JPH0793706B2

JPH0793706B2 - 撮像装置と電子スチルカメラ

Info

Publication number: JPH0793706B2
Application number: JP63066640A
Authority: JP
Inventors: 正明中山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-03-18
Filing date: 1988-03-18
Publication date: 1995-10-09
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPH01238385A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、固体撮像素子を利用した撮像装置及びこの撮
像装置を使用して、静止面の撮影・記録を行なう電子ス
チルカメラに関するものである。

従来の技術一般的に、従来からの固体撮像素子の各水平画素列に対
する走査方法には第３図（Ａ），（Ｂ）に示すように大
きく２つの方法がある。

第１の走査方法は第３図（Ａ）に示すように、各画素に
蓄積された信号電荷を第１のフィールドで画素40の並ん
だ水平画素列を垂直方向の１列おきに走査し（第３図
（Ａ）の実線で示す走査）、第２のフィールドで先に走
査しなかった残りの水平画素列を走査して（第３図
（Ａ）の破線で示す走査）、２つのフィールド（＝１フ
レーム）で全信号電荷を読み出す方法である。第２の走
査方法は第３図（Ｂ）に示すように、１回の水平走査で
隣接する２つの水平画素列を走査して、１フィールドで
全信号電荷を読み出す方法である。

以上の２つの走査方法をそれぞれテレビカメラに使用し
たときの長所・短所は次のとおりである。

第１の走査方法は、残像が大きいという欠点がある半
面、垂直解像度の良好な画像が得られる。

第２の走査方法は、垂直解像度は劣化するが、残像が小
さくなるという長所がある。

したがって、状況に応じてこの２つの走査方法を切り替
えて使用することが原理的に可能である。この具体構成
の従来例を第４図に示す。同図において、レンズ１によ
り固体撮像素子２に被写体像が導かれている。一方駆動
パルス発生回路９では、前記した２つの走査方法により
変化する２種類の駆動パルス群及び走査方法に関わらず
共通のパルス群が発生されており、それぞれ、第１の走
査方法に対応した第１の駆動パルス群は第１の切り替え
スイッチ８の端子Ａに、第２の走査方法に対応した第２
の駆動パルス群は第１の切り替えスイッチ８の端子Ｂに
導かれている。そしてこの２種の駆動パルス群は、走査
方法切り替えスイッチ７の指令によっていずれか一種の
パルス群が選択され、共通パルス群と共に駆動回路４に
導かれる。そして、駆動回路４は駆動電圧発生回路41か
ら供給される電圧群によって、それぞれのパルスの電圧
をそれぞれに適した電圧に変換して、各種の直流電圧群
と共に固体撮像素子２に印加する。そして、固体撮像素
子２からは被写体に応じた電気信号が読み出され、信号
処理回路３で処理され出力端子42より出力される。この
出力信号について考えると、第１の切り替えスイッチ８
が端子Ａを選択しているときには、固体撮像素子２は、
前記した第１の走査方法で走査されているため、残像は
大きいが垂直解像度の良好な信号が出力され、端子Ｂが
選択されているときには、固体撮像素子２は、前記した
第２の走査方法で走査されているため、垂直解像度は低
いが残像の小さい信号が出力される。

なお、以上述べた従来例においては、走査方法によって
は固体撮像素子２に印加される駆動パルスの種類は一部
変わるが、その波高値は変化しないように構成されてい
るのが一般的である。

次に、前記した２つの走査方法を電子スチルカメラに応
用した時について考えると、第１の方法は、フレーム画
像が得られるという長所があり垂直解像度の良好な画像
の撮影記録に適している。第２の方法は、フィールド画
像しか得られず垂直解像度が劣化するという欠点がある
半面、一般に画像は垂直相関性が強く、垂直解像度が半
分になっても総合の画質としてはフレーム画像とでそれ
程大きな差が無く、フレーム画像に比して１ケの記録媒
体に記録できる画像の枚数が２倍になるという長所を有
している。

したがって、電子スチルカメラでは、状況に応じて、第
1,第２の走査方法を切り換えて使用する事が従来から考
えられている。（例えば、特開昭59−149478号公報）この例を第５図に示す。第５図において、10はレンズ、
11は絞り、12はシャッター、13は固体撮像素子、14は信
号処理回路、15は測光素子、16は露光制御回路、50は固
体撮像素子走査方法切換スイッチ、51は素子駆動回路、
23は記録方法切換スイッチ、24は記録ヘッド切換スイッ
チ、25は記録ヘッド切換信号入力端子、26は記録装置、
27は第１の記録ヘッド、28は第２の記録ヘッド、29は第
１の記録領域、30は第２の記録領域、22は記録モード切
換スイッチである。次に第５図の動作を説明する。測光
素子15で被写体の明るさが測定され、この測光素子15か
らの情報により、露出制御回路16において適正露光量が
決定され、この値に基づいて被写体撮影時に絞り11の絞
り値及びシャッター12のシャッター秒時を固体撮像素子
13に適正露光量を与える値に制御する。そして、固体撮
像素子13は、素子駆動回路51より発生された駆動信号
を、走査方法切換スイッチ50で切り換えられた駆動信号
によって走査され、信号電荷が読み出されて信号処理回
路14に導かれる。信号処理回路14で、記録装置26への記
録に適した信号形態に処理された信号は記録方法切換ス
イッチ23に導かれる。一方、記録モード切換スイッチ22
で、フレーム記録モードとフィールド記録モードいずれ
かが選択されて、この情報に基づいて、フレーム記録モ
ードが選択された時には、走査方法切換スイッチ50は端
子Ａの方に、記録方法切換スイッチ23は端子Ａの方に切
り換えられる。また、記録モード切換スイッチ22が、フ
ィールド記録モードが選択された時には、走査方法切換
スイッチ50は端子Ｂの方に、記録方法切換スイッチ23は
端子Ｂの方に切換えられる。なお、走査方法切換スイッ
チ50の端子Ａには、前記した第１の走査方法を行なう為
の駆動信号が、端子Ｂには前記した第２の走査方法を行
なう為の駆動信号が導かれているものとする。したがっ
て、フレーム記録モードが選択された時には、固体撮像
素子13は第１の走査方法で走査され、信号処理回路14か
らの信号は、記録方法切換スイッチ23の端子Ａに導か
れ、該信号はヘッド切換スイッチ24によって第１フィー
ルド目には第１の記録ヘッド27に、第２フィールド目に
は第２の記録ヘッド28に導かれて、それぞれ第１フィー
ルドの信号は第１の記録領域29に、第２フィールドの信
号は第２の記録領域30に記録される。またフィールド記
録モードが選択された時には、固体撮像素子13は第２の
走査方法で走査され、信号処理回路14からの信号は、記
録方法切換スイッチ23の端子Ｂに導かれ、第１の記録ヘ
ッド27によって第１の記録領域29に記録される。なお端
子25にはフィールド切換パルスが供給されている。

発明が解決しようとする課題しかしながら以上のような固体撮像素子の走査方法を切
り換える従来の構成の撮像装置およびテレビカメラや電
子スチルカメラにおいては、固体撮像素子での取扱い可
能電荷量すなわち飽和信号レベルの点で、次のような問
題点を有していた。その問題点を第６図を用いて説明す
る。

第６図は、フォトダイオードアレイ61、φV₁〜φV₄のパ
ルスで４相駆動される垂直転送CCD（VCCD）63、及びト
ランスファゲート領域62を主要部とするインタライン転
送方式CCD（IT−CCD）の概念図であり、同図（Ａ）は、
前記した第１の走査法王における信号電荷の流れを、
（Ｂ）は前記した第２の走査方法における信号電荷の流
れを示す。同図（Ａ）において、第１のフィールドの垂
直ブランキング期間には同図（Ａ）−（ａ）に示すよう
に、第１のフィールドに対応した１水平行おきのフォト
ダイオード61−ａの信号電荷のみがＶ−CCDに移送さ
れ、有効期間にＶ−CCD63、及び図示していない水平転
送CCD及び出力アンプを介して信号電荷として読み出さ
れる。又同図（Ａ）−（ｂ）に示すように、第２のフィ
ールドの垂直ブランキング期間には、第１のフィールド
では読み出されなかった、第２のフィールドに対応した
フォトダイオード61−ｂの信号電荷のみがＶ−CCDに移
送され、第１のフィールドの信号と同様に読み出され
る。次に同図（Ｂ）においては、各フィールドの垂直ブ
ランキング期間に、全てのフォトダイオードの信号電荷
がＶ−CCD63に移送され（同図（Ａ）−（ａ））た後
に、同図（Ａ）−（ｂ），（ｃ）に示すように、隣りあ
う２つの水平行のフォトダイオードの電荷が混合され、
有効期間にＶ−CCD63及び水平CCD、出力アンプを介し
て、１フィールド期間分の信号電荷として読み出され
る。

いま、１つのフォトダイオードに蓄積可能な最大電荷量
をM_p，面積をA_p,V−CCDで転送可能な最大電荷量をMc,V
−CCD1段の面積をAcとおくと、M_p，M_cはそれぞれA_p，A_c
と比例関係にあると共に、A_p＋A_c＝一定（同一サイズ，
同一画素数の撮像素子では）の関係があるので、k_p・M_p
＋k_c・M_c＝一定つまり、 M_p＋kM_c＝Ｃ＝一定 …………（１）（k_p，k_c,k＝k_c／k_p：比例定数）となる。

一方、前記の第２の走査方法でのＶ−CCD部が取り扱う
電荷量S_cについて考えると、第１の走査方法では、フォ
トダイオード１ケに蓄積された電荷量S_pとの関係はS_c＝
S_pとなり、第２の走査方法ではS_c＝２S_pとなる。したが
って、それぞれの取り扱い可能最大電荷量M_p，M_cの関係
は、第１の走査方法ではM_c＝M_p …………（２）第２の走査方法ではM_c＝２M_p …………（３）にあれば、（１）式の制限のため総合的にこの撮像素子
から取り出せる信号電荷量は最大となる。しかしなが
ら、同一の撮像素子で、上記（２）式，（３）式を同時
に満足することはできず、たとえば、撮像素子の素子設
計でM_c＝M_pに設計すると、この撮像素子を第１の走査方
法で走査したときの飽和信号レベルSig_max1は（１）式
にM_c＝M_pを代入することにより、となる。この値は同様の素子（同一設計基準，同一サイ
ズ，同一素子数）の第１の走査方法での最大値である。
同様にこの素子を第２の走査方法で走査した時の飽和信
号レベルＳ′ig_max2は、この素子のM_cによって決定さ
れ、となる。この値は、後に述べるように、同様の素子の第
２の走査方法での最大値ではない。この最大値は、M_c＝
2M_pとなるように素子設計を行なったときに得られ、そ
の値Sig_max2はM_c＝2M_pを式（１）式に代入して、となる。しかしこの素子を、第１の走査方法で走査した
時の飽和信号レベルＳ′ig_max2はこの素子のM_pによって
決定されるのでとなる。

つまり、第１の走査方法を優先して設計した撮像素子
で、走査方法を切り換えると、第１の走査方法のときに
は満足のゆく飽和信号レベルが得られるが、第２の走査
方法では理想の値より低い飽和信号レベルしか得られ
ず、その差はである。

一方、第２の走査方法を優先して設計した撮像素子で
は、第２の走査方法のときには満足のゆく飽和信号レベ
ルが得られるが、第１の走査方法では、理想より低い飽
和信号レベルしか得られない（その差はである。）という問題点があり、解像度向上の為画素数
が多くなり飽和信号レベルが小さくなる傾向にある固体
撮像素子を用いた撮像装置においては、大きな問題点と
なっている。

本発明はかかる点に鑑み、飽和信号のレベルを増加する
ことができる撮像装置と電子スチルカメラを提供せんと
するものである。

課題を解決するための手段本発明は上記課題を解決するため、固体撮像素子の水平
画素列の走査方法を、隣接する２つの水平画素列の信号
を１回の水平走査で同時に読み出して１フィールド期間
で全画面を走査する第１の走査方法と、１回の水平走査
で１つの水平画素列の信号をインタレース走査で読み出
して２フィールド期間で全画面を走査する第２の走査方
法とに切り換える第１の切り換え手段と、この第１の切
り換え手段と連動して、前記固体撮像素子に印加する駆
動パルス波高値もしくは直流駆動電圧と駆動パルス波高
値の両者を切り換える第２の切り換え手段とにより構成
したものである。

作用本発明は上記した構成により、固体撮像素子の走査状態
の切り換えと連動して、この固体撮像素子に印加する駆
動パルスの波形（電圧を含まない）のみならず、印加す
る直流電位及び駆動パルス波高値もしくはいずれか一方
の値を切り換えることにより、前記固体撮像素子の飽和
信号レベルを増加させることができる。

実施例実施例の説明の前にまず本発明の原理について、現在固
体撮像素子として良く使われている縦形オーバーフロー
構造CCD撮像素子（VOD−CCD）を例として説明する。第
７図は、VOD−CCDの基本構成図であり、水平及び垂直方
向に複数個配列されたフォトダイオード（PD）71、トラ
ンスファゲート領域（TG）72、φV₁〜φV₄の４相駆動パ
ルスで駆動される垂直転送CCD（Ｖ−CCD）73、水平CCD
シフトレジスタ（Ｈ−CCD）74、および出力アンプ75で
構成されている。第８図（ａ）は単位画素の断面を示す
図で、PD71,1/2段のＶ−CCD81、および閾値電圧を制御
したTG領域から成っており、Ｖ−CCDとTGが共通の転送
電極で駆動されるトランスファゲート電極レス構造とな
っている。またデバイスはＰウエル82内に形成されてい
て、PD71は不純物濃度が低く、接合の浅いＰウエル（1P
W）内に、PD71以外のＶ−CCD81、チャンネルストップ領
域83および図示していない出力アンプなどの周辺回路は
比較的濃度が高く深い接合のＰウエル（2PW）内に形成
されている。そしてこの1PWはＰウエルとｎ形基板間
（ｎ−SUB）84に印加される逆バイアス電圧V_SUB85によ
って完全んに空乏化されるような不純物濃度分布になっ
ており、PDのn⁺領域86、1PW（Ｐ領域）およびｎ形基板
間84で構成される縦形パンチスルートランジスタによっ
てブルーミング抑制が行なわれる。

この撮像素子の動作を説明すると、まずこのVOD−CCDの
Ｖ−CCDは第９図に示すような４相のダブルクロッキン
グパルスで駆動され、クロックパルスφV₂とφV₄はTGと
Ｖ−CCDを駆動するためV_L，V_M，V_Hの３値レベルをも
ち、φV₁とφV₃はＶ−CCDを駆動するV_L，V_Mの２値パル
スになっている。入射光86に応じて各PD71に蓄積された
信号電荷は垂直ブランキング（Ｖ−BLK）期間に垂直転
送パルスφV₂（またはφV₄）がハイレベルV_HになるとTG
領域72を介して対応するＶ−CCDへ読み出される。この
信号電荷は１水平期間の周期で並列にＨ−CCD74へ転送
され、出力アンプ75からビデオ信号として取り出され
る。PD71,TG72,V−CCD81での電荷の状態を更に詳しく説
明する。

第10図は、PD直下の1PWが完全に空乏化するような基板
バイアスが印加されている時の電位分布を示しており、
垂直クロックパルスがハイレベルV_Hになると、PDから信
号電荷がＶ−CCDに読み出される。（第10図矢印101の電
荷の流れ）同時にPDの電位はTG領域のチャンネル電位
_TGH（φＶ＝V_H）でセットされる（曲線EMPTYの状態）。
信号読み出しが完了して垂直クロックパルス電圧がV_Mに
なるとPDは浮遊状態になり、次の電荷蓄積を開始する。
そしてPDの電位は信号電荷の増加と共に低くなってゆ
き、PDを形成しているn⁺領域と1PW間の障壁電圧が小さ
くなってゆく。やがて、n⁺領域と基板間のパンチスルー
電流が流れ始め、（同図矢印102の電荷の流れ）それ以
上発生した過剰電荷はすべて基板に流れ込む（曲線Full
の状態）。つまりV_subによって制御される1PWの最小電
位_PDが電荷転送時におけるTG領域のチャンネル_TGM
（φ_v＝V_M）より高くなるようにV_sub電圧を設定すれ
ば、過剰電荷はＶ−CCDへオーバーフローすることな
く、すべてｎ形基板へ掃き出されてブルーミングが完全
に抑制される。

上記動作により、PDに蓄積可能な電荷量M_pは次式で与え
られる。

M_p＝C_PD（_TGH−_PD …………（８）但し、C_PDはPDの容量そしてブルーミング抑制のためには、上記動作の説明よ
り、_TGM ＜_PD …………（９）つまり_PD ＝_TGM＋Δ …………（10）（但しΔ＞Ｏ）であるのでこれを（８）式に代入すると、次式のように
なる。

M_p＝C_PD（_TGH−_TGM−Δ） …………（11）一方、Ｖ−CCDの転送可能最大電荷量M_Cは、垂直クロッ
クパルスのV_M電圧とV_L電圧との差により決定されるので
次式により表わされる。

M_C＝K_C（V_M−V_L） …………（12）但しK_Cは比例定数K_C＞Ｏまた、（10）式，（11）式をV_H，V_M，V_subの電圧値で表
現すると、_PDはV_subと、_TGMはV_Mと、_TGHはV_Hと比
例関係にあるので、それぞれ（13）式，（14）式のよう
になる。

V_sub＝a₁V_M＋a₂ …………（13） M_P＝K_P（V_H−V_M）−a₃ …………（14）一方、一般に半導体素子には印加可能な電圧範囲があ
り、このCCD撮像素子も例外ではないため、V_H電圧及びV
_L電圧値はこの範囲内のそれぞれほぼ最大値，最小値に
設定して固定することがM_P，M_Cを大きくする為の条件と
なる。この条件を（12）式，（14）式に代入すると、 M_C＝K_CV_M−K_L …………（15） M_P＝K_H−K_PV_M …………（16）となる。よって、M_C，M_PはV_M値により変えることができ
るがM_C，M_Pとの関係はトレードオフの関係にある。つま
り、M_Cを大きくするにはV_M電圧値を高くすれば良いがM_P
は小さくなり、逆にV_M電圧値を低くすればM_Pは大きくな
るが、M_Cは小さくなる。なおV_Mの変化に応じてV_subを変
化させてブルーミングを抑制する必要があることも（1
3）式より明らかである。

また撮像素子の一般的な２つの走査方法のうち、第１の
走査方法のときはM_C＝M_P，第２の走査方法のときはM_C＝
２M_Pの条件が、（１）式の条件を保ちながらの飽和信号
レベルを最大とする条件であるので、この条件をほぼ満
足するようにV_Mを変化させれば、同一の撮像素子で走査
方法に関わらず常に理想に近い飽和信号レベルを得るこ
とができる。そしてこのV_Mの変化に応じて、V_subを変化
させればブルーミングの抑制も可能となる。以上のM_C＝
M_P，M_C＝２M_Pの条件を満足する為のV_Mの値を（15）式，
（16）式より求めると次式のようになる。

走査方法１のとき M_C＝M_Pより V_sub1＝a₁・V_M1＋a₂ ……（20）走査方法２のとき M_C＝２M_Pより V_sub2＝a₁・V_M2＋a₂ ……（22）このV_M1とV_M2を比較すると、（23）式の分子に（17）式，（18）式を代入すると（2
3）式の分子＝K_C（K_PV_H−a₃）−K_P・K_C・V_L＝K_C・K_P（V
_H−V_L）−K_C・a₃ …………（24）となり、V_H＞V_L，a₃は微小値、K_C＞O,K_P＞Ｏの条件を考
慮すると、（24）式の値は零より大きくなり、したがっ
てV_M2＞V_M1となる。つまり、第２の走査方法の時のV_M値
より第１の走査方法のときのV_M値を低くすれば良く、そ
れに応じてV_sub電圧も変化させれば良いことになる。な
お、第２の走査方法のときのV_subの値をa₁・V_M1より大
きく設定すれば、第２の走査方法においても_PD＞
_TGMとなり、ブルーミングを抑制できるので、この時に
はV_subの電圧値を、走査方法変化、したがってV_Mに応じ
て変化させる必要はない。

なお、説明が前後するが、第１と第２の走査方法の切り
換えは第11図に示すように、φV₁〜φV₄のクロックパル
スのＶ−BLK期間の波形を変えることにより行なわれ
る。つまり、第１の走査方法においては、１回のＶ−BL
K期間にφV₂もしくはφV₄のいずれかがV_Hレベルにな
り、相当するPDの電荷がＶ−CCDに読み出される。第２
の走査方法においては、１回のＶ−BLK期間にφV₂，φV
₄両方がV_Hレベルになり、すべてのPDの電荷がＶ−CCDに
読み出される。

次に以上述べた本発明の原理を達成した実施例について
説明する。

第１図は本発明の第１の実施例であり第４図と同一部分
は同一符号で示してある。同図において、レンズ１によ
り固体撮像素子２に被写体像が導かれている。一方駆動
パルス発生回路９では、前記した２つの走査方法により
変化する２種の駆動パルス群及び走査方法に関わらず共
通のパルス群が発生されており、第１の走査方法に対応
したパルス群（例えば固体撮像素子が本発明の原理の項
で説明したVOD−CCDのときには、第11図（ａ）に示す垂
直転送パルスφV₁〜φV₄）が第１の切り換えスイッチ８
の端子Ａに、第２の走査方法に対応した第２の駆動パル
ス群（例えば、第11図（ｂ）に示す垂直転送パルスφV₁
〜φV₄）は第１の切り換えスイッチ８の端子Ｂに導かれ
ている。そしてこの２種の駆動パルス群は、走査方法切
り換えスイッチ７の指令によっていずれか一種のパルス
群が選択され、共通パルス群（例えばＨ−CCD駆動パル
ス等）と共に、駆動回路４に導かれる。また、駆動回路
４には、駆動電圧発生回路６から走査状態に関わらず変
化しない電圧群（例えば、V_H,V_ΔやＨ−CCD駆動用電
圧）が直接、そして走査状態により変化させる電圧群
（例えば、固体撮像素子が本発明の原理の項で説明した
VOD−CCDのときにはV_M電圧及びV_sub電圧）は、第２の切
り換えスイッチ５によって選択されて印加されている。
そして前記した駆動パルス群はこれらの電圧群によって
電圧変換された駆動パルス群として各種の直流電圧群と
共に固体撮像素子に印加される。なお、第２の切り換え
スイッチ５の端子Ａには第１の走査方法に適した直流電
位（例えばV_M1，V_sub1）が、端子Ｂには第２の走査方法
に適した直流電位（例えばV_M2，V_sub2）が印加されてお
り、この第２の切り換えスイッチ５は第１の切り換えス
イッチ８と連動して、走査状態切り換えスイッチ７の指
令によって切り換えられている。つまり第１の走査方法
が指令された時には、第１の切り換えスイッチ8,第２の
切り換えスイッチ５ともに端子Ａが、第２の走査方法が
指令された時には端子Ｂが選択される。このようにし
て、固体撮像素子２から出力される映像信号は、第１の
走査方法で走査されているときは、残像が大きいが垂直
解像度の良好な信号であり、第２の走査方法で走査され
ているときには垂直解像度は低いが残像の小さい信号で
あることは従来例と同様であるが、更にその飽和信号レ
ベルは、その駆動電圧が各走査方法でほぼ最適な値に設
定されていることにより、各走査方法ともにほぼ理想的
な値まで大きくされていて従来例に比しダイナミックレ
ンジが拡大されている。なおここでいう理想的な飽和信
号レベルとは、同一寸法・同一画素数の条件で各走査方
法に最適な固体撮像素子（つまりPDとＶ−CCDの面積の
割り振り等を最適にした素子）で得られる飽和信号レベ
ルである。

次に、第２図は本発明の第２の実施例であり、第５図の
従来の電子スチルカメラに本発明を適用してその飽和信
号レベルを大きくして、ダイナミックレンジを拡大した
例である。同図において第５図と同一部分は同一符号で
示すとともに、更に第１図との共通部分は同一符号で示
してあり、全ての構成ブロックが、第１図及び第５図と
共通で動作もすべて説明されているのでここでは省略す
る。

また、本発明によれば前記した２つの走査方法で飽和信
号レベルをほぼ最適値まで大きくできることを説明した
が、本発明の主旨は前記２つの走査方法のときに限定さ
れるものでなく、例えばED−TV方式用の固体撮像素子
を、ED−TV方式用に倍速順次走査方法（つまりＶ−CCD1
段で取り扱う電荷の量は１つのフォトダイオードの電荷
量でよい場合）と、従来のTV方式用にPDミックス方式の
インタレース走査（つまりＶ−CCD1段で取り扱う電荷の
量は２つのフォトダイオードの電荷となる場合）とに切
り換えて使用する場合のように、走査方法を切り換える
ことによりＶ−CCD1段の取り扱うべき電荷量（対応する
フォトダイオード数）が異なる場合に、特に有用である
ことは明らかである。

発明の効果以上のように本発明における撮像装置、およびフレーム
記録モードとフィールド記録モードの切り換えに応じて
走査方法を切り換える電子スチルカメラにおいて、各走
査方法に応じて固体撮像素子に印加する駆動パルスの波
形だけでなくその波高値もしくは波高値と直流電位を切
り換えることにより、その飽和信号レベルを大きくして
ダイナミックレンジを拡大することができ、実用的な効
果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第３図は固
体撮像素子の走査方法を示す説明図、第４図は従来の撮
像装置のブロック図、第５図は従来の電子スチルカメラ
のブロック図、第６図はIT−CCD固体撮像素子での２つ
の走査方法での電荷の読み出し方法を示す状態図、第７
図は縦形オーバーフロー構造撮像素子（VOD−CCD）の基
本構成図、第８図はVOD−CCD素子の単位画素の断面図、
第９図はVOD−CCD素子のＶ−CCDへ印加する垂直クロッ
クパルスφＶの波形図、第10図は第８図に示したVOD−C
CD素子の単位画素の電位分布を示す概略図、第11図は２
つの走査方法でのVOD−CCDへ印加するφＶパルスの垂直
ブランキング期間の波形図である。 1,10……レンズ、2,13……固体撮像素子、3,14……信号
処理回路、４……撮像素子駆動回路、５……第２の切り
換えスイッチ、６……駆動電圧発生回路、７……走査状
態切り換えスイッチ、８……第２の切り換えスイッチ、
９……駆動パルス発生回路、11……絞り、12……シャッ
ター、22……記録モード切り換えスイッチ、26……記録
装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体撮像素子の水平画素列の走査方法を、
隣接する２つの水平画素列の信号を１回の水平走査で同
時に読み出して１フィールド期間で全画面を走査する第
１の走査方法と、１回の水平走査で１つの水平画素列の
信号をインタレース走査で読み出して２フィールド期間
で全画面を走査する第２の走査方法とに切り換える第１
の切り換え手段と、前記第１の切り換え手段と連動し
て、前記固体撮像素子に印加する駆動パルス波高値もし
くは直流駆動電圧と駆動パルス波高値の両者を切り換え
る第２の切り換え手段を具備したことを特徴とする撮像
装置。
【請求項２】第２の切り換え手段は、固体撮像素子の垂
直シフトレジスタの転送パルス電圧値または、この転送
パルス電圧値及びブルーミング抑制制御電圧値を切り換
えることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】固体撮像素子の走査状態を、隣接する２つ
の水平画素列の信号を１回の水平走査で同時に読み出し
１フィールド期間で全画面で走査する第１の走査状態
と、第１のフィールドで奇数もしくは偶数水平画素列の
信号を１列ずつ順次走査し第２フィールドで残りの画素
列の信号を１列ずつ順次走査し１フレーム期間で全画面
を走査する第２の走査状態とに切り換える第１の切り換
え手段と、この第１の切り換え手段と連動して前記固体
撮像素子に印加する駆動パルス電圧値を切り換える第２
の切り換え手段と、前記第１の切り換え手段と連動して
記録モードをフィールド画像記録とフレーム画像記録と
に切り換える第３の切り換え手段とを具備したことを特
徴とする電子スチルカメラ。