JPS6292587A

JPS6292587A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPS6292587A
Application number: JP60229961A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Kinugasa; 敏郎衣笠; Takuya Imaide; 宅哉今出; Ryushi Nishimura; 龍志西村; Masaru Noda; 勝野田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-10-17
Filing date: 1985-10-17
Publication date: 1987-04-28
Anticipated expiration: 2009-03-16
Also published as: JPH0620275B2

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】〔発明の利用分野〕本発明は、カラービデオカメラなどに用いて好適な固体
撮像装置に係わり、特に、複数個の電荷転送素子によっ
て２ラインの信号電荷を同時に水平方向に転送する２ラ
イン同時読出しの固体撮像装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、受光面上水平、垂直方向に２次元的に配列された
多数の光電変換素子と、垂直帰線期間中にこれら光電変
換素子から同時に信号電荷が転送され、水平帰線期間毎
に１ステージずつこれら信号電荷を垂直方向に転送する
複数個の電荷転送素子と、水平方向の光電変換素子の列
をラインとし、これら電荷転送素子から１ライン分ずつ
信号電荷が供給されてこれらを同時に水平方向に転送す
る２個の電荷転送素子を具備し、２ラインずつ同時に信
号電荷を読み出すようにした固体撮像装置が知られてい
る。この場合、１１ｉｔ荷転送素子としては、通常ＣＣ
Ｄが用いられ、光電変換素子はホトダイオードである。

以下、水平方向に信号電荷を転送する電荷転送素子を水
平ＣＣＤ、垂直方向に信号電荷を転送する電荷転送素子
を垂直ＣＣＤと呼ぶことにする。

かかる固体撮像装置は、充電変換素子毎に所定の色フィ
ルタを設けて夫々に所定の分光感度をもたせることによ
り、色信号を得るようにすることができる。その−例が
特開昭５９−１６９２７８号公報に開示されており、固
体撮像装置特有の現象であるスメアを視覚的に軽減する
手段が講じられている。

しかしながら、かかる２ライン同時読出しの固体撮像装
置においては、２個の水平ＣＯＤを用いることから、色
フリッカが生じて色再現性が劣るという問題があった。

以下、かかる問題を第１１図によって説明する。

同図において、夫々に所定の色フィルタが設けられた光
電交換素子１が水平方向（図面上横方向）、垂直方向（
同しく縦方向）に２次元的に配列されている。ここで、
Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは夫々異なる色フィルタを表わしている
。水平方向の光１１ｔ変換素子ｌの列をラインと呼ぶと
すると、図示するように、奇数番目のラインでは、色フ
ィルタＡが設けられた光電変換素子１と色フィルタＣが
設けられた光電変換素子１とが交互に配列され、偶数番
目のラインでは、色フィルタＢが設けられた光電変換素
子１と色フィルタＤが設けられた光電変換素子１とが交
互に配列されている。

このように配列された光電変換素子１から信号電荷を読
み出す場合には、水平帰線期間内でライン１の信号電荷
を同時に水平〇ＣＤ４に転送してライン２の信号電荷を
同時に水平ＣＣＤ５に転送し、次いで、次の水平走査期
間内で水平〇ＣＤ　４゜５の信号電荷を順次水平方向に
転送する。

次には、ライン３とライン４とについて同様の信号電荷
の読み出しが行なわれ、以下開襟にして２ラインずつの
信号電荷の読み出しが行なわれる。

そして、ライン（ｎ−１）とラインｎとの信号電荷の読
み出しが完了すると、１フイールドにおける信号電荷の
読み出しが完了する。

そこで、このフィールドにおいては、水平ＣＣＤ４から
出力端子６に出力される信号は、奇数番目のラインから
読み出された信号電荷からなり、色フィルタＡ、Ｂ、Ｃ
，Ｄが設けられた光電変換素子１の信号電荷を夫々Ａ、
Ｂ、Ｃ，Ｄ電荷と表わすと、Ａ１ｉ荷とＣ電荷とが交互
に配列されてなる信号である。また、水平ＣＣＤ５から
出力端子６に出力される信号は、偶数番目のラインから
読み出されたＢ電荷とＤ！荷とが交互に配列されてなる
信号である。ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄｆｆｉ荷からなる
信号を夫々Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ信号とすると、出力端子６に
は、入信号とＣ信号とが混合された（Ａ＋Ｃ）信号が得
られ、出力端子７には、Ｂ信号とＤ信号とが混合された
（Ｂ　＋　Ｄ）信号が得られることになる。

これらの信号は図示しない処理回路に供給されて、Ａ、
Ｂ、Ｃ，Ｄ信号が分離された後、所定の信号とおしが加
算されて輝度信号や原色信号（あるいは色差信号）が生
成される。

次のフィールドでは、水平ＣＣＤ４．５で水平方向に同
時に転送する２ラインの組み合わせが変えられる。すな
わち、まず、ラインｌの信号電荷が水平ＣＣＤ５に送ら
れて水平方向に転送される。

これによって、出力端子７には（Ａ　＋　Ｃ）信号が得
られる０次の水平期間（＝水平帰線期間＋水平走査期間
）では、ライン２の信号電荷が水平ＣＣＤ４で、ライン
３の信号電荷が水平ＣＣＤ５で同時に転送される。以下
、同様にして、２ラインずつ水平ＣＣＤ４．５で水平方
向に転送される。

これにより、出力端子６には（Ｂ　＋　Ｄ）信号が得ら
れ、出力端子７には（Ａ＋Ｃ）信号が得られる。

そこで、かかる信号電荷読出し動作によると、たとえば
、奇フィールドで出力端子６に（Ａ＋Ｃ）信号、出力端
子７に（Ｂ＋Ｄ）信号が夫々得られるとき、偶フィール
ドでは、逆に出力端子６に（Ｂ＋Ｄ）信号が得られ、出
力端子７に（Ａ＋Ｃ）信号が得られることになり、各出
力端子６．７には、フィールド毎に異なる分光感度の光
電変換素子１の信号電荷による信号が得られることにな
る。

一方、たとえば、特開昭５９−１６９２８１号公報に開
示されるように、水平Ｃ０Ｄ４．５の出力部１０．１１
には、一般に、ソースホロワ回路が用いられ、水平ＣＣ
Ｄ４．５で転送されてきた信号電荷を電圧に変換するよ
うにしている。ところで、かかるソースホロワ回路では
、半導体製造プロセス上の要因（たとえば、マスクずれ
、半導体基板の不均一性など）により、その人力部の容
量、それに用いるＭｏＳトランジスタのしきい値電圧（
ＶＴ　）　、相互コンダクタンス（ｇ、）にバラツキが
生じ、このために、水平ＣＣＤ４．５の出力部１０．１
１にゲインの差異が生ずることになる。

そこで、上記のように、奇フィールドで、水平ＣＣＤ４
の出力部ＩＯから出力端子６に（Ａ　＋　Ｃ）信号が、
水平ＣＣＤ５の出力部１１から出力端子７に（Ｂ＋Ｄ）
信号が夫々得られ、次の偶フィールドで、これとは逆に
、水平ＣＣＤ４の出力部１０から出力端子６に（Ｂ＋Ｄ
）信号が、水平〇ＣＤ５の出力部１１から出力端子７に
（Ａ＋Ｃ）信号が得られると、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ信号は夫
々フィールド毎に異なるゲインの出力部１０．１１を交
互に通過することになる。このために、いま、出力部１
０．１１のゲインを夫々α、βとすると、これらＡ、Ｂ
、Ｃ，Ｄ信号から生成されるたとえばＲ（赤色）信号の
信号量は、奇フィールドでαＲとすると、偶フィールド
でβＲとなり、フィールド毎に異なることになる。

これは、生成される他の原色信号あるいは色差信号につ
いても同様であり、この結果、フィールド毎に色再現性
が異なって、いわゆる色フリッカが生じ、再生画像の画
質を劣化させることになる。

〔発明の目的］本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、水平
ＣＣＤ出力部間のゲイン差に伴う色フリッカを除き、再
生画像の画質向上を達成できるようにした固体逼像装置
を提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、各フィールドで
同じ水平ＣＣＤでは常に同じ分光感度の光電変換素子の
信号Ｔ１ｍが転送されるようにした点に特徴がある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明による固体盪像装置の一実施例を示す構
成図であって、１はホトダイオード、２はＭＯＳスイッ
チ、３は垂直ＣＯＤ、４．５は水平ＣＯＤ、６．７は出
力端子、８．９は転送ゲート、１０．１１は出力部、１
２〜１９は入力端子である。

同図において、ホトダイオード１が水平、垂直方向に２
次元的に配列されており、夫々に、第１１図に示したよ
うに、色フィルタが設けられている。

各ホトダイオード１にはＭＯＳスイッチ２が接続されて
いる。垂直方向のホトダイオード１の列毎に垂直ＣＣＤ
３が配置されている。垂直ＣＣＤ　３の１つおきのステ
ージＳＶＡには、同じホトダイオード１の列のＭＯＳス
イッチ２が接続されている。

１つおきのラインのＭＯＳスイッチ２は入力端子１２か
らの“Ｈ”　（高レベル）の転送パルスφ、によって制
御され、他の１つおきのＭＯＳスイッチ２は入力端子Ｉ
３からの「の転送パルスφ■によって制御される。また
、各垂直ＣＣＤ３のＭＯＳスイッチ２が接続された１つ
おきのステージＳｖＡには、入力端子１４から“Ｌ”　
（低レベル）のクロックφＶＡが、ＭＯＳスイッチ２が
接続されていない他の１つおきのステージＳ□には、入
力端子１５から“Ｈ”のクロックφＶ、が夫々同時に供
給される。

各垂直ＣＣＤ３の終段のステージＳＶＡは転送ゲート９
を介して水平〇ＣＤ５の１つおきのステージ５ＩＩＡに
接続され、さらに、これらステージＳ０は夫々転送ゲー
ト８を介して水平ＣＣＤ４の１つおきのステージＳ’Ｈ
ｋに接続されている。転送ゲート９には、入力端子１Ｇ
から“Ｈ′の転送パルスφＴ１１が供給され、転送ゲー
ト８には、入力端子１７から°Ｈ″の転送パルスφ、Ａ
が供給される。

また、水平ＣＣＤ４．５の１つおきのステージＳ　’　
）ＩＡ、　　ＳＭＡには、入力端子１日から′Ｌ”のク
ロックφ□が供給され、他の１つおきのステージＳ’１
．Ｓ■には、入力端子１９から°Ｈ”のクロックφ８．
が供給される。

ここで、各ホトダイオード１には、第１１図に示した配
列となるように、色フィルタＡ、Ｂ、Ｃ。

Ｄが設けられるものとし、各ホトダイオード１を位宜別
に、かつ設けられた色フィルタ別に区別すると、第２図
のように示される。なお、第２図において、Ａｉｊは色
フィルタＡが設けられたラインｉの３番目のホトダイオ
ードであり、以下、Ｂ（１・１）５．Ｃｔ＋ｚｅ＋ｌ・
Ｄ（五・１）〈ｊ−１）についても同様である。また、
ホトダイオード１で生じた信号電荷も、説明を簡明にす
るために、同じ符号のＡｏなどで表わすことにする。

次に、第３図および第４図を用いてこの実施例の動作を
説明する。

一方のフィールド（ここでは、奇フィールドとする）に
おいては、垂直帰線期間で入力端子１２から“Ｈ”の転
送パルスφＰ１が供給され、１つおきのライン（ここで
は、奇数番目のラインとする）のＭＯＳスイッチ２がオ
ンする。これにより、これらラインのホトダイオード１
から夫々の対応する垂直ＣＣＤ３のステージＳｖ＾に信
号電荷が転送される。かかる動作に伴う時刻ｔ１　での
ｎ番目の垂直ＣＣＤ３についてみると、第４図＋ａｌに
示す状態となる。

なお、ｎ番目の垂直ＣＣＤ３における信号電荷を代表と
し、奇数番目のラインの信号電荷をＡ１７゜Ａ、、・・
・・、偶数番目のラインの信号電荷をＢｔｌｂＢ　４１
１１　　Ｂ＆１１＋　・・・・とじて説明する。

次に、入力端子１３からＨ”の転送パルスφ、。

が供給され、偶数番目のラインのＭＯＳスイッチ２がオ
ンする。これにより、垂直ＣＣＤ３のステージＳｖＡの
他の１つおきにこれらラインの信号電荷が転送される。

したがって、この動作に伴う時刻１．では、第４図（ｂ
ｌに示すように、垂直ＣＣＤ３には、終段のステージＳ
ｖ４からＡ１１ｌｌ　Ｂｔｍ、Ａ、□・・・・の順で信
号電荷がステージＳＶＡに蓄えられる。

このときには、入力端子１６から“Ｈｏの転送パルスφ
７．が供給されており、転送ゲート９は低ポテンシヤル
でオン状態にある。

かかる状態で垂直帰線期間が終り、水平帰線期間内で入
力端子Ｉ４に１Ｌ”のクロックφＶＡが、入力端子１５
にＨ”のクロックφＶ、が夫々供給される。これにより
、各垂直ＣＣＤ３のステージＳｖａのポテンシャルは上
昇してステージＳｗｍのポテンシャルは下降するから、
その終段のステージＳ□のへ〇電荷は夫々転送ゲート９
を介して水平〇ＣＤ５のステージＳＮＡに転送され、そ
れ以外のステージＳｖ４の信号１を荷は夫々次段のステ
ージＳＶＩに転送される。したがって、水平ＣＣＤ５の
ステージＳｎａには、ライン１のＡＩ、、を荷が蓄えら
れることになる０次いでクロックφＶ＾、φＶｍｆＪ’
なくなると、ステージＳｖａのポテンシャルが下降して
ステージＳ□のポテンシャルがト昇し、これによって、
各ステージＳ□の信号ｔ［Ｙは次段のステージＳｖＡに
転送される。これとともに、入力端子１７から“Ｈｏの
転送パルスφ１が、入力端子１８から“Ｌ”のクロック
φ□が供給され、これにより、水平ＣＣＤ４．５のステ
ージＳ’）ＩＡＩＳｌＩＡのポテンシャルが上昇する。

この場合、水平ＣＣＤ４のステージＳ′□の上昇したポ
テンシャルは転送ゲート８の下降したポテンシャルより
も低くなるように構成されており、これによって、水平
ＣＣＤ５のステージＳＨｋに蓄えられていたライン１の
Ａ、、！荷が転送ゲート８を介して水平ＣＣＤ４のステ
ージＳ’）ＩＡに転送される。

かかる信号電荷の転送が終ると、クロックφバ＾と転送
パルスφ１がなくなり、水平ＣＣＤ４のステージＳ’Ｍ
Ａのポテンシャルが下降して転送ゲート８のポテンシャ
ルが上昇し、水平ＣＣＤ４．５間が転送ゲート８によっ
て隔離される。これとともに、入力端子１４から′Ｌ”
のクロックφ、が、入力端子１５から“Ｈ”のクロック
φｖ８が夫々供給され、各垂直ＣＣＤ３のステージＳＶ
Ｘのポテンシャルが上昇してステージＳｖ、のポテンシ
ャルが下降する。これにより、垂直ＣＣＤ３の終段ステ
ージＳｖａに蓄えられているライン２のＢｔ　ｎ　Ｗ　
荷は転送ゲート９を介して水平ＣＣＤ５のステージＳ□
に転送され、他のステージＳｖＡに蓄えられているライ
ン３以下の信号電荷は次段のステージ５ｖｌｌに転送さ
れる。そして、これらクロックφＶ　Ａ　＋　　φ、。

がなくなると、垂直ＣＣＤ３のステージＳＭＡのポテン
シャルが下降してステージＳｖａのポテンシャルが上昇
し、ステージＳｖ＋＋の信号電荷がステージＳＶＡに転
送される。

このようにして、水平帰線期間内に水平ＣＣＤ４にはラ
イン１のＡ、、［荷が蓄えられ、水平ＣＣＤ５には次の
ライン２のＢｚ＋ｔ”Ｗ荷が蓄えられる。

その後、入力端子１６からの′Ｈ”の転送パルスφ１．
がなくなって転送ゲート９はポテンシャルが上昇してオ
ンとなり、水平ＣＣＤ５と各垂直ＣＣＤ３との間が隔離
される。

以上の動作は水平帰線期間で行なわれ、第４図（Ｃ１に
示すように、時刻ｔ、では、水平ＣＣＤ４のｎ番目のス
テージＳ’ＭＡには、ライン１のＡ　Ｉ　−を荷が蓄え
られ、水平ＣＣＤ５のｎ番目のステージＳＮＡには、ラ
イン２のＢｌａ電荷が蓄えられる。

次いで、１水平走査期間にわたって入力端子１８゜１９
からクロックφ□、φＩが所定の周期で同時に供給され
、水平ＣＣＤ４．５内で１８号電荷が１ステージずつ順
次水平方向に転送される。これにより、出力部１０から
出力端子６にライン１の信号電荷による（Ａ　＋　Ｃ）
信号が得られ、出力部１１から出力端子７にライン２の
信号電荷による（Ｂ＋Ｄ）信号が得られる。

次の水平帰線期間では、同様にして、ライン３のＡ３１
１電荷が水平ＣＣＤ４に、ライン４の８４．、電荷が水
平ＣＣＤ５に夫々転送され、水平走査期間で夫々水平方
向に転送される。このようにして、２ラインずつ信号電
荷の読み出しが行なわれ、出力端子６には（Ａ＋Ｃ）信
号が、出力端子７には（Ｂ＋Ｄ）信号が夫々得られる。

垂直ＣＣＤ３の全ての信号電荷が読み出され、次の偶フ
ィールドの垂直帰線期間に入ると、入力端子１６から“
Ｈ″の転送パルスφ、ｌが供給されて転送ゲート９がオ
ンし、この状態で入力端子１２から”Ｈ”の転送パルス
φ、が供給されて奇数番目のラインのＭＯＳスイッチ２
がオンする。これにより、奇数番目のラインのホトダイ
オードＩの信号電荷が垂直ＣＣＤ３のステージＳ□に転
送される。この動作に伴う時刻ｔ４での状態を第４図Ｆ
ｄｌに示す。

次に、入力端子１４．１５からクロックφ９．。

φ１．が供給されることにより、先に説明したように、
垂直ＣＣＤ３の終段ステージＳＶＡのライン１のＡｌｆ
ｉ電荷は水平ＣＣＤ５のステージ５ＩＩＡに転送される
とともに、ライン３以降の信号電荷は次のステージＳｖ
４に転送される。かかる状態で入力端子１７から転送パ
ルスφ、Ａが供給されて転送ゲート８がオンし、入力端
子１８からクロックφ□が供給されて、水平ＣＣＤ５の
ラインｌのＡｌａ電何が水平ＣＣＤ４のステージＳ′□
に転送される。

そして、入力端子１４．１５からクロックφＶＡ＋φＶ
、が供給され、これによって垂直ＣＣＤ３の信号電荷は
夫々次のステージＳｖａに転送される。しかる後、入力
端子１６からの転送パルスφＴ１１がなくなって転送ゲ
ート９はオフする。

以上の動作の後の時刻１Ｓでは、第４　ｆ３　Ｔｅｌに
示すように、垂直Ｃ０Ｄ３の終段ステージｓｖＡには、
ライン３のＡ　ｆｆ、Ｎ荷が蓄えられ、ライン５以後の
奇数番目のラインの信号電荷が１つおきのステージＳｖ
Ａに蓄えられた状態となる。

次に、入力端子１８．１９からクロックφ□。

φ、１が所定の周期で同時に供給され、水平ＣＣＤ４内
でラインｌのＡＩＲ電荷が水平方向に転送される。これ
により、出力端子６にラインｌの信号電荷による（λ＋
Ｃ）信号が得られる。

かかる水平方向の転送が終ると、入力端子１６から転送
パルスφ１．が供給され、転送ゲート９はオンする。こ
の状態で入力端子１３から転送パルスφ、璽が供給され
て偶数番目のラインのＭＯＳスイッチ２がオンする。し
たがって、偶数番目のラインのホトダイオードｌのｆ３
号電荷が垂直ＣＣＤ３の空いているステージＳＶＡに転
送される。

このときの時刻１ｈでの状態を第４図に（ｆｌに示す、
同図から明らかなように、ライン２以隆では、２ライン
毎に垂直ＣＣＤ３での順序が逆転してい以上の動作が垂
直帰線期内で行なわれるが、次に、水平帰線期間では、
入力端子１４．１５からクロックφＶＡ＋　　φ９．が
供給され、垂直ＣＣＤ３の本冬端ステージＳＶＡにおけ
るライン３のＡ１．ｌ電荷が転送ゲート９を介して水平
〇ＣＤ５のステージＳＮＡに転送されるとともに、他の
ステージＳＶＡにおける他のラインの信号電荷は次のス
テージＳｖａに転送される。これによってライン２のＢ
ｔ＋を電荷が垂直ＣＣＤ３の終段ステージＳＶａに蓄え
られる。

次に、入力端子１７から転送パルスφ？Ａが供給されて
転送ゲート８がオンし、また、入力端子１８からクロッ
クφ□が供給される。これにより、水平ＣＣＤ５のステ
ージＳＨＡに蓄えられているライン３のＡ３ｆｉ電荷は
水平ＣＣＤ４のステージＳ’Ｎ轟に転送される。そして
、入力端子１４．１５からクロックφ１，１　φＶ−が
再び供給され、垂直ＣＣＤ３の終段のステージＳｖＡに
蓄えられているライン２のＢ！ｆｉ電荷が水平ＣＣＤ５
のステージ５ＩＩＡに転送される。これとともに、垂直
ＣＣＤ３の他のステージＳＶＡの信号電荷は次のステー
ジＳＶＡに転送され、終段のステージＳｖＡには、ライ
ン５のＡ、１１電荷が蓄えられる。

以上の動作が水平帰線期間内で行なわれ、これに伴う時
刻ｔ、での状態は第４図ｆｇｌに示すようになる。そし
て、入力端子１８．１９からクロックφｌＩＡ＋　　φ
□が順次供給されることにより、水平ＣＣＤ４ではライ
ン３のＡ３．ｌ電荷が、水平〇ＣＤ５ではライン２のＢ
ｚａＴ！１荷が夫々水平方向に転送される。以下同様に
して、各水平走査期間毎に２ラインずつ信号電荷が水平
Ｃ０Ｄ４．５によって水平方向に転送される。

以上の動作によると、偶フィールドにおいても、水平Ｃ
ＣＤ４では奇数番目のラインの信号電荷が、また、水平
ＣＣＤ５では偶数番目のラインの信号１ｉ荷が夫々転送
され、これによって、出力端子６に（Ａ＋Ｃ）信号が、
出力端子７に（Ｂ＋Ｄ）信号が夫々得られることになる
。

したがって、奇フィールド、偶フィールドにかかわらず
、常に、（Ａ＋Ｃ）信号が水平ＣＯＤ　４の出力部１０
から得られ、（Ｂ＋Ｄ）信号が水平ＣＣＤ５の出力部１
１から得られることになり、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ信号は常に
決まった出力部１０゜１１から得られることになるから
、出力部１０゜１１にゲイン差があっても、奇、偶フイ
ールド間での色信号の色再現性に差異が生ずることがな
く、このため、色フリッカが生ずることはない。

第５図は本発明による固体盪像装置の他の実施例を示す
構成図であって、１２′は入力端子、２０は転送ゲート
、２１は入力端子であり、第１図に対応する部分には同
一符号をつけて重複する説明は省略する。

この実施例は、垂直帰線期間毎に全てのホトダイオード
の信号ｉ荷を同時に垂直ＣＣＤに読み出すが、１つおき
のフィールドにおいて、垂直ＣＣＤから水平ＣＣＤに信
号電荷を転送するときに、２ラインの信号１！簡の順次
を反転するものである、以下、第６図のタイミングチャ
ートと第７図とを用いてこの実施例の動作を説明する。

いま、あるフィールド（ここでは、奇フィールドとする
）の垂直帰線期間内の時刻ｔ１において、入力端子１２
′から転送パルスφ２が供給されると、全てのＭＯＳス
イッチ２がオンして全てのホトダイオード１の信号電荷
が対応する垂直ＣＣＤ３のステージＳｖ＆に転送される
。これにより、第７図（ａｌに示すように、夫々の垂直
ＣＣＤ３には、終段のステージＳｖＡから順次のステー
ジＳｖＡにラインｌ、２，３．・・・・の順番で信号電
荷が蓄えられる。

垂直帰線期間経過後、まず時刻１ｔで入力端子１６に転
送パルスφ↑、が供給され転送ゲート９がオンし、これ
と同時に入力端子１４．１５からクロックφＶＡ＋　　
φＶｌが供給される。このとき、入力端子２１からは“
Ｈ″の転送パルスφ１．は供給されず、転送ゲート２０
のポテンシャルは転送ゲート９よりも高くなっている。

このために、垂直ＣＣ１）３の終段のステージＳｖＡの
ラインｌのＡ１．電荷は転送ゲート９に転送されるが（
第７図中））、転送ゲート２０には転送されず、水平Ｃ
ＣＤ５のステージ５ｌＩＡに転送されろ、これとともに
、垂直ＣＣＤ３の他のラインの信号電荷は、次のステー
ジＳｖ塾に転送される。

入力端子１４．１５からのクロックφ□、φ□がなくな
ると、垂直ＣＣＤ３のライン２以降の信号Ｎ（Ｒはさら
に次のステージＳｖａに転送され、時刻ｔ３で入力端子
１７から転送パルスφ、Ａが供給されて転送ゲート８が
オンし、入力端子１８からクロックφ□が供給されるこ
とにより、第７図（Ｃ１に示すように、水平ＣＣＤ５の
ステージＳＭＡに蓄えられていたライン１のＡ　＋、、
ｉｔ荷は水平ＣＣＤ４のステージＳ’ｌ１４に転送され
る。

次に、時刻ｔ４で再び入力端子１６から転送パルスφ↑
、が供給されて転送ゲート９がオンし、また、入力端子
１４，１．５からクロックφＶａｔ　　φ□が供給され
る。これにより、第７図（ｄｉに示すように、垂直ＣＣ
Ｄ３の終段のステージＳＶＡにあったライン２の８１＋
ｔｔ荷は転送ゲート９に転送されるが、入力端子２１か
ら転送パルスφ、Ｃが供給されていないために、この信
号電荷は水平ＣＣＤ５のステージＳ０に転送される。こ
れとともに、垂直ＣＣＤ３では、ライン３以降の信号電
荷は次のステージＳ０に転送されるが、入力端子１６が
らの転送パルスφ、や入力端子１４．１５からのクロッ
クφＶ　４　＋　　φ１．がなくなると（時５＋Ｊｔｓ
）、これら信号電荷はさらに次のステージＳ　ＶＡに転
送される。これにより、第７図ｆｆ１に示すように、水
平ＣＣＤ　４　！：ハライ７１　（７）Ａ、、ｉｉ荷が
、水平ＣＣＤ５にはライン２のＢ！Ａ電荷が夫々蓄えら
れ、各垂直ＣＣＤ３では、終段から順次のステージＳＶ
Ａにライン３．４，５．・・・・の順で信号電荷が蓄え
られる。

第７図（１））〜（ｅ）に示したかかる一連の動作は水
平帰線期間内で行なわれ、次の水平走査期間では、入力
端子１８．１９からのクロックφ０．φ□により、水平
ＣＣＤ４でラインｌのＡ、、、電荷が、水平ＣＣＤ５で
ライン２のＢｆｆｉ、、電荷が水平方向に転送される。

かかる水平期間での動作は２ラインの信号電荷について
同時に行なわれ、これにより、出力端子６には、奇数番
目のラインの信号電荷による（Ａ　＋　Ｃ）信号が得ら
れ、出力端子７には、偶数番目のラインの信号電荷によ
る（Ｂ＋Ｄ）信号が得られる。

次に、偶フィールドにおける動作を説明する。

この場合にも、垂直帰線期間では、入力端子１２′から
の転送パルスφ、により（時刻【、）、全てのホトダイ
オード１の信号電荷が対応する垂直ＣＣＤ３のステージ
ＳＶＡに転送される（第７図ｆｆ１）。

そして、同じ垂直帰線期間内に、奇フィールドにおける
上記の動作と同様にして、垂直ＣＣＤ３の終段のステー
ジＳｖＡに蓄えられたライン１のＡｌｎ電荷が水平〇Ｃ
Ｄ４のステージＳ’ＭＡに転送られる（時刻Ｌ７゜第７
図（ｇｌ）　、　Ｌかる後、入力端子１８．１９からク
ロックφ０．φ□が順次供給され、水平ＣＣＤ４でライ
ン１のＡ　ＩＲｆＪ荷が水平方向に転送される。

以上の動作は垂直帰線期間内で行なわれ、この垂直帰線
期間が終ると、水平帰線期間で次の動作か行なわれる。

第７図Ｆｇｌに示したように、垂直ＣＣＤ３の終段のス
テージＳＶＡにライン２のＢｔｎ電荷が蓄えられている
状態で、入力端子２１から“Ｈ”の転送パルスφ７ｃが
供給されて転送ゲート２０が低ポテンシヤル状態に保持
される。この状態において、入力端子１６から転送パル
スφア、が供給され、転送ゲート９のポテンシャルが下
降する。これとともに、入力端子１４．１５からクロッ
クφ１１Ａ＋　　φ■が供給され、垂直ＣＣＤ３の終段
のステージＳｖ＾にあるライン２のＢ１電荷は転送ゲー
ト９に蓄えられる。また、垂直ＣＣＤ３では、他のライ
ンの信号電荷が次のステージＳｖＡに転送され、終段の
ステージＳＶＡには、ライン３のＡ１．、電荷が蓄えら
れる０次いで、入力端子１６からの転送パルスφ。

がなくなって転送ゲート９のポテンシャルが上昇し、こ
れとともに、入力端子１８からクロックφＨ＾が供給さ
れて水平ＣＣＤ５のステージｓ、ｌＡのポテンシャルが
上昇する。この結果、転送ゲート９に蓄えられているラ
イン２の８２．、電荷は、水平ｃｃＤ５のステージＳ□
ではなく、転送ゲルト２ｏに転送されて蓄えられる。

次に、入力端子１６から転送パルスφ□が供給されて転
送ゲート９のポテンシャルが低下するとともに、入力端
子１４から“Ｌ”のクロックφＶＡが供給されて垂直Ｃ
ＣＤ３のステージＳｖａのポテンシャルが上昇する。こ
のとき、入力端子１５からは“Ｈ”のクロックφ□は供
給されないから、垂直ＣＣＤ３のステージＳ□のポテン
シャルは高く、このために、垂直ＣＣＤ３の終段のステ
ージＳｖＡでのみ転送が可能となって、ライン３のへ〇
電荷が転送ゲート９に蓄えられる。

以上によって時刻ｔ、での生じた状態を、第７図（ｈｌ
に示す。

入力端子１６から転送パルスφ１．がなくなり、転送ゲ
ート９のポテンシャルが上昇すると、このとき、入力端
子１８からのクロックφ□がなくて水平〇ＣＤ５のステ
ージＳＭＡのポテンシャルが低いから、転送ゲート９に
あるライン３のＡ１．電荷は水平ＣＣＤ５のステージＳ
Ｘａに転送される。次いで、入力端子１７から転送パル
スφＴＡが供給されて転送ゲート８がオンし、入力端子
１８からクロックφ□が供給されることにより、先に説
明したように、水平ＣＣＤ５のステージＳＮＡにあるラ
イン３のＡ３．、電荷が水平ＣＣＤ４のステージｓ’ｎ
ａに転送される。

かかる動作による時刻ｔ、での状態を第７図（１）に示
す。

次に、入力端子２１からの転送パルスφ、ｅがなくなっ
て転送ゲート２０のポテンシャルが上昇し、次いで、入
力端子１６から転送パルスφ１．が供給されて転送ゲー
ト９のポテンシャルが低下する。

これによって転送ゲート２０にあるライン２のＢ０ｉ荷
は転送ゲート９に転送される。そして、入力端子１６か
らの転送パルスφア、がなくなるとともに、転送ゲート
９のポテンシャルは上昇し、また、このとき、入力端子
１日からクロックφ□が供給されないから、水平ＣＣＤ
５のステージＳｓａのポテンシャルは低く、このため、
転送ゲート９がらこれらステージＳＨＡにライン２のＢ
０電荷が転送される。

これとともに、入力端子１４．１５からクロックφＶ＾
、φｖ８が供給され、垂直ＣＣＤ３のステージＳＶＡに
あるライン４以降の信号電荷は次のステージＳＶａに転
送され、終段のステージＳＶＡにライン４のＢ、、１荷
が蓄えられる。

かかる動作による時刻ｔｌｏでの状態を第７図（」）に
示す。

第７図（ｈｌ〜（Ｊ）の動作は水平帰線期間に行なわれ
、次の水平走査期間中、水平ＣＣＤ４でライン３のＡ３
．、電荷が、水平ＣＣＤ５でライン２のＢ！、、電荷が
夫々水平転送される。

以下同様に、各水平（４線期間毎に、ライン４と５、ラ
イン６と７、・・・・と２ラインずつ第７図（ｈｌ〜（
」）で示した信号電荷の配列順序の反転が行なわれる。

これにより、水平ＣＣＤ４からは奇数番目のラインの信
号電荷による（Ａ＋Ｃ）信号が得られ、水平ＣＣＤ５か
らは偶数番目のラインの信号電荷による（Ｂ＋Ｄ）信号
が得られる。

以上の動作説明から、奇、ｇ！ｊフィールドにおいて、
出力端子６には（Ａ　＋　Ｃ）信号が得られ、出力端子
７には（Ｂ＋Ｃ）信号が得られる。したがって、この実
施例においても、第１図に示した実施例と同様の効果が
得られる。

第８図は本発明による固体撮ａ装置のさらに他の実施例
を示す構成図であって、２２．２３は入力端子であり、
第５図に対応する部分には同一符号をつけている。

第５図に示した実施例は、水平ＣＣＤ５と垂直ゲート３
との間に転送ゲートを追加し、同時に水平方向に転送す
べき２ライン間で信号電荷の水平ＣＣＤへの順序を反転
するものであったが、第８図に示すこの実施例は、この
１頌序を水平ＣＣＤでもって行なうようにしたものであ
る。

第８図において、水平ＣＣＤ４．５は４種の）（”のク
ロックφ□、φ■、φＭｅ、　　φＮＤによって駆動さ
れる。夫々の水平ＣＣＤ４．５においては、ステージの
４個おき毎に供給されるクロックが異なり、ステージＳ
’ｇａ＋Ｓ、ａにはクロックφ、が、ステージＳ′□、
Ｓ□にはクロックφ。が、ステージｓ　’　ＨＣｌ５Ｈ
Ｃにはクロックφ８ｃが、ステージＳ’Ｈｎ＋Ｓｎｏに
はクロックφＨＩｌが夫々供給される。

また、水平ＣＣＤ５に対し、水平ＣＣＤ４は１３号電荷
転送方向に２ステージだけずれて配置されており、この
ために、各垂直ＣＣＤ３から水平ＣＣＤ５のステージＳ
ＮＡに信号電荷が転送されるとすると、水平ＣＣＤ５か
ら水平ＣＣＤ４への信号電荷転送は、水平ＣＣＤ５のク
ロックφ、が供給されるステージＳＮＡから水平ＣＣＤ
４のクロックφ。

が供給されるステージＳ’ＨＣへ行なわれることになる
。

なお、第８図においては、説明を簡明にするために、第
１図や第５図で示した転送ゲート８．９を省略している
。

次に、第９図のタンミングチャートと第１Ｏ図を用いて
この実施例の動作を説明する。

まず、一方のフィールド期間（ここでは、奇フイールド
期間とする）の垂直帰線期間において、第５図に示した
実施例と同様に、入力端子１２′からの転送パルヌ、φ
、により、全てのホトダイオードｌの信号電荷が対応す
る垂直ＣＣＤ３のステージＳ　ＶＡに転送される（時刻
ｔ１．第１０図（ａｌ）。

そして、ごの垂直帰線期間経過後の水平帰線期間におい
て、入力端子１８．２２から１１°のクロックが供給さ
れて水平ＣＣＤ４．５のステージＳ’ＭＣ１ＳＨＡのポ
テンシャルが低下し、これとともに、入力端子１４．１
５からクロックφＶＡ＋　　φｖｍが供給されて、垂直
ＣＣＤ３の終段のステージＳＶＸにあるライン１のＡ　
Ｉ、、Ｎ　４５１が水平ＣＣＤ５のステージＳ。を介し
て水平ＣＣＤ４のステージＳ′イＣに転送される。また
、垂直ＣＣＤ３の他のステージＳＶＡの信号電荷は次の
ステージＳｖＡに転送され、終段のステージＳＶＡには
、ライン２のＢ１電倚が蓄えられる。

この動作に伴う時刻Ｌ２での状態を第１０図（ｂｌに示
す。

次に、入力端子１８のみからクロックφ□が供給され、
水平ＣＣＤ５のステージＳＨＡのポテンシャルが低下す
る。これとともに、入力端子１４゜１５からクロックφ
９５．φ、自が供給され、垂直ＣＣＤ３の終段のステー
ジＳＶＡにおけるライン２のＢｌ、ｌ′に！荷が水平Ｃ
ＣＤ５のステージＳＨｔに転送される。また、垂直ＣＣ
Ｄ３の他のステージＳｖ４の信号電荷は次のステージＳ
□に転送され、終段のステージＳＶＡにライン３のＡ　
、、、Ｔｌ荷が蓄えられる。

この動作に伴う時刻ｔ、での状態を第１０図ｆｃｌに示
す。

次に、入力端子２３のみからクロックφ。を供給する。

これにより、水平ＣＣＤ４．５のステージＳ　’　ｗｎ
、ＳＭＨのポテンシャルは低下し、このとき、水平ＣＣ
Ｄ４．５のステージｓ’、、、ｓ□のポテンシャルは高
いから、水平ＣＣＤ４においては、ステージＳ’ＨＣに
あるライン１のＡ１電荷が次段のステージＳ’ｌｌＤに
転送され、水平ＣＣＤ５においては、ステージＳ。にあ
るライン２のＢ０電荷が直前のステージＳ、１１に逆転
送される０次いで、入力端子２２のみにクロックφｌｌ
ｃが供給される。このために、水平ＣＣＤ４．５のステ
ージＳ’）Ｉｃ、Ｓ、Ｉｃのポテンシャルは低下し、こ
のとき、これらのステージｓ’Ｍ１１．ｓＨＤのポテン
シャルは高いので、夫々のステージＳ　’　１ｌｌｌｚ
　　ＳＯＤにあるライン１，２の信号電荷はその直前の
ステージＳ　’ＨＣｌ５１．ｃに逆転送される。

この結果、かかる動作が行なわれた時刻ｔ４においては
、第１０図（ｄ＋に示すように、水平ＣＣＤ４のステー
ジＳ′Ｍ。にライン１のＡ１゜電荷が、水平ＣＣＤ５の
ステージ５ｏｌ（にライン２のＢｔ−’４荷が夫々蓄え
られる。

以上の第１Ｏ図（ｂｌ〜ｆｄｌに示した一連の動作は水
平帰線期間に行なわれ、次の水平走査期間では、入力端
子２３．１８，１９．２２の順でクロックφ。、φ□、
φ、、φＭＣが繰り返し供給され、水平ＣＣＤ４でライ
ン１の信号；荷が、水平ＣＣＤ５でライン２の信号電荷
が水平方向に転送される。

以上の水平期間の動作は、ライン３と４、ライン５と６
、・・・・と２ライン毎に行なわれ、したがって、水平
ＣＣＤ　４からは奇数番目のラインの信号Ｔｇ、荷によ
る（Ａ　＋　Ｃ）信号が、また、水平ＣＣＤ５から偶数
番目のラインの信号電荷による（Ｂ４Ｃ）信号が得られ
る。

次に、他方のフィールド期間（すなわち、偶フィールド
）における動作を説明する。

この場合も、上記と同様に垂直帰線期間に全てのホトダ
イオード１の信号電荷が対応する垂直ＣＣＤ３に同時に
読み出されるが（時刻ｔ５゜第１０図Ｆｅ１）、この垂
直帰線期間にさらに次の動作が行なわれろ。

まず、入力端子１８．２２から夫々クロックφ８．。

φ６ｃが供給され、また、入力端子１４．１５からクロ
ックφＷ１１＋　　φ□が供給されることにより、先の
奇フィールドの場合と同様にして、水平ＣＣＤ４のステ
ップＳ′イ、にライン１のＡｌａｓ荷が転送され、第１
０図（ｂｌに示す状態と同じ状態となる（時刻１６ｍ第
１０図ｆｆ１）、そして、入力端子２３゜１８．１９．
．２２の順でクロックφｌｌＤ＋　　φ工＾、φ□。

φ、０が繰り返し供給され、水平ＣＣＤ４でライン１の
信号電荷が水平方向に転送されて排出される。

以上の動作が垂直帰線期間に行なわれ、これにより、垂
直ＣＣＤ３の終段のステージｓｖｔ＋には、ライン２の
８２．、電荷が蓄えられている。

垂直帰線期間経過後の水平婦＆’１ｌＫＩＩ間では、次
の動作が行なわ幻る。

まず、人力８；ｌｔ”Ｆ　ｌ　８にクロックφ、いが供
給され、これとともに入力端子１４．１５にクロックφ
ＶＡ＋φ９．が供給されて、垂直ＣＣＤ３の終段のステ
ージＳ　ＶＡにあるライン２のＢ１電荷が水平ＣＣＤ　
５のステージＳＨＡに転送される。

この動作に伴う時刻ｔ、での状態を第１０図（ｇ）に示
す。

次に、入力端子２３のみからクロックφ８゜が供給され
、水平ＣＣＤ５のステージＳＭＡにあるライン２のＢ５
電荷は直前のステージ５ＨＩｌに逆転送され、さらに、
入力端子２２のみにクロックφＨＣが供給されて、この
ステージ５ＬＩＤにあるライン２のＢｇａ電荷がさらに
直曲のステージＳＭＣに逆転送される。

かかる動作に伴う時刻ｔ、での状態を第１０図（ｈｌに
示す。

次に、入力端子１８．２２からクロックφ□。

φ、が供給されるとともに、入力端子１４．１５からク
ロックφ９７．φ。が供給され、垂直ＣＣＤ３の終段の
ステージ５ＩＩＡにあるライン３のＡ３ｍＷ荷が水平Ｃ
ＣＤ４のステージＳ　′ｘｃに供給される。

かかる動作に伴う時刻ｔ、での状態を第１Ｏ図＋１１に
示す。

以−ヒの動作が水平（１％線期間内で行なわれ、水平Ｃ
ＣＤ４にはライン３のＡ、電荷がステージＳ’ＭＣに箔
えられ、水平ＣＣＤ５にはライン２の８５電荷がステー
ジ５ＩＩＣに蓄えられ、次の水平走査期間で夫々の信号
電荷が水平方向に転送される。

以上の水平期間での動作は、ライン４と５、ライン６と
７、・・・・の順で２ラインずつ行なわれる。

この結果、奇フイールド期間と同様に、出力端子６には
、奇数番目のラインの信号電荷による（Ａ＋Ｃ）信号が
得られ、出力端子７には、偶数番目のラインの信号電荷
による（Ｂ＋Ｃ）信号が得られることになる。

以上、本発明の詳細な説明したが、本発明は１、〕れら
実施例のみに限定されるものではない、たとえば、ホト
ダイオードに設ける色フィルタの種類やそれらの配置は
、カラービデオ信号が得られろような任意のものとする
ことができるし、また、水平ＣＣＤも３個以上としても
よい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、水平ＣＯＤで信
号電荷転送される２ラインの組み合わせがフィールド毎
に異なっても、夫々の水平ＣＯＤでは常に同一の分光１
２度の光電変換素子からの信号Ｔｒｉｍが転送されるか
ら、該水平ＣＣＤの出力部のゲインの差異による影響が
回避でき、フィールド毎の色再現性が等しくなって色フ
リッカを生ずることがなく、再生画像の画質を大幅に高
めるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による固体撮像装置の一実施例を示す構
成図、第２図は色フィルタの配置例を示す模式図、第３
図は第１図の各入力端子に供給されるパルスのタイミン
グチャート、第４図は第１図での信号電荷の転送順序を
示す動作説明図、第５図は本発明による固体撮像装置の
他の実施例を示す構成図、第６図は第５図の各入力端子
に供給されるパルスのタイミングチャー・ト、第７１刊
は第５図での信号電荷の転送順序を示す動作説明図、第
８図は本発明による固体撮像装置のさらに他の実施例を
示す構成図、第９図は第８図の各入力端子から供給され
るパルスのタイミングチャート、第１０図は第８図での
信号電荷の転送順序を示す動作説明図、第１１図は従来
の固体撮像装置の動作説明図である。１・・・・充電変換素子、３・・・・垂直方向電荷転送
素子、４，５・・・・水平方向電荷転送素子、６．７・
・・・出力端子、８．９・・・・転送ゲート、１０．１
１・・・・出力部、２０・・・・転送ゲート。代理人　　弁理士　　弐　顕次部（外１名）ｌ；、、’
：　、　　’し・第３図第４図１−１１　　　　　　　　　　　　　１烏１２　　　　
　ｒ−ｔｓｒ　＝　１４　　　　　ｔ　−ｔｓ　　　　
　ｔ　−ｒｅ、　　　　　ｔ　−１７第５願ノρ 第６図第７図ｔ−ｒｅ　　　　　　ｒ−ｆｒ　　　　　ｔ−ｒｅ　　
　　ｔ−ｔ９１４１０第８図／Ｑ第９図ｒ７　１２　　Ｆ３１４　　　　　１５　１６　ｒ７　
ｒＢ　ｒｇｔ−ｔｔ　　　　　　ｔ−ｔｚ　　　　　ｔ
−ｔ３ｆ−ｆａｔ＝ｔ５　　　　　Ｆ−１６ｆ＝ｔ７　
　　　　を躍ｔθ　　　　を麿ｔ９第１Ｉ図

Claims

【特許請求の範囲】

水平、垂直方向に２次元的に配列され受光によって信号
電荷を生ずる複数個の光電変換素子と、水平方向の該光
電変換素子の列をラインとし夫々が１ラインずつ該信号
電荷を水平方向に転送する２個の電荷転送素子とを備え
、１つおきのラインと他の１つおきのラインとて該光電
変換素子の分光感度が異なり、かつ、隣接する２ライン
の信号電荷を別々の該電荷転送素子で同時に転送すると
ともに、該電荷転送素子で信号電荷が転送される２ライ
ンの組み合わせをフィールド毎に異ならせるようにした
固体撮像装置において、全てのフィールドで一方の該電
荷転送素子が同じ一方の１つおきのラインの信号電荷を
転送し他方の該電荷転送素子が同じ他方の１つおきのラ
インの信号電荷を転送すべく該電荷転送素子に信号電荷
を供給する手段を設け、同じ分光感度の該光電変換素子
からの信号電荷を転送する該電荷転送素子を同一とした
ことを特徴とする固体撮像装置。