JPS6172482A - Ｃｃｄ撮像素子 - 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】 〔技術分野〕 本発明は電荷結合素子（以下ＣＯＤと略称する）をイメ
ージセンサとして用・いたｃｃｏｍ像素子像間子、特に
光電荷を生成蓄積可能なフォトセンサに、光像に応じた
光電荷を蓄積させる手段および蓄積された光電荷の転送
手段の改良に関する。

〔従来技術〕

一般に固体１１ｉ像素子は、小型、軽量、長寿命。

低消費電力等の特徴を有している。このためイメージセ
ンサとして従来の撮像管に代って広く利用されるに至っ
ている。特に（、ＣＤを用いた固体撮像素子、なかでも
フレームインターライン転送方式のＣＣＯ撮像素子（Ｆ
　Ｉ　Ｌ−ＣＣＤＩＩ像素子）は解像度特性、耐ブルー
ミング・スミア特性等の特性上において非常にすぐれて
おり、最も多く使用されている。

第８図は上記Ｆ　Ｉ　Ｌ−ＣＣＤＩｆｉ像素子の代像側
子示すブロック図である。第８図において１は基板上に
マトリクス状に配設されたｐｎダイオードあるいはＭＯ
Ｓダイオードなどからなるフォトセンサである。これら
のフォトセンサーは光学系（不図示）を通して“光像を
照射されると、その光像の入射光量に比例した光電荷を
生成蓄積するものどなっている。なお１Ａは奇数フィー
ルドに対応する奇数ライン上のフォトセンサを示してお
り、１Ｂは偶数フィールドに対応する偶数ライン上のフ
ォトセンサを示している。２は垂直方向に配列艶 された各列毎のフォトセンサーにそれぞれ対応して設け
られた垂直シフトレジスタであり、３は上記各垂直シフ
トレジスタの最終シフト端にそれぞれ接続された蓄積レ
ジスタであり、４は上記蓄積レジスタ３のａｎシフト端
に接続された水平シフトレジスタである。また５は上記
水平シフトレジスタ３の最終シフト端に接続された出力
部である。

かくしてフォトセンサ１に蓄積された光電荷は、上記垂
直シフトレジスタ２．蓄積レジスタ３．水平シフトレジ
スタ４を経て出力部４へ転送され、この出力部４から水
平ライン信号として周期的に読出される。

第９図は上記フォトセンサ１への光電荷蓄積のもようと
、読出しのタイミングを示す図である。

この図に示すように、奇数フィールドに対応する奇数ラ
イン上のフォトセンサ１Ａと偶数フィールドに対応する
偶数ライン上のフォトセンサ１Ｂとには、タイミング信
号Ｓの１周期分（１フイ一ルド分）だけずれたタイミン
グで光電荷の蓄積が交互に１フレ一ム期間づつ行なわれ
、かつ読出しが行なわれる。

先ず１時点ｔ１から光電荷の蓄積を開始した奇数ライン
上のフォトセンサ１Ａの蓄積電荷は、時点で３において
垂直シフトレジスタ２に転送され、その直後において蓄
積レジスタ３へ高速転送される。その後、−水平ライン
分づつ水平シフトレジスタ４へ転送され、さらに水平シ
フトレジスタ４により出力部５へ転送され、出力部５か
ら奇数ライン信号として出力される。この動作が１フイ
一ルド分の水平ライン数だけ繰返されることにより、時
点ｔ３〜ｔ４の期間において奇数フィールド分の水平ラ
イン信号ＶＩＡの読出しが行なわれる。

次に、時点ｔ２から光電荷の蓄積を開始した偶数ライン
上のフォトセンサ１Ｂの蓄積電荷は、時点ｔ４において
垂直シフトレジスタ２へ転送され、その直後蓄積レジス
タ１３に高速転送される。その後、奇数フィールドの場
合と同様に一水平ラインづつ水平シストレジスタ４へ転
送され、さらに水平シフトレジスタ４から出力部５へ転
送され、出力部５から偶数ライン信号として出力される
。この動作が１フイ一ルド分繰返されることにより、時
点ｔ４〜ｔ５の期間において偶数フィールドの水平ライ
ン信号ＶＩＢの読出しが行なわれる。

かくして読出された奇数フィールドの水平ライン信号Ｖ
ＩＡと偶数フィールドの水平ライン信号ｖ１Ｂとで、１
フレームの水平ライン信号が形成される。

上記の如く、Ｆ　Ｉ　Ｌ−ＣＣＤＩＩ像素子においては
奇数ライン上のフォトセンサ１Ａにおいても偶数ライン
上のフォトセンサ１Ｂにおいても、光電荷蓄積時間は１
フレ一ム周期となっている。つまり１／３０秒の露光時
間による撮像が行なわれているわけである。このため、
被写体が動いていると、画像にぶれが生じる。動画ｍｅ
の場合には上記ぶれはそれほど支障をきたさないが、静
止画搬像の場合には大きな問題となる。かかる問題を解
決するには、光電荷の蓄積時間を短縮し、いわゆるシャ
ッター効果をもたせるようにすればよい。

光電荷の蓄積時間を短縮する手段として、オーバーフロ
ードレインによる電荷排出を行ない、素子自体にシャッ
タ機能をもたせる手段がある。すなわち、第８図に示す
如く、フォトセンサ１に隣接して設けられたオーバーフ
ロードレイン６に所定期間電圧を印加し、上記期間中は
フォトセンサ１の電荷を上記オーバーフロードレイン６
によって外部へ排出する。こうすることにより、上記期
間中は光電荷の蓄積を行なわせないようにする。この場
合、たとえば第９図に示す如く、奇数ライン上のフォト
センサ１Ａに対しては、時点ｔ１１までの期間はオーバ
ーフロードレイン６により電荷排出を行ない、時点ｔ１
１からｔ３までの期間だけ斜線で示す如く光電荷の蓄積
を行なうようにする。また偶数ライン上のフォトセンサ
１Ｂに対しては、時点ｔ１２までの期間はオーバーフロ
ードレイン６による電荷排出を行ない、時点ｔ１２から
ｔ４までの期間だけ斜線で示す如く光電荷の蓄積を行な
うようにする。このようにすることにより、光電荷の蓄
積時間が短縮されるので、撮像素子自体にシャッター灘
能をもたせることができる。

、、シかしながら上記手段には次のような欠点があった
。

すなわち、前記の如く光電荷の蓄積時間を短縮しシャッ
ター効果を発揮させるようにすると、奇数フィールドに
おける露光のタイミングと、偶数フィールドにおける露
光のタイミングとが完全に１フイ一ルド分ずれたものと
なる。その結果、各フォトセンサにそれぞれ蓄積された
奇数フィールドの電荷と偶数フィールドの電荷とを前述
したようにインターレース読出し方式で順次読出して１
フレームの画像を形成すると、被写体が動きのある被写
体である場合には、二つの異なった場面の画像が合成さ
れたものとなる。つまり映出される画像の一水平ライン
ごとの表示内容は交互にそれぞれ異なった場面の被写体
画像を示すものとなるので、極端な場合には二重画像と
なってしまう。

かくしてシャッター効果が有効に発揮されず、良好な画
質の静止画像を得ることができない欠点があった。

〔目的〕

本発明の目的は、被写体がたとえ動きのある被写体であ
っても、素子自体のシャッター効果により、ぶれがなく
解像度も高い良好な画質の静止画像を容易かつ安定に得
ることのできるｃｃｏｍ像素子を提供することにある。

〔概要〕

本発明は上記目的を達成するために次の如く構成したこ
とを特徴としている。すなわち、光電荷を生成蓄積可能
な複数のフォトセンサをマトリクス状に配設した光電変
換部における奇数ライン上のフォトセンサおよび偶数ラ
イン上のフォトセンサに、光像に応じた光電荷を１フレ
ーム内の所定期間において同時に生成蓄積させるように
する。

そして前記奇数ライン上の各フォトセンサに生成蓄積さ
れた奇数ライン電荷および前記偶数ライン上の各フォト
センサに蓄積された偶数ライン電荷を、各フォトセンサ
にそれぞれ二以上のセルが対応する如く各列毎に配設さ
れた垂直シフトレジスタに対して同時に一括して移し、
この移された電荷を上記垂直シフ１〜レジスタによって
それぞれ高速度で転送し、この高速転送される各列毎の
前記奇数ライン電荷と偶数ライン電荷とをそれぞれ別個
の蓄積レジスタに撮り分けて蓄積保持す葛。そしてこれ
らの蓄積レジスタに蓄積保持された奇数ライン電荷およ
び偶数ライン電荷に基いて奇数フィールドの水平ライン
信号および偶数フィールドの水平ライン信号からなる１
フル−ムの水平ライン信号を形成して出力するようにし
たことを特徴としている。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
である。なお本実施例においては説明の便宜上、撮像素
子アレイとして６行４列のものを例示している。

第１図において１０　（１０−１１，１０−１２゜１０
−１３．１０−１４〜１０−６１．１０−６２．１０−
６３．１Ｏ−６４）はｎ　＋　ｐフォトダイオードから
なる光電荷生成蓄積可能なフォトセンサである。これら
フォトセンサ１０は、奇数フィールドに対応する奇数ラ
インと偶数フィールドに対応する偶数ラインとが交互に
形成されるように、水平方向に行をなし垂直方向に列を
なす如くマトリクス状に配設され光電変換部を構成して
いる。また１１　（１１−１１，１１−１２，１１−１
３．１ｌ−１４）は上記各フォトセンサにそれぞれ隣接
して設けられた二相駆動ＣＯＤからなる垂直シフトレジ
スタであり、各フォトセンサにそれぞれ二つのセルが対
応する如く配設されている。

つまり垂直シフトレジスタ１１のセルのピッチはフォト
センサ１０のピッチの１／２に設定されており、奇数ラ
イン上および偶数ライン上の各フォトセンサに生成蓄積
された光電荷を同時に一括して受入れ可能な如く構成さ
れている。

これらの垂直シフトレジスタ１１−１〜１１−４の各最
終シフト端には蓄積レジスタ１２が接続されている。こ
の蓄積レジスタ１２は奇・偶ライン振分は用レジスタ１
２−１〜１２−４と、奇・偶ライン用蓄積レジスタ１２
−１８．１２−１ｂ〜１２−４ａ、１２−４ｂとからな
っている。すなわち、垂直シフトレジスタ１１−１〜１
１−４．４　　　　　の各最終シフト端に、奇・偶うイ
ン撮分は用レジスタ１２−１．１２−２．１２−３．１
２−４をそれぞれ介して奇・偶ライン用蓄積レジスタ１
２−１ａと１２−１１）、１２−２８と１２−２ｂ。

１２−３８と１２−３ｂ、１２−４ａと１２−４ｂ、が
それぞれ接続されている。上記各蓄積レジスタ１２−１
ａ〜１２−４ｔ）の最終シフト端には水平シフトレジス
タ１３が設けられている。上記垂直シフトレジスタ１１
−１〜１１−４および振り分は用レジスタ１２−１〜１
２−４にはシフト用りＯツクφＶ１．φｖ２が加えられ
る。また奇数ライン用蓄積レジスタ１２−１ａ、１２−
２ａ。

１２−３ａ、１２−４ａにはシフト用クロックφ８１、
φＳ２が加えられ、偶数ライン用蓄積レジスタ１２−１
ｂ、１２−２ｂ、１２−３ｔ）、１２−４ｂにはシフト
用クロックφＳ３．φＳ４が加えられる。ざらに水平シ
フトレジスタ１３には、シフト用クロックφＨ１，φＨ
２が加えられる。

水平シフトレジスタ１３の最終シフト端にはフローティ
ングディフュージョン１４が接続されており、このフロ
ーティングディフュージョン１４の出力端は出力トラン
ジスタ回路１５に接続されている。出力トランジスタ回
路１５は、ＦＥＴ１およびＦＥＴ２にてソースフォロワ
−を形成し、上記ＦＥＴ１のゲートにリセット用のＦＥ
Ｔ３を接続したものであり、バッファ回路としての機能
を有している。なお上記ＦＥＴＩのソースは出力端子１
６に接続されており、ＦＥＴ１およびＦＥＴ３のドレイ
ンはそれぞれ十Ｅ１．＋Ｅ２なる直流電圧印加用の電源
端子１７ａ、１７ｂに接続されている。

ところで前記各フォトセンサ１０にはオーバーフロード
レイン１８が隣接して設けられており、このオーバーフ
ロードレイン１８に制御信号φＯＦＤが印加されている
期間はフォトセンサ１０の電荷排出を行ない、フォトセ
ンサ１０に光電荷が生成蓄積されないようになっている
。そして上記制御信号φＯＦＤが印加されていない１フ
レーム内の所定期間において、光学系（不図示）を介し
て照射された光像に応じた光電荷を一斉に生成蓄積する
ものとなっている。上記蓄積された電荷は、各列のフォ
トセンサ群と垂直シフトレジスタ１１−１〜１１−４と
の間に設けた転送ゲート１９（１９−１〜１９−４＞に
トランスファーパルスφ丁が与えられた時点で各垂直シ
フトレジスタ１１−１〜１１−４に全て同時に一括転送
されるものとなっている。

第２図（ａ）（ｂ）は上記垂直シフトレジスタ１１の部
分の構成を示す図で、（ａ）は断面構造を示す模式図、
（ｂ）は操作パルス波形図である。

図中２０はシリコン基板であり、このシリコン基板２０
上に埋込みチャネルＣＣＤ２１を構成するためのｎ不純
物層Ｎ、Ｎ”が形成されており、その上に５ｉＯ２１１
１２２が形成されており、さらにその上に電極２３が形
成されている。かくして一つの電極下において、埋込み
チャネルＣ０Ｄ２１を構成しているｎ不純？！ＩＮ、Ｎ
−の濃度を変化させることにより、電荷転送方向を一方
向に特定し、かつ隣り合う二電極にて一群の信号電荷を
保持して、電荷転送を行なうものとなっている。

次に上記の如く構成された本実施例の動作を第３図に示
す波形図を適時参照しながら説明する。

第３図に示す如く、オーバーフロードレイン制御信号φ
ＯＦＤがＨレベルになっている期間は、フオドセンサ１
０の電荷はオバーフロードレイン１８を通して外部へ排
出される。このため上記期間中はフォトセンサ１０には
光電荷は蓄積されない。

そして上記φＯＦＤがＬレベルになると、すべてのフォ
トセンサ１０に光電荷の蓄積が一斉に行なわれる。つま
り第３図中、矢印で示す期間Ｔが光電荷の蓄積期間であ
り、それ以外は非蓄積期間であり、シャッター機能が発
揮される。

今、露光つまり光電荷の蓄積動作が終了する直前の時点
ｔ２１においてトランスファーパルスφ丁が転送ゲート
１９−１〜１９−４に加えられると、このタイミングで
は垂直シフトレジスタ１１−１〜１１−４に加えられる
シフト用クロックのうちφ■１がＨレベル、φ■２がＬ
レベルであるため、奇数ライン上のフォトセンサおよび
偶数ライン上のフォトセンサにそれまでの期間蓄積さ、
、　　　れた電荷が垂直シフトレジスタ１１−１〜１１
−４の各セルに同時に転送される。時点ｔ２１以後、シ
フト用クロックφ■１とφ■２が各垂直シフトレジスタ
１１−１〜１１−４に同時にかつはやい周期で加えられ
ると、各垂直シフトレジスタ１１−１〜１１−４に移さ
れた電荷は高速度で蓄積レジスタ１２へ転送される。こ
のとき、φ■１゜φ■２およびφ８１．φＳ２およびφ
Ｓ３．φＳ４の相互のタイミングの関係によって、奇数
ライン電荷は奇数ライン用蓄積レジスタ１２−１ａ〜１
２−４８に転送蓄積され、偶数ライン電荷は偶数ライン
用蓄積レジスタ１２−１　ｂ〜１２−４ｂに転送蓄積さ
れる。たとえば垂直シフトレジスタ１１−１により転送
される電荷のうち奇数ライン上のフォトセンサ１０−１
１．１０−３１．１０−５１から移された奇数ライン電
荷は振り分は用レジスタ１２−１を介し奇数ライン蓄積
レジスタ１２−１８に転送蓄積され、偶数ライン上のフ
ォトセンサ１０−２１．１０−４１．１０−６１から移
された偶数ライン電荷は偶数ライン用蓄積レジスタ１２
−１ｂに転送蓄積される。同様に垂直シフトレジスタ１
１−２．１１−３．１１−４により転送される電荷のう
ち奇数ライン電荷は奇数ライン用蓄積レジスタ１２−２
ａ、１２−３ａ。

１２−４８にそれぞれ転送蓄積され、偶数ライン電荷は
偶数ライン用蓄積レジスタ１２−２ｂ、１２−３ｂ、１
２−４ｂにそれぞれ転送蓄積される。

時点ｔ２２以後において、蓄積レジスタ１２に蓄積され
た電荷は水平シフトレジスタ１３へ順次転送される。す
なわち、時点ｔ２２においてφＳ１がＬレベル、φＳ２
がＨレベルになったところで、奇数ライン用蓄積レジス
タ１２−１ａ、１２−２ａ、１２−３ａ、１２−４ａの
各最終シフト端のセルに蓄積されている一番目の奇数ラ
イン電荷、つまりフォトセンサ１０−１１〜１０−１４
から移された電荷が、水平シフトレジスタ１３へ転送さ
れる。これらの電荷は水平シフトレジスタ１３に加えら
れるシフト用クロックφＨ１，φＨ２により順次シフト
され、フローティングディフュージョン１４に至る。そ
してこのフローティングディフュージョン１４により電
圧信号に変換されたのち出力トランジスタ回路１５を介
して出力端子１６から水平ライン信号として出力される
。

つづいて時点ｔ２３において、二番目の奇数ライン電荷
つまりフォトセンサ１０−３１〜１０−３４から移され
た電荷が上記と同様に読出され、さらに時点ｔ２４にお
いて、三番目の奇数ライン電荷つまりフォトセンサ１０
−５１〜１０−５４から移された電荷が上記同様に読出
される。このようにして奇数フィールドに対応する奇数
ライン上のフォトセンサ１０に生成蓄積された奇数ライ
ン電荷が期間ＴＡにおいて奇数フィールドの水平ライン
信号として読出される。この間、偶数ライン用蓄積レジ
スタ１２−１ｂ〜１２−４ｂに蓄積されている電荷は、
シフト用クロックφ８３．φＳ４が変化しないため、そ
のまま保持されている。

次に時点ｔ２５以後において、シフト用クロックφＳ３
がＬレベル、φＳ４がＨレベルになると偶数ライン用蓄
積レジスタ１２−ｉｂ〜１２−４ｂに蓄積されていた電
荷が水平シフトレジスタに転送され、館述した奇数フィ
ールドの場合と同様に読出される。すなわち時点ｔ２５
にて先ず一番目の偶数ライン電荷つまりフォトセンサ１
０−２１〜１０−２４からの電荷が水平シフトレジスタ
１３に転送されて読出され、つづいて時点ｔ２６にて二
番目の偶数ライン電荷つまりフォトセンサ１０−４１〜
１０−４’４からの電荷が水平シフトレジスタ１３に転
送されて読出され、さらに時点ｔ２７にて三番目の偶数
ライン電荷つまりフォトセンサ１０−６１〜１０−６４
からの電荷が水平シフトレジスタ１３に転送されて読出
される。このようにして偶数フィールドに対応する偶数
ライン上のフォトセンサ１０に蓄積されていた電荷が期
間ＴＢにおいて偶数フィールドの水平ライン信号として
読出される。

かくして前記奇数フィールドの水平ライン信号と上記偶
数フィールドの水平ライン信号とからなる１フレームの
水平ライン信号が読出される。

上記読出しが行なわれている期間において、フォトセン
サ１０には次のフレームの光電荷の蓄積・イ　　　　が
行なわれるが、第３図から明らかなように、本実施例に
おいては時点ｔ２８までの期間は前述したように、フォ
トセンサ１０には光電荷の蓄積が行なわれない。そして
時点ｔ２８からの期間Ｔにおいて次のフレームの光電荷
の蓄積が行なわれる。

このように本実施例においては、奇数フィールドおよび
偶数フィールドに対応する奇数ラインおよび偶数ライン
上の各フォトセンサ１０に、光像に応じた光電荷を１フ
レーム内の所定期間下において同時に生成蓄積させ、こ
れを上記各フォトセンサ１０に隣接して設けられた垂直
シフトレジスタ１１に同時に転送する。そして垂直シフ
トレジスタ１１に移された電荷を高速転送し、奇数ライ
ン、偶数ラインの電荷を、′ｌＩ数ライン用蓄積レジス
タ１２−１ａ〜１２−４ａと偶数ライン用蓄積レジスタ
１２−１ｂ〜１２−４ｂとに振り分けて蓄積保持し、こ
の蓄積保持された電荷を奇数ライン電荷、偶数ライン電
荷の順に順次読出すようにしている。したがって同一タ
イミングで露光した各フィールドの蓄積電荷に基いた被
写体の画像を１フレームの画像として映出可能となる。

その結果、撮像素子自体にシャッター機能をもたせるよ
うにしたものでありながら、従来のように奇数フィール
ドと偶数フィールドとの露光タイミングのずれに起因す
る画質の劣化は全くなく、良好な静止画像を得ることが
できる。

なお本実施例では各垂直シフトレジスタ１１−１〜１１
−４に対応してそれぞれ奇数ライン用蓄積レジスタと偶
数ライン用蓄積レジスタとを並設するようにしたので、
上記蓄積レジスタ配設部の面積が、光電変換部の面積の
約１／２ですみ、チップサイズが小さくてよく、歩留り
が向上する利点がある。

次に本発明の他の実施例について説明する。第４図は本
発明の第２の実施例の構成を示すブロック図である。な
お第１図と同一部分には同一符号を付し、詳しい説咀は
省略する。

本実施例が前記第１の実施例と基本的に異なる点は、第
１の実施例では垂直シフトレジスタとして２相駆動ＣＯ
Ｄからなる垂直シフトレジスタ１１を用いたのに対し、
本実施例では４相駆動ＣＯＤからなる垂直シフトレジス
タ４１を用いた点である。なおこれに伴って蓄積レジス
タおよび水平シフトレジスタも４相駆動に適合した蓄積
レジスタ４２．水平シフトレジスタ４３を用いている。

第５図は第２の実施例において用いられる垂直シフトレ
ジスタ４１の部分の構造を示す図で、図中５０はシリコ
ン基板、５１はｎ層、５２は５１０２１１１．５３は電
極である。図示の如く、この垂直シフトレジスタ４１は
４個の電極５３ごとにそれぞれ４群の信号電荷を転送駆
動するようにした４相駆動式のＣＯＤからなっている。

このため、２相駆動ＣＯＤの場合のように、電荷転送の
ためにｎ不純物の濃度を変化させるといった手段を必要
としない。したがって２相駆動ＣＯＤを使用する場合よ
りも、素子自体の構成は簡単化し、製造は容易となる。

なお、本実施例においては垂直シフトレジスタ４１のセ
ルのピッチはフォトセンサ１０のピッチの１／４となる
。

このように構成された第２の実施例の動作を第６図およ
び第７図（ａ）〜（Ｃ）に示す波形図を適時参照しなが
ら説明する。なお第７図（ａ）。

（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第６図の期間７ａ。

Ｔｂ、Ｔｃの拡大図である。第６図に示す如く、露光終
了時点の直前である時点ｔ３１にてφＴがＨレベルにな
ると、奇数ライン上のフォトセンサ１０−１１〜１０−
１４．１０−３１〜１０−３４．１０−５１〜１０−５
４の蓄積電荷および偶数ライン上のフォトセンサー０−
２１〜１ｏ−２４，１０−４１〜１０−４４．１０−６
１〜１０＝６４の蓄積電荷は、それぞれ対応する垂直シ
フトレジスター１−１〜１１−４に転送される。このと
きφＶ１はＨレベル、φＶ２〜φＶ４はＬレベルである
ので、電荷はφＶ１が印加される電極下に蓄積される。

次にφＶ１がＬレベル、φＶ２がＨレベルとなることに
より、電荷はφＶ２が印加された電極下に転送される。

以下、φＶがＨレベルとなる電極下に順次転送される。

垂直シフトレジスタ４１により高速転送された電荷はφ
Ｓ１またはφＳ５を印加される蓄積レジスタ４２に蓄積
される。奇数ライン上のフォトセンサからの電ｄ 荷が垂直シフトレジスタ４１によって転送されてきたと
きにはφＳ１がＨレベル、φＳ５はＬレベルであるため
、上記電荷は奇数ライン用蓄積レジスタのφＳ１印加ｌ
！極下に転送され、以下φ８２゜φＳ３．φＳ４の印加
電極下に順次転送される。

一方、偶数ライン上のフォトセンサからの電荷が垂直シ
フトレジスタ４１によって転送されてきたときには、φ
Ｓ１がＬレベル、φＳ５はＨレベルであるため、上記電
荷は偶数ライン用蓄積レジスタのφＳ５印加電極下に蓄
積される。そして以下φ８６．φ８７．φＳ８の印加電
極下に順次転送される。

このようにして奇数ライン電荷は奇数ライン用蓄積レジ
スタ４２−１ａ〜４２−４ａに、また偶数ライン用蓄積
レジスタ４２−１ｂ〜４２−４ｂに振り分けられて蓄積
される。

次に時点ｔ３２において、φＳ１がＬレベル。

φＶ２〜φＶ４が順次Ｈレベルとなることにより、各奇
数ライン電荷が奇数ライン用蓄積レジスタ４２のφＳ４
が印加されている電極下に移る。そして時点ｔ３３にお
いて第７図（ｂ）に示すようにφＳ４がＬレベルとなり
φＨ２がＨレベルとなったとき、上記電荷は蓄積レジス
タ４２から水平シフトレジスタ４３へ転送される。この
あと、φＨ３、φＨ４，φＨ１・・・が順次Ｈレベルと
なることにより、出力端子１６から１水平ラインの電荷
が水平ライン信号として出力される。この動作が奇数ラ
インの数だけ繰返されることにより、奇数フィールドの
水平ライン信号の読出しが終了する。

この間φＳ５〜φＳ８は変化しないので偶数ライン用蓄
積レジスタ４２−１ｔ）〜４２−４ｂに蓄積されている
電荷はそのまま保持されている。

奇数ライン用蓄積レジスタ４２−１ａ〜４２−４ａに蓄
積されていた電荷の読出しが終了し、時点ｔ３４に至る
と、今度はφＳ５がＬレベルになり、φＳ６〜φＳ８が
順次Ｈレベルとなることにより、偶数ライン用蓄積レジ
スタ４２−１ｂ〜４２−４ｂの蓄積電荷がφＳ８の印加
Ｎ極下に移る。

そして時点ｔ３５において第７図（Ｃ）に示すようにφ
Ｓ８がＬレベルとなり、φＨ４がＨレベルとなったとき
上記電荷は蓄積レジスタ４２から水平シフトレジスタ４
３へ転送される。そしてこの後、φ）−１１，φ）−１
２，φＨ３・・・が順次Ｈレベルとなることにより、１
水平ラインの電荷が出力端子１６から水平ライン信号と
して出力される。この動作が偶数ラインの数だけ繰返さ
れることにより、偶数フィールドの水平ライン信号の読
出しが終了する。

かくして、前記奇数フィールドの水平ライン信号と上記
偶数フィールドの水平ライン信号とからなる１フレーム
の水平ライン信号が読出される。

このように第２の実施例においては、４相駆肋ＣＯＤか
らなる垂直シフトレジスタ４１を用い、この垂直シフト
レジスタ４１に対し、奇数ライン上および偶数ライン上
の各フォトセンサ１０に生成蓄積された電荷を全く同時
に移し、これを高速度で蓄積レジスタ４２へ転送して奇
数ライン電荷および偶数ライン電荷をそれぞれ奇数ライ
ン用蓄積レジスタおよび偶数ライン用蓄積レジスタに蓄
積し、奇数ライン電荷の読出し後において偶数ライン電
荷を読出すようにしたものである。したがってこの実施
例においても読出される各フィールドの水平ライン信号
は同一の露光タイミングにて−斉にフォトセンサ１０に
蓄積された光電荷に基くものであるため、たとえ素子自
体にシャッター機能をもたせた場合でも前記第１の実施
例と同様に、露光のタイミングのずれに起因する画質の
劣化はなく、常にぶれのない良好な画質の画像を得るこ
とができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではない。

たとえば前記実施例では撮像素子自体にシャッター機能
をもたせる手段として、オーバーフロードレインにより
フォトセンサ１０の電荷を強制的に排出する手段を示し
たが、フォトセンサとしてＭＯＳ容」フォトダイオード
を用いた素子の場合には、上記フォトダイオードに加え
るセンサーゲート信号の０Ｎ−ＯＦＦによって素子シャ
ッター機能をもたせるようにしてもよい。このほか本発
明の要旨を変えない範囲で種々変形実施可、　　　　能
であるのは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、奇数フィールドの水平ライン信号およ
び偶数フィールドの水平ライン信号が、同一露光タイミ
ングでフォトセンサに蓄積された光電荷に基いたものと
なるので、被写体がたとえ動きのある被写体であっても
、素子自体のシャッター効果により、ぶれのない、しか
も解像度の高い良好な画質の静止Ｗｆ４像を容易かつ安
定に得ることのできるｃｃｏｍ像素子管素子できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１の実施例を示す図で、第
１図はＣＣＤ　ＩＩＩ　ｆｌｌ素子の構成を示すブロッ
ク図、第２図（ａ）（ｂ）は垂直シフトレジスタ部分の
構成を示す断面構造の模式図および操作パルス波形図、
第３図は動作説明用の波形図である。第４図〜第７図（
ａ）〜＜Ｃ＞は本発明の第２の実施例を示す図で、第４
図はｃｃｏｍ像素子管素子を示すブロック図、第５図は
垂直シフトレジスタ部分の構造を示す断面図、第６図お
よび第７、図（ａ）〜（Ｃ）は動作説明用の波形図であ
る。 第８図および第９図は従来例を示す図で、第８図はｃｃ
ｏｍ像素子管素子を示すブロック図、第９図は動作説明
用の波形図である。 １０・・・フォトセンサ、１１．４１・・・垂直シフト
レジスタ、１２．４２・・・蓄積レジスタ、１３．４３
・・・水平シフトレジスタ、１４・・・フローティング
ディフュージョン、１５・・・出力トランジスタ回路、
１８・・・オーバーフロードレイン、１９川転送ゲート
、２０．５０・・・シリコン基板、２１・・・ｎ不純物
層、２２．５２・・・５ｉＯｚ膜、２３．５３・・・電
極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　奇数フィールドに対応する奇数ラインおよび偶数フィ
   ールドに対応する偶数ラインが交互に形成されるように
   水平方向に複数の行をなしかつ垂直方向に複数の列をな
   す如く光電荷生成蓄積可能な複数のフォトセンサをマト
   リクス状に配設した光電変換部と、この光電変換部にお
   ける前記奇数ライン上のフォトセンサおよび偶数ライン
   上のフォトセンサに光像に応じた光電荷を１フレーム内
   の所定期間において同時に生成蓄積させる手段と、この
   手段により前記奇数ライン上のフォトセンサに生成蓄積
   された奇数ライン電荷および前記偶数ライン上のフォト
   センサに生成蓄積された偶数ライン電荷を各列毎に同時
   に一括して受入れ可能な如く各列の各フォトセンサにそ
   れぞれ二以上のセルを対応させて配設された垂直シフト
   レジスタと、これら各垂直シフトレジスタによつてそれ
   ぞれ高速転送される各列毎の前記奇数ライン電荷と偶数
   ライン電荷とをそれぞれ別個に蓄積保持する如く設けら
   れた蓄積レジスタと、これら蓄積レジスタに蓄積保持さ
   れている前記奇数ライン電荷および偶数ライン電荷に基
   いて奇数フィールドの水平ライン信号および偶数フィー
   ルドの水平ライン信号からなる１フレームの水平ライン
   信号を形成して出力する手段とを具備したことを特徴と
   するＣＣＤ撮像素子。