JPS60142683A - 固体撮像装置 - 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 本発明は物体認識装置や画像情報入力装置用の二次元イ
メージセンサ−や民生用・産業用ビデオカメラや電子ス
チルカメラの撮像素子に用いられる固体撮像装置に関す
るものである。

従来例の構成上その問題点 エレクトロニクス技術の発展に伴ない民生用・産業用を
問わず、近年の多くの電子機器は一つのシステムとみな
してもよい知的で高度な機能を備えるようになってきて
いる。一般的にシステムは最低、入力部と処理部と出力
部から構成され７ており、入力部には外部の情報を電気
信号に変換する変換装置が設けられている場合が多い。

具体的には人間の５感にあたる視覚、聴覚、味覚、嗅臭
、触覚やその他の物理、化学情報を電気信号に変換する
センサーが必要であるが人間の感覚の中で目が一番重要
であるのと同様に、この中で一番重要となるのが、人間
の目の機能の一部を代替する視覚センサー、特に二次元
イメージセンサ−が重要であり、これまでに様々な二次
元イメージセンサ−が開発されてきた。特に最近の半導
体技術の進展に伴ない、半導体を用いた固体二次元イメ
ージセンサ−特に電荷転送方式（以下ＣＣＤと称する）
の登場が技術開発に大きく寄与し、民生用や産業用に多
く用いられている。

従って現在、撮像管方式が主流である二次元イメージセ
ンサ−も徐々に固体方式に置きかわりつつあり、将来、
一部の特殊用途撮像素子を残して殆んと固体化か進むも
のと思われる。

一方、この固体化の流れとはまた別の技術の流れである
情報処理技術や電子回路技術の技術革新に伴ない、二次
元センサーは新らたな応用分野を開きつつある。例えば
、産業用ではロボット等の自動化機器の物体認識用や、
ＯＡ用として小　。

包の宛名等の文字認識用や一員の原稿用紙を二次元の画
像情報として一度に入力する画像入力装置等のように、
様々な新しい応用分野を広げつつある。

又民生用としては、ＣＣＤ等が小さく軽い事から、手持
ち撮影用ビデオカメラ用撮像素子としての応用か大きく
広がり、この他にも小型、長寿命、焼きっけが少ない等
の特徴を有する事から家庭のインターホンの外部モニタ
ー用の防犯市場に至るまで応用が検討されている。

しかし、このように撮像素子の今までにない新しい応用
分野が増えれば、増える程、もし、撮像素子が改良され
なければ、この新しい応用分野のどこかにおいて、新し
い要求に応えきれないため新しい問題点に遭遇する確率
が増える事を意味する。

現に、一部の新しい応用分野において新しい要求に基づ
く新たな問題点の兆候が現われ始めている。

第一番目の要求に基づく問題点は従来の固体撮像素子が
単に受光した画素情報の内宮に一定の範囲内の画素の画
像情報を出力する機能しかもっていない事である。現在
は顕在化してないが、将来、固体撮像素子の受光部全体
の範囲の画素情報のうち、任意の一部の領域範囲の画像
情報のみを外部制御　。

信号によってとり出す機能が要求される事は、十分予見
できる。この機能が必要となる産業界の背景を述べる。

まず固体撮像素子の産業用用途における第１番目の要求
の観点から問題点を述べると例えばロボットや各種知能
化機器等にとって、画像認識技術は、将来非常に重要な
技術の一つになる事はいうまでもない。

この物体の認識率を向上させるには画面上の中心部等の
特定の位置に物体像が常にあれば、当然の事ながら認識
率は向上するし、当然この前の前提条件として画面内に
目標物が入ってなければならない。この事を実現するに
は、機械的もしくは、光学機械的に撮像部の方向もしく
は光軸方向を物体の中心方向に制御すれば良いが、従来
用いられている機械制御方式は、大きさ２重量、消費電
力の他、可動部の故障確率からくる信頼性低下１周波数
応答性の機械的限界等から問題点が多いため、できれば
可動部制御方式を単におおよその向きを変える等の補助
的制御機能の範囲にとどめ、正確な目標物の方向の画像
を得るには純電子的に制御する方式が望ましい。

従って機械的制御なしに、つまり純電子的に撮影方向に
ある画面の中の目標物のみの範囲の画像を、外部制御信
号により選択的にとり出せるような撮像素子の要求が将
来強くなる事。

が予見できる。しかし現在のところはこういった要求は
、顕在化しておらず、又現在のところ用途が狭いため、
撮像素子内で処理するのではなく画像情報を一旦半導体
メモリーに入れて処理する等の手法により解決されてい
るためニーズが顕在化していなかった。従って撮像素子
、特に固体撮像素子内で任意の画面範囲を出力させる技
術開発は積極的に行なわれておらず、このためこの種の
技術は従来確立されていなかった。

又、単にロボット等の物体認識用途以外にも、ＯＡ分野
の原稿等の文字認識装置においても、全画面情報中の不
特定の一部の範囲の画像出力を用紙及び撮像光学系等の
機械的動きなしに、任意に電子的に取り出す事への要求
も顕在化し始めているため従来技術のこの問題点がより
明白になりつつある。

次に固体撮像素子の民生用用途における第１番目の要求
の観点からの問題点を述べる。身近な例を挙げると家庭
用やスーパーマーケットの防犯用モニターＴＶにおいて
機械的に小振巾の往復回転をさせ監視範囲を広げている
が、これも小振巾の場合、機械式に撮影範囲を変えるよ
りも電子的に撮影範囲を制御できる方が良いが従来の固
体撮像素子はこの機能をもっていない。

又、最近のビデオカメラの一般消費者への普及は急速に
進んでいるが、この民生用ビデオカメラにおいても画像
範囲の補正手段を用い、画像範囲の補正をすれば、常に
目標物に的を絞った撮影ができる。この画像補正を機械
的に行なう事は１ｋｇ以下に小型化、低コスト化された
民生用ビデオカメラの重量、容積、コストの点から採用
難しく、又、小型化という大きなビデオカメラの開発方
向及び、ユーザーの要求に沿わないものであり、純電子
的に内部で画像補正を行なうような撮像素子への要求が
、将来強くなると予見できるが従来方式の撮像素子は、
いずれもこの機能を備えていなかった。

第２番目の要求に基づく問題点は物体もしくは撮像機器
の移動が伴なうと鮮明な静止画像が得られない事である
。どちらかの移動が発生しても、もし固体撮像素子が非
常に短い露光時間、つまりスチルカメラにおける超高速
シャッター機能をもっていれば、撮影中の全てのフィー
ルドもしくはフレームの静止画面が解像度を落さずに得
られるが、従来の固体撮像素子の方式では、■フィール
ド期間つまりｌ／６０秒という遅いシャッター速度を等
価的にもっているため、上述の移動に伴なう画像流れに
よる静止画像の解像度の低下は避けられず、移動が速け
れば速い程劣下は著しくなる事はいうまで　−もなく、
この問題点に対する対応策がめられていたが、従来の対
応策は受光期間中に受光電荷を意識的に除去し、受光期
間を短かくする方式が提案されていた。これはシャッタ
ー速度を等価的に速くするのと同じ効果があったが、当
然の事ながらシャッター速度上反比例して、感度の低下
を招くため高感度化への開発方向の流れ及びユーザーの
希望に反するものであり、産業用・民生用ともに大きな
問題点となる事が予見される。

では、まず従来の固体撮像素子の産業用用途における第
２番目の要求の観点からの問題点を述べると、例えば、
移動用ロボット等で物体を認識しようとした場合、最初
の画像入力の段階でこの点が問題となる。通常の物体認
識技術では物体の動画ではなく、最低一枚の物体の鮮明
な静止画像が必要で、この画像情報を処理して物体を認
識する手法が一般的である。

従って物体の移動もしくは、機器自体の移動が行われて
いる時にも、物体認識機能を維持するには、物体の鮮明
な静止画像か必要であるが、上記の移動に伴う受光期間
中の画像の移動のため、入力した画像の解像度が劣下す
る。これは上述のようにＣＣＤ等の場合、１／６０秒と
いう比較的長時間のフィールド期間の受光を行なってい
るため通常の物体の移動や、・機器自体の移動により、
受光期間中にかなりの頻度で画像が流れてしまい静止画
像の解像度を低下させる事になる。この事は最終的に物
体認識率を低下させる。従って、物体の動きや機器自体
の動きに伴ない、機器側からの制御信号に応じて撮像部
側で動きを１／６０秒の期間よりはるかに高速度で逆補
正してキャンセルさせ、鮮明な画像を得るような機能を
実現するような方式の要求があった。これを実現するに
は、かなりの高速制御が要求され、完全な静止画像を得
るには、数千Ｈｚの高速応答性が要求され、この事を機
械的に行なう事は不可能に近いため、電子的に行なうデ
バイスが将来必要となると予見されるが残念ながら従来
方式の固体撮像素子はこの機能をもつ、方式の提案はあ
ったものの、感度の著しい低下を招くため極めて用途の
限定された産業上価値の低いものであった。

次に従来の固体撮像素子の民生用用途における第２番目
の要求の観点からの問題点を述べると、民生用として電
子スチルカメラが試作され一部報道用として実用化され
ているが、既存のＣＣＤ等の撮像素子を用いると、１／
６０秒というフィールド期間からくる露出時間に対し、
使用に際して静止画面　９　− としての画面ブレが生ずる。このため、電子的にシャッ
ター　・速度を速くするという産業用と同じ要求があっ
た。この鮮明静止画像への要求に対し上述のような、光
電変換電荷を放電させる事により受光時間を短かくし、
等価的に露光時間すなわちシャッター速度の高速化を計
るという方法が検討されているが、この場合、前述のよ
うに感度が低下するという問題点が生じ、高感度化への
要求が強いＣＣＤ等の固体撮像素子の技術開発方向やユ
ーザーのニーズに逆行するという問題点となる事が予見
できる。

上述のように従来のＣＣＤ方式もしくはＭＯ８方式等の
二次元の固体撮像素子は常に受光部のある一定の範囲内
の画像情報を、時間基準信号に基づいて規則的に画像信
号として、出力させる機能しかもたないため、上述のよ
うな新しい要求に対しては応える事ができず、一部の用
途において現在のところ狭い範囲の問題点を生じていた
。そして用途の拡大により、この問題点が大きな問題と
なる事が充分予見できるが、この新しい要求に応える新
しい実施効果のある撮像方式の具現化手段は開示されて
いなかった。

又、別の方法として一旦全画素情報をデジタル化してデ
ジタルメモリーに入れて平行移動や回転等の画像処理を
行なわせる゛２値画像プロセサＳＩ“も１チツプのもの
が例えば日経エレクトロニクス１９８３年１２月１９日
号Ｒ１９５〜２１６に発展されているか、これらを用い
た場合、この例ては画像の平行移動だけても、０．５３
ｕｓ／ｂｉｔかかるため、普通のＴＶ両画像平行移動は
数秒要し、１秒に６０フイールド必要なＴＶ画面の連続
画像をリアルタイム処理する事はできない。

もし、リアルタイムで処理しようとするとメモリーを除
いても１ｃｈｉｐでは不可能で、超高速のプロセサが必
要となり、ｌ　ｃｈｉｐで処理できるようになるのは、
ずっと将来デジタル画像プロセサ方式は、リアルタイム
ＴＶ信号画像処理を現在もしくは近い将来低コストて、
実現てきる方式ではなかった。

発明の目的 本発明は、受光部が二次元状に配置された固体撮像装置
において、受光部群による全撮影範囲の画素情報の中、
任意の範囲の画素情報を、外部制御信号に応して画像情
報として出力させる固体撮像装置を同一チップ内て実現
し、低コストで提供する事を目的としている。

発明の構成 本発明の固体撮像装置は水平方向と垂直方向のマトリク
ス状に配置され、光電変換により光を電荷に変換する光
検知画素部と上記電荷を水平方向に転送する水平方向電
荷転送部と、上記電荷を垂直方向に転送する垂直方向電
荷転送部とを有し外部制御信号に応して、上記光検知画
素部の特定の部分の画素情報を画像出力信号として出力
する構成になっており、これにより固体撮像装置の全受
光画像情報のうち任意の範囲の画素情報を外部制御信号
に応じて、主に素子内部で処理し画実施例１ 実施例１の固体撮像素子は、ＣＣＤ、ＭＯＳ等の方式の
固体撮像素子を示し、垂直水平制御信号に応じて垂直方
向の転送と水平方向の転送を制御し任意の範囲の画像を
外部制御信号に応じて制御するものである。ブロック図
は第１図（ａ）に示しめすような構成で、第１図（ａ）
は、インターライン式のＣＣＤ方式の固体撮像板の撮像
部５を用いた例を示し、光検知用のフォトダイオード等
の光検知画素７１と、情報転送用の転送用画素７２の組
み合わせが水平方向及び垂直方向に並び、マトリクス状
に配置されている。実際の固体撮像素子は、水平方向で
４００〜５００画素、垂直方向で２５０〜３００画素が
標準であるが、図面の関係、水平方向４画素×垂直方向
５画素の例を示し、動作原理を説明する。

光検知画素７１により、光電変換された画像情報は、１
フイード毎もしくは１フレーム毎に転送パルス回路７３
からのパルスにより、光検知画素７１から転送用画素７
２に矢印に示すように、−斉に転送される。転送された
各転送画素７２は、垂直方向に転送する。

垂直転送部？４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ上を垂直転
送回路７５の第１垂直クロック回路７５ａ及び第２垂直
クロック回路７５ｂからの垂直転送りロック信号に応し
て図面下部方向に転送される。下部方向に転送された各
画素の電気情報は、水平方向に転送する水平転送部７６
上を水平転送部回路７７の第１水平クロック回路７７ａ
及び第２水平クロック回路７７ｂの水平転送りロック信
号に応じて、図上右方向に転送され、信号出力回路７８
に到達し、画像信号として出力される。

以上は、基本的な動作原理であるが、画像制御がオン状
態になった時は、垂直方向及び水平方向及び回転方向の
制御が行なわれる。撮像板はマトリクス状の画素をもち
、水平垂直方向にのみ転送されるため実施例１の方式て
は純電子的に、回転方向の制御は行えない。このため回
転駆動部に撮像部５をとりつけ、希望回転角に応じて制
御する事により、全ての成分の画像補正が可能となる。

本文では電子的に行なう垂直方向及び水平方向の制御の
動作原理を説明する。

画面補正を行なう場合、最終的に撮像部５の結像面上で
、等測的に画面が補正されるように水平制御回路により
、垂直転送回路７５の垂直転送りロック信号を変調し、
得たい画素情報が水平転送部７６に達する時間を垂直ブ
ランキング時間中に制御する。この事は実質的に検出し
た画素信号が、垂直方向に移動した事になり、信号出力
回路７８からは垂直方向の画面が制御された画像信号が
得られる。

次に水平方向の画面制御は、補正量演算部補正量の演算
がされ、水平制御回路により、水平転送回路７７の水平
転送信号が変調される。水平転送部７６上には、補正に
より得たい画素情報と、その周辺の不要な画素情報が存
在する。この不要な画素情報をスキップして、必要な画
素情報をアクセスできればよい訳てあり、この方法には
様々な方式が考えられる。

もし、時間軸の圧縮伸長を行なわないなら水平帰線期間
中に不要な画素情報の部分を高速に転送してしまい必要
な画素情報の冒頭部から水平読み出しを開始すれば良い
。この方法は、水平方向つまりヨ一方向の補正範囲が比
較的狭くて良い場合有効である。この補正範囲の限界は
水平帰線期間中に転送できる画素数であるが、テレビ信
号の場合を例にとると水平走査時間６３．５１１ｓに対
し、水平帰線期間は規格により異なるか、例えば１１．
ｌｕｓのオーダーであり、１画素の水平方向の転送時間
は、一般的に５０〜１００μｓ位必要である。このため
撮像板の転送りロック信号の例が７．２ＭＨｚや１０．
７ＭＨｚに設定されている。従って１００〜２００の画
素分の移動が、水平ブランキング期間中に可能であり、
この範囲てよいなら時間軸の圧縮伸長を行わず、撮像板
内で処理が可能である。この事により、画素情報の水平
方向の等測的な移動、つまり水平方向の画像制御が行わ
れる。ここで参考までに垂直方向の制御範囲を述べると
、水平帰線期間は約６００μｓと水平帰線期間の５０倍
近くあり、当然この間に転送できる画素数の理論限界も
５０倍の５０００〜１万画素と、充分すぎる位あるため
、垂直方向の制御範囲は撮像部５のチップ面積と、結像
部４の結像範囲により、制約を受けるのみと考えてよい
。

これに対して水平方向の制御範囲は、時間軸の圧縮信号
を行なわなければ、上述のように水平転送速度の限界か
ら、狭い制御範囲に限定される。一般的にテレヒ映像を
例に挙げると、垂直振れの方が多く目立つためこの方式
は垂直方向の制御を広範囲に行ない、水平方向の制御は
画面の、例えば１０〜２０％位の範囲内のみ行なう固体
撮像素子を、時間軸圧縮伸長　・回路等の附加回路なし
て、従って低コストで実現するという効果かある。更に
水平方向の制御範囲を拡張したい場合は、第２５図の信
号出力回路７８の中に点線のブロック図で示すように時
間軸の伸長もしくは遅延を行なう時間軸制御回路７８ａ
を設ける事により可能となる。

具体例をあげると、水平方向に５００画素が最終的に必
要な時、撮像部５には例えば１０００の水平方向の画素
を配し、例えば水平走査時間の６３．５＃Ｓで１０００
画素を全てよみ出す。この中には３１．７５μＳに補正
に必要な５００画素、この前後の３１．７５ＵＳに補正
に不要な５００画素があるため、補正に必要な５００画
素の冒頭部に達するまで待ち、冒頭部に達するとこれを
制御範囲の一番遅い時間帯に設定した復調同期信号まで
遅延させ、この復調同期信号に同期して、必要な５００
画素の読み出しを開始する。この場合３１．７５ｕｓか
ら規格である。６３．Ｓｕｓに伸長して、順次送り出す
事により水平方向の揺動が補正された画像信号が信号出
力回路７８から得られる。

この時間軸制御回路を設ける事により、水平転送部７６
の転送速度を一定にできるため、ＣＣＤの場合の高速転
送時と低速転送時に異なる転送残留電荷の画像への悪影
響が防げ、画質か向上するという効果かあり、又、当然
ヨ一方向の制御範囲を充分広くとる事が可能となる。

実際にとのような画像が補正されるかと説明するために
、画素数を水平、垂直方向に各１／１００位に減らした
撮像部５を入射光方向からみた平面図、第１図（ａ）〜
（ｄ）を用いる。まず第１図（ａ）のように撮像部５は
水平方向に４列、垂直方向に５列のマトリクス状の画素
をもち、水平転送部７６及び信号出力回路７８の部分を
各々１列とみなして５列×６列のマトリクスをもち、第
１図（ａ）のように水平方向に５ケ、垂直方向に６ケの
番号をつけ、各画素の座標を水平と垂直の番号により例
えば（１，１）というように表現するものとする。

そして、各画素上に結像している光学情報は、各々の光
検知画素７１により、充電変換された後転送パルス回路
７３のパルス信号により、各々の転送用画素７２に送り
こまれた後の状態を示している。便宜的に、各々の画素
情報を丸印で示し補正後に必要な画素情報を黒丸、不要
な画素情報を白丸で示したのが第１図（ａ）であり、画
素は（１，１）から（４，５）まで全ての転送用画素７
２中にあり、このうちとり出したい画素は黒丸で示す（
２，２＞、（２，３）、（３，２）、（３，３）の４つ
であ茗〉設定する。

まず、各フィールド毎もしくは各フレーム毎に垂直方向
の補正を行なう。このためには、上述のように垂直ブラ
ンキング時間中に、垂直制御回路により、垂直転送回路
７５の垂直転送りロックの速度、もしくは速度は一定で
、クロック数を制御する事により、第１図（ｂ）に示す
ように補正後に必要な画素情報が座標（２，６）、＜３
．６＞の水平転送部７６中に入る。

これでこのフィールドもしくはフレームにおける垂直方
向の補正制御は完了した事になる。

次に水平方向の制御は上述のように、各水平ブランキン
グ期間中もしくは時間軸制御回路７８ａにより行われる
が、ここでは時間軸制御回路７８ａを用いない方式の説
明をする。

上述のように、水平制御回路により水平転送回路７７の
水平転送信号は制御され、水平転送部７６中の各画素は
、垂直ブランキング期間終了後、右方向に外部制御信号
に応して転送りロック速度を変えたり、クロック数を変
える事より、第１図（Ｃ）の（５，６）のように、水平
走査開始時間に同期して補正後の画素情報か出力される
ように、制御される。

この水平転送を必要な走査線の数だけ行なった後の状態
を示したのが第１図（ｄ）であり、補正後の画像電気信
号の出力は終わり、水平転送部７６上に補正に不要な画
素情報が残っているだけであり、全ての転送用画素７２
からは電荷は掃き出　。

されて、残っていない状態を示している。この時、残存
する電荷をさらに掃き出すため各画素に従来から行なわ
れているようにスイッチ素子を設け、更に確実に電荷を
各々の転送用画素７２から取り除いてもよい。

さて、各フィールド毎、もしくは各フレーム毎の画像信
号読み出しの１サイクル時間中にフォトダイオード等か
らなる光検知画素７１には結像した光学像の光情報によ
り、光電変換した電気量が蓄えられている。垂直ブラン
キング時間中に、転送パルス回路７３により光検知画素
７１から、転送用画素７２に画素情報を移す事により、
画像読み取りサイクルの最初の状態に戻る。

このサイクルの間に、光学的結像の移動が発生していな
ければ、第１図（ａ）の状態に戻り、同様の動作が繰り
返し行われるが、もし、このサイクルの間に光学的結像
の移動が発生していれば、固体撮像素子もしくは外部で
最適補正量の計算が速やかに行われ、外部制御信号によ
り補正信号が与えられる。

ここて、■サイクルの間の光学像の移動により、本来撮
影すべき被写体の画素情報が、第１図（ｅ）のように、
別の画素部に木っているとする。具体的には、（２，２
）に入るべき情報：：’；Ｔ）　−１９＝ が第１図（ｅ）では（３，３）に、（２，３）が（３，
４）に、（３，。

２）が（４，３）に、（３，３）が（４，４）に誤って
入っている事になりこの変動量をめ補正する必要がある
。この垂直方向及び水平方向の変動量は図示していない
補正量演算部によりめられ、この変動分だけ次の画像読
み出しサイクルにおいて、垂直転送回路７５．水平転送
回路７７により、逆補正する事により、垂直、水平方向
の画像移動に対しては、制御範囲内であれば、補正され
、安定した見易い美しい連続画像が得られる。回転方向
の画像変動に対しては、マトリクス状の画素配列で、垂
直方向と水平方向の転送しか制御てきないため、上述の
ように回転駆動部に撮像部５をとりつけ回転させる必要
があるが、一般的な用途ては垂直、水平方向の制御だけ
で充分連続画像の制御効果が得られるため、回転方向の
制御を省いても効果は高い。従ってこの本発明の本実施
例の固体撮像素子により、純電子的に画像制御ができる
撮影装置が実現する。もちろん回転制御を行なう事によ
り画像はさらに安定する。

この実施例は機構部分がないため、半導体技術のめざま
しい進展を考えると非常に丈夫で、さらに将来的に低コ
ストの連続画像改善効果のあるテレビカメラを小型で提
供できる事　２０− は明らかであるため、非常に実施効果の高いものである
。

又、上述のように時間軸圧縮、伸張を行なう時間軸制御
回路を設けないと、水平ブランキング期間中の短い時間
内に、多くの画素情報を水平転送回路７６で転送必要が
あり、転送速度の限界から水平方向の画像補正範囲が狭
い範囲に限定されてしまっていたが、この問題は、比較
的時間の長い垂直ブランキング中に画素の水平転送を行
なう事により解決できる。

これを示したのが第１図（ｆ）で、第１図（ａ）の構成
に加え、光検知画素部７１と、転送画素部７２の上に第
１図（ｆ）に示すように、垂直方向の転送用電極を設け
、かつ、一部もしくは全部の画素群を水平方向の一方向
に転送する画素電荷群水平転送機能をもつ画素部水平転
送回路７９を設け、第１転送りロック回路？９ａと第２
転送りロック回路７９ｂにより、図の右方向に各々の画
素情報を転送するように構成しである。これにより、時
間的余裕のある垂直ブランキング期間中に、全ての画素
情報を画素部水平転送回路７９により図の右方に転送し
、水平方向の画像制御がなされる。これとは別に、電荷
除去回路６６も加えである。これは、２つのブロックか
らなり、１つは垂直転送部電荷除去回路６６ａで、これ
は第１図（ｆ）において垂直転送部電荷除去回路６６ａ
より、右端の垂直転送部７４ｄに配線された端子により
垂直転送部？４ｄの電荷を除去　。

する役割をもち、画素水平転送回路７９により、右方向
に転送された不要な画素情報の電荷の除去及び、各転送
セルのポテンシャル井戸内の電荷のオーバーフローを防
止する。

そして、もう１つのブロックは、水平転送部電荷除去回
路６６ｂで、水平転送部７６の一部のセルに除去電極を
設け、水平転送部７６内の不要な画素情報の電荷を速や
かにとり除き、補正に必要な画素情報の電荷との混合を
防止する。

以上の画素部水平転送回路７９と不要電荷除去回路６６
により、時間的余裕のある垂直ブランキング期間中に、
水平方向の画像補正が可能となるため、充分な水平方向
の補正範囲を確保する事ができるという効果が得られる
。

参考まで、動作を図面第１図（ｆ）〜（ｎ）を用いて説
明する。第１図（ｆ）は、光検知画素部７１から転送用
画素部７２へと、垂直ブランキング期間中等に画素部水
平転送回路７９により、画素情報が転送された直後の状
態を示している。第１図（ａ）と同じく水平方向４列、
垂直方向５列の画素情報を丸印で示し、白丸が補正後不
要となる画素情報、横線丸及び縦線丸、座標で表わすと
（２，２＞、（２，３）、（３，２＞、（３，３）の４
画素が補正後必要となる画素情報であると仮定する。こ
の垂直ブランキング時間は、画素の転送時間に比べると
充分余裕があるため、画素部水平転送回路７９により、
各画素情報を各転送用画素７２から各光検知用画素７１
へ、図で右側方向に転送させる。この状態が第１図（ｇ
）である。この時、右端の垂直転送部７４ｄに転送され
た補正に不要な画素情報の電荷は、垂直転送部電荷除去
回路６６ａにより除去されている。従って、次の水平転
送りロックサイクルにより、第１図（ｈ）のように、座
標（４，２）、（４，３）には、縦線丸印で示す補正に
必要な画素情報の右端が、右端の垂直転送部７４ｄにく
る。これで、水平方向の画素補正は主に垂直ブランキン
グ時間中に完了した事になる。なお、この場合インター
ライン方式のＣＣＤの場合、光検知用画素部７１は光透
過構造となっており、又転送用画素部７２は先達へい構
造となっているのが通常であり、本実施例も、この構造
を採用している。従って、画素情報が光検知用画素部７
１を水平方向に転送される過程において受光電荷が雑音
として加わるが、一つの画像情報の受光時間が約１７６
０秒、つまり１６．７ｍｓに対し転送中の雑音の受光時
間は、横１０００画素、一画素転送時間を５０ｎｓとす
ると、５０ＵＳの受光時間となりこの影響は全体の受光
時間に比べると無視できるオーダーで、画素の劣下は殆
んどないと考えてよい。

さらに少なくしたい場合は、各光検知用画素７１に電荷
除去端子又はＴｒを設け、各画素部水平転送サイクルに
蓄積される電荷を除去すればよい。

こうして、第１図（ｈ）のように、垂直ブランキング時
間中に、水平方向の画像補正制御は、完了した。残った
垂直ブランキング時間中に垂直方向の画像補正制御を第
１図（ａ）〜（ｅ）で説明したのと同し手法で行なう。

垂直転送回路７５により各垂直転送部７４上を、図の下
方向に補正量だけ画素情報を転送すると、第１図（Ｃ）
のように補正後必要な画素情報が水平転送部７６上の座
標（３，６＞、（４，６）に示すように転送されてくる
。この時水平転送部７６の座標（２，６＞上に転送され
た、補正後不要となる画素情報は電荷除去回路６６の水
平転送部除去回路６６ｂにより除去されているため、水
平転送部７６の座標（２，６＞は、空の状態となってい
る。この後補正に必要な画素情報は第１図（」）のよう
に順次、信号出力回路７８により画像信号として外部に
出力される。当然図には示していないが光検知画素７１
にはモザイク上に色フィルターが配置され、この画素信
号を信号処理する事によりＮＴＳＣ信号もしくは、ＰＡ
Ｌ、ＳＥＣＡＭ等のカラー画像信号が得られる。

第１図（ｊ）に示すように水平転送部電荷除去回路６６
ｂにより、水平転送部７６上の補正に不要な画素情報は
除去されている−１ため水平転送部７６上には、電荷は
残っておらず即刻水平ブランキング中に、次の画素情報
を水平転送部７６に転送する事ができ、第１図（齢に示
すように、水平転送部７６上に、補正に必要な画素情報
が入り不要な画素情報の電荷は座標（２゜６）に示すよ
うに水平転送部電荷除去回路６６ｂにより除去される。

そして、水平転送部７６上の、補正に必要な画素情報が
信号出力回路７８により出力されると１フイールドの画
面の出力が完了し、垂直ブランキング期間に入りこの間
に第１図（９，）に示すように補正に不要な残った画素
情報を、外部に掃き出す。そして、第１図（ｍ）に示す
ように、１フイールドもしくはｌフレーム走査期間中に
光検知用画素７１に蓄積された電荷は、垂直ブランキン
グ期間中に画素部水平転送回路７９からの転送信号によ
り各々の光検知用画素７１から各々の転送用画素７２に
転送される。前のフィールドと次のフィールドの走査期
間中に例えば、画像の移動を行ないたい場合、第１図（
Ｉｌ＋）のようになり第１図（ｆ）とは異なった補正量
だけ水平方向は画素部水平転送回路７９により、垂直方
向は垂直転送回路７５により、共に時間的余裕のある垂
直ブランキング中に補正する事ができる。特に第１図（
ａ）の方式では、制御範囲　２５− が広くとれなかったが第１図（ｆ）の方式では、水平方
向の制御−範囲を充分広くとれるという効果が得られる
。

第１図（ｎ）は、その後、同じ垂直ブランキング中に画
素部水平転送回路７９により、ヨ一方向つまり水平方向
の広い補正を行った後の状態を示している。

第１図（ｆ）のＣＣＤ撮像板の撮像部５の左上部を拡大
したものが第１図（０）であり、画素部水平転送回路７
９と垂直転送回路７５のみを図示している。左上部の８
つのセルＡ、Ｂ、Ｃ。

Ｄ、　Ａ’、　Ｂ’、　Ｃ’、　Ｄ’は１組の画素単位
であり、実際は数十万画素あるが図面の関係で垂直方向
に３列、水平方向に３列の９画素分のみを示す。この各
画素内の構成は全て同じで、一画素分の各セルのうちＡ
、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｃ’の上には、電荷転送用の電極が薄い
絶縁層を介して設けられており、Ａ′。

Ｂ’、Ｄ’の斜線で示す部分は不純物を拡散させる事に
より、設けた電荷転送を防止するためのチャンネルスト
ッパ一部である。まずＡは光検知用画素７１てあり、こ
の上に設けられた電極は、水平に転送する第１転送りロ
ック回路７９ａに接続されている。次のＢは水平転送用
のセルで、この上の電極は第２転送りロック回路７９ｂ
に接続されている。Ｃは転送用画素７２て、この上の電
極は垂直転送回路７５内の第１垂直クロック回路７５ａ
に接続され、垂直転送部７４の１部を・−２構成する。

ＤはＢと同じく水平転送用のセルで、この上の電極はＢ
と同しく水平転送用の第２転送りロック回路７９ｂに接
続されている。残るＣ′は垂直転送部７４の一部を構成
する垂直転送用セルで、この上の電極は第２垂直クロッ
ク回路７５ｂに接続されている。そして斜線で示すＡ’
、　Ｂ’、　Ｄ’の部分は、電荷の転送を防ぐチャンネ
ルストッパーである。

第１図（０）は各光検知用画素７１部上に結像した光学
像により光電変換が行なわれた直後の状態を示し、９つ
の画素部に１〜９の番号のついた丸印で示す画素情報が
入っている。

Ｐ形基板を用いたＮチャンネルのＣＣＤ撮像板の場合、
転送されるのは電子であり、転送電極にＬＯＷの電圧を
加えるとその下の井戸は浅くなり、電荷はＬＯＷの電位
の電極の部分から排除される。このＬＯＷの電位の電極
部分を四角形で示す事にする。従って、第１図（０）に
おいては各画素のＢの部分及びＤの部分及びＣ′の部分
がＬＯＷの電位に各クロック回路により、設定されてい
る。従ってこの状態ては、１〜９の各画素情報は転送さ
れず、画像情報の光電変換を１フイールドもしくはｌフ
レームの時間だけ継続し電気情報を蓄積する。■フィー
ルドもしくは１フレームの時間が終了する七、各画素情
報は画素部水平転送回路７９の水平転送りロック信号に
より、まず水平方向の転送を開始する。第１図（Ｄ）の
ようにＡ、ＣｆＪ＜ＬＯＷ電位、ＢがＨｉｇｈ電位にな
るため図の右方向の水平方向に転送される。次のサイク
ルでは第１図（ａ）に示すように、Ｂ、Ｄ、Ｃ’がＬＯ
Ｗ電位、Ａ、ＣがＨｉｇｈ電位のため画素情報はＣにと
とまり、この場合垂直転送部７４の下方向への転送は、
ＬＯＷ電位であるＣ′により阻止されているため、継続
して水平転送を続け、第１図（ｒ）の状態となる。

従って水平方向の画像補正が、この構成、この構造のＣ
ＣＤ撮像板で可能となる。前述の水平方向の補正量は補
正量演算部で、ズーム比等によりめられ、この補正量だ
け画素の水平転送か行なわれる。この補正は、主に比較
的時間の長い垂直ブランキング期間中の初期の短い時間
中に完了し、水平方向の制御範囲も転送速度の限界を考
慮しなくてよいため広い範囲が可能となる。なお、光検
知用画素７１以外は遮光構造となっているが、遮光構造
となっていない光検知用画素７１の部分をヨ一方向の揺
動に応じて画像情報は転送されるため、不要な画像の雑
音を、水平転送補正量か大きくなればなる程受けること
になるが、この対策として、各光検知用画素部に電荷除
去ＳＷを設は水平転送りロックに同期して、不要な画像
情報に基づく電荷を水平転送毎に除去しても良い。しか
し、ＮＴＳＣの場合垂直走査期間１６．７ｍｓに対し、
水平補正のため水平転送時間は１００μｓのオーダーで
あり、必ずしも必要な機能ではない。こうして、水平方
向の補正を完了した状態を示したのか第１図（ｓ）て、
この状態は第１図（ｈ）の状態と同しである。従ってこ
の後、垂直転送部７４により、図の下の方向に垂直方向
の制御分だけ垂直方向の画像情報の転送が行なわれ、今
度は垂直方向の補正が行なわれる。この場合第１図（Ｓ
）。

（ｔ）、　（ｕ）に示すように、水平転送は行なわれず
画素水平転送部上では、各セルＡがＨｉｇｈの電位、Ｂ
（！：Ｃの各セルはＬＯＷの電位で、Ａでの光電変換に
よる電荷蓄積か始まり、セルＢ。

ＣはＬＯＷ電位に、垂直転送中は第２転送りロック回路
により保持されるため垂直転送部７４から水平方向への
転送電荷の漏れは防止される。こうして、垂直転送回路
７５の転送りロック信号により、画素情報は下方向への
転送を開始し、垂直転送部７４上の各セルの各井戸は転
送方向性をもたせであるため、第１図（ｔ）、　（ｕ）
に示すように垂直方向の各セルは２相て、Ｈｉｇｈ電位
、ＬＯＷ電位を繰り返し、画素情報は垂直ブランキング
期間中にピッチ揺動を補正する分だけ下方向に移動し、
第１図（ｉ）の状態になった時ピッチ揺動補正を完了す
る。

−９ｑ　− これと平行して、第２８図（ｕ）の光検知用画素７１内
には次のフィールドもしくはフレームの画素情報が点線
丸印番号１０から１８のように蓄積を開始し、第１図（
９，）示すように、１フイールドもしくは１フレームの
走査か完了した時点で、画素部転送回路７９により光検
知用画素７１から転送用画素７２へと転送され、上記の
１フイールドもしくは１フレーム毎のピッチ、ヨー揺動
の補正制御サイクルをくり返す。この第１図（ｆ）、　
（０）の方式は、上述のように水平方向の制御範囲を大
きくとれる他、製造プロセスは従来の転送速度用のプロ
セスを用いる事がてきるため、従来設備で容易に量産で
てきるため早くコストダウンを計る事ができるという効
果が上記の他に加わる。第１図（０）の図では、図面の
関係で光検知側画素７１の開口面積が小さくなっている
が、当然もっと大きくとる事が可能な事はいうまでもな
い。又、各画のセルは８っであるが、実際はＡ、Ｂ、Ｃ
，Ｄ、Ｃ’の５つのセルと、Ａ′。

Ｂ’、Ｄ’の一組のとチャンネルストッパーの６つのセ
ルで良し八〇 実施例２ 実施例１ては、時間軸の制御を行うか全画素情報の一斉
水平転導構造を採用しない限り水平方向つまりヨ一方向
の制御　３０− 範囲を大きくとれない事を述へた。そして時間軸制御回
路７８ａを附加した実施例も示したが、この時間軸制御
回路を追加する事は、素子の面積増大もしくは部品点数
の増大等の高コスト化要因の他、時間軸の制御により画
像に悪影響を与える要因か増える。実施例２は、第２図
（ａ）に示すように実施例１に加え新たに水平転送部制
御回路８０を設けこの中の転送出力部制御回路８０ａに
より、水平転送部７６の各転送部に転送出力部を変更す
る。出力部制御ＳＷ８１ａ、８　ｌｂを設け、水平転送
部７６の出力の取り出し口をヨー制御回路１１ｂのヨー
揺動情報に応じて制御るものであり、実施例１との大き
な違いはこの点にある。出力部制御ＳＷ８１ａ、８　ｌ
ｂにより出力取り出し部を変更するし、不要な転送部を
飛び越すため水平転送速度を揺動に応じて速める必要が
ない。このため転送速度の限界速度に関係なしに、ヨ一
方向つまり水平方向の制御範囲をピッチ方向の制御範囲
と同等以上拡くとれるという効果が得られる。

さらに、リセット回路８０ｂを附加すれば補正した後不
要となる画素情報のみを、ヨー制御回路１１ｂのヨー制
御信号に応じてリセット５Ｗ８２ａ、８２ｂにより選択
的にアース等に掃き出す事により、水平転送部７６内に
残留電荷による画質の劣下が防げるという効果がある。

又、各光検知画素７１　。

内に電荷除去端子を設け、電荷除去回路により各検知画
素７１内の光電変換後の情報を１フイードもしくは１フ
レームの受光期間中にリセットすることに残像を消す事
かできる。画面移動による残存電荷を垂直ブランキング
時間内つまり１７６０秒毎に除去する場合画面移動が大
きいと、例えば５Ｈｚで２０％の画面揺れかあり水平画
素を６００００画素ると、１フイールド中に１つの光検
知画素７１上を１０画素の光情報か通過し、この画素を
混合したが情報１つの画素部に蓄積されてしまう。従っ
てよみ出し時に補正しても、画像が劣下する。

この例の場合１０画素という値は制御回路により検知で
きるので、光学像移動の大きさに応して、電荷除去回路
６６により電荷をフィールド期間中にとり除く方法を採
用している。

この例の場合、１／１０の露光時間になるように電荷除
去回路を制御すると通過する１０画素のうち所望する１
画素の情報のみが光検知画素７１にとりこまれる。結像
面における光学像移動量が少ない時は、働かず移動量が
多くなるに従い電荷除去回路の除去回数もしくは除去時
間を増やすと残像の影響は当然の事ながら減り、画像の
劣下が防げる。この方式は、スチルカメラにおいてシャ
ッターを速くした事と同じ理屈て残像は減るが感度は下
がる。このため電荷除去回路は絞り駆動部を駆動し受光
量を多くするか、急速な揺動の増加に対しては、信号出
力回路７８の増幅度を上げ、画面の明るさの減少を防止
する機能をもつ。

この水平レジスタ制御回路の具体的な動作を示したのが
第２図（ａ）〜（ｄ）で第２図（ａ）は、実施例１で説
明した第１図（ａ）と同様黒丸が補正後に得たい画像情
報、第２図（ｂ）は、垂直方向の補正転送を完了した状
態を示す。水平転送部７６に必要な画素の電荷が転送を
完了した段階で、この例の場合出力制御５Ｗ８１ａをＯ
Ｎにする事により、得たい画素情報、座標（３゜６）は
、第２図（Ｃ）に示すように、信号出力回路７８に出力
される。実施例１のように各転送部を高速に転送させる
制御を行なわせると、転送速度の限界で水平方向の制御
の範囲が制約を受けるが、この実施例のように水平転送
部の取り出し口を変更する方式はいくつかの水平転送部
を飛び越す事になるのて、転送速度の限界に無関係に水
平方向の制御範囲を任意に拡大できるという効果が得ら
れる。

又、必ずしも必要てないが、リセット回路８０ｂにより
リセット５Ｗ８２ａをＯＮにすることにより水平転送部
の不要な画、素情報は第２図（ｂ）（７）座標（１，６
＞、第２図（Ｃ）の座標（１゜　３３− ６）（２，６）のように除去され、必要な画素情報のよ
みとりが完了した時点ては、第２図（ｄ）に示すように
水平転送部７６上には、電荷は残っておらず次の走査線
の画素情報の垂直転送が、可能なようになっている。

以上のように、本実施例は、水平方向の転送部の飛び越
し出力をおこなわ行なわせるので水平方向の転送速度を
速くしなくとも、水平方向のつまりピッチ方向の広い制
御範囲を撮像素子内で行なえるため小型で低コストで水
平、垂直方向の広い制御範囲をもつ撮影装置か実現てき
るという効果がある。

実施例３ 実施例２の方式は、変化速度の大きい光学像の移動に対
しては、光検知画素７１に電荷放出手段を設け、変化速
度が速くなるに伴い電荷放出時間を永くする方式をとっ
ている。逆のいい方をすれば光検知画素７１の充電変換
に伴う電荷蓄積時間を短くする。つまり露光時間を短く
する方式でスチルカメラのシャッター速度を揺動が大き
な場合、速くするのと同し原理でハツキリした補正画面
を得られる反面、露光時間が短くなるため、感度がその
分だけ下がる事になる。昼間時の戸外撮影時には、支障
とはならないが、夜間の室内撮影等の時に問題となる。

この方式を説明すると、電荷転送型撮像板は、基板中の
電荷井戸を上部に設けた電極の印加電圧を変化させる事
により、移動させ井戸の中の電荷を転送する方式て丁度
、バケツで電荷を順次転送する方式という表現が一般人
への説明用によく用いられている。原理の理解を容易に
するためにこの説明を用いると従来のＣＣＤ撮像素子は
、露光時間中はバケツの位置は移動させないで、ｌフレ
ームもしくは１フイートの間、光電変換に伴い発生した
電荷を固定したバケツの中に蓄積する方法であった。そ
して、垂直ブランキング期間中に、光検知用画素７１の
バケツ内に、たまった電荷をインターライン方式では、
全てのバケツの電荷を隣接して設けられたバケツである
転送用画素７２に転送しフレーム転送方式では、１フレ
一ム分の全ての画素のバケツを一斉に別に設けたフレー
ム蓄積部に一度に転送する方式を既存の撮像素子は採用
している。そして、本発明の実施例１，２で示す固体撮
像素子では光検知画素７１のハケッ内の画素情報は１フ
イールドもしくはｌフレームの間圃定する方法をとった
。

従ってその揺動が、通常の露光時間であるｌフレームも
しくはｌフィールドの走査期間の１／３ｏ秒もしくは１
／６゜秒で補正できない場合、揺動の速度に応じて、露
光時間を変化させる方式を説明した。つまり、揺動が速
いと、光検知画素部７１のバケツの中に貯まった不要な
電荷を捨てる訳で、−この分感度が低下する事になる。

実施例３の方式は、この感度の低下を防ぐために１フイ
ールドもしくは１フレームの走査期間中も揺動に応じて
リアルタイムで各光検知画素７１のバケツの中に貯まっ
た各画素情報の電荷を垂直方向の双方向、つまり上下方
向、そして水平方向の双方向、つまり左右方向に、あた
かもバケッリレーの如く電荷を従来の撮像素子の１方向
の転送方向ではなく４方向に制御回路により転送する方
式である。結像した光学像の揺動に伴う撮像部５の結像
面上の移動を追いながら、各々のバケツ内の電荷が１フ
イールドもしくは１フレームの期間中に補正する方向に
リアルタイムで移動するため、揺動により結像画像がい
くら速く移動しても、電荷の転送速度の範囲内なら追従
し、ｌフィールドもしくは１フレ一ム間の画素情報の充
電変換に伴い発生する電荷は実施例２ではすてたが、本
実施例ではすてる事なく、効率的に１フイールドもしく
は１フレームの間蓄積できるため、画像制御に伴う感度
の低下を防ぐ事ができるという効果が得られる。これを
図面で説明すると、第３図が撮像部５及び垂直水平転送
回路及び垂直、水平制御回路１１ａ、ｌｌｂ等の主要ブ
ロック図を示した図で、実施例３の本発明の固体撮像素
子は、従来方式であるフレーム転送方式とよく似た構成
のＣ−１ＣＤ撮像素子の構成５を用いており、第３図に
示すように撮像部５の上半分が充電変換を行う光検知用
画素７１がマトリクス状に配置された受光部９０である
。実際は最終出力画素を５００ｘ５００画素きした場合
、最低１０００ｘ１０００画素で、構成されているが、
図面の関係で、タテ６列ヨコ７列の画素を図示している
。受光部９０は各画素を垂直水平の４方向に転送する受
光部垂直水平転送回路９１に接続されており、この受光
部垂直水平転送回路９１は、前の実施例で、説明したピ
ッチ制御回路１１ａとヨー制御回路１１ｂに接続されて
いる。そして、この垂直制御回路１１ａと水平制御回路
１１ｂはそれぞれ内部に補正量演算部１１ｈ、１１ｉ七
もつ。

また、撮像部５の下半分は、上半分を構成する受光部９
０の画素情報のうち補正に必要な画素情報のみが、主と
して、垂直ブランキング期間中に、受光部水平転送回路
９１と垂直転送回路７５により一斉に、短時間に垂直の
下方向に転送され、１フレームもしくは、１フィールド
分の画素情報が蓄積される蓄積部９２て、図では、水平
３列、垂ＴＩＬ３列のマトリクス状の画素を示しており
、ｔ２−１１においてフレームもしくの部分は示してお
り斜線の丸印が、蓄積された各画素情報を−１示す。

この転送完了時には、受光部９ｏがらの電荷が、蓄積部
９２に混入しないように転送部電荷除去回路６６ｄによ
り、混入電荷を除去する等の手段がとられ、ｌフィール
ドもしくは１フレームの読み出しが完了するまで、受光
部９ｏの転送制御とは独立して、蓄積部９２内の画素情
報の転送は垂直転送回路７５及び、水平転送回路７７に
より行なわれ、出力回路７８により映像信号として出力
され、カラー信号に復調される。

ｔ＝ｔ２において、第３図（Ｃ）のように、垂直転送回
路７５により、画素情報が垂直下方向に転送され水平転
送部７６に送り込まれた後、水平転送回路７７により右
方向に転送され、出力回路７８より映像信号の出力を開
始する。

１＝１３において第３図（ｄ）に示すように最後の走査
線の走査を行ないｔ−１４において第３図（ｅ）に示す
ように、全ての画素情報の読み出しを完了し垂直ブラン
キング期間に入る。

この後、転送部電荷除去回路６６ｄによる受光部９ｏが
ら蓄積部９２への電荷の混入防止機能を停止させ、受光
部９ｏがら蓄積部９２への電荷の転送を可能上させる。

ｔ−ｔ５において第３図（ｆ）に示すように、受光部垂
直転送回路９１と垂直転送回路７５により、受光部９０
の画素情報を垂直下方向に転送させ、１＝１．において
、第３図（ｇ）に示すように、受光部９０の画素情報の
うち必要な画素情報（番号１〜９の丸印）の蓄積部９２
に転送を完了し、再び転送部電荷除去回路６６ｄにより
、座標（３，６）、（４，６）、（５，６＞のセルの電
荷除去等の機能を作動させ、受光部９０から蓄積部９２
〜の電荷流入を防止する。これにより、第３図（ｂ）で
示した１＝１゜のフィールドもしくはフレーム走査サイ
クルの最初の状態に戻り、その後受光部９０と蓄積部９
２は、次の垂直ブランキング期間まで独立して、別々に
電荷の転送を行なう。

従って、実施例３の場合、蓄積部９２の垂直転送回路７
５と水平転送回路７７は、揺動の画像補正制御を主体的
に行なう機能はもたず、揺動の画像補正の制御は受光部
９０内で１フイールドもしくは１フレームの受光期間中
に、受光部垂直水平転送回路９１により行なわれる事に
なる。

次に受光部９０における画像補正制御の説明をすると画
像出力制御を変更したい場合、撮像部５上の結像面上の
最適揺動補正制御量に対応する電気信号が、垂直制御回
路１１ａ及び水平制御回路１１ｂから、受光部垂直水平
転送回路９１に送られる。

　３９− この場合、実施例１，２と実施例３が大きく違うところ
は、前者は、１フイールドもしくは１フレームの走査期
間中は、画素情報の垂直方向及び、水平方向の画像補正
のための各画素情報に基づく電荷の転送は行なわず、主
として垂直ブランキング期間中に垂直方向、水平方向の
画像の補正のための電荷の転送を行なう事により画像を
補正していたが、実施例３の場合、主として１フイール
ド又はｌフレームの画素情報の受光期間中に第５図（ａ
）〜（ｅ）（後述する）に示すように垂直方向、水平方
向の画像制御信号に応じて、ＣＣＤ基板中のポテンシャ
ル井戸を垂直、水平方向の画像範囲制御信号に応してリ
アルタイムて、垂直方向の上下方向と水平方向の左右方
向の４方向に転送するリアルタイム電荷転送方式をとっ
ている。ここで、第３図（ｂ）のように、受光部９０の
水平方向に７列、垂直方向に６列の光検知用画素７１が
あり、ある時間ｔ＝ｔ、において、７Ｘ６＝４２ケの図
中丸印で示す画素情報を得ており、この画素情報のうち
、丸印の中に番号１〜９をつけた９つの画素の上に、点
線の長方形で示す範囲に得たい被写体の画素情報が結像
しているとする。この場合、１〜９の各光検知部７１で
光電変換が行なわれ、各画素のポテンシャルの井戸の中
に、被写体の画素情報の各画素外に対応々、２．二、　
−４０− した電荷が第５図（ｂ）（後述する）に示すように、露
光時間　。

中に蓄積される。

そして１フイールドもしくは１フレームの時間が完了し
ない間、次の時間１＝１２に至るまでにヨ一方向の揺動
が発生し、目標とする被写体の結像光学像が第３図（Ｃ
）の水平座標（４〜６）垂直座標（３〜５）の点線で示
す範囲に移動した場合、何も対策をとらなければ受光期
間中に通過したの複数の画素情報が１画素混合され、画
像がホヤけてしまう。本発明では、この水平方向の水平
補正量は水平制御回路１１ｂから出力され、この情報を
基にして受光部垂直水平転送回路９１は各画素中の電荷
を水平方向に補正量だけ転送するため第３図（ｂ）に示
すｔ　”　ｔ　＋の時の水平座標（３〜５）、垂直座標
（３〜５）にあった１〜９番の丸印で示す、画素情報に
基づく各電荷は、前の実施例のようにすてられる事なく
、水平方向に転送され、第３図（Ｃ）に示すように、目
標とする被写体の移動に追従し、順次隣のセルに引きつ
がれていく事になる。従って、水平方向の早い水平画像
範囲補正制御信号に対しても、転送速度の範囲内てあれ
ば被写体からの光を光電変換した電荷の蓄積を前述の実
施例のように中断させる必要はない。そして、この転送
速度を仮に画素あたり１００ｎｓとし最終出力画面の一
辺を５００画素とし、揺動の振巾を最悪値である画、面
の１００％と設定して単純に計算すると、１秒内に１０
７画素転送できるため画面１００％の振巾の２００００
　Ｈｚという超高速の水平方向の制御信号に、追従する
という事になり、補正制御の周波数特性の従来方式に比
へて著しい改善が計れる。

しかも感度の低下はない。当然垂直方向も全く同じよう
にして、周波数特性の改善が計れるため、垂直、水平方
向の補正制御周波数は著しく改善され、補正量検知手段
の周波数特性に限定されるのみとなる。斜め方向の揺動
補正は水平方向の補正と垂直方向の補正の組み合わせて
高速に行なえる。この超高速応答は、揺動検出手段に応
じて制御する方式の場合、産業用画像認識装置の入力装
置以外にも民生用ビデオカメラ等の様々な効果が得られ
る。

例えば、民生用途では現在規格統一が進められている電
子カメラにおいてカメラ撮影に伴なう、画面ブレは、従
来方式の固体撮像素子てはｌフィールドの走査時間つま
りｌ／６０秒のシャッター速度のための画面プレ対策が
問題となっており、前の実施例で説明した手法等により
露光時間を短くするという対策が考えられるがこの場合
、感度が低下するという問題点が発生する。しかし、本
発明の実施例３の撮像素子を用いる事により、静止被写
体撮影時のカメラ振れに対しては、等　７価的にシャッ
ター速度が最速値でＬＯｑｓｅｃになった事を意味し、
実用上カメラ振れの全（起こらない電子カメラを実現で
きる。

但し当然の事ながら、１フィールド露光方式を用いれば
動く被写体に対してはシャッター速度ばあ（までも１／
６０秒てあり、動く被写体を静止させるには、電子的な
手段により露光時間を短かくするか移動物体検知手段を
設ける等の別の対策か必要となってくるがブレの原因の
殆んどが手振れて発生し、スチルカメラの場合問題とな
る画像ブレは、被写体の動きよりも手振れが原因てあり
特に望遠レンズを使った手持ち撮影時の殆んどの画像ブ
レがカメラボディの動きに基づくものであるためカメラ
ボディの位置を検知することにより抑制できる。このた
めこの撮像素子は、その高速応答特性により、静止被写
体の超望遠レンズを使った手持ち撮影をも可能とする電
子カメラを実現てきるという可能性を提供する。又、こ
の実施例の固体撮像素子は手持ちの民生用ビデオカメラ
以外にも放送局用のヒデオカメラにも応用できる。例え
ばナイター中継のスロービデオ画像をみても解る通り、
例え丈夫な三脚を用いても、流し振りをした場合、各１
枚１枚の画像が流　４３− れている事がスロー再生時見受けられるがこの問題点も
本発明の固体撮像素子を用いることにより、ボール等の
動く被写体は改善されないがグランド等の背景等の静止
被写体は流れる事なく、ハツキリと補正される。従って
放送局用ヒデオカメラに用いても流し撮り時の静止被写
体の１枚１枚の静止画像が、感度の低下なしに補正され
る事になりスローモーションもしくは、スチル画面放送
時の画像流れを防止できるという効果が得られる。以上
のように電子カメラや放送局用カメラに用いてもこの固
体撮像素子は風景、背景、建物等の静止被写体の撮影時
に効果がある。

そして、別途設けた高速の画像認識手段を用いればカメ
ラボディや光学系を機械的に動かす事なく、動く被写体
を追う事かできるため、画像認識手段が低コストになれ
ば、動く被写体の像も高速に画像補正できるようになる
という将来的な可能性がある。

さて、動作原理の説明に戻ると、感度を上げるために、
各画素の受光部のセルの間にある転送用セルも透明電極
の採用等により光電変換機能をもたせるようにすれば、
１フイールドもしくは１フレームの期間中の光電変換に
よる電荷蓄積が全（中断されず、隣のセルに順次引きつ
がれてゆくので画像範囲の制御による感度の低下はより
少なくなるという効果が　。

得られる。

又この水平方向の第３図（ｂ）から第３図（Ｃ）に示す
ような電荷転送に伴ない、第３図（ｂ）で水平座標６、
垂直座標１〜６にあった電荷は、第３図（Ｃ）では、水
平座標７、垂直座標１〜６に合流させられ、場合により
オーバーフローしてブルーミング等により画質を劣下さ
せる。従って周辺の画素部に設けた電荷除去部から電荷
除去回路６６により、転送に応じて、周辺部の電荷を除
去している。この事により転送に伴なう周辺部の電荷の
オーバーフローが防止され画質劣下が防止されるという
効果が得られる。この場合この回路を設けず、周辺部の
セルに電荷放出部を設けて基板等に電荷を常時放出させ
てもよい。但し、上述のように座標（３，６）（４，６
＞（５，６）の３つの画素部は、受光期間中は受光部９
０からの電荷が画素情報の蓄積部９２に流れこまないよ
うに、転送部電荷除去回路６６ｄにより電荷の転送阻止
もしくは、電荷の除去を行なう事により、電荷もれによ
る出力画像の劣下を防ぐという重要な効果かある。

垂直方向の画像補正に関して説明すると、同一のフィー
ルドもしくは同一のフレームの走査時間内のｔ−ｔ２か
ら１＝１３−４５　− に至るまでに、第３図（ｄ）の点線矢印で示すように被
写体の光学像が垂直方向の図の上方向に移動した場合、
水平方向の補正を同様にして、最適補正量の情報が垂直
制御回路１１ａより、受光部垂直水平転送回路９１にあ
たえられる。被写体像を光電変換した番号１〜９の丸印
で示す画素情報は、水平方向の場合と同様にして、受光
部垂直水平転送回路９１により、第３図（ｄ）のように
、被写体像の対応する部分に転送され、被写体像の各画
素の情報は、１フイールドもしくは１フレームの間中断
する事なく光電変換され続ける。こうして垂直方向、水
平方向の制御を繰り返しながら、■フィールドもしくは
１フレームの画素情報の受光が完了したｔ＝ｔ４におい
て第３図（ｅ）に示すように丸印１〜９て示す画素情報
は、点線長方形で示す被写体の結像部の位置とは関係な
しに、受光部垂直水平転送回路９１により、水平座標３
〜５の部分に高速に水平転送された後、転送部電荷除去
回路６６ｄによって電荷の転送を阻止していた座標（３
，６＞、（、，４，６＞、（５，６＞の画素部を開き受
光部９０から、蓄積部９２への画素情報の転送を可能と
し受光部垂直水平転送回路９１と、垂直転送回路７５に
より、垂直方向の図の下方向に丸印１〜９で示す画素情
報を転送し、ｔ＝ｔｓにおいて第３図（ｆ）に示すよう
に、　４６− 受光部９０から蓄積部９２へと、被写体の画素情報は転
送さ　。

れ、１＝１６において、第３図（ｇ）に示すように、被
写体の全ての画素情報は、蓄積部９２への転送を同じ垂
直ブランキング期間に完了し、転送部電荷除去回路６６
ｄにより受光部９０から蓄積部９２への電荷の混入は防
止されるため、受光部９０と蓄積部９２の電荷は独立し
て別々に転送され蓄積部９２内の前のフィールドもしく
は前のフレームの画素情報（丸印の番号１〜９）は第３
図（ｂ）で示すｔ　””　ｔ　＋と同じく垂直方向及び
水平方向の電荷の転送により画素情報を読み出し出力回
路７８からは画像信号が出力される。一方受光部９０て
は、第３図（ｇ）の長方形の点線で示す範囲に撮影対象
の被写体が結像し、その部分の光検知用画素（丸印１１
〜１８番）には、被写体の各画素の光量に対応した電荷
の蓄積が開始される。そして、前述の如く、カメラボデ
ィの揺動に応じて、蓄積電荷は前のフィールドにおける
制御と同様、画像の揺動を補正する方向に受光部垂直水
平転送回路９１により転送制御される。

次にこの受光部垂直水平転送回路９１の動作原理を各セ
ルの拡大図を用いてさらに詳細に説明する。第４図（ａ
）は水平方向に７列、垂直方向に６列並んだ各画素の拡
大図で各画素は図に示すように、全て対称構造となって
あり、座標（７，。

■）に示すようにＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｈ，Ｉ　の
９つのセルから構成されている。このうち斜線て示すＡ
、Ｃ，Ｇ。

■　のセルはＰ型もしくはＮ型等の不純物の拡散等によ
りチャンネルストッパーが設けられた電荷転送禁止領域
９３でありＥのセルは、光検知用の光検知画素部７１で
あり、この横断面図は第５図（ａ）に示すようにＰ型も
しくはＮ型の半導体基板９４の上に５ｉ０２等の薄い絶
縁膜９５を介して電極９６ｅが設けられ、この電極９６
ｅは共通りロック回路９１ａに接続されている。Ｄ、Ｆ
のセルは水平転送用のセルて上面には、第５図（ａ）に
示すように、水平転送用の電極９６ｄ、９６Ｆが設けら
れ、電極９６ｄは、第１水平クロック回路９１ｂに接続
され、電極９６Ｆは、第２水平クロック回路９１Ｃに接
続されている。各時点における界面ポテンシャルによる
、電荷井戸の状態を示したのが、第５図（ｂ）〜（ｅ）
（後述する）である。

図に示すように、結像した光学像により第５図（ｂ）で
は、光検知部のＥのセルの井戸に光電変換により丸印で
示すように電荷が蓄積されつつある状態を示している。

Ｐ型基板の場合、マイナリティキャリャである電子が光
電変換により蓄積される。そして、Ｂ、Ｈ，のセルが上
下の垂直転送を行う垂直転送用セルで、第６図（ａ）の
横断面図に示すように、絶縁膜９５　、を介して電極９
６ｂ、９６ｈが上部に設けられており、被写体の光学像
により光電変換された電荷が井戸の中に第６図（ｂ）に
示すように蓄積される。

具体的な垂直水平の四方向の転送動作を説明すると、第
３図（ｂ）に示したｔ−ｔｌにおける状態を拡大したも
のが第４図（ｂ）で、水平座標３〜５．垂直座標３〜５
の範囲にある点線の長方形部か、撮影目的の被写体の背
景を含む結像範囲を示し被写体の各画素情報板は、光検
知用画素により光電変換され、番号１〜９の丸印が各画
素に対応する電荷を示している。この横断面図を示した
のが、第５図（ａ）て第５図（ｂ）はこの場合の界面ポ
テンシャル状態を示している。上述のようにＰ型基板の
場合電子が転送電荷となり、電極９６にＬＯＷの電圧を
加えるとポテンシャル井戸が浅くなる。従って第５図（
ｂ）では、電極９６ｆ、９６ｄがＬＯＷで電極９６ｅが
ＨｉｇｈになっておりＥのセルと隣のＥのセルに４，５
の丸印で示す画素情報が蓄積されている。この状態を上
面からみた図が第４図（ｂ）である。

上述のように電極をＬＯＷにすると、電荷の転送が阻止
される。ここでは説明を容易にするために前の実施例と
同様に、このＬＯ，Ｗにした電極部を四角臼で示す。従
って、以下第４図（ｂ）〜（ｆ）の図の四角臼の部分の
セルは電荷の転送が阻止される事を意味するものとする
。ここで、第４図（ｂ）の１〜９の画素情報は、まわり
を四角臼で示すＬＯＷ電位の電極のセルで囲まれており
、蓄積電荷の転送は阻止されている。座標（５゜４）の
丸印の番号４の画素部を撮像部５の基板の図の水平方向
の断面図が第５図（ａ）であり、その界面ポテンシャル
状態を示したのが第５図（ｂ）で、各画素の電荷は電荷
井戸の中に、閉じ込められて、水平方向には動けない。

又、同じ画素の基板の垂直方向の断面図が第６図（ａ）
であり、ポテンシャルの状態を示したのが第６図（ｂ）
で、各画素は、電荷井戸の中に閉し込められ、垂直方向
に動けない状態にある。

以上の説明から、ｔ＝ｔｌにおいて各画素の電荷は、水
平方向にも垂直方向にも固定されている。

では次は、外部状況の変化により被写体の画像が第３図
（Ｃ）に示したように１＝１２に至るまでに、図の右方
向に移動しこれを、水平方向の検出手段が検知しこの情
報に基づき、画像の右方向の移動に追従させながら、図
の同じく右方向に電荷を転送させる時の、各電極に与え
る電圧を変化させる事により各電荷を右方向に水平転送
する動作原理を説明する。電極はｌセル毎に転送され、
第４図（ｂ）の１＝１．の状態から、まず第４図（Ｃ）
の１セル分だけ動く。水平方向の電荷転送期間中は一７
垂直方向への転送電荷の漏れを防止するために、第１垂
直クロック回路９１ｄと第２垂直クロック回路９１はＬ
ＯＷの電位を発生し、第６図（ａ）に示す第１垂直転送
電極９６ｂと第２垂直電極９６ｅはＬＯＷ電位となりポ
テンシャルの状態は第６図（ｂ）のようになり、Ｄのセ
ルとＦのセルの間のＥに井戸ができ、セルＢ、Ｈの電荷
は水平転送される状態となる。電荷の水平方向の転送期
間中は、この状態が維持されるためセル、Ｄ、Ｅ、Ｆ、
Ｄ、Ｅ、Ｆと連続した水平転送部が、撮像素子上に、電
子的に形成される事になる。従って、後は第５図（ｂ）
〜（ｅ）で示すように第１水平クロック回路９１ｂ１共
通りロック回路９１ａ１第２水平クロツク回路９１ｃの
動作電圧を変化させ各電極の部分のセル、Ｄ、Ｅ、Ｆの
部分の電極の電位を変化させる。最初の状態は、第５図
（ｂ）に示すように、Ｄ＝ＬＯＷ、Ｅ＝Ｈｉｇｈ、Ｆ＝
ＬＯＷのため、井戸の中に番号４゜５の画素情報に基づ
く電荷は固定されている。次に、Ｄ＝ＬＯＷ、Ｅ＝Ｈｉ
ｇｈ、Ｆ＝Ｈｉｇｈにすると、第５図（Ｃ）に示すよう
に井戸が、右方向に拡大し電荷が右方向に移る。次に、
徐々にＥの電位を下げる事により、電荷は右方向へ移動
し、第５図（Ｃ）の状態から、第５図（ｄ）に示すよう
に、Ｄ＝ＬＯＷ、Ｅ＝ＬＯＷ、Ｆ＝Ｈｉｇｈになり、Ｆ
のセルの下のみに井戸が形成　。

され、Ｅのセルから右隣りのＦのセルへと、■セル分の
電荷の水平転送サイクルは完了する。この後は、第５図
（ｅ）に示すようにＤの電位をＨｉｇｈにして、Ｄ＝Ｈ
ｉｇｈ、Ｅ＝ＬＯＷ、Ｆ−Ｈｉｇｈの構成により、井戸
を右方向に拡げＦのセルから右隣のＤのセルへの電荷の
水平転送サイクルを開始し上述のように同し転送原理に
よりＦのセルから右隣のＤのセルへ電荷を転送する。こ
の状態を示したのが第４図（Ｃ）で点線長方形で示す被
写体の光学像に追従している。従って本来光検知用のＥ
のセルだけでなく、本来電荷転送用のＦのセルや、Ｄの
セルを透過構造電極採用等の手段により光検知構造とす
る事により電荷転送中も光電変換は、中断されず転送に
伴う感度の低下を防止するという重要な効果が得られ、
ヒデオカメラや、電子スチルカメラ等にこの撮像素子を
採用する事により、暗いところても、純電子的な画像補
正効果のある撮影装置が得られる。そして次の水平転送
サイクルにより、Ｄのセルから右隣りのＥのセルへ各々
の画素の各々の電荷の転送を行ない、■画素分の電荷の
画素水平転送サイクルは完了し第４図（ｄ）に示すよう
に、点線長方形で示す被写体の結像した光学像に追従し
ながら被写体の各画素に対応する各セル部の電荷は右方
向に水平方向に転送される。逆に左方向に水平転送した
い場−５合は、右方向の各セル電荷の水平転送サイクル
と逆の動作を行えば、左方向に各電荷は転送される。具
体的に、Ｆのセルから左隣りのＥのセルへの転送サイク
ルを示すと、まず第５図（ｄ）のような状態になるよう
に、Ｄ＝ＬＯＷ、Ｅ＝ＬＯＷ。

Ｆ　＝　Ｈｉｇｈの電位を信号のタイミングチャート上
で、作り出し、次に第５図（Ｃ）の状態にし、次に第５
図（ｂ）の状態にする事により下のセルから、左隣りの
Ｅのセルへの電荷の水平転送サイクルは完了する。この
ようにして、右方向の水平転送と同様にして、左方向の
水平転送が可能となり、水平方向の左右の画像補正制御
信号に対しても、本実施例の撮像素子は、左右にしかも
、感度の低下なしに画像補正できるという効果が得られ
る。この水平転送サイクルの期間中は上述のように垂直
方向のセルＢとＨへの電荷の漏れを防ぐため第３２図（
ｂ）の垂直方向のポテンシャル図に示すようにＢとＨの
セルはＬＯＷ電圧となっている。この事により水平方向
補正中の垂直方向への電荷の漏れを防ぎ、画像補正して
も画像の鮮明度を劣下させないという効果が得られる。

今度は、垂直方向の画像補正をするための垂直方向の電
荷の垂直転送を説明する。まず、第３図（Ｃ）に示すｔ
−ｔ２の状態から外部条件の変化により、第３図（ｄ）
に示すｔ＝ｔ３の状態、つまり被写体の光学像が、垂直
の上方向に、移動した場合、この移動に追従して電荷を
垂直方向の上方向へ転送する垂直転送サイクルを述へる
。基本的な動作原理は電荷の水平転送サイクルと向しあ
り、垂直方向の場合は、第５図（ｂ）の水平方向ポテン
シャル図に示すようにＤのセルとＦのセルの電位を、垂
直転送サイクルの期間内、ＬＯＷにして垂直転送電荷の
水平方向への漏れを防止する。このことにより、撮像素
子上には垂直方向の上下双方向に電荷を転送する垂直転
送部が電子的に形成された事になる。この状態で、第４
図（ｄ）に示す受光部拡大図の番号４２番号７の画素の
ポテンシャル図を示したのが第６図（ｂ）であり、第６
図（ａ）に示すように第１垂直クロック回路９１ｄと、
共通りロック回路９１ａ、第２垂直クロック回路９１ｅ
により、各電極を介して電位を与えられており、この場
合、Ｂ＝ＬＯＷ、Ｅ＝Ｈｉｇｈ、Ｈ＝ＬＯＷとなってお
り、番号１２番号４９番号７の電荷は、Ｅの小さい井戸
の中に固定されている。上述のようにＤ＝ＬＯＷ、Ｆ＝
ＬＯＷとなり水平方向の電荷の漏れは防止されている。

次に第５図（Ｃ）のポテンシャル図に示すようにＢ＝Ｈ
ｉｇｈ、　Ｅ＝Ｈｉｇｈ、　Ｈ−ＬＯＷ、にすることに
よりＥのセルにあった井戸が、上方向に隣接するＢのセ
ルへと拡大され、これに伴ない、番号１゜１＼−７ 番号４２番号７の各電荷は、垂直方向の上方向へと移動
する。

次に、水平転送サイクルと同様ＥのセルにＬＯＷの電圧
を徐々に与える事により番号１２番号４２番号７の各電
荷はさらに上方向への転送を続け、第６図ω）に示すよ
うに、元のＥのセルの上方向のＢのセルに、はぼ完全に
転送されセルの垂直転送サイクルは完了する。この状態
の受光部拡大図を示したのが第４図（ｅ）である。さら
に第６図（ｅ）に示すようにＢのセルから上に隣接する
Ｈのセルへの垂直転送サイクルを開始し、最終的に第４
図（ｆ）の受光部拡大図に示すように１画素分の上方向
の垂直転送サイクルを完了する。下方向の垂直転送サイ
クルは、転送りロック信号のタイミングチャートを変更
し、第６図（ｄ）のポテンシャル図になるように、印加
電圧を加え次に第５図（Ｃ）のポテンシャル状態にし、
第５図（ｂ）のポテンシャル状態にする事により下方向
の垂直電荷転送が可能となる。

こののち、主に垂直ブランキング期間中に、受光部９０
内の画素情報を含む電荷は、蓄積部９２に転送され画像
信号として出力される事は、詳しく述べた。

以上のように、本実施例の撮像素子及び制御回路を用い
る事により、結像光学像を、通常の使用条件で考えられ
るもつ　５５− とも速い結像光学像の移動速度よりはるかに速い速度で
、正゛−確に追従するため高速の画面補正に対しても補
正効果がある固体撮像素子が、感度の低下なしに得られ
るため、本実施例の各項で、述べたように著しい周波数
応答と、感度の維持が純電子的に可能になるという効果
が得られる。なお、実施例では垂直の双方向の画素電荷
転送と水平の双方向の画素電荷転送の４方向の画素電荷
転送の例を示したが、垂直もしくは水平の双方向の画素
電荷転送を行なっても、−次元の同様の効果が得られる
。

発明の効果 以上詳しく説明したように、本発明は、外部制御信号に
応じて垂直転送部や水平転送部の電荷転送制御を行い受
光部の全画素情報の中から任意の範囲内の画素情報がと
り出せるため、産業用、民生用の物体認識装置の画像入
力部の撮影範囲の選択を撮像素子内で処理できるため、
従来の外部メモリー処理方式に比べると非常に簡単な構
成、小型、低コストに加えて撮像部内部で画素電荷を直
接移動させるため高速応答しリアルタイムのＴＶ信号の
画像処理ができる。産業用、民生用の撮影装置の従来機
械方式で行なっていた画像補正を電子特に実施例３の固
体撮像装置は、リアルタイムで、電荷を−・４方向に転
送させる方式の画像制御を行ない、外部制御信号により
受光電荷を光学像に追従させる事も可能なため、画像補
正を行なっても感度の低下のない固体撮像装置や、受光
電荷を光学像に追従制御する事により画面移動をしても
一枚一枚の静止画像の解像度が著しく向上した撮影装置
を実現させるもので、効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は（ａ）〜（ｅ）は本発明の固体撮像装置の第１
の方式の電荷転送制御方式の動作説明図、第１図（ｆ）
〜（ｎ）は本発明の固体撮像装置の第２の方式の電荷転
送制御方式の動作原理図、第１図（０）〜（ＩＩ）は第
２の方式の電荷転送制御方式の動作原理の拡大図、第２
図（ａ）〜ω）は撮像素子部の電荷転送制御方式の動作
原理図、第３図（ａ）は本発明の実施例１の固体撮像装
置のブロック図、第３図（ｂ）〜（ｇ）は電荷転送動作
原理図、第４図（ａ）は本発明の固体撮像装置の受光部
の拡大図、第４図（ｂ）〜（ｆ）は拡大した電荷転送動
作原理図、第５図（ａ）は固体撮像装置の水平方向の横
断面図、第５図（ｂ）〜（ｅ）は水平方向の電荷転送動
作原理を示す界面ポテンシャル図、第６図（ａ）は固体
撮像装置の垂直力を示すポテンシャル図である。　・−
・−７図番の説明

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）水平方向と垂直方向のマトリクス状に配置され、
   光電変換により画素情報の光を各画素に対応する画素電
   荷に変換する光検知画素部と、上記画素電荷を水平方向
   に転送する水平方向画素電荷転送部を上記画素電荷を垂
   直方向に転送する垂直方向画素電荷転送部とを有し、外
   部制御信号に応じて上記垂直方向画素電荷転送部と上記
   水平方向画素転送部のうち、少なくとも一方を制御する
   事により上記光検知画素部の特定の部分の上記画素情報
   に対応する上記画素電荷を画像出力信号として出力する
   ことを特徴とする固体撮像装置。
2. （２）水平方向画素電荷転送部は複数の出力取り出し部
   を有し、外部制御信号に応じて、上記出力取り出し部を
   選択的に動作させる事を特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の固体撮像装置。
3. （３）水平方向画素電荷転送部はその画素電荷を外部制
   御信号に応じて水平双方向に、および／または垂直方向
   画素電荷転送部はその画素電荷を外部制御信号に応じて
   垂直双方向に転送する事を特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の固体撮像　′装置。
4. （４）光検知画素部はそのマトリクス配置された領域の
   周辺部に電子的に転送画素電荷を除去する画素電荷除去
   部が設けられた事を特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の固体撮像装置。
5. （５）光検知画素部はその全画素電荷もしくは全画素電
   荷の一部の画素群を外部制御信号に応じて一斉に水平一
   方向に転送する画素電荷群水平転送部を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置。