JPS60157800A - 電荷結合装置 - 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】 この発明は電荷結合装置型イメージヤ（以下、ＣＣＤイ
メージヤと称す）に関するものである。

〔発明の背景〕

現在、フィールド転送型ＣＣＤイメージヤにおいては、
フィールド期ｊ物中にイメージレジスタ（Ａレジスタ）
に積分された画像を現わす電荷からなる緑の全てを隣接
フィールド期間の間にあるフィールドリトレース期間中
にフィールド蓄積レジスタ（Ｂレジスタ）へ転送するこ
とを周期的に行っている。最後の線中の画素（ペルーＰ
ＥＬ）を表わす電荷パケットは線走査レジスタ（Ｃレジ
スタ）へ並列に転送される。続く線トレース期間中、Ｃ
レジスタはクロックされて、電荷パケットを直列にその
出力段に供給し、ＣＯＤイメージヤビデオ信号出力の連
続サンプルに変換される。

イメージレジスタからの線のクロック出方動作の速度は
速めないで、しかも、フィールド転送に要する時間を短
縮することが望ましい。これは例えは、Ａレジスタか、
高解像度イメージヤにおける場合のように、多数の電荷
の線を有し、ビテオ信号規格がフィールドリトレース時
間に制限を加えているような場合に望まれることである
。更に、フィールド転送時間の短縮は、例えは、転送ス
ミアを少くするのに有効である。

転送スミア現象については米国特許第４，０１０，３１
９号に述へられている。転送スミアは、イメージレジス
タからフィールド蓄積レジスタへの電荷パケットの転送
中にイメージレジスタが輻射線に露光された場合、この
時の画像に対する光応答（フォトレスポンス）が転送中
の積分された光応答に対して位置ずれ（ミスレジストレ
ーション）を生するために発生する。転送スミアは、イ
メージレジスタからフィールド蓄積レジスタへの電荷転
送に要する時間に正比例してひどくなることが知られて
いる。しかし、イメージレジスタからフィール（ ド蓄積レジスタへ電荷の線をクロックして送る速度を制
限すると、シャッタを持たないイメージヤにおいては、
転送スミアの低減が妨げられてしまつ　ｌこ　。

１］？■記米国特許第４，０１０，３１９号には、スミ
ア応答のみのサンプルを生成して、そのサンプルをスミ
アで汚染された画像応答のサンプルと合成することによ
り、スミアによる汚れが低減された画像応答を得るとい
う方法が示されている。さらに、後方照射型ＣＣＤイメ
ージヤ用として、フィールド転送中に発生するホトキャ
リヤに対する遅延フィールドを用いる電子シャッタ方式
も知られている。

これらの方法は、組合わせて使用しても、スミアを少く
するには部分的にしか効果がない。フィールド転送時の
スミアを更に少くすることは、スミアを許容しうる低レ
ベルまで減少させるのに有効である。

〔発明の概要〕

この発明は、広くは、ＣＯＤ電荷転送レジスタを分割し
て、レジスタ中の電荷パケットの一部をレジスタの第１
の端部にある第１の出力ポートに向けて第１の方向にク
ロックで送り、同時に、残りの電荷パケットをレジスタ
の（第１の端部と反対の側にある）第２の端部にある第
２の出カポ−゛トヘ（第１の方向とは逆の）第２の方向
ヘクロツタで送ることを可能にすることに関するもので
ある。

この発明をフィールド転送型ＣＯＤイメージヤに適用す
る場合は、フィールド転送中、イメージレジスタの２分
の１（第１のＡ／２レジスタ）中の線が第１の２分の１
フイールド蓄積レジスタ（第１のＢ／２レジスタ）に向
けて一方向にクロックで送られ、イメージレジスタの残
りの２分の１（第２のＡ／２レジスタ）中の線は、第２
の２分の１フイールド蓄積レジスタ（第２のＢ／２レジ
スタ）に向けて反対方向にクロックで送られる。

第２の２分の１フイールド蓄積レジスタは、イメージレ
ジスタの第１の２分の１フイールド蓄積レジスタと反対
の端に設けられている。このように構成することにより
、所定の線転送速度でのフィールド転送に要する時間が
半分になる。第１と第２の２分の１フイールド蓄積レジ
スタ（−Ｆ３−７２レジスタ）には、それぞれ線走査レ
ジスタ（Ｃレジスタ）が設けられている。

ＣレジスタがＢ／２レジスタのＡ／２レジスタから遠い
方の端部にある場合は、一方のＣレジスタから供給され
る２分の１フイールドは他方のＣレジスタから供給され
る２分の１のフィールドに対して線順次形式が反転され
る。第１のシーケンスで１線ずつ書き込まれ、第２の反
対のシーケンスで読み出された別の２分の１フイールド
の蓄積フィールドが、２分の１フイールドの読出しに２
分の１フイールドトレース時間を要する場合に、２分の
１フイールドの一方のものを反転させるのに用いられる
。２つのＢ／２レジスタに蓄積されている２分の１フイ
ールドは、フィールドトレースの前半に、それぞれのＣ
レジスタを用いてＣＣＤイメージヤからクロックで出力
される。

この発明の上記のような応用においては、時分割マルチ
プレクス構成の別の２分の１フイールド蓄槓メモリが２
つの並列Ｃレジスタ出力信号の通常のラスク走査への走
査変換を行い、Ｂ　／　２　レジスタは両方共、それぞ
れへ〇レジスタにおける通常の線走査周波数の半分の周
波数で、全フィールドトレース期間中、クロックされる
。これによって、゛線走査中のＣレジスタをクロックす
る周波数が低くされ、その転送効率が改善されかつ電力
消費も低くなる。上記の付加された２分の１フイールド
蓄積メモリがＣＣＤイメージヤの外部に設けられたデジ
タルメモリの場合には、Ｃレジスタの後段に用いられる
アナログ・デジタル変換器の変換速度を遅（することが
出来る。

この発明は上述した０レジスタのような線レジスタに適
用して、レジスタを２つの部分（Ｃ／　２レジスタ）に
分割して、分割されたレジスタの各半部に、そのレジス
タの両端部において出力段を設けることによって、レジ
スタからの線転送速度を２分の１にすることができる。

この場合、上述した走査変換器も改変して、各々のＣ／
　２レジスタ出力に対する時分割マルチプレクスされた
２分の１線記憶装置を含めるようにすることができる。

Ｃレジスタの分割は各２分の１の部分間のチャンネルス
トップを用いるという通常の方法で行えるが、Ｃレジス
タ半部間にいかなる物理的障壁も設けることなく、この
発明の教示するところに従って電気的に両半部を分離す
ることによって行うことが好ましい。

この発明のさらに別の特徴は、互いに反対方向への電荷
転送のための画像分割と共にフィールドインクレースを
行う場合の詳細に関する。この発明のレジスタ分割法は
他にも種々の応用か可能である。

〔推奨実施例の説明〕

第１図を参照すると、ＣＣＤイメージヤ１０に対して（
典型的にはレンズ系を通して）全フィールド画像の光学
的結合５が行われている。イメージヤ１０は、実効的に
は、単一の半導体基板上に設けられた、各々フィールド
転送型である２つの成分ＣＣＤイメージヤ部１１と１２
で構成されており、それぞれが全フィールドの２分の１
を撮像する。イメージヤへの光学的結合は、画像の上半
分が成分部１１のイメージレジスタ１３上に集束され、
下半分が成分部１２のレジスタ１４上に集束される通常
の画像反転裏返し作用（ｉｎｖｅｒｔｉｎｇ−ａｎｄ−
ｐｅｒｖｅｒｔｉｎｇ）を有するものとする。このため
に、成分部１１と１２の２分の１フイールドイメージレ
ジスタ１３と１４は、それぞれ対応する２分の１フイー
ルド蓄積レジスタ１５と１６との結合部と反対の端部で
相互に対接している。フィールド転送時間に、画像の上
半部の画素を表わす電荷パケットの線が第１の２分の１
イメージレジスタ１３中を通って下方に第１の２分の１
フイールド蓄積レジスタ１５中ヘクロツクで送られ、ま
た、画像の下半部の画素を表わす電荷パケットの線が第
２の２分の１イメージレジスタ１４を通って上方に第２
の２分の１フイールド蓄積レジスタ１６中にクロックで
送り込まれる。

イメージレジスタの各半部１３と１４は同一の基板上で
対接しているが、ＣＣＤイメージヤ１０から供給される
ビデオザンプルから再構成されたテレビジョン画像中に
目につくような不連続部分を生じさせることなく、画像
の上半部と下半部とをそれぞれ表わす電荷パケット群を
分離せねばならないという問題がある。この問題はフィ
ールドインタレースの場合は更に扱いにく（、画像の上
半部と下半部との間の分Ｉｆ！ＩＩ線が交番フィールド
毎に荻化する。イメージレジスタの電荷転送チャンネル
の上と下の半部中を互いに逆方向に電荷を転送でき、し
かも、各イメージレジスタ半部１３と１４から取出した
電荷サンプルから再構成したテレ・ヒジョン画像に目に
つくような不連続性を発生させる物理的な分離によって
２うよの１イメージレジスタ１３と１４を分離すること
なくできれは望ましい。さらに、画像積分（集積）時間
中、イメージレジスタの表面全体にわたって電位エネル
ギ井戸のパタンの規１則性を維持することが非常に望ま
しい。この明細書の後の方で、このパタンの規則性の維
持と同時に画像の半部を正確に分離するための方法が述
べられている。それらの方法は基本的には、イメージレ
ジスタの上に設けられている規則的なゲート電極構造に
対するクロッキング電圧（クロック駆動電圧）の加え方
のみによるものである。

成分イメージヤ部１１において、２分の１フイールドイ
メージレジスタ１３と反対の側の２分の１フイールド蓄
積レジスタ１５の端部は、電荷パケットを線レジスタ１
７に並列にロードして直列読出しに変換するように接続
されている。この線レジスタ１７は成分ＣＯＤイメージ
ヤ１１のＣレジスタとして働く。成分ＣＯＤイメージヤ
ニ２においては、２分の１フイールドイメージレジスタ
１４と反対側の２分の１フイールド蓄積レジスタ１６の
端部が電荷パケットを並列に線レジスタ１８にロードし
て直列読出しに変換するように接続されてお・す、線レ
ジスタ１８が成分イメージヤ１２のＣレジスタとして働
く。

従って、複合ＣＯＤイメージヤ１Ｑの完全なイメージレ
ジスタ即ちＡレジスタが２つの部分１３と１４に分割さ
れており、これらの部分を「Ａ／２レジスタ」と称して
いる。また、１Ｂ／２レジスタ」と称する２分の１フイ
ールド蓄積レジスタ１５と１６とで複合ＣＯＤイメージ
ヤＩＱの完全なフィールド蓄積レジスタ即ちＢレジスタ
が構成されている。

ＣＯＤイメージヤ１０の実際の物理的構造について述べ
ると、電荷転送チャンネルか半導体基板の表面又は逆導
電型のドープ層間の境界面に画定されており、この画定
は電荷転送チャンネルの境界に沿って基板中に配置され
たチャンネルストップによってなされている。複数の電
荷転送チャンネルが並列に配置されて、イメージレジス
タ即ちＡレジスタの列（コラム）を形成している。半導
体基板の前面に設けられた絶縁層上には上記の列と交差
するように一連の平行ゲート電極構造が設けられている
。イメージレジスタの動的クロッキングが中断する画像
集積時間中にゲート電極に加えられるクロッキング電圧
のバタンか、ＣＯＤイメージヤのマスク走査ビデオ出力
の走査線に対応するイメージレジスタの１行」を形成す
る。

画素を表わす電荷パケットへの全フィールド画像の光電
変換は、画像集積時間中、輻射線が透明なゲート電極を
通して半導体基板の前面に導かれ、あるいは、適当に薄
くされた半導体基板の裏面に導かれる時に、イメージレ
ジスタのゲート電極に加えられる電位によって半導体邦
、板中に誘起される電位エネルギ井戸で行われる。別の
やりかたでは、光電変換は、画素を表わす電荷パケット
をイメージレジスタの電荷転送チャンネル中の隣接位置
へ放出するように選択的に接続された光応答素子中で行
われ、この場合には、当然のことながら光応答素子は入
抱４光像に対するマスクは施こされてはいないけれども
、大抵の場合、電荷転送チャンネルは入射光像からマス
クされている。２分の１フイールド蓄積レジスタ１５と
１６の各々も複数の平行配置された電荷転送チャンネル
で構成されており、これらの電荷転送チャンネルは、実
際には、Ａレジスタの対応する電荷転送チャンネルが延
びたものである。各２分の１フイールド蓄積レジスタ１
５と１６は、更に、その電荷転送チャンネルと交差する
一連のゲート電極を備えている。

フィールド転送時間中、２分の１フイールド蓄積レジス
ク１５と１６のゲート電極は、各レジスタ１５と１６が
画素の線を表わす電荷パケットを（１度に１行ずつ）受
けるとイメージレジスタの部分１３と１４のゲート電極
と同期して動的にクロックされる。

これらのレジスタの行ずつのクロッキングはフィールド
リトレース時間に適合し、かつ、イメージヤがフィール
ドリトレース期間中遮光されないようなものの時に、転
送スミアを減じるような比較的高い周波数で行われる。

転送スミアは光電変換か電荷転送チャンネル中で行なわ
れるイメージヤのみならす、別に光応答素子を備えてい
るイメージヤにおいても漂遊電荷による影響によって生
じる。

イメージレジスタのゲート電極への動的クロッキング電
位の印加が一時中断きれる画像集積時間中は、２分の１
フイールド蓄積レジスタ１５と１６のゲート電極には低
くされたクロッキング周波数の動的クロッキング信号が
加えられて、その中にある電荷の行が、線リトレース期
間中、一時に画素１本分ずつ送られる。２分の１フイー
ルド蓄積レジスタ１５と１６中の最後の電荷行はそれぞ
れのＣレジスタ１７と１８へクロックにより送り込まれ
る。これらの線（Ｃ）レジスタ１７と１８は、２分の１
フイールド蓄積レジスタ１５と１６から、線リトレース
期間中に、画素で構成された線を表わす電荷パケットを
並列に受けとる。続く線トレース中にＣレジスタ１７と
１８の部分がシフトレジスタとして動作して、これらの
電荷パケットの線を一時に１本ずつ、画素走査速度でそ
れぞれの出力段へ直列に転送する。これらの出力段は画
素走査周波数でサンプルされた各ビデオ出力に応動する
。

ＡＬ／ジスタからＢレジスタへの転送速度と同じ１緑ず
つ（ライン・パイ・ライン、以下線単位と称する）の転
送速度でも、各２分の１フイールドを同時に転送するこ
とによって、ＣＯＤイメージヤｌＯは従来あイメージヤ
の半分の時間で１フイールドの転送を完了させることが
できる。各２分の１フイールドを同時に転送すると否と
にかかわらず、ある線単位転送速度については、各転送
中に存在し、フィールド転送スミアを生じる電荷累積の
可能性のある線の数は２分の１となる。

両方のＡ／２レジスタからＢ／２レジスタへの転送はフ
ィールドＩＪ　ｌ−レース中に行われる。その結果、そ
のような転送に伴う高周波数のＣレジスタクロッキング
がなく、従って、イメージヤの基板を介する容量結合に
より線トレース期間中の画像読出しか妨害されることが
ない。フィールドトレースの前半で、Ｂ／２レジスタ１
５は、光像の上手部に応答してＡ／２レジスタ１３中に
生成されてを 転送されて来ていた電荷パケット、ＩＣレジスタ１７へ
転送する。この転送は線ＩＪ　）レース中に、一度に１
本の線ずつ並列に行われる。Ｃレジスタ１７は線トレー
ス期間中に直列に読み出され、２分の１フィールド周波
数で切換操作される時分割マルチプレクサ１９を通して
出力ビデオ信号サンプルが供給される。

フィールドトレースの後半部においてＢ／２レジスタ１
６からＣレジスタ１８に線単位転送を行い、かつ、マル
チプレクサ１９を介してＣレジスタ１８から直列読出し
をしてビデオ信号サンプルを供給しても、ラスク走査出
力ビデオ信号サンプルを得るために必要な全画像フィー
ルドの連続した線単位サンプリングを得ることはできな
い。Ｃレジスタ１８の出力は、フィールドトレースの後
半部を通じてその前半部に接続する連ｔした線単位サン
プリングを行うために、ある順序で書き込まれ、反対の
順序で読出されるメモリである２分の１フイールド記憶
装置２０を介してマルチプレクサ１つに供給されねばな
らない。２分の１フイールド記憶装置２０の書込みは、
Ｂ／２レジスタ１５と１６を同期させて動作させ、又、
Ｃレジスタ１７と１８を同期させて動作させて、フィー
ルドトレースの前半部で行うことができる。

２分の１フイールド記憶装置２０としては、サンプルを
アナログ形式で記憶するものを使用できる。

このような２分の１フイールド記憶装置としては、ＣＯ
ＤイメージヤｌＯとは別の半導体基板上に設けたＣＯＤ
メモリが適している。Ｃレジスタ１７と１８からのアナ
ログ信号サンプルが最終的にはデジタル化されるもので
ある場合は、２分の１記憶装置２０として、Ｃレジスタ
１８の後段にアナログ・テジタル変換器を設りてそれか
ら供給されるデジタル化されたサンプルを記憶するテジ
タルメモリを用いることもできる。

第２図は第１図のイメージヤ方式の一般的な動作のクロ
ッキングを示す図である。２分の１フイールド記憶装置
２０にはフィールドトレース期間の前半部に、各線トレ
ース期間中Ｃレジスタ１８から直列に供給されるサンプ
ルが正規の順序とは逆の線順序で線単位で書き込まれる
。ついで、２分の１フイールド記憶装置２０は、フィー
ルドトレース期間の後半部で通常の線順序で線単位で読
み出される。フィールドトレース期間の前半部に引続い
て後半部でもＡ／２レジスタ１３と１４のクロッキンの グは停止されており、光像を表わす電荷かこれらＡＡ／
２レジスタに集積し続ける。フィールドトレース期間の
後半部では、Ｂ／２レジスタ１５と１６及びＣレジスタ
１７と１８のクロッキングも停止しておリ、その前のフ
ィールドの後半部に関するＢ　／　２レジスタ１６中に
蓄積されていた情報は、上記先行フィールドの後半部に
メモリ２０に書込むためにＣレジスタ１８を介して転送
済みである。

フィールド転送は、フィールドトレース期間の後半に続
くフィールドリトレース中に行われる。

Ａ／２レジスタ１３とＢ／２レジスタ１５は同期して比
較的高い線転送速度でクロックされ、Ａ／２レジスタ１
３から画像の上半部がＢ／２レジスタ１５へ転送される
。集積した暗電流によるＢ／２レジスタ１５中の残留電
荷は非常に高いクロック周波数で動作させられるＣレジ
スタ１７によってイメージヤ部１１からクロックで送り
出される。（別のやり方では、Ｂ／２レジスタの最後の
線における残留電荷の蓄積はそのままにしておいて、フ
ィールド転送の後で、画像の線がフィールドトレース中
にクロック送出される前に、これらの蓄積電荷の線をク
ロック送出することもできる。）イメージヤ部１２のＡ
　／　２レジスタ１４、Ｂ　７’　２レジスタ１６及び
Ｃレジスタ１８はイメージヤ部１１のＡ／２レジスタ１
３、Ｂ／２レジスタ１５及びＣレジスタ１７と同じよう
に動作するか、イメージヤ部１２におけるフィールド転
送の方向がイメージヤ部１１における場合の方向と逆に
なるようにクロッキンクの位相か選はれている。

次のフィールドトレース時の前半で、Ａ／２レジスタ１
３と１４のクロック駆動が再ひ中断される。

但し、他のレジスタのクロック駆動は低くされた周波数
で続けられる。その前のフィールドトレース時間中に集
積した画像の上半分を表わす転送された電荷パケットは
、線リトレース期間中、Ｃレジスタ１７を並列にロード
するためにＢ／２レジスタ１５から１度に１線ずつクロ
ックで送り出される。

続く線トレース期間中に、Ｃレジスタ１７から出力サン
プルが直列に供給されて、フィールドトレースの前半部
子おいてマルチプレクサ１９を通して、第１図の装置の
出力としてビデオ信号サンプルか供給される。その削の
フィールドトレース期間中に集積した画像の下半分を表
わす転送された電荷パケットはＢ／２レジスタ１６とＣ
レジスタ１８を通つて移動し、２分の１フイールド蓄積
装置２０に書込まれる信号サンプルが供給される。フィ
ールドトレースの後半部が再び起り、この動作サイクル
が繰返される。前のフィールド期間中集積した画像の下
半分を表わすサンプルは、２分の１フイールド蓄債装置
２０から、書込み時と逆の線順序でマルチプレクサ１９
へ読み出される。

１つの完全なＡレジスタ、それに続く１つの完全なりレ
ツ籏夕、さらにそれにＣレジスタが続く形の従来のアー
キテクチャを持ったＣＯＤイメージヤのＢレジスタにお
ける暗電流の集積は、ビデオ出力信号の上部から下部へ
のランプを生じさせる。このランプはビデオ出力信号か
ら再構成したテレヒション画像中に僅かなフィールド陰
影（シェージング）として現われる。第１図のＣＣ−Ｄ
イメージヤを第２図の方式で動作させると、暗電流によ
るランプは各２分の１フイールドで現イっれるが、その
最終的な振幅は上述した従来のＣＯＤイメージヤアーキ
テクチャで発生する暗電流ランプの最終的な振幅の２分
の１となる。

第３図には、２分の１フイールド蓄積装置を付加する必
要のない別のアーキテクチャを用いた複合ＣＣＤイメー
ジヤ３ｏが示されている。この複合ＣＯＤイメージヤ３
０は、前述の複合ＣＯＤイメージヤ１０で使用されてい
たものと同様の成分ＣＯＤイメージヤ１１を備えている
。さらに、複合ＣＯＤイメージヤ３Ｑには成分ＣＯＤイ
メージヤ３２が設けられており、この成分ＣＯＤイメー
ジヤ３２はイメージヤ１０中の成分ＣＯＤイメージヤ１
２と異り、その２分の１フイールドイメージレジスタ（
即ちＡ／２レジスタ）３４と２分の１フイールド蓄積（
即ちＢ　／　２　）レジスタ３６がＣレジスタ３８を挾
んで互いに反対の側にある。

この複合ＣＣＤイメーージャ３ｏは、米国特許第３．７
７７．０６１号に記載のＣＯＤイメージヤに幾分か類似
するところがある。この米国特許に記載のイメージヤは
、一方の端部に通常の読出し蓄積部（即ち、Ｂレジスタ
）と線走査部（即ち、Ｃレジスタ）とを有し、さらに、
その反対側の端部で線走査部の反対側に第２の読出し部
が設けられている撮像部（即ち、Ａレジスタ）を持った
モノである。

この米国特許に記載のイメージヤは２つの別々の全フィ
ールド画像を順次又は並列に供給するために使用される
。従って、読出し蓄積部は全フィールド蓄積かｂ」能な
ものである。撮像部の全内容（即ち、Ａレジスタの全内
容）が２個の読出し部の一方に読出され、全電荷転送は
一方の方向に行われる。

各画像フィールド毎に、第１図のＣＣＤイメージヤ１０
のイメージレジスタの各半部１４と１−３における集積
電荷パケットの場合と同様、ＣＣＤイメージヤ３０のイ
メージレジスタの各半部３４と１３中の集積電荷パケッ
トは、互いに反対の方向に転送される。電荷転送の方向
は、前記米国特許第３．’７’７７．０６１号のイメー
ジヤとは異なり、フィールド毎に反転することはない。

ＣＯＤイメージヤ１ｏにおけると同様、２個のイメージ
レジスタ読出し蓄積部１５と３６は、前述の米国特許の
イメージヤとは異なり、全フィールド型Ｂレジスタでは
ない。これらの部分１５と３６は２分の１フイールド蓄
積レジスタ（Ｂ／２レジスタ）である。

ＣＣＤイメージヤ３０の動作では、第２のＡ　／　２レ
ジスタ３４からのフイ・−ルド転送はフィールトリ又 トレースＪｔＪｌ　間＄４はフィールドトレースの前半
部で起きる必要かある。第１のＣレジスタ１ワの出力へ
イメージ基板を通してフィールド転送りロッキングが静
電的に結合されて、Ｃレジスタ１７の読出しが妨害され
ることを防止するために、Ａ／２レジスタ３４からのフ
ィールド転送をフィールドリトレース期間中に行うよう
にするのが実際的である。

第４図には上述した方法で第３図のイメージヤを動作さ
せる時のクロッキングを示す図である。

４／２レジスク１３と３４のクロック駆動（クロッキン
グ）は、それぞれにおける電荷の伝播の方向（互いに逆
方向）に適したそれぞれの位相と互いに等しいクロッキ
ング周波数でフィールドリトレース期間中に同時に行う
のが好都合である。Ａ　／２レジスタ３４からの電荷は
第２のＣレジスタ３８を通してＢ／２レジスタ３６へ転
送され、このＢ／２レジスタ３６はフィールド転送中、
Ａ／２レジスタ３４と同期してクロック駆動される。

暗電流の集積のために生じるＢ／２レジスタ３６中の残
留電荷は端部排出部（ドレイン）３７ヘクロツタ送出さ
れる。Ｂ／２レジスタ３６がＣレジスタ３８の側と反対
側の端に余分な線を持っている場合には、この排出部３
７は不要である。その場合は残留電荷はその余剰の線に
蓄積して、フィールドトレースの終りに取除かれる。

イメージヤ３０のフィールドトレースの前半においては
、第１図のイメージヤ１ｏの場合と同様に、第１の２分
の１フイールド蓄積レジスタ１５か線単位（１線ごと）
のクロック駆動を受けて、線ＩＪ　）レース中に第１の
Ｃレジスタ１７を並列にロードする。さらに、続く線ト
レース・期間中、Ｃレジスタ１７がシフトレジスタとし
て動作して、電荷パケットを画素走査周波数でシフトさ
せて、画像の１本の線を表わす一連の出力ビデオ信号サ
ンプルを供給する。イメージヤｌＯにおけるＢ／２レジ
スタ１６とは対照的に、イメージヤ３ｏにおいては、２
分の１フイールド蓄積レジスタ（Ｂ　／　２　）レジス
タ３６はフィールドトレースの前半部で電荷転送のため
のクロック駆動は受けない。画像の下半分を表わす電荷
パケットはフィールドトレースの前半部を通じて、Ｂ／
２レジスタ３６中に蓄積されたままである。

Ｂ／２レジスタ３６はフィールドトレースの後半部で線
単位クロック駆動されて、練りトレース中に第２のＣレ
ジスタ３８を並列にロードする。続く線トレース期間中
、Ｃレジスタ″３８は画素走査周波数で電荷パケットを
シフトさせるシフトレジスタとして動作して、１曲像の
線を表わす一連の出力ビデオ信号サンプルを供給する。

Ｂ／２レジスタ１５とＣレジスタ１７は暗電流集積によ
る残留電荷のみを保持し、そのクロック駆動は停止して
いる。

マルチプレクサ１９は２分の１のフィールド周波数で切
換えられて、フィールドトレースの前半部では第１のＣ
レジスタｌ？からの出力ビデオ信号サンプルを選択し、
フィールドトレースの後半部では第２のＣレジスタ３８
からの出力ビデオ信号サンプルを選択する。フィールド
トレース期間中は、ＣＯＤイメージヤ３０の完全な１つ
のイメ°−ジレジスタを構成する２つのＡ／２レジスタ
１３と３４におけるクロッキングは停止しており、全フ
ィールドトレース時間中、さらに、多くの場合は、それ
にフィールドリトレースの一部の時間を加えた時間中の
電荷集積か可能となる。多くの場合、この発明によって
可能となったフィールド転送用の時間の２分割は、所定
の長さのフィールドトレース及びフィールドリトレース
を持っているテレビジョン方式の枠内で行われる。従っ
て、フィールド転送に要する時間の短縮と合うようにフ
ィールドリトレース時間を短縮することが不要となる。

第１図のＣＯＤイメージヤ１０の動作に必要な２分の１
フイールド蓄積装置２０を除去する代りに、ＣＯＤイメ
ージヤ１ｏの動作と関連して走査変換を行うのに使用す
る付加的蓄積装置を設けることもできる。適切な走査変
換を用いれは、Ｂ　／　２レジスタ１５と１６の各Ｃレ
ジスタ１７と１８を通しての並列読出しを、フィールド
トレースの前半部だけで行うのではなく、全フィールド
トレース期間にわたつて行うように引延ばすことか出来
るということが理解できよう（第２図参照）。このよう
にすると、Ｂ／２レジスタ１５と１６のクロッキンク周
波数を半分にすることが出来、更に重要なことには、画
像読出し期間中のＣレジスタ１７と１８のクロッキング
周波数を２分の１にすることかできる。クロッキング周
波数を低くすると、Ｃレジスタ１７と１８の電荷転送の
効率が改善される。この電荷転送効率は１本の線中の画
素の数か２　程にも達する場合には特に重要なものとな
る。

第５図は上に述へた型の代表的な走査変換の方法を示す
。Ｃレジスタ１７と１８からのアナロク出力サンプルは
アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）４１と４２でそれ
ぞれテジタル化され、２分の１フィールド周波数のマル
チプレクサ１９へ加えるために通常の２分の１の走査周
波数のＣレジスタ出力信号を通常の走査周波数に変換す
る走査変換器５０と５５中でデジタルメモリを使用する
ことができるようにする。

走査変換器５０は走査周波数を２倍にするだけの働きを
する。ＡＤＣ４１がらのテジタル化されたヒデオサンプ
ルはフィールド周波数マルチプレクサ５１によって時分
割マルチプレクサされ、交番フィールド中に２分の１フ
イールド蓄積装置５２と５３を交互に書込む。この書込
みは通常の走査周波数の２　分（７）　ｌの周波数で行
われる。どのフィールドトレース期間においても、書込
みの行われていない２分の１フイールド蓄積装置５２と
５３の一方は、そのフィールドトレース期間の前半部で
普通の走査周波数で読出しをうけ、２分の１フィールド
周波数マルチプレクサ１つにフィールド前半部大刀を供
給する。

走査変換器５５は走査周波数を２倍にする機能のほかに
、第１図の装置においては２分の１フイールド蓄積装置
２ｏによって行われていた行走査の反転機能も持ってい
る。走査変換器５５中のフィールド周波数マルチプレク
サ５６は２分の１フィールド周波数蓄積装置５７と５８
を交互に選択して交番フィールド毎に通常の２分の１の
走査周波数で書込みを行う。但し、２分の１フイールド
蓄積装置５７ト５８の選はれた１つへの線の書込みの順
序は、その後に続（フィールドトレース期間の後半で行
われる普通の周波数での読出しの順序とは逆にされてい
る。フィールド周波数マルチプレクサ５つが、２分の１
フイールド蓄積装置５７と５８のうちその時２分の１フ
ィールド周波数マルチプレクサ１９にそのフィールド後
半部入力を供給することができる方を選択する。（デジ
タル電子技術者にとっては明らかなように、マルチプレ
クサ１９．５１．５４．５６及び５９は２分の１フイー
ルド蓄積装置５２．５３．５７及び５８用に用いられる
デジタルメモリの読出し／書込み制御構成中に含めるこ
とができる。従って、以下のこの発明のこの点に関する
説明中で別間の回路素子としては表われない。） 第６図にはＢレジスタを分割することによりＢ及びＣレ
ジスタに必要な速度を下げる考え方を展開したものの一
例を示す。Ｂレジスタの２つの部分から並列に読出され
るようなりレジスタの分割をせずに、その４つの部分か
ら並列読出しが行われるようなりレジスタの区分も行う
ことができる。

ＣＣＤイメージヤ７０は第１図のＣＣＤイメージヤ１０
とり下の点を除いて同じである。即ち、イメージヤの半
部７１は全線（線１本分）用のＣレジスタ１７の代りに
２個の２分の１線Ｃ（Ｃ／　２　）レジスタ７３と７５
とを有し、また、イメージヤの半部７２は全線Ｃレジス
タ１８の代りに２個の２分の１線Ｃ（Ｃ／　２　）レジ
スタ７４と７６とを有している。

Ｃ／　２レジス夛７３は線リトレース期間中、１度番と
１本の線ずつ、Ｂ／２レジスタ１５の左側のみからの電
荷パケットによって並列にロードされ、その電荷パケッ
トを直列にＡＤＣ４１へ転送する。この直列転送には、
２分の１線トレース時間でなく１本の線のトレース時間
を用いることが出来、それによって、出力レジスタの読
出しクロッキング周波数が半分になる。

当然ながら、出力レジスタへの電荷パケットの並列転送
に対する速度条件は、転送される電荷パケットの数が増
えても変らない。ＣＣＤイメージヤ出力信号中の１本の
線当りのサンプルの数が増加した時に問題を生じさせる
のは、出力線レジスタからの直列出力のクロック駆動法
である。

Ｂ／２レジスタ１５の右側からの電荷パケットは線ＩＪ
　）レース期間中に、１度１線ずつＣ／　２レジスタ７
５を並列角荷するために用いられ、続く線トレース期間
中、その線の電荷パケットはＡＤＣ４３へ直列に読出さ
れる。走査変換器８ｏが、第６図ではＣ／２レジスタ７
３と７５を代りとして使っている第１図のＣレジスタ１
７を用いた場合の周波数となるように線走査周波数を２
倍にするために用いられている。ＡＤＣ４１からの出力
ビデオサンプルは線周波数マルチプレクサ８１により時
分割マルチプレクスされて、１つおきの線トレース期間
に２分の１線蓄積装置８２と８３を交互にローディング
する。

線周波数パルチプレクサ８４か書込みのなされていない
２分の１線蓄積装置８２と８３の一方を選んで、２倍の
クロック周波数で読出しを行い、線の前半部入力を２分
の１線周波数マルチプレクサ８５へ供給する。ＡＤＣ４
３からの出カビチオサンプルは線周波数マルチプレクサ
８６によって時分割マルチプレクスされ、交番フィール
ド毎に２分の１線蓄債装置８７と８８とを交互にローテ
ィングする。線トレース期間中２分の１線蓄積装置８７
と８８の選択されたものに書込む順序は、続く線トレー
スの後半部で読出されて線周波数マルチプレクサ８９を
介して２分の１線周？Ｉｉ　Ｙｉｔマルチプレクサ８５
へ線の後半部入力として供給される順序と逆である。２
分の１線周波数マルチプレクサ８５の出力は、第５図の
装置におけるＣレジスタ１７が供給するものと同じ信号
サンプルを走査変換器５０に供給する。

第６図のＣＣＤイメージヤ７０の他方の２分の１フイー
ルド蓄積レジスタ（Ｂ　／　２レジスタ）１６ハ同揉に
してＣ／　２レジスタ７４と７６を介して読出される。

Ｃ／２レジスタ７４と７６からのアナログ出力サンプル
はそれぞれＡＤＣ４２と４４でデジタル化され、走査変
換器９０に供給されて、第５図の装置中のＣレジスタ１
８によって供給されるのと同じ入力サンプルが発生され
走査変換器５５に加えられる。

走査変換器９Ｑは走査変換器８０の構成要素８１〜８つ
に相当する構成素子９１〜９９を備えている。デジタル
ハードウェアの設計に携わっている老には、走査変換器
５０．５５．８０及び９０の機能は、各々が、互いに反
対の順序で読出しと書込みを行えるようにするアクセス
か出来るように４分割された２個の全フィールド蓄積装
置を交互に読出し、書込むことによっても得られること
は理解できるであろう。

Ｂレジスタからの電荷パケットの読出しに関する限り、
Ｂレジスタを２分割又は４分割することは、高解像度Ｃ
ＣＶ）イメージヤにおけるクロック駆動周波数を低くす
るための有効な技術である。

このことは、イメージレジスタにシャッタを設けて動作
させることにより、転送スミアの低減のためのイメージ
レジスタの分割をする必要がないような場合においても
同様である。また、その両端部にそれぞれＣレジスタを
備えた分割されたＢレジスタと、Ｃレジスタの１つを通
して分割されたＢレジスタへ電荷パケットを転送する分
割されていないＡレジスタとを持ったフィールド転送型
ＣＣＤイメージヤも可能である。そして、このフィール
ド転送型ＣＣＤイメージヤの各ＣレジスタにＣ／　２レ
ジスタを使うような変更も可能である。

更に、Ｂレジスタを各々が数本の線の長さを持つ帯状に
分割して、それぞれの帯状部にＣレジスタヲ設ケ、その
ＣレジスタのいくつかのものをＢレジスタ中に分散配置
して、フィールド伝送中電荷パケットをその分散配置さ
れたＣレジスタを介して転送してＢレジスタをローディ
ングするように構成することも可能で、この場合には、
ＢレジスタからＣレジスタを介するサンプルのクロック
駆動はさらに低い周波数で行うことができる。

２つのＡ　／　２レジスタ（１３と１４又は１３と３４
）を通して互いに反対方向に電荷パケットの転送を行う
ためのこれら２つのＡ／２レジスタのクロック駆動は、
フィールドインタレースを使用しない場合には、困難さ
はより少くなる。第７図と第８図は典型的な３相クロツ
ク駆動構成を説明する電位プロフィール（電位縦断面図
）を示し、第９図は２相クロツク駆動構成の電位プロフ
ィールを示す。

この出願では、電位プロフィール図において通常行われ
ているように、電位プロフィール図中のイメージレジス
タの列における電位プロフィールは各図の左右側端間で
拡大して示されている。また、これらの図の説明におけ
る「右」及び「左」はこの電位プロフィール図の慣習に
従うものであって、テレビジョンにおける画像平面につ
いて言われる「右」、「左」と混同してはならない。電
位プロフィール図の描き方は電位が正になる＋■に従っ
て、下方に延ひるように描くという点て通常の描き方に
従っている。１つの完全なイメージレジスタの中心線、
即ち、２つのＡ／２レジスタ間の境界線は一点鎖線で示
されている。イメージレジスタの列を形成している電荷
転送チャンネルのゲート構造は慣例通り、各図の最上部
に示されている。

また、２相クロツク技法では、ゲートの下に方向性を持
った勾配を生じさせる拡散部は小さな矩形で示しである
。

第７図において、画像集積期間中の３相イメージレジス
タの列に沿う電位エネルギ井戸のバタンかクロック図の
最上部の時間ｔ。の欄に示されており、第２のクロック
位相φ２が第１と第３のクロック位相φ□とφ３に対し
て正となった状態でクロック駆動が停止している。電荷
収集のための井戸はφ２クロック位相が加えられている
ゲートの下に誘起されている。比較的圧のφ２クロック
電位が加えられたゲートの下側及び比較的負のφ□とφ
３クロック電位が加えられた隣接のゲートの下側におけ
る光応答によって生成された電荷キャリヤはφ２クロ゛
ンク電位が加えられているケートの下に誘起された井戸
に集められる。図には、４個の画素ＰＥＬＩ、ＰＥＬ２
、ＰＥＬ３及びＰＥＬ４を表わす電荷パケットが、φク
ロック位相電位を受けたゲートの下に集められた状態が
示されている。イメージレジスタの中心線の各側に、φ
、クロック電位が加えられるゲートを配置することによ
り、これらの電位井戸はイメージレジスタの列に沿って
均等な間隔て配置される。イメージレジスタの中心線の
左側のクロック位相の順序は、イメージレジスタのクロ
ッキングが再開した時に電荷パケットを左方に移送する
ようなものであるのに対し、イメージレジスタの中心線
の右側でのクロック位相順序はイメージレジスタのクロ
ッキングが再開された時に電荷パケットを右方へ移送す
るようなものとされている。

続く６つの時間部分ｔ工、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５及び
ｔ６は、イメージレジスタのクロック駆動が再開された
時の第１番目の全クロックサイクル中の引続く時間を表
わしている。（時間ｔ工、ｔ３及びｔ５は遷移時間であ
って、実際の電位プロフィールが、正常な範囲内で図示
の理想的な電位プロフィールと一致しないことがあろう
。）このクロックサイクルでは、ＰＥＬ２が初めにＰＥ
ＬＩがあった位置まで移動させられ、ＰＥＬ３はＰＥＬ
４があった位置へ移動する。各移動は標準的な３相クロ
ツク技法によって行われる。ＰＥＬ２とＰＥＬ３か占め
ていた位置は空のままにしておかれる。（但し、暗電流
の集積はあるが、これは無視し得る。） 第８図は、画像集積時間ｔ。において、φ２とφ３のク
ロック位相電位が両方ともφ、位相電位よりも正とされ
た状態てクロッキングが一時停止させられルヨウな３相
イメージレジスタ中での反対方向へのクロック駆動を示
す。ゲート対の下で集積を行わせると、フレイン（粒子
）として現われる分割ノイズか減少する。このノイズは
電荷が集まることのできないゲート構造の長さが増すに
つれて発生するものである。しかし、各画素中の暗電流
の影響の割合は増加する。

イメージレジスタの２個の半部は、画像集積時間中、低
電位に維持されるφ１ゲートの中央で対接していること
に注意されたい。この中央のφ、ゲートから各方向へ通
常のφ０、φ２、φ３ゲートサイクルが続く。Ａレジス
タのクロック駆動が再開されると、フィールドリトレー
ス期間のフィールド転送中に、φ２ゲート下の集積電荷
のパケットは、時間ｔ工てφ２クロック電位か低となり
、φ３クロック電位は高に維持されることにより、後続
のφ３ゲート下の集積電荷のパケットと組合わされる。

時間ｔ２では、φ、クロック電位が高となり、中央のφ
、ゲートの下に空の井戸が現われる。後の方の時間ｔ５
において、この空井戸は２つに分割されて、レジスタの
左側のＰＥＬ２の後方の位置と、右側のＰＥＬ、３の後
方の位置を占める。

第９図は２相イメージレジスタの列に沿った電位エネル
ギ井戸のバタンか示されている。図の時間ｔ。ではφ□
とφ２のクロック位相か同電位に維持されてクロック駆
動が一時停止にある状態である。

イメージレジスタの左側では、電荷収集用の井戸は、ゲ
ートの下に設けられた拡散部によってケートの左側の部
分の下方に誘起され、また、イメージレジスタの右側で
は、電荷収集用井戸は各ケートの下側の拡散部によって
ゲートの右側部分の下に誘起される。イメージレジスタ
の中心線が通るゲート電極は他のゲート電極の幅の約１
．５倍程度で、その両側縁の下に電荷収集用の井戸を誘
起するための拡散部か設けられている。このケートの中
央部の電位障壁が、電荷がイメージレジスタの上半部に
集められるか下側の半部に集められるかが決まる決定点
となる。イメージレジスタの中心線の左側では、ゲート
電極の左側部分の下に配置された拡散部がそのゲートの
下側にドリフト電界を形成する。このドリフト電界は、
クロッキングが再開された時、電荷キャリヤをチャンネ
ルに７ひつて左方へ追いやるようなものである。イメー
ジレジスタの中心線の右側では、ゲート電極の左側部分
の下側に形成された拡散部の電位勾配によって、そのゲ
ートの下にドリフト電界が生じ、この電界はクロッキン
グが再開されると、電荷キャリヤをチャンネルに沿って
右方に追いやる。クロッキングの再開は、イメージレジ
スタの中心線が通るゲートに加えるクロック位相電位を
初めに「低」（即ち、相対的に負）にして電位エネルギ
障壁をその中心部の下側に、画像転送中の電荷伝播と画
像集積時間中の電荷収集用に上述した決定点として保持
して行われる。

図には６個の画素を表わす電荷パケットが、時間ｔ。の
時、６個の連なったゲートの下に収集されｔものが示さ
れている。３個の画素ＰＥＬ５、ＰＥＬ６、ＰＥＬ７　
はイメージレジスタの中心線の左側に、また、３個の画
素ＰＥＬ、ｓ、ＰＥＬ９、ＰＥＬＩ。

がイメージレジスタ中心線の右側に集められている。

クロッキングが始まって、時間ｔよに位相電位φ、。

か相対的に負に、位相電位φ２か相対的に正にされると
、イメージレジスタの左側のケートの左側部分の下の電
位エネルギレベルはその右側部分の下のレベルよりも低
いので、Ｐ　Ｅ　Ｌ　７は左方に転送されてＰＥＬ６と
一緒になる。ＰＥＬ５も左方に転送されて図面の外側の
位置へ移動して、その左側にある画素を表わす電荷パケ
ットと一緒になる。イメージレジスタの右側ではＰＥＬ
ａか右方へ転送されてＰＥＬ９と一緒になり、ＰＥＬＩ
Ｏは図面からはみ出て右方に転送されて右側に隣接する
画素を表わす電荷パケットと一緒になる。イメージレジ
スタの右側では、ゲートの右側部分の下の電位エネルギ
レベルかゲートの左側部分の下のレベルよりも低いので
、転送は右方へ行われる。

次に、時間ｔ２において、φ□が高、φ２が低となると
、イメージレジスタの中心線が通っているφ、ケートの
両側縁の下に空の井戸が発生する。イメージレジスタの
右側の合成画素（例えは、ＰＥＬｓとＰＥＬ９）は更に
右方へ転送される。イメージレジスタの左側においては
、合成画素（例えば、ＰＥＬ６とＰ　Ｅ　Ｌワ）は史に
左へ転送される。

この後、時間ｔ３て、φ□か低、φ２が高になる。合成
画素Ｐ　）Ｐ　Ｌ　６とＰＥＬ７は更に左に転送されて
、図面の外の位置へ行き、また、イメージレジスタの左
側の空井戸は、時間−し□の時に合成画素ＰＥＬ６とＰ
ＥＬ７が占めていた位置まで左に転送される。イメージ
レジスタの右側の空井戸は更に右へと転送されて、時間
ｔ工の時に合成画素ＰＥＬｓとＰＥＬ９が占めて−１７
）だ位置をとる。合成画素ＰＥＬ８とＰＥＬ　９は更に
右へ転送されて図面の外へ出る。

第７図乃至第９図の各々における電位プロフィールに続
く電位プロフィールは標準の３相及び２相クロツク駆動
に従うもので、当業者には明らかである。更に、当業者
には、第７図乃至第９図のクロックの方法をこの発明の
考え方に基ついて改変することもてきる。第７図では、
レジスタの中心線に隣接した２個のゲートを、例えは、
常に低にバイアスされた直流ゲートとすることもできる
。

また、第９図において、イメージレジスタの中心線に隣
接するφ、ゲートの代りに、後述するような、低にバイ
アスされた直流ゲートあるいはブルーミンクドレインを
用いることもてきる。

第７図〜第９図を分割されたイメージレジスタ（即チ、
アレーレジスタ）の１本の列について考察したが、これ
らの図は分割されたＣレジスタ（線レジスタ）を表わす
と見ることもできる。その場合は、電荷は光応答によっ
て生成されるのではなく、イメージヤのＢレジスタ又は
その一部から並列パケットの形で区分されたＣレジスタ
に導入される。

次に、分割されたイメージレジスタの各部分を互いに逆
方向に電荷転送して、フィールドインクレースを行うだ
めの動作方法について考えてみる。

第１Ｏ図ａ及びｂはそれぞれ奇数番目と偶数番目のフィ
ールド動作時のイメージレジスタのクロック状態を示す
。φ０、φ２及びφ３はイメージレジスタの右側におけ
る連続する３相クロツク電圧であり、φ　φ及ヒφ６は
イメージレジスタの左側に対する１　５ ３相クロツク電圧である。画像集積期間中（例えば、奇
数フィールドの時間も。及び偶数−フィールドの時間ｔ
。′）、イメージレジスタのクロックが一時停止される
と、フィールド電送中にφ□、φ２及びφ３クロック電
圧を受けているケート電極は、フィールド転送中にφ４
、φ５及びφ６クロツク電圧を受けるゲート電（ｊと同
しようにバイアスされる。

奇数フィールドの画像集積期間中、φ２とφ５ゲートの
みを、偶数フィールドの画像集積期間中はφ３とφ４ゲ
ートのみを高に保持すると、周知の１３分の２」インク
レースが行えるが、イメージレジスタの中心線近傍の画
素がフィールド毎に中断される。特開昭５９−１６８６
７０号公報にはこの３分の２インクレ一ス動作の変形か
示されている。この公報に示されている方法を第１０図
ａζｂのイメージヤに応用すると、画像集積時間中、φ
、とφ６ゲートはφとφゲートの）＼イアスレベルとφ
３とφ４ケートの５ バイアスレベルの中間にあるバイアスレベルに保持され
る。上述の公報の教示によれば、これにより、イメージ
ヤ出力信号中の粒子（グレイン）ノイズが減少する。そ
れだけではなく、更に重要なことは、φ、とφ６ゲート
に加えられる中間バイアスレベルは、平均のエネルギ井
戸の内容において完全なインクレースか行えるように、
３分の２インクレースを変更するように調整できる。

このイメージ集積方法を採用して、フィールド転送時に
、イメージレジスタの２個の半部中を互いに逆方向に電
荷パケットをクロック転送するためには、φ４、φ５、
φ６のクロック電圧位相のφ０、φ２、φ３クロック位
相との対応関係は、画像集積中のゲートに加えられるバ
イアスレベルの対応関係とは異なる必要がある。奇数フ
ィールドにおける時ｔ工、偶数フィールドにおける時間
ｔ□′か画像集積からフィールド転送への過渡時を示す
。奇数フィールドの転送時、φ　φ及びφ６のクロック
位相はそれ４″１５ それφ０、φ２及びφ３クロック位相と同期しており、
偶数フィールドの転送時は、φ　φ及びφ６クロツ１　
５ り位相はそれぞれφ３、φ、及びφ２クロック位相と同
期関係にある。

フィールド転送中、イメージレジスタの右半分から電荷
パケットを受けるとＢ　／　２レジスタは、その右半分
Ａ／２レジスタに加えられるφ０、φ２及ひφ３クロッ
ク位相電圧と同しもので同期クロック荷パケットを受け
る。ＩＢ／２レジスタは、そのＡ／２レジスタに加えら
れるφ　、φ　及びφ６クロツク位　５ 相電圧と同じ電圧で同期クロックされる。フィールド転
送中に′Ａ／２レジスタとそれに対応するＢ／２レジス
タが同期してクロックされる時間の相対的な長さは、奇
数フィールドと偶数フィールドについて互いに調整され
て、フィールドトレース期間中にそれぞれのＣレジスタ
から読出しが行えるように各Ｂ／２レジスタの正しい位
置に電荷パケ゛ントカ）ｌ！！！己置さ装るようにする
。

第１１図ａ及びｂは４相２重クロック駆動されるイメー
ジレジスタを用いて、線走査と垂直な方向にフィールド
インタレースを行う方法を示す。奇数フィールドの画像
集積時間ｔ。及び偶数フィールドの時間も。′では、ク
ロック位相φ２とφ４は低電位に保たれてイメージヤ中
の暗電流の収集が抑えられる。その間、他のクロック位
相φ。、φ、及びφ３は高い電位に保たれている。従っ
て、奇数フィールド偶数フィールドの両方において、画
像集積時のイメージヤ電荷転送チャンネル中の電位プロ
フィールは同じである。奇数フィールドの時間ｔよにお
いて、イメージ（Ａ）レジスタ中の画像集積が完了シテ
、イメージレジスタからフィールド蓄ＩＪ　（Ｂ）レジ
スタへの画像サンプルの転送が次に行われようとする時
、φ２の電位が高にされる。これにより、電荷収集井戸
対中の電荷が一緒にされ、画素の中心がφ２ゲート電極
の下に来る。偶数フィールドでは、画像集積が完了して
フィールド転送が次に起る時間ｔ工′において、φ４が
高とされる。これによって、電荷収集井戸対中の電荷が
一緒になって、画素中心かφ４ゲート電極の下にくる。

これによって、米国特許第３，９３２，７７５号に記載
の方式の変形として完全な２：１のフリッカのないイン
タレ−位相φ１、φ２、φ３及びφ４は次々に高とされ
、第１１図ａ及びｂの中心線より右側の部分ではφ２か
ら始まって記載の順序で周期的に印加され、中心線の左
側ではφ４から始まって逆の順序に周期的に印加さレル
。ここで注目すべき新しい点は、クロック位相φ。を受
けるイメージレジスタの中心にあるゲート電極である。

φ０は奇数フィールド画像の集積時とそれに続くイメー
ジレジスタからの転送時はφ□に等しく、偶数フィール
ド画像の集積とそれに続くイメージレジスタからσ転送
時にはφ３と゛同じである。

第１１図ａ及びｂに示ず４相２重クロック駆動Ａ７ジス
タは４相２重クロック駆動Ｂレジスタ又は２　相Ｂレジ
スタと共に用いることができる。明らかに、φ。ゲート
電極のクロック駆動を交番フィールド毎に異ならせたま
まで、この４相２重クロック駆動Ａレジスタを２相レジ
スタとして動作するように変更することは可能である。

以上に詳細に考察したＣＯＤイメージヤはすべてフィー
ルド転送型である。Ｃレジスタのクロック周波数を低く
するという点に関するこの発明の利点は、他の型のＣＯ
Ｄイメージヤ、例えば、インタライン（ｉｎｔｅｒｌ：
ｈｎｅ）転送型ＣＣＤイｌ　−’）ヤにも適用できる。

第１２図は第１図と第５図に示す方式中でフィールド転
送型ＣＯＤイメージヤ１０の代りに使用できるようにこ
の発明によって改変されたインクライン転送型ＣＯＤイ
メージヤ１１０を示す。イメージ１１０の第１の半部ｉ
ｌｌには、２分の１フイールドインクライン転送レジス
タ１１３とそれに対応する第１の出力レジス々（Ｃレジ
スタ）１１７が設（すられており、第２の半部１１．？
には第２の２分の１フイールドインクライン転送レジス
タ１１４とそれに付随する第２の出力レジスタ（Ｃレジ
スタ）　１１８が設けられている。第１の２分の１フイ
ールド転送レジスタ１１３はマスクされた列状の平行な
電荷転送チャンネルのアレーを備え、その機能はイメー
ジヤ１０のＢ／２レジスタ１５と同様である。各電荷転
送チャンネルに沿って、光検出素子からなるマスクされ
ていない列が設けられていて、そこから、画像集積期間
の終りに、電荷パケットが電荷転送チャンネル中の隣接
位置へ選択的に転送される。フィールド転送期間中に光
学的結合系５を介して受取られた画像の」二側部分の集
積かレジスタＩｌｌの光検知素子中で進行している時（
但し、この場合、反転光学系が用いられているとする）
、選択された線トレース期間中、電荷パケットは１度に
１行、レジスタ１１１の電荷転送チャンネルを通して送
られる。この時、１行の電荷パケットはレジスタ１１１
から並列に、並列−直列変換型線（Ｃ）レジスタ１１７
へ転送される。このように転送された電荷パケットの行
は、第５図の装置においては次の線トレース期間中に（
第６図の装置では次の２本の線トレース期間中に）、直
列に読出される。イメージヤ１１０はさらに、第２の２
分の１フイールドインクライン転送レジスタ１１２を備
えており、このレジスタ１１２は、マスクされた電荷転
送チャンネルの列と光学系５を通して受光した画像の他
方の半部の集積用のマスクされていない光検知素子の列
とが交互に配置された平行アレーから成っている。フィ
ールドトレース中の選択された線リトレース期間中に、
電荷パケットはレジスタ１１２の電荷転送チャンネル中
を１度に１行ずつ、Ｃレジスタ１１８へ並列に転送され
る。Ｃレジスタ１１８は第１図の装置では次の線トレー
ス中に、第５図の装置では続く２本の線トレース期間中
に、直列に読出される。

換言すると、電荷パケットの読出し中は、フィールド転
送レジスタ１１３と１１４中の電荷転送チャンネルのク
ロッキングは、イメージヤ１０のＢ／２レジスタ１５と
１６のクロッキングと同じてあり、Ｃレジスタ１１７と
１１８のクロッキンクはイメージヤ１０のＣレジスタ１
７と１８のクロッキングと同しである。イメージヤ１１
ＯのＣレジスタ１１７と１１８から供給された出力信号
は本質的にはイメージヤ１０のＣレジスタ１７と１８か
ら直列に供給される出力信号に相当する。

第１３図は、フィールド転送型ＣＯＤイメージヤ７０の
代りとして第６図の装置で使用できるようにこの発明に
従って改変したインクライン転送型ＣＯＤイメージヤ１
７０を示す。このイメージヤ１ワＯはイメージヤ１１０
と次の点が異なる。Ｃレジスタ１１７の代りにＣ／２レ
ジスタ１７３と１７５とが用いられ、Ｃレジスタ１１８
の代りにＣ／２レジスタ１７４と１７６とが用いられて
いる。イメージヤ１７０のＣ／　２　Ｌ／レジスタ７３
．１′ｚ４．１７５及ヒ１７６ハ、イメージヤ７０のＣ
／　２レジスタ７３．７４．７５及び７６のそれぞれか
らの出力信号と同様の出力信号を供給する。

インクライン転送型ＣＯＤイメージヤ１１０と１７０て
特に注目すべきは、レジスフ部１１１中の電荷転送チャ
ンネルとこれに整列したレジスタ１１２の電荷転送チャ
ンネルとの間の区分を行う方法である。レジスタｌｌｌ
と１１２中の電荷転送チャンネルの対接端の物理的分離
は、電荷転送チャンネルが静電的に誘起される半導体基
板中にチャンネルストップを拡散形成することによって
達成できる。

しかし、この明細書の前の部分で説明したような電気的
分離法を採用すれば、上記のような物理的な分離作業も
、また、光検知素子アレーと画像集積期間の終りに重荷
パケットが転送される電荷転送チャンネル中の電位井戸
のアレーとの空間的不整合も排除できる。

２分の１フイールドインクライン転送レジスタ１１１と
１１２の電荷転送チャンネルが例えば２相クロツク駆動
される場合は、画像集積の終りにおけ９る光検知素子か
ら共通の各電荷転送チャンネルへの電荷パケットのゲー
ト転送は、第９図に示した電荷転送チャンネル中で時間
ｔよに形成されたものと同様の電位井戸への転送とする
ことかできる。

レジスタＩｌｌと１１２のクロッキングは、時間ｔ２、
ｔ３・・・・・と同様に続く。レジスタ１１１と１１２
の電図又は第８図における時間ｔ。の時と同様の共通の
電荷転送チャンネル中の電位井戸へゲート送出して転送
することかできる。

′４、図面の簡単な説明 第１図はこの発明によりイメージレジスタの各半部をそ
れぞれの２分の１フイールド蓄積レジスタへ互いに逆方
向にクロック送出するＣＣＤイメージヤのアーキテクチ
ャを示すブロック図、第２図は第１図のイメージヤの代
表的な動作のための全体的なりロック過程を示す図、第
３図は第１図とは別のＣＣＤイメージヤのアーキテクチ
ャを示すフロック図、 第４図は第３図のイメージヤの代表的な動作のための全
体的なイメージヤクロツタ過程を示す図、第５図はこの
発明の原理によりＣＣＤイメージヤからの読出し速度を
上げるために走査変換構成と組合わせた第１図のＣＣＤ
イメージヤのアーキテクチャを示すブロック図、 第６図はこの発明により、ＣＣＤイメージヤからの読出
し速度を更に高くするために分割されたＣレジスタを用
いるように改造した第５図のＣＣＤイメージヤを示すブ
ロック図、 第７図はこの発明により互いに逆方向の電荷転送を行う
ために分割されているＣＯＤレジスタの一連の時点にお
ける電位プロフィールを示すもので、３相非インクレー
スビデオ型で単一ゲート下で画像集積が行われるレジス
タの電位プロフィールを示す図、 第８図は第７図と同様に一連の時点における電位プロフ
ィールであって、３相非インクレースヒテオ型で対をな
ずケート下で画像集積が行われるレジスタの電位プロフ
ィールを示す図、第９図は第７図、第８図と同様に一連
の時点におけるＣＯＤレジスタの電位プロフィールであ
って、２相非インタレースビデオ型レジスタの電位プロ
フィールを示す図、 第１０図は第７図万至第９図と同様にＣＯＤレジスタノ
一連の時点における電位プロフィールであって、３相フ
イールドインクレースビデオ型レジスタの電位プロフィ
ールを示す図、 第１１図は第７図、！３至第１０図と同様にＣＯＤレジ
スタの電位プロフィールであって、２重クロック４相フ
イールドインクレースビデオ型レジスタの電位プロフィ
ールを示す図、 第１２図と第１３図はそれぞれこの発明により構成され
たインクライン転送型ＣＣＤイメージヤの別々の実施例
を示すブロック図である。

１１１１２・・・成分イメージヤ部、 １３．１４・・・Ａ／２イメージレジスタ。

特許出願人　アールシーニー　コーポレーション代　理
　人　清　水　哲　ほか２名 オ６図 才？図　ト数諭・・′・ 窪８図 肖　２２　肖　ｒ２　１２１１ 才９図 偉〃図（刀 り４り）ｇ２０ｈ９４り０クフクスクｉＧＬのりχ〃図
（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１又はそれ以上の電荷転送チャンネルと、この電
   荷転送チャンネルと交差し、各電荷転送チャンネルの長
   さ方向に沿って電荷パケットが伝播し得るようにするた
   めに、選択された期間の各々において位相調整されたク
   ロッキンク電圧を受ける・複数の連続するゲート電極と
   を備え、 上記１又はそれ以上の電荷転送チャンネルの各々の互い
   に隣接する第１と第２の部分と交差する上記ゲート電極
   に加えられるクロッキンク電圧は互いに異った位相を持
   ち、それによって、各チャンネルの上記第１と第２の部
   分中の電荷パケットがこれら第１と第２の部分間の相互
   接合点から各チャンネルの両端に向かって遠ざかる方向
   に互いに逆方向に同時に伝播するように構成されている
   電荷結合装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の電荷結合装置であっ
   て、 上記電荷転送チャンネルの上記第１と第２の部分が１つ
   のレジスタの各部分内に含まれており、上記レジスフ部
   分は上記各チャンネル部分間の接合点に形成された中心
   で分離されており、さらに、上記選択された期間中に、
   上記第１と第２のチャンネル部分の電荷パケットが」−
   記しンスタ中心からレジスタの両端に向う方向に伝播さ
   れるものである電荷結合装置。