JPS598481A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JPS598481A JPS598481A JP57116603A JP11660382A JPS598481A JP S598481 A JPS598481 A JP S598481A JP 57116603 A JP57116603 A JP 57116603A JP 11660382 A JP11660382 A JP 11660382A JP S598481 A JPS598481 A JP S598481A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電荷転送素子を用いた撮像装置に関する。
従来フレーム転送型のCCD (Charge Cot
+rlledDe vic e ) では撮像部の縦
方向のセル数ViNTSC方式の場合、走査線本数52
5本の約半分の245セルからなり、またそれぞれの各
セルは感光と転送の機能をもたせている関係上、一度に
蓄積できる絵素数は245、すなわち1フイ一ルド分で
あり、この1フイ一ルド分の信号電荷を読み出したあと
各セルの有効な感光領域を移動して撮像し、この1フイ
一ルド分を次に読み出すという、インターレース動作を
させて、1フレ一ム分の画像を得ていた。
+rlledDe vic e ) では撮像部の縦
方向のセル数ViNTSC方式の場合、走査線本数52
5本の約半分の245セルからなり、またそれぞれの各
セルは感光と転送の機能をもたせている関係上、一度に
蓄積できる絵素数は245、すなわち1フイ一ルド分で
あり、この1フイ一ルド分の信号電荷を読み出したあと
各セルの有効な感光領域を移動して撮像し、この1フイ
一ルド分を次に読み出すという、インターレース動作を
させて、1フレ一ム分の画像を得ていた。
この様な方式はNT、SCのテレビジョン力式と極めて
マツチしたものであるが、CODの撮像部においてポリ
シリコン電極で覆われた部分は感度が低い為に第1フイ
ールドと第2フイールドで感度がかわり、インターレー
ス効果が得られにくい。
マツチしたものであるが、CODの撮像部においてポリ
シリコン電極で覆われた部分は感度が低い為に第1フイ
ールドと第2フイールドで感度がかわり、インターレー
ス効果が得られにくい。
一方、近年になってビデオ・スチル・カメラあるいはビ
デオ・フォトグラフィーと呼ばれる従来の銀塩フィルム
の代わりにCOD等撮像素子を用いて撮像し、それを磁
気記録しようという研究、開発が行なわれる様になった
。この様な、システムに従来のフレーム転送型のエリア
・七ンヤを使用した場合には、高画質を得るだめKIフ
レーム記録しようとすると時間的に少しずつずれた、テ
レビ信号レートで考えると1/6゜秒ずれた2つのフィ
ールドから構成されることになり動きのある被写体を撮
像した場合には、見苦しい画像しか得られず、この様な
現象をさけて1フイールド記録にすると、垂直方向の解
像度が約半分に落ちてしまうという欠点を有していた。
デオ・フォトグラフィーと呼ばれる従来の銀塩フィルム
の代わりにCOD等撮像素子を用いて撮像し、それを磁
気記録しようという研究、開発が行なわれる様になった
。この様な、システムに従来のフレーム転送型のエリア
・七ンヤを使用した場合には、高画質を得るだめKIフ
レーム記録しようとすると時間的に少しずつずれた、テ
レビ信号レートで考えると1/6゜秒ずれた2つのフィ
ールドから構成されることになり動きのある被写体を撮
像した場合には、見苦しい画像しか得られず、この様な
現象をさけて1フイールド記録にすると、垂直方向の解
像度が約半分に落ちてしまうという欠点を有していた。
本発明は上述の如き従来技術の欠点に鑑み、畠品質の映
像信号を得ることができる撮像装置の提供を目的として
いる。
像信号を得ることができる撮像装置の提供を目的として
いる。
以丁、本発明を図面を用いて実施例と共に説明する。第
1図は、本発明の第1の実施例のフレーム転送型CCD
の構成を示す図である。図中のi i、tフレーノ・転
送型CODの撮像部である。
1図は、本発明の第1の実施例のフレーム転送型CCD
の構成を示す図である。図中のi i、tフレーノ・転
送型CODの撮像部である。
この撮像部は、例えば、NTSC方式の場合、垂直方向
のセル数は、走査線本数とほぼ等しい数、490程度に
設定される。すなわち従来のフレーム転送型CCDの約
倍のセル数をイj1〜でいる。水平方向のセル数は、通
當、390あるいは570,780程度と、カラーザブ
キャリア周波数に対応した数が採用される。
のセル数は、走査線本数とほぼ等しい数、490程度に
設定される。すなわち従来のフレーム転送型CCDの約
倍のセル数をイj1〜でいる。水平方向のセル数は、通
當、390あるいは570,780程度と、カラーザブ
キャリア周波数に対応した数が採用される。
第1図では、その内のそれぞれ9素子および4素子だけ
を示している。又、l:/j中2汀、この撮像部に、受
光、転送をさせるだめの電fTEを加えるだめの電極で
ある。3Vi蓄積部であり垂直方向のセル数は撮像部の
1/2程度よりなり、また水平方向のセル数は撮像部と
等しくなっている。したがってこの蓄積部は従来のフレ
ーム転送型CCDと略同等の数より構成されている。
を示している。又、l:/j中2汀、この撮像部に、受
光、転送をさせるだめの電fTEを加えるだめの電極で
ある。3Vi蓄積部であり垂直方向のセル数は撮像部の
1/2程度よりなり、また水平方向のセル数は撮像部と
等しくなっている。したがってこの蓄積部は従来のフレ
ーム転送型CCDと略同等の数より構成されている。
4は電荷を転送するだめの電圧が印加される電極である
。5は水平転送レジスタであり、撮像部、蓄積部の水平
方向のセル数と略等しいセル数よりなる一列の電荷転送
部として構成されている。6はこの水平転送レジスタ5
の電荷全転送するだめの電圧を印加する電極である。7
は水平転送レジスタ5より転送された電荷を電圧出力に
変換するアンプである。
。5は水平転送レジスタであり、撮像部、蓄積部の水平
方向のセル数と略等しいセル数よりなる一列の電荷転送
部として構成されている。6はこの水平転送レジスタ5
の電荷全転送するだめの電圧を印加する電極である。7
は水平転送レジスタ5より転送された電荷を電圧出力に
変換するアンプである。
相駆動、3相駆動、4相駆動等いくつかの方法があり、
本発明のCCDの構成では、そのいずれをも採用し得る
ものであるが、単相駆動方法としては例えば特開昭55
−11394号公報に記載されている様な方法であれば
良い。
本発明のCCDの構成では、そのいずれをも採用し得る
ものであるが、単相駆動方法としては例えば特開昭55
−11394号公報に記載されている様な方法であれば
良い。
第2図は本発明に係る撮像装置の平面模式図で図中20
は水平方向のセル間の電荷もれを防止するだめのチャネ
ル・ストップ、斜線部21け撮像部のポリ・シリコン電
極を示し、この電極はシリコン中のポテンシャル状態の
異なる第1の領域(1)と第2の領域(II)とから成
っている。
は水平方向のセル間の電荷もれを防止するだめのチャネ
ル・ストップ、斜線部21け撮像部のポリ・シリコン電
極を示し、この電極はシリコン中のポテンシャル状態の
異なる第1の領域(1)と第2の領域(II)とから成
っている。
22けシリコン中に形成されている仮想電極であり、シ
リコン中にポテンシャル状態の異なる第3011)およ
び第4の領域側を形成している。
リコン中にポテンシャル状態の異なる第3011)およ
び第4の領域側を形成している。
この第1−第4領域から垂直方向の1セルが構成されて
いる。
いる。
24.25はそれぞれ撮像部の21.22と同様に構成
されている。只、24.25の蓄積電荷量は、21.2
2に比べて約2倍となる(型構成されている。
されている。只、24.25の蓄積電荷量は、21.2
2に比べて約2倍となる(型構成されている。
第3図は、第2図に示した構成の(:、 CDの内部の
ポテンシャル状態を示しだ図である4、30け、第2図
中21に相当する撮像部のポリシリコン電極であり、撮
像部のポリシリコン電極は全て共通に接続きれ、電荷転
送のだめの電圧が印加される様になっている。このポリ
シリコン電極30の下は第2図で説明したごとくml、
第2のポテンシャル領域に分かれており、第1の領域(
Dは第2の領域(II)よりポテンシャル状態が高くな
っている。
ポテンシャル状態を示しだ図である4、30け、第2図
中21に相当する撮像部のポリシリコン電極であり、撮
像部のポリシリコン電極は全て共通に接続きれ、電荷転
送のだめの電圧が印加される様になっている。このポリ
シリコン電極30の下は第2図で説明したごとくml、
第2のポテンシャル領域に分かれており、第1の領域(
Dは第2の領域(II)よりポテンシャル状態が高くな
っている。
図における点線はポリシリコン電極30が負電位の高い
状態を示し、実線は、ポリシリコン電極30の電位がわ
ずかに負または正の状態のポテンシャルをそれぞれ示す
。
状態を示し、実線は、ポリシリコン電極30の電位がわ
ずかに負または正の状態のポテンシャルをそれぞれ示す
。
第2図の仮想電極部22のポテンシャルは、第3図に示
すごとく第3の領域(イ)の方が第4の領域(支)より
わずかにポテンシャルが高くなっている。またこの部分
のポテンシャルVi電極30にかける電圧には依存せず
、2席に一定に保たれている。したがってポリシリコン
電極に一定の電圧を印加すれば電荷が蓄積され、パルス
状の電圧を印加する事によって電荷は順次転送されてい
く。
すごとく第3の領域(イ)の方が第4の領域(支)より
わずかにポテンシャルが高くなっている。またこの部分
のポテンシャルVi電極30にかける電圧には依存せず
、2席に一定に保たれている。したがってポリシリコン
電極に一定の電圧を印加すれば電荷が蓄積され、パルス
状の電圧を印加する事によって電荷は順次転送されてい
く。
第3図中32は蓄積部のポリシリコン電極を示している
。この蓄積部の内部ポテンシャルは撮像部と略同様に形
成されている。
。この蓄積部の内部ポテンシャルは撮像部と略同様に形
成されている。
尚、蓄積部の第1〜第4領域を撮像部のポテンシャルの
第1〜第4領域に対応してI′、■′、m′、バ′と示
す。
第1〜第4領域に対応してI′、■′、m′、バ′と示
す。
第3図中33は水平転送レジスタを示し、チャネル・ス
トップで片側がとじられている。
トップで片側がとじられている。
第3図中34はチャネル・ストップ部のポテンシャル状
態を示している。
態を示している。
次に第1〜第3図に基づき電荷の動きについて説明する
。
。
撮像部で蓄積された電荷は、ポリシリコン電極30にパ
ルス電圧を印加することによシ転送され第2図中25の
第4のボテンシャル領域に入る。
ルス電圧を印加することによシ転送され第2図中25の
第4のボテンシャル領域に入る。
このときポリシリコン電極30にわずかに負または正の
電位が印加されると、第3図の実線で示すポテンシャル
状態となり、第4の領域の電荷は第1の領域を通じて第
2の領域に入る。
電位が印加されると、第3図の実線で示すポテンシャル
状態となり、第4の領域の電荷は第1の領域を通じて第
2の領域に入る。
次いで、この電極30に負の高い電位を印加すると、第
2の領域(II)にあった電荷は領域III’を通じて
領域■′に転送される。このとき蓄積部のポリシリコン
電極32に、わずかに負または、正の電位が印加される
と、この■′領領域りI’、It’領域のポテンシャル
が下がり■′領領域あった電荷はu′領領域転送される
ことになる。蓄積部のポリシリコン電極32にパルス状
電圧を繰り返し印加すると以上の動作が順次くりかえさ
れ蓄積部に転送された電荷は水平転送レジスタまで転送
される。次いで水平転送レジスタに於いて本同様の動作
で′電荷は外部に読み出される。水平転送レジスタの構
造は第8図に123で示す転送レジスタとほぼ同様の構
成であるが、水平方向にしか転送されないように、垂直
方向はチャンネルストップで閉じられている。
2の領域(II)にあった電荷は領域III’を通じて
領域■′に転送される。このとき蓄積部のポリシリコン
電極32に、わずかに負または、正の電位が印加される
と、この■′領領域りI’、It’領域のポテンシャル
が下がり■′領領域あった電荷はu′領領域転送される
ことになる。蓄積部のポリシリコン電極32にパルス状
電圧を繰り返し印加すると以上の動作が順次くりかえさ
れ蓄積部に転送された電荷は水平転送レジスタまで転送
される。次いで水平転送レジスタに於いて本同様の動作
で′電荷は外部に読み出される。水平転送レジスタの構
造は第8図に123で示す転送レジスタとほぼ同様の構
成であるが、水平方向にしか転送されないように、垂直
方向はチャンネルストップで閉じられている。
次いで、実際のカメラとして動作させるときの動作につ
いて、第4図1ml 、 +blを用いて説明する。第
4図+a+は、静止画を得る為のビデオ・スチル・カメ
ラとして動作させるときの動作状態図、第4図+blは
、従来の連続画(動画)を撮る為のビデオ・カメラとし
て動作させるときの状態図をそれぞれ示す。
いて、第4図1ml 、 +blを用いて説明する。第
4図+a+は、静止画を得る為のビデオ・スチル・カメ
ラとして動作させるときの動作状態図、第4図+blは
、従来の連続画(動画)を撮る為のビデオ・カメラとし
て動作させるときの状態図をそれぞれ示す。
第4図tIIlの(a−1)の状態は露光動作直前に暗
電流等により蓄積されていた不要電荷をアンチプルーミ
ング・ドレインを通じて、または、高速でC’CDを動
作させてクリアするオール・−クリアの状態を示してい
る。次いで不図示のシャッタが開酋、露光状態即ち撮像
部1の蓄積状態(a−2)の状態に移る。
電流等により蓄積されていた不要電荷をアンチプルーミ
ング・ドレインを通じて、または、高速でC’CDを動
作させてクリアするオール・−クリアの状態を示してい
る。次いで不図示のシャッタが開酋、露光状態即ち撮像
部1の蓄積状態(a−2)の状態に移る。
シャッタが閉じた後、(a−3)の状態にうつり蓄積電
荷は例えば、第1図中(i、t)。
荷は例えば、第1図中(i、t)。
(1,2)’、(1,3)、(1,4)に蓄積された信
号電荷は蓄積部3の(4,1)l (4゜2] 、(4
,3)、(4,4)へ、(2,1)。
号電荷は蓄積部3の(4,1)l (4゜2] 、(4
,3)、(4,4)へ、(2,1)。
(2,2)+(2,3)、(2,4)に蓄積された信号
電荷は(1,1)、(1,2)、(1゜3)、(1,4
)へ他の絵素に蓄積された信号電荷も同様に垂直方向に
−セル分シフトされる。
電荷は(1,1)、(1,2)、(1゜3)、(1,4
)へ他の絵素に蓄積された信号電荷も同様に垂直方向に
−セル分シフトされる。
これを順次くりかえし、水平シフトレジスタ5より(1
,t)、(1,2)、(1,3)、(1,4);(2,
1)+(2,2)、(2,3)・・・・・+(8,3)
、(8,4);(9,i)。
,t)、(1,2)、(1,3)、(1,4);(2,
1)+(2,2)、(2,3)・・・・・+(8,3)
、(8,4);(9,i)。
(9,2)、(9,3)、(9,4)の順で信号電荷は
時系列信号として出力することができる。この場合(1
,1)から(4,4)までの信号電荷が(1,1,]か
ら[:4.4)へ移動するまでは読み出し周波数とは異
なる周波数で転送することも可能である。
時系列信号として出力することができる。この場合(1
,1)から(4,4)までの信号電荷が(1,1,]か
ら[:4.4)へ移動するまでは読み出し周波数とは異
なる周波数で転送することも可能である。
以上のような動作により、同一の蓄積時点での1フレ一
ム分の静止画像信号を得ることができる。次いで、この
素子を通常の連続撮影(動画)用のビデオ・カメラとし
て動作させるときの動作について説明する。第4図fb
lのCb−1)の状態は神)の(a −1)の動作に相
当するオール・クリア状態を示す。しかしこの動作は必
要不可欠のものではない。
ム分の静止画像信号を得ることができる。次いで、この
素子を通常の連続撮影(動画)用のビデオ・カメラとし
て動作させるときの動作について説明する。第4図fb
lのCb−1)の状態は神)の(a −1)の動作に相
当するオール・クリア状態を示す。しかしこの動作は必
要不可欠のものではない。
何故なら、動画の場合lI′i最初の1フイ一ルド分の
信号がノイズとなっても、全体から見ればほんの一部に
過ぎないからである。又、この部分は記録信号として用
いない様に記録装置側で構成することもできるからであ
る。
信号がノイズとなっても、全体から見ればほんの一部に
過ぎないからである。又、この部分は記録信号として用
いない様に記録装置側で構成することもできるからであ
る。
又、この場合はシーヤツタは必要なく、蓄積と読み出し
を交互にくり返す動作となる。(b−2)、(b−2)
’・・・は蓄積状態をそれぞれ示し、ダラシ記号は第2
フイールド目を示している。すなわち(b−2)で蓄積
された電荷(b−3)で読み出され、(b−2)’で蓄
積された電荷は(b−3)’でそれぞれ読み出されるわ
けである。
を交互にくり返す動作となる。(b−2)、(b−2)
’・・・は蓄積状態をそれぞれ示し、ダラシ記号は第2
フイールド目を示している。すなわち(b−2)で蓄積
された電荷(b−3)で読み出され、(b−2)’で蓄
積された電荷は(b−3)’でそれぞれ読み出されるわ
けである。
(b−4)の状態は、撮像部に蓄積された電荷が蓄積部
へ転送される状態を示すO この本発明によるフレーム転送型CCDは撮像部の垂直
方向のセル数が490おり、蓄積部のセル数が245な
ので通常のフレーム転送型CCDとはこの撮像部から蓄
積■;へ移すときの動作およびインターレース方法が、
異なっている。この動作について第1図を用いて脱明す
る。
へ転送される状態を示すO この本発明によるフレーム転送型CCDは撮像部の垂直
方向のセル数が490おり、蓄積部のセル数が245な
ので通常のフレーム転送型CCDとはこの撮像部から蓄
積■;へ移すときの動作およびインターレース方法が、
異なっている。この動作について第1図を用いて脱明す
る。
先ず最初のフィールドでは、(]、、l)、(1−2)
、i、3)、(1,4)に蓄積された電荷が蓄積部3の
(4,1) 、C4,2)、(4゜3)、(4,4)へ
転送される。次いで(2゜1)、(2,2)、(2,3
)、(2,4)の電荷が同様にして〔4,1)、[’4
.21.C4,3] 、(4,4]へ転送される。この
とき蓄積部へはパルス電圧は印加せず、前のものがその
まま残っている様にすれば、このセルにおいて撮像部の
2列が加算されることになる。次いで蓄積部を一行、転
送してから前述したのと同様、撮像部の2行分を転送す
る。この様にして最初のフィールドを読み出したあと、
次のフィールドを読み出す際には、加算するセルを一行
ずらし、(2,1)と(a、 1)、(4,1)と(5
,1)がそれぞれ加算される様に動作させれば、前のフ
ィールドとインターレースされた信号を得ることができ
るわけである。
、i、3)、(1,4)に蓄積された電荷が蓄積部3の
(4,1) 、C4,2)、(4゜3)、(4,4)へ
転送される。次いで(2゜1)、(2,2)、(2,3
)、(2,4)の電荷が同様にして〔4,1)、[’4
.21.C4,3] 、(4,4]へ転送される。この
とき蓄積部へはパルス電圧は印加せず、前のものがその
まま残っている様にすれば、このセルにおいて撮像部の
2列が加算されることになる。次いで蓄積部を一行、転
送してから前述したのと同様、撮像部の2行分を転送す
る。この様にして最初のフィールドを読み出したあと、
次のフィールドを読み出す際には、加算するセルを一行
ずらし、(2,1)と(a、 1)、(4,1)と(5
,1)がそれぞれ加算される様に動作させれば、前のフ
ィールドとインターレースされた信号を得ることができ
るわけである。
第5図に第1の実施例のCCDの駆動回路図の一例を示
し、@6図+a+に静止画撮影時の第5図の各部のタイ
ミング図、第6図1b+に動画撮影時の@5図の各部の
タイミング図を示す。第6図1b+ 、 fblのクロ
ツクパにス11L、113.$14Viレベルが高い時
は電極にわずかに正又は負の電位が印加され、レベルが
低い時には負の電位が印加されているものとする。
し、@6図+a+に静止画撮影時の第5図の各部のタイ
ミング図、第6図1b+に動画撮影時の@5図の各部の
タイミング図を示す。第6図1b+ 、 fblのクロ
ツクパにス11L、113.$14Viレベルが高い時
は電極にわずかに正又は負の電位が印加され、レベルが
低い時には負の電位が印加されているものとする。
第5図に於いて51はスタートスイッチ、52はワンシ
ョットマルチバイブレータ、53は所定周波数のクロッ
クパルスを発生するクロック発振器、54#−iカウン
タ、55はカウンタのカウント値に応じてパルスIt
i 、$13,014を発生するROMで第6図1b+
、 fblに示すパルス信号を発生する様プログラム
されている。56けスチル、ムービーの切り換えスイッ
チ、57けセットリセットフリップフロップ、58はシ
ャッタドライバ、59〜61はCCD駆動ドライバ、6
2はシャッタ、63はレンズである。
ョットマルチバイブレータ、53は所定周波数のクロッ
クパルスを発生するクロック発振器、54#−iカウン
タ、55はカウンタのカウント値に応じてパルスIt
i 、$13,014を発生するROMで第6図1b+
、 fblに示すパルス信号を発生する様プログラム
されている。56けスチル、ムービーの切り換えスイッ
チ、57けセットリセットフリップフロップ、58はシ
ャッタドライバ、59〜61はCCD駆動ドライバ、6
2はシャッタ、63はレンズである。
スタートスイッチ51が押されると、バイブレータ52
は1発のパルスを発生し、カウンタ54の内容をクリア
する。そしてクロック発振器53からのクロックパルス
に従ってカウンタ53はカウントアツプ動作を行う。カ
ウンタ53のカウント値はROM55に入力され、RO
M55はスイッチ56によって選択されたモードに応じ
た信号をシャッタドライバ58、CODドライバ59〜
61に出力する。ROM 55はスイッチ56が端子S
に接続されている時は第6図(3)のタイムチャートに
従った信号を出力する0 又、スイッチ56が端子Mに接続されている時は第6図
1b+のタイムチャートに従った信号を出力する。即ち
、ROM55は静止画撮影用のテーブルと動画撮影用の
2つのテーブルを有している。
は1発のパルスを発生し、カウンタ54の内容をクリア
する。そしてクロック発振器53からのクロックパルス
に従ってカウンタ53はカウントアツプ動作を行う。カ
ウンタ53のカウント値はROM55に入力され、RO
M55はスイッチ56によって選択されたモードに応じ
た信号をシャッタドライバ58、CODドライバ59〜
61に出力する。ROM 55はスイッチ56が端子S
に接続されている時は第6図(3)のタイムチャートに
従った信号を出力する0 又、スイッチ56が端子Mに接続されている時は第6図
1b+のタイムチャートに従った信号を出力する。即ち
、ROM55は静止画撮影用のテーブルと動画撮影用の
2つのテーブルを有している。
静止画撮影の時は一度信号電荷が全て読み出されれば終
了するのでROM55から終了信号STPが出力され、
クリップフロップ57をセツトしてカウンタ54を非動
作状即きする。
了するのでROM55から終了信号STPが出力され、
クリップフロップ57をセツトしてカウンタ54を非動
作状即きする。
動画撮影の場合は第6図1blに示す様に同じ読み出し
動作が繰り返されるので終了信号STPけ出力されない
。
動作が繰り返されるので終了信号STPけ出力されない
。
尚、図中VSはビデオ出力信号を示す。
第6図1blを用いて静止画撮影時のCCDの駆動を説
明する。尚、簡単の為にCCDの撮像部は第1図に示す
如く垂直9セル、水XF−4セルとする。まずa−1の
区間で撮像部及び蓄積部内に蓄積されている電荷を排出
する。
明する。尚、簡単の為にCCDの撮像部は第1図に示す
如く垂直9セル、水XF−4セルとする。まずa−1の
区間で撮像部及び蓄積部内に蓄積されている電荷を排出
する。
撮像部1の電極にはクロックパルス011が9個印加さ
れ、撮像部の電荷はすべて蓄積部3に転送される。又ク
ロックパルス01が9個出力されている間に蓄積部3の
電極にはクロックパルス戸13が4個印加され、蓄積部
3内の暗室流分が水平転送レジスタ5に転送される。つ
づいて蓄積部3の電[4にはクロックパルス013が4
発印加されて、蓄積部3内に転送されていた撮像部1の
電荷が水平転送レジスタ5に順次転送される。そして水
平転送レジスタ5の電極にけ、クロックパルス灼3が一
発発生ずる毎に4発のクロックパルス014が出方され
て、水平転送レジスタ5に移った電荷がアンプ7を介し
て排出される。尚、本実施例では、CCDのクリア動作
は各セルについて1回だけ行っているが、多量の電荷が
残っている場合には数回の動作が必要となる。そしてa
−2状態に移り、/ヤッタ開の信号SDがROM55か
ら出力されるとシャンク62が開き、撮像部1に被写体
像が露光される。
れ、撮像部の電荷はすべて蓄積部3に転送される。又ク
ロックパルス01が9個出力されている間に蓄積部3の
電極にはクロックパルス戸13が4個印加され、蓄積部
3内の暗室流分が水平転送レジスタ5に転送される。つ
づいて蓄積部3の電[4にはクロックパルス013が4
発印加されて、蓄積部3内に転送されていた撮像部1の
電荷が水平転送レジスタ5に順次転送される。そして水
平転送レジスタ5の電極にけ、クロックパルス灼3が一
発発生ずる毎に4発のクロックパルス014が出方され
て、水平転送レジスタ5に移った電荷がアンプ7を介し
て排出される。尚、本実施例では、CCDのクリア動作
は各セルについて1回だけ行っているが、多量の電荷が
残っている場合には数回の動作が必要となる。そしてa
−2状態に移り、/ヤッタ開の信号SDがROM55か
ら出力されるとシャンク62が開き、撮像部1に被写体
像が露光される。
ンヤツタ62は所定の時間開いた後閉じ、この間に被写
体像の明るさに応じた電荷が撮像部1の各セルに蓄えら
れる。
体像の明るさに応じた電荷が撮像部1の各セルに蓄えら
れる。
シャッタが閉じた後、クロックパルス011゜013が
同時に4発出力され、第1図中(1,1)〜(1,4)
が(1,1)〜(1,4)に、(2,1)〜(2,4)
が(2,1,)〜(2,11’に、・・・、(4,1)
〜(4,4)が(’4.1)〜(4,4)に、(5,1
)〜(5,4)が(1,1)〜(1,4)に、・・・(
9,1)〜(9゜4)が(5,1)〜(5,4)に夫々
転送される。
同時に4発出力され、第1図中(1,1)〜(1,4)
が(1,1)〜(1,4)に、(2,1)〜(2,4)
が(2,1,)〜(2,11’に、・・・、(4,1)
〜(4,4)が(’4.1)〜(4,4)に、(5,1
)〜(5,4)が(1,1)〜(1,4)に、・・・(
9,1)〜(9゜4)が(5,1)〜(5,4)に夫々
転送される。
その後、時刻tl+からクロックパルス014が4発出
力され、水平転送レジスタ5内の不要電荷が出力される
。そして時刻賜で011 、013が出力され、露光時
(1,1)〜(1,4)に貯えられた電荷が水平転送レ
ジスタ5に移され、時刻t13から出力されるクロック
パルス014でビデオ出力信号vSとして出力される。
力され、水平転送レジスタ5内の不要電荷が出力される
。そして時刻賜で011 、013が出力され、露光時
(1,1)〜(1,4)に貯えられた電荷が水平転送レ
ジスタ5に移され、時刻t13から出力されるクロック
パルス014でビデオ出力信号vSとして出力される。
として出力される。そして時刻t+vで終了信号STP
がROM55から出力されてCCDの駆動動作が終了す
る。
がROM55から出力されてCCDの駆動動作が終了す
る。
次に第6図1blを用いて、動画撮影時の動作を説明す
る。
る。
まずスタートスイッチ51が押され、カウンタ54がク
リアされる。
リアされる。
そして(b−1)期間でり11が9個出力されて撮像部
1内の電荷はすべて蓄積部3に転送される。クロック0
13がクロック9611の−っおきに出力されて蓄積部
3内の電荷が水平転送レジスタ5に転送される。そして
(b−2)期間でクロツクダエイが発生し、すべての不
要f!電荷が除去される。又、b−2区間では撮像部1
に露光動作が実行されている。つづいてb−4期間で撮
像部1に蓄積された信号電荷が蓄積部3に転送される。
1内の電荷はすべて蓄積部3に転送される。クロック0
13がクロック9611の−っおきに出力されて蓄積部
3内の電荷が水平転送レジスタ5に転送される。そして
(b−2)期間でクロツクダエイが発生し、すべての不
要f!電荷が除去される。又、b−2区間では撮像部1
に露光動作が実行されている。つづいてb−4期間で撮
像部1に蓄積された信号電荷が蓄積部3に転送される。
そして時点t21で撮像部1の駆動クロックパルス月1
と蓄積部3の駆動クロックパルス戸13が同時に出力さ
れ、次にクロックパルス013が出力されるまでにクロ
ックパルス戸11がもう1個出力されるので、第1図の
(1,1)〜(1,4)の電荷と(2,1)〜(2,4
)の電荷が加算されて(4,1)〜〔4,4〕に蓄積さ
れる。以下同様にして(:3.1)〜(3゜4)と(4
,1)〜(4,4)、・・・(7,1)〜(7,4)と
(s、i)〜(8,4)が〔4゜1〕〜〔4、’ 4
)で加算蓄積される。そしてb−4期間内でクロックパ
ルスタ13が5発出力されるので(1,1)〜(1,4
)と(2,1)〜(2,4)の加算電荷は水平転送シフ
トレジスタ5に、そして他の加算電荷は夫々蓄積部3の
(1,1)〜(1,4)、 (2,1)〜〔2゜4)、
(3,1)〜(3,4)に蓄積される。
と蓄積部3の駆動クロックパルス戸13が同時に出力さ
れ、次にクロックパルス013が出力されるまでにクロ
ックパルス戸11がもう1個出力されるので、第1図の
(1,1)〜(1,4)の電荷と(2,1)〜(2,4
)の電荷が加算されて(4,1)〜〔4,4〕に蓄積さ
れる。以下同様にして(:3.1)〜(3゜4)と(4
,1)〜(4,4)、・・・(7,1)〜(7,4)と
(s、i)〜(8,4)が〔4゜1〕〜〔4、’ 4
)で加算蓄積される。そしてb−4期間内でクロックパ
ルスタ13が5発出力されるので(1,1)〜(1,4
)と(2,1)〜(2,4)の加算電荷は水平転送シフ
トレジスタ5に、そして他の加算電荷は夫々蓄積部3の
(1,1)〜(1,4)、 (2,1)〜〔2゜4)、
(3,1)〜(3,4)に蓄積される。
そして(4,1)〜(4,4)には(9,1)〜(9,
4)の加算されていない電荷が蓄積される。そして第1
フイールドの読出期間b−2′に移行する。読出期間b
−2′は前述した様に第2フイールドの蓄積期間に相当
し、この期間に撮像部1では蓄積動作が実行される。そ
して蓄積部3ではまずクロック9614が水平転送レジ
スタの電極に印加されて、水平転送レジスタ7内に蓄積
された(1.1)〜(1,4)と(2゜1)〜(2,4
)の加算電荷が読み出される。
4)の加算されていない電荷が蓄積される。そして第1
フイールドの読出期間b−2′に移行する。読出期間b
−2′は前述した様に第2フイールドの蓄積期間に相当
し、この期間に撮像部1では蓄積動作が実行される。そ
して蓄積部3ではまずクロック9614が水平転送レジ
スタの電極に印加されて、水平転送レジスタ7内に蓄積
された(1.1)〜(1,4)と(2゜1)〜(2,4
)の加算電荷が読み出される。
つづいて(3,1)〜(3,4)と(4,1)〜(4,
4)の加算電荷が読み出される。そして最後に(9,1
)〜(9,4)の電荷が読み出される。ただしこの信号
は記録或はモニター用の1ビデオ出力信号としては用い
ない。
4)の加算電荷が読み出される。そして最後に(9,1
)〜(9,4)の電荷が読み出される。ただしこの信号
は記録或はモニター用の1ビデオ出力信号としては用い
ない。
続いて第2のb−4期間に移行し、第2フイールドの電
荷が蓄積部3に転送される。この時−1最初のb−4期
間とけ異なる動作を行う。即ち、まずパルスダ13が時
刻11<で出力されて、(1,1)〜(1,4)の電荷
が(4,1)〜〔4゜4〕に転送される。つづいて時点
t7.撮像部の電荷が一行づつ転送される。つづいて時
点Lyeでクロックパルス011 、013が同時に出
方され、〔4,1〕〜(4,4)に(2,1,)〜(2
,4)と(3,1)〜(3,4)の加算電荷が蓄積され
る。以下同様に動作して、水平転送レジスタに(1,1
)〜(1,4)の電荷、(]、、1)〜(1,4)に(
2,t)〜(2,4)と(3,1)〜(3,4)の加算
電荷、(4,]、:]〜(4,4)に(8,1)〜(8
,4)と(9゜1)〜(9,4)の加算電荷が蓄積され
る。そしてb−2期間で蓄積部3に蓄積された第2フイ
ールドの電荷が読み出される。この時最初の4発のフロ
ックパルスフ14で読み出されるのは(1,1)〜(1
,4)の加算されていない電荷なのでこれらは記録或は
モニターで再生する為のビデオ信号としては用いない。
荷が蓄積部3に転送される。この時−1最初のb−4期
間とけ異なる動作を行う。即ち、まずパルスダ13が時
刻11<で出力されて、(1,1)〜(1,4)の電荷
が(4,1)〜〔4゜4〕に転送される。つづいて時点
t7.撮像部の電荷が一行づつ転送される。つづいて時
点Lyeでクロックパルス011 、013が同時に出
方され、〔4,1〕〜(4,4)に(2,1,)〜(2
,4)と(3,1)〜(3,4)の加算電荷が蓄積され
る。以下同様に動作して、水平転送レジスタに(1,1
)〜(1,4)の電荷、(]、、1)〜(1,4)に(
2,t)〜(2,4)と(3,1)〜(3,4)の加算
電荷、(4,]、:]〜(4,4)に(8,1)〜(8
,4)と(9゜1)〜(9,4)の加算電荷が蓄積され
る。そしてb−2期間で蓄積部3に蓄積された第2フイ
ールドの電荷が読み出される。この時最初の4発のフロ
ックパルスフ14で読み出されるのは(1,1)〜(1
,4)の加算されていない電荷なのでこれらは記録或は
モニターで再生する為のビデオ信号としては用いない。
以上の如くして、(b−2)−→(b−4)→(b−2
’)→(b−4)の動作を繰り返す。
’)→(b−4)の動作を繰り返す。
このように動画撮影の場合、撮像部に印加するpj壓1
クロック信号の周波数を蓄積部に印加する第2クロツク
信号の周波数の2倍としているので、撮像部の2つの光
電変換セルの情報電荷が蓄積部の1つのセルに貯えられ
る。又、この第1クロツク信号の周波数を第2クロツク
信号の周波数の3倍とすれば撮像部の3つのセルの情報
電荷が蓄積部の1つのセルに貯えられる。
クロック信号の周波数を蓄積部に印加する第2クロツク
信号の周波数の2倍としているので、撮像部の2つの光
電変換セルの情報電荷が蓄積部の1つのセルに貯えられ
る。又、この第1クロツク信号の周波数を第2クロツク
信号の周波数の3倍とすれば撮像部の3つのセルの情報
電荷が蓄積部の1つのセルに貯えられる。
このように加算電荷を得ることが可能となるので映像信
号の品質が向上する。又、第1ノイールドと第271−
ルドで加算画素の組み合わせを変えているのでテレビジ
ョンのインターレース動作に合わせることが可能となり
、後段の信号処理回路が簡略化される。
号の品質が向上する。又、第1ノイールドと第271−
ルドで加算画素の組み合わせを変えているのでテレビジ
ョンのインターレース動作に合わせることが可能となり
、後段の信号処理回路が簡略化される。
第7図は、本発明の第2の実施例のフレーム転送型CC
Dの構成を示す図である。
Dの構成を示す図である。
第7図の101は、フレーム転送型CCDの撮像部であ
る。この撮像部は、例え1j′、N TS C方式の場
合、垂1f1方向の一ヒル救け、lト清忙孕本数とほぼ
等しい数、490程度に設定される。すなわち、従来の
フレーム転送型CCDの約倍のセル数を有している。撮
像部101の水平方向のセル数は、通常1,39oある
いは570程度と、カラーザブ・キャリア周波数に対応
した数が採用される。
る。この撮像部は、例え1j′、N TS C方式の場
合、垂1f1方向の一ヒル救け、lト清忙孕本数とほぼ
等しい数、490程度に設定される。すなわち、従来の
フレーム転送型CCDの約倍のセル数を有している。撮
像部101の水平方向のセル数は、通常1,39oある
いは570程度と、カラーザブ・キャリア周波数に対応
した数が採用される。
第7図の201では、口直方向にその内の9素子、水平
方向に4素子だけを配列j〜た例を示している。第7図
、102は、この撮像部に、受光、転送をさせるための
電圧を加えるための電極である。
方向に4素子だけを配列j〜た例を示している。第7図
、102は、この撮像部に、受光、転送をさせるための
電圧を加えるための電極である。
第7図、103は、蓄積部であり、垂直方向のセル数は
、撮像部の約1/2のセル数、水平方向にけ撮像部10
1と等しいセル数が配列されており、したがってこの蓄
積部は、従来のフレーム転送型CCDの蓄積部と同等の
数より構成されている。
、撮像部の約1/2のセル数、水平方向にけ撮像部10
1と等しいセル数が配列されており、したがってこの蓄
積部は、従来のフレーム転送型CCDの蓄積部と同等の
数より構成されている。
第7図、104は、撮像部と同様、電荷を転送するだめ
の電圧を印加する電極である。
の電圧を印加する電極である。
第7図、105け、水平転送レジスタであり、撮像部、
蓄積部の水平方向セル数とほぼ等しいモル数上りなる一
列の電荷転送部より構成されている。
蓄積部の水平方向セル数とほぼ等しいモル数上りなる一
列の電荷転送部より構成されている。
第7図、106は、この水平転送レジスタ105の電荷
を転送するための電圧を印加する電極である。
を転送するための電圧を印加する電極である。
第7図、107は、水平転送レジスタ105より転送さ
れた電荷を電圧出力に変換するアンプである。
れた電荷を電圧出力に変換するアンプである。
以上までは撮像部の垂直方向セル数が、従来のフレーム
転送型エリア・センサの2倍になっていることをのぞい
て、構成上大きなちがいはない。従来例と大きく異なる
ところは、撮像部101と蓄積部103の中間に、水平
転送レジスタ105とほぼ同じ、第2の水平転送レジス
タ108を有していることである。109は、この第2
の水平転送レジスタ中の電荷を転送するだめの電圧を印
加する電極を、110は、転送された電荷を電圧に変換
するだめのアンプをそれぞれ示している。
転送型エリア・センサの2倍になっていることをのぞい
て、構成上大きなちがいはない。従来例と大きく異なる
ところは、撮像部101と蓄積部103の中間に、水平
転送レジスタ105とほぼ同じ、第2の水平転送レジス
タ108を有していることである。109は、この第2
の水平転送レジスタ中の電荷を転送するだめの電圧を印
加する電極を、110は、転送された電荷を電圧に変換
するだめのアンプをそれぞれ示している。
電荷の転送方法には、従来より、単相駆動、2相駆動、
3相駆動、4相駆動方法等いくつかの方法があり、その
いずれをも適用できるものであるが、以下に説明を簡単
化するため、単相駆動方法を例にとり、第2の水平転送
レジスタ108及び、蓄積部103の構成について第8
図を用いて説明する。
3相駆動、4相駆動方法等いくつかの方法があり、その
いずれをも適用できるものであるが、以下に説明を簡単
化するため、単相駆動方法を例にとり、第2の水平転送
レジスタ108及び、蓄積部103の構成について第8
図を用いて説明する。
なお、ここで参考とする単相駆動方法は、前述した特開
昭55−11394号公報(て記載されているのでくわ
しい動作については省略する。
昭55−11394号公報(て記載されているのでくわ
しい動作については省略する。
第8図において、120け、水平方向のセル間の電荷も
れを防止するだめのチャネルストップを示す。
れを防止するだめのチャネルストップを示す。
121け、撮像部のポリ・シリコン電極を示し、この電
極が取りつけられた領域はシリコン中のポテンシャル状
態の異なる領域Aと領域Bから成っている。122は、
シリコン中に仮想電極が形成されている領域であり、/
リコン中のポテンシャル状態の異なる領域Cおよび領域
りから成っている。
極が取りつけられた領域はシリコン中のポテンシャル状
態の異なる領域Aと領域Bから成っている。122は、
シリコン中に仮想電極が形成されている領域であり、/
リコン中のポテンシャル状態の異なる領域Cおよび領域
りから成っている。
垂直方向d]、この領域A、B、C,Dから、■セルが
構成されている。
構成されている。
123け、第2の水平転送レジスタ領域を示す。この領
域はポリシリコン電極が斜線をほどこしだ様にくし歯形
に形成されており、このポリシリコン電極下は、ポテン
シャル状態の異なるA’ 、 B’ 、 C’領領域分
かれている。ここでA′およびA″領領域、それぞれポ
テンシャルは同シテするが、チャネル・ストップで分離
されている。
域はポリシリコン電極が斜線をほどこしだ様にくし歯形
に形成されており、このポリシリコン電極下は、ポテン
シャル状態の異なるA’ 、 B’ 、 C’領領域分
かれている。ここでA′およびA″領領域、それぞれポ
テンシャルは同シテするが、チャネル・ストップで分離
されている。
C’ 、 D’領領域、撮像部の仮想電極部122とそ
れぞれ同じ、ポテンシャルに設定されている。
れぞれ同じ、ポテンシャルに設定されている。
124.125は、それぞれ撮像部の121゜122と
同様に構成されている。只124,125の蓄a電荷量
は121,122に比べて約2倍となる様構成されてい
る。
同様に構成されている。只124,125の蓄a電荷量
は121,122に比べて約2倍となる様構成されてい
る。
第9図は、第8図に示した構成のCCDの内部のポテン
シャル状態を示した図である。
シャル状態を示した図である。
@9図130は、第8図121に相当する撮像部のポリ
シリコン電極であり、撮像部のポリシリコン電極は全て
共通に接続さ!シ、電荷転送のだめの電圧が印加される
様になっている1、とのボ;ノンリコン電ft13oの
下は、・r”y 8図で説明したごとく領域A、Hに分
かれており、領域Aは領域Bよりボテンンヤル状態が高
くなっている。図における点線はポリシリコン電極13
0が、負電位の高い状態であり、実線はポリシリコン電
極130の電位がわずかに負4たは正の状態のボテンン
ヤルをそれぞれ示す。
シリコン電極であり、撮像部のポリシリコン電極は全て
共通に接続さ!シ、電荷転送のだめの電圧が印加される
様になっている1、とのボ;ノンリコン電ft13oの
下は、・r”y 8図で説明したごとく領域A、Hに分
かれており、領域Aは領域Bよりボテンンヤル状態が高
くなっている。図における点線はポリシリコン電極13
0が、負電位の高い状態であり、実線はポリシリコン電
極130の電位がわずかに負4たは正の状態のボテンン
ヤルをそれぞれ示す。
第8図の仮想電極部122のポテンシャルは、第9図に
示すごとく領域Cの方が領域りよりわずかにポテンシャ
ルが高くなっている。寸たこの部分のポテンシャルは電
極130にかりる電圧には依存せず、常に一定に保たれ
ている。したがって、ポリシリコン電極130に、一定
の電圧を印加すれば電荷が蓄積され、パルス状の電圧を
印加すれl’f電荷は転送されるが、これ以上の詳しい
説明は省略する。
示すごとく領域Cの方が領域りよりわずかにポテンシャ
ルが高くなっている。寸たこの部分のポテンシャルは電
極130にかりる電圧には依存せず、常に一定に保たれ
ている。したがって、ポリシリコン電極130に、一定
の電圧を印加すれば電荷が蓄積され、パルス状の電圧を
印加すれl’f電荷は転送されるが、これ以上の詳しい
説明は省略する。
第9図、131け第2の水平転送レジスターのポリシリ
コン電極を示している。この電極は他の電極とは1,7
Jり離され、独立しだ電圧が印加される様になっている
。この水平転送レジスタ部の内部ポテンシャルはそれぞ
れ第9図のポリシリコン電極131の下の図の様になっ
ている。
コン電極を示している。この電極は他の電極とは1,7
Jり離され、独立しだ電圧が印加される様になっている
。この水平転送レジスタ部の内部ポテンシャルはそれぞ
れ第9図のポリシリコン電極131の下の図の様になっ
ている。
第9図132は蓄積部のポリシリコン電極を示している
。この蓄積部の内部ポテンシャルは撮像部と同様である
。133け第1の水平転送レジスタ(第7図105)の
電極を示す。構成は第2の水平転送レジスタと同様であ
るが、チャネル・ストップで片側がとじられている所が
少し異っている。134はチャネル・ストップ部のポテ
ンシャル状態を示している。以下に第2の水平転送レジ
スタ部における電荷の働きについて説明する。撮像部の
領域Bに蓄積された電荷は、ポリシリコン電荷130に
負電位のパルス電圧を印加することにより、第9図漬線
で示す如く領域A、Hのポテンシャルが上がり転送され
第8図122のポテンシャルウェル領域■〕に入る。こ
のとき第2の水平転送レジスタのポリシリコン電極13
1に、わずかに9寸だけ正の電位が印加されると、領域
A’ 、 B’のポテンシャルは第9図の実線で示すポ
テンシャル状Hになり、領域りの電荷は、領域A′を通
じて領域B′に入る。次いで、この電極131に負の高
い電位を印加すると、領MA′、J3’の各ポテンシャ
ルは点線で示した状態とfr、り領域B′にあった電荷
は領域C′を(点線の一定ボテンンヤルを有する)を通
じて領域D′(点線の一定ポテンシャルを有する)に転
送される。このとき、蓄積部のポリシリコン電極132
に、わずかに9寸だは、正の電圧が印加されると、この
領域αより領域A” 、 B’のポテンシャルが実線の
如く下がり領域びにあった電荷は領域A”を介て領域B
′に転送されることになる。
。この蓄積部の内部ポテンシャルは撮像部と同様である
。133け第1の水平転送レジスタ(第7図105)の
電極を示す。構成は第2の水平転送レジスタと同様であ
るが、チャネル・ストップで片側がとじられている所が
少し異っている。134はチャネル・ストップ部のポテ
ンシャル状態を示している。以下に第2の水平転送レジ
スタ部における電荷の働きについて説明する。撮像部の
領域Bに蓄積された電荷は、ポリシリコン電荷130に
負電位のパルス電圧を印加することにより、第9図漬線
で示す如く領域A、Hのポテンシャルが上がり転送され
第8図122のポテンシャルウェル領域■〕に入る。こ
のとき第2の水平転送レジスタのポリシリコン電極13
1に、わずかに9寸だけ正の電位が印加されると、領域
A’ 、 B’のポテンシャルは第9図の実線で示すポ
テンシャル状Hになり、領域りの電荷は、領域A′を通
じて領域B′に入る。次いで、この電極131に負の高
い電位を印加すると、領MA′、J3’の各ポテンシャ
ルは点線で示した状態とfr、り領域B′にあった電荷
は領域C′を(点線の一定ボテンンヤルを有する)を通
じて領域D′(点線の一定ポテンシャルを有する)に転
送される。このとき、蓄積部のポリシリコン電極132
に、わずかに9寸だは、正の電圧が印加されると、この
領域αより領域A” 、 B’のポテンシャルが実線の
如く下がり領域びにあった電荷は領域A”を介て領域B
′に転送されることになる。
この様にして、蓄積部の領域B//に転送された電荷は
、蓄積部のポリシリコン電極132に負電位のパルス状
の電圧を印加することにより領域A” HB’のポテン
シャルが点線の如くなり、領域C′を介して領域びに転
送される。よって電極132に駆動信号としてのパルス
電圧を印加することにより蓄積電荷がB”→D’→B′
と順次転送され第1の水平転送レジスタ105まで転送
され、次いで第1の水平転送レジスタ105を通じて外
部に読み出すことが可能である。以上説明した電荷の流
れは、従来の第2の水平転送レジスタがないフレーム転
送型CCDと壕ったく動作が等しいことを示している。
、蓄積部のポリシリコン電極132に負電位のパルス状
の電圧を印加することにより領域A” HB’のポテン
シャルが点線の如くなり、領域C′を介して領域びに転
送される。よって電極132に駆動信号としてのパルス
電圧を印加することにより蓄積電荷がB”→D’→B′
と順次転送され第1の水平転送レジスタ105まで転送
され、次いで第1の水平転送レジスタ105を通じて外
部に読み出すことが可能である。以上説明した電荷の流
れは、従来の第2の水平転送レジスタがないフレーム転
送型CCDと壕ったく動作が等しいことを示している。
次いで第2の水平転送レジスタを通して、外部に信号を
読み出す場合の電荷の流れについて説明する。
読み出す場合の電荷の流れについて説明する。
領域σまで転送された電荷は、上述の動作において蓄積
部のポリシリコン電極132に、わずかに9凍たは正の
電位をかけて、蓄積部へ転送したわけであるが、この電
極に負の高い電圧を印加してA” 、 B’のポテンシ
ャルを点線の如く保持しておき、第2の水平転送レジス
タ131にパルス状の電圧を印加して、領域A’、B’
のポテンシャルを交互に実線及び点線の状態に移行させ
ることにより領域グの電荷は、A“→B′→C′→1γ
と水平方向に転送され、アンプ(第1図1]O)を通し
て外部への信号の読出し動作が実行される。
部のポリシリコン電極132に、わずかに9凍たは正の
電位をかけて、蓄積部へ転送したわけであるが、この電
極に負の高い電圧を印加してA” 、 B’のポテンシ
ャルを点線の如く保持しておき、第2の水平転送レジス
タ131にパルス状の電圧を印加して、領域A’、B’
のポテンシャルを交互に実線及び点線の状態に移行させ
ることにより領域グの電荷は、A“→B′→C′→1γ
と水平方向に転送され、アンプ(第1図1]O)を通し
て外部への信号の読出し動作が実行される。
次いで、実際のカメラとして動作させるときの動作につ
いて、第1O図を用いて説明する。
いて、第1O図を用いて説明する。
第10図(81は、ビデオ・ステル・カメラとして動作
させるときの動作状態図を、第1図1]Oは、動画を撮
影するビデオ・カメラとして動作させるときの状態図を
それぞれ示す。
させるときの動作状態図を、第1図1]Oは、動画を撮
影するビデオ・カメラとして動作させるときの状態図を
それぞれ示す。
1ず、ビデオ・スチル・カメラとして動作させる場合に
ついて説明する。
ついて説明する。
第1図1]OのS−1の状態は、露光動作直前に1暗電
流等により蓄積されていた電荷をアンチブルーミング・
ドレインを通じてクリアするか、または高速でCCDを
動作させて、外部に電荷をはきだしてクリアするかのオ
ール・クリアの状態を示している。
流等により蓄積されていた電荷をアンチブルーミング・
ドレインを通じてクリアするか、または高速でCCDを
動作させて、外部に電荷をはきだしてクリアするかのオ
ール・クリアの状態を示している。
次いでシャッタが開き、露光状態、即ち撮像部の蓄積状
態(S−2)に移る。次いで第2水平転送レジスター1
08の第1フイールドの読出し状態(S−3)に移る。
態(S−2)に移る。次いで第2水平転送レジスター1
08の第1フイールドの読出し状態(S−3)に移る。
(S−2)状態で所定の露光時間後シャッターを閉じ、
第7図示各セル上に画像信号(電荷)を蓄積し7た後、
(S−3)状態でまず撮像部のセルの蓄積電荷を2行ず
つ垂直方向に転送する。
第7図示各セル上に画像信号(電荷)を蓄積し7た後、
(S−3)状態でまず撮像部のセルの蓄積電荷を2行ず
つ垂直方向に転送する。
即ち、第7図実施例の場合(1゜■)〜(1,4)に蓄
積されていた電荷が第2の水平レジスター108を通し
て蓄積部のセル(4,1)〜・〔4,4〕に移り、(2
,1)〜(2,4)に蓄積されていた電荷が第7の水平
レジスター108に転送される。又同様に、他の各行の
セル部に蓄積された電荷も2行分転送される。これによ
り(3,1)〒(3,4) + (4,t)〜(4,,
4)1(5,1)〜(5,4)、(6,1)〜(6’
4)t(7,1)〜(7,4)、(8,1)〜(8,4
)。
積されていた電荷が第2の水平レジスター108を通し
て蓄積部のセル(4,1)〜・〔4,4〕に移り、(2
,1)〜(2,4)に蓄積されていた電荷が第7の水平
レジスター108に転送される。又同様に、他の各行の
セル部に蓄積された電荷も2行分転送される。これによ
り(3,1)〒(3,4) + (4,t)〜(4,,
4)1(5,1)〜(5,4)、(6,1)〜(6’
4)t(7,1)〜(7,4)、(8,1)〜(8,4
)。
(9,1)〜(9,4)部の蓄積電荷はそれぞれ(1,
1)〜(1,4)、(2,1)〜(2,4)1(3,1
)〜(:3.4L(4,1)〜(4,4L(5,J、)
〜(5,4)、(6,1,)〜(6,4)+(7,1)
〜(7,4)部に転送される。
1)〜(1,4)、(2,1)〜(2,4)1(3,1
)〜(:3.4L(4,1)〜(4,4L(5,J、)
〜(5,4)、(6,1,)〜(6,4)+(7,1)
〜(7,4)部に転送される。
この様にして電荷が2行分転送された後、第2の水平転
送レジスター108に転送された電荷がアンプ10を介
して外部に送出される。これにより、上述の如くして水
平転送レジスター10Sに転送された蓄積電荷、即ち、
露光時(2,1)〜(2,4)に蓄積された電荷がシリ
アルに出力される。
送レジスター108に転送された電荷がアンプ10を介
して外部に送出される。これにより、上述の如くして水
平転送レジスター10Sに転送された蓄積電荷、即ち、
露光時(2,1)〜(2,4)に蓄積された電荷がシリ
アルに出力される。
この後、再び撮像部のセルの蓄積電荷を2行転送する。
これにより(1,1)〜(1,4)部に転送された電荷
、即ち露光時(3,1)〜(3,4)に蓄積された電荷
が水平レジスターを介して蓄積部のセル(4,1)〜(
4,4)に移行し、又(2,1)〜(2,4)部に転送
された電荷、即ち露光時(4,1)〜(4,4)に蓄積
された電荷が水平レジスター108に転送される。又、
この時蓄積部103の各行のセル部に転送された電荷は
1行分転送される。よって前回セル(4,1)〜(4,
4)に転送された電荷、即ち露光時(4,1)〜(4,
4)に蓄積された電荷はセル〔3,1)〜(3,4)に
転送される。この後、再び水平レジスターに転送された
電荷の読出し動作が行なわれ、上述の如く水平レジスタ
ーlO8に転送された露光時(4,1)〜(4,4)に
蓄積された電荷がシリアルに送出される。
、即ち露光時(3,1)〜(3,4)に蓄積された電荷
が水平レジスターを介して蓄積部のセル(4,1)〜(
4,4)に移行し、又(2,1)〜(2,4)部に転送
された電荷、即ち露光時(4,1)〜(4,4)に蓄積
された電荷が水平レジスター108に転送される。又、
この時蓄積部103の各行のセル部に転送された電荷は
1行分転送される。よって前回セル(4,1)〜(4,
4)に転送された電荷、即ち露光時(4,1)〜(4,
4)に蓄積された電荷はセル〔3,1)〜(3,4)に
転送される。この後、再び水平レジスターに転送された
電荷の読出し動作が行なわれ、上述の如く水平レジスタ
ーlO8に転送された露光時(4,1)〜(4,4)に
蓄積された電荷がシリアルに送出される。
以後、同様にして撮像部101のセルに蓄積された電荷
を2行分、蓄積部103のセルに転送された電荷を1行
分の転送動作と、水平レジスター108に転送された電
荷の読出し動作を交互に実行することによシ、第2水平
レジスター108から露光時(2,1)〜(2,4)1
(4,1)〜(4−4)+(6,1)〜(6,4)?(
8,1)〜(8,4)にそれぞれ蓄積された電荷が順次
送出される。即ち第1フイールドの読出し動作が実行さ
れる。又露光時(1,1)〜(1,4)、(3,1)〜
(3,4)、(5,1)〜(5,4)、(7,1)〜(
7,4)に蓄積された電荷がそれぞれ、蓄積部(1,1
)〜(1,4)。
を2行分、蓄積部103のセルに転送された電荷を1行
分の転送動作と、水平レジスター108に転送された電
荷の読出し動作を交互に実行することによシ、第2水平
レジスター108から露光時(2,1)〜(2,4)1
(4,1)〜(4−4)+(6,1)〜(6,4)?(
8,1)〜(8,4)にそれぞれ蓄積された電荷が順次
送出される。即ち第1フイールドの読出し動作が実行さ
れる。又露光時(1,1)〜(1,4)、(3,1)〜
(3,4)、(5,1)〜(5,4)、(7,1)〜(
7,4)に蓄積された電荷がそれぞれ、蓄積部(1,1
)〜(1,4)。
(2,1)〜(2,4)、(3,1)〜(3,4L(4
,1)〜〔4,4,1に転送される。この様にして第1
フイールドの読出し動作が実行された後、第2フイール
ドの読出し状態、S−4状態に移行する。該S−4状態
においては、蓄積部の各行のセルに転送された電荷を1
行分転送した後、第1の水平レジスター105に転送さ
れた電荷を読出すことにより、水平レジスターから露光
時(1,7′)〜(1,4)、(3,1) 〜(3,
4)+(s、i)〜(5,4)、(7,])〜(7,4
)、(9,1)〜(9,4)に蓄積された電荷が送出さ
れ第2フイールドの読出しを終了する。
,1)〜〔4,4,1に転送される。この様にして第1
フイールドの読出し動作が実行された後、第2フイール
ドの読出し状態、S−4状態に移行する。該S−4状態
においては、蓄積部の各行のセルに転送された電荷を1
行分転送した後、第1の水平レジスター105に転送さ
れた電荷を読出すことにより、水平レジスターから露光
時(1,7′)〜(1,4)、(3,1) 〜(3,
4)+(s、i)〜(5,4)、(7,])〜(7,4
)、(9,1)〜(9,4)に蓄積された電荷が送出さ
れ第2フイールドの読出しを終了する。
この様に本発明によれば、同一時点に記録したlフレー
ム分の画像信号が通常のTV動作のごとく第1フイール
ド、次いでインターレースされた第2フイールドを読出
すことが可能となる。この時第2水平転送レジスター9
8は、水う 平転送シフトレジスタ及びパラレルインノ枳しルアウト
のシフトレジスタとして動作している。
ム分の画像信号が通常のTV動作のごとく第1フイール
ド、次いでインターレースされた第2フイールドを読出
すことが可能となる。この時第2水平転送レジスター9
8は、水う 平転送シフトレジスタ及びパラレルインノ枳しルアウト
のシフトレジスタとして動作している。
次いで、この素子を動画の映像信号を取り出す通常のビ
デオ・カメラとして動作させるときの動作について説明
する。
デオ・カメラとして動作させるときの動作について説明
する。
2刊10図+blのM−1の状態は+s+のS−1の動
作に相当する。但し、この動作は必要不可欠のものでは
ない。
作に相当する。但し、この動作は必要不可欠のものでは
ない。
この場合は、シャッタは必要なく、蓄積と読出しを同時
にくり返す動作となる。M−2,M−2′・・・・・は
蓄積状態をそれぞれ示し、ダツゾ記号は第2フイールド
目を示している。すなわち、M−2で蓄積された電荷(
第1フイールド)は、M−3で読出され、M−2′で蓄
積された電荷(第2フイールド)は、M−3′でそれぞ
れ読出されるわけである。
にくり返す動作となる。M−2,M−2′・・・・・は
蓄積状態をそれぞれ示し、ダツゾ記号は第2フイールド
目を示している。すなわち、M−2で蓄積された電荷(
第1フイールド)は、M−3で読出され、M−2′で蓄
積された電荷(第2フイールド)は、M−3′でそれぞ
れ読出されるわけである。
M−4の状態は、撮像部に蓄積された電荷が、蓄積部へ
転送される状態を示す。
転送される状態を示す。
この第2の実施例のフレーム転送型CODは、撮像部の
垂直方向のセル数が、490あり、蓄積部のセル数が2
45なので従来のフレーム転送型CCDとは、この撮像
部から蓄積部へ移すときの動作および・fンタレース方
法が、異なっている。この動作について第7図を用いて
説明する。
垂直方向のセル数が、490あり、蓄積部のセル数が2
45なので従来のフレーム転送型CCDとは、この撮像
部から蓄積部へ移すときの動作および・fンタレース方
法が、異なっている。この動作について第7図を用いて
説明する。
まず、M−2状態にて露光蓄積を行なった後、M−4状
態にて撮像部の蓄積電荷の蓄積部への転送が行なわれる
。該転送動作においては、甘ず、(1,1) 、 (1
,2) 、 (1,3) 、 (1,4)に蓄積された
電荷が、第2の水平レジスタ108全通して蓄積部10
3の(4,B 、 [:4.2] 。
態にて撮像部の蓄積電荷の蓄積部への転送が行なわれる
。該転送動作においては、甘ず、(1,1) 、 (1
,2) 、 (1,3) 、 (1,4)に蓄積された
電荷が、第2の水平レジスタ108全通して蓄積部10
3の(4,B 、 [:4.2] 。
(4,3)、(4,4)へ転送きれる。次いで、(2,
1)、(2,2)、(2,3)+(2・4)の電荷が同
様にして、(4,l)、(4,2)。
1)、(2,2)、(2,3)+(2・4)の電荷が同
様にして、(4,l)、(4,2)。
[4,3)、[4,4:lへ転送される。
このとき蓄積部へはパルス電圧は印加されず、露光時(
1,1)〜(1,4)に蓄積された電荷を(4,1)〜
〔4,,4)に保持状態としておく。これにより(4,
13〜(4,4)には撮像部(1,1)〜(1,4)及
び(2,1)〜(2,4)の2列に蓄積された電荷が加
算されることとなる。
1,1)〜(1,4)に蓄積された電荷を(4,1)〜
〔4,,4)に保持状態としておく。これにより(4,
13〜(4,4)には撮像部(1,1)〜(1,4)及
び(2,1)〜(2,4)の2列に蓄積された電荷が加
算されることとなる。
次いで蓄積部を一行転送し、即ち(4,13〜(4,4
)にて加算された電荷を(3,1)〜(3,4)に転送
して、再び上述の如くして撮像部の2行分、即ち露光時
(3,1)〜(3,4)、(4,1)〜(4,4)に蓄
積された2行分の電荷を(4,1)〜(4,4)に転送
、加算する。この後、同様にして蓄積部の一行転送動作
及び撮像部の2行分の(4,1)〜〔4,4〕への転送
加算動作を繰り返すことにより、蓄積部の(i、i)〜
(1,4)にVよ(1,1)〜(1,4)及び(2,1
)〜(2,4)の加3v電荷が、(2,1)〜(2,4
)には(3,1)〜(3,4)及び(4,1)〜(4,
4)の加算電荷が、(3,1)〜[3,4]には(5,
1)〜(5,4)及び(6,1)〜(6,4)の加R市
荷が、又(4,1) 〜(4,4,]Kは、(7,1)
〜(7,4)及び(8,1)〜(8,4)の加算電荷が
それぞれ転送される。
)にて加算された電荷を(3,1)〜(3,4)に転送
して、再び上述の如くして撮像部の2行分、即ち露光時
(3,1)〜(3,4)、(4,1)〜(4,4)に蓄
積された2行分の電荷を(4,1)〜(4,4)に転送
、加算する。この後、同様にして蓄積部の一行転送動作
及び撮像部の2行分の(4,1)〜〔4,4〕への転送
加算動作を繰り返すことにより、蓄積部の(i、i)〜
(1,4)にVよ(1,1)〜(1,4)及び(2,1
)〜(2,4)の加3v電荷が、(2,1)〜(2,4
)には(3,1)〜(3,4)及び(4,1)〜(4,
4)の加算電荷が、(3,1)〜[3,4]には(5,
1)〜(5,4)及び(6,1)〜(6,4)の加R市
荷が、又(4,1) 〜(4,4,]Kは、(7,1)
〜(7,4)及び(8,1)〜(8,4)の加算電荷が
それぞれ転送される。
この後、M−2’、M−3状態に移行し露光蓄積動作が
実行されると共に」二連の如く蓄積部103に、転送さ
れた信号が、順次−行ずつ水平レジスター105に転送
されると共に水平レジスターに転送された信号が水平レ
ジスターから送出される。これにより第1フイールドの
読出し動作が実行される。
実行されると共に」二連の如く蓄積部103に、転送さ
れた信号が、順次−行ずつ水平レジスター105に転送
されると共に水平レジスターに転送された信号が水平レ
ジスターから送出される。これにより第1フイールドの
読出し動作が実行される。
この様にして第1フイールド目の読出し動作が、終了し
た後、M−2′により撮像部101に蓄積された電荷の
蓄積部】03への転送動作がM−4にて実行される。尚
、この場合は、第2フイールド目の読出し動作であるだ
め、撮像部]01からセル(4,1)〜(4,4)に転
送゛ する際のセルを一行ずらして撮像部2列分の転送
加算が実行される。
た後、M−2′により撮像部101に蓄積された電荷の
蓄積部】03への転送動作がM−4にて実行される。尚
、この場合は、第2フイールド目の読出し動作であるだ
め、撮像部]01からセル(4,1)〜(4,4)に転
送゛ する際のセルを一行ずらして撮像部2列分の転送
加算が実行される。
即ち第2フイールド目はまずセル(2,1)〜(2,4
)及びセル(3,1)〜(3,4)の蓄積電荷、セル(
4,1)〜(4,4)及び(5,1)〜(5,4)の蓄
積電荷、セル(6,1)〜(6,4)及び(7,1)〜
(7,4)の蓄積電荷をそれぞれ(4,13〜(4,4
3に転送加算して、蓄積部103の各行に加算された電
荷を転送蓄積する。この後M−3′により、蓄積部10
3の蓄積電荷を水平レジスター105により送出するこ
とにより第2フイールド目の読み出し動作を終了する。
)及びセル(3,1)〜(3,4)の蓄積電荷、セル(
4,1)〜(4,4)及び(5,1)〜(5,4)の蓄
積電荷、セル(6,1)〜(6,4)及び(7,1)〜
(7,4)の蓄積電荷をそれぞれ(4,13〜(4,4
3に転送加算して、蓄積部103の各行に加算された電
荷を転送蓄積する。この後M−3′により、蓄積部10
3の蓄積電荷を水平レジスター105により送出するこ
とにより第2フイールド目の読み出し動作を終了する。
この様にして、撮像部セルを2列加算する場合に、第1
回目のフィールドの転送加算動作と第2回目の転送加算
を一行ずらすことによシ第1回目のフィールドとインタ
レースされた信号を得ることが出来、ビデオカメラとし
て画像撮影を実行することが出来る。
回目のフィールドの転送加算動作と第2回目の転送加算
を一行ずらすことによシ第1回目のフィールドとインタ
レースされた信号を得ることが出来、ビデオカメラとし
て画像撮影を実行することが出来る。
この時は第2水平転送レジスタ、108は並列入力並列
出力のシフトレジスタとして用いられ、水平転送機能は
持たない。
出力のシフトレジスタとして用いられ、水平転送機能は
持たない。
どころで撮像部の各セルの電荷は2行分づつ加算されて
蓄積部の各セルに蓄積されるので、蓄積部の各セルの容
量は撮像の各セルの容量に対して約2倍必要となる。又
、加算するセル数が多くなればなるほど蓄積部の各セル
の容量を大きくとる必要がある。しかし、静止画専用に
用いられる場合には蓄積部の容量は撮像部の容量と大略
等しくして構わない。
蓄積部の各セルに蓄積されるので、蓄積部の各セルの容
量は撮像の各セルの容量に対して約2倍必要となる。又
、加算するセル数が多くなればなるほど蓄積部の各セル
の容量を大きくとる必要がある。しかし、静止画専用に
用いられる場合には蓄積部の容量は撮像部の容量と大略
等しくして構わない。
第11図は第2の実施例の駆動回路の一例を示す図であ
り、第5図と回帰の機能を有するものにはダッシュをつ
けて示しだ。、砲12図(・1゜Idyl i−を夫々
静止画撮影時と動画撮影時の第11[閃各邪のタイミン
グチャートでアル。
り、第5図と回帰の機能を有するものにはダッシュをつ
けて示しだ。、砲12図(・1゜Idyl i−を夫々
静止画撮影時と動画撮影時の第11[閃各邪のタイミン
グチャートでアル。
第12図においてCCD駆動クロノクイ菖号戸11’
、 012 、12113’ 、 014’のレベルが
高い時は電極にわずかに正又は負の電位が印加されてい
る時であり、レベルが低い時は電極に負の高電位が印加
されている時である。
、 012 、12113’ 、 014’のレベルが
高い時は電極にわずかに正又は負の電位が印加されてい
る時であり、レベルが低い時は電極に負の高電位が印加
されている時である。
第11図において70は第2水平転送レジスタ108の
駆動クロック012を出力するC CI)ドライバであ
る。第11囲者部の動作については、はぼ第5図と同様
であり、ROM55’には第12図+a+ 、 fbl
のタイムチャートに示された静止画撮影時と、動画撮影
時の変換テーブルが内蔵されている。
駆動クロック012を出力するC CI)ドライバであ
る。第11囲者部の動作については、はぼ第5図と同様
であり、ROM55’には第12図+a+ 、 fbl
のタイムチャートに示された静止画撮影時と、動画撮影
時の変換テーブルが内蔵されている。
つづいて第12図+a+ Kもとづいて静止画撮影時の
動作を説明する。
動作を説明する。
スタートスイッチ51′が押されるとスタートパルスS
Pが出力され、カウンタ54′がクリアされ、クロック
発振器53′の出力クロックでカウンタ54′がカウン
トアツプする。カウンタ54′の出力はROM55’に
入力されて、スイッチ56′がS接点に接続されている
ので、ROM55′は第12図(slのタイムチャート
に従う信号を出力する。
Pが出力され、カウンタ54′がクリアされ、クロック
発振器53′の出力クロックでカウンタ54′がカウン
トアツプする。カウンタ54′の出力はROM55’に
入力されて、スイッチ56′がS接点に接続されている
ので、ROM55′は第12図(slのタイムチャート
に従う信号を出力する。
tず(S−1)期間でCCDの各セルの電荷をクリアす
る。その為にクロックパルス013′に示す様に、蓄積
部の電極をわずかに正又は負の電位として、jl13’
lc対して2倍の周波数のクロックパルスO11′及び
$12を印加する。すると撮像部101の各セルの電荷
は垂直方向に2セル分づつ加算されて蓄積部103の各
セルに転送される。そして水平転送レジスタ105より
クロックパルス014′により順次読み出される。クリ
アが終了すると続いて、(S−2)期間に移行し、シャ
ッタ63′が開かれ撮像部101け露光され各セルに電
荷が蓄積される。つづいてシャッタ63′が閉じ露光動
作が終了し、第1フィール−)ドの読出期間(S−3)
に移行する。まず、蓄積部103の電極がわずかに正又
は負の11t位の時にパルス011’ 、 012が2
個出力され、(1,1)〜(1,4)の電荷は夫々(4
,1)〜(4,4)に転送され、(2,1)〜(2,4
)の電荷は第2の水平転送レジスタ108に転送される
。この状態で蓄積部103の電極電位は負の高電位にな
る。即ち第2の水平転送レジスタ108と蓄積部103
0間にポテンシャルバリヤが形成される。この状態でク
ロック012を4発印加することによって露光時(2,
1)〜(2,4)に貯えられた電荷は第2水平転送レジ
スタ108からアンプ110を経て読み出される。つづ
いて再び第2水平転送レジスタ108と蓄積部103と
の間のポテンシャルバリアが取り除かれ、クロックpt
i’及び012が2発出力されることにより、(3,1
)〜(3,4)の電荷が(4,1)〜(4,4)に、(
4,1)〜(4,4)の電荷が第2水平転送レジスタl
O8に転送され°る。
る。その為にクロックパルス013′に示す様に、蓄積
部の電極をわずかに正又は負の電位として、jl13’
lc対して2倍の周波数のクロックパルスO11′及び
$12を印加する。すると撮像部101の各セルの電荷
は垂直方向に2セル分づつ加算されて蓄積部103の各
セルに転送される。そして水平転送レジスタ105より
クロックパルス014′により順次読み出される。クリ
アが終了すると続いて、(S−2)期間に移行し、シャ
ッタ63′が開かれ撮像部101け露光され各セルに電
荷が蓄積される。つづいてシャッタ63′が閉じ露光動
作が終了し、第1フィール−)ドの読出期間(S−3)
に移行する。まず、蓄積部103の電極がわずかに正又
は負の11t位の時にパルス011’ 、 012が2
個出力され、(1,1)〜(1,4)の電荷は夫々(4
,1)〜(4,4)に転送され、(2,1)〜(2,4
)の電荷は第2の水平転送レジスタ108に転送される
。この状態で蓄積部103の電極電位は負の高電位にな
る。即ち第2の水平転送レジスタ108と蓄積部103
0間にポテンシャルバリヤが形成される。この状態でク
ロック012を4発印加することによって露光時(2,
1)〜(2,4)に貯えられた電荷は第2水平転送レジ
スタ108からアンプ110を経て読み出される。つづ
いて再び第2水平転送レジスタ108と蓄積部103と
の間のポテンシャルバリアが取り除かれ、クロックpt
i’及び012が2発出力されることにより、(3,1
)〜(3,4)の電荷が(4,1)〜(4,4)に、(
4,1)〜(4,4)の電荷が第2水平転送レジスタl
O8に転送され°る。
このような動作を繰シ返して、第2の水平転送レジスタ
からH(2,2)〜(2,4)。
からH(2,2)〜(2,4)。
(4,1,)〜(4,4)、(6,1)〜(6’4)1
・・・(8,1)〜(8,4)が順次読み出される。
・・・(8,1)〜(8,4)が順次読み出される。
即ち第1フイールドの信号VSIが読み出される。この
時点で露光時(]、、1)〜(1,4)に蓄積された電
荷はクロックパルス013′によって水平転送レジスタ
105に転送され、他の奇数行の電荷も蓄積部103内
に蓄積されている。
時点で露光時(]、、1)〜(1,4)に蓄積された電
荷はクロックパルス013′によって水平転送レジスタ
105に転送され、他の奇数行の電荷も蓄積部103内
に蓄積されている。
つづいて第2フイールドの読出期間(S−4)に移行す
る。(S−4)ではパルス013’lQK対して4発出
力されるクロックパルス灯4′によって順次水平転送レ
ジスタ105より ラング107を介して第2フイール
ド信号VS2が読み出される。即ち露光時に(1,1)
〜(1,4)。
る。(S−4)ではパルス013’lQK対して4発出
力されるクロックパルス灯4′によって順次水平転送レ
ジスタ105より ラング107を介して第2フイール
ド信号VS2が読み出される。即ち露光時に(1,1)
〜(1,4)。
(3,1)〜(3,4)+(9,1)〜(9,4)に蓄
積された電荷が順次読み出される。最後に(9,4)の
電荷が出力された後、終了信号STP’が出力され、カ
ウンタ54′はカウント動イミングをiシ明する。
積された電荷が順次読み出される。最後に(9,4)の
電荷が出力された後、終了信号STP’が出力され、カ
ウンタ54′はカウント動イミングをiシ明する。
スタートパルスSPが出力されて、まずクリア期間(M
−1)に入る。013′により第2水平転送レジスタ1
08と蓄積部103間のボテン/ヤルパリアが除かれて
、撮像部10】の電荷口1、順次蓄積部103に転送さ
れる。
−1)に入る。013′により第2水平転送レジスタ1
08と蓄積部103間のボテン/ヤルパリアが除かれて
、撮像部10】の電荷口1、順次蓄積部103に転送さ
れる。
そし2て蓄積部103に蓄積された電荷は、次の第1フ
ィールド露光期間(M −2)に2いて、クロックパル
ス013’ 、 014’により順次水平転送レジスタ
105からアンプ107を介して出力される。つづいて
転送期間(M、−4)に移行する0 転送期間(M−4)においてけクロックパルス011’
と012が同タイミングで夫々9個づつ出力され、第2
水平転送レジスタ108と蓄積部103の間のポテンシ
ャルバリアをクロックパルス013′で取除くことによ
って、第2水平転送レジスタ108を介して蓄積部10
3に電荷が転送される。
ィールド露光期間(M −2)に2いて、クロックパル
ス013’ 、 014’により順次水平転送レジスタ
105からアンプ107を介して出力される。つづいて
転送期間(M、−4)に移行する0 転送期間(M−4)においてけクロックパルス011’
と012が同タイミングで夫々9個づつ出力され、第2
水平転送レジスタ108と蓄積部103の間のポテンシ
ャルバリアをクロックパルス013′で取除くことによ
って、第2水平転送レジスタ108を介して蓄積部10
3に電荷が転送される。
そしてポテンシャルバリアVi9個のクロックパルス0
11’、ダ12のうち第1.第2のパルスPI。
11’、ダ12のうち第1.第2のパルスPI。
P2が出力されている間、取り除かれているので第7図
の(l。1)と(2,1)、(1,2)と(2,2)、
(1,3)と(2,a)+ (1,4)と(2,4)の
組合わせで、夫々 (4,11〜〔4,4〕に加算蓄積
される。以下同様にして、(3,1)と(4,1)の加
算電荷が(4,1)に、(5,1)と(6,1)の加算
電荷が〔4,1〕に蓄積される。従って期間(M−4)
の終了時には、水平転送レジスタ105に(1゜1)〜
(1,4)と(2,1)〜(2,4)のjtn n N
W 7>E 蓄積サレ、(+、l 〜(1,4〕に(
3,1)〜(3,4)と(4,1)〜(4,4)の加算
電荷が蓄積される。以下同様である。そして(4,13
〜(4,4,1には(9,1)〜(9,4)の電荷が蓄
積される。
の(l。1)と(2,1)、(1,2)と(2,2)、
(1,3)と(2,a)+ (1,4)と(2,4)の
組合わせで、夫々 (4,11〜〔4,4〕に加算蓄積
される。以下同様にして、(3,1)と(4,1)の加
算電荷が(4,1)に、(5,1)と(6,1)の加算
電荷が〔4,1〕に蓄積される。従って期間(M−4)
の終了時には、水平転送レジスタ105に(1゜1)〜
(1,4)と(2,1)〜(2,4)のjtn n N
W 7>E 蓄積サレ、(+、l 〜(1,4〕に(
3,1)〜(3,4)と(4,1)〜(4,4)の加算
電荷が蓄積される。以下同様である。そして(4,13
〜(4,4,1には(9,1)〜(9,4)の電荷が蓄
積される。
次いで第1フイールド信号の読出期間(M−2′)に移
行する。この期間は第2フイールド信号の露光期間(M
−3)でもある。この期間で、水平転送レジスタ105
、及び蓄積部103に蓄積された電荷がクロンフタ13
′及び014′によって読み出される。これらが第1フ
イールドのビデオ出力として用いられるが、但し、露光
時(9,1)〜(9,4)に蓄積された電荷d、加算電
荷ではないので記録あるいは再生には用いられない。
行する。この期間は第2フイールド信号の露光期間(M
−3)でもある。この期間で、水平転送レジスタ105
、及び蓄積部103に蓄積された電荷がクロンフタ13
′及び014′によって読み出される。これらが第1フ
イールドのビデオ出力として用いられるが、但し、露光
時(9,1)〜(9,4)に蓄積された電荷d、加算電
荷ではないので記録あるいは再生には用いられない。
続いて第2フイールドの転送期間(M−4’)に移行す
る。(M−4’)の動作と第1フイールドの転送期間の
動作(M−4)と相違する点はクロックパルス013′
の発生位相がクロックパルス011’ 、ダ12に対し
て相違することである。すナワチ、クロックパルスal
l’ 、 012の第1のパルスP1′が出力されてい
る間、ポテンシャルバリアが解除されて、(1,1)〜
(1,4)の電荷のみが、(4,1)〜(4,4)に転
送される。つづいて第2、第3のパルスP 2′、 P
3’が出力されている間ポテンシャルバリアが解除さ
れて(2,1)〜(2,4)と(3,1)〜(3,4)
の電荷が夫々加算されて、(4,1)〜(4,4)に蓄
積される。以上の様にして転送期間(M−4’)の終了
時には、露光時(1゜1)〜(1,4)に蓄積された電
荷は第1の水平転送レジスタ105に、霧光時(2,1
)〜(2,4)に蓄積された電荷は(3,1,)〜(3
゜4)の電荷と加算きれて(J、、1)〜(1,4)に
蓄積される。そして(4,1)〜(4,4)にd:露光
時(8,1)〜(8,4)と(9,1)〜(9,4)の
加算電荷が蓄積される。
る。(M−4’)の動作と第1フイールドの転送期間の
動作(M−4)と相違する点はクロックパルス013′
の発生位相がクロックパルス011’ 、ダ12に対し
て相違することである。すナワチ、クロックパルスal
l’ 、 012の第1のパルスP1′が出力されてい
る間、ポテンシャルバリアが解除されて、(1,1)〜
(1,4)の電荷のみが、(4,1)〜(4,4)に転
送される。つづいて第2、第3のパルスP 2′、 P
3’が出力されている間ポテンシャルバリアが解除さ
れて(2,1)〜(2,4)と(3,1)〜(3,4)
の電荷が夫々加算されて、(4,1)〜(4,4)に蓄
積される。以上の様にして転送期間(M−4’)の終了
時には、露光時(1゜1)〜(1,4)に蓄積された電
荷は第1の水平転送レジスタ105に、霧光時(2,1
)〜(2,4)に蓄積された電荷は(3,1,)〜(3
゜4)の電荷と加算きれて(J、、1)〜(1,4)に
蓄積される。そして(4,1)〜(4,4)にd:露光
時(8,1)〜(8,4)と(9,1)〜(9,4)の
加算電荷が蓄積される。
つづいて第2フイールドの読出期間(M−3’)に移行
し、前述した様にして第2フイールド信号がクロックパ
ルス013’ 、 014により出力される。但し、最
初の出力信号は露光時(1,1)〜(1,4)に蓄積さ
れた電荷から得られたもので、他の加算して得られた信
号と信号レベルが異なる為記録あるいは再生には用いら
れない。
し、前述した様にして第2フイールド信号がクロックパ
ルス013’ 、 014により出力される。但し、最
初の出力信号は露光時(1,1)〜(1,4)に蓄積さ
れた電荷から得られたもので、他の加算して得られた信
号と信号レベルが異なる為記録あるいは再生には用いら
れない。
このように第2水平転送レジスタ108は動画撮影時に
は水平転送レジスタとしてではなく、並列人力並列出力
のシフトレジスタとして、或は他のセルと全く同様に取
扱われる。
は水平転送レジスタとしてではなく、並列人力並列出力
のシフトレジスタとして、或は他のセルと全く同様に取
扱われる。
以上の如く本発明の撮像装置は電荷転送素子の撮像部内
の情報電荷を転送する第1クロツク信号の周波数と蓄積
部内の情報電荷を転送する第2クロツク信号の周波数を
所定関係とすることによって撮像部の光電変換素子の複
数個分の情報電荷を蓄積部の1つのセルに貯えるもので
ある。
の情報電荷を転送する第1クロツク信号の周波数と蓄積
部内の情報電荷を転送する第2クロツク信号の周波数を
所定関係とすることによって撮像部の光電変換素子の複
数個分の情報電荷を蓄積部の1つのセルに貯えるもので
ある。
一般には蓄積時間に於けるクロックレベル状態をフィー
ルド毎に切り換えることによりインターレース走査を行
っているが撮像部においてポリシリコン電極で覆われた
部分は感度が低い為インターレース効果が得られにくく
なる。また上記レベル状態では暗電流の発生量が異なる
為に映像信号の品質が低い。
ルド毎に切り換えることによりインターレース走査を行
っているが撮像部においてポリシリコン電極で覆われた
部分は感度が低い為インターレース効果が得られにくく
なる。また上記レベル状態では暗電流の発生量が異なる
為に映像信号の品質が低い。
しかし本発明の撮像装置は上述の様にして加算電荷を得
ることができるので暗電流の影響が少くなり、読出映像
信号の品質が向上する。更に第1フイールドと第2フイ
ールドとで加算する光電変換素子の組み合わせを変える
ことによりテレビジョンのインターレース動作に合わせ
ることが可能となり、後段の信号処理回路が簡略化され
るものである。
ることができるので暗電流の影響が少くなり、読出映像
信号の品質が向上する。更に第1フイールドと第2フイ
ールドとで加算する光電変換素子の組み合わせを変える
ことによりテレビジョンのインターレース動作に合わせ
ることが可能となり、後段の信号処理回路が簡略化され
るものである。
第1図は本発明の第1の実施例のフレームトランスファ
型CCDの構成概略図、 第2図は第1の実施例のCCDの一部の模式第3図は第
1の実施例のCODの内部ポテンシャル状態図、 第4図+−1は第1の実施例を静止画撮影に用いた時の
シーケンス図、 第4図1b+は第1の実施例を動画撮影に用いた時のシ
ーケンス図、 第5図は第1の実施例のCODの駆動回路図、第4図+
−1は静止画撮影時の第5図の各部のタイミング図、 第4図1b+は動画撮影時の第5図の各部のタイミング
図、 第7図は本発明の第2の実施例のフレームトランスファ
型CCDの構成概略図、 第8図は第2の実施例のCODの一部の模式第9図は第
2の実施例のCCDの内部ポテンシャル状態図、 第10図(mlけ第2の実施例を静止両撮影に用いた時
のシーケンス図、 第4図1b+け第2の実施例を動画撮影に用いた時のシ
ーケンス図、 第11図は第2の実施例の駆動回路図、@12図(3)
は静止画撮影時の第11図の各部のタイミング図、 第4図1b+は動画撮影時の第1IしJ Q各部のタイ
ミング図である。 図において1.101は撮像部、3 、 l 03は蓄
積部、5,105Vi水平転送シフトレジスタ、lO8
は第2の水平転送ソフトレジスタ、53 、53’はク
ロック発振器、54 、54’はカウンタ、55 、5
5’はROM、 ダ11 、 O1l′、012゜01
3 、013’ 、 1i!114 、014’はCC
Dの駆動クロック信号を夫々示す。 諺?ワ 2n
型CCDの構成概略図、 第2図は第1の実施例のCCDの一部の模式第3図は第
1の実施例のCODの内部ポテンシャル状態図、 第4図+−1は第1の実施例を静止画撮影に用いた時の
シーケンス図、 第4図1b+は第1の実施例を動画撮影に用いた時のシ
ーケンス図、 第5図は第1の実施例のCODの駆動回路図、第4図+
−1は静止画撮影時の第5図の各部のタイミング図、 第4図1b+は動画撮影時の第5図の各部のタイミング
図、 第7図は本発明の第2の実施例のフレームトランスファ
型CCDの構成概略図、 第8図は第2の実施例のCODの一部の模式第9図は第
2の実施例のCCDの内部ポテンシャル状態図、 第10図(mlけ第2の実施例を静止両撮影に用いた時
のシーケンス図、 第4図1b+け第2の実施例を動画撮影に用いた時のシ
ーケンス図、 第11図は第2の実施例の駆動回路図、@12図(3)
は静止画撮影時の第11図の各部のタイミング図、 第4図1b+は動画撮影時の第1IしJ Q各部のタイ
ミング図である。 図において1.101は撮像部、3 、 l 03は蓄
積部、5,105Vi水平転送シフトレジスタ、lO8
は第2の水平転送ソフトレジスタ、53 、53’はク
ロック発振器、54 、54’はカウンタ、55 、5
5’はROM、 ダ11 、 O1l′、012゜01
3 、013’ 、 1i!114 、014’はCC
Dの駆動クロック信号を夫々示す。 諺?ワ 2n
Claims (1)
- マ) IJクス状に配された複数の光電変換素子より成
り被写体像が投影される撮像部と当該撮像部で得られた
情報電荷を蓄積する複数セルより成る蓄積部より構成さ
れる電荷転送素子と、前記撮像部で得られた情報電荷を
前記撮像部内で転送する為の第1のクロック信号を発生
する第1クロック発生手段、前記蓄積部内で情報電荷を
転送する為の第2のクロック信号を発生する第2クロッ
ク発生手段とを備え、前記第1のクロック信号と前記第
2のクロック信号の周波数を所定関係とすることにより
前記蓄積部の1つのセルに前記光電変換素子の複数個分
の情報■を荷を貯えることを特徴とする撮像装置0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57116603A JPS598481A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57116603A JPS598481A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS598481A true JPS598481A (ja) | 1984-01-17 |
JPH0414552B2 JPH0414552B2 (ja) | 1992-03-13 |
Family
ID=14691242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57116603A Granted JPS598481A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS598481A (ja) |
-
1982
- 1982-07-05 JP JP57116603A patent/JPS598481A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0414552B2 (ja) | 1992-03-13 |
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