JPH05219444A

JPH05219444A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH05219444A
Application number: JP4016963A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Kawabata; 明彦川端
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1993-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】アスペクト比の異なる被写体像の撮像時に一
種類の固体撮像装置でＣＣＤの平面的寸法を変えること
なくアスペクト比の異なる被写体像の撮像が可能な様に
する。【構成】アスペクト比１６：９に対応する画素数のＣ
ＣＤを構成させて、１６：９の映像信号形成時は水平レ
ジスタ５及び７の全クロックを入力端子に順方向に転送
させ、アスペクト比が４：３の映像信号形成時には水平
レジスタ５の３／４を入力端子に順方向に出力し、残り
のレジスタ７の１／４を逆方向に転送する様にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はテレビカメラ等に用いる
固体撮像装置に係わり、特に固体撮像素子（以下ＣＣＤ
と記す）の平面的な寸法の変更を行なうことなくアスペ
クト比が異なっても互換性の有るテレビカメラを得るた
めの固体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、ハイビジョン用の放送方式が提案
され、ハイビジョン或いはハイビジョン対応受像機等で
は画面のアスペクト比も現行のＮＴＳＣ方式の４：３と
異なり、１６：９のものが用いられる。この為にテレビ
カメラに用いるＣＣＤ等でも、例えば、その二次元的な
画素数は横方向が例えば９６８画素に対し縦方向が５５
０画素程度のＮＴＳＣ方式に比べて、例えばハイビジョ
ン対応でＣＣＤを構成させようとすれば、横方向を２５
６画素分増加させて１０２４画素とさせ、ハイビジョン
用では縦方向も１０００画素以上にする必要がある。

【０００３】ＣＣＤ構成としては転送方式によって種々
の方式が提案されているが図１３はインターライン転送
方式のＣＣＤ撮像デバイスの構成を示すもので上述のハ
イビジョン対応用に構成させたもので横方向を７６８／
Ｈ画素から２５６／Ｈ画素増加かせた１０２４／Ｈ画素
×縦方向５５０／Ｖ画素とした有効画素部分１に対し、
横方向４５画素／Ｈ×縦方向５５０／Ｖ画素の黒マスク
部分２を有効画素部分１の右側に配設している。

【０００４】有効画素部分１はフォトダイオードやＭＯ
Ｓトランジスタ等で構成された感光部４と垂直転送部３
が水平方向に交互に配列され、その下に水平転送部を構
成する水平レジスタ５が設けられている。

【０００５】上述の感光部４で光電変換された有効画素
部分１の全画素の電荷は垂直ブランキング期間の一部で
垂直転送部３に転送されて蓄積され、垂直転送部３に蓄
積された水平ブランキング期間の一部に１走査線ずつ水
平レジスタ５へ転送され、１走査線分の画素信号は順次
出力端子６に転送される様に成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に、ハイビジ
ョン或いはハイビジョン対応（クリアビジョン）等の固
体撮像装置を作製する場合にはＮＴＳＣ方式のＣＣＤ、
クリアビジョン用のＣＣＤ並びにハイビジョン用のＣＣ
Ｄ等と別々に有効画素部分１の画素数や面積の異なるも
のを作製する必要があった。

【０００７】この様にテレビ受像機の画面のアスペクト
比の違い毎にテレビカメラのＣＣＤの面積を変えたもの
を作ることは需要が少ない場合等ではＣＣＤの種類やＣ
ＣＤ製造工程が増えて煩雑になるだけでなくコストアッ
プを生ずる等の問題があった。

【０００８】本発明は叙上の如き問題点を解消した固体
撮像装置を得ようとするもので、その目的とするところ
はＣＣＤの種類を増やすことなく、異なるアスペクト比
を有するＣＣＤを一種類のＣＣＤで共用し得る様になし
たものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置は
その例が図１に示されている様に、アスペクト比が１
６：９の映像信号とアスペクト比が４：３の映像信号を
選択的に出力するようになされた固体撮像装置１０にお
いて、各画素に蓄積された電荷を１ライン毎に順次転送
する水平転送部５，７と、水平転送部５，７に転送クロ
ックを供給する駆動回路１２ａ，１２ｂとを備え、駆動
回路１２ａ，１２ｂは、アスペクト比が１６：９の映像
信号を形成する際には、水平転送部５，７の全てのクロ
ック入力端子に順方向の転送クロックを供給し、アスペ
クト比が４：３の映像信号を形成する際には、水平転送
部５，７のクロック入力端子のうちの３／４個のクロッ
ク入力端子に順方向の転送クロックを供給し、残りの１
／４個のクロック入力端子に逆方向の転送クロックを供
給するようになされていることを特徴とするものであ
る。

【００１０】

【作用】本発明の固体撮像装置に用いるＣＣＤでは水平
レジスタ６及び７を２つに分割し、一方の水平レジスタ
６は正方向に転送し、他方の水平レジスタ７は正逆方向
に転送可能とし、水平レジスタ７から逆方向に転送され
た信号電荷をオーバフロードレイン９を介して捨てる様
にされているのでハイビジョン対応のＣＣＤを作製する
だけでＮＴＳＣに対応する撮像画像も簡単に得ることが
出来る。

【００１１】

【実施例】以下、クリアビジョン等のハイビジョン対応
方式のアスペクト比が１６：９のＣＣＤとＮＴＳＣ方式
のアスペクト比が４：３のＣＣＤとして兼用可能な固体
撮像装置を説明する。

【００１２】本例の駆動方法を説明するに先だち図２に
よってアスペクト比が１６：９並びに４：３の両方式に
兼用可能なインターライン方式のＣＣＤについて説明す
る。尚図１３との対応部分には同一符号を付して重複説
明は省略する。

【００１３】即ち、本例ではアスペクト比が１６：９の
ＣＣＤを構成させてハイビジョン対応の被写体の撮像を
行なうと共にアスペクト比が４：３のＮＴＳＣ方式等の
被写体の撮像も可能な構成とするために、有効画素部分
１の左側に黒マスク部分２を持ち来す。この黒マスク部
分２のライン方向の画素数は図１３と同様に４５画素程
度でよい。

【００１４】有効画素部分１は、その横方向（ライン方
向）がアスペクト比４：３の４の比に対応する例えば７
６８／Ｈ画素であれば、更にライン方向にアスペクト比
１６：９の１６の比に対応する例えば７６８／Ｈ画素に
２５６／Ｈ画素を加算した１０２４／Ｈ画素とする。即
ち有効画素部分のライン方向画素をＮＴＳＣ方式の画素
数に対し１／４だけ追加してハイビジョン対応用の有効
画素部分とする。尚、縦方向（垂直方向）は５２５本の
走査線数より多い例えば５５０／Ｖ画素が取られる。

【００１５】本例では感光部４と垂直転送部３はインタ
ーラインに構成され、これら感光部４と垂直転送部３の
下端に設けられた水平レジスタ５を第１の水平レジスタ
５と第２の水平レジスタ７に分割し、部分的に一方の水
平レジスタを逆転送可能に構成させる。

【００１６】この為に、第１の正転用の水平レジスタ５
を必要に応じてゲート８を介在させて、第２の正逆転送
可能な水平レジスタ７とに２分割する。

【００１７】この２分割点はライン方向の全画素数に対
し、３／４画素点である。更に正逆転送用の第２の水平
レジスタ７の出力側にオーバフロードレイン９を設けて
逆転時にオーバフローした余分な電荷を排出させてすべ
て捨て去る様に構成させる。尚、図２で１１は出力アン
プを示す。

【００１８】上述の如き構成のＣＣＤの水平部の駆動回
路を図１に示す。上記した様に第１及び第２の水平レジ
スタ５及び７のうち第２の水平レジスタを正逆転送可能
にするため、４レジスタ独立駆動方式とし、夫々の駆動
パルスを正転送用のΦ_n及び正逆転送切換用のΦ_nRとす
ると正転用のドライバー１２ａには４相の正転駆動パル
スΦ₁，Φ₂，Φ₃，Φ₄が入力され、同様に正逆転送
用のドライバー１２ｂには同じく４相の逆転駆動パルス
Φ_1R,Φ_2R,Φ_3R,Φ_4Rが供給される様にする。

【００１９】即ち、逆転駆動パルスΦ_1R,Φ_2R,Φ_3R,
Φ_4Rを得るために正転駆動パルスΦ ₁供給端Ｔ₁を第１
及び第２のドライバー１２ａ及び１２ｂの第１ラインＨ
₁，Ｈ_1Rの入力端子に直接接続する。

【００２０】更に、正転駆動パルスΦ₂供給端Ｔ₂を第
１のドライバー１２ａの第２ラインＨ₂の入力端と第２
のスイッチＳ₂の固定接点ｃと可動接片ａを介して、第
２のドライバー１２ｂの第２ラインＨ_2Rの入力端子に接
続する。

【００２１】正転駆動パルスΦ₃は供給端Ｔ₃は第１の
ドライバー１２ａの第３ラインＨ₃の入力端と第２のス
イッチＳ₂の固定接点ｂと可動接片ａを介して第２のド
ライバー１２ｂの第２ラインＨ_2Rに接続されると共に第
２のドライバー１２ｂの第３ラインＨ_3Rの入力端子に接
続される。

【００２２】正転駆動パルスΦ₄供給端Ｔ₄は第１のド
ライバー１２ａの第４ラインＨ₄の入力端と第１のスイ
ッチＳ₁の固定接点ｃと可動接片ａを介して第２のドラ
イバー１２ｂの第４ラインＨ_4Rの入力端に接続され、駆
動パルスΦ₁供給端Ｔ₁は第１のスイッチＳ₁の固定接
点ｂと可動接片ａを介して第２のドライバー１２ｂの第
４ラインＨ_4Rの入力端子に接続される。

【００２３】第１及び第２のドライバー１２ａ及び１２
ｂの各ラインＨ₁，Ｈ₂，Ｈ₃，Ｈ ₄及びＨ_1R，Ｈ_2R，
Ｈ_3R，Ｈ_4Rの出力端は夫々第１及び第２の水平レジスタ
５及び７の夫々４個の電極Ｈ₁，Ｈ₂，Ｈ₃，Ｈ₄に接
続され、更に、第２のドライバー１２ｂの第２ラインＨ
_2Rの出力は第３のスイッチＳ₃の固定接点ｃに接続さ
れ、第３のスイッチＳ₃の可動接片ａは第１の水平レジ
スタ５と第２の水平レジスタ７間に設けたゲート８に接
続されている。第３のスイッチＳ₃の固定接点ｂは基準
電源Ｅ（−３ＶＤＣ）の陰極に接続され、基準電圧Ｅの
陽極は接地されている。更に第１、第２並びに第３のス
イッチＳ₁，Ｓ₂並びにＳ₃は連動されて同時に可動接
片ａの切換が成される。

【００２４】本例のＣＣＤ及び水平レジスタ構造とその
駆動回路は叙上の如く構成されているが、本例の動作を
説明するに先だち、水平レジスタの一般的な駆動動作と
本例に用いられる正逆転送動作原理を簡単に説明する。

【００２５】一般的な水平レジスタ５は有効画素部分１
のライン方向の画素数に対応したビット数を有し、通常
２相で駆動される。即ち、その構造は図３Ａに示す様
に、半導体基盤１４上にゲート絶縁膜１５を介して第１
のストア電極Ｈ_1a、第１の転送電極Ｈ_1b、第２のストア
電極Ｈ_2a及び第２の転送電極Ｈ_2bを夫々所定数順次繰り
返して一方向に配列して設け、隣り合った第１のストア
電極Ｈ_1a及び第１の転送電極Ｈ_1bを互いに接続し、この
接続点をバスライン１６を介して第１の駆動パルスΦ₁
が供給される入力端子に接続すると共に、隣り合った第
２のストア電極Ｈ _2a及び第２の転送電極Ｈ_2bを互いに接
続し、この接続点をバスライン１７を介して第２の駆動
パルスΦ₂が供給される入力端子に接続し、更にストア
電極Ｈ_1a,Ｈ_2a及び転送電極Ｈ_1b,Ｈ_2bに同じ電位を印
加したときに、ストア電極Ｈ_1a，Ｈ _2a下に形成されるポ
テンシャル井戸が転送電極Ｈ_1b，Ｈ_2b下に形成されるポ
テンシャル井戸よりやや深くなるように構成されてい
る。

【００２６】そして、上記第１及び第２の駆動パルスΦ
₁及びΦ₂の供給される入力端子に図４に示すような互
いに位相の異なる第１及び第２の駆動パルスΦ₁及びΦ
₂を供給すると、まずｔ＝ｔ₁時においては、図３Ｂに
示すように、第１のストア電極Ｈ_1a下のポテンシャル井
戸が最も深く、第２の転送電極Ｈ_2b下のポテンシャル井
戸が最も浅くなる。即ち、第２の転送電極Ｈ_2bから左方
向の第１のストア電極Ｈ_1aに向かって下り階段状の電位
分布が形成されて、信号電荷ｅが第１のストア電極Ｈ_1a
下に夫々蓄積される。

【００２７】次に、図４に示すｔ＝ｔ₂時においては、
図３Ｃに示すように、第２のストア電極Ｈ_2a下のポテン
シャル井戸が最も深く、第１の転送電極Ｈ_1b下のポテン
シャル井戸が最も浅くなる。即ち、第１の転送電極Ｈ_1b
から左方向の第２のストア電極Ｈ_2aに向かって下り階段
状の電位分布が形成されて、信号電荷ｅが第２のストア
電極Ｈ_2a下に夫々転送、蓄積される。そして、この一連
の動作が駆動パルスΦ ₁及びΦ₂の供給に従って順次繰
り返されることによって、信号電荷ｅが図１で左方向、
即ち出力アンプ１１に転送され、通常の撮像信号、即ち
正転信号が得られる。

【００２８】上述の様な従来の水平レジスタ５の駆動動
作に対し、本例に用いられる水平レジスタ５及び７は少
なくとも有効画素部分１のライン方向の画素数に対応し
たビット数を有し、有効画素部分１と水平レジスタ５及
び７の境界部分において、ライン方向の画素数に対応す
る各垂直転送部３がチャンネルストッパ１８で水平レジ
スタ５及び水平レジスタ７に区分され、水平レジスタ５
及び７では各垂直転送部３に対応して夫々４つの電極Ｈ
₁，Ｈ₂，Ｈ₃及びＨ₄で１ビットの水平転送部ｂが構
成され、第１の電極Ｈ₁が図３の第１のストア電極
Ｈ_1a、第２の電極Ｈ ₂が図３の第１の転送電極Ｈ_1b、第
３の電極Ｈ₃が図３の第２のストア電極Ｈ_2a、第４の電
極Ｈ₄が図３の第２の転送電極Ｈ_2bとなされる。そし
て、図５に示す如く、第２の電極Ｈ₂が平面ほぼＴ字状
に形成され、その左側に短冊状の第１の電極Ｈ₁がオー
バーラップされて形成され、同じくその右側に短冊状の
第３の電極Ｈ₃がオーバーラップされて形成され、更に
第４の電極Ｈ₄が第３の電極Ｈ₃と右方向に存する次ビ
ットにおける第１の電極Ｈ₁との間に夫々オーバーラッ
プされて形成されている。

【００２９】このとき、第１の電極Ｈ₁と第３の電極Ｈ
₃は、第２の電極Ｈ₂の中心線即ち、垂直転送部９を二
分する線（一点鎖線で示す）に対して夫々対称の位置に
形成される。

【００３０】電極Ｈ₁，Ｈ₂，Ｈ₃，Ｈ₄は図６Ａ及び
図８Ａに示すように、半導体基板１４上にゲート絶縁膜
１５を介して夫々所定数順次繰り返して一方向に配列し
て形成されると共に、４つの駆動パルスΦ₁，Φ₂，Φ
₃，Φ₄が供給される入力端子が夫々第１，第２，第３
及び第４の電極Ｈ₁，Ｈ₂，Ｈ₃及びＨ₄に接続され
る。

【００３１】更に、各電極Ｈ₁，Ｈ₂，Ｈ₃，Ｈ₄に同
じ電位を印加したときに第１の電極Ｈ₁下及び第３の電
極Ｈ₃下に形成されるポテンシャル井戸が第２の電極Ｈ
₂下及び第４の電極Ｈ₄下に形成されるポテンシャル井
戸よりやや深くなるように、ゲート絶縁膜１５の膜厚あ
るいは基板１４表面の不純物濃度を変えるようにしてい
る。

【００３２】又、図５に示すように、水平レジスタ５又
は７と有効画素部分１の境界部分において、そのチャン
ネルストッパ１８の形状を図示の如く、第４の電極Ｈ₄
の有効画素部分１側を閉塞するようにパターニングする
と共に、両側即ち第１の電極Ｈ₁側と第３の電極Ｈ₃側
に対称のテーパ１８ａを設け、更に有効画素部分１から
みて、第１の電極Ｈ₁と第３の電極Ｈ₃が左右対称とな
るように、即ち第２の電極Ｈ₂の中心線から左右に存す
るチャンネルストッパ１８の側端部までの距離Ｒ₁とＲ
₂をほぼ同じに設定する（Ｒ₁＝Ｒ₂）ことによって、
有効画素部分１からの信号電荷が第１，第２及び第３の
電極Ｈ₁，Ｈ₂及びＨ₃のうちいずれにも進入し易いよ
うに形成している。

【００３３】この状態でＣＣＤの有効画素部分１から水
平レジスタ５への転送時、即ちｔ＝ｔ₀時、正転信号を
得る場合は、図７に示すように、第１及び第２の入力端
子に供給される第１及び第２の駆動パルスΦ₁及びΦ₂
の電位をＨｉｇｈ側に設定し、第３及び第４の入力端子
に供給される第３及び第４の駆動パルスΦ₃及びΦ₄の
電位をＬｏｗ側に設定することによって、図６Ｂに示す
ように、第４の電極Ｈ ₄から左方向の第１の電極Ｈ₁に
向かって下り階段状の電位分布を形成して、第１の電極
Ｈ₁下に形成されるポテンシャル井戸を最も深くするこ
とにより、有効画素部分１からの信号電荷ｅを第１の電
極Ｈ₁下に転送し図５の実線２０に示す様に蓄積させ
る。

【００３４】その後、第１及び第２の駆動パルスΦ₁及
びΦ₂を互いに同相にし、第３及び第４の駆動パルスΦ
₃及びΦ₄を上記第１及び第２の駆動パルスΦ₁及びΦ
₂とは逆相で、かつ互いに同相とすることにより、信号
電荷ｅを左方向に転送する。即ちｔ＝ｔ₀から１パルス
経過後のｔ＝ｔ₁時、第１及び第２の駆動パルスΦ₁及
びΦ₂はＬｏｗ側、第３及び第４の駆動パルスΦ₃及び
Φ₄はＨｉｇｈ側となるため、図６Ｃに示すように、第
２の電極Ｈ₂から左方向の第３の電極Ｈ₃に向かって下
り階段状の電位分布が形成され、信号電荷ｅは夫々左側
に存する次のビットの第３の電極Ｈ₃下に転送、蓄積さ
れる。

【００３５】次いで、１パルス経過後、即ちｔ＝ｔ₂時
において、図７に示すように、第１及び第２の駆動パル
スΦ₁及びΦ₂がＨｉｇｈ側、第３及び第４の駆動パル
スΦ ₃及びΦ₄がＬｏｗ側となるため、図６Ｄに示すよ
うに、第４の電極Ｈ₄から左方向の第１の電極Ｈ₁に向
かって下り階段状の電位分布が形成され、信号電荷ｅは
夫々第１の電極Ｈ₁下に転送、蓄積される。

【００３６】そして、この一連の動作が順次繰り返され
ることによって、信号電荷ｅが左方向に２相駆動で転送
されて、出力アンプ１１より正転信号が出力される。

【００３７】一方、図１で水平レジスタ７で左側から右
側に信号電荷ｅをはきすてるための逆転信号を得るため
にはＣＣＤ１０の有効画素部分１から水平レジスタ７へ
の転送時、即ち、ｔ＝ｔ₀時、図９で示すように、第１
及び第４の入力端子に供給される第１及び第４の駆動パ
ルスΦ_1R及びΦ_4Rの電位をＬｏｗ側に設定し、第２及び
第３の入力端子に供給される第２及び第３の駆動パルス
Φ_2R及びΦ_3Rの電位をＨｉｇｈ側に設定することによ
り、図８Ｂに示すように、第４の電極Ｈ₄から右方向の
第３の電極Ｈ₃に向かって下り階段状の電位分布を形成
して、第３の電極Ｈ₃下に形成されるポテンシャル井戸
を最も深くすることにより、有効画素部分１からの信号
電荷ｅを図５の破線２１に示す様に転送、蓄積させる。

【００３８】その後、第１及び第４のパルスΦ_1R及びΦ
_4Rを互いに同相にし、第２及び第３の駆動パルスΦ_2R及
びΦ_3Rを上記第１及び第４の駆動パルスΦ_1R及びΦ_4Rと
は逆相で、かつ互いに同相とすることにより、信号電荷
ｅを右方向に転送する。即ち、ｔ＝ｔ₀時から１パルス
経路後のｔ＝ｔ₁時、図９で示すように第１及び第４の
駆動パルスΦ_1R及びΦ_4RはＨｉｇｈ側、第２及び第３の
駆動パルスΦ_2R及びΦ _3RはＬｏｗ側となるため、図８Ｃ
に示すように、第２の電極Ｈ₂から右方向の第１の電極
Ｈ₁に向かって下り階段状の電位分布が形成され、信号
電荷ｅは夫々右側に存する次のビットの第１の電極Ｈ₁
下に転送、蓄積される。

【００３９】次いで、１パルス経過後、即ちｔ＝ｔ₂時
において、図９に示すように、第１及び第４の駆動パル
スΦ_1R及びΦ_4RがＬｏｗ側、第２及び第３の駆動パルス
Φ_2R及びΦ_3RがＨｉｇｈ側となるため、図８Ｄに示すよ
うに、第４の電極Ｈ₄から右方向の第３の電極Ｈ₃に向
かって下り階段状の電位分布が形成され、信号電荷ｅは
夫々第３の電極Ｈ₃に転送、蓄積される。そして、この
一連の動作が順次繰り返されることによって、信号電荷
ｅが有効画素部分１で右方向に２相駆動で転送されて、
オーバーフローゲートを介して蓄積電荷が捨て去られ
る。

【００４０】上述の如きＣＣＤの動作原理によって、Ｃ
ＣＤ１０内の有効画素部分１の画素数を図２に示す様に
ハイビジョン対応の１６：９のアスペクト比に対応する
様に１０２４／Ｈ画素×５５０／Ｖ画素で構成させて、
第１及び第２の水平レジスタ５及び７を図１で右側から
左側に転送する様に正転信号を送出して出力アンプ１１
から撮像信号を出力させる。

【００４１】又、アスペクト比が４：３のＮＴＳＣ方式
の撮像信号を得る場合は有効画素部分１の横方向（ライ
ン方向）の１０２４画素の３／４の画素数に対応する１
画素位置から７６８画素位置の垂直転送部３の信号電荷
を図１０の水平レジスタ５に転送して矢印Ａで示す様に
右方向から左方向に転送させる正転信号駆動を行なう様
に第１〜第４の駆動パルスΦ₁〜Φ₄を第１〜第４の電
極Ｈ₁〜Ｈ₄に供給する。

【００４２】更に有効画素部分１のライン方向の７６９
／Ｈ〜１０２４／Ｈ画素に蓄積された垂直転送部３の信
号電荷をオーバーフローゲート９を介して捨て去るため
に図１０に示す様に７６９／Ｈ画素目から矢印Ｂで示す
様に左側から右側に逆転させる逆転信号駆動を行なう様
に第１〜第４の逆転駆動パルスΦ_1R〜Φ_4Rを第１〜第４
の電極Ｈ₁〜Ｈ₄（以後、説明の便なるため逆転電極を
Ｈ_1R〜Ｈ_4Rと記す）に供給し、必要に応じて設けたゲー
ト８にはゲートパルスΦ₆を供給する。

【００４３】即ち、アスペクト比が４：３の撮像画面を
得る場合には図１で第１乃至第３のスイッチＳ₁，Ｓ₂
並びにＳ₃の可動接片ａを同時に固定接点ｃ側に倒す
と、第１のドライバー１２ａには駆動パルスΦ₁〜Φ₄
が加えられるこの時、先に説明した様にΦ₁＝Φ₂，Φ
₃＝Φ₄とすれば図１１Ａの破線より左側に示す様に７
６８／Ｈ画素までの垂直転送部３を境に図１１Ｂの破線
より左側に示すｔ＝ｔ₀の状態では１番目乃至７６８番
目の画素の電極Ｈ₁位置でポテンシャル井戸が最も深く
なり、１番目乃至７６８番目の画素の電極Ｈ₄でのポテ
ンシャル井戸が最も浅くなる。

【００４４】この状態で駆動パルスΦ₁〜Φ₄を図６Ｃ
と同様にｔ＝ｔ₁とすれば図１１Ｃの破線より左側に示
す様に１番目乃至７６８番目の画素の電極Ｈ₃位置でポ
テンシャル井戸が深くなって、正転方向Ａに順次水平レ
ジスタ５を通して出力アンプ１１に信号電荷を出力し得
る。尚図１１Ｄは電極Ｈ₁〜Ｈ₄に供給する駆動パルス
Φ₁〜Φ₂と駆動パルス条件を示している。

【００４５】図１２はアスペクト比４：３の時のタイミ
ングチャートを示すものであり、図１２ＡはＣＣＤ１０
の黒マスク４５／Ｈ画素、と１０２５／Ｈの３／４の７
６８／Ｈ画素並びに１０２５／Ｈの１／４の２５６／Ｈ
画素位置を示し、図１２Ｂは垂直ブランキング信号（Ｂ
ＬＫＧ）を示し、図１２Ｃは水平同期信号（ＨＤ）を示
している。このＨＤの立ち上がりパルスで水平レジスタ
５及び７の駆動パルスΦ₁〜Φ₄並びにΦ_1R〜Φ_4Rの駆
動が開始される。図１２Ｄ〜Ｇが正転駆動パルスΦ₁〜
Φ₄であり、図１２Ｈ〜Ｋが逆転駆動パルスΦ_1R〜Φ_4R
を示す。

【００４６】又、図１２Ｌは後述するもゲートパルスΦ
_GでＬｏｗになされる。図１２Ｍは出力波形で３０は黒
マスク２から検出された黒レベル期間、３１は空送り期
間、３２は垂直転送部３からの転送期間を示している。
又、図１２Ｎで示すクランプパルスで黒レベル３０部分
がクランプされる。

【００４７】次に７６９／Ｈ画素の垂直転送部３の信号
電荷ｅが供給される位置から１０２４／Ｈ画素までの１
／４の垂直転送部３の信号電荷をオーバーフローゲート
に落とすために第１〜第３のスイッチＳ₁，Ｓ₂並びに
Ｓ₃の可動接片ａを固定接点ｂ側に倒す様にする。

【００４８】第３のスイッチＳ₃の固定接点ｂに接続さ
れている基準電源Ｅ（−３ＶＤＣ）が可動接片ａを介し
て電極Ｈ_2Rに供給される。即ちゲート電圧Φ_GとしてＬ
ｏｗ信号の−３ＶＤＣが電極Ｈ_2Rに加えられるために電
極Ｈ_2Rはポテンシャル井戸が最も浅い点に固定される。
この様に構成すれば正逆転の境を中心に７６８／Ｈの信
号電荷が逆転送側に流れ出すことを防ぐことが出来る。

【００４９】但し、この程度の信号電荷は不定であって
もよいと云う条件であればゲートパルスΦ_Gを逆転駆動
パルスΦ_R2に等しくする様に構成させれば外部端子１個
を削減可能となる。

【００５０】又、第２のドライバー１２ｂには駆動パル
スΦ₁＝Φ_1R＝Ｈｉｇｈ、Φ₃＝Φ _2R＝Ｌｏｗ、Φ₃＝
Φ_3R＝Ｌｏｗ、並びにΦ₁＝Φ_4R＝Ｈｉｇｈの逆転駆動
パルスΦ_1R〜Φ_4Rが供給され、図１１Ａの破線より右側
に示す様に７６９／Ｈ画素から１０２４／Ｈ画素までの
垂直転送部３からの信号電荷ｅは図１１Ｂの破線より右
側に示すｔ＝ｔ₀の状態では７６９番目乃至１０２４番
目の画素の逆転電極Ｈ _1R位置でポテンシャル井戸が最も
深くなり、７６９番目乃至１０２４番目の画素の電極Ｈ
_2Rでのポテンシャル井戸が最も浅くなる。

【００５１】この状態で逆転駆動パルスΦ_1R〜Φ_4Rを図
８Ｃと同様にｔ＝ｔ₁とすれば図１１Ｃの破線より右側
に示す様に７６９番目乃至１０２４番目の逆転電極Ｈ_3R
位置でポテンシャル井戸が深くなって、逆転方向に順次
水平レジスタ７を通してオーバーフローゲート９に蓄積
されて、接地状態になされ、信号電荷が捨て去られるこ
とになる。

【００５２】次にアスペクト比が１６：９のハイビジョ
ン対応の被写体撮像を行なう場合には第１〜第３のスイ
ッチＳ₁〜Ｓ₃の可動接片ａを固定接点Ｃ側に倒せば第
１のドライバ１２ａにはΦ₁〜Φ₄の駆動パルスが、第
２のドライバー１２ｂにもΦ ₁〜Φ₄の駆動パルスが供
給され、図１１でΦ_1R＝Φ_2R＝Φ_{1 ,}Φ_3R＝Φ_4R＝Φ ₃
の条件がみたされて第１及び第２のレジスタ５及び７は
全て正転方向（ＢＡ方向）に転送されて出力アンプ１１
から出力を得ることが出来る。

【００５３】本発明の固体撮像装置によれば、アスペク
ト比が１６：９と４：３のＣＣＤを兼用可能であるの
で、ＣＣＤの種類を増加させずに１種類のＣＣＤを製造
するだけで済むので製造工程や管理が煩雑にならず、需
要の少ないアスペクト比のＣＣＤを製造する場合にコス
トを大幅に引き下げることが出来るものが得られる。

【００５４】上述の実施例に於いては画素数として５６
万（１０２４／Ｈ×５５０／Ｖ）について説明したが画
素数を例えば２００万（１９２０／Ｈ×１０３５／Ｖ）
等と成し得ることは明らかで、その場合も４：３のアス
ペクト比で被写体を撮像する場合には１９２０／Ｈ×３
／４となし、１０３５／Ｖ×１／３とする様になせばよ
い。

【００５５】

【発明の効果】本発明のＣＣＤは平面的な寸法変更を行
なうことなく、アスペクト比の異なった被写体の撮像を
行なうことが出来て、製造、管理工程が簡単で廉価な固
体撮像装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体撮像装置の水平ドライバーの回路
図である。

【図２】本発明の固体撮像装置のハイビジョン対応用Ｃ
ＣＤ画素構成図である。

【図３】本発明の固体撮像装置の説明に供する水平レジ
スタの水平駆動時の説明図である。

【図４】図３の２相駆動パルス波形図である。

【図５】本発明の固体撮像装置の水平レジスタとチャン
ネルストッパのパターニング形状を示す平面図である。

【図６】本発明の固体撮像装置の電極の構成と正転信号
出力時における電位分布変化を示す説明図である。

【図７】本発明の固体撮像装置の正転信号出力時におけ
る駆動パルスの出力タイミングを示すタイムチャートで
ある。

【図８】本発明の固体撮像装置の電極の構成と逆転信号
出力時における電位分布の変化を示す説明図である。

【図９】本発明の逆転信号出力時における駆動パルスの
出力タイミングを示すタイムチャートである。

【図１０】本発明の固体撮像装置の第１及び第２の水平
レジスタの詳細図である。

【図１１】本発明の固体撮像装置のアスペクト比４：３
時の転送説明図である。

【図１２】本発明の固体撮像装置のアスペクト比４：３
のタイミング図である。

【図１３】従来のハイビジョン対応用ＣＣＤ画素構成図
である。

【符号の説明】

１有効画素部分２黒マスク部分３垂直転送部４感光部５，７水平レジスタ８ゲート９オーバーフローゲート１０固体撮像装置１２ａ，１２ｂドライバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アスペクト比が１６：９の映像信号とア
スペクト比が４：３の映像信号を選択的に出力するよう
になされた固体撮像装置において、各画素に蓄積された電荷を１ライン毎に順次転送する水
平転送部と、該水平転送部に転送クロックを供給する駆
動回路とを備え、上記駆動回路は、アスペクト比が１６：９の映像信号を
形成する際には、上記水平転送部の全てのクロック入力
端子に順方向の転送クロックを供給し、アスペクト比が
４：３の映像信号を形成する際には、上記水平転送部の
クロック入力端子のうちの３／４個のクロック入力端子
に順方向の転送クロックを供給し、残りの１／４個のク
ロック入力端子に逆方向の転送クロックを供給するよう
になされていることを特徴とする固体撮像装置。