JPS58220577A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPS58220577A
JPS58220577A JP57104328A JP10432882A JPS58220577A JP S58220577 A JPS58220577 A JP S58220577A JP 57104328 A JP57104328 A JP 57104328A JP 10432882 A JP10432882 A JP 10432882A JP S58220577 A JPS58220577 A JP S58220577A
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JP
Japan
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image pickup
signal
frequency
imaging
picture elements
Prior art date
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Pending
Application number
JP57104328A
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English (en)
Inventor
Yoshimi Hirata
芳美 平田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPS58220577A publication Critical patent/JPS58220577A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/30Transforming light or analogous information into electric information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

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】 本発明は、固体撮像装置特にスチル撮像とムービ撮像(
通常のテレビジョン信号再生用撮像)とに共用できるフ
レームトランスファ型のCCD固体撮像装置に係わる。
CCD固体撮像素子を用いてスチル撮像及びムービ撮像
を行うことが求められている。フレームトランスファ型
のCCD固体撮像素子を用いて例えばスチル撮像を行っ
た場合、通常1回シャッタ一方式ではフィールドメモリ
動作となって垂直解像度が半分に低下する。シャッター
機能に工夫をすればフレームメモリも可能であるが、シ
ャッター速度及び電気タイミングと機械的タイミングの
同期等の問題がある。最も簡単には垂直方向に2倍の絵
素数を配列する方法が考えられるが、この場合、通常商
用テレビジョン方式と整合させる為の方法が必要となる
う 通常のフレームトランスファ型のCCD固体撮像装置は
、第1図及び第2図に示すように夫々COD構成による
撮像部(1)と蓄積部(2)と水平読み出し部即ち水平
シフトレジスタ(3)を備え、撮像部(1)に生じた撮
像パターン、即ち受光量に応じた信号電荷を周波数fF
のフレームシフト用クロック信号(4)によって撮像部
(1)から一旦蓄積部(2)に転送し、次で周波数fL
のラインシフト用クロック信号(5)によって1水平ラ
イン毎の信号電荷を蓄積部(2)から水平シフトレジス
タ(3)へ転送し、この水平シフトレジスタ(3)の信
号電荷を周波数fHのクロック信号(6)で転送して順
次出力端子tから読み出すようになされる。1画面情報
(1フイールド)は1/60秒で読み出してテレビジョ
ン受像機で再生する。ここで撮像部(1)及び蓄積部(
2)の垂直絵素数は通常テレビジョン画像の垂直解像度
488絵素(244bit = Nb1t ) テある
。又水平絵素数(57゜絵素)の情報を1水平走査期間
内に読み出すことから水平シフトレジスタ(3)の読み
出し周波数fHが決まる。例えば撮像部(1)及び蓄積
部(2)における垂直絵素数を488絵素(244bt
t)、水平絵素数を570絵素とすれば、 ’L ” ”/60 xV244 ” 15.5KHz
’H”= fL1570 ”i 10.7MHzfFは
任意に決めることができる(例えば600KHz )と
なる。ところで、スチル撮像の場合の垂直解像度を維持
するために垂直絵素数を2倍にした場合には、第3図に
示すように撮像部(1)及び蓄積部(2)共に2Nbi
tになり、1画面情報を1/6o秒で読み出すと、第4
図に示すようmlタイミング速度即ち各転送用のクロッ
ク信号(4) 、 (5)及び(6)の周波数が2倍(
2fF、 2fj 、 zfH)となる。これを通常の
テレビジョン受像機で再生することは出来ない。この場
合、水平シフトレジスタ(3)の読み出し周波数をfH
として再生可能としようとすれば第5図に示すタイミン
グとなり、本来のA信号(244絵素)を受けるべきタ
イミングの途中にa信号(244絵素)が混入して再生
不能となる。一方この解決法として、例えば第3図の場
合には半分の読み出し信号を回路的に捨てるか或は次の
信号と加算した後、2倍に引延ばす必要がある。第5図
の場合には素子構造的にa信号を捨てることが必要にな
る。
いずれの場合においても、処理回路、素子構成が複雑に
なり、また半分の読み出し信号を捨てる事は感度、ダイ
ナミックレンジ(取扱い電荷量)共に半分圧減少する事
になる。又、別の方法としては、垂直絵素数を通常の2
倍とした撮像部(1)及び蓄積部(2)(第3図参照)
において、スチル撮像の場合は第6図Aに示すようにそ
の絵素に対応する転送電極(力に2囮のクロック信号φ
l及びφ2を与えて読み出すようになし、次にムービー
撮像の場合は第6図Bに示すようにφl及びφ2が与え
られる隣り合5転送電極(6)をバイアス(8)を介し
て接続して1電極とし、これに2相のクロック信号φ1
′及びφ2′を与えて読み出す方法が考えられる。なお
、(9)は半導体基体、<10はポテンシャルを示す。
この方法では感度は同等であるが、ダイナミックレンジ
が1/2に減少する。又素子中での転送用クロック信号
を与えるための配線が複雑になること及び周辺回路も複
雑になる欠点がある。
本発明は、上述の点に鑑み、スチル撮像での垂直解像度
を上げ、またムービ撮像での感度及びダイナミックレン
ジを損うことなく、夫々ムービ撮像とスチル撮像とに共
用できるようにした固体撮像装置を提供するものである
本発明は、撮像部と蓄積部と水平読み出し部とを備えた
フレームトランスファ型の固体撮像素子において少くと
も撮像部には通常の2倍の垂直絵素を配列し、ムービ撮
像では垂直方向の2絵素分の信号電荷を加算して読み出
し、スチル撮像では垂直絵素の1つ置きの絵素の信号電
荷を読み出すようKなすことを特徴とするものである。
、以下、本発明による固体撮像装置の実施例について説
明する。
第7図は本発明の一実施例を示す。同図中、αυは本発
明によるフレームトランスファ型の固体撮像素子を全体
として示すもので、前述と同様に受光量に応じた信号電
荷を得るCCD構成による撮像部(1)と、との撮像部
(1)よりの信号電荷を一旦蓄積するCCD構成による
蓄積部(2)と、蓄積部(2)よりの信号電荷を1水平
ライン毎に転送して順次出力端子tより読み出す水平読
み出し部即ちCCD構成による水平シフトレジスタ(3
)を有して成る。
本例においては、特にかかる素子0υに於てその撮像部
C1)及び蓄積部(2)に通常の2倍の垂直絵素(2N
bit)例えば976絵素(488bit)を配列する
と共に、蓄積部(2)と水平シフトレジスタ(3)との
間に信号加算電極σ渇を設ける。そして、かかる素子a
υを用いてムービ撮像あるいはスチル撮像する場合には
次のようにして信号読み出しを行う。
即ちムービ撮像の場合は、フレームシフ)時に撮像部(
1)及び蓄積部(2)の転送用のクロック信号を通常の
2倍の周波数2fF (図示せず)で動作させて撮像部
(1)の信号電荷を蓄積部(2)K転送する。次で、第
8図に示すようにラインシフト時において蓄積部のクロ
ック信号φ′、t1及びφ’9 t 2を通常の2倍の
周波数2fLで動作させると共に、信号加算電極Q21
にクロック信号φ’stl+  φst2の1/2の周
波数で同期したクロック電圧VOGを印加し、さらに水
平シフトレジスタ(3)の転送用のクロック信号H1を
通常と同じ周波数rHで動作させる。これによりライン
シフト時に信号加算電極α渇において垂直方向の2絵素
分の信号電荷即ち本来のA信号(244絵素)と次のa
信号(244絵素)が加算され、そのA−1−a信号が
水平シフトレジスタ(3)に転送される。そして、との
A + a信号が順次端子tより読み出される。
スチル撮像の場合は、次の2通りの信号読み出し方法が
ある。第1の方法は、第9図に示すよ5にラインシフト
時において蓄、:1積部(2)K周波数2fFのクロッ
ク信号φ’sti、φ′、t2を与えると共に、信号加
算電極αりのり四ツク電圧VOGを上記り四ツク信号φ
;1□、φ’s t 2と同一周波数で動作させ、且つ
水平シフトレジスタ(3)のクロック信号H1を通常の
2倍の周波数2fHで動作させ、”/60秒の間に1フ
イールドの絵素の信号を読み出す。第2の方法は、第1
0図圧水すようにラインシフト時において信号加算ta
のり四ツク電圧VOG及び水平シフトレジスタのり買ツ
ク信号H1を第8図と同一周波数で動作させると共に、
蓄積部のクロック信号φ’I!lHy  φ’s t 
2を通常と同じ周波数flで動作させ、1/30秒の間
に1フイールドの絵素の信号を読み出す。通常は第2の
方法が用いられる。
なお、フレームシフト周波数は、ムービ撮像の場合には
任意(例えば600KHz )でよく、またスチル撮像
の場合には任意或は無くてもよい。
このような構成によれば、スチル撮像に際しては撮像部
(1)の垂直絵素数が通常の2倍であるために垂直解像
度は劣下せず、またムービ撮像に際しては本来のA信号
と次のaイ目号とを加算して読み出すことKより、i度
、ダイナミックレンジ共に通常の場合と同等になる。し
かも素子面積を増加させることがなく、且つ簡単に外部
回路タイミングでムーピ撮像とスチル撮像の切替が容易
に行える。
第11図は本発明の他の実施例である。本例では撮像部
(1)の垂直絵素数を通常の2倍(2Nbit)にする
と共に、蓄積部(2)の垂直絵素数は通常と同じ絵素数
(Nbit)となし、且つ信号加算電極α湯を撮像部(
1)と蓄積部(2)との間に設けて構成する。動作方式
は第7図の基本形と同じである。即ち図示せざるもムー
ビ撮豫の場合にはフレームシフト時に撮像部(1)のク
ロック信号φ1ml、φ4m2のみを通常の2倍の周波
数2fFで動作させ、蓄積部(2)のり目ツク信号φ 
 、φ  は通常の周波数fFで動作st1    s
t2 させ、且つ信号加算電極α々のクロック電圧VOGを撮
像部のクロック信号のφ1m1.φim2の1/2の周
波数で同期をとり(即ち、φ油0.φ油2とVOGとφ
、t1.φSt2が丁度第8図のφ2t1.φζt2と
■。0とH1K対応する)、信号加算電極αaにおいて
A信号とa信号を加算し、とのA−1−a信号を蓄積部
(2)K転送するよ5になす。以後は通常と同じ動作に
よって水平シフトレジスタ(3)の出力端子tより順次
A+a信号が読み出される。一方、スチル撮像の場合は
第10図の如きタイミングで1フイールドの絵素の信号
を読み出すことができる。本実施例では蓄積部(2)の
垂直絵素数が撮像部(1)のそれの1/2(N b口)
でよいこと、及びムービ撮像とスチル撮像の切替えがフ
レームシフトのクロック信号(撮像部のクロック信号)
を切替えるのみで良い等の利点がある。
第12゛図は素子構造を更に簡単化した本発明のさらに
他の実施例である。本例は、撮像部(1)に通常の2倍
の垂直絵素(2Nbit)を配列し、蓄積部(2)には
通常の垂直絵素数(Nb目)となして信号加算電極を省
略して素子Ql)を構成する。そして、ムービ撮像の場
合には第13図に示すようにフレームシフト時に、蓄積
部(2)のクロック信号φst□。
φst2の周波数は通常と同じfFとするも、撮像部(
1)のり四ツク信号φim1 eφ油2の周波数を2倍
の2fFとなして、垂直方向の2絵素に対応するA信号
とa信号の加算を行うようKなす。スチル撮像の場合は
、図示せざるも撮像部のフレームシフトのクロック信号
φ1m1.φim2をムービ撮像のときノ1/2の周波
数となして行う。このようにすれば、スチル撮像におい
ても垂直解像度の劣化がなく、またムービ撮像において
も感度、ダイナミックレンジを損することがない。
上述せる如く本発明によれば、極めて簡単な構成により
、垂直解像度、感度、ダイナミックレンジ等の特性を劣
下させることなく、ムービ撮像とスチル撮像とに共用で
きる固体撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のフレームトランスファ型のCCD固体撮
像素子を示す略図、第2図はその動作の説明に供するタ
イミング波形図、第3図は本発明の説明に供する固体撮
像素子の略図、第4図及び第5図は夫々その動作説明に
供するタイミング波形図、第6図A及びBは本発明の説
明に供する固。体操像装置の他の例を示す断面図、第、
、7図は本発明による固体撮像素子の一実施例を示す略
図、第8図乃至第10図はその動作説明に供するタイミ
ング波形図、第11図及び第12図は夫々本発明の固体
撮像素子の他の実施例を示す略図、第13図は第12図
の素子の動作説明に供するタイミング波形図である。 (1)は撮像部、(2)は蓄積部、(3)は水平読み出
し部、a邊は信号加算電極である。 4C 第51 第B図 第8図 第10図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 撮像部と蓄積部と水平読み出し部とを備えたフレームト
    ランスファ型の固体撮像素子において少くとも上記撮像
    部には通常の2倍の垂直絵素を配列し、ムービ撮像では
    上記垂直方向の2絵素分の信号電荷を加算して読み出し
    、スチル撮像では上記垂直絵素の1つ置きの絵素の信号
    電荷を読み出すようKして成る固体撮像装置。
JP57104328A 1982-06-17 1982-06-17 固体撮像装置 Pending JPS58220577A (ja)

Priority Applications (1)

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JP57104328A JPS58220577A (ja) 1982-06-17 1982-06-17 固体撮像装置

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JP57104328A JPS58220577A (ja) 1982-06-17 1982-06-17 固体撮像装置

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JPS58220577A true JPS58220577A (ja) 1983-12-22

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ID=14377863

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JP57104328A Pending JPS58220577A (ja) 1982-06-17 1982-06-17 固体撮像装置

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JP (1) JPS58220577A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4740828A (en) * 1983-12-24 1988-04-26 Canon Kabushiki Kaisha Image sensing apparatus having a low-resolution monitor, means for reducing the amount of information in an image signal, and switching means for reducing power consumption in various operating modes
US4928137A (en) * 1983-12-24 1990-05-22 Canon Kabushiki Kaisha Image sensing apparatus having a low-resolution monitor means for reducing the amount of information in an image signal, and switching means for reducing power consumption in various operating modes
US5070406A (en) * 1983-12-24 1991-12-03 Canon Kabushiki Kaisha Image sensing apparatus having a low-resolution monitor, means for reducing the amount of information in an image signal, and switching means for reducing power consumption in various operating modes

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4740828A (en) * 1983-12-24 1988-04-26 Canon Kabushiki Kaisha Image sensing apparatus having a low-resolution monitor, means for reducing the amount of information in an image signal, and switching means for reducing power consumption in various operating modes
US4928137A (en) * 1983-12-24 1990-05-22 Canon Kabushiki Kaisha Image sensing apparatus having a low-resolution monitor means for reducing the amount of information in an image signal, and switching means for reducing power consumption in various operating modes
US5070406A (en) * 1983-12-24 1991-12-03 Canon Kabushiki Kaisha Image sensing apparatus having a low-resolution monitor, means for reducing the amount of information in an image signal, and switching means for reducing power consumption in various operating modes

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