JPH02124685A - フレームインターライン型固体撮像素子及びその駆動方法 - 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］ 本発明は固体撮像素子及びその駆動方法に関し、特に７
レームインターライン転送（ＦＩＴ）型ＣＣＤ撮像素子
とその駆動方法に関する。

［従来の技術］ 固体撮像素子として広く用いられているＣＣＤ撮像素子
は受光部における光電変換の結果書られる信号電荷の転
送方式により従来がらフレーム転送方式（ＦＴ）方式と
インターライン転送（ＩＴ）方式に大別されている。Ｆ
Ｔ方式は受光部と蓄積部を独立に設けており、ＩＴ方式
は受光画素間にストライプ状の信号転送部を有しており
それぞれに長所、短所がある。

電子シャッタを用いる場合、Ａ、８両フィールドの信号
電荷を読み出すタイミングに時間差がないことが望まし
い。そこでＩＴ方式においてＡ、　８両フィールドの全
画素から同時に信号電荷を垂直転送部に読み出し、次に
垂直転送部の端部に設けられた２列の水平転送部の各列
にＡフィールドとＢフィールドの信号電荷を各々与えて
水平転送し、２つの出力信号を得る方式が１９８７年テ
レビジョン学会全国大会誌Ｐ８５に示されている。

ＦＴ方式とＩＴ方式の短所をカバーする構成として最近
７レームインターライン転送（ＦＩＴ）方式のＣＣＤ撮
像素子が開発され実用されている。ＦＩＴ方式のＣＣＤ
撮像素子は例えばテレビジョン学会誌Ｖｏ　ｌ　、　４
０、Ｎｏ、　１１（１９８６）のＰ、１０６２の図６に
示されるように、ＩＴ方式のＣＣＤ撮像素子の垂直転送
部を延長しＦＴ方式におけるフレームメモリと同様な蓄
積部を設けたものであり、主としてスミア対策として開
発されたものである。

これらの各種の方式のＣＣＤ撮像素子はビデオカメラ（
ムービー（登録商標））用としてのみならず電子スチル
カメラ用としても用いられている。電子スチルカメラは
メカニカルシャッタを用いて一回の露光で１フレーム（
２フィールド分）の信号を得るようにしている。一方、
ムービーの場合は速い動きの画像の撮影に電子シャッタ
が用いられているが、これは光電変換された信号電荷を
捨てることで蓄積時間の調整を行うものである。

［発明が解決しようとする課題］ ビデオカメラ（ムービー）では動解像度が高くなければ
ならず、一方電子スチルカメラでは垂直解像度が高いこ
とが望ましいが、これらの要件は蓄積時間や信号の読み
出し方式によって定まるため、従来のどの方式も両者を
満足することはできなかった。

更に従来の電子スチルカメラではメカニカルシャッタを
用いることが必須であったため、その機械部品の消耗、
故障、破損等の問題があり、更にコストが高く、又連動
動作が困難であるという問題もあった。電子スチルカメ
ラのシャッタとして従来のムービーに用いられている電
子シャッタをフィールド毎に働かせると２つのフィール
ド間に６０分の１秒の差があるから動きのある被写体の
スチル撮影には不適当である。

また、前述のＩＴ方式におけるＡ、８両フィールドの画
像信号の同時読み出しを行う場合には、Ａ、８両フィー
ルドの映像信号が６０分の１秒の時間差を有することな
く、はとんど同時に出力されるので、通常のコンポジッ
トビデオ信号とするためには、一方のフィールドの信号
を外部メモリを介して遅延する必要があった。

従って本発明はムービーにも電子スチルカメラにも使用
可能であり、電子シャッタ使用時にはＡ、８両フィール
ドの画素信号を同時に読み出したときでも外部メモリを
必要とせずに両信号間に６０分の１秒の時間差を得るこ
とができ、かつ、特にメカニカルシャッタを用いなくて
も電子スチルカメラとして使用できるような固体撮像素
子及びその駆動方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明は上記目
的を達成するためＦＩＴ方式のＣＣＤ撮像素子の垂直転
送部と蓄積部の間にも水平転送部を設け、一つの垂直ブ
ランキング期間内に、Ａ。

Ｂ２つのフィールドの信号電荷を同時に垂直転送部へ転
送すると共に、水平同期信号周期に２回の割合の駆動パ
ルスを垂直転送部に与え、垂直転送部の端部に設けた水
平転送部に信号電荷を転送し、この水平転送部によって
Ａフィールドの信号電荷のみを取り出し、次に８フイー
ルドの信号電荷はＷ横部に水平同期信号周期に１回の割
合で駆動パルスを与えることにより蓄積部端部に設けら
れた他方の水平転送部へ転送して取り出すようにしてい
る。

すなわち、本発明によれば、一画面を構成する複数の２
次元配列画素からなる光電変換部と、前記光電変換部の
垂直方向の各画素列毎に設けられた垂直転送部と、前記
各画素に発生した信号電荷を前記垂直転送部の対応する
部分に転送する転送ゲート部と、前記垂直転送部の各列
の延長部分に設けられ全体として前記垂直転送部がらの
１フィールド分の電荷を一時的にＷ積する蓄積部と、前
記ＩＦｆｌ！部の各列の端部に接続され前記蓄積部から
の信号電荷を映像信号として出力するための水平転送部
を有するフレームインターライン型固体撮像素子におい
て、前記垂直転送部と前記蓄積部の間に第２水平転送部
を設けたことを特徴とするフレームインターライン型固
体撮像素子が提供される。

又、本発明によれば請求項１記載のフレームインターラ
イン型固体撮像素子の駆動方法であって、（ａ）　　垂
直ブランキング期間内に転送ゲートパルスを前記転送デ
ートに与えてＡフィールドに対応する画素及びＢフィー
ルドに対応する画素から信号電荷を前記垂直転送部に転
送し、 （ｂ）　　その後、前記垂直転送部に水平同期信号周期
に２回の割合で駆動パルスを与えて前記垂直転送部内の
Ａ、８両フィールドの信号電荷を前記第２水平転送部に
転送し、 （ｃ）　　前記第２水平転送部に水平駆動パルスを与え
、前記第２水平転送部に転送された前記Ａフィールドの
信号電荷を次の垂直ブランキング期間の前に前記映像信
号の一部として出力し、（ｄ）　　前記蓄積部に水平同
期信号周期に１回の割合で駆動パルスを与えて前記第２
水平転送部を介して前記蓄積部に与えられた前記Ｂフィ
ールドの信号電荷を前記水平転送部へ転送し、（ｅ）　
　前記水平転送部に水平駆動パルスを与え、前記水平転
送部に転送された前記Ｂフィールドの信号電荷を更に次
の垂直ブランキング期間の前に前記映像信号の一部とし
て出力するようにしたフレームインターライン型固体撮
像素子の駆動方法が提供される。

なお上記垂直転送部と水平転送部の間に全体として１フ
ィールド分の信号電荷を蓄積する第２ＹＩ積部を設け、
垂直転送部からこの第２蓄積部へ高速で信号電荷を転送
した後、上記動作と同様の転送を行うようにしてもよい
。

又、垂直転送部を画素列の両側に１列ずつ配置してＡ、
Ｂ各フィールドの信号電荷を別個に読み出すようにして
もよい。この場合も上記同様の第２蓄積部を設けること
ができる。

更に上記のようにＡ、８両フィールドの信号電荷を別個
に読み出して高速で蓄積部へ転送する場合の変形例とし
て、高速転送後Ａフィールドの信号電荷の蓄積された垂
直列にのみ水平同期信号周期の駆動パルスを与えて水平
転送部からＡフィールドの信号を読み出し、次にＢフィ
ールドの信号電荷の蓄積された垂直列にのみ水平同期信
号周期の駆動パルスを与えて水平転送部からＢフィール
ドの信号を読み出すようにすることもできる。この場合
、水平転送部は単一のものをＡ、８両フィールドに共用
することも、又２つの水平転送部を設けてＡ％Ｂフィー
ルドの信号を別個に取り出すようにしてもよい。

更なる変形例としては、蓄積部内の一方の垂直列、すな
わちＢフィールドの信号電荷を蓄積する垂直列に沿って
電荷保持部を設け、Ａフィールドの信号電荷を読み出す
間、Ｂフィールドの信号電荷を一時的にこの電荷保持部
に保持し、Ａフィールドの信号電荷が読み出されてから
元の垂直列に戻して垂直転送することによりＡＳＢ両フ
ィールドの信号電荷に１フイールドの時間差を与えるこ
とができる。

又、蓄積部類域内の蓄積部垂直列の段数なＡ、８両フィ
ールドに異なるもの、すなわちＢフィールド用の垂直列
の段数をＡフィールド用のものの倍の数とすれば、両者
に同一の駆動パルスを与えたとき、１フィールド分の時
間差をもってＡ、　８両フィールドの信号が順次読み出
されることとなる。

［実施例］ 以下図面と共に本発明の実施例について説明する。本発
明に係る固体撮像素子のいくつかの実施例は前述のよう
にＦＩＴ方式のＣＣＤ撮像素子に第２水平転送部を設け
たものである。第１図は本発明に係るＦＩＴ型ＣＣＤ撮
像素子の第１実施例の一垂直画素列の一部分のみを示し
ている。第１図において１０〜１６は２次元配列された
画素の一垂直配列の一部の画素であり、これらが光電変
換部を構成している。１８は垂直転送部であり、転送ゲ
ートパルスに応じて図示しない転送ゲート部を介して各
々の画素１０〜１６からの信号電荷が矢印で示されるよ
うに垂直ブランキング期間内に垂直転送部１８に転送さ
れる。２０は垂直転送部１８の延長部に設けられた蓄積
部であり、これら両者は各垂直列毎に一つのＣＣＤから
成っている。図では蓄積部２ｏは撮像素子全体で１フィ
ールド分の信号電荷を蓄積することができるように一垂
直画素列の画素数の半分の蓄積部分が各蓄積部２０には
設けられている。なお以下の説明では１垂直画素列に対
応する１列又は２列の垂直転送部に接続されたＣＣＤ列
を蓄積部と呼ぶが、同様のＣＣＤＣ全列の領域を蓄積部
類域、あるいは単に蓄積部ということもある。２２は各
蓄積部２０の一端からの信号電荷を受けて水平方向に読
み出す第１水平転送部であり、水平ＣＣＤからなる。

又、１９は垂直転送部１８と蓄積部２０の間に設けられ
た＠２水平転送部である。

第２図は＠ｉ図のＦＩＴ型ＣＣＤ撮像素子の垂直転送部
１８と、第２水平転送部１９と、蓄積部２ｏの交点付近
を示す図である。第２水平転送部１９の両側には転送デ
ー）　ＴＧＩ、ＴＧ２が設けられており、垂直転送部１
８からの信号電荷の第２水平松送部１９への転送と、第
２水平転送部１９がら蓄積部２ｏへの信号電荷の転送が
制御されている。

今、第１図の撮像素子の２次元配列された全画素のうち
垂直の１列の画素数が５００個であるとすると、垂直転
送部１８は５００段（ビット）構成となり、蓄積部２０
は２５０段（ビット）となる。すなわち蓄積部２０は全
体として１フィールド分の信号電荷を一時的に蓄積する
ことができる。垂直転送部１８は２相の駆動パルスφ■
１、φＶ２を与えて２相駆動し、各画素１０〜１６から
読み出された信号電荷を図中下方に転送し、第２水平転
送部１９へ転送する。

ここで垂直転送部１８へ与えられる駆動パルスは第３図
に示すように１水平開期信号周期に２回の割合で与えら
れる。こうしてＡ、８両フィールドの信号電荷が第２水
平転送部１９に転送される際、転送デー）Ｔに、の電位
を下げて第２水平転送部１９へ電荷を流し込む。Ａフィ
ールドとＢフィールドの信号電荷は交互に与えられるの
で、Ａフィールドの信号電荷が与えられたとき水平転送
駆動パルスを第２水平転送部１８に与えてＡフィールド
の信号電荷を映像信号の一部として読み出す。次に８フ
イールドの信号電荷が与えられたときは水平転過駆動パ
ルスは与えず、転送デー）　ＴＧ２の電位を下げて蓄積
部２０へと転送してゆく。第２図において垂直転送部１
８の最下段ｎと、転送デー）Ｔに、、第２水平転送部１
９の該当部分と、転送デー）　ＴＧ２は４相駆動のＣＣ
Ｄと同様な構成となっており、４相駆動となる。

Ａフィールドの信号電荷は第２水平転送部１９によって
映像信号の１部として読み出されるので、Ｂフィールド
の信号電荷のみが蓄積部２０へ転送される。蓄積部２０
には第４図に示すように１水平開期信号周期に１回の割
合で垂直転送駆動パルスを与えて図中下方へ転送する。

Ｂフィールドの信号電荷が第１の水平転送部２２に転送
される際には水平転送部２２に沿って設けられている図
示しない転送ゲートに与える電位を下げる。こうしてＢ
フィールドの信号電荷を第１水平転送部２２に転送し、
第１水平転送部２２に水平駆動パルスを与えて映像信号
の１部としてＢフィールドの信号を読み出す。

このＢフィールドの信号はＡフィールドの信号が第２水
平転送部１８から読み出された後６０分の１秒経過後に
読み出されることとなる。すなわち１つの垂直ブランキ
ング期間に続いでＡフィールドの信号が読み出され、次
の垂直ブランキング期間に続いてＢフィールドの信号が
読み出される。

次に本発明の第２実施例について第５図を参照して説明
する。

第５図は第２実施例を示す図であり、第１図の実施例の
撮像素子に更にもう一つのＷ種部領域を設けたものであ
る。すなわち＃１図における垂直転送部１８を延長した
型とし、転送デートを介して各画素から信号電荷を受け
る部分に加えて全体として１フレーム分の信号電荷を一
時的に蓄積する第２蓄積部領域を設けている。２５はこ
の第２蓄積部内の１列のＣＣＤ：Ｉ稜部である。従って
第２水平転送部１９はこの第２Ｗ２Ｗ積域の蓄積部２５
と前記蓄積部２０の間に設けることとなる。

この第２実施例のＦＩＴ型ＣＣＤ撮像素子は次のように
用いられる。電子シャッタ使用時には、前述の＃１実施
例同様全画素１０〜１６の信号電荷を同時に垂直転送部
１８へ読み出す。その後垂直転送部１８と第２蓄積部２
５へ水平同期信号より十分高い周波数の垂直駆動パルス
を与えて１フレームの信号電荷を第２蓄積部２５へ高速
転送する。その後第１実施例同様、１水平開期信号周期
に２回の割合で垂直転送パルスを第２蓄積部２５へ与え
て第２水平転送部１９からＡフィールドの信号を読み出
す。以後第１実施例と同様の方法で第１水平転送部２２
がら８フイールドの信号を読み出す。第２実施例では全
画素の信号電荷を垂直転送部１８がら第２蓄積部へ短時
間で高速転送するので、スミアの改善をすることがで外
る。

次に本発明の第３実施例について第６図に基づいて説明
する。この実施例では上記各実施例と異なり、垂直転送
部が各画素列の左右両側に設けられている。すなわち２
５０段の垂直転送部１８Ａは画素１０〜１６の左側に設
けられており、Ａフィールドの画素１１．１４．１６が
ら読み出された信号電荷を垂直に転送するものであり、
一方、もう一つの２５０段の垂直転送部１８Ｂは画素１
０〜１６の右側に設けられでおり、Ｂフィールドの画素
１０．１３．１５がら読み出された信号電荷を垂直に転
送するものである。

又、蓄積部２０は垂直転送部１８Ｂにのみ対応して設け
られている。すなわち蓄積部２０は水平転送部１９を介
して垂直転送部１８Ｂの延長部分の形で伸張している。

なお、先の各実施例では垂直転送部は５００段（ビット
）であったが、本実施例ではＡ、Ｂ各フィールド毎に別
個に転送するので各々の垂直転送部１８Ａ、１８Ｂは２
５０段（ビット）となっている。又、垂直転送部１８Ａ
、１８Ｂは４相駆動であり、ドレイン２４は垂直転送部
１８Ａ、１８Ｂの一端に設けられ、垂直転送部１８Ａ、
１８Ｂ内の不要電荷は図中上方に転送されてドレイン２
４に排出される。

第３実施例は次のように動作する。上述の如く不要電荷
を排出した後、所定の！積時間を経た後図示しない転送
デートを介してＡフィールドとＢフィールドの電荷を同
時に各垂直転送部１８Ａ、１８Ｂにそれぞれ読み出す。

次に垂直転送部１８Ａ、１８Ｂに水平同期信号周期に１
回の割合で駆動パルスを与えて垂直転送部１８Ａ、　１
８Ｂ内の信号電荷を図中下方に転送する。ここで第２水
平転送部１９に垂直転送部１８ＡからＡフィールドの信
号電荷が転送される際には、垂直転送部１８Ｂと第２水
平転送部１９の間に設けられている転送デートのポテン
シャルは高くしておき、Ｂフィールドの信号電荷が第２
水平転送部に流れ込まないようにしている。こうしてＡ
フィールドの信号電荷のみが第２水平転送部１９へ転送
され、次に第２水平転送部１９に水平駆動パルスを与え
てＡフィールドの信号を読み出す。

なお上記垂直転送する２種類の信号電荷を振り分ける方
法は、テレビジョン学会技術報告Ｖｏｌ、　１０、Ｎｏ
、５２、ｐ１３〜１８に詳述されている。その後、今度
は垂直転送部１８Ａと第２水平転送部１９の間の転送デ
ートのポテンシャルを高（すると共に、垂直転送部１８
Ｂと第２水平転送部１９の間の転送デートのポテンシャ
ルを下げて８フイールドの信号電荷をｖＪ２水平転送部
１９を介して蓄積部２０へ転送する。

以後の動作は第１実施例と同様であり第１水平転送部２
２から８フイールドの信号が読み出される。

第７図は本発明の第４実施例を示す図であり、第２実施
例同様第２蓄積部領域を設けたものである。第４実施例
は第３実施例同様、画素列の両側に各フィールド信号電
荷を各々別々に転送する２つの垂直転送部１８Ａ、　１
８Ｂを有しており、第２Ｗ２Ｗ積域は各２５０段の垂直
転送部１８Ａ、１８Ｂ１Ｆ）延長部分の形で２５０段の
ものが２列設けられている。

すなわちＡフィールド用とＢフィールド用の２つの蓄積
部２５Ａ、２５Ｂが設けられており、各蓄積部はそれぞ
れ垂直転送部１８Ａ、１８Ｂに接続されており、第２実
施例同様Ａ％Ｂ両フィールドの信号電荷が第２蓄積部領
域の蓄積部２５Ａ、２５Ｂに高速転送される。その後第
２蓄積部２５Ａ、２５Ｂの信号電荷は水平同期信号周期
に２回の割合の駆動パルスによって下方に転送され、そ
の後は第３実施例同様第２水平転送部１９からはＡフィ
ールドの信号が、第１水平転送部２２からはＢフィール
ドの信号が読み出される。

第８図は本発明の第５実施例を示す図である。

＃５実施例は第３実施例及びｆ＃５４実施例同様、１垂
直画素列の両側に各フィールド信号電荷を各々別々に転
送する２つの垂直転送部１８Ａ、１８Ｂを有している。

蓄積部としては各２５０段の垂直転送部１８Ａ、１８Ｂ
の延長部分の形で２５０段のものが２列設けられている
。すなわちＡフィールド用と８フイールド用の２つの蓄
積部２０Ａ、２０Ｂが設けられており、各蓄積部はそれ
ぞれ垂直転送部１８Ａ、　１８Ｂに接続されており、第
４実施例同様Ａ％Ｂ両フィールドの信号電荷が蓄積部類
域の蓄積部２０Ａ、　２０Ｂに高速転送される。この動
作は以下の各実施例に共通である。その後蓄積部２０Ａ
にのみ水平同期信号周期に１回の割合で駆動パルスを与
え、Ａフィールドの信号電荷を図中下方に転送し、水平
転送部１９を介してＡフィールドの信号を読み出す。こ
の間蓄積部２０Ｂには駆動パルスは与えられず、Ｂフィ
ールドの信号電荷はそのまま保持されている。

Ａフィールドの信号が水平転送部１９へ全て転送される
と、次に蓄積部２０Ｂにのみ水平同期信号周期に１回の
割合で駆動パルスを与え、Ａフィールドの信号電荷を下
方へ転送し、水平転送部２２からＢフィールドの信号を
読み出す。Ｂフィールドの信号電荷が水平転送部１９を
横断して他の水平転送部２２へ流れ込む態様は第２図に
て説明した動作と同様である。

上記第５実施例は垂直転送部１８Ａ、１８Ｂが各画素列
の左右両側に１列ずつ設けられており、Ａフィールドと
８フイールドの信号電荷を別個に読み出す点では第６図
の第３実施例及び第７図の第４実施例と同一だが、次の
点が異なっている。すなわち第４実施例では蓄積部類域
を２つ設け、一方の蓄積部類域のみを介して水平転送部
へ流れ込むＡフィールドの信号電荷と、更にもう一方の
蓄積部類域をも介して他の水平転送部へ流れ込むＢフィ
ールドの信号電荷との間に１フイールドの時間、すなわ
ち１７６０秒の時間差を生じるようにしているが、本実
施例では、一つの蓄積部類域内に設けられた蓄積部２０
Ａと２０Ｂに与える駆動パルスの態様を変えることによ
？、同様の時間差を得ている。

第９図は第８図の＃５＊施例の変形である第６実施例を
示す図である。第５実施例では２つの水平転送部１９．
２２が設けられているが、本実施例では単一の水平転送
部２２のみとなっている。蓄積部２゜Ａ、２０Ｂの駆動
の態様は第５実施例同様交互に行うものである６本実施
例及び以下の実施例では同一の水平転送部２２を用いて
ＡＳＢ両フィールドの信号を読み出しているので、両フ
ィールドの信号の性質が同じとなり、γ特性等の特性差
による７リツカーの発生の問題が軽減される。

ＳｔＯ図は第９図の第６実施例の変形である第７実施例
を示す図である。Ｂフィールドの信号電荷用の蓄積部２
０Ｂに沿って電荷保持部２６が設けられている。この蓄
積部２０Ｂと電荷保持部２６の間には図示しない転送デ
ートが設けられており、Ｂフィールドの信号電荷が各画
素毎に蓄積部２０Ｂから電荷保持部２６へ、又その逆方
向へ転送できるようになっている。この電荷保持部２６
としては７オトダイオードを用いるもの、又はＣＣＤを
用いるものの２通りが可能であり、全体として１フィー
ルド分の電荷を保持しえるようになっている。

第１１Ａ図及び第１１Ｂ図は７オトダイオードにて電荷
保持部２６を構成した場合の蓄積部２０Ｂとの電−’４
Ａ 荷の送受の態様をポテンシャルの高さによって説明する
模式的断面図である。蓄積部２０ＢはＣＣＤからなり、
転送ゲート２８をはさんで遮光した７オトダイオードア
レイからなる電荷保持部２６と並列に配されている。転
送デート２８と蓄積部２０Ｂの電極が共通に接続されて
いると、蓄積部２０Ｂのポテンシャルの変化に連動して
転送デート２８のポテンシャルが変化してしまい蓄積部
２０Ｂから電荷保持部２６へ電荷を流し込む際に不都合
となる。そこで転送ゲート２８の電極は蓄積部２０Ｂか
ら分離し、第１１Ａ図の矢印に示すように転送デート２
８と蓄積部２５Ｂのポテンシャルの制御が互いに独立し
て行えるようにしている。具体的には第２図に示すよう
に転送ゲート２８はポリシリコン（導電性シリコーン樹
脂）にて作製し、アルミ線３０で配線を行う。３２はポ
リシリコンとアルミ線３０の結合部分を示し、図中ハツ
チングで示したアルミ＄ｉ３０の下部がポリシリコンで
作られている部分である。　上記７オトダイオードを用
いた電荷保持部２６の場合は、井戸の深さが最初の拡散
濃度で定まり、転送デート２８及び垂直転送部２０Ｂの
ポテンシャルを制御することにより電荷の移動が行なわ
れている。しかし、７オトダイオ一ド部分のポテンシャ
ル制御は行っていないので残留電荷が発生することがあ
る。

電荷保持部２６にＣＣＤを用いると、この部分において
もポテンシャル制御が独立して行えるので残留電荷発生
の問題はなくなる。

上記第１０図の第７実施例では、Ｂフィールドの信号電
荷を一時電荷保持部２６へ蓄積しているが、電荷保持部
２６へ転送せず、そのまま水平転送部２２へ転送すれば
Ａフィールドの信号電荷との和の信号が得られることと
なる。

第１３図は第８実施例を示す図である。この実施例はＡ
フィールド用蓄積部２０Ａを２５０段とし、Ｂフィール
ド用の蓄積部２０Ｂ′を５００Ｆｉ、すなわち前者の倍
の段数としている。この構成により、蓄積部領域全体と
しては１．５フレーム分の電荷蓄積容量を有している。

これら２つの蓄積部２０Ａ、２０Ｂ′には垂直転送部１
８Ａ、１８Ｂから信号電荷が高速転送された後、同一の
水平同期信号周期の駆動パルスが与えられる。従ってＡ
フィールドの信号電荷が蓄積部２０Ａから全部水平転送
部２２へ転送されて読み出された後、Ｂフィールドの信
号電荷が蓄積部２０Ｂ′から水平転送部２２へ転送され
ることとなる。他の動作は第９図の第６実施例と同様で
ある。このように本実施例ではＢフィールド用の蓄積部
の段数をＡフィールド用のものの倍の数とすることによ
り１２両信号の読み出しに１フィールド分の時間差を得
るようにしているのである。

なお電子シャッターモードにおいてはＡ％Ｂ両フィール
ドの信号電荷をドレイン２４へ排出した後各画素１０〜
１６での蓄積が行われるが、排出のための不要電荷読み
出しのタイミングをｌ１１整することによりシャッター
スピードは可変となる。

上記実施例の説明では電子シャッタとして用いる場合の
みを説明したが、通常のムービーモードや電子スチルカ
メラとしても従来と同様の方法で使用できる。

［発明の効果１ 以上詳細に説明したところから明らかなように、両フィ
ールドの信号電荷が独立して同様に読み出されるので、
シャッタずれの問題が生ぜず、しかも一方の信号電荷が
蓄積部を経由して１フィールド分の時間だけ遅延して送
出されるので外部メモリの影響はＡ、８両フィールド共
に同じ量だけ受けるので再生画像上に７リツカーは発生
しない。

又フレームスチルとして用いた場合に垂直解像度が高い
という特長もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の撮像素子及びその駆動方法の第１実施
例を示す図、“第２図は＄１図の部分拡大図、第３図及
び第４図は垂直転送パルスを示す波形図、ｔ７Ｉ＆５図
、第６図、第７図、第８図、＃９図、第１０図、第１３
図は本発明の撮像素子及びその駆動方法の＃１２実施例
、第３実施例、第４実施例、第５実施例、第６実施例、
第７実施例、第８実施例をそれぞれを示す図、第１１Ａ
図及び第１１Ｂ図は第１０図の実施例の動作を示す図、
第１２図は第１０図の実施例の部分拡大図である。 １０〜１６・・・画素、　１８．１８Ａ、１８Ｂ・・・
垂直転送部、１９・・・第２水平転送部、　２０．２０
Ａ　、２０Ｂ　、２０Ｂ　’・・・蓄積部、２２・・・
第１水平転送部、　２４・・・オーバー７０−ドレイン
、　２５．２５Ａ、２５Ｂ・・・第２蓄積部、　２６・
・・電荷保持部、　２８・・・ｔＡ２転送デート、　３
０・・・アルミ線、　３２・・・結合部分。 発　　明　　者　　　　　　　篠　　崎　　　　段宮　
　原　　　　弘　　之 特許出願人　　日本ビクター株式会社 代　理　人　　弁理士　二　瓶　正　敬区 第 図 第 図 第 図 第 図 国二■壬＝］ 第 図 第１２図 目；；］」ミアン３ ２′３

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）１画面を構成する複数の２次元配列画素からなる
   光電変換部と、前記光電変換部の垂直方向の各画素列毎
   に設けられた垂直転送部と、前記各画素に発生した信号
   電荷を前記垂直転送部の対応する部分に転送する転送ゲ
   ート部と、前記垂直転送部の各列の延長部分に設けられ
   全体として前記垂直転送部からの１フィールド分の電荷
   を一時的に蓄積する蓄積部と、前記蓄積部の各列の端部
   に接続され前記蓄積部からの信号電荷を映像信号として
   出力するための水平転送部を有するフレームインターラ
   イン型固体撮像素子において、前記垂直転送部と前記蓄
   積部の間に第２水平転送部を設けたことを特徴とするフ
   レームインターライン型固体撮像素子。
2. （２）前記垂直転送部が前記転送ゲート部を介して転送
   される信号電荷を受ける部分と、この部分に接続され全
   体として１フレーム分の信号電荷を一時的に蓄積する第
   ２蓄積部を有しており、前記第２蓄積部が前記第２水平
   転送部に接続されている請求項１記載のフレームインタ
   ーライン型固体撮像素子。
3. （３）請求項１記載のフレームインターライン型固体撮
   像素子の駆動方法であって、 （ａ）垂直ブランキング期間内に転送ゲートパルスを前
   記転送ゲートに与えてＡフィールドに対応する画素及び
   Ｂフィールドに対応する画素から信号電荷を前記垂直転
   送部に転送し、 （ｂ）その後、前記垂直転送部に水平同期信号周期に２
   回の割合で駆動パルスを与えて前記垂直転送部内のＡ、
   Ｂ両フィールドの信号電荷を前記第２水平転送部に転送
   し、 （ｃ）前記第２水平転送部に水平駆動パルスを与え、前
   記第２水平転送部に転送された前記Ａフィールドの信号
   電荷を次の垂直ブランキング期間の前に前記映像信号の
   一部として出力し、 （ｄ）前記蓄積部に水平同期信号周期に１回の割合で駆
   動パルスを与えて前記第２水平転送部を介して前記蓄積
   部に与えられた前記Ｂフィールドの信号電荷を前記水平
   転送部へ転送し、 （ｅ）前記水平転送部に水平駆動パルスを与え、前記水
   平転送部に転送された前記Ｂフィールドの信号電荷を更
   に次の垂直ブランキング期間の前に前記映像信号の一部
   として出力するようにしたフレームインターライン型固
   体撮像素子の駆動方法。
4. （４）請求項２記載のフレームインターライン型固体撮
   像素子の駆動方法であって、 （ａ）垂直ブランキング期間内に転送ゲートパルスを前
   記転送ゲートに与えてＡフィールドに対応する画素及び
   Ｂフィールドに対応する画素から信号電荷を前記垂直転
   送部に転送し、 （ｂ）その後、前記垂直転送部と前記第２蓄積部に水平
   同期信号周波数より十分高い周波数の駆動パルスを与え
   て前記垂直転送部内の信号電荷を前記垂直ブランキング
   期間内に短時間で前記第２蓄積部に転送し、 （ｃ）その後、前記第２蓄積部に水平同期信号周期に２
   回の割合で駆動パルスを与えて前記第２蓄積部内のＡ、
   Ｂ両フィールドの信号電荷を前記第２水平転送部に転送
   し、 （ｄ）前記第２水平転送部に水平駆動パルスを与え、前
   記第２水平転送部に転送された前記Ａフィールドの信号
   電荷を次の垂直ブランキング期間の前に前記映像信号の
   一部として出力し、 （ｅ）前記蓄積部に水平同期信号周期に１回の割合で駆
   動パルスを与えて前記第２水平転送部を介して前記蓄積
   部に与えられた前記Ｂフィールドの信号電荷を前記水平
   転送部へ転送し、 （ｆ）前記水平転送部に水平駆動パルスを与え、前記水
   平転送部に転送された前記Ｂフィールドの信号電荷を更
   に次の垂直ブランキング期間の前に前記映像信号の一部
   として出力するようにしたフレームインターライン型固
   体撮像素子の駆動方法。
5. （５）１画面を構成する複数の２次元配列画素からなる
   光電変換部と、前記光電変換部の垂直方向の各画素列毎
   に設けられた垂直転送部と、前記各画素に発生した信号
   電荷を前記垂直転送部の対応する部分に転送する転送ゲ
   ート部と、前記垂直転送部の各列の延長部分に設けられ
   全体として前記垂直転送部からの１フィールド分の電荷
   を一時的に蓄積する蓄積部と、前記蓄積部の各列の端部
   に接続され前記蓄積部からの信号電荷を映像信号として
   出力するための水平転送部を有するフレームインターラ
   イン型固体撮像素子であって、前記垂直転送部を前記各
   画素列の両側に１列ずつ設けると共に、前記垂直転送部
   の一方の列と前記蓄積部の間に第２水平転送部を設けた
   フレームインターライン型固体撮像素子の駆動方法であ
   って、（ａ）垂直ブランキング期間内に転送ゲートパル
   スを前記転送ゲートに与えてＡフィールドに対応する画
   素及びＢフィールドに対応する画素から信号電荷を前記
   垂直転送部の各々の列にそれぞれ転送し、 （ｂ）その後、前記垂直転送部の各々の列に水平同期信
   号周期に２回の割合で駆動パルスを与えて前記垂直転送
   部の各々の列内のＡ、Ｂ両フィールドの信号電荷を所定
   方向に転送し、 （ｃ）前記第２水平転送部に水平駆動パルスを与え、前
   記第２水平転送部に転送された前記Ａフィールドの信号
   電荷を次の垂直ブランキング期間の前に前記映像信号の
   一部として出力し、 （ｄ）前記蓄積部に水平同期信号周期に１回の割合で駆
   動パルスを与えて前記第２水平転送部を介して前記蓄積
   部に与えられた前記Ｂフィールドの信号電荷を前記水平
   転送部へ転送し、 （ｅ）前記水平転送部に水平駆動パルスを与え、前記水
   平転送部に転送された前記Ｂフィールドの信号電荷を更
   に次の垂直ブランキング期間の前に前記映像信号の一部
   として出力するようにしたフレームインターライン型固
   体撮像素子の駆動方法。
6. （６）前記垂直転送部の各々の列が前記転送ゲート部を
   介して転送される信号電荷を受ける部分と、この部分に
   接続され全体として１フィールド分の信号電荷を一時的
   に蓄積する第２蓄積部を有しており、前記第２蓄積部が
   前記第２水平転送部に接続されている請求項５記載のフ
   レームインターライン型固体撮像素子の駆動方法であっ
   て、（ａ）垂直ブランキング期間内に転送ゲートパルス
   を前記転送ゲートに与えてＡフィールドに対応する画素
   及びＢフィールドに対応する画素から信号電荷を前記垂
   直転送部の各々の列にそれぞれ転送し、 （ｂ）その後、前記垂直転送部の各々の列と前記第２蓄
   積部の各々の列に水平同期信号周波数より十分高い周波
   数の駆動パルスを与えて前記垂直転送部の各々の列内の
   信号電荷を前記垂直ブランキング期間内に短時間で前記
   第２蓄積部の対応する列に転送し、 （ｃ）その後、前記第２蓄積部の各々の列に水平同期信
   号周期に２回の割合で駆動パルスを与えて前記第２蓄積
   部の各々の列内のＡ、Ｂ両フィールドの信号電荷を所定
   方向に転送し、 （ｄ）前記第２水平転送部に水平駆動パルスを与え、前
   記第２水平転送部に転送された前記Ａフィールドの信号
   電荷を次の垂直ブランキング期間の前に前記映像信号の
   一部として出力し、 （ｅ）前記蓄積部の各々の列に水平同期信号周期に１回
   の割合で駆動パルスを与えて前記第２水平転送部を介し
   て前記蓄積部に与えられた前記Ｂフィールドの信号電荷
   を前記水平転送部へ転送し、（ｆ）前記水平転送部に水
   平駆動パルスを与え、前記水平転送部に転送された前記
   Ｂフィールドの信号電荷を更に次の垂直ブランキング期
   間の前に前記映像信号の一部として出力するようにした
   フレームインターライン型固体撮像素子の駆動方法。
7. （７）１画面を構成する複数の２次元配列画素からなる
   光電変換部と、前記光電変換部の垂直方向の各画素列の
   両側に１列ずつ設けられた垂直転送部と、前記各画素に
   発生した信号電荷を前記垂直転送部の対応する部分に転
   送する転送ゲート部と、前記垂直転送部の各列の延長部
   分に設けられ全体として前記垂直転送部からの１フレー
   ム分の電荷を一時的に蓄積する蓄積部と、前記蓄積部の
   各列の端部に接続され前記蓄積部からの信号電荷を映像
   信号として出力するための１個又は２個の水平転送部を
   有するフレームインターライン型固体撮像素子の駆動方
   法であって、 （ａ）垂直ブランキング期間内に転送ゲートパルスを前
   記転送ゲートに与えてＡフィールドに対応する画素及び
   Ｂフィールドに対応する画素から信号電荷を前記垂直転
   送部の各々の列にそれぞれ転送し、 （ｂ）その後、前記垂直転送部の各々の列と前記蓄積部
   の各々の列に水平同期信号周波数より十分高い周波数の
   駆動パルスを与えて前記垂直転送部の各々の列内の信号
   電荷を前記垂直ブランキング期間内に短時間で前記蓄積
   部の対応する列に転送し、 （ｃ）次に、前記蓄積部の各々の列中、Ａフィールドの
   信号電荷を蓄積している各列に水平同期信号周期に１回
   の割合で駆動パルスを与えて前記蓄積部に与えられた前
   記Ａフィールドの信号電荷を前記水平転送部へ転送する
   と共に、前記水平転送部に水平駆動パルスを与え、前記
   水平転送部に転送された前記Ａフィールドの信号電荷を
   更に次の垂直ブランキング期間の前に前記映像信号の一
   部として出力し、 （ｄ）その後、前記蓄積部の各々の列中、Ｂフィールド
   の信号電荷を蓄積している各列に水平同期信号周期に１
   回の割合で駆動パルスを与えて前記蓄積部に与えられた
   前記Ｂフィールドの信号電荷を前記水平転送部へ転送す
   ると共に、前記水平転送部に水平駆動パルスを与え、前
   記水平転送部に転送された前記Ｂフィールドの信号電荷
   を更に次の垂直ブランキング期間の前に前記映像信号の
   一部として出力するようにしたフレームインターライン
   型固体撮像素子の駆動方法。
8. （８）１画面を構成する複数の２次元配列画素からなる
   光電変換部と、前記光電変換部の垂直方向の各画素列の
   両側に１列ずつ設けられた垂直転送部と、前記各画素に
   発生した信号電荷を前記垂直転送部の対応する部分に転
   送する第１の転送デート部と、前記垂直転送部の各列の
   延長部分に設けられ全体として前記垂直転送部からの１
   フレーム分の電荷を一時的に蓄積する蓄積部と、前記蓄
   積部中の前記各列の延長部分中前記各画素列の一方の側
   の延長部分に沿って設けられ、全体として１フィールド
   分の電荷を保持しえる電荷保持部と、前記電荷保持部と
   前記一方の側の延長部分との間で信号電荷の転送を行う
   第２の転送ゲート部と、前記蓄積部の各列の端部に接続
   され前記蓄積部からの信号電荷を映像信号として出力す
   るための水平転送部を有するフレームインターライン型
   固体撮像素子の駆動方法であって、 （ａ）垂直ブランキング期間内に転送ゲートパルスを前
   記転送ゲートに与えてＡフィールドに対応する画素及び
   Ｂフィールドに対応する画素から信号電荷を前記垂直転
   送部の各々の列にそれぞれ転送し、 （ｂ）その後、前記垂直転送部の各々の列と前記蓄積部
   の各々の列に水平同期信号周波数より十分高い周波数の
   駆動パルスを与えて前記垂直転送部の各々の列内の信号
   電荷を前記垂直ブランキング期間内に短時間で前記蓄積
   部の対応する列に転送し、 （ｃ）前記第２転送ゲートに転送ゲートパルスを与えて
   前記蓄積部の各々の列中、前記電荷保持部が設けられて
   いる列に転送された信号電荷を前記電荷保持部に転送し
   、 （ｄ）次に、前記蓄積部の各々の列中、Ａフィールドの
   信号電荷を蓄積している各列に水平同期信号周期に１回
   の割合で駆動パルスを与えて前記蓄積部に与えられた前
   記Ａフィールドの信号電荷を前記水平転送部へ転送する
   と共に、前記水平転送部に水平駆動パルスを与え、前記
   水平転送部に転送された前記Ａフィールドの信号電荷を
   更に次の垂直ブランキング期間の前に前記映像信号の一
   部として出力し、 （ｅ）その後、前記第２転送ゲートに転送ゲートパルス
   を与えて前記電荷保持部に一時保持されたＢフィールド
   の信号電荷を前記電荷保持部が設けられている列に転送
   し、 （ｆ）その後、前記蓄積部の各々の列中、Ｂフィールド
   の信号電荷を蓄積している各列に水平同期信号周期に１
   回の割合で駆動パルスを与えて前記蓄積部に与えられた
   前記Ｂフィールドの信号電荷を前記水平転送部へ転送す
   ると共に、前記水平転送部に水平駆動パルスを与え、前
   記水平転送部に転送された前記Ｂフィールドの信号電荷
   を更に次の垂直ブランキング期間の前に前記映像信号の
   一部として出力するようにしたフレームインターライン
   型固体撮像素子の駆動方法。
9. （９）１画面を構成する複数の２次元配列画素からなる
   光電変換部と、前記光電変換部の垂直方向の各画素列の
   両側に１列ずつ設けられた垂直転送部と、前記各画素に
   発生した信号電荷を前記垂直転送部の対応する部分に転
   送する転送ゲート部と、前記垂直転送部の各列の延長部
   分に設けられ前記各画素列の一方の側の列の延長部分の
   段数が他方の側の列の延長部分の段数の２倍となってお
   り、全体として１．５フレーム分の電荷蓄積容量を有し
   、前記垂直転送部からの１フィールド分の電荷を一時的
   に蓄積する蓄積部と、前記蓄積部の各列の端部に接続さ
   れ前記蓄積部からの信号電荷を映像信号として出力する
   ための水平転送部を有するフレームインターライン型固
   体撮像素子の駆動方法であって、 （ａ）垂直ブランキング期間内に転送ゲートパルスを前
   記転送ゲートに与えてＡフィールドに対応する画素及び
   Ｂフィールドに対応する画素から信号電荷を前記垂直転
   送部の各々の列にそれぞれ転送し、 （ｂ）その後、前記垂直転送部の各々の列と前記蓄積部
   に水平同期信号周波数より十分高い周波数の駆動パルス
   を与えて前記垂直転送部の各々の列内の信号電荷を前記
   垂直ブランキング期間内に短時間で前記蓄積部に転送し
   、 （ｃ）その後、前記蓄積部に水平同期信号周期に１回の
   割合で駆動パルスを与えて前記蓄積部の各々の列内のＡ
   、Ｂ両フィールドの信号電荷を前記水平転送部へ向かう
   方向で転送し、 （ｄ）前記水平転送部に水平駆動パルスを与え、前記水
   平転送部に転送された前記Ａフィールドの信号電荷を次
   の垂直ブランキング期間の前に前記映像信号の一部とし
   て出力し、次に前記水平転送部に転送された前記Ｂフィ
   ールドの信号電荷を更に次の垂直ブランキング期間の前
   に前記映像信号の一部として出力するようにしたフレー
   ムインターライン型固体撮像素子の駆動方法。