JPH0227765A - 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】 以Ｆの順序に従って本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ９発明の概要 Ｃ１従来技術 り１発明が解決しようとする問題点 Ｅ８問題点を解決するための手段 Ｆ９作用 Ｇ、実施例し第１図］ Ｈ、発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明は固体撮像装置に関する。

（Ｂ、発明の概要） 本発明は、固体１最像装置において、 全画素の信号を独立に且つ画素の配置された順序通りに
読み出すようにし、そして、高い手直解像度及び高い時
間分解能が得られるようにするため、 フレームアンタラ・ｆンヤの固体撮像装置のセンサー部
とストレージ部との間４二も水゛［レジスタ（第１の水
γレジスタ）を設け、 ＜ｉＳ号・の読み出しを、先ず第１のフィールドの信号
をセンサー部からストレージ部へ転送し、第２のフィー
ルドの信贅を第１の垂直レジスタ汀に読み出し、その後
そのストレージ部から第１のフィールドの信号をフレー
ムインタライン型が従来から持っている水平レジスタ（
第２の水平レジスタ）を介して１水平ライン分読み出す
動作と、センサー部内の垂直レジスタ群（第１の垂直レ
ジスタ群）から第２のフィールドの信号を１水平ライン
分センサー部とストレージ部との間に設けた第１の水平
レジスタを介して読み出す動作とを交互に繰返すことに
よって行うようにしたものである。

（Ｃ，従来技術） ＣＣＤからなる固体撮像装置には、フレームトランスフ
ァ型のもの、インタライントランスファー型のもの、更
にはこの２つの型の両方の特徴を備えたフレームインタ
ライン型のものがあり、特公昭６２−５２９８８号公報
等によりこれ等についての開発の成果が公表されている
。

ところで、固体撮像装置は、映像信号の読み出しがフィ
ールド読み出し方式かフレーム読み出し方式により行わ
わるのが庁通であった。フィールド読み出し方式は上下
に（垂直方向に）隣り合った２つの画素の信号を混ぜて
出力するものであり、ある一つの画素に着目すると第１
フイールドのときはその画素とそれより１つ上の画素の
信号を混ぜて出力をし、第２フイールドのときはその画
素（上記ある一つの画素）とそれより一つＦの画素の信
号を出力するようになっている。

一方、フレーム読み出し方式は、１ラインおきに飛び飛
びに信号を出力するものであり、第１フイールドのとき
は第１番目、第３番目、・・・の水平ラインを読み出し
、第２フイールドのときは第２番目、第４番目、・・・
の水−゛ドラインを説み出すものである。

（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）ところで、フィ
ールド読み出し方式には本質的に解像度が劣るという欠
点を有しており、高解像度が要求される場合には採用で
きないものである。

それに対して、フレーム読み出し方式は各画素の信号を
独立した信号として取り出すのでフィールド読み出しが
式に比較して解像度は優れているといえる。しかし、よ
り時間分解能を高めるという要求には応えることができ
ない。というのは、フレーム読み出し方式は、６０分の
１秒の間に（５号蓄積、転送、読み出しをするという動
作を先ず第１フイールドについて行い、次に同じく６０
分の１秒の間に第２フイールドについて同じ動作を行う
ということを繰返すものであり、時間分解能はこれ以上
高めることかできない。

また、フレーム読み出し方式は、１ラインおきに（飛び
飛びに）（；４号を出力するので、画素の配置の順番通
りに信号が出力さ９ないという問題を仔している。

そこで、本発明は一敗のフレームインタライン型の固体
撮像装置に水平レジスタを付加することにより高い解像
度と高い時間分解能を゛もたらす全画素読み出しを可能
にし、且つ、独立にしかも画素の並ぶ順番通りに出力で
きるようにするものである。

（Ｅ　問題点を解決するための手段） 本発明固体撮像装置は−Ｆ記問題点を解決するため、セ
ンサー部とストレージ部との間にも水平レジスタ（第１
の水平レジスタ）を設け、信号の読み出しを、先ず第１
のフィールドの信号をセンサー部からストレージ部へ転
送し、第２フイールドの信号を第１の垂直レジスタ群に
読み出し、その後ストレージ部から第１のフィールドの
信号をフレームインタライノ型が従来から持っている水
平レジスタ（第２の水平レジスタ）を介して！水平ライ
ン分読み出す動作と、センサー部から第２のフィールド
の信号をセンサー部とストレージ部との間に設けた第１
の水手レジスタを介して１水律ライン分読み出す動作を
交ηに繰返すことによって行うようにしたことを特徴と
する。

（Ｆ、作用） 本発明固体撮像装置によれば、一つのフィールドの画像
はストレージ部に転送され、そのツーイールドの画像と
、センサー部に残った他のフィールドの画像とを交互に
出力するので、全画素が画素の配置の順番通りに読み出
されることになる。そして、６０分の１秒間で全画素を
読み出すことによって、時間分解能を倍増することがで
きる。

（Ｇ、実施例）　［第１図］ 以Ｆ、本発明固体撮像装置を図示実施例に従って詳細に
説明する。

第１図は本発明固体撮像装置の一つの実施例を示す模式
的平面図であり、同図において、１はセンサー部、２．
２、・・・は該センサー部１内においてマトリ９クス状
に配置された受光部、３，３゜・・・は各受光部２．２
、・−の例えば右側に設けられたトランスファーゲート
、４．４、・・・はマトリックス状に配設された受光部
２．２、・・・の各種垂直列に対応しＣ設けられた垂直
転送レジスタで、各垂直転送レジスタ４とそれに対応す
る受光部！、■、・・・の市直列とはトランスファゲー
ト３．３、・・・を介し゛Ｃ結合せしめられている。こ
の垂直転送レジス々４．４、・・・の全体を本明細占に
おいて第１の垂直転送レジスタ群と称する。

５は第１の水平レジスタで、センサー部１の下端に配設
されている。

６は第１の水平レジスタ５の第１図におけるＦ側に配設
されたストレージ部で、センサー部１の各東向転送しン
スタ４．４、・−・に対応して設けられた垂直転送レジ
スタ７．７、・・・により構成されている。この垂直転
送レジスタ７．７、・・・の全体を本明細霞において第
２の垂直転送レジスタ群と称する。

８はストレージ部６のＦ側に配設された第２の水手レジ
スタである。

９は第１の水平レジスタ５がらの信号と第２の水平トレ
ジスタ８からの信号を受けそのうちスイッチング信号に
対応した方の信号を出力するスイッチング回路である。

この固体撮像装置は、普通のフレームインタライン型固
体撮像装置とはセンサー部１とストレージ部６との間に
水平レジスタ（第１の水平レジスタ）５を有している点
で大きく異なっている。

そして、読み出しは次のようにして行われる。

受光蓄積期間が終了すると、第１フイールドを構成する
受光部２．２、・軸に蓄積された信号を各垂直転送レジ
スタ４．４、・−へトランスファケート３．３、・・・
によって読み出し、第１の垂直転送レジスタ群の働きに
より第１の水平レジスタ５越しにストレージ部６へ高速
転送する。

次に、センサー部１内の第２フイールドを構成する受光
部２．２、・−に蓄積された信号を各垂直転送レジスタ
４．４、・・・ヘトランスファーゲート３．３、・・・
によって読み出す。

次に、ストレージ部６に読み出された第１フイールドの
信号を下側へ全体的に１ピツチ（１画素）分シフトし、
そのシフトによって第２の水平レジスタ８内に入った最
も下側の一水平ライン分の信号を該第２の水平レジスタ
８によって１画素ずつシフトしてスイッチング回路９を
介して出力する。

次に、センサー部１内の垂直転送レジスタ４．４・・・
に読み出された第２フイールドの信号を全体的に！ピッ
チ下側ヘシフトしてそのうち最もＦ側の一水平ライン分
の信号を第１の水平レジスタ５内に転送された状態にし
その第１の水平レジスタ５によってその一水平ライン分
の信号を１画素ずつシフトしてスイッチング回路９を介
して出力する。以後、第１フイールドの次の水平ライン
の信号を第２の水平レジスタ８によりシフトしてスイッ
チング回路９を介して１画素ずつ取り出す動作と、第２
フイールドの次の水平ラインの信号を第１の水平レジス
タ５によりシフトしてずつ取り出す動作とを交互に行う
ようにする。そして、１／６０秒間の間に第１フイール
ド、第２フイールドを構成する全部の画素を読み出す。

そして、このような読み出しを各フィールド期間毎に繰
り返すのである。

このような固体撮像装置は、前述のフィールド読み出し
１１式の固体撮像装置に比較して垂直解像度か高いこと
は明らかである。即ち、フィールド読み出し方式の場合
だと、常に成る画素とその上又は−トーの画素の信号の
混合した謂わば偽の信号か一つの画素の信号と１ノて取
り出されるので１に両所像度が悪いが、本固体撮像装置
によれば、各画素の信号がそれぞれ他の画素の信号と独
１′Ｌシて読み出されるので垂直解像度が高くなる。

また、この固体撮像装置はフレーム読み出し方式の１．
！、１体撮体製像装置較すると時間分解能が高くなる。

即ち、フレーム読み出し方式の場合、ｌ／３０秒間に全
画素を第１と第２のフィールドに分けて読み出すが、本
固体撮像装置によれば１／６０秒間に全画素を読み出す
ので時間分解能が高くなり、特に速く動く動画を高画質
で記録再生することを＝ｒ能にする。しかも、本固体撮
像装置によれば、フレーム読み出し方式の場合のように
１水平ラインおきに（飛び飛び）にではなく例えばドか
ら上に順番に１水平ラインずつ順番に読み出すことがで
きるので、信号が画素の配置の順番どおりに出力される
ことになり、信号処理が容易となる。

（Ｈ，発明の効果） 以上に述べたように、本発明固体撮像装置によれば、一
つのフィールドの画像はストレージ部に転送され、その
フィールドの画像と、センサー部に残った他のフィール
ドの画像とを交互に出力するので、全画素が画素の配置
の順番通りに読み出されることになる。そして、６０分
の１秒間で全画素を読み出すことにより、時間分解能を
倍増することができるつ 符号の説明 １−−−−−−センサー部、２・・・・−受光部、４・
・・・・・垂直転送レジスタ、 ４．４．４、・−・・・第１の垂直転送レジスタ群、５
・・・・−第１の水平レジスタ、 ６・・・・−ストレージ部、 ７・・・・・・垂直転送レジスタ。

７．７．７−−−−−−第２の垂直転送レジスタ群、８
・・・・・・第２の水平レジスタ。

４、図面Ｉ）Ｗｌｉ　’Ｂ’ｔ　説明 第１図は本発明固体撮像装置の一つの実施例を示す模式
的・ト面Ｌ４である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水平及び垂直方向にマトリックス状に配置された
   複数の受光部からなるセンサー部と、上記センサー部の
   各列に対応して設けられ対応する列の受光部からの電荷
   を垂直方向に転送する複数の垂直転送レジスタからなる
   第１の垂直転送レジスタ群と、 上記第１の垂直転送レジスタ群の各垂直転送レジスタの
   一端に電気的に結合される電荷転送型の第１の水平レジ
   スタと、 第１の垂直転送レジスタ群から転送された電荷を垂直方
   向に転送する第２の垂直転送レジスタ群からなるストレ
   ージ部と、 上記ストレージ部を構成する各垂直転送レジスタの反第
   １の水平レジスタ側の各端に電気的に結合される電荷転
   送型の第２の水平レジスタと、を備え、 各受光部における光電変換及び電荷の蓄積が終ると１つ
   のフィールドと対応する各受光部の信号電荷を第１の垂
   直転送レジスタ群によって上記第１の水平レジスタ越し
   に上記ストレージ部に転送し、 次いで、他のフィールドと対応する各受光部の信号電荷
   を第１の垂直転送レジスタ群へ読み出し、 その後、ストレージ部に記憶された上記一つのフィール
   ドの信号電荷をストレージ部を構成する垂直転送レジス
   タ群から第２の水平レジスタを介して１水平ライン分読
   み出す動作と、他のフィールドと対応する各受光部の信
   号電荷を第１の垂直転送レジスタ群から第１の水平レジ
   スタを介して１水平ライン分読み出す動作とを交互に繰
   り返す読み出し動作を行うようにされてなる ことを特徴とする固体撮像装置