(57)【要約】【目的】ＣＣＤから出力される映像信号を用いて水平方向および垂直方向の両方のコントラスト差を算出する。【構成】フォトダイオード２の左右に垂直転送路４が配置されている。フォトダイオード２に蓄積された信号電荷を，矢印で示すようにフォトダイオード２の垂直方向において１つおきに，フォトダイオード２の左または右の垂直転送路４にシフトする。左または右の垂直転送路４にシフトされた信号電荷が２つの信号電荷ごとに混合させられて水平転送路６にシフトされる。水平転送路６にシフトされた信号電荷のうち，隣接する２つの混合信号電荷の組（信号電荷w22+w24と信号電荷w21+w23）は垂直方向のコントラスト差を示し，２つの混合信号電荷の組同士（信号電荷w22+w24と信号電荷w21+w23の組と信号電荷w42+w44と信号電荷w41+w43との組）は水平方向のコントラスト差を示す。ＣＣＤから出力される映像信号を用いて水平方向および垂直方向の両方のコントラスト差を算出できる。【選択図】図２
2010287924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向および垂直方向に配列された多数のコントラスト算出用光電変換素子，
上記コントラスト算出用光電変換素子の各列の間に設けられた垂直転送路，
上記コントラスト算出用光電変換素子と上記垂直転送路との間に設けられており，かつ垂直方向の奇数番目または偶数番目の上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記垂直転送路のうち上記コントラスト算出用光電変換素子の右側に配置されている右側垂直転送路にシフトし，残りの上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記垂直転送路のうち上記コントラスト算出用光電変換素子の左側に配置されている左側垂直転送路にシフトするコントラスト用トランスファ・ゲート，
上記右側垂直転送路および上記左側垂直転送路のそれぞれにおいて，上記コントラスト用トランスファ・ゲートを介して与えられた信号電荷であって，垂直方向にｎ（ｎは２以上の整数）個の上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷を混合して垂直方向に転送するように，上記右側垂直転送路および上記左側垂直転送路を制御する垂直転送路制御手段，
上記垂直転送路制御手段の制御のもとに転送させられた信号電荷を水平方向に転送する水平転送路，ならびに
上記水平転送路を水平方向に転送させられた信号電荷から得られる映像信号にもとづいてコントラスト量を算出するコントラスト量算出手段，
を備えたコントラスト量算出システム。
【請求項２】
上記垂直転送路制御手段は，
上記右側垂直転送路および上記左側垂直転送路のそれぞれにおいて，垂直方向に２個の上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷を混合して得られる混合信号電荷を垂直方向に転送するように上記垂直転送路を制御するものであり，
上記コントラスト量算出手段は，
上記水平転送路を水平方向に転送させられた上記混合信号電荷のうち上記右側垂直転送路を転送させられた上記混合信号電荷または上記左側垂直転送路を転送させられた上記混合信号電荷のいずれか一方の上記混合信号電荷から得られる映像信号にもとづいて水平コントラスト量を算出し，上記水平転送路を水平方向に転送させられた上記混合信号電荷のうち上記右側垂直転送路を転送させられた上記混合信号電荷および上記左側垂直転送路を転送させられた上記混合信号電荷の両方の上記混合信号電荷から得られる映像信号にもとづいて垂直コントラスト量を算出するものである，
請求項１に記載のコントラスト量算出システム。
【請求項３】
上記コントラスト算出用光電変換素子が配置されている列および行と異なる列および行において上記右側垂直転送路と上記左側垂直転送路との間に配置された撮像用光電変換素子であって，同一列においては一つおきに同じ色の色成分を透過する色フィルタが形成され，かつ水平方向に隣接する撮像用光電変換素子に形成されている色フィルタが異なる撮像用光電変換素子，および
上記撮像用光電変換素子と上記垂直転送路との間に設けられており，かつ垂直方向の奇数番目または偶数番目の上記撮像用光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記左側垂直転送路にシフトし，残りの上記撮像用光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記右側垂直転送路にシフトする撮像用トランスファ・ゲートをさらに備え，
上記垂直転送路制御手段は，
同一の色成分を透過する色フィルタが形成されている垂直方向に２つの上記撮像用光電変換素子に蓄積された信号電荷を混合して得られる信号電荷と垂直方向に２つの上記コントラスト用光電変換素子に蓄積された信号電荷を混合して得られる信号電荷とが交互に垂直方向に転送するように上記垂直転送路を制御するものである，
請求項１または２に記載のコントラスト量算出システム。
【請求項４】
水平方向および垂直方向に配列された多数の光電変換素子，
上記光電変換素子の各列に隣接して設けられた垂直転送路，
第１の時刻で第４ｍ＋１（ｍは０以上の整数）行または第４ｍ＋２行の光電変換素子に蓄積された第１の信号電荷を上記垂直転送路にシフトし，第２の時刻で第４ｍ＋２行または第４ｍ＋１行の光電変換素子の光電変換素子のうち第１の時刻で信号電荷がシフトされていない光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記垂直転送路にシフトし，かつ第１の時刻で垂直転送路にシフトされた第１の信号電荷を光電変換素子１個分垂直方向に転送し，第３の時刻で第４ｍ＋２行または第４ｍ＋３行の光電変換素子に蓄積された第３の信号電荷を上記垂直転送路にシフトし，かつ第２の時刻でシフトされた第２の信号電荷および第２の時刻で転送した第１の信号電荷を転送して，シフトされた第３の信号電荷と転送した第１の信号電荷とを混合し，第４の時刻で第４ｍ＋３行または第４ｍ＋２行の光電変換素子のうち第３の時刻で信号電荷がシフトされていない光電変換素子に蓄積された第４の信号電荷を上記垂直転送路にシフトし，かつ第３の時刻で混合された第３の信号電荷と第１の信号電荷との組を転送し，シフトされた第４の信号電荷と第３の時刻でシフトされた第２の信号電荷とを混合するように上記トランスファ・ゲートおよび上記垂直転送路を制御する読み出し制御手段，
上記第１の信号電荷と上記第３の信号電荷との組と，上記第２の信号電荷と上記第４の信号電荷の組とが混合しないで垂直転送するように上記垂直転送路を制御する垂直転送路制御手段，ならびに
上記垂直転送路制御手段を垂直転送した信号電荷の組を水平転送する水平転送路，
を備えた固体電子撮像装置。
【請求項５】
上記垂直転送路と上記水平転送路との間に設けられ，上記第１の信号電荷と上記第３の信号電荷との組または上記第２の信号電荷と上記第４の信号電荷との組のいずれかの組の信号電荷を上記水平転送路にシフトするライン・メモリをさらに備えた請求項４に記載の固体電子撮像装置。
【請求項６】
水平方向および垂直方向に配列された多数のコントラスト算出用光電変換素子および上記コントラスト算出用光電変換素子の各列の間に設けられた垂直転送路を備えた固体電子撮像素子を用いたコントラスト量算出システムの動作制御方法において，
コントラスト用トランスファ・ゲートが，上記コントラスト算出用光電変換素子と上記垂直転送路との間に設けられており，かつ垂直方向の奇数番目または偶数番目の上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記垂直転送路のうち上記コントラスト算出用光電変換素子の右側に配置されている右側垂直転送路にシフトし，残りの上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記垂直転送路のうち上記コントラスト算出用光電変換素子の左側に配置されている左側垂直転送路にシフトし，
垂直転送路制御手段が，上記右側垂直転送路および上記左側垂直転送路のそれぞれにおいて，上記コントラスト用トランスファ・ゲートを介して与えられた信号電荷であって，垂直方向にｎ（ｎは２以上の整数）個の上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷を混合して垂直方向に転送するように，上記右側垂直転送路および上記左側垂直転送路を制御し，
水平転送路が，上記垂直転送路制御手段の制御のもとに転送させられた信号電荷を水平方向に転送し，
コントラスト量算出手段が，上記水平転送路を水平方向に転送させられた信号電荷から得られる映像信号にもとづいてコントラスト量を算出する，
コントラスト量算出システムの動作制御方法。
【請求項７】
水平方向および垂直方向に配列された多数の光電変換素子および上記光電変換素子の各列に隣接して設けられた垂直転送路を備えた固体電子撮像装置の動作制御方法において，
読み出し制御手段が，第１の時刻で第４ｍ＋１（ｍは０以上の整数）行または第４ｍ＋２行の光電変換素子に蓄積された第１の信号電荷を上記垂直転送路にシフトし，第２の時刻で第４ｍ＋２行または第４ｍ＋１行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記垂直転送路にシフトし，かつ第１の時刻で垂直転送路にシフトされた第１の信号電荷を光電変換素子１個分垂直方向に転送し，第３の時刻で第４ｍ＋３行または第４ｍ＋４行の光電変換素子に蓄積された第３の信号電荷を上記垂直転送路にシフトし，かつ第２の時刻でシフトされた第２の信号電荷および第２の時刻で転送した第１の信号電荷を転送して，シフトされた第３の信号電荷と転送した第１の信号電荷とを混合し，第４の時刻で第４ｍ＋４行または第４ｍ＋３行の光電変換素子に蓄積された第４の信号電荷を上記垂直転送路にシフトし，かつ第３の時刻で混合された第３の信号電荷と第１の信号電荷との組を転送し，シフトされた第４の信号電荷と第３の時刻でシフトされた第２の信号電荷とを混合するように上記トランスファ・ゲートおよび上記垂直転送路を制御し，
垂直転送路制御手段が，上記第１の信号電荷と上記第３の信号電荷との組と，上記第２の信号電荷と上記第４の信号電荷の組とが混合しないで垂直転送するように上記垂直転送路を制御し，
水平転送路が，上記垂直転送路制御手段を垂直転送した信号電荷の組を水平転送する，
固体電子撮像装置の動作制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，コントラスト量算出システムおよび固体電子撮像装置ならびにそれらの動作制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オート・フォーカスを行う場合にはＣＣＤなどのような固体電子撮像素子を用いて撮像された映像信号からコントラスト量が算出される。感度を向上させるために，固体電子撮像素子の光電変換素子に蓄積された信号電荷のうち，垂直方向の光電変換素子に蓄積された信号電荷を単純に加算すると垂直方向のコントラストが低下してしまう（特許文献１，２）。また，領域ごとに水平方向と垂直方向のコントラスト差を算出する場合には信号電荷を加算することにより感度を向上させることが難しくなる（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2004-96789号公報
【特許文献２】特開2007-274599号公報
【特許文献３】特開2008-139683号公報
【発明の概要】
【０００４】
この発明は，感度を向上させるために信号電荷を加算してもコントラストが低下せずに垂直方向と水平方向とのコントラスト差を算出できるようにすることを目的とする。
【０００５】
第１の発明によるコントラスト量算出システムは，水平方向および垂直方向に配列された多数のコントラスト算出用光電変換素子，上記コントラスト算出用光電変換素子の各列の間に設けられた垂直転送路，上記コントラスト算出用光電変換素子と上記垂直転送路との間に設けられており，かつ垂直方向の奇数番目または偶数番目の上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記垂直転送路のうち上記コントラスト算出用光電変換素子の右側に配置されている右側垂直転送路にシフトし，残りの上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記垂直転送路のうち上記コントラスト算出用光電変換素子の左側に配置されている左側垂直転送路にシフトするコントラスト用トランスファ・ゲート，上記右側垂直転送路および上記左側垂直転送路のそれぞれにおいて，上記コントラスト用トランスファ・ゲートを介して与えられた信号電荷であって，垂直方向にｎ（ｎは２以上の整数）個の上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷を混合して垂直方向に転送するように，上記右側垂直転送路および上記左側垂直転送路を制御する垂直転送路制御手段，上記垂直転送路制御手段の制御のもとに転送させられた信号電荷を水平方向に転送する水平転送路，ならびに上記水平転送路を水平方向に転送させられた信号電荷から得られる映像信号にもとづいてコントラスト量を算出するコントラスト量算出手段を備えていることを特徴とする。
【０００６】
第１の発明は，上記コントラスト量算出システムに適した動作制御方法も提供している。すなわち，この方法は，水平方向および垂直方向に配列された多数のコントラスト算出用光電変換素子および上記コントラスト算出用光電変換素子の各列の間に設けられた垂直転送路を備えた固体電子撮像素子を用いたコントラスト量算出システムの動作制御方法において，コントラスト用トランスファ・ゲートが，上記コントラスト算出用光電変換素子と上記垂直転送路との間に設けられており，かつ垂直方向の奇数番目または偶数番目の上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記垂直転送路のうち上記コントラスト算出用光電変換素子の右側に配置されている右側垂直転送路にシフトし，残りの上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記垂直転送路のうち上記コントラスト算出用光電変換素子の左側に配置されている左側垂直転送路にシフトし，垂直転送路制御手段が，上記右側垂直転送路および上記左側垂直転送路のそれぞれにおいて，上記コントラスト用トランスファ・ゲートを介して与えられた信号電荷であって，垂直方向にｎ（ｎは２以上の整数）個の上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷を混合して垂直方向に転送するように，上記右側垂直転送路および上記左側垂直転送路を制御し，水平転送路が，上記垂直転送路制御手段の制御のもとに転送させられた信号電荷を水平方向に転送し，コントラスト量算出手段が，上記水平転送路を水平方向に転送させられた信号電荷から得られる映像信号にもとづいてコントラスト量を算出するものである。
【０００７】
第１の発明によると，垂直方向の奇数番目または偶数番目の上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷は上記垂直転送路のうち上記コントラスト算出用光電変換素子の右側に配置されている右側垂直転送路にシフトされ，残りの上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷は上記垂直転送路のうち上記コントラスト算出用光電変換素子の左側に配置されている左側垂直転送路にシフトされる。上記右側垂直転送路および上記左側垂直転送路のそれぞれにおいて，垂直方向にｎ（ｎは２以上の整数）個の上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷を混合して垂直方向に転送して水平転送路に入力するように，上記右側垂直転送路および上記左側垂直転送路が制御される。
【０００８】
第１の発明によると，垂直方向にｎ個のコントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷が混合されるので感度が向上する。水平転送路には，左側垂直転送路から転送させられた信号電荷と右側垂直転送路から転送させられた信号電荷とが交互に入力するので，垂直信号電荷から出力される信号電荷のうち連続した２つの信号電荷は垂直方向のコントラストを表わすこととなる。左側垂直転送路から転送させられた信号電荷と右側垂直転送路から転送させられた信号電荷との組単位で考えると，隣接する組同士は水平コントラストを表すこととなる。水平転送路から出力される信号電荷から得られる映像信号にもとづいて，垂直方向のコントラスト差と水平方向のコントラスト差とを得ることができる。
【０００９】
上記垂直転送路制御手段は，たとえば，上記右側垂直転送路および上記左側垂直転送路のそれぞれにおいて，垂直方向に２個の上記コントラスト算出用光電変換素子に蓄積された信号電荷を混合して得られる混合信号電荷を垂直方向に転送するように上記垂直転送路を制御するものであり，上記コントラスト量算出手段は，たとえば，上記水平転送路を水平方向に転送させられた上記混合信号電荷のうち上記右側垂直転送路を転送させられた上記混合信号電荷または上記左側垂直転送路を転送させられた上記混合信号電荷のいずれか一方の上記混合信号電荷から得られる映像信号にもとづいて水平コントラスト量を算出し，上記水平転送路を水平方向に転送させられた上記混合信号電荷のうち上記右側垂直転送路を転送させられた上記混合信号電荷および上記左側垂直転送路を転送させられた上記混合信号電荷の両方の上記混合信号電荷から得られる映像信号にもとづいて垂直コントラスト量を算出するものである。
【００１０】
また，上記コントラスト算出用光電変換素子が配置されている列および行と異なる列および行において上記右側垂直転送路と上記左側垂直転送路との間に配置された撮像用光電変換素子であって，同一列においては一つおきに同じ色の色成分を透過する色フィルタが形成され，かつ水平方向に隣接する撮像用光電変換素子に形成されている色フィルタが異なる撮像用光電変換素子，および上記撮像用光電変換素子と上記垂直転送路との間に設けられており，かつ垂直方向の奇数番目または偶数番目の上記撮像用光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記左側垂直転送路にシフトし，残りの上記撮像用光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記右側垂直転送路にシフトする撮像用トランスファ・ゲートをさらに備えるようにしてもよい。この場合，上記垂直転送路制御手段は，たとえば，同一の色成分を透過する色フィルタが形成されている垂直方向に２つの上記撮像用光電変換素子に蓄積された信号電荷を混合して得られる信号電荷と垂直方向に２つの上記コントラスト用光電変換素子に蓄積された信号電荷を混合して得られる信号電荷とが交互に垂直方向に転送するように上記垂直転送路を制御するものである。
【００１１】
第２の発明による固体電子撮像装置は，水平方向および垂直方向に配列された多数の光電変換素子，上記光電変換素子の各列に隣接して設けられた垂直転送路，第１の時刻で第４ｍ＋１（ｍは０以上の整数）行または第４ｍ＋２行の光電変換素子に蓄積された第１の信号電荷を上記垂直転送路にシフトし，第２の時刻で第４ｍ＋２行または第４ｍ＋１行の光電変換素子の光電変換素子のうち第１の時刻で信号電荷がシフトされていない光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記垂直転送路にシフトし，かつ第１の時刻で垂直転送路にシフトされた第１の信号電荷を光電変換素子１個分垂直方向に転送し，第３の時刻で第４ｍ＋３行または第４ｍ＋４行の光電変換素子に蓄積された第３の信号電荷を上記垂直転送路にシフトし，かつ第２の時刻でシフトされた第２の信号電荷および第２の時刻で転送した第１の信号電荷を転送して，シフトされた第３の信号電荷と転送した第１の信号電荷とを混合し，第４の時刻で第４ｍ＋４行または第４ｍ＋３行の光電変換素子のうち第３の時刻で信号電荷がシフトされていない光電変換素子に蓄積された第４の信号電荷を上記垂直転送路にシフトし，かつ第３の時刻で混合された第３の信号電荷と第１の信号電荷との組を転送し，シフトされた第４の信号電荷と第３の時刻でシフトされた第２の信号電荷とを混合するように上記トランスファ・ゲートおよび上記垂直転送路を制御する読み出し制御手段，上記第１の信号電荷と上記第３の信号電荷との組と，上記第２の信号電荷と上記第４の信号電荷の組とが混合しないで垂直転送するように上記垂直転送路を制御する垂直転送路制御手段，ならびに上記垂直転送路制御手段を垂直転送した信号電荷の組を水平転送する水平転送路を備えていることを特徴とする。
【００１２】
第２の発明は，上記固体電子撮像装置に適した動作制御方法も提供している。すなわち，この方法は，水平方向および垂直方向に配列された多数の光電変換素子および上記光電変換素子の各列に隣接して設けられた垂直転送路を備えた固体電子撮像装置の動作制御方法において，読み出し制御手段が，第１の時刻で第４ｍ＋１（ｍは０以上の整数）行または第４ｍ＋２行の光電変換素子に蓄積された第１の信号電荷を上記垂直転送路にシフトし，第２の時刻で第４ｍ＋２行または第４ｍ＋１行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記垂直転送路にシフトし，かつ第１の時刻で垂直転送路にシフトされた第１の信号電荷を光電変換素子１個分垂直方向に転送し，第３の時刻で第４ｍ＋３行または第４ｍ＋４行の光電変換素子に蓄積された第３の信号電荷を上記垂直転送路にシフトし，かつ第２の時刻でシフトされた第２の信号電荷および第２の時刻で転送した第１の信号電荷を転送して，シフトされた第３の信号電荷と転送した第１の信号電荷とを混合し，第４の時刻で第４ｍ＋４行または第４ｍ＋３行の光電変換素子に蓄積された第４の信号電荷を上記垂直転送路にシフトし，かつ第３の時刻で混合された第３の信号電荷と第１の信号電荷との組を転送し，シフトされた第４の信号電荷と第３の時刻でシフトされた第２の信号電荷とを混合するように上記トランスファ・ゲートおよび上記垂直転送路を制御し，垂直転送路制御手段が，上記第１の信号電荷と上記第３の信号電荷との組と，上記第２の信号電荷と上記第４の信号電荷の組とが混合しないで垂直転送するように上記垂直転送路を制御し，水平転送路が，上記垂直転送路制御手段を垂直転送した信号電荷の組を水平転送するものである。
【００１３】
第２の発明によると，水平転送路に与えられた信号電荷のうち連続した２つの信号電荷は垂直方向のコントラストを表わすこととなる。連続した２つの信号電荷の組単位で考えると，隣接する組同士は水平コントラストを表すこととなる。水平転送路から出力される信号電荷から得られる映像信号にもとづいて，垂直方向のコントラスト差と水平方向のコントラスト差とを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ＣＣＤの模式図である。
【図２】ＣＣＤの模式図である。
【図３】垂直転送のタイム・チャートである。
【図４】垂直転送のタイム・チャートである。
【図５】水平転送の様子を示している。
【図６】ディジタル・スチル・カメラの電気的構成の一部を示すブロック図である。
【図７】ＣＣＤの模式図である。
【図８】垂直転送のタイム・チャートである。
【図９】垂直転送のタイム・チャートである。
【図１０】水平転送の様子を示している。
【図１１】ＣＣＤの模式図である。
【図１２】垂直転送のタイム・チャートである。
【図１３】（Ａ）は水平転送のタイム・チャート，（Ｂ）から（Ｈ）は信号電荷の水平転送の様子を示している。
【実施例】
【００１５】
図１は，この発明の実施例を示すもので，ＣＣＤ１の一部分を示す模式図である。
【００１６】
ＣＣＤ１には，垂直方向および水平方向に多数のフォトダイオード（光電変換素子）２および３が配置されている。フォトダイオード２または３は，奇数行奇数列および偶数行偶数列に配置されているが，奇数行偶数列および偶数行奇数列に配置するようにしてもよい。第（４Ｌ＋１）列（Ｌは０以上の整数）の奇数番目および第（４Ｌ＋３）列の偶数番目のフォトダイオード３の受光面上には，緑色の光成分を透過する緑色フィルタ（符号Ｇが付されている）が形成されている。第（４Ｌ＋１）列の偶数番目のフォトダイオード３の受光面上には，赤色成分の光を透過する赤色フィルタ（符号Ｒが付されている）が形成されている。第（４Ｌ＋３）列の奇数番目のフォトダイオード３の受光面上には，青色成分の光を透過する青色フィルタ（符号Ｂが付されている）が形成されている。第（４Ｌ＋２）列および第（４Ｌ＋４）列のフォトダイオード２の受光面上にはすべての色の光を透過する透明フィルタ（符号Ｗが付加されている）が形成されている。赤色フィルタ，青色フィルタまたは緑色フィルタが形成されているフォトダイオード３を適宜撮像用フォトダイオード（撮像用光電変換素子）と呼び，フォトダイオード４をコントラスト算出用フォトダイオード（コントラスト算出用光電変換素子）と呼ぶ。
【００１７】
フォトダイオード２および３の右側および左側には，フォトダイオード２または３に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路４が形成されている。垂直転送路４は16転送のもので，垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ16が周期的に形成されている。垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ16に垂直転送パルスφＶ１〜φＶ16が与えられることにより信号電荷が垂直方向に転送させられる。垂直転送路４を識別するために符号VCCD１〜VCCD４が付されている。
【００１８】
第（４Ｌ＋１）列の緑色フィルタが形成されているフォトダイオードおよび第（４Ｌ＋３）列の青色フィルタが形成されているフォトダイオード３については，蓄積された信号電荷を左側の垂直転送路４にシフトするように，フォトダイオード３の左側にトランスファ・ゲート５が形成されている。信号電荷が左側にシフトされる様子が分かるように左矢印が図示されている。図１に示す例では，垂直転送路４のＶ４およびＶ12の部分とフォトダイオード３とが接続されるようにトランスファ・ゲート（撮像用トランスファ・ゲート）５が形成されている。
【００１９】
第（４Ｌ＋１）列の赤色フィルタが形成されているフォトダイオード３および第（４Ｌ＋３）列の緑色フィルタが形成されているフォトダイオード３については，蓄積された信号電荷を右側の垂直転送路４にシフトするように，フォトダイオード３の右側にトランスファ・ゲート５が形成されている。信号電荷が右側にシフトされる様子が分かるように右矢印が図示されている。図１に示す例では，垂直転送路４のＶ８およびＶ16の部分とフォトダイオード３とが接続されるようにトランスファ・ゲート（撮像用トランスファ・ゲート）５が形成されている。
【００２０】
第（４Ｌ＋２）列および第（４Ｌ＋４）列のフォトダイオード２については，垂直方向に１つおきに信号電荷（トランスファ・ゲート５（コントラスト用トランスファ・ゲート）を介してシフトされる）のシフト方向が矢印で示すように右側または左側の垂直転送路４に切り換えられている。すなわち，各列において奇数番目のフォトダイオード２に蓄積された信号電荷は右側の垂直転送路４にシフトされ，偶数番目のフォトダイオード２に蓄積された信号電荷は左側の垂直転送路４にシフトされる。奇数番目，偶数番目は逆でもよい。
【００２１】
垂直転送路４の出力側（下端側）には，信号電荷を水平方向に転送する水平転送路６が形成されている。水平転送路６には水平転送電極Ｈ１およびＨ２が形成されている。これらの水平転送電極Ｈ１およびＨ２に水平転送パルスφＨ１およびφＨ２が与えられることにより，信号電荷が水平方向に転送させられる。水平転送路６を転送させられた信号電荷は，増幅回路７を介して映像信号としてＣＣＤ１から出力する。
【００２２】
図２は，図１のＣＣＤ１において，コントラスト算出用フォトダイオード２を抽出している。
【００２３】
上述のように，フォトダイオード２に蓄積された信号電荷は，垂直方向に１つおきにフォトダイオード２の左側の垂直転送路４と右側の垂直転送路４に振り分けられる。
【００２４】
符号W22および符号W24が付されているフォトダイオード２に蓄積された信号電荷（これらの信号電荷を符号w22およびw24で示す）は，それらのフォトダイオード２の左側にある垂直転送路VCCD１（左側垂直転送路）にシフトされる。信号電荷w22およびw24は，垂直転送路VCCD１において混合させられて水平転送路６に転送させられる（w22+w24）。符号W21および符号W23が付されているフォトダイオード２に蓄積された信号電荷（これらの信号電荷も符号w21およびw23で示す）は，それらのフォトダイオード２の右側にある垂直転送路VCCD２（右側垂直転送路）にシフトされる。信号電荷w21およびw23は，垂直転送路VCCD２において混合させられて水平転送路６に転送させられる（w21+w23）。
【００２５】
同様に，符号W42および符号W44が付されているフォトダイオード２に蓄積された信号電荷w42およびw44は，垂直転送路VCCD３で混合させられて水平転送路６に転送させられる（w42+w44）。符号W41および符号W43が付されているフォトダイオード２に蓄積された信号電荷w41およびw43は，垂直転送路VCCD４で混合させられて水平転送路６に転送させられる（w42+w44）。
【００２６】
このようにして得られた混合信号電荷（w22+w24），（w21+w23），（w42+w44），（w41+w43）は，隣接する混合信号電荷同士（w22+w24）と（w21+w23），（w42+w44）と（w41+w43）で考えると，垂直方向の画素の信号レベル差を表す信号電荷を表わすものとなり，連続する２つの混合信号電荷同士（w22+w24）および（w21+w23）と（w42+w44）および（w41+w43）とで考えると，水平方向の画素の信号レベル差を表す信号電荷を表すものとなる。
【００２７】
増幅回路７を経て出力される映像信号のうち，隣接する混合信号電荷同士は垂直方向のコントラスト差を表わし，連続する２つの混合信号電荷同士は水平方向のコントラスト差を表すこととなる。ＣＣＤ１の外部に信号の並び替えをするメモリなどを設けることなく，ＣＣＤ１から出力される映像信号を用いて垂直方向および水平方向のコントラスト差を算出できる。さらに，たとえば，混合信号電荷（w22+w24）と（w41+w43）とを利用することにより斜め方向のコントラスト差を算出することもできる。このように，一次元で出力される映像信号のうち，映像信号部分（信号電荷）を変えることにより，ＣＣＤ１の外部に画素の並び替えのメモリを設けることなく，垂直方向のコントラスト差，水平方向のコントラスト差および斜め方向のコントラスト差のすべてを算出できるようになる。したがって，図１に示すＣＣＤ１を利用して（コントラスト算出用フォトダイオード２から得られる信号電荷を利用して），垂直方向のコントラスト差，水平方向のコントラスト差および斜め方向のコントラスト差のすべてを算出できるようになる。
【００２８】
図３および図４は，図１に示すＣＣＤ１の垂直転送路のタイム・チャートであり，図３はVCCD１のタイム・チャートを，図４はVCCD２のタイム・チャートを示している。他の垂直転送路についても同様の処理が行われる。
【００２９】
時刻ｔ１となると，垂直転送電極Ｖ１からＶ６およびＶ９からＶ14に垂直転送パルスφＶ１からφＶ６およびφＶ９からφＶ14が与えられる。垂直転送電極Ｖ１からＶ６およびＶ９からＶ14下に電位井戸が生じる。その時刻ｔ１において，垂直転送電極Ｖ14の部分とフォトダイオード２との間に形成されているトランスファ・ゲートにトランスファ・ゲート・パルスが与えられることにより，W21のフォトダイオード２に蓄積されていた信号電荷W21がフォトダイオード２の右側に存在する垂直転送路VCCD２下の電位井戸にシフトされる。
【００３０】
時刻ｔ２となると，垂直転送電極Ｖ５からＶ10およびＶ13からＶ２に垂直転送パルスφＶ５からφＶ10およびφＶ13からφＶ２が与えられる。垂直転送電極Ｖ５からＶ10およびＶ13からＶ２下に電位井戸が生じる。その時刻ｔ２において垂直転送電極Ｖ16の部分とフォトダイオード３との間に形成されているトランスファ・ゲートにトランスファ・ゲート・パルスが与えられることにより，R11のフォトダイオード３に蓄積されていた信号電荷r11がフォトダイオード２の右側に存在する垂直転送路VCCD１下の電位井戸にシフトされる。垂直転送電極VCCD２にシフトされた信号電荷W21は，１画素分（垂直方向のフォトダイオード１個分）垂直方向に転送させられる。
【００３１】
時刻ｔ３となると，垂直転送電極Ｖ５からＶ10およびＶ13からＶ２に垂直転送パルスφＶ５からφＶ10およびφＶ13からφＶ２が与えられる。垂直転送電極Ｖ５からＶ10およびＶ13からＶ２下に電位井戸が生じる。その時刻ｔ３において垂直転送電極Ｖ10の部分とW22のフォトダイオード２との間に形成されているトランスファ・ゲート５にトランスファ・ゲート・パルスが与えられることにより，W22のフォトダイオード２に蓄積されていた信号電荷w22がW22のフォトダイオード２の左側に存在する垂直転送路VCCD１下の電位井戸にシフトされる。
【００３２】
時刻ｔ４となると，垂直転送電極Ｖ１からＶ６およびＶ９からＶ14に垂直転送パルスφＶ１からφＶ６およびφＶ９からφＶ14が与えられる。垂直転送電極Ｖ１からＶ６およびＶ９からＶ14下に電位井戸が生じる。その時刻ｔ４において垂直転送電極Ｖ６の部分とW23のフォトダイオード２との間に形成されているトランスファ・ゲート５にトランスファ・ゲート・パルスが与えられることにより，W23のフォトダイオード２に蓄積されていた信号電荷w23がW23のフォトダイオード２の右側に存在する垂直転送路VCCD２下の電位井戸にシフトされる。これにより，信号電荷w21と信号電荷w23とが混合される。
【００３３】
時刻ｔ５となると，垂直転送電極Ｖ７からＶ12およびＶ15からＶ４に垂直転送パルスφＶ７からφＶ12およびφＶ15からφＶ４が与えられる。垂直転送電極Ｖ７からＶ12およびＶ15からＶ４下に電位井戸が生じる。その時刻ｔ５において垂直転送電極Ｖ８の部分とR13のフォトダイオード３との間に形成されているトランスファ・ゲート５にトランスファ・ゲート・パルスが与えられることにより，R13のフォトダイオード３に蓄積されていた信号電荷r13がR13のフォトダイオード３の右側に存在する垂直転送路VCCD１下の電位井戸にシフトされる。これにより，信号電荷r11と信号電荷r13とが混合される。また，垂直転送電極Ｖ12の部分とB32のフォトダイオード３との間に形成されているトランスファ・ゲート５にトランスファ・ゲート・パルスが与えられることにより，B32のフォトダイオード３に蓄積されていた信号電荷b32がB32のフォトダイオード３の右側に存在する垂直転送路VCCD２下の電位井戸にシフトされる。
【００３４】
時刻ｔ６において，垂直転送路Ｖ５からＶ10およびＶ13からＶ２に垂直転送パルスφＶ５からφＶ10およびφＶ13からφＶ２が与えられる。すると，垂直転送路Ｖ５からＶ10およびＶ13からＶ２下に電位井戸が生じる。その時刻ｔ６において垂直転送電極Ｖ２とW24のフォトダイオード２との間に形成されているトランスファ・ゲート５にトランスファ・ゲート・パルスが与えられることにより，W24のフォトダイオード３に蓄積されていた信号電荷がW24のフォトダイオード３の左側に存在する垂直転送路VCCD１にシフトされる。すると，信号電荷w22と信号電荷w24とが混合させられる。
【００３５】
時刻ｔ７において，垂直転送路Ｖ４からＶ９およびＶ12からＶ１に垂直転送パルスφＶ４からφＶ９およびφＶ12からφＶ１があたられる。すると，垂直転送路Ｖ４からＶ９およびＶ12からＶ１下に電位井戸が生じる。その時刻ｔ７において垂直転送電極Ｖ４とB34のフォトダイオード２との間に形成されているトランスファ・ゲート５にトランスファ・ゲート・パルスが与えられることにより，B34のフォトダイオード３に蓄積されていた信号電荷がB34の左側に存在する垂直転送路VCCD２にシフトされる。すると，信号電荷b32と信号電荷b34とが混合させられる。
【００３６】
時刻ｔ７において，垂直転送路VCCD１の垂直転送電極Ｖ４からＶ９下の電位井戸には信号電荷r11と信号電荷r13とが混合された混合信号電荷が蓄積され，垂直転送路VCCD１の垂直転送電極Ｖ12からＶ１下の電位井戸には信号電荷w22と信号電荷w24とが混合された混合信号電荷が蓄積されることとなる。また，同じ時刻ｔ７において，垂直転送路VCCD２の垂直転送電極Ｖ４からＶ９下の電位井戸には信号電荷b32と信号電荷b34とが混合された混合信号電荷が蓄積され，垂直転送路VCCD１の垂直転送電極Ｖ12からＶ１下の電位井戸には信号電荷w21と信号電荷w23とが混合された混合信号電荷が蓄積される。
【００３７】
上述した処理と同様の処理が垂直転送路VCCD１およびVCCD２以外においても行われる。
【００３８】
上述のようにして，信号電荷w22と信号電荷w24とが混合された信号電荷および信号電荷w21と信号電荷w23とが混合された信号電荷が垂直転送路VCCD１およびVCCD２を転送させられると，水平転送路６に入力する。W41，W42，W43およびW44にフォトダイオード２に蓄積された信号電荷w41，w42，w43およびw44も同様に，フォトダイオード２からのシフト，垂直転送が行われることにより，信号電荷w42と信号電荷w44とが混合された信号電荷および信号電荷w41と信号電荷w43とが混合された信号電荷が水平転送路６に入力する。
【００３９】
図５は水平転送路６に蓄積された信号電荷の様子を示している。
【００４０】
水平転送路６の水平転送電極Ｈ１およびＨ２のうち，水平転送電極Ｈ１に水平転送パルスφＨ１が与えられることにより，水平転送電極Ｈ１下に電位井戸we1からwe4が形成されている。電位井戸we1，we2，we3およびwe４には，垂直転送路VCCD１，VCCD２，VCCD３およびVCCD４から転送される信号電荷がそれぞれ蓄積される。垂直転送路VCCD１を転送させられた信号電荷w22とw24との混合信号電荷，垂直転送路VCCD２を転送させられた信号電荷w21とw23との混合信号電荷，垂直転送路VCCD３を転送させられた信号電荷w42とw44との混合信号電荷，および垂直転送路VCCD４を転送させられた信号電荷w41とw43との混合信号電荷が電位井戸we1，we2，we3およびwe４に蓄積されている。
【００４１】
これらの信号電荷が水平転送路６を水平方向に転送させられて映像信号として出力することにより，図２を参照して説明したように，水平方向のコントラスト差，垂直方向のコントラスト差，斜め方向のコントラスト差を算出できるのは理解できよう。
【００４２】
また，赤色フィルタ，青色フィルタなどを透過して得られた信号電荷r11，r13，b32，b34なども水平転送路６から映像信号として出力される。コントラスト算出用フォトダイオード３に蓄積された信号電荷から得られる映像信号と撮像用フォトダイオード２に蓄積された信号電荷から得られる映像信号とが１行ごとに交互に出力される。コントラスト算出用フォトダイオード３に蓄積された信号電荷から得られる映像信号を用いてコントラスト差を算出し，撮像用フォトダイオード２に蓄積さた信号電荷から得られる映像信号を用いて被写体像の表示，記録ができる。
【００４３】
図６は，図１に示すＣＣＤ１を利用したディジタル・スチル・カメラの電気的構成の一部を示すブロック図である。
【００４４】
ディジタル・スチル・カメラの全体の動作は，制御装置10によって統括される。制御装置10から上述した各種パルスがＣＣＤ１に与えられて，ＣＣＤ１が動作する。
【００４５】
ＣＣＤ１の受光面前方には撮像レンズ11が配置されている。この撮像レンズ11は，モータ12によって光軸方向に移動自在である。
【００４６】
ＣＣＤ１から出力された映像信号は，アナログ・フロント・エンド14に入力し，所定のアナログ処理が行われる。アナログ・フロント・エンドにおいて所定のアナログ処理が行われた映像信号のうち，上述のように，コントラスト算出用フォトダイオード２に蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号についてはＡＦ（オート・フォーカス）回路17に入力する。ＡＦ回路17において，コントラスト量が算出され，算出されたコントラスト量を示すデータは制御装置10に入力する。制御装置10によってモータ12が制御され，撮像レンズ11が移動させられながら，ＣＣＤ１による撮像が行われる。再び，ＡＦ回路17において，コントラスト量が算出される。撮像レンズ11の移動位置ごとにコントラスト量が算出され，コントラスト量の最も大きくなったときの撮像レンズ11の位置がフォーカス位置として位置決めされる（エンベロープ検波）。
【００４７】
コントラスト量の算出は，水平方向のコントラスト差にもとづくものでもよいし，垂直方向のコントラスト差にもとづくものでもよいし，斜め方向のコントラスト差にもとづくものでもよい。
【００４８】
また，ＣＣＤ１から出力された映像信号もＡＥ（自動露光）回路18に入力する。ＡＥ回路18において，輝度信号成分が抽出される。抽出された輝度信号成分にもとづいて適正露光となるように制御装置10によってＣＣＤ１のシャッタ速度が決定される。
【００４９】
また，撮像用フォトダイオード３に蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号は，ディジタル・シグナル・プロセッサ15に入力する。このディジタル・シグナル・プロセッサ15において，所定のディジタル信号処理が行われディジタル画像データが得られる。このディジタル画像データが表示装置（図示略）に入力することにより，被写体像が表示される。また，ディジタル画像データがメモリ・カードなどの記録媒体に与えられることにより記録される。
【００５０】
図７から図10は，他の実施例を示している。
【００５１】
図７は，図１に対応するもので，ＣＣＤ１Ａの一部の模式図である。この図において，図１に示すものと同一物については同一符号を付し説明を省略する。
【００５２】
図７に示すＣＣＤ１Ａにおいては，コントラスト用フォトダイオード２に付されている符号が図１と異なっている。第２列目のコントラスト用フォトダイオード２にはWi-1からWi+3までの符号が付されている。第４列目のコントラスト用フォトダイオード２にはWj-1からWj+3までの符号が付されている。
【００５３】
図１に示すＣＣＤ１においては，２つのフォトダイオード２または３に蓄積された信号電荷を加算して混合信号電荷を得ているが，図７に示すＣＣＤ１Ａではコントラスト算出用フォトダイオード２に蓄積された信号電荷を加算するものであり，かつ加算する信号電荷が蓄積されているフォトダイオード３の数を２つ以上とするものである。
【００５４】
図８は垂直転送路VCCD１のタイム・チャート，図９は垂直転送路VCCD１のタイム・チャートである。他の垂直転送路についても同様の処理が行われる。時刻ｔ11から時刻ｔ17において垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ14に与えられる垂直転送パルスφＶ１〜φＶ14のタイミングは，時刻ｔ１から時刻ｔ７において垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ14に与えられる垂直転送パルスφＶ１〜φＶ14のタイミングと同じである。
【００５５】
時刻ｔ11となると，垂直転送電極Ｖ14の部分とフォトダイオード２との間に形成されているトランスファ・ゲートにトランスファ・ゲート・パルスが与えられることにより，Wiのフォトダイオード２に蓄積されていた信号電荷wi，wi+4がフォトダイオード２の右側に存在する垂直転送路VCCD２下の電位井戸にシフトされる。
【００５６】
時刻ｔ２となると，垂直転送電極VCCD２にシフトされた信号電荷wi，wi+4は，１画素分（垂直方向のフォトダイオード１個分）垂直方向に転送させられる。
【００５７】
時刻ｔ３となると，垂直転送電極Ｖ10の部分とW22のフォトダイオード２との間に形成されているトランスファ・ゲート５にトランスファ・ゲート・パルスが与えられることにより，Wi+1，Wi+5のフォトダイオード２に蓄積されていた信号電荷wi+1，wi+5がWi+1，Wi+5のフォトダイオード２の左側に存在する垂直転送路VCCD１下の電位井戸にシフトされる。
【００５８】
時刻ｔ４となると，垂直転送電極Ｖ６の部分とWi+2，Wi+6のフォトダイオード２との間に形成されているトランスファ・ゲート５にトランスファ・ゲート・パルスが与えられることにより，Wi+2，Wi+6のフォトダイオード２に蓄積されていた信号電荷wi+2，wi+6のフォトダイオード２の右側に存在する垂直転送路VCCD２下の電位井戸にシフトされる。これにより，信号電荷wiと信号電荷wi+2とが混合され，信号電荷wi+4と信号電荷wi+6とが混合される。
【００５９】
時刻ｔ５となると，信号電荷が垂直方向に転送させられる。
【００６０】
時刻ｔ６において，垂直転送電極Ｖ２とWi+3，Wi+7のフォトダイオード２との間に形成されているトランスファ・ゲート５にトランスファ・ゲート・パルスが与えられることにより，Wi+3，Wi+7のフォトダイオード３に蓄積されていた信号電荷がWi+3，Wi+7のフォトダイオード３の左側に存在する垂直転送路VCCD１にシフトされる。すると，信号電荷wi+1と信号電荷wi+3とが混合させられ，信号電荷wi+5と信号電荷wi+7とが混合させられる。
【００６１】
時刻ｔ７において，垂直転送路４に垂直転送パルスφＶ１〜φＶ16が与えられることにより,信号電荷が転送させられる。
【００６２】
上述の処理が繰り返されることにより，垂直転送路VCCD１からは第２列のフォトダイオード２に蓄積された信号電荷のうち，左側にシフトされる信号電荷が転送させられる。同様に，垂直転送路VCCD２からは第２列のフォトダイオード２に蓄積された信号電荷のうち，右側にシフトされる信号電荷が転送させられる。
【００６３】
上述した処理と同様の処理が垂直転送路VCCD１およびVCCD２以外においても行われる。
【００６４】
上述のようにして，信号電荷が垂直転送路VCCD１およびVCCD２を転送させられると，水平転送路６に入力する。
【００６５】
図10は水平転送路６に蓄積された信号電荷の様子を示している。この図は，図５に対応するもので，図５に示すものと同一物については同一符号を付して説明を省略する。
【００６６】
水平転送路６の水平転送電極Ｈ１下に電位井戸we1からwe4が形成されている。電位井戸we1，we2，we3およびwe４には，垂直転送路VCCD１，VCCD２，VCCD３およびVCCD４から転送される信号電荷がそれぞれ蓄積される。水平転送路６を水平転送させずに垂直転送路４を垂直転送させることにより，電位井戸we1，we2，we3およびwe４には，垂直転送路VCCD１，VCCD２，VCCD３およびVCCD４から転送される信号電荷がそれぞれ加算されることとなる。加算された信号電荷wa，wb，wcおよびwdが電位井戸we1，we2，we3およびwe４に蓄積される。信号電荷の加算量を増やすことができるので，感度を向上できる。
【００６７】
図11から図13（Ａ）〜（Ｈ）は，他の実施例を示すものである。
【００６８】
図11は，ＣＣＤ20の一部の模式図である。
【００６９】
ＣＣＤ20には，すべての列および行にフォトダイオード21が配置されている。これらのフォトダイオード21の受光面上には，すべての色成分を透過する透明のフィルタが形成されている。フォトダイオード21には，各フォトダイオード21を区別するためにW110などの符号が付されている。
【００７０】
フォトダイオード21の各列の右側には垂直転送路22が配置されている。垂直転送路22には，垂直転送路Ｖ１〜Ｖ８が周期的に形成されている。これらの垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ８に垂直転送パルスφＶ１〜φＶ８が与えられることにより，信号電荷が垂直転送路22を垂直方向に転送する。図11においては垂直転送路22に左からVCCD11，VCCD12，VCCD13およびVCCD14の符号も付されている。
【００７１】
垂直方向に１つおきの垂直転送電極と，それらの垂直転送電極の左側にあるフォトダイオード21との間にトランスファ・ゲート23が形成されている。左矢印で示すように，フォトダイオード21に蓄積された信号電荷は，トランスファ・ゲート23を介してフォトダイオード23の右側にある垂直転送路22にシフトされる。
【００７２】
垂直転送路22の下端には，ライン・メモリ24を介して水平転送路25が形成されている。水平転送路25には，水平転送電極Ｈ１〜Ｈ４が形成されている。これらの水平転送電極Ｈ１〜Ｈ４に水平転送パルスφＨ１〜φＨ４が与えられることにより，信号電荷が水平転送路25を水平方向に転送する。信号電荷は，増幅回路26を介して映像信号としてＣＣＤ20から出力する。
【００７３】
図12は，垂直転送路22のタイム・チャートを示している。このタイム・チャートは，第１列の垂直転送路22（VCCD21）についてのものであるが，他の列の垂直転送路22についても同様の処理が行われる。
【００７４】
時刻t21（第１の時刻）において，垂直転送電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ５およびＶ６に垂直転送パルスφＶ１，φＶ２，φＶ５およびφＶ６が与えられる。すると，垂直転送電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ５およびＶ６下に電位井戸が生じる。その時刻t21において，垂直転送電極Ｖ６部分に接続されているトランスファ・ゲートにトランスファ・ゲート・パルスが与えられ，第４ｍ＋２行（ｍは０以上の整数）のフォトダイオード21に蓄積された信号電荷w120（第１の信号電荷）がフォトダイオード21から垂直転送路22にシフトされる。
【００７５】
時刻t22（第２の時刻）において，垂直転送路Ｖ３，Ｖ４，Ｖ７およびＶ８に垂直転送パルスφＶ３，φＶ４，φＶ７およびφＶ８が与えられる。すると，垂直転送路Ｖ３，Ｖ４，Ｖ７およびＶ８下に電位井戸が生じる。その時刻t22において，垂直転送電極Ｖ８部分に接続されているトランスファ・ゲートにトランスファ・ゲート・パルスが与えられ，第４ｍ＋１行（ｍは０以上の整数）のフォトダイオード21に蓄積された信号電荷w110（第２の信号電荷）がフォトダイオード21から垂直転送路22にシフトされる。
【００７６】
時刻t23（第３の時刻）において，垂直転送電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ５およびＶ６に再び垂直転送パルスφＶ１，φＶ２，φＶ５およびφＶ６が与えられる。すると，垂直転送電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ５およびＶ６下に再び電位井戸が生じる。その時刻t23において，垂直転送電極Ｖ２部分に接続されているトランスファ・ゲートにトランスファ・ゲート・パルスが与えられ，第４ｍ＋４行（ｍは０以上の整数）のフォトダイオード21に蓄積された信号電荷w140（第３の信号電荷）がフォトダイオード21から垂直転送路22にシフトされる。信号電荷w120と信号電荷w140とが同じ電位井戸に含まれることとなり，信号電荷w120と信号電荷w140とが混合される。
【００７７】
時刻t24（第４の時刻）において，垂直転送路Ｖ３，Ｖ４，Ｖ７およびＶ８に再び垂直転送パルスφＶ３，φＶ４，φＶ７およびφＶ８が与えられる。すると，垂直転送路Ｖ３，Ｖ４，Ｖ７およびＶ８下に再び電位井戸が生じる。その時刻t24において，垂直転送電極Ｖ４部分に接続されているトランスファ・ゲートにトランスファ・ゲート・パルスが与えられ，第４ｍ＋３行（ｍは０以上の整数）のフォトダイオード21に蓄積された信号電荷w130（第４の信号電荷）がフォトダイオード21から垂直転送路22にシフトされる。信号電荷w110と信号電荷w130とが混合される。
【００７８】
上述の実施例においては，第４ｍ＋２行，第４ｍ＋１行，第４ｍ＋４行，第４ｍ＋３行の順に信号電荷を垂直転送路22にシフトしているが，第４ｍ＋１行，第４ｍ＋２行，第４ｍ＋３行，第４ｍ＋４行の順としてもよい。
【００７９】
信号電荷w120と信号電荷w140とが混合され，かつ信号電荷w110と信号電荷w130とが混合された状態で，混合された信号電荷同士の組が垂直転送させられる。その他の信号電荷についても同様に，信号電荷w220と信号電荷w240とが混合され，かつ信号電荷w210と信号電荷w230とが混合された状態で信号電荷同士の組が垂直転送させられる。また，信号電荷w310からw340，信号電荷w410からw440についても，信号電荷w320と信号電荷w340とが混合され，かつ信号電荷w310と信号電荷w330とが混合され，信号電荷w420と信号電荷w440とが混合され，信号電荷w410と信号電荷w430とが混合された状態で垂直転送路22を転送させられる。
【００８０】
図13（Ａ）は水平転送路25のタイム・チャート，図13（Ｂ）〜（Ｈ）はライン・メモリ24および水平転送路25に蓄積または転送される信号電荷の様子を示している。
【００８１】
上述のように，混合された信号電荷の組が垂直転送路22を転送させられると，図13（Ｂ）に示すようにライン・メモリ24には水平方向に，信号電荷w120と信号電荷w140とが混合された信号電荷の組，信号電荷w220と信号電荷w240とが混合された信号電荷の組，信号電荷w320と信号電荷w340とが混合された信号電荷の組，信号電荷w420と信号電荷w440とが混合された信号電荷の組が順に蓄積される。
【００８２】
時刻t31から時刻t32の間において，ライン・メモリ24にシフト・パルスが与えられ，かつ水平転送路25の水平転送電極Ｈ１に水平転送パルスφＨ１が与えられる。すると，図13（Ｃ）に示すように，信号電荷w120と信号電荷w140とが混合された信号電荷の組および信号電荷w320と信号電荷w340とが混合された信号電荷の組が水平転送路25に入力する。
【００８３】
時刻t32から時刻t33において，水平転送路25に高速の水平転送パルスφＨ１〜φＨ４が与えられる。すると，図13（Ｄ）に示すように，水平転送路25に入力した信号電荷の組が水平転送路25から出力される。
【００８４】
時刻t33から時刻t36の間は水平転送路25の水平転送電極Ｈ３に水平転送パルスφＨ３が与えられ，時刻t34から時刻t37の間はライン・メモリ24にシフト・パルスが与えられ，時刻t35から時刻t36の間は水平転送電極Ｈ１に水平転送パルスφＨ１が与えられる。そして，時刻t36から時刻t37の間に水平転送パルスφＨ１およびφＨ３がＬレベルとなり，水平転送パルスφＨ２およびφＨ４がＨレベルとなると，図13（Ｅ）に示すように，信号電荷w22と信号電荷w24の組及び信号電荷w42と信号電荷w44の組は，それぞれの水平電極Ｈ２の下に形成される電位井戸にシフトされる。
【００８５】
時刻t37から時刻t38の間に水平転送パルスφＨ１およびφＨ３がＨレベルとなり，水平転送パルスφＨ２およびφＨ４がＬレベルとなると，図13（Ｆ）に示すように，信号電荷w22と信号電荷w24の組及び信号電荷w42と信号電荷w44の組は，それぞれの水平電極Ｈ１の下に形成される電位井戸にシフトされる。
【００８６】
時刻t38から時刻t39の間に，図13（Ｇ）に示すように，ライン・メモリ24に信号電荷w110と信号電荷w130とが混合された信号電荷の組，信号電荷w210と信号電荷w230とが混合された信号電荷の組，信号電荷w310と信号電荷w330とが混合された信号電荷の組，信号電荷w410と信号電荷w420とが混合された信号電荷の組が蓄積される。
【００８７】
時刻t39となると，図14（Ｈ）に示すように，信号電荷w210と信号電荷w230との信号電荷の組，信号電荷w410と信号電荷w420との信号電荷の組が水平転送路25にシフトされる。
【００８８】
図11と図14（Ｈ）とを見比べればわかるように，水平転送路25に隣接する信号電荷の組同士（信号電荷w220と信号電荷w240との信号電荷の組と信号電荷w210と信号電荷w230との信号電荷の組同士，信号電荷w420と信号電荷w440との信号電荷の組と信号電荷w410と信号電荷w430との信号電荷の組同士）は，ＣＣＤ20において垂直方向の画素のコントラスト差（信号電荷量の差）を表すこととなり，１組おきに信号電荷同士を考えると（信号電荷w220と信号電荷w240との信号電荷の組と信号電荷w420と信号電荷w440との信号電荷の組同士および信号電荷w210と信号電荷w230との信号電荷の組と信号電荷w410と信号電荷w430との信号電荷の組同士），水平方向のコントラスト差を表すこととなる。
【００８９】
上述の実施例と同様に，画素の並び替えのためのメモリを設けることなく，水平転送路25から出力される映像信号を用いて水平方向のコントラスト差および垂直方向のコントラスト差のいずれも算出できる。
【符号の説明】
【００９０】
１，１Ａ，20  ＣＣＤ
２，21  コントラスト用フォトダイオード
３  撮像用フォトダイオード
４，22，VCCD０〜VCCD４，VCCD11〜VCCD14  垂直転送路
６，25  水平転送路
10  制御装置（垂直転送路制御手段）
17  ＡＦ回路（コントラスト量算出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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