシャルはそれぞれ
第３図のポリシリコン電極１２３の下の図の様になって
いる。

第３図１２４は記憶部のポリシリコン電極を示している
。この記憶部の内部ポテンシャルは撮像部と同様である
。１２６は第１の水平転送レジスタ１０５の電極を示す
。構成は第２の転送レジスタとほぼ同様であるが、ゲー
トＣＧを介してオーバー・フロー・ドレインに隣接して
いる。

尚、レジスター１０８′の内部ボテンシャルも転送レジ
スタ１０８と同様の構成になっている。

１３４はチャネル・ストップ部のポテンシャル状態を示
している。以下に各転送レジスタ部における電荷の動き
について説明する。撮像部の領域ＣＷに蓄積された電荷
は、ポリシリコン電極１２１に大きな負電位のパルス電
圧を印加することによシ、第３図点線で示す如く領域Ｃ
Ｂ、ＣＷのポテンシャルが上がって転送され第２図１２
２のポテンシャルウェル領域ＶＷに入る。

このとき第２の転送レジスタのポリシリコン電極１２３
Ｋ、わずかに負または正の■ｂ位が印加されていると、
第２図示領域ＣＢ、ＧＷのポテンシャルは第３図の実線
で示すポテンシャル状ｊ占になり、撮像部の最下行中の
領域ＶＷの電荷は、レジスタ１０８中の領域ＣＢを通じ
て領域ＣＷに入る。次いで、この電Ｉ、Ｍ　１２３に負
の大きい電位を印加すると、レジスタ１０８の領域ＣＢ
、ＣＷの各ポテンシャルは点線で示した状たりとなり領
域ＣＷにあった電荷は領域Ｖ］３（点線の一定ポテンシ
ャルを有する）を通じてレジスタ１０８の領域ＶＷ（点
線の一定ポテンシャルを有する）に転送される。このと
き、記憶部のポリシリコン電極１２４にわずかに負捷た
は、正の電圧が印加されると、このレジスタ１０８の領
域ＶＷより記憶部の領域ＣＢ、ＣＷのボテンシャルが実
線の如く下がりレジスタ１０８の領域ＶＷにあった電荷
は記憶部の領域ＣＢを介して領域ＣＷに転送されること
になる。

この様に、して、記憶部の領域ＣＷに転送された電荷は
、記憶部のポリシリコン電極１２４に負電位のパルス状
の電圧を印加することにより領域ＣＢＸＣＷのポテンシ
ャルが点線の如く上り、領域ＶＢを介して領域ＶＷに転
送される。

よって電極１２４に駆動信号としてのパルス電圧を印加
することにより蓄積電荷がＣＷ−＋ＶＷ→ＣＷと順次転
送され第１の水平転送レジスタ１０５まで転送され、次
いで電極１２６及び１２７に同じ転送パルスを同期して
供給する事により第１の水平転送レジスタ１０５及び第
３のレジスタ１０８′を通じて外部に読み出すことが可
能である。

次に第２の転送レジスタを通して信号を読み出す場合の
電荷の流れについて説明する。

レジスタ１０８の領域ＶＷ壕で転送された電荷は、上述
の’ｆｌｒｌノ作において記憶部のポリシリコン電極１
２４にわずかに負または正の電位をかけて、記憶部へ転
送したわけであるが、この電極に負の高い電圧を印加し
て記憶部のＣＢ、ＣＷのポテンシャルを点線の如く保持
しておき、ポリシリコン電極１２３，１２７．１３１に
互いに同期した同じパルス状の電圧を印加して、レジス
タ１０８，１０８’の領域ＣＢ、ＣＷのポテンシャルを
交互に実線及び点線の状態に移行させることＫよりレジ
スタ１０８．１０８’の領域ＶＷの電荷は、ＣＢ−＋Ｃ
Ｗ→ＶＢ→ＶＷと先ず水平方向に転送され、次いで２１
３の転送レジスタ１０８′を介して垂直方向に転送され
てアンプ１１０に導びかれる。

次いで、実際のカメラとして動作させるときの動作につ
いて、第４図を用いて説明する。

第４図（ａ）は、ビデオ・メチル・カメラとして動作さ
せるときの動作状態図を、第４図（ｂ）は、動画を撮影
するビデオ・ムービー・カメラとして動作させろときの
状態図をそれぞれ示す。

まず、ビデオ・スチル・カメラとして動作させる場合に
ついて説明する。

第４図（ａ）の（ｓ−ｉ）の状態は、露光動作直前に、
暗電流等により蓄積されていた電荷を第２図、鎖式図示
のオーバー・フロー・ドレインＯＦＤを通じてクリアす
るか、または高速でＣＣＤを動作させて、外部に電荷を
はきだしてクリアするかのオール・クリアの状態を示し
ている。

次いでシャッタが開き、露光状態、即ち撮像部の蓄積状
態（Ｓ−２）に移る。更にその後で第２の転送レジスタ
ー１０８により第１フイールドの読出ｌ−状態（Ｓ−３
）に移る。

即ち（Ｓ−２）状態に於ける所定の露光時間後シャッタ
ーを閉じることにより、第１図水苔セルに於ける画像信
号（電荷）の蓄積を停止ヒした後、（Ｓ−３）状態でま
ず撮像部のセルの蓄積電荷を２行ずつ垂直方向に転送す
る。これによって第１図実施例の場合（１，１）〜（１
，４）に蓄積されていた電荷が第２のレジスター１０８
を通して記憶部のセル（４，１）〜〔４，４３に移り、
（２，１）〜（２，４）に蓄積されていた電荷が第２の
レジスター１０８に転送される。

又この時同様に、他の各行のセル部に蓄積された電荷も
２行ずつ転送される。これにより（３゜１）〜（３，４
）　、　（４，ｔ）〜（４，４）　、（５，１）〜（５
，４）　、　（６，１）〜（６，４）　、　（７−ｉ）
〜（７，４）　、　（８，１）〜（８，４）　、　（９
，１）〜（９゜４）部の蓄積電荷はそれぞれ（１，１）
〜（１，，４）。

（２，１）〜（２，４）　、　（３，１）〜（３，４）
、　（４゜１）〜（４，４）　、　（５，１）〜（５，
４）　、　（６，１）〜（６，４）　、　（７，１）〜
（７，４）部に転送される。

この様にして電荷が２行分転送された後、第２の転送レ
ジスター１０８に転送された電荷を電極１２３及び１２
７に読み出し／くルスを同期（７て供給する事によりア
ンプ１０７を介して外部に送出される。

この後、再び撮像部のセルの蓄積電荷を２行転送する。

これ虻より（１，１）〜（１，４）部に転送された電荷
、即ち露光時（３，１）〜（３，４）に蓄積された電荷
が水平レジスターを介して蓄積部のセル（４，１３〜（
４，４）Ｋ移行し、又（２，１）〜（２，４）部に転送
された電荷、即ち露光時（４，１）〜（４，４）に蓄積
された電荷が水平レジスター１０８に転送される。又、
この時記憶部１０３の各行のセル部に転送された電荷は
１行分転送される。よって前回セル（４，１）〜（４，
４］に転送された電荷、即ち露光時（４，１）〜（４，
４）に蓄積された電荷はセル（３，１）〜〔：１４Ｊに
転送される。この後、再び第２のレジスター１０８に転
送された電荷の読出し動作が行なわれ、上述の如く水平
レジスター１０８に転送された露光時（４，１）〜（４
，４）に蓄積された電荷がアンプ１０７を介してシリア
ルに送出される。

以後、同様にして撮像部１ｏ１のセルに蓄積された電荷
を２行分垂直シフトすると共に、記憶部１０３の電荷を
１行分垂直シフトして撮像部から１行分取り込み残りの
１行を第２．第３のレジスターｉｏｓ、ｉｏｓ’を介し
て６元み出す動作を繰り返し実行することにより、第２
．第３のレジスターｉｏｓ、ｉｏｓ’から露光時（２１
）〜（２，４）、（４，１）〜（４，４）。

（６−１）〜（６，４）、（ｓ、ｔ）〜（８，４）の偶
数行にそれぞれ蓄積された電荷が順次送出される。即ち
第１フイールドの読出し動作が実行される。又露光時（
１，１）〜（１，４）。

（３，１）〜（３，４）、（５，１）〜（５，４）。

（７，１）〜（７，４）の奇数行に蓄積された電荷がそ
れぞれ、蓄積部（１，１〕〜［１，４，１゜〔２，１〕
〜（２，４〕、’Ｃ３，１］〜Ｃ３，４」。

（４，１〕〜［４，４）に転送され記憶される。

尚、各２行の転送は標準テレビジョン方式の水平ブラン
キング期間内に行なわれ、レジスタ１０８からレジスタ
１０８′への転送は１水平走査期間かけて行なわれる。

このとき本発明の第３のレジスタ１０８′は第２レジス
タ１０８の水平ｂｉｔ数の略整数倍に設定されているの
で奇数行のフィールドを後で読み出す時に同期が狂いに
くい。

この様にして（Ｓ−３）状態で第１フイールドの読出し
動作が実行された後、第２フイールドの読出し、状態、
（Ｓ−４）状態に移行する。

該（Ｓ−４）状態においては、蓄積部の各行のセルに転
送された電荷を１行分転送した後、第１の水平レジスタ
ー１０５に転送された電荷を第３のレジスタ１０８′を
介して読出すことにより、水平レジスターから露光時（
１，１）〜（１゜４）、（３，１）〜（３，４）、（５
，ｉ）〜（５，４）、（７，１）〜（７，４）、　（９
，１）〜（９，４）に蓄積された電荷が順次送出され第
２フイールドの読出しを終了する。尚、本実施例では偶
数フィールドを先に読み出し奇数フィールドを次に読み
出す様にしたが、撮像部を最初１行シフトして、これを
レジスタ１０８から読み出し、次いで撮像部を２行シフ
トし、１行を記憶部に写すようにすれば奇数行を先に読
み出す事もできる。この様に本発明によれば、同一時点
に記録した１フレ一ム分の画像信号を通常のＴＶ動作の
ごとく第１フイールド、次いでインターレースされた第
２フイールドとして読出すことが可能となる。この時第
２転送レジスタ１０８は、水平転送シフトレジスタとし
ても、又、パラレル・インッパラレル・アウトのシフト
レジスタとしても動作している。

次いで、この素子を動画の映像信号を取シ出す通常のビ
デオ・カメラとして動作させるときの動作について説明
する。

第４図（ｂ）の（Ｍ−１）の状態は第４図（ａ）の（Ｓ
−１）の不要電荷クリア動作に相当する。但し、この動
作は必要不可欠のものではない。

この場合は、シャッタは必要なく、蓄積と読出しを同時
にくり返す動作となる。（Ｍ−２）。

（Ｍ−２’）・・・・・・は蓄積状態をそれぞれ示し、
ダッシュ記号は第２フイールド目を示している。

すなわち、（Ｍ−２）で蓄積された電荷（第１フイール
ド）は、（Ｍ−３）で１洸出され、（Ｍ−２′−）で蓄
積された電荷（第２フイールド）は、（Ｍ−３’）でそ
れぞれ読出されるわけである。

（Ｍ−４）の状態は、撮像部に蓄積された電荷が、記憶
部へ転送される状態を示す。

この第２の実施例に於ては、撮像部の垂直方向のセル数
が４９０あり、記憶部のセル数が２４５なので従来のフ
レーム転送型ＣＣＤとは、この撮像部から記憶部へ移す
ときの動作およびインターレース方法が、異なっている
。この動作について第１図を用いて説明する。

まず、（Ｍ−２）状態にて霧光蓄積を行なった後、（Ｍ
−４）状態にて撮像部の蓄積電荷の記憶部への転送が行
なわれる。この時該転送動作において、まず行（１，１
）、（１，２）。

（１，３）、（１，４）に蓄才責された電荷が、第２の
レジスタ１０８を通して記憶部ｌＯ：３の行〔４−１１
，［４，２〕：ｒ４．３Ｌ　（４゜４〕へ転送される。

次いで、（２，１）、（２゜２）、（２，３）、（２，
４）の電荷も同様にして、Ｃ４，１）、［４，２〕、（
４，３Ｌ［４，４〕へ転送される。

このとき記憶部へはパルス電圧は印加されず、露光時Ｋ
（１，１）〜（１，４）に蓄積された電荷を［４，１）
〜［４，４，：ｌに保持状態としておく。これにより行
［４，１，）〜［：４．４３には撮像部の行（１，，１
）〜（１，４）　　及び（２，１）〜（２，４）の２列
に蓄積された電荷が加算されて蓄積されることとなる。

次いで記憶部を一行転送し、即ち［４，１）〜（４，４
）にて加算された電荷を［３，１］〜Ｃ３，４，１に転
送して、再び上述の如くして撮像部の２行分、即ち露光
時の行（３，１）〜（３，４）、（４，１）〜（４，４
）に蓄積された２行分の電荷を行Ｃ４，１）〜Ｃ４，４
１だ転送、加算する。この後、同様にして記憶部の一行
転送動作及び撮像部の２行分の［４，１）〜［４，４：
］への転送加算動作を繰り返すことに、より、記憶部の
行〔１，ｉ〕〜［１，４）には行（，１，１）〜（１、
’４　）及び（２，１）〜（２，４）の加算電荷が、行
［：２．１］〜〔２，４〕には行（３，１）〜（３，４
）及び（４，１）〜（４，４）の加算電荷が、行［３，
１）〜（３，４）には行（５，１）〜（５，４）及び（
６，１）〜（６，４）の加算電荷が、父性［４，１Ｅ〜
［４，４］には行（７，１）〜（７，４）及び（８，１
）〜（８，４）の加算電荷がそれぞれ転送される。これ
らの動作が（Ｍ−４）状態に於て行なわれる。

この後（Ｍ−ｚ′）　、　（Ｍ−３）状態に移行し、新
たな露光蓄積動作が実行されると共Ｋ、上述の如く記憶
部１０３に一旦転送された信号は順次−行ずつ水平レジ
スタ、−１０５及びレジスター１０８’を介して読み出
される。これにより第１フイールドの読出し動作が実行
される。

この様にして第１フイールド目の読出し動作が終了した
後、（Ｍ−２’）状態に於て撮像部１０１に蓄積された
新たな電荷情報が、（Ｍ−４”）　Ｖｃで記憶部１０３
に転送される。尚、この場合第２フイールド目の読出し
動作であるため、撮像部１０１からセル〔４，１〕〜〔
４，４］に転送する際にセルを一行ずらして撮像部２列
分の転送加算を行なう。

即ち第２フイールド目はまずセル（２，１）〜（２，４
）及びセル（，３，１）〜（ニー１．４）の蓄積電荷、
セル（４，１）〜（４，４）及び（５，１）〜（５，４
）の蓄積電荷、セル（６゜１）〜（６，４）及び（１１
）〜（７，４）の蓄積電荷をそれぞれ行（４，１１〜［
４，４，１に於て加算してから、記憶部１０３の各行に
加算された電荷を転送１−で蓄積する１、この後（Ｍ−
３′）により、記憶部１０３の蓄積電荷を水平レジスタ
ー１０５により送出することにより第２フイールド目の
読み出し動作を終了する。この様にして、撮像部セルを
２列加算する場合に、第１回目のフィールドの転送加算
動作と第２回目の転送加算を一行ずらすととにより第１
回目のフィールドとインターレースされた信号を得ると
とが出来、ビデオカメラとして画像撮影を実行すること
が出来る。

この時ｉ［２水平転送レジスタ１．０８は並列ところで
撮像部の各セルの電荷は２行分づつ加算されて記憶部の
各セルに蓄積されるので、記憶部の各セルの容量は撮像
の各セルの容量に対して約２倍必要となる。又、加算す
るセル数が多くなればなるＩ止ど記憶部の各セルの容量
を大きくとる必要がある。しかし、静止画専用に用いら
れる場合には記憶部の容１ｔ−は撮像部の容量と大略等
しくして構わない。又、本実施例では撮像部の２ライン
の加算を記憶部で行なったが第２レジスタ１０８で行な
っても良いし、撮像部１０３の最下行で行なっても良い
ものである。

８ｇ５図は実施例の駆動回路の一例を示す図である。

第５図に実施例のＣＣＤの駆動回路図の一例を示し、第
６図（ａ）に静止画撮影時の第５図の各部のタイミング
図、第６図（ｂ）　Ｋ動画撮影時の第５図の各部のタイ
ミング図を示す。第６図（ａ）。

（ｂ）の−クロックパルスφ１１．φ１２．φ１２′。

φ１３．φｆ４゛、φＣＧはレベルが高い時は電極にわ
ずかに正又は負の電位が印加され、レベルが低い時には
負の大きな電位が印加されているものとする。

第５図に於いて５１はスタートスイッチ、５２はワンシ
ョジトマルチバイブレータ、５３は所定周波数のクロッ
クパルスを発生するクロック発振器、５４はカウンタ、
５５はカウンタのカウント値に応じてパルスφ１１．φ
１２．φ１２′。

φ１３．φ１４を発生するＲＯＭで第６図（ａ）。

（ｂ）に示すパルス信号を発生する様プログラムされて
いる。５６はスチル（Ｓ）、ムービー（財）の切り換え
スイッチ、５７はセット・リセット・フリップフロップ
、５８はシャッタドライバ、５９〜６１．７０．７０′
はＣＣＤ駆す１ｂドライバ、６２はシャッタ、６３けレ
ンズである。

ＲＯＭ５５には第６図（ａ）　、　（ｂ）のタイムチャ
ートに示された静止画撮影時と、動画撮影時の変換テー
ブルが内蔵されている。

つづいて第６図（ａ）にもとづいて静止画撮影時の動作
を説明する。

スタートスイッチ５１が押されるとスタートパルスＳＰ
が出力され、カウンタ５４がクリアされ、クロック発振
器５３の出力クロックでカウンタ５４．がカウント・ア
ップする。カウンタ５４の出力はＲＯＭ５５に入力され
て、スイッチ５６がＳ接点に接続されている場合には、
ＲＯＭ５５は第６図（ａ）のタイムチャートに従う信号
を出力する。

即ち、先ず（Ｓ−１）期間に於て高速のクロックφ１１
〜φ１４を夫々供給すると共に、クリアゲートを開く為
のノ・イレベルのクロックφＣＧをこの間供給する事に
よシ撮像部１０１、記憶部１０３、レジスタ１０８．１
０５内の電荷カオーバー・フロー・ドレインＯＦＤに吸
収される。

次いで期間（Ｓ−２）に於てシャッタドライバ５８が作
動してその出力に７・イレベル信号を出力する間シャッ
タが開き露光が行なわれる。

そしてその後例えば偶数行の読み出しが期間（Ｓ−３）
に於て行なわれる。その為に最初クロックφ１１．φ１
２により１行分シフトすると共に１この行の情報をその
まま記憶部のせ［４，１）〜［４，４：］に蓄積する。

次いでクロックφ１１、φ１２によりもう１行シフトし
、この情報をレジスタ１０８に蓄積する。その後このレ
ジスタの内容をクロックφ１２．φ１２′により読み出
す。このシーケンスを繰り返す事により偶叡行の読み出
しを行なった後、次に期間（Ｓ−４）に於°て奇数行の
読み出しを記憶部から行なう。この場合の読み出し動作
は従来のフレーム・トランスファー型ＣＣＤの読み出し
方法と同じで良いが、レジスタ１０５と出力アンプ１０
７の間にレジスタ１０８′が在る点が従来と異なる。

即ち記憶部１０３内の各行の情報を１行シフトする毎に
レジスタ１０５及び１０８′を駆動する事によって順次
各行を読み出すものである。

そして記憶部１０３の最後の行の情報が読み出されると
終了信号ＳＴＰがＲＯＭより出力されてカウンタ５４の
カウント動作を停止させる。

次に第６図（ｂ）を用いてムービーモードの動作タイミ
ングを説明する。

先ずスタートパルスＳＰが出力されるとその後クロック
、φ１１．φ１２により撮像部１０１内の電荷が１行ず
つ記憶部１０３に転送されると共に記憶部はクロックφ
１１．φ１２と同じかそれより長い周期で駆動される。

これによって撮像部の情報は２行ずつ加算されて記憶部
に蓄積される。この時クロックφ１１゜φ１２に対する
クロックφ１３の位相を例えば図の様に設定する事によ
り加算されるべき２行の組み合わせがフィールド毎に切
換わる様にしている。

尚、以上の実施例では第１のレジスタ１０５と第２のレ
ジスタ１０８を共通の出力アンプを介して読み出す様に
する為に電荷転送レジスタ１０８′を設けたが、これを
、信号を直接伝達するリード線としても良い。又、出力
アンプは第２のレジスタ１０８の出力の近傍に設けても
良い。

又、信号出力手段としての出力アンプは入力電荷信号を
電圧信号に変換するものの他に電流信号に変換するもの
などであっても良い事は言うまでもない。

（効果） 以上の如く本発明の撮像素子は電荷転送素子の撮像部内
の情報電荷を転送するクロック信号の周波数と蓄積部内
の情報電荷を転送するクロック信号の周波数を所定関係
とすることによって撮像部の光電変換素子の複数個分の
情報電荷を蓄積部の１つのセルに貯えるものである。

従って従来蓄積時間に於けるクロックレベル状態をフィ
ールド毎に切り換えることによりインターレース走査を
行っていた為に撮像部においてポリシリコン電極で枦わ
れだ部分の感度が低くなり、インターレース効果が得ら
れにくくなったり、暗電流の発生量が異なる為に映像信
号の品質が低くなるといった欠点が特に単相駆動方式の
ＣＯＤでは顕著であったが、これを解消する事ができる
。又、本発明の撮像装置は上述の様にして加算電荷を得
ることができるので暗電流の影響が少くなり、読出映像
信号の品質が向上する。更に第１フイールドと第２フイ
ールドとで加算する光電変換素子の組み合わせを変える
こと、によりテレビジョンのインターレース動作に合わ
せることが可能となり、後段の信号処理回路が簡略化さ
れるものである。

又、本実施例では第１の転送レジスタと第２の転送レジ
スタの出力を共通の出力アンプ１０７を介して読み出す
様にしたのでたとえ変換手段としてのアンプ１０７の電
荷−電圧変換特性に多少のばらつきがあっても、これが
スチルモードに於ける各フィールド出力間の誤差とな１
つたシする事がない。

即ち仮にレジスタ１０８と１０５の出力を夫々別のアン
プを介して読み出すものとすると、両アンプの特性のバ
ランスをとる事がｋめて困維である為Ｋ、各レジスタの
出力が均等に得られないという欠点があり、特にγ補正
等を施す事によシこの誤差が無視し得ないものとなるお
それがあるが、本発明によれば、この様な問題を回避す
る事ができる。

勿論出力アンプが１つであるから構成も簡略化される。

又、レジスタ１０８と１０５の出力を共通のアンプに導
びく為に電荷転送路を用いているので信号のクロストー
クや減衰が小さい。

又、この電荷転送路の　ｂｌｔ　　敬をレジスタ１０８
又は１０５の水平ｂｉｔ　ｎの整数倍としたので読み出
し出力が周期的に得られる。

従って撮像素子の駆動タイミングの制御が容易になる等
多くの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のフレームトランスファ型ＣＣ
Ｄの梠成概略図、 第２図は第１の実施例のＣＯＤの要部の模式第３図は第
１図示実施例のＣＣＤの内部号（テンシャル状態図、 第４図（ａ）は第１図示実施例を静止画撮影に用いた時
のシーケンス図、 第４図（ｂ）は第１図示実施例を動画撮影に用いた時の
シーケンス図、 第５図は第１図示実施例のＣＣＤの駆動回路図、 第６図（ａ）は静止画撮影時の第５図の各部のタイミン
グ図、 第６図（ｂ）は動画撮影時の第５図の各部のタイミング
図である。 図において１０１は撮像部、１０３は蓄積部、１０５は
第１の水平転送シフトレジスタ、１０８゜１０８′は夫
々第２の水平転送シフトレジスタ、５３はクロック発振
器、５４はカウンタ、５５はＲＯＭ、φ１１．φ１２．
φ１２′、φ１３゜φ１４はＣＣＤの駆動クロック信号
を夫々示す。 １（Ｊ’）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学像を電気信号に変換する為の撮像部と、該撮
   像部の電気信号を読み出す為の第１の経路と、前記撮像
   部の電気信号を記憶する記憶部と、該記憶部の電気ｈｊ
   号を読み出す為の第２の経路と、前記第１．第２の経路
   を介して得られた電気信号を電圧又は電流として出力す
   る為の共通の出力手段とを有する撮像素子。
2. （２）前記第１．第２の経路は電荷転送１１４造から成
   る事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の撮像素子
   。