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JPS59211384A - Frame transfer type charge transfer imaging device and imaging device using the same - Google Patents

Frame transfer type charge transfer imaging device and imaging device using the same

Info

Publication number
JPS59211384A
JPS59211384A JP58085083A JP8508383A JPS59211384A JP S59211384 A JPS59211384 A JP S59211384A JP 58085083 A JP58085083 A JP 58085083A JP 8508383 A JP8508383 A JP 8508383A JP S59211384 A JPS59211384 A JP S59211384A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
imaging
frame
cell array
field
imaging device
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP58085083A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Murakoshi
誠 村越
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.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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 Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP58085083A priority Critical patent/JPS59211384A/en
Publication of JPS59211384A publication Critical patent/JPS59211384A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10Integrated devices
    • H10F39/12Image sensors
    • H10F39/15Charge-coupled device [CCD] image sensors
    • H10F39/153Two-dimensional or three-dimensional array CCD image sensors

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To output a video signal suitable for a conventional television signal form in a still photographing by reading alternately a vertical column of a CCD in an odd number field and an even number field. CONSTITUTION:CCD image pickup cells shown in rectangulars 12 are arranged in an array 10 while being shifted by a half pitch at each vertical column in parallel with the vertical scanning direction shown in the arrow V. Further, clocks phi01 and phi02 of an odd number field are applied only to image pickup cells on the odd number column, e.g., on and on+1. Moreover, clocks phie1 and phie2 of the even number field are applied only to image pickup cells of the even number column, e.g., en and en+1.

Description

【発明の詳細な説明】 影襟分ヱ 本発明は電荷転送撮像デバイス、とくにフレーム転送型
電荷結合デバイス(FT−C:CD)を撮像素子として
使用したフレーム転送型電荷転送撮像デバイス、および
これを用いた撮影装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a charge transfer imaging device, particularly a frame transfer charge transfer imaging device using a frame transfer charge coupled device (FT-C:CD) as an imaging element, and a charge transfer imaging device using the same. Regarding the photographic device used.

醍荒孜遣 CODなどの固体撮像デバイスを駆動してテレビジョン
(TV)信壮を形成する際、実用上重要なことは、その
TV信号を表示装置に直接再生するか磁気テープや磁気
ディスクなとの記録媒体に一旦記録するか否かにかかわ
らず、標準のTV信号フォーマットに適合するように装
置を設計することである。周知のようLこ、たとえばN
TSC標準カラーTV方式をはじめPAL 、SECA
MのTV方式でも、2フィールドlフレーム飛越し走査
方式が採用されている。
When driving a solid-state imaging device such as the Daiara Koki COD to form a television (TV) signal, what is practically important is whether the TV signal is directly reproduced on a display device, or whether it is played back on a magnetic tape or magnetic disk. The aim is to design the device to be compatible with standard TV signal formats, whether or not it is recorded once on a recording medium with a standard TV signal format. As is well known, L, for example, N
TSC standard color TV system, PAL, SECA
The M TV system also uses a 2-field 1-frame interlaced scanning system.

ところでFT−CCD撮像デ/ディへは、1フイールド
ごとに垂直帰線期間中に1フイ一ルド分の映像信号を撮
像デバイスの撮像部から蓄積部に転送して水平走査1:
C:D (H−COD)から順次出力し、これを各フィ
ールドごとに繰り返すことによってTV信号を形成して
いる。したがってたとえばNTSC方式に適用した場合
、奇数フィールドで撮影した映像信号を帰線期間で蓄積
部に転送した後、次の偶数フィールドで撮像セルアレイ
のアパーチャを1走査線分ずらせて偶数フィールドの撮
影を行なう。
By the way, in the FT-CCD imaging device, the video signal for one field is transferred from the imaging section of the imaging device to the storage section during the vertical retrace period for each field, and horizontal scanning 1:
A TV signal is formed by sequentially outputting C:D (H-COD) and repeating this for each field. Therefore, for example, when applied to the NTSC system, after the video signal captured in an odd field is transferred to the storage section during the blanking period, the aperture of the imaging cell array is shifted by one scanning line in the next even field to capture the even field. .

両フィールド画情報の間には時間的に1760秒の差が
あるので、動画像の撮影すなわちムービー撮影には適し
ているか、静止画像の撮影すなわちスチル撮影には適し
ていない。
Since there is a time difference of 1760 seconds between the two field image information, it is suitable for shooting moving images, that is, movie shooting, but is not suitable for shooting still images, that is, still shooting.

スチル撮影では、撮像セルアレイに対する1回□の露光
で1画面すなわちlフレームの画情報を蓄積しなければ
ならない。つまり奇数および偶数フィールドの画情報の
間には時間差があるべきでないので、従来のFT−CO
Dからこのような飛越し走査方式に適合したTV信号を
直接、形成することばできない。
In still photography, image information for one screen, that is, one frame, must be accumulated by one exposure of the imaging cell array. In other words, since there should be no time difference between image information of odd and even fields, conventional FT-CO
It is impossible to directly form a TV signal suitable for such an interlaced scanning method from D.

仕−m−m 本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、スチル撮
影において通常のテレビジョン信号形式に適合した映像
信号を出力することのできるフレーム転送型電荷転送撮
像デバイス、およびそれを用いた撮影装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention solves the drawbacks of the prior art and provides a frame transfer type charge transfer imaging device that can output a video signal compatible with a normal television signal format in still photography, and a frame transfer type charge transfer imaging device using the same. The purpose is to provide the photographic device used in this study.

光」Lの」L示 本発明によれば、撮像セルが水平および垂直走査方向に
2次元配列された撮像セルアレイと、2次元配列におけ
る撮像セルの垂直列の一方の端部に沿って配列された水
平転送路とを含み、1フレーム2フイールドの飛越し走
査方式によって映イク′信号を水−P転送路から出力す
るフレーム転送型電荷転送撮像デバイスは、lフレーム
における一力のフィールド期間に供給される第1のクロ
ック信号を受け、撮像セルアレイにおける1木おきの垂
直列の撮像セルに蓄積された画素信号を水平転送路に転
送する第1の組の電極手段と、lフレームにおける他方
のフィールド期間に供給される第2のクロック信号を受
け、撮像セルアレイにおける残りの1本おきの垂直列の
撮像セルに蓄積された画素信号を水平転送路に転送する
第2の組の電極手段とを含み、撮像セルアレイは、第1
の組の電極手段が駆動されると一方のフィールドを形成
し第2の組の電極手段が駆動されると他方のフィールド
を形成するように、撮像セルが垂直列ごとに交互に垂直
方向にずらせて配置されている。
According to the present invention, there is provided an imaging cell array in which imaging cells are two-dimensionally arranged in horizontal and vertical scanning directions, and an imaging cell array in which imaging cells are arranged along one end of a vertical column of imaging cells in the two-dimensional array. A frame transfer type charge transfer imaging device that outputs an image signal from the water-P transfer path using an interlaced scanning method of two fields per frame, is supplied during one field period in one frame. a first set of electrode means for receiving a first clock signal to transfer pixel signals accumulated in every other vertical column of imaging cells in the imaging cell array to a horizontal transfer path; and the other field in the l frame. a second set of electrode means for receiving a second clock signal supplied during the period and transferring pixel signals accumulated in every other remaining vertical column of imaging cells in the imaging cell array to the horizontal transfer path; , the imaging cell array has a first
The imaging cells are alternately vertically offset in vertical columns such that when a set of electrode means is activated they form one field and when a second set of electrode means is activated they form the other field. It is arranged as follows.

このような撮像デバイスを用いた撮影装置は、lフレー
ムにおける一方のフィールド期間に第1ツクロツク信号
を発生し、lフレームにおける他方のフィールド期間に
第2のクロック信号を発生するクロック信号発生回路と
、撮像セルアレイに所望の時間だけ被写体像を露光する
露光手段とを含み、これによって、露光手段で所望の時
間だけ露光された被写体像の静止画像を表示する映像信
号が水平転送路から出力される。
An imaging apparatus using such an imaging device includes a clock signal generation circuit that generates a first clock signal during one field period in an l frame and a second clock signal during the other field period in an l frame; The image pickup cell array includes an exposure means for exposing a subject image for a desired time, whereby a video signal displaying a still image of the subject image exposed for a desired time by the exposure means is output from a horizontal transfer path.

11且ユ1」 次に添伺図面を参照して本発明によるフレーム転送型電
荷転送撮像デバイスおよびそれを用いた撮影装置の実施
例を詳細に説明する。
11 and 1'' Next, embodiments of a frame transfer type charge transfer imaging device according to the present invention and an imaging apparatus using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図において、本発明によるフレーム転送型電荷転送
撮像デバイスの実施例における画素配列を概念的に示す
。このCCDは、通常のものと同様に、半導体基板の主
面において金属酸化膜半導体(MOS)構造の一部をな
す電極が配列され、撮像セルアレイIOを構成している
。同図かられかるように、アレイlOは、矩形12で示
すCCDの撮像セルすなわち画素が、矢印Vで示す垂直
走査方向に平行な東向列(たとえば奇数列on、on+
1 、および偶数列en、en+1で示すように)ごと
に交互に半ピツチ、すなわち172画素分だけずれて配
列されている。なお、図の複刺化を避けるため、半導体
基板や電極の構成は図示されていない。
FIG. 1 conceptually shows a pixel arrangement in an embodiment of a frame transfer type charge transfer imaging device according to the present invention. In this CCD, electrodes forming part of a metal oxide semiconductor (MOS) structure are arranged on the main surface of a semiconductor substrate to form an imaging cell array IO, as in a normal CCD. As can be seen from the figure, the array IO has CCD imaging cells, ie, pixels, indicated by a rectangle 12, arranged in eastward columns (for example, odd columns on, on+) parallel to the vertical scanning direction indicated by an arrow V.
1, and even columns en and en+1), they are alternately arranged with a shift of half a pitch, that is, 172 pixels. Note that the structure of the semiconductor substrate and electrodes are not illustrated in order to avoid multiple illustrations.

各垂直列の下端には、矢印Hで示す水平走査方向に平行
に水平転送COD (H−GCD) 14が配設されて
いる。H7CCD 14は撮像セルアレイ10から映像
信号出力端子38に水平走査線ごとの映像信号を出力す
るための水平転送路を形成している。このCCD全体は
、いわゆるフレーム転送型CCDを構成しているが、従
来のCODのような1フレームの映像信号を一時蓄積す
る蓄積部は設けられていない。
At the bottom end of each vertical column, a horizontal transfer COD (H-GCD) 14 is arranged parallel to the horizontal scanning direction indicated by arrow H. The H7CCD 14 forms a horizontal transfer path for outputting a video signal for each horizontal scanning line from the imaging cell array 10 to the video signal output terminal 38. This CCD as a whole constitutes a so-called frame transfer type CCD, but it is not provided with a storage section for temporarily storing one frame of video signal like a conventional COD.

撮像セルアレイ10において、奇数フィールドおよび偶
数フィールドにそれぞれ対応する垂直転送C0D(V−
C:CD)は、たとえば注入不純物の分布によってポテ
ンシャル勾配をもたせた2相駆動力式のCODでよい。
In the imaging cell array 10, vertical transfer C0D (V-
C:CD) may be, for example, a two-phase driving force type COD that has a potential gradient depending on the distribution of implanted impurities.

奇数フィールドのV−CODには、第2図に示す2相の
クロックφOIおよびφ02が、偶数フィールドのv−
ccoにはやはり2相のクロックφel、φe2がそれ
ぞれクロック端子20.24、およヒ22.26から供
給される。これらのクロックはTV走査の水平走査と同
じ周波数を有する。これに応動して撮像セルアレイlO
が駆動されると、水平走査線ごとの画素信号の転送、す
なわち画素信号の・  読出しが行なわれる。
The two-phase clocks φOI and φ02 shown in FIG.
Two-phase clocks φel and φe2 are also supplied to cco from clock terminals 20.24 and 22.26, respectively. These clocks have the same frequency as the horizontal scan of the TV scan. In response to this, the imaging cell array lO
When driven, pixel signals are transferred for each horizontal scanning line, that is, pixel signals are read out.

たとえばNTSC標準カラーTV方式の場合、2フイー
ルドlフレームの飛越し走査が行なわれる。その奇数フ
ィールドでは第2図(A)に示すように奇数フィールド
のクロックφ01およびφ02のみが互いに逆相で供給
され、その間、偶数フィールドのv−ccoはクロック
φe1およびφe2を固定してポテンシャルウェルを形
成しておく。たとえば第2図(A)のように、φe2が
高レベルであれば、偶数フィールドの画素信号はφe2
のウェルに保持される。同様に、その偶数フィールドで
は同(B)に示すように偶数フィールドのクロックφe
1およ己ノφe2のみかIJいに逆相で供給される。奇
数フィールドのクロックφ01およびφ02は奇数列、
たとえばOnおよびOn+1の撮像セルにのみ供給され
、偶数フィールドのクロックφe1およびφe2は偶数
列、たとえばenおよびen+1の撮像セルにのみ供給
される。したがって、奇数フィールドでは第1図の矢印
30で示すように奇数列の画素信号のみが水平行ごとに
11「1次H−CGD I4に転送され、偶数フィール
ドでは同矢印32で示すように偶数列の画素信号のみが
水”ll−行ごとに順次H−C:CD +4に転送され
る。
For example, in the case of the NTSC standard color TV system, interlaced scanning of two fields and one frame is performed. In the odd field, only the clocks φ01 and φ02 of the odd field are supplied with opposite phases to each other as shown in FIG. Form it. For example, as shown in FIG. 2(A), if φe2 is at a high level, the even field pixel signal is φe2
is held in a well. Similarly, in the even field, as shown in (B), the even field clock φe
Only 1 and φe2 are supplied to IJ in reverse phase. Odd field clocks φ01 and φ02 are odd column clocks,
For example, it is supplied only to On and On+1 imaging cells, and even field clocks φe1 and φe2 are supplied only to even-numbered columns, eg, en and en+1 imaging cells. Therefore, in odd fields, only pixel signals in odd columns are transferred to the 11" primary H-CGD I4 for each horizontal row, as shown by arrows 30 in FIG. pixel signals are sequentially transferred to HC:CD+4 for each row.

水平C0D14に転送された画素信号は、クロンク端子
34および36にそれぞれ供給される互いに逆相で画素
信号周波数に等しい水平転送りロックφ旧およびφH2
に応動してH方向に転送され、l水平走査線の映像信号
として映像出力端子38から出力される。
The pixel signal transferred to the horizontal C0D14 is supplied to the clock terminals 34 and 36, respectively, to the horizontal transfer locks φold and φH2, which are in opposite phases and equal to the pixel signal frequency.
In response to this, the signal is transferred in the H direction and outputted from the video output terminal 38 as a video signal of 1 horizontal scanning line.

本実施例の撮像デバイスはこのように、撮像セルアレイ
10で撮像した1つの画面すなわちフレームから直接2
つのフィールドの映像信号を形成することができる。し
たがってメチル撮影に最も適したカラーカメラを構成す
ることができる。
In this way, the imaging device of this embodiment directly captures two images from one screen, that is, a frame, captured by the imaging cell array 10.
A video signal of two fields can be formed. Therefore, it is possible to construct a color camera most suitable for methyl photography.

第3図に示すように、撮像セルアレイ10を備えたCO
D 50か撮像レンズ52の結像位置に配設され、レン
ズ52とアレイ10との間には必要な露光時間だけアレ
イ10に被写体からの入射光を入射させる光学シャッタ
すなわち露光手段54が配設され、撮影装置を構成して
いる。CCD 50は、クロック端子20.22.24
,2B、34および3111(第1図)が接続線束56
によって駆動回路58に接続されている。駆動回路58
は、lフレームの奇数フィールドでは奇数フィールド転
送りロックφO1およびφ02を発生し1、偶数フィー
ルドでは偶数フィールド転送りし1ンクφe1およびφ
e2を発生してこれらをCCD 50のクロック端子2
0.22.24および26に供給し、また水平転送りロ
ンクφ旧およびφH2も発生してクロック端子34およ
び36に供給するクロック発生口に’liである。そこ
で、カメラのシャッタボタン(図小せず)を操作してシ
ャンク54を駆動し、露出動1′1を行なうことにより
、撮像セルアレイ10に被写体の静止画情報を蓄積し、
スチル撮影を行なうことかできる。
As shown in FIG. 3, a CO equipped with an imaging cell array 10
An optical shutter, that is, an exposure means 54, is disposed at the imaging position of the imaging lens 52, and is disposed between the lens 52 and the array 10 to allow incident light from the subject to enter the array 10 for a necessary exposure time. and constitutes the photographing device. CCD 50 has clock terminals 20.22.24
, 2B, 34 and 3111 (Fig. 1) are the connection wire bundle 56.
It is connected to the drive circuit 58 by. Drive circuit 58
generates odd field transfer locks φO1 and φ02 in odd fields of l frame, and generates locks φe1 and φ1 in even field transfers in even fields.
e2 and send them to the clock terminal 2 of the CCD 50.
0.22, 24 and 26, and horizontal transfer longs φold and φH2 are also generated and supplied to clock terminals 34 and 36; Therefore, by operating the camera shutter button (not shown) to drive the shank 54 and performing exposure movement 1'1, still image information of the subject is accumulated in the imaging cell array 10.
You can also take still photos.

第1図にノJりずような画素配列を構成するためのCC
D電極は、たとえは第4図ないし第6図に示すように配
置される。
CC for constructing a pixel array as shown in Figure 1.
The D electrodes are arranged as shown in FIGS. 4 to 6, for example.

たとえば第4図の例では第7図に示すような形状の電極
導体+00を使用している。電極導体100は、アルミ
ニウムなどの金属または低抵抗の多結晶シリコンなどか
らなり、撮像セル12(第1図)のほぼ半分の大きさの
矩形領域102と接続り−I・104からなる。なお第
4図〜第6図は、電極導体の配置を概念的に示すもので
、図の複雑化を避けるだめに、各電極層相互間の絶縁分
11111層を省略して図示している。しかし実際には
、第4図における第n番目の偶数列enを縦断する一点
鎖線矢印IX−rXから見た部分断面端面を示す第9図
かられかるように、たとえばp型シ1ノコン(p−5i
)基板+20の主面に形成されたエピタキシャル成長層
の上に酸化シリコン(S + 02 )層122が形成
され、その上に電極導体+00が酸化シリコン層と交互
に多層形成されている。なお、H方向の各画素セルの間
にはチャネルストップ領域が形成され、垂直列相互間の
素子分離がなyれている。
For example, in the example shown in FIG. 4, an electrode conductor +00 having a shape as shown in FIG. 7 is used. The electrode conductor 100 is made of a metal such as aluminum or low-resistance polycrystalline silicon, and is connected to a rectangular region 102 approximately half the size of the image pickup cell 12 (FIG. 1). Note that FIGS. 4 to 6 conceptually show the arrangement of electrode conductors, and in order to avoid complication of the drawings, the 11111 layers of insulation between each electrode layer are omitted. However, in reality, as shown in FIG. 9, which shows the partial cross-sectional end face seen from the dashed-dotted line arrow IX-rX that traverses the n-th even-numbered column en in FIG. -5i
) A silicon oxide (S + 02) layer 122 is formed on the epitaxial growth layer formed on the main surface of the substrate +20, and a multilayer electrode conductor +00 is formed thereon alternately with the silicon oxide layer. Note that a channel stop region is formed between each pixel cell in the H direction, and elements are isolated from each other in vertical columns.

電極導体+00は、■方向について互いにわずかの重な
り部分+1(lをもってH方向に長く配列されている。
The electrode conductors +00 are arranged long in the H direction with a slight overlap +1 (l) in the ■ direction.

第91Δかられかるように、矩形領域102、がその上
下の端縁において交互にわずかずつ重なり合うように配
Wyれ、これによってV方向における電極境界部の電位
障壁に段を形成し、2層クロック駆動によってV方向に
電荷を転送できるようにしている。
As shown from No. 91 Δ, the rectangular regions 102 are arranged so that their upper and lower edges overlap slightly alternately, thereby forming a step in the potential barrier at the electrode boundary in the V direction, and forming a two-layer clock. By driving, charges can be transferred in the V direction.

より詳411に説明すると、第4図を参照して、まず偶
数列en、en+1...−などにおいて、矩形領域1
02がV方向に交ILに配置され2枚の隣接する矩形領
域102によって1つの撮像セルすなわち画素12を構
成するように、偶数フィールド転送りロックφe1およ
びφe2に対応する一方の組の電極導体100が配設さ
れている。 この状態では、奇数列on、on+1..
..などについては、 電極導体+02のリード部+0
4が通過しているにすぎず、他の部分には電極導体で覆
われていない空間が形成されているはずである。そこで
次にその上に重ねて、奇数列on 、 on÷1.、、
、などにおいて、矩形領域102がやはりV方向に交1
7iに配置され2枚の隣接する矩形領域102によって
1つの撮像セル12を構成するように、奇数フィールド
転送りロックφo1およびφ02に対応する他方の組の
電極導体100が配設される。このような配置によって
、撮像セル12が奇数列と偶数列とで半ピッチV方向に
ずれた撮像セルアレイ10が構成される。勿論、それら
の電極導体100の相互の間には酸化シリコンなどの分
#層122が介在している。
To explain in more detail 411, with reference to FIG. 4, first even number columns en, en+1 . .. .. - etc., rectangular area 1
One set of electrode conductors 100 corresponding to even field transfer locks φe1 and φe2 are arranged such that two adjacent rectangular regions 102 constitute one imaging cell, that is, a pixel 12. is installed. In this state, odd number columns on, on+1 . ..
.. .. etc., lead part of electrode conductor +02
4 is passing through, and there should be a space not covered with the electrode conductor in other parts. So next, stack it on top of that, odd number columns on, on÷1. ,,
, etc., the rectangular area 102 also intersects 1 in the V direction.
The other set of electrode conductors 100 corresponding to the odd field transfer locks φo1 and φ02 are arranged so that one imaging cell 12 is formed by two adjacent rectangular regions 102 arranged at 7i. With this arrangement, an imaging cell array 10 is configured in which the imaging cells 12 are shifted by a half pitch in the V direction between odd-numbered columns and even-numbered columns. Of course, a layer 122 of silicon oxide or the like is interposed between the electrode conductors 100.

このように形成された各電極導体100に、第2図に示
すような垂直転送りロックφ01.φel。
Each electrode conductor 100 formed in this way is provided with a vertical transfer lock φ01. as shown in FIG. φel.

φ02.およびφe2を与えると、第1図について前述
したような偶数フィールドと奇数フィールドの画素信号
の交互転送、読出しが行なわれる。
φ02. and φe2, the even and odd field pixel signals are alternately transferred and read out as described above with reference to FIG.

第5図に示す電極配列も第4図のものとほとんど同じで
あり、第7図に示す電極導体100の代りに第8図に示
す電極導体130が使用されている点で第4図のものと
異なるにすぎない。つまり第8図に示す電極導体130
は、同じような矩形領域102と接続り−1”104を
有するが、矩形部102の対向する2辺のほぼ中央にリ
ード部104が結合されている点が第7図のものと異な
る。
The electrode arrangement shown in FIG. 5 is also almost the same as that shown in FIG. 4, except that the electrode conductor 130 shown in FIG. 8 is used instead of the electrode conductor 100 shown in FIG. 7. It's just different. In other words, the electrode conductor 130 shown in FIG.
has a similar rectangular area 102 and connection -1'' 104, but differs from the one shown in FIG. 7 in that a lead part 104 is connected to approximately the center of two opposing sides of the rectangular part 102.

第6図に示す配列は、奇数列on、on+1...など
に電極導体+00が、また偶数列en、en+1...
などに電極導体+30が使用され、奇数画素と偶数画素
が3/4または1/4 ピッチずれているものである。
The array shown in FIG. 6 includes odd columns on, on+1 . .. .. etc., the electrode conductor +00 is added to the even columns en, en+1 . .. ..
An electrode conductor of +30 is used for the pixels, and odd-numbered pixels and even-numbered pixels are shifted by 3/4 or 1/4 pitch.

勿論、奇数および偶数の配列はこの逆でもよい。Of course, the arrangement of odd and even numbers may be reversed.

このようなCCD 50を使用してスチル撮影を行なう
場合、まず、重数フィールドのクロフクφ01およびφ
02を力、いに逆極性とし、偶数フィールドのクロック
φelおよびφe2をこれとは逆の位相で互いに逆極性
とすることによって、撮像セルアレイ10の1つおきの
セル12に交互にポテンシャルウェルを形成する。たと
えばφ01を高レベル、φ02を低レベル、φelヲ低
レベル、φe2を高レベルにする。この状j11でシャ
ッタ54を開放し、撮像レンズ52でアレイ10に結像
された画像に応した光キャリアをこれらのポテンシャル
ウェルに発生させ、蓄1青する・ 次に、第2図(A)に示すように、偶数フィールドのク
ロックφe1およびφe2をそのままの状態に固定し、
奇数フィールドのクロックφo1およびφ02を同時に
伺勢し、交互に電圧を印加して奇数フィールドの画素信
号を読み出す。奇数フィールドの画素信号の読出しを完
了すると次に、同(B)に示すように、偶数フィールド
のクロックφe1およびφe2を同時に付勢し交互に電
圧を印加して偶数フィールドの画素信号の読出しを行な
う。その際、奇数フィールドのクロックφ01およびφ
02はいずれかのレベルに固定されている。
When performing still photography using such a CCD 50, first, the multiple field cross-fields φ01 and φ
By setting 02 as a force and having opposite polarity, and setting the even field clocks φel and φe2 to have opposite phases and opposite polarities, potential wells are formed alternately in every other cell 12 of the imaging cell array 10. do. For example, φ01 is set to high level, φ02 is set to low level, φel is set to low level, and φe2 is set to high level. In this state j11, the shutter 54 is opened, and photocarriers corresponding to the image formed on the array 10 by the imaging lens 52 are generated in these potential wells, and 1 blue is stored.Next, as shown in FIG. 2(A) As shown in , even field clocks φe1 and φe2 are fixed as they are,
Odd field clocks φo1 and φ02 are simultaneously activated, voltages are applied alternately, and odd field pixel signals are read out. When the reading of the pixel signals of the odd field is completed, next, as shown in (B), the clocks φe1 and φe2 of the even field are simultaneously activated and voltages are applied alternately to read out the pixel signal of the even field. . At that time, the odd field clocks φ01 and φ
02 is fixed at any level.

ところで本発明の思想はムービー撮影にも適用できる。By the way, the idea of the present invention can also be applied to movie shooting.

たとえば第10図に示すように、第1図について説明し
た撮像セルアレイ10とH−CGD 14との間に画素
信号蓄積部200を設け、この蓄積部200はlフレー
ムまたはlフィール1分の画素信号を一時蓄積できる容
量を有するようにしてもよい。
For example, as shown in FIG. 10, a pixel signal storage section 200 is provided between the imaging cell array 10 and the H-CGD 14 described in connection with FIG. It may also have a capacity that can temporarily store.

第10図の装置において、スチル撮影の場合は、第1図
の実施例と同様の画素信号読出し動作を行なう。つまり
、撮像部10の画素信号はそれから蓄積部200に転送
され、矢印30および32で示すように蓄積部200か
ら奇数フィールドと偶数フィールドとで交カコに1つお
きの垂直列ごとにH−CGD 14に読み出される。こ
のように、撮像セルアレイ10に蓄積された画素信号は
一旦、蓄積部200に転送されるので、第3図54に示
すような光学シャッタはなくてもよい。
In the apparatus shown in FIG. 10, in the case of still photography, the same pixel signal readout operation as in the embodiment shown in FIG. 1 is performed. That is, the pixel signals of the imaging section 10 are then transferred to the storage section 200, and from the storage section 200, as shown by arrows 30 and 32, the H-CGD signals are output from the storage section 200 for every other vertical column alternately between odd and even fields. 14. In this way, the pixel signals accumulated in the imaging cell array 10 are once transferred to the accumulation section 200, so there is no need for an optical shutter as shown in FIG. 354.

ムービー撮影の場合は、TV信号の垂直帰線期間に撮像
部10から一斉に画素信号を蓄積部200に転送し、次
に″&積郡部200らH−CGD I4に転送するとき
に、奇数フィールドでは矢印30で示すように蓄積部2
00の奇数列on、ona1...などを駆動し、偶数
フィールドでは矢印32で示すように蓄積部200の偶
数列en、en+1...などを駆動してTV信号を出
力38から出力するようにしてもよい。
In the case of movie shooting, pixel signals are transferred all at once from the imaging section 10 to the storage section 200 during the vertical retrace period of the TV signal, and then when transferred from the "& pixel signal processing section 200 to the H-CGD I4, the odd field Then, as shown by the arrow 30, the storage section 2
00 odd number columns on, ona1. .. .. etc., and in the even field, as shown by the arrow 32, the even columns en, en+1 . .. .. The TV signal may be outputted from the output 38 by driving the same.

なお第10図の装置において、蓄積部200は1フイ一
ルド分の蓄積容量しか有さなくてもよく、その場合は撮
像部10から蓄積部200への画素信号の転送は、市数
フィールドおよび偶数フィールドで垂直列ごとに交互に
行なわれる。
In the apparatus shown in FIG. 10, the storage unit 200 may have a storage capacity for only one field, and in that case, the transfer of pixel signals from the imaging unit 10 to the storage unit 200 is performed using the city number field and the storage capacity. This is done alternately for each vertical column in even fields.

このように第10図に示す実施例では、スチル撮影とム
ービー撮影とを1つの撮像デバイスで実現することがで
きる。
In this way, in the embodiment shown in FIG. 10, still photography and movie photography can be realized with one imaging device.

仇−一一盟 このように本発明によれば、CCDの垂直列を奇数フィ
ールドと偶数フィールドにおいて交■に読み出すので、
スチル撮影において通常のテレビジョン信号形式に適合
した映像信号を出力することができる。このようなフレ
ーム転送型電荷転送撮像デバイスでは、1フレ一ム分の
撮像セルアレイから2フイールドの映像信号を飛越し走
査形式で直接出力することができるので、これを用いた
撮影装置はスチル撮影に好適である。
As described above, according to the present invention, since the vertical columns of the CCD are read out alternately in odd and even fields,
In still photography, it is possible to output a video signal that is compatible with a normal television signal format. Such a frame transfer type charge transfer imaging device can directly output two fields of video signals in an interlaced scanning format from the imaging cell array for one frame, so an imaging device using this device can be used for still photography. suitable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明によるフレーム転送型電荷転送撮像デバ
イスの実施例における画素配列を概念的に示す平面図、 第2図は第1図に示す撮像セルアレイを駆動するための
奇偶数フィールド各2相の垂直転送りロックを示す波形
図、 第3図は本発明によるフレーム転送型電荷転送撮像デバ
イスを使用したスチルカメラの実施例を概念的に示す概
略斜視図、 第4図ないし第6図は第1図に示す画素配列を構成する
ためのCCD電極の配列例を示す平面図、 第7図および第8図は第4図〜第6図の電極配列に使用
される電極導体の形状例を示す平面図、 WrJ9図は第4図における一点鎖線矢印IX−IXか
ら見た部分断面端面を示す端面図、 第10図は本発明によるフレーム転送型電荷転送撮像デ
バイスの他の実施例を示す平面図である。 :°pi11ノの、弓のコ■ 10、、、撮像セルアレイ +2.、、撮像セル 14、、、水へ11転送CCD 50、 、 、’CCD 54・・・光学シャッタ 58、、、駆動回路 100.130.電極導体 102、、、矩形領域 104、、、接続リード 122、、、絶縁層 φol、φo2..市数フィールド転進数フィールド転
送φe20.偶数フィールド転送りロック第2図 (A)       (B) 第10図 第7図   第81 第9図 10 第3図
FIG. 1 is a plan view conceptually showing a pixel arrangement in an embodiment of a frame transfer type charge transfer imaging device according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing two phases each of odd and even fields for driving the imaging cell array shown in FIG. 1. FIG. 3 is a schematic perspective view conceptually showing an embodiment of a still camera using the frame transfer type charge transfer imaging device according to the present invention, and FIGS. 4 to 6 are waveform diagrams showing vertical transfer lock. A plan view showing an example of the arrangement of CCD electrodes for configuring the pixel arrangement shown in Fig. 1, and Figs. 7 and 8 showing examples of the shape of electrode conductors used in the electrode arrangement of Figs. 4 to 6. 10 is a plan view showing another embodiment of the frame transfer type charge transfer imaging device according to the present invention. It is. :°pi11の、bowk■ 10、、、Imaging cell array +2. ,,Imaging cell 14,,,11 transfer to water CCD 50, ,'CCD 54...Optical shutter 58,,,Drive circuit 100.130. Electrode conductor 102, . . . Rectangular region 104, . . . Connection lead 122, . . . Insulating layer φol, φo2. .. City number field transfer Number field transfer φe20. Even field transfer lock Figure 2 (A) (B) Figure 10 Figure 7 Figure 81 Figure 9 10 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、撮像セルが水平および垂直走査方向に2次元配列さ
れた撮像セルアレイと、 該2次元配列における撮像セルの垂直列の一方の端部に
沿って配列された水平転送路とを含み、 lフレーム2フイールドの飛越し走査方式によって映像
信号を該水平転送路から出力するフレーム転送型電荷転
送撮像デバイスにおいて、該撮像デバイスは、 ■フレームにおける一方のフィールド期間に供給される
第1のクロック信号を受け、前記撮像セルアレイにおけ
る1本おきの垂直列の撮像セルに蓄積された画素信号を
前記水平転送路に転送する第1の組の電極手段と、 1フレームにおける他方のフィールド期間に供給される
第2のクロック信号を受け、該撮像セルアレイにおりる
残りの1本おきの垂直列の撮像セルに蓄積された画素信
号を該水平転送路に転送する第2の組の電極手段とを含
み: 該撮像セルアレイは、第1の組の電極手段が駆動される
と前記一方のフィールドを形成し第2の徂の電極手段が
駆動されると前記他方のフィールドを形成するように、
該撮像セルが垂直列ことに交n−に垂直方向にずらせて
配置されていることを!II徴とするフレーム転送型電
荷転送撮像デバイ7 。 2.1フレームにおける一方のフィールド期間に第1の
クロック信−)を発生し、■フレームにおける他方のフ
ィールド期間に第2のクロック信号を発生するクロンク
信号発生回路と、 撮像セルが水平および垂直走査方向に2次元配列された
撮像セルアレイ、ならびに該2次元配列における撮像セ
ルの垂直列の一方の端部に沿って配列された水平転送路
を塙するフレーム転送型電荷転送撮像デバイスと、 該撮像セルアレイに所望の時間だけ被写体像を露光する
露光手段とを含み、 lフレーム2フイールドの飛越し走査方式によって映像
信号を前記水平転送路から出力するフレーム転送型電荷
転送撮像デバイスを用いた撮影装置において、該撮像デ
バイスは、 第1のクロック信号を受け、前記撮像セルアレイにおけ
る1本おきの垂直列の撮像セルに蓄積された画素信号を
前記水平転送路に転送する第1の組の電極手段と、 第2のクロック信号を受け、該撮像セルアレイにおける
残りの1本おきの垂直列の撮像セルに蓄積された画素信
号を該水平転送路に転送する第2の組の電極手段とを含
み、 該撮像セルアレイは、第1の組の電極手段が駆動される
と前記一方のフィールドを形成し第2の組の電極手段が
駆動されると前記他方のフィールドを形成するように、
該撮像セルが垂直列ごとに交互に垂直方向にずらせて配
置され、 これによって、前記露光手段によって所望の時間だけ露
光された被写体像の静止画像を表示する映像信号が前記
水・+i転送路から出力されることを特徴とするフレー
ム転送型電荷転送撮像デバイスを用いた撮影装置。
[Claims] 1. An imaging cell array in which imaging cells are two-dimensionally arranged in horizontal and vertical scanning directions, and a horizontal transfer path arranged along one end of a vertical column of imaging cells in the two-dimensional array. In a frame transfer type charge transfer imaging device that outputs a video signal from the horizontal transfer path by an interlaced scanning method of 1 frame and 2 fields, the imaging device includes: a first set of electrode means for receiving one clock signal and transferring pixel signals accumulated in every other vertical column of imaging cells in the imaging cell array to the horizontal transfer path; and the other field period in one frame. a second set of electrode means for receiving a second clock signal supplied to the imaging cell array and transferring pixel signals accumulated in every other vertical column of imaging cells in the imaging cell array to the horizontal transfer path; and the imaging cell array is configured to form said one field when a first set of electrode means is actuated and to form said other field when a second set of electrode means is actuated;
Note that the imaging cells are arranged vertically in vertical columns and in an intersecting n- direction. A frame transfer type charge transfer imaging device 7 having characteristics II. 2. A clock signal generation circuit that generates a first clock signal during one field period in one frame and a second clock signal during the other field period in the frame; an imaging cell array arranged two-dimensionally in a direction, and a frame transfer type charge transfer imaging device that covers a horizontal transfer path arranged along one end of a vertical column of imaging cells in the two-dimensional arrangement; and the imaging cell array. and an exposure means for exposing a subject image for a desired period of time, and outputs a video signal from the horizontal transfer path using a one-frame, two-field interlaced scanning method. The imaging device includes a first set of electrode means for receiving a first clock signal and transferring pixel signals accumulated in every other vertical column of imaging cells in the imaging cell array to the horizontal transfer path; a second set of electrode means for receiving a second clock signal and transferring pixel signals accumulated in every other remaining vertical column of imaging cells in the imaging cell array to the horizontal transfer path; is configured to form said one field when a first set of electrode means is actuated and to form said other field when a second set of electrode means is actuated;
The imaging cells are arranged in vertical columns and alternately shifted in the vertical direction, whereby a video signal displaying a still image of the subject image exposed by the exposure means for a desired time is transmitted from the water/+i transfer path. A photographing device using a frame transfer type charge transfer imaging device characterized by outputting an image.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6053381A (en) * 1983-09-01 1985-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid-state image pickup device
US4878121A (en) * 1987-07-09 1989-10-31 Texas Instruments Incorporated Image sensor array for still camera imaging with multiplexer for separating interlaced fields
JPH01169042U (en) * 1988-05-19 1989-11-29

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