JPH07131713A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プログレッシブスキャンとインターレースス
キャンとの両走査方式に対応可能なＣＣＤ装置を、簡単
な構成で提供する。 【構成】 プログレッシブスキャン時には、感光部１の
全ての電荷を順次垂直レジスタ２及び水平レジスタ３に
て読出す。インターレーススキャン時には、垂直レジス
タ２による垂直方向の２回の転送のうち、インターレー
スに寄与しない不要電荷をドレインゲート５を介してド
レイン領域４へ掃き出し、インターレースに寄与する電
荷のみを水平レジスタ３にて読出す。 【効果】 水平レジスタが１組で済むので簡単となり、
信頼性及び画質が共に向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置に関し、特
にプログレッシブスキャン（順次走査）とインターレー
ススキャン（飛越し走査）との両走査方式に対応可能な
固体撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン信号処理分野でのインター
レーススキャン方式は、所要映像信号帯域幅がプログレ
ッシブスキャン方式に比べて半分になることから、標準
テレビ（ＮＴＳＣ方式）を始め工業用テレビ等にも広く
採用されている。

【０００３】一方、インターレーススキャン方式を用い
た場合、映像信号帯域幅は半減するものの、インターレ
ースフリッカ等の画質劣化が無視できないことが指摘さ
れている（ＮＨＫ技研月報，昭和５９年１２月，Ｐ．５
０７〜５１２）。そのために、高精度な画像が要求され
るワークステーションやコンピュータ端末機器あるいは
ＥＤＴＶ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ
ＴＶ）等の第２世代対応のカメラや受像機には、プログ
レッシブスキャンが採用されつつある。

【０００４】そこで、カメラである固体撮像装置に対し
てもプログレッシブスキャンとインターレーススキャン
との両走査方式に対応可能なものが要求され、種々提案
されている。

【０００５】図４，５は従来のこの種のＣＣＤ撮像装置
の構成を示す図であり、特開平１−２２０９８６号公報
に開示されたものである。図４を参照すると、撮像部１
１，水平駆動部１２，スイッチ回路１３，クロック発生
器１４，加算器１５及びクロック源１６から構成され
る。

【０００６】撮像部１１は、図５に示すように、例えば
垂直５００個×水平４００個のフォトダイオードからな
る感光部１７と、この感光部１７の各垂直ラインに隣接
して配列された例えば５００段からなる垂直転送部１８
と、これらに隣接して設けられた第１、第２のライン転
送部１９，２０と、第１、第２のライン転送部１９，２
０間に介挿されたゲート２１から構成される。なお、端
子２２からは垂直転送部１８を動作させるためのパルス
が入力される。

【０００７】水平駆動部１２はクロック発生器１４から
供給されるクロックに基づき第１、第２のライン転送部
１９，２０の水平駆動を行う。

【０００８】スイッチ回路１３はクロック発生器１４か
ら供給される選択パルスに基づき各種切換えを行う。

【０００９】クロック発生器１４はクロック源１６で発
生するクロックを入力し、ゲート２１を開閉するための
パルス、水平駆動部１２に供給するめたの２８ＭＨｚ及
び１４ＭＨｚのクロック，スイッチ回路１３が切換えを
行うための選択パルスを出力する。

【００１０】加算器１５は第１、第２のライン転送部１
９，２０から出力される信号を重畳する。

【００１１】プログレッシブスキャン方式では、１フレ
ームは１／３０秒で５２５本の順次走査信号で構成され
る。垂直ブランキング期間において、端子２２にフィー
ルドシフトパルスが印加されると、感光部１７で光電変
換され蓄積されたいた電荷が垂直転送部１８へ転送され
る。

【００１２】このときスイッチ１３はＡ側に切換えられ
ている。従って、水平駆動部１２はクロック発生器１４
より供給される１４ＭＨｚのクロックに基づき第１、第
２のライン転送部１９，２０を駆動し、ゲート２１はク
ロック発生器１４からのローレベル（０）パルスにより
閉状態となっており、よって第１のライン転送部１９か
ら第２のライン転送部２０に電荷が供給されない状態と
なっている。その結果、第１のライン転送部１９からの
電荷のみが出力端子２３から出力されることになる。

【００１３】こうして、垂直転送部１８から送出される
電荷は順次第１のライン転送部１９へ送出され、出力端
子２３から映像信号として出力されるのである。

【００１４】次に、インターレーススキャン方式では、
１フレームは第１、第２のフィールドからなり、これ等
両フィールドは夫々に１／６０秒で２５０本の走査信号
からなっているとする。

【００１５】垂直ブランキング期間において、端子２２
にフィールドパルスが印加されると、感光部１７で光電
変換され蓄積されていた電荷が垂直転送部１８へ転送さ
れる。このとき、スイッチ１３はＢ側に切換えられてい
る。従って、水平駆動部１２はクロック発生器１４より
供給される２８ＭＨｚのクロックに基づき第１、第２の
ライン転送部１９，２０を駆動し、ゲート２１はクロッ
ク発生器１４から供給される“Ｈ”パルスにより開状態
すなわち第１のライン転送部１９から第２のライン転送
部２０に信号電荷が供給される状態となり、第１及び第
２のライン転送部１９，２０からの信号電荷が加算器１
５で重畳され第２の出力端子２４から出力される状態と
なる。

【００１６】そして、垂直転送部１８から送出される信
号電荷は順次第１及び第２のライン転送部１９，２０へ
送られ、第１及び第２ライン転送部１９，２０からの信
号電荷が加算器１５で重畳され、出力端子２４から２５
０本の走査線に相当する第１フィールドの映像信号と第
２フィールドの映像信号とが交互に出力される。

【００１７】こうすることにより、インターレーススキ
ャンとプログレッシブスキャンとの両走査方式に対応で
きるように構成されている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】この様な従来技術の構
成では、ライン転送部である水平転送レジスタ１９，２
０を２組設ける必要があるので、構造を複雑化すると共
に、これ等レジスタ内での素子不良等により信号転送不
良が生じる割合が大となり、その結果画質劣化を紹来す
るという欠点がある。

【００１９】そこで、本発明はこの様な従来技術の欠点
を解決すべくなされたものであって、その目的とすると
ころは、水平転送レジスタを１組設けるだけの簡単な構
成でプログレッシブスキャンとインターレーススキャン
との両走査方式に対応可能な固体撮像装置を提供するこ
とにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像装
置は、マトリックス状に配置された光電変換素子群と、
この光電変換素子のライン毎に設けられ前記光電変換素
子からの電荷を垂直転送する垂直転送手段と、この垂直
転送手段の各ラインから転送される電荷を水平方向に転
送する水平転送手段と、これ等水平転送手段の各転送素
子の電荷を吸収する電荷吸収手段とを有し、プログレッ
シブスキャン時には、各水平ブランキング期間毎に前記
垂直転送手段により転送されてきた電荷を１ライン分ず
つ前記水平転送手段へ転送した後所定周波数で水平方向
転送を行い、インターレーススキャン時には、前記垂直
転送手段により転送されてきた電荷を各水平ブランキン
グ期間の前半で前記水平転送手段を介して１ライン分前
記電荷吸収手段により吸収せしめ、各水平ブランキング
期間の後半で１ライン分の前記水平転送手段へ転送した
後前記所定周波数の１／２の周波数で水平方向転送を行
うようにしたことを特徴とする。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。なお、以下では、便宜上、本発明の走査線
数５２５本（有効走査線数４８５本）のＮＴＳＣテレビ
ジョン方式に適合させた場合を例に説明する。

【００２２】図１は本発明の一実施例に係わるＣＣＤ撮
像装置の構成を示すブロック図であり、垂直４８５画素
×水平ｎ画素（ｎは７６８や９４８等の正数）の光電変
換素子からなる感光部１と、この感光部１の各垂直ライ
ンに沿って配置された４８５転送段からなる垂直レジス
タ２と、これら垂直レジスタ２の一端に電気的に接続さ
れた水平レジスタ３と、この水平レジスタ３の垂直レジ
スタ２とは反対側に不要電荷を吸収するために設けられ
たドレイン領域４と、水平レジスタ３からドレイン領域
４への電荷の転送を制御するドレインゲート５と、水平
レジスタ３の一端に接続された電荷検出回路６とにより
構成されている。

【００２３】なお、φV1〜φV4は垂直レジスタ２の駆動
パルス，φH1〜φH2は水平レジスタ３の駆動パルス，φ
D はゲートパルス，ＶD はドレインバイアスを夫々示し
ている。

【００２４】図２はプログレッシブスキャン時の駆動方
法を説明するための図である。同図において、垂直ブラ
ンキング期間内の信号電荷読出しパルス７（図２（Ａ）
参照）によって感光部１から垂直レジスタ２に読出され
た信号電荷（水平レジスタ２に近い方から記号△、○、
□で示す）は、各水平ブランキング期間毎に駆動パルス
φV1〜φV4の１クロック分ずつ垂直レジスタ２内を垂直
方向に転送される。

【００２５】その後、水平レジスタ３に転送された信号
電荷は、後述するインターレーススキャン時の２倍の周
波数で駆動パルスφH により水平方向に転送され、電荷
検出回路６を介して時系列映像信号として外部に出力さ
れる。

【００２６】図３はインターレーススキャン時の駆動方
法を説明するための図である。同図において、１フィー
ルド目の垂直ブランキング期間内の信号電荷読出しパル
ス８（図３（Ａ）参照）によって感光部１から垂直レジ
スタ２に読出された電荷は、各水平ブランキング期間毎
に駆動パルスφV1〜φV4の２クロック分ずつ垂直レジス
タ２内を垂直方向に転送される。

【００２７】水平レジスタ３まで転送されてきた電荷の
うち不要電荷（記号△で示す）は、各水平ブランキング
期間の前半で、ドレインゲート５に印加されるドレイン
ゲートパルスφD がオン状態となることによってドレイ
ン領域５に掃き捨てられる。

【００２８】次いで水平レジスタ３まで転送されてきた
インターレースに寄与する信号電荷（記号○で示す）
は、前述したプログレッシブスキャン時の半分の周波数
で水平方向に転送され、電荷検出回路６を介して時系列
映像信号として外部に出力される。以後、各水平ブラン
キング毎に不要電気の掃き捨てと、信号電荷の出力が繰
り返される。次いで、２フィールド目においては記号
△、□で示される電荷を信号電荷とし、記号○で示す電
荷を不要電荷とすることにより、インターレース動作が
行われる。

【００２９】なお、本発明の実施例では、インターレー
ス転送方式ＣＣＤ撮像装置に適応した場合について説明
したが、フレーム転送方式ＣＣＤならびにフレームイン
ターライン転送方式ＣＣＤにも勿論適応可能である。ま
た、ＣＣＤの走査線数は５２５本に限定されるものでは
なく、ハイビジョンに対応した１１２５本等あらゆる走
査線数のＣＣＤに適応可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、水平
転送レジスタを単に１組用いるだけの簡単な構成で両走
査方式に対応できるものとなるので、ローコストでかつ
信頼性の高い高画質の固体撮像装置が得られるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例のプログレッシブスキャン時の
動作波形図であり、（Ａ）はフレーム期間，（Ｂ）は水
平走査期間の各動作波形図を示す。

【図３】本発明の実施例のインターレーススキャン時の
動作波形図であり、（Ａ）はフレーム期間，（Ｂ）は水
平走査期間の各動作波形図を示す。

【図４】従来の固体撮像装置の一例を示すブロック図で
ある。

【図５】図４の一部詳細を示す図である。

【符号の説明】

１ 感光部 ２ 垂直レジスタ ３ 水平レジスタ ４ ドレイン領域 ５ ドレインゲート ６ 電荷検出回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マトリックス状に配置された光電変換素
   子群と、この光電変換素子のライン毎に設けられ前記光
   電変換素子からの電荷を垂直転送する垂直転送手段と、
   この垂直転送手段の各ラインから転送される電荷を水平
   方向に転送する水平転送手段と、これ等水平転送手段の
   各転送素子の電荷を吸収する電荷吸収手段とを有し、プ
   ログレッシブスキャン時には、各水平ブランキング期間
   毎に前記垂直転送手段により転送されてきた電荷を１ラ
   イン分ずつ前記水平転送手段へ転送した後所定周波数で
   水平方向転送を行い、インターレーススキャン時には、
   前記垂直転送手段により転送されてきた電荷を各水平ブ
   ランキング期間の前半で前記水平転送手段を介して１ラ
   イン分前記電荷吸収手段により吸収せしめ、各水平ブラ
   ンキング期間の後半で１ライン分の前記水平転送手段へ
   転送した後前記所定周波数の１／２の周波数で水平方向
   転送を行うようにしたことを特徴とする固体撮像装置。
2. 【請求項２】 前記電荷吸収手段は、インターレースス
   キャン時にゲートが開となり前記水平転送手段の各転送
   素子と前記電荷吸収手段とを電気的に接続するよう構成
   されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装
   置。