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JPH0416949B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0416949B2
JPH0416949B2 JP57181809A JP18180982A JPH0416949B2 JP H0416949 B2 JPH0416949 B2 JP H0416949B2 JP 57181809 A JP57181809 A JP 57181809A JP 18180982 A JP18180982 A JP 18180982A JP H0416949 B2 JPH0416949 B2 JP H0416949B2
Authority
JP
Japan
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column
imaging
information
section
storage section
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57181809A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5969965A (ja
Inventor
Toshio Kato
Takao Kinoshita
Akihiko Tojo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP57181809A priority Critical patent/JPS5969965A/ja
Priority to DE19833337484 priority patent/DE3337484A1/de
Publication of JPS5969965A publication Critical patent/JPS5969965A/ja
Priority to US06/842,742 priority patent/US4635122A/en
Publication of JPH0416949B2 publication Critical patent/JPH0416949B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/72—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using frame transfer [FT]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/713—Transfer or readout registers; Split readout registers or multiple readout registers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は静止画撮影に適した撮像装置に関す
る。
（従来技術） 一般に固体撮像素子を用いて標準テレビジヨン
方式に適したスチル画面を得る為には所謂インタ
ーレースした２フイールド分のビデオ信号を得な
ければならない。
然し、フレーム・トランスフアー型等のCCD
（Charge Coupled Device）に於てはこの様な読
み出しは従来不可能とされていた。即ち、第１図
は従来のフレーム・トランスフアー型CCDの構
成を示すもので１は撮像部、２は蓄積部、３は水
平転送レジスタ、４は出力アンプ、５は信号出力
端である。
又、PSはセルであつて複数のセルが行及び列
状に配列される事によつて夫々撮像部１、蓄積部
２を構成している。各セルPSは図中縦方向に電
荷転送機能を有し、又、水平転送レジスタ３に於
ては水平方向の転送機能を有する。
尚、φ1〜φ3は夫々撮像部、蓄積部、水平転送
部の転送クロツクである。
又、撮像部以外即ち斜線の部分は遮光されてい
る。この様に構成された従来のCCDでは、撮像
部に入射した像情報は各セルによつて標本化され
て、電荷情報として蓄積される。
その後、クロツクφ1〜φ3を供給する事によつ
て撮像部の電荷情報を蓄積部にそつくり高速で転
送し、適当な時間をかけて、読み出す。
即ち、蓄積部の情報を１行ずつレジスタ３に転
送した後この行情報をクロツクφ3によつて１水
平走査期間ずつ読み出す事により標準テレビジヨ
ン信号に対応した走査線信号が順次得られる訳で
あるが、標準テレビジヨン方式では２：１のイン
ターレースを行なつている為、１フイールド目と
２フイールド目とでモニタ画面上の異なる位置を
再生の為に走査する事になる。従つて撮像の段階
で互いにインターレースした２フイールドのビデ
オ信号を得ないと、再生時に画面ブレを起こした
り、解像度が低下するなどの問題が発生する。
然し、第１図示の様な構成の従来のフレーム・
トランスフアー型CCDでは１旦撮像した画面の
内の奇数フイールドと偶数フイールドとを別々に
読み出す事は不可能とされている。
（目的） 本発明はこの様な従来技術の問題に鑑み為され
たもので撮像部の信号を蓄積する為の蓄積部に新
規な構造を採用することによつて高解像度の互い
にインターレースした信号をフイールド毎に得ら
れる撮像装置を提供する事を目的としている。
（実施例） その為の本発明の撮像素子の構成を実施例に基
づき詳細に説明する。
第２図は本発明の実施例の構成を説明する為の
図で第１図と同じ符番のものは同じ要素を示す。
尚蓄積部２の水平方向のセル数は撮像部１の水平
方向のセル数の２倍となつている。又、本実施例
では蓄積部２の垂直方向のセル数は撮像部１の垂
直方向のセル数の半分となつているが、一般的に
は蓄積部の水平方向のセル数は撮像部の２倍以
上、垂直方向は1/2以上あれば良いものである。
又、蓄積部の各セルはやはり行及び列方向にマ
トリクス状に配置されており、各列は列方向に電
荷転送機能を有する。又、φ20は蓄積部２の内の
図中右側からみて偶数列（Ｅ列）の電荷を列方向
に転送する為のクロツク、φ21は蓄積部２の内の
図中右側からみて奇数列（Ｏ列）の電荷を列方向
に転送する為のクロツクである。
又、６は本発明に係る切換手段としてのゲート
であつて蓄積部の水平方向のセル数と同数のセル
数を有し、各セルには電極（不図示）が夫々設け
られておりこの各電極にローレベルの電圧を印加
した時に所定の高さのポテンシヤル障壁が形成さ
れる様構成されている。
又、ゲート６の各セルは蓄積部２の水平方向の
各セルに対応している。
即ち、ゲート６のセルＸは蓄積部のＥ列に対応
しており、セルＹはＯ列に対応している。従つて
セルＹのポテンシヤルが高く、セルＸのポテンシ
ヤルが低くなると、撮像部の電荷はＥ列に転送可
能となり、Ｏ列には転送されない。
この様にしてゲート６の各セルＸ，Ｙの電極に
夫々ゲート制御信号SG１，SG２を供給する事に
より、撮像部の電荷の蓄積部への転送は選択的に
制御される。
第３図は本発明の撮像素子を用いた撮像、記
録、再生システムの構成図であつて撮像トリガー
スイツチ８の作動によつて起動される信号源７
は、モード切換スイツチ９のスチルＳ又はムービ
ーＭの各モードに応じて第４図又は第５図の如き
タイミングの信号を形成する。
又、撮像素子の出力端５を介して得られたビデ
オ信号はプロセス回路１０に於てサンプルホール
ド、γ補正、アパーチヤー補正等の信号処理を受
けた後変調等を行なう記録回路１１及び記録ヘツ
ド１２を介して記録媒体１３に記録される。又プ
ロセス回路１０の出力をそのままテレビジヨンモ
ニタ１６に於てモニタする事もできる。
又、１４は再生ヘツドで、該ヘツドによりピツ
クアツプされた信号は再生回路で適宜の復調を施
した後やはりモニタ１６に於てモニタする事がで
きる。
第４図は第３図示構成に於ける信号源７の出力
タイミングの一例を示す図である。図中クロツク
φ1，φ20，φ21，φ3、ゲート信号SG１，SG２のパ
ルスはハイレベルの時に撮像素子内のポテンシヤ
ルレベルを低くし、ローレベルの時ポテンシヤル
レベルを高くする様構成されている。撮像トリガ
ースイツチを作動させると、先ず高速のクロツク
φ2、φ20，φ21，φ3を供給すると共にゲート制御信
号SG１，SG２を共に開く事によつて不要な電荷
が排出される。〔期間（４−１）〕 次いで所定の蓄積時間TINTが経過すると〔期間
（４−２）〕、クロツクφ1により撮像部１の電荷を
１行ずつ第２図中下方にシフトする。
又、このシフトされる各行の情報のうち奇数行
の情報に対してはゲートＸを開き偶数行の情報に
対してはゲートＹを開く様に信号SG１，SG２を
夫々供給し、而もクロツクφ20，φ21を夫々図の様
に夫々奇数行、偶数行のシフトに合わせて交互に
供給する事により撮像部の奇数行の情報は蓄積部
のＥ列に、偶数行の情報はＯ列に振り分けて蓄積
する。〔期間（４−３）〕撮像部の１フレーム分の
情報をこの様にして振り分けて蓄積部に移した状
態は第２図に示されており、第２図中ダツシユ記
号のついたものは撮像部の各セルの情報と夫々対
応している。
次いで期間（４−４）に於て上記の過程を経て
蓄積部２に蓄積された情報のうち、Ｅ列に蓄積さ
れた情報の読み出しをクロツクφ20及びφ3により
行なう。
又、その後で期間（４−５）に於て蓄積部のＯ
列に蓄積された情報をクロツクφ21及びφ3により
順次読み出す。
又、第５図はスイツチ９をムービー撮像モード
Ｍ側に切換えた場合の信号源の出力パルスのタイ
ミング図で期間（５−１）の間に第４図のタイミ
ングと同様に、撮像部の奇数行の情報を蓄積部の
Ｅ列に、偶数行の情報をＯ列に振り分けて蓄積さ
せ、期間（５−２）に於てＥ列の情報とＯ列の情
報とを同時に一行分ずつシフトする事によつて両
方の列の電荷信号をレジスタ３の各セルに於て加
算し、次いでレジスタ３をクロツクφ3によつて
駆動する事によりこの加算された情報を読み出
す。
この様なシーケンスを繰り返す事により撮像部
の奇数行の情報と偶数行の情報を２行ずつ加算し
て１行として読み出す。この場合期間（５−２）
に於て加算される行の組み合わせは第２図に於け
るＡ１〜Ａ４とＢ１〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４とＤ１〜
Ｄ４、Ｅ１〜Ｅ４とＦ１〜Ｆ４、Ｇ１〜Ｇ４とＨ
１〜Ｈ４の組み合わせである。
その後期間（５−３）に於て再び撮像部の情報
を蓄積部に転送する事によつて、期間（５−１）
から（５−３）迄の間に撮像部に形成された電荷
信号は蓄積部内に期間（５−１）と同様の方法で
振り分けられて蓄積される。
その後期間（５−４）に於てこの蓄積された情
報を加算しつつ読み出す訳であるが、この時、ク
ロツクφ20とφ21とを１パルス分ずらす事によつて
加算されるべき情報の組み合わせが変化する様に
している。
即ち、第５図ではクロツクφ20をφ21より先行し
て１パルス出力するので撮像部のＡ１〜Ａ４はそ
のまま加算されずに読み出され、Ｂ１〜Ｂ４とＣ
１〜Ｃ４、Ｄ１〜Ｄ４とＥ１〜Ｅ４、Ｆ１〜Ｆ４
とＧ１〜Ｇ４夫々が加算されて１行として読み出
され、最後にＨ１〜Ｈ４が１行として読み出され
る訳である。
従つて期間（５−２）に於て読み出される信号
と（５−４）に於て読み出される信号とは互いに
インターレースした関係となる。
而も２行分加算しているから素子の感度も向上
する。
第６図は本発明の撮像素子の第２の実施例を示
す図で、本実施例は、第２図実施例と比較して撮
像部１と蓄積部２の間の切換手段としてのゲート
６を省略したものである。尚、第２図と同じ符番
のものは同じ要素を示す。
第７図はこの第２の実施例の要部の模式図であ
つて本実施例は単相駆動の例でCSはチヤネル・
ストツパー、PS１は撮像部１にクロツクφ1を供
給する為のポリ・シリコン電極で、半導体基板内
の互いにポテンシヤル・レベルの異なるＡ領域と
Ｂ領域の表面を覆つている。
又、PS２０とPS２１は蓄積部内の互いにポテ
ンシヤル・レベルの異なるA′領域とB′領域の表
面を覆つており、夫々のクロツクφ20，φ21をＥ
列、Ｏ列に印加する為のものである。
又、撮像部のＣ領域及びＤ領域及び蓄積部の
C′領域D′領域は夫々イオン注入等により半導体基
板内に形成されたポテンシヤル・レベルが一定の
仮想電極（Virtual Electrode）領域であつて、
この様な仮想電極構造は、例えば特開昭55−
11394号公報に見られる様なもので良い。
又、各領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、A′、B′、C′、
D′のポテンシヤルレベルＰ(A)、Ｐ(B)、Ｐ(C)、Ｐ
(D)、Ｐ（A′）、Ｐ（B′）、Ｐ（C′）、Ｐ（D′）に
は例え
ば次の様な関係がある。
即ち、 Ｐ(A)＝Ｐ（A′）、Ｐ(B)＝Ｐ（B′）、Ｐ(C)＝Ｐ（C
′）、
Ｐ(D)＝Ｐ（D′）又、電極PS１，PS２０，PS２１
にローレベルの信号が加わつている時 Ｐ(A)＞Ｐ(B)＞Ｐ(C)＞Ｐ(D) Ｐ（A′）＞Ｐ（B′）＞Ｐ（C′）＞Ｐ（D′） 一方電極PS１，PS２０，PS２１にハイレベル
の信号が加わつている時 Ｐ(C)＞Ｐ(D)＞Ｐ(A)＞Ｐ(B) Ｐ（C′）＞Ｐ（D′）＞Ｐ（A′）＞Ｐ（B′） となる様設定されている。
第８図はこの様なポテンシヤル・レベルの状態
を模式的に表わした図で実線は各電極にローレベ
ルの信号を印加した時、破線はハイレベルの信号
を印加した時の状態である。仮想電極領域Ｃ、
Ｄ、C′、D′は常に一定のポテンシヤルに維持され
ている。
従つて例えばクロツクφ1を一旦ハイレベルに
した後ローレベルに落とすとこの立下りに於て領
域Ｂに主に蓄積されていた電荷は図の様にＤ領域
に転送される。即ち、各電極へのクロツクの立下
りに於てＢ→Ｄ又はB′→D′の転送が行なわれる。
又、Ｄ又はD′にある電荷は各電極をハイレベ
ルにする事によりＢ領域又はB′領域に転送され
る。即ちクロツクの立上りに於てＤ→Ｂ又は
D′→B′への転送が行なわれる。
この様に構成されているのでクロツクφ1に同
期してクロツクφ20とφ21を交互に供給すれば撮像
部の各行の情報は蓄積部のＯ列とＥ列に交互に振
り分けられる。
（効果） 以上説明した如く、本発明によれば簡単な構成
で互いにインターレースした映像信号をフイール
ド期間毎に得ることができ、動きのある被写体に
対しても画面のブレがなく、高品質の画像を得る
ことができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のフレーム・トランスフアー型撮
像素子の構成図、第２図は本発明のフレーム・ト
ランスフアー型撮像素子の構成模式図、第３図は
本発明の撮像素子を用いた撮像、記録、再生回路
システムの概略図、第４図は第３図示回路を用い
た静止画撮像時のタイミング図、第５図は第３図
示回路を用いた動画撮影時のタイミング図、第６
図は本発明の撮像素子の第２の実施例を示す図、
第７図は第６図示撮像素子の要部構造図、第８図
は第７図示構造に於けるポテンシヤル状態を示す
図である。 １……撮像部、２……蓄積部、３……水平シフ
トレジスタ、４……アンプ、６……ゲート。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 複数の電荷転送レジスタ列を有する撮像部、
    該撮像部の各列の奇数番目、偶数番目の信号をそ
    れぞれ第１、第２の列に振り分けて蓄積する為
    の、前記電荷転送レジスタ列数の２倍以上の数の
    電荷転送レジスタ列を有する蓄積部、前記蓄積部
    の電荷転送レジスタ列に蓄積された第１列と第２
    列の信号をフイールド期間毎に順次選択的に読出
    すことにより互いにインターレースした映像信号
    をフイールド期間毎に形成される制御手段、を有
    する撮像装置。
JP57181809A 1982-10-15 1982-10-15 フレ−ム・トランスフア−型撮像素子 Granted JPS5969965A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57181809A JPS5969965A (ja) 1982-10-15 1982-10-15 フレ−ム・トランスフア−型撮像素子
DE19833337484 DE3337484A1 (de) 1982-10-15 1983-10-14 Bildaufnahmeanordnung
US06/842,742 US4635122A (en) 1982-10-15 1986-03-17 Image pickup device of the frame transfer type and image pickup arrangement using the same

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JPS5969965A JPS5969965A (ja) 1984-04-20
JPH0416949B2 true JPH0416949B2 (ja) 1992-03-25

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US (1) US4635122A (ja)
JP (1) JPS5969965A (ja)
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