(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受光部がそれぞれ垂直方向に配列している受光部列と、該受光部列に沿って設けられ、各受光部で発生する信号電荷をそれぞれ読み込む複数のパケットをもつ垂直ＣＣＤと、該垂直ＣＣＤからの信号電荷を順次読み込むように水平方向に沿って設けられた水平ＣＣＤとを備えたＣＣＤ固体撮像素子を、一部の受光部による信号電荷を間引いて処理するモニタリングモードで駆動する方法であって、
いずれか１つの受光部からの第１の信号電荷を、該垂直ＣＣＤの対応する第１のパケットに読み込む工程と、
該第１のパケットにおける該第１の信号電荷の一部を、該垂直ＣＣＤにおける１または複数の空の第２のパケットに分割して読み込む工程と、
該第１及び第２のパケットの信号電荷を、該第１及び第２のパケットのトータルパケット数だけ、垂直方向に繰り返し転送する工程と、
を包含するＣＣＤ固体撮像素子の駆動方法。
【請求項２】
前記第１及び第２のパケットの信号電荷は前記転送工程によって前記水平ＣＣＤに読み込まれて該水平ＣＣＤにて混合されることにより、前記第１の信号電荷が再現される、請求項１に記載の固体撮像素子の駆動方法。
【請求項３】
前記垂直ＣＣＤの第１及び第２パケットにて取り扱う信号量が、全受光部の信号電荷を間引くことなく処理するスチルモードにおける１つのパケットの取り扱う信号量以上になっている、請求項１または２に記載の固体撮像素子の駆動方法。
【請求項４】
前記垂直ＣＣＤの垂直転送周波数が、全受光部の信号電荷を間引くことなく処理するスチルモード時の垂直転送周波数より高くなっている、請求項１から３のいずれかに記載の固体撮像素子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イメージセンサに適用されるＣＣＤ固体撮像素子に関し、特に、高密度画素のデジタルスチルカメラなどに用いられる、画素間引き読み出し高速駆動（モニタリングモード）を行うＣＣＤ固体撮像素子の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、ＣＣＤ（電荷結合素子）を用いたデバイスの代表的なものである二次元イメージセンサ（ＣＣＤ固体撮像素子）の構成を示す平面図である。
【０００３】
このＣＣＤ固体撮像素子は、複数の受光部（フォトダイオード）１１が垂直方向に配列している複数の受光部列１１ａと、各受光部列１１ａに沿ってそれぞ設けられ、各受光部列１１ａのすべての受光部１１で発生する信号電荷を読み込む複数の垂直ＣＣＤ１２と、各垂直ＣＣＤ１２から転送される信号を読み込んでそれぞれを水平方向に転送する水平ＣＣＤ１３と、水平ＣＣＤ１３からの信号電荷を電圧信号に変換する電荷電圧変換部１４と、電荷電圧変換部１４からの電圧信号を増幅するアンプ１５とを備えている。このＣＣＤ固体撮像素子はさらに、垂直ＣＣＤ１２内での信号電荷の転送を制御するための垂直転送電極１６（４相駆動を行う場合を示している）と、水平ＣＣＤ１３内での信号電荷の転送を制御するための水平転送電極１７（２相駆動を行なう場合を示している）とを有する。
【０００４】
なお、各受光部列１１ａにおける受光部１１のカラーフィルター配列はＲＧＢベイヤー配列が採用されている。具体的には、受光部１１が上から下までＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｒ、Ｇ、......の順で並んでいる受光部列と、受光部１１が上から下までＧ、Ｂ（青）、Ｇ、Ｂ、...... の順で並んでいる受光部列とが交互に配列されている。
【０００５】
二次元イメージセンサにおいては、画素の高密度化が進んでおり、特にデジタルスチルカメラでは２００万画素を超えるものが主流になりつつある。高密度画素デジタルスチルカメラに代表される撮像素子の駆動方法としては、スチルモードとモニタリングモードとを切り替える方法が一般的である。スチルモードは、すべての画素（受光部）のデータ（信号電荷）を読み出して処理する駆動方法であり、静止画取り込みモードであるプリンタ出力時に主として実施される。モニタリングモードは、全画素から一部の画素データを間引いて処理する駆動方法であり、動画像取り込みモードであるモニター出力による撮像被写体の画郭調整時に主として実施される。
【０００６】
以下に、スチルモード及びモニタリングモードを説明する。
【０００７】
図２はこの説明に使用するＣＣＤ固体撮像素子における２つの受光部列に相当する部分を拡大したものである。図２において、図１に示される構成要素に対応する構成要素については図１の場合と同一な参照符号を付している。なお、受光部列の下部に設けられている遮断画素２８は、光が入らないように遮光膜に覆われている画素を示す。
【０００８】
この例において、モニタリングモードにおける間引き方式は、７画素（７つの受光部１１に対応）に１つの画素を間引く場合の１／７間引きモードとしている。垂直転送電極（垂直転送ゲート）２６はΦV1A，ΦV1B，ΦV2，ΦV3A，ΦV3B，ΦV4の６相となり、２８個のゲートを構成単位とする。なお、例えば１／４間引きモードにする場合は、垂直転送電極は６相、１６ゲートの構成単位となる。ΦV1A、ΦV1B、ΦV3A及びΦV3Bは受光部から信号電荷を読み出すために用いられるゲート、ΦV2及びΦV4は転送のみに使用されるゲートである。
【０００９】
（スチルモード）
図３及び４を参照しながら、スチルモードを説明する。図３はスチルモードにおける垂直ＣＣＤ１２の垂直転送電極１６の駆動タイミングを示す。図４はｔ３１〜ｔ３６の各時刻における垂直ＣＣＤ１２の垂直転送電極１６のポテンシャル状態を示す。
【００１０】
なお、図３に示されているいくつかの期間について次のように定義する。「１水平期間」は、水平ＣＣＤ１３が垂直ＣＣＤ１２から読み込んだ１行の画素による信号電荷を出力端に読み出すときの読み出し開始時刻と、垂直ＣＣＤ１２から読み込んだ次の１行の画素による信号電荷を出力端に読み出すときの読み出し開始時刻との間の期間を指す。「水平ブランキング期間」は、水平ＣＣＤ１３が垂直ＣＣＤ１２から読み込んだ１行の画素による信号電荷を出力端に読み出すためのクロッキング動作の終了時刻と、垂直ＣＣＤ１２から読み込んだ次の１行の画素による信号電荷を出力端に読み出すためのクロッキング動作の開始時刻との間の期間を指す。また、「垂直転送１サイクル周期（垂直転送周期）」は、垂直ＣＣＤ１２が読み込んだ信号電荷を１パケット（１段）だけ垂直方向に転送する（図４における時刻ｔ３１の状態から時刻ｔ３２の状態まで）期間を指す。なお、「パケット」とは、垂直ＣＣＤ１２の各垂直転送電極１６により制御される電位井戸を指し、受光部で発生する信号電荷を受け入れるためのものを意味する（例えば図４におけるｔ３１の場合の低ポテンシャル部に対応）。受光部から読み出された信号電荷は、対応するパケットに注入され、隣のパケットに転送されるまでにそこに蓄える。
【００１１】
図３において、Ｔｓはスチルモードでの垂直転送１サイクルの周期を示す。図４では、図２におけるａ−ａ'列の垂直ＣＣＤ１２の垂直転送電極１６のポテンシャル状態を示す。なお、Ｒ，Ｇ，Ｂ全画素の信号を読み出すために、連続する２つのフィールド（Ａフィールド及びＢフィールド）のそれぞれに対して、２種類の色成分を含む信号が読み出される。
【００１２】
まず、Ａフィールドでは、時刻ｔ３１において、電極ΦV1A，ΦV1Bの制御によって画素（受光部１１に対応）２、４、６、......によるＲの信号電荷「２」、「４」、「６」、......）が受光部１１から垂直ＣＣＤ１２の対応のパケットに読み出される（図４）。なお、この読み出しと同時に、画素２、４、６、......の隣の列の画素によるＧの信号電荷（図２）が、ａ−ａ'列の隣の列の垂直ＣＣＤ１２（図２に不図示）に読み出される。
【００１３】
時刻ｔ３１において読み出された画素２、４、６、......の信号電荷「２」、「４」、「６」、......は、それぞれ混ざり合うことなく水平ブランキング期間内に、ΦＶ1A〜ΦV4（ΦV1A，ΦV1B，ΦV2，ΦV3A，ΦV3B及びΦV4）の６相からなるゲートの制御によって、垂直方向に転送され、図４における時刻ｔ３２の状態となる。このような動作を繰り返すことにより、時刻ｔ３１において読み出されたすべての信号電荷が水平ＣＣＤ１３に読み出される。
【００１４】
同様に、Ｂフィールドでは電極ΦV3A，Φ3Bによって、画素１、３、５、......によるＧ（隣接する受光部列についてはＢ）の信号電荷「１」、「３」、「５」、...... が読み出され、ΦV1A〜ΦV4の６相からなるゲートによって垂直方向に順次転送される。
【００１５】
このようにスチルモードにおいて、電極ΦV1Aと電極ΦV1B、また電極ΦV3Aと電極ΦV3Bには共通の駆動タイミング信号が加えられ、２つのフィールドでは互いに異なるパターンで２種類の色成分を含む信号が読み出される。こうして、Ａ，Ｂ両フィールドによりＲ，Ｇ，Ｂ全画素の信号が読み出される。
【００１６】
（モニタリングモード）
図５はモニタリングモード時の垂直ＣＣＤ１２の垂直転送電極１６の駆動タイミングを示す。図６はｔ５１〜ｔ５５の各時刻における垂直ＣＣＤ１２の垂直転送電極１６のポテンシャル状態を示す。図５において、Ｔｍはモニタリングモードでの垂直転送１サイクルの周期を示し、図３に示すスチルモードでの垂直転送１サイクルの周期Ｔｓの１／４の長さとなる。
【００１７】
モニタリングモードにおいて各フィールドでは、同色の画素の信号が読み出される。まず、時刻ｔ５１においてΦV1Aに対応するＮｏ.１４の画素のＲ（隣接する受光部列についてはＧ）の信号「１４」を、垂直ＣＣＤ１２の対応のパケットに読み出す。読み出されたＲ（Ｇ）の信号「１４」は、ΦV1Bが６ゲートに対しΦV1Aが１ゲートのため、スチルモードＡフィールドのデータ量に比べて１／７のデータ量となる。
【００１８】
次に、時刻ｔ５２においてΦV1A〜ΦV4の６相からなるゲートによって、信号「１４」を１パケットだけ転送する。それと同時に、ΦV3Aにより、対応するＮｏ.７の画素のＧ（隣接する受光部列についてはＢ）の信号「７」を読み出す。信号「７」はＲ（Ｇ）と同様にスチルモードにおけるＢフィールドの１／７のデータ量となる。次に時刻ｔ５３にて、Ｒ（Ｇ）及びＧ（Ｂ）の各信号を更に１パケットだけ転送する。以上の操作により、Ｒ，Ｇ，Ｂの色成分を含む信号が１つのフィールドで読み出される。
【００１９】
読み出された信号は、垂直ＣＣＤ１６のパケットの中で図６のｔ５１、ｔ５２に示すように、１４画素当たり７パケットを構成単位として、２画素分の異なる色成分の信号（信号「７」及び「１４」）が２パケット（４画素分）あるいは３パケット（６画素分）の間隔を空けて配列されている。
【００２０】
次に、この信号を水平ブランキング期間内で、画素Ｇ（Ｂ）の信号を垂直転送段数で４段（８画素分）にわたって連続して高速で水平ＣＣＤ１３に転送する。それと同時に、次の水平ブランキング期間に水平ＣＣＤ１３に読み込まれるＲ（Ｇ）の信号「１４」は、水平ＣＣＤ１３の近くのパケットに転送される（時刻ｔ５４）。
【００２１】
続く水平ブランキング期間では、Ｒ（Ｇ）の信号「１４」を３段（６画素分）にわたって連続して水平ＣＣＤ１３に転送すると同時に、次に読み込まれるＧ（Ｂ）の信号「２１」を水平ＣＣＤ１３の近くのパケットに転送する。
【００２２】
上記のように、４段（パケット）→３段→４段→３段......と垂直転送を繰り返すことで、垂直ＣＣＤ１２内では空パケットを挟んで間欠的に配列されていた信号が、水平ＣＣＤ１３からは連続した状態で取り出せるようになっている。
【００２３】
スチルモードとモニタリングモードとを比較すると、１水平転送時間が同じであれば、スチルモードでは１画面分の全データを２フィールドかけて読み出すのに対し、モニタリングモードでは１画面分のデータを１／７に間引き、１フィールドの２／７の時間で読み出せる。このため、モニタリングモードでは、トータルとしてスチルモードの１／７のフレームレートでデータを扱うことが出来る。
【００２４】
例えば、３００万画素の撮像素子をクロック周波数１８ＭＨｚ、１フレーム当たり総クロック数４４０万クロックで動作させる場合、１画面のデータを取り出すのに必要な時間（フレームレート）は、スチルモードでは約１／４秒、モニタリングモードでは約１／２９秒となる。ＮＴＳＣ方式のＴＶフォーマットにおけるフレームレートである１／３０秒と比べても、モニタリングモードでは同様のなめらかな動画像を得ることが可能となる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
モニタリングモードでは、「垂直間引き読み出し」と「水平ブランキング期間における垂直ＣＣＤ複数段転送」との組み合わせにより、各水平ＣＣＤから必要な受光部信号の連続読み出しを実現している。この時の垂直ＣＣＤに必要な複数段転送に必要な転送段数（パケット数）は間引きの数により変わり、１／４間引きでは２段、１／５間引きでは２段と３段の組み合わせ、１／６間引きでは３段、１／７間引きでは３段と４段の組み合わせ、１／８間引きでは４段、......となる。間引きの数は、撮像素子の総画素数，動画に要求される画素数とフレームレートにより決定される。
【００２６】
一方、デジタルスチルカメラに代表される画素の高密度化は一段と進んでいる。これに伴い、モニタリングモードでの間引きの数、言い換えれば、垂直ＣＣＤの複数段転送の段数も増える。しかし、モニタリングモードに要求されるフレームレートは、画素数が増えても同程度のレベルが要求される。このため、水平ブランキング期間内の垂直転送段数を増やすしかない。一定時間である水平ブランキング期間において垂直転送段数を増やすためには、一段当たりの垂直転送所用時間をスチルモードに比べ短くせざるを得ず、垂直転送周波数を上げざるを得ない。
【００２７】
図７は垂直ＣＣＤの取り扱い信号量と垂直転送電極の駆動周波数との関係を示す。ここでは、スチルモードでの垂直転送１サイクル周期及び、その時の１パケット当りの垂直ＣＣＤの取り扱い信号量を１００％としている。図７に示すように周波数を上げる程、垂直ＣＣＤ取り扱い信号量は低下する。
【００２８】
すなわち、モニタリングモードでの垂直転送周波数がスチルモードでの垂直転送周波数より高い場合は、モニタリングモードではスチルモードと同じ垂直ＣＣＤ取り扱い信号量を得ることができない。このため、受光部から読み出された信号はモニタリングモードでの垂直高速駆動において隣接する垂直ＣＣＤの空パケットにランダムにオーバーフロし、ザラ・混色などの画質劣化を引き起こす。
【００２９】
この様な問題に対し、従来は、単位画素セル内における受光部と垂直ＣＣＤの占める割合を、周波数特性により垂直ＣＣＤ取り扱い信号量が低下するモニタリングモードにおいても、受光部の取り扱い信号量より垂直ＣＣＤの取り扱い信号量が必ず大きくなるように設計していた。このように最適化することで画質劣化の発生を防止していた。しかし、この方法では垂直ＣＣＤの取り扱い信号量を上げるため、画素セル内の垂直ＣＣＤの占める割合を大きくする必要があり、画素の高密度化を進めていく上での大きな阻害要因の一つとなっている。
【００３０】
垂直駆動周波数を上げる程取り扱い信号量が低下する問題の原因としては、垂直ＣＣＤ転送効率の低下、ゲート負荷による駆動波形のなまりがある。この課題は解決されるべきであるが、画素の高密度化が一段と進めば、更なる垂直転送周波数の増加、ゲート負荷の増加が発生することになり、その場合には、モニタリングモードにおける垂直ＣＣＤの取り扱い信号量の低下は深刻な問題となる。
【００３１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、モニタリングモードにおいて高い周波数で垂直転送を行う場合に起きる、垂直ＣＣＤの取り扱える容量の低下による画質劣化を改善できるＣＣＤ固体撮像素子の駆動方法を提供することにある。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
本発明によるＣＣＤ固体撮像素子の駆動方法は、複数の受光部がそれぞれ垂直方向に配列している受光部列と、該受光部列に沿って設けられ、各受光部で発生する信号電荷をそれぞれ読み込む複数のパケットをもつ垂直ＣＣＤと、該垂直ＣＣＤからの信号電荷を順次読み込むように水平方向に沿って設けられた水平ＣＣＤとを備えたＣＣＤ固体撮像素子を、一部の受光部による信号電荷を間引いて処理するモニタリングモードで駆動する方法であって、
いずれか１つの受光部からの第１の信号電荷を、該垂直ＣＣＤの対応する第１のパケットに読み込む工程と、
該第１のパケットにおける該第１の信号電荷の一部を、該垂直ＣＣＤにおける１または複数の空の第２のパケットに分割して読み込む工程と、
該第１及び第２のパケットの信号電荷を、該第１及び第２のパケットのトータルパケット数だけ、垂直方向に繰り返し転送する工程と、
を包含しており、そのことにより上記目的が達成される。
【００３３】
前記第１及び第２のパケットの信号電荷は前記転送工程によって前記水平ＣＣＤに読み込まれて該水平ＣＣＤにて混合されることにより、前記第１の信号電荷が再現される。
【００３４】
ある実施形態では、前記垂直ＣＣＤの第１及び第２パケットにて取り扱う信号量が、全受光部の信号電荷を間引くことなく処理するスチルモードにおける１つのパケットの取り扱う信号量以上になっている。
【００３５】
ある実施形態では、前記垂直ＣＣＤの垂直転送周波数が、全受光部の信号電荷を間引くことなく処理するスチルモード時の垂直転送周波数より高くなっている。
【００３６】
上記の「発明が解決しようとする課題」の項目で述べたように、垂直ＣＣＤの、モニタリングモード時の垂直転送周波数がスチルモード時の垂直転送周波数より高い場合、モニタリングモード時における垂直ＣＣＤ１パケット当たりの取り扱い信号量は、スチルモード時の場合に比べて低下する。また、モニタリングモードで間引き読み出しを行うため、受光部信号が存在するパケットの間には空のパケットがいくつか存在する（図６における時刻ｔ５３のポテンシャル図を参照）。この空のパケットは水平ブランキング期間で、信号の存在するパケットと同様に水平ＣＣＤに転送されている。
【００３７】
これらのことを考慮し本発明では、モニタリングモードにおいて、受光部から垂直ＣＣＤに信号を読み出した後、垂直ＣＣＤを高速駆動に移行するまで、すなわち、垂直ＣＣＤの１パケット当たりの取り扱い信号量が低下してランダムなオーバーフロを起こすまでに、１つの受光部の信号電荷は、複数の垂直ＣＣＤのパケットに分割される。このことにより、１パケット当たりの扱うべき信号量自体が小さくなり、高速駆動時のランダムな信号のオーバーフロが解消される。
【００３８】
なお、本願明細書において、モニタリングモードでの垂直ＣＣＤの高速駆動とは、スチルモード時の垂直転送周期より短い垂直転送周期、すなわちスチルモード時の垂直転送周波数より高い垂直転送周波数による駆動を意味する。
【００３９】
また、１つの受光部の信号電荷が複数の垂直ＣＣＤのパケットに分割された後、分割された信号電荷が垂直ＣＣＤ複数段転送により水平ＣＣＤで再び加算され、元の受光部信号が再現される。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明によるＣＣＤ固体撮像素子の駆動方法を具体的に説明する。
【００４１】
本発明の駆動方法は、その基本的な特徴がモニタリングモード時の駆動方法にある。スチルモード時の駆動方法は基本的には図３及び４を参照して説明した方法と同一であるので、その説明を省略する。なお、本実施形態で用いられるＣＣＤ固体撮像素子の構成は図１の構成と基本的に同じであるので、その説明も省略する。
【００４２】
以下に、モニタリングモード時の駆動方法を中心に説明する。
【００４３】
図８は、本発明の実施形態におけるモニタリングモード時の垂直ＣＣＤの垂直転送電極の駆動タイミングを示す。図９は、ｔ８１〜ｔ８Ｄの各時刻における垂直ＣＣＤ内の信号の転送状態及び各垂直転送電極のポテンシャルを示す。なお、図８に示される「１水平期間」、「水平ブランキング期間」及び「垂直転送１サイクル周期（垂直転送周期）」、並びに垂直ＣＣＤの「パケット」については図３及び４に関する説明で定義したものと同様である。
【００４４】
まず、時刻t８１において、電極ΦV1Aにより画素（受光部に対応）１４によるＲ（隣接する受光部列についてはＧ）の信号電荷「１４」が垂直ＣＣＤ１２の対応のパケットａ（第１のパケット）に読み出される。次に、時刻９２で、ΦV1A〜ΦV4（ΦV1A、ΦV2、ΦV3B及びΦV4）のゲートにより信号電荷「１４」を電極ΦV3B、ΦV4の下のポテンシャル井戸へ転送する。その後、電極ΦV3Aにより画素７によるＧ（隣接する受光部列についてはＢ）の信号電荷「７」が垂直ＣＣＤ１２の対応のパケットａ（第１のパケット）に読み出される。ここまでは、図６に関して説明した通常のモニタリングモードでの受光部信号の読み出し動作と同じである。上記の動作により、垂直ＣＣＤ１２に信号電荷が存在しない空のパケットｂ（第２のパケット）が発生する。
【００４５】
その後、時刻t８３〜t８５において、ΦV1AとΦV3Aの間の電位井戸に信号電荷が分布するよう転送する。しかる後、t８６においてΦV1AとΦV3Aをバリアゲート（Ｌｏｗレベル）とし、それ以外のゲートであるΦV1B，ΦV2，ΦV3B，ΦV4をすべてＯＮ（Ｍｉｄｄ１ｅレベル）とし、１つの受光部信号を１３個のゲート下の電位井戸に拡散させる。その後、t８７〜t８Ｂにおいて、ΦV1A〜ΦV4を順次切り替えることにより１つの受光部信号は４つのパケットもしくは３つのパケットに分割される。この分割により、分割信号電荷「７ａ」及び「７ｂ」（または分割信号電荷「１４ａ」及び「１４ｂ」）により構成される信号組が得られる。
【００４６】
このように、t８２において１つの垂直パケットａに読み出された受光部信号（信号電荷「７」または「１４」）は、t８Ｂにおいて隣り合う４つの垂直パケット、あるいは３つの垂直パケットに分割される。分割信号電荷「７ａ」及び「７ｂ」（または「１４ａ」及び「１４ｂ」）はそれぞれ元の信号電荷「７」（または「１４」）より信号量が小さく、その信号量の合計が元の信号電荷の量となる。
【００４７】
その後、t８Ｂ〜t８Ｃにおいて垂直ＣＣＤを４段（４パケット）にわたって高速で水平ＣＣＤ１３に転送する。このように、モニタリングモード時の駆動において、１つの受光部による信号電荷を複数のパケットに分割することで、各パケットが取り扱うべき信号量を低減しているために、モニタリングモード時に、垂直ＣＣＤにおいて信号を高速転送するときに垂直ＣＣＤによって取り扱える信号量が低下しても、各パケットからの信号のオーバーフロを防止できる。
【００４８】
上記の転送により、一旦４つの垂直パケットに分割されたＧ（Ｂ）信号「７ａ」及び「７ｂ」は、水平ＣＣＤで再び加算され、元のＧ（Ｂ）の受光部信号「７」が再現される。続いて、t８Ｃ〜t８Ｄにおいて垂直ＣＣＤを３段にわたって高速で転送することにより、一旦３つの垂直パケットに分割されたＲ（Ｇ）信号「１４ａ」及び「１４ｂ」は、水平ＣＣＤで再び加算され、元のＲ（Ｇ）の受光部信号「１４」が再現される。このような動作を繰り返すことで、分割された１つの受光部信号は水平ＣＣＤで再現され、水平ＣＣＤからは劣化のない受光部信号を連続して取り出すことが可能となる。
【００４９】
以上のような受光部信号の分割転送と水平ＣＣＤによる加算との組合せによって、t８Ｂ以降の複数段にわたる高速駆動における垂直ＣＣＤの取り扱い信号量が、スチルモードにおける１パケット当たり取り扱い信号量Ｖｓに対し、１パケット当たりＶｍに低下しても、トータルで３×Ｖｍ（あるいは４×Ｖｍ）の信号量まで扱える。このため、モニタリングモードにおいてスチルモードと変わらない信号量を扱っても、良好な画質が保証される。その結果、モニタリングモードでのザラ・混色などの画質劣化の発生が解消される。
【００５０】
本発明により、スチルモードにおける１パケット当たり取り扱い信号量Ｖｓ、モニタリングモードにおける１パケット当たりの取り扱い信号量Ｖｍ、及び分割するパケット数Ｎ（第１のパケット及び第２のパケットの合計のパケット数）の間に、Ｖｍ×Ｎ≧Ｖｓの関係が満たされれば、モニタリングモードにおいもスチルモードと変わらない信号量の処理が可能になる。
【００５１】
以上の説明では、１／７間引きモードを採用するため、モニタリングモードの垂直転送周期Ｔｍがスチルモードの垂直転送周期Ｔｓの３分の１及び４分の１としている。間引きモードに応じてＴｍとＴｓとの比が他の値となる場合にも、本発明が適用できることは言うまでもない。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、モニタリングモード時の駆動において、１つの受光部による信号電荷を複数のパケットに分割するようになっているために、各パケットが取り扱うべき信号量が低減され、垂直ＣＣＤを高速転送するときのパケットからの信号電荷のオーバーフロが防止される。
【００５３】
上記の信号電荷の分割により、モニタリングモードにおいもスチルモードと変わらない信号量の処理が可能になる。このため、モニタリングモードでのザラ・混色などの画質劣化の発生を解消でき、良好な画質が得られる。
【００５４】
本発明によれば、垂直転送電極の駆動タイミングを適切に制御することで、受光部の取り扱い信号量より垂直ＣＣＤの取り扱い信号量が大きくなるように素子構造を設計する必要性が無くなる。このため、更なる画素の高密度化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＣＤ固体撮像素子の構成図。
【図２】ＣＣＤ固体撮像素子の部分的な構成図。
【図３】図２に示すＣＣＤ固体撮像素子のスチルモード時の垂直転送電極の駆動タイミング図。
【図４】図２に示すＣＣＤ固体撮像素子のスチルモード駆動における信号の垂直転送状態を示すポテンシャル図。
【図５】図２に示すＣＣＤ固体撮像素子の従来技術によるモニタリングモードにおける垂直転送電極の駆動タイミング図。
【図６】図２に示すＣＣＤ固体撮像素子の従来技術によるモニタリングモード駆動における信号の垂直転送状態を示すポテンシャル図。
【図７】垂直ＣＣＤ取り扱い信号量の垂直転送周波数との関係を示すグラフ。
【図８】本発明によるモニタリングモードにおける垂直転送電極の駆動タイミング図。
【図９】本発明によるモニタリングモード駆動における信号の垂直転送状態を示すポテンシャル図。
【符号の説明】
１１  受光部
１１ａ  受光部列
１２  垂直ＣＣＤ
１３  水平ＣＣＤ
１４  電荷電圧変換部
１５  アンプ
１６  垂直転送電極
１７  水平転送電極
２８  遮断画素
【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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