JPS63219277A - 固体撮像素子 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体撮像素子に関する。

〔発明の概要〕

本発明は固体撮像素子において、受光素子を高品位方式
の撮像信号を得るに必要な個数だけ配すると共に、垂直
シフトレジスタへのクロック信号の供給を制御すること
により、１個の固体撮像素子より高品位方式及び通常方
式の撮像信号を得ることができるようにしたものである
。

〔従来の技術〕

通常方式ＣＮＴＳＣ方式、Ｐ＾］、方式等）の他に近年
、走査線数を現行方式の略２倍とする高品位方式が提案
されている。そして、高品位方式の撮像信号を得るため
の固体撮像素子は、走査線数が異なることから、通常方
式の撮像信号を得るための固体撮像素子とは別個に構成
される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、将来高品位方式が採用されるときには、現行方
式からの切換え時期に入力、伝送、出力の各々のシステ
ムで併用の矛盾が出てくる。

本発明は斯る点に鑑み、１個の固体撮像素子より高品位
方式及び通常方式の撮像信号を得ることができるように
し、例えば上述した切換時にテレビカメラの切換を不要
とできるようにするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、マトリクス状に配された複数の受光素子（１
）と、この複数の受光素子ｆ１．）に夫々対応して２個
の電極が配され電荷を垂直方向に転送する垂直シフトレ
ジスタ（２）と、複数の受光素子（１）によって発注さ
れた電荷を垂直シフトレジスフ（２）に転送制御する転
送ゲー１−　＋３１と、電荷を水平方向に転送する水平
シフトレジスタ（４）とを備えるものである。

そして、垂直シフトレジスタ（２）の各電極ごと（Ｖａ
。

νｎ’　　、　Ｖｂ、　Ｖｂ’　　、　　・・・）に順
次位相を異にするクロック信号φ１〜φ４を供給して、
高品位方式の撮像信号を得ると共に、垂直シフトレジス
タ（２）の２電極ごと（ＶａＶａ’　　、　ＶｂＶｂ’
　　＋　ＶｃＶｃ’　　、　　”　−）に順次位相を異
にするクロック信号φ１〜φ４を供給して通常方式の撮
像信号を得るものである。

（作用〕 垂直シフトレジスタ（２）の２電極ごとに順次位相を異
にするクロック信号φ１〜φ今を供給するときには、垂
直シフトレジスタ（２）の電極ごとに順次位相を異にす
るクロック信号φ１〜φ４を供給するときに比べて１／
２の走査線分の信号が得られる。したがって、受光素子
を高品位方式の撮像信号を得るに必要な個数とするとき
には、上述したように垂直シフトレジスタ（２）へのク
ロック信号φ１〜φづの供給を制御することにより、１
個の固体撮像素子より高品位方式及び通常方式の撮像信
号が得られる。

〔実施例〕

以下、第１図を参照しながら本発明の一実施例について
説明する。本例は水平周波数が３３．７５ｋＨｚの高品
位方式の撮像信号と、１５．７５ｋＨｚのＮＴＳＣ方式
の撮像信号とを得るようにしたものである。

第１図において、（１０）はＣＣＤ固体撮像素子の全体
を示しており、ｆ１＋は各画素に対応してマトリクス状
に配された受光素子（光電変換素子）である。また、（
２）は列状に配置されている垂直シフトレジスタであり
、この垂直シフトレジスタ（２）には各受光素子（１）
に対して夫々２個の電極が形成され、４相方式で駆動さ
れる。例えば、受光素子Ｓａ、　Ｓｂ。

Ｓｃ、　Ｓｄ及びＳｅに対して、夫々電極（Ｖａ、　Ｖ
ａ’）　。

（シｂ、シｂ’）、（νＣ＋　Ｖｃ’）　ｌ　　（Ｖｄ
ｌ　Ｖｄ’）及び（Ｖｅ。

Ｖｅ’）が形成される。また、受光素子（１）及び垂直
シフトレジスタ（２）の間には、受光素子（１）に蓄積
された電荷を垂直シフトレジスタ（２）に転送制御する
転送ゲート（３）が配置される。例えば受光素子Ｓａ、
　Ｓｂ。

Ｓｃ、　Ｓｄ及びＳｅに対して、夫々転送ゲートＧａ、
　Ｇｂ。

Ｇｃ、　Ｇｄ及びＧｅが配置される。尚、この第１図に
おいては、図面の簡単化のため、受光素子（１）を垂直
方向に５個だけ配列したものであるが、実際には例えば
９７０個配される。この場合の配列は、例えばＳａ、　
Ｓｂ、　Ｓｃ＋　Ｓｄ＋　Ｓｅ、　Ｓｂ＋　Ｓｃ、　Ｓ
ｄ、　Ｓａ、　Ｓｂ＋　Ｓｃ。

Ｓｄ、　　・・・のように配される。

また、（４）は水平シフトレジスフであり、垂直シフト
レジスフ（２）と電気的に結合されて配置される。

この水平シフトレジスタ（４）の一端には電荷検出部（
５）が配置され、これから外部に撮像信号が出力される
。

また、（６）はクロック信号発生回路であり、これより
第２図Ａ−Ｄに示すような位相関係のクロック信号φ１
〜φ４が発生される。そして、クロック信号φ１は垂直
シフトレジスタ（２）の電極Ｖａ及びＶｅに供給される
と共に、スイッチ回路（２１）のＡ側の端子及びスイッ
チ回路（２４）のＢ側の端子に供給され、クロック信号
φ２はスイッチ回路（２１）及び（２５）のＢ　（ｌ’
ｌの端子に供給されると共に、スイッチ回路（２２）及
び（２３）のＡ側の端子に供給され、クロック信号φ３
はスイッチ回路（２２）及び（２６）のＢ側の端子に供
給されると共に、スイッチ回路（２４）及びく２５）の
Ａ側の端子に供給され、クロック信号φ４は垂直シフト
レジスタ（２）の電極νｄ′に供給されると共に、スイ
ッチ回路（２３）のＢ側の端子及びスイッチ回路（２６
）のＡ側の端子に供給される。また、スイッチ回路（２
１）の出力は垂直シフトレジスタ（２）の電極Ｖａ’及
びＶｅ’に供給され、スイッチ回路（２２）〜（２６）
の出力は垂直シフトレジスタ（２）の電極νｂ〜νｄに
夫々供給される。

この場合、スイッチ回路（２１）〜（２６）は、高品位
方式の信号を得るときにはＢ側に接続され、一方ＮＴＳ
Ｃ方式の信号を得るときにはＡ側に接続される。

また、クロック信号φ１〜φ→の周波数は、高品位方式
の信号を得るときには３３．７５ｋＨｚとされると共に
、ＮＴＳＣ方式の信号を得るときには１５．７５ｋＨｚ
とされる。また、第３図Ａ−Ｄはクロック信号φ１〜φ
４を示したものである。この場合、クロック信号φ１と
φ３とに１／３０秒ごとに高レベルのゲートパルスＰＧ
が重畳される。

また、クロック信号発生回路（６）からは、水平シフト
レジスタ（４）にクロック信号φＩＩ、φ２＃４が供給
され、この水平シフトレジスタ（４）は、例えば２相方
式で駆動される。

以上の構成において、高品位方式の信号を得るときには
、クロック信号発生回路（６）より３３．７５ｋＨｚの
周波数のクロック信号φ１〜φ噌が発生される。

また、スイッチ回路（２１）〜（２６）はＢ側に接続さ
れるので、クロック信号φ１は垂直シフトレジスタ（２
）の電極Ｖａ、　Ｖｃ及びＶｅに供給され、クロック信
号φ２は垂直シフトレジスタ（２）の電極ｖ８′。

Ｖｃ’及びＶｅ’に供給され、クロック信号φ３は垂直
シフトレジスタ（２）の電極ｖｂ及びＶｄに供給され、
さらにクロック信号φ今は垂直シフトレジスタ（２）の
電極ｖｂ′及びＶｄ’に供給される。そのため、例えば
クロック信号φ１にゲートパルスＰＧが重畳されている
奇数フィールドの最初に、受光素子Ｓａ。

Ｓｃ及びＳｅに蓄積された信号電荷は転送ゲー）Ｇａ。

Ｇｃ及びＧｅを介して垂直シフトレジスタ（２）の電極
Ｖａ。

Ｖｃ及びＶｅに対応する部分に転送される。そして、そ
の後垂直シフトレジスタ（２）によって水平シフトレジ
スタ（４）に１走査線分ずつ転送される。第４図Ａ−Ｆ
は、第２図Ａ−Ｄに示すクロック信号φ１〜φ４の時点
ｔ１〜ｔ６における信号電荷の転送位置を示したもので
あるが、この図からも明らかなように、順次電位の井戸
が移るようになされ、受光素子Ｓａ、　Ｓｃ及びＳｅに
蓄積され、垂直シフトレジスタ（２）の電極Ｖａ、　Ｖ
ｃ及びＶｅに対応する部分に転送された信号電荷（ｅで
図示）が垂直方向に転送される。また、例えばクロック
信号φ３にゲートパルスＰＧが重畳されている偶数フィ
ールドの最初に、受光素子ｓｂ及びＳｄに蓄積された信
号電荷は転送ゲートＧｂ及びＧｄを介して垂直シフトレ
ジスタ（２）の電極ｖｂ及びＶｄに対応する部分に転送
される。そして、上述した奇数フィールドの場合と同様
に、垂直シフトレジスタ（２）によって水平シフトレジ
スタ（４）に１走査線分ずつ転送される。

また、水平シフトレジスタ（４）に１走査線分ずつ転送
された信号電荷は１水平期間（ＩＨ）内に順次電荷検出
部（５）に供給され、この電荷検出部（５）より外部に
水平周波数が３３．７５ｋＨｚの高品位方式の撮像信号
が出力される。

また、ＮＴＳＣ方式の信号を得るときには、クロック信
号発生回路（６）より１５．７５ｋＨｚの周波数のクロ
ッり信号φ工〜φ鴫が発生される。また、スイッチ回路
（２１）〜（２６）はＡ側に接続されるので、クロック
信号φ１は垂直シフトレジスタ（２）の電極Ｖａ。

Ｖａ’　、　Ｖｅ及びＶｅ’に供給され、クロック信号
φ２は垂直シフトレジスタ（２）の電極ｖｂ及びνｂ′
に供給され、クロック信号φ３は垂直シフトレジスタ（
２）の電極Ｖｃ及びＶｃ’に供給され、さらにクロック
信号φ樗は垂直シフトレジスタ（２）の電極Ｖｄ及びＶ
ｄ’に供給される。そのため、例えばクロック信号φ１
にゲートパルスＰＧが重畳されている奇数フィールドの
最初に受光素子Ｓａ及びＳｅに蓄積された信号電荷は転
送ゲー）Ｇａ及びＧｅを介して垂直シフトレジスタ（２
）の電極νａ及びＶｅに対応する部分に転送される。そ
して、その後垂直シフトレジスタ（２）によって水平シ
フトレジスタ（４）に１走査線分ずつ転送される。第５
図Ａ−Ｆは第２図Ａ−Ｄに示すクロックｆｌφ、〜φイ
の時点ｔ１〜１．における信号電荷の転送位置を示した
ものであるが、この図からも明らかなように順次電位の
井戸が移るようになされ、受光素子Ｓ８及びＳｅに蓄積
され、垂直シフトレジスタ（２）の電極Ｖａ及びＶｅに
対応する部分に転送された信号電荷（ｅで図示）が垂直
方向に転送される。この場合、ｌ水平期間における転送
距離は、上述した高品位方式の場合に比べて２倍となる
。また、例えばクロック信号φ３にゲートパルスＰＧが
重畳されている偶数フィールドの最初に受光素子Ｓｃに
蓄積された信号電荷は転送ゲートＧｃを介して垂直シフ
トレジスタ（２）の電極Ｖｃに対応する部分に転送され
る。そして、上述した奇数フィールドの場合と同様に、
垂直シフトレジスタ（２）によって水平シフトレジスタ
（４）に１走査線分ずつ転送される。

また、水平シフトレジスタ（４）に１走査線分ずつ転送
された信号電荷は水平期間内に順次電荷検出部（５）に
供給され、この電荷検出部（５）より外部に水平周波数
が１５．７５に＆のＮＴＳＣ方式の撮像信号が出力され
る。

このように本例によれば、１個のＣＣＤ固体撮像素子（
１０）より高品位方式の撮像信号及びＮＴＳＣ方式の撮
像信号を得ることができる。したがって本例によれば、
例えば現行の通常方式から高品位方式への切換時に、テ
レビカメラの切換を不要とでき、切換の効率化を図るこ
とができる。

尚、上述実施例によれば、通常方式としてＮＴＳＣ方式
のものを示したが、その他のものも同様に構成すること
ができる。また、上述した高品位方式の撮像信号の水平
周波数は一例であって、これに限定されるものでないこ
とは勿論である。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、１個のＣＣＤ固体撮像素子
より高品位方式及び通常方式（ＮＴＳＣ方式。

ＰＡＬ方式等）の撮像信号を得ることができ、例えば通
常方式から高品位方式への切換時にテレビカメラの切換
を不要とでき、切換えの効率化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図〜第５
図はその説明のための図である。 （１１は受光素子、（２）は垂直シフトレジスタ、（３
）は転送ゲート、（４）は水平シフトレジスタ、（６）
はクロック信号発生回路、（１０）はＣＣＤ固体撮像素
子、（２１）〜（２６）はスイッチ回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マトリクス状に配された複数の受光素子と、この複数の
   受光素子に夫々対応して２個の電極が配され電荷を垂直
   方向に転送する垂直シフトレジスタと、上記複数の受光
   素子によって発生された電荷を上記垂直シフトレジスタ
   に転送制御する転送ゲートと、電荷を水平方向に転送す
   る水平シフトレジスタとを備え、 上記垂直シフトレジスタの各電極ごとに順次位相を異に
   するクロック信号を供給して、高品位方式の撮像信号を
   得ると共に、上記垂直シフトレジスタの２電極ごとに順
   次位相を異にする上記クロック信号を供給して通常方式
   の撮像信号を得ることを特徴とする固体撮像素子。