(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色の感光画素列と、前記複数色の感光画素列の各々から読み出された信号電荷を転送する複数色分の電荷転送部と、前記感光画素列から読み出された信号電荷を一旦蓄積する蓄積部とを有する固体撮像素子と、
前記複数色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間中に複数の露光期間を設定する露光期間設定手段と、
前記特定の色の感光画素列において前記露光期間設定手段によって設定された複数の露光期間のうちの先の露光期間に得られる信号電荷を前記蓄積部に一旦蓄積したのち、後の露光期間に得られる信号電荷と共に前記複数色分の電荷転送部のうちの少なくとも２つの電荷転送部によって転送させる転送駆動手段と
を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像読取装置において、
前記転送駆動手段は、前記蓄積部に一旦蓄積された前記先の露光期間に得られる信号電荷と前記後の露光期間に得られる信号電荷とを、前記複数色の電荷転送部のうちの少なくとも２つの電荷転送部によって同じタイミングで転送させる
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像読取装置において、
前記複数色の感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間と同じ長さの露光期間を設定し、前記複数色の感光画素列の各々において得られる各信号電荷を前記複数色分の電荷転送部によって転送させるカラーモードと、前記特定の色の感光画素列に対して前記複数の露光期間を設定し、前記特定の色の感光画素列において前記複数の露光期間に得られる各信号電荷を前記複数色分の電荷転送部のうちの少なくとも２つの電荷転送部によって転送させるモノクロ高速モードとを選択的に設定するモード設定手段
を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像読取装置において、
前記モード設定手段は、前記カラーモードおよび前記モノクロ高速モードに加え、前記複数色の感光画素列の露光期間を互いに異ならせる露光位相調整モードを選択的に設定する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項５】
請求項１記載の画像読取装置において、
前記転送駆動手段は、前記複数色の感光画素列のうちの少なくとも２色分の感光画素列の各信号電荷を合成して出力する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像読取装置において、
前記少なくとも２色分の感光画素列は、赤対応の感光画素列と緑対応の感光画素列である
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項７】
請求項１記載の画像読取装置において、
前記固体撮像素子は、前記複数色分の電荷転送部を各色ごとに２系統有し、
前記転送駆動手段は、前記感光画素列内の偶数番目の画素の信号電荷と奇数番目の画素の信号電荷とを前記２系統の電荷転送部によって転送させる
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項８】
複数色の感光画素列と、前記複数色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列に対して設けられた少なくとも２系統の第１の電荷転送部および他の色の感光画素列に対してそれぞれ設けられた第２の電荷転送部とを有する固体撮像素子と、
前記特定の色の感光画素列に対して前記第１の電荷転送部の１転送期間中に複数の露光期間を設定する露光期間設定手段と、
前記特定の色の感光画素列において前記露光期間設定手段によって設定された複数の露光期間に得られる各信号電荷を前記少なくとも２系統の第１の電荷転送部によって転送させる転送駆動手段と
を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像読取装置において、
前記複数色の感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間と同じ長さの露光期間を設定し、前記複数色の感光画素列の各々において得られる各信号電荷を前記複数色分の電荷転送部によって転送させるカラーモードと、前記特定の色の感光画素列に対して前記複数の露光期間を設定し、前記特定の色の感光画素列において前記複数の露光期間に得られる各信号電荷を前記少なくとも２系統の第１の電荷転送部によって転送させるモノクロ高速モードとを選択的に設定するモード設定手段
を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項１０】
請求項８記載の画像読取装置において、
前記第１，第２の電荷転送部は、各々の最終転送段付近で少なくとも２系統に分岐されている
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項１１】
請求項１又は８記載の画像読取装置において、
前記電荷転送部による転送の際に不要となる信号電荷を排出するための電荷排出手段
を有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項１２】
請求項１又は８記載の画像読取装置において、
前記特定の色の感光画素列は緑対応の感光画素列である
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項１３】
請求項１又は８記載の画像読取装置において、
前記固体撮像素子は、色フィルタを持つ前記複数色の感光画素列以外に、色フィルタを持たない感光画素列を有し、
前記露光期間設定手段は、前記色フィルタを持たない感光画素列に対して複数の露光期間を設定する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項１４】
複数色の感光画素列と、前記複数色の感光画素列の各々から読み出された信号電荷を転送する複数色分の電荷転送部と、前記感光画素列から読み出された信号電荷を一旦蓄積する蓄積部とを有する固体撮像素子を用いて画像の読み取りを行う画像読取方法であって、
前記複数色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間中に複数回の信号電荷の読み出し動作を行い、
前記複数回の読み出し動作のうちの先の読み出し動作によって得られる信号電荷を前記蓄積部に一旦蓄積した後に、後の読み出し動作によって得られる信号電荷と共に前記複数色分の電荷転送部のうちの少なくとも２つの電荷転送部によって転送させる
ことを特徴とする画像読取方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の画像読取方法において、
前記複数色の感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間の周期で信号電荷の読み出し動作を行うカラーモードと、前記複数色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間中に複数回の信号電荷の読み出し動作を行うモノクロ高速モードとを選択的に設定する
ことを特徴とする画像読取方法。
【請求項１６】
複数色の感光画素列と、前記複数色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列に対して少なくとも２系統の電荷転送部とを有する固体撮像素子を用いて画像の読み取りを行う画像読取方法であって、
前記複数色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間中に複数回の信号電荷の読み出し動作を行い、
前記複数回の読み出し動作によって得られる信号電荷を前記少なくとも２系統の電荷転送部によってそれぞれ転送させて少なくとも２系統の画情報を得る
ことを特徴とする画像読取方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の画像読取方法において、
前記複数色の感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間の周期で信号電荷の読み出し動作を行うカラーモードと、前記複数色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間中に複数回の信号電荷の読み出し動作を行うモノクロ高速モードとを選択的に設定する
ことを特徴とする画像読取方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読取装置および画像読取方法に関し、特に１つの感光画素列に対して少なくとも２系統の電荷転送部を有する固体撮像素子を読取りセンサとして用いた画像読取装置およびその読取方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像読取装置に使用されるカラー方式の読取りセンサ（固体撮像素子）は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色に色分解して画像を読み取るために分光レスポンス帯域を制限している関係で、モノクロ（白黒）方式の読取りセンサに比べて感度が低い。また、高画質なカラー読取りに必要な低ノイズの読取りを行うには、十分な露光量を必要とするため、高速な読取りを行うことが課題であった。
【０００３】
また近年、読取り画像品質へのニーズの高まりから、必要な画素密度も１６画素／ｍｍ→２４画素／ｍｍへと高くなり、１画素当たりの情報量が増えて読取りセンサからのデータの読出しに時間がかかるようになってきている。さらに、画像の１画素当たりの面積が減ったことから、Ｓ／Ｎ良く画像の読取りを行うためには露光時間を充分に確保する必要があるが、露光時間を長くすることは高速読取りには不利になる。
【０００４】
現状、２４画素／ｍｍの読取画素密度で、高画質なカラー読取りを行える速度は、１６０ｍｍ／ｓｅｃ〜２００ｍｍ／ｓｅｃ程度である。この読取速度は、上記露光量の問題と、読取りセンサの各画素の信号電荷を電荷転送部を介して読み出すための転送速度の限界から決まる。そこで、一般的に、１本の感光画素列に対して２本の電荷転送部を配し、感光画素列における奇数番目の画素の信号電荷と偶数番目の画素の信号電荷とを２系統に分岐して別々の電荷転送部によって読み出すようにしている。
【０００５】
ところが、１本の電荷転送部の転送速度の限界が２０ＭＨｚ程度（２系統を合計したビデオレートで４０ＭＨｚ程度）であり、Ａ３サイズの短手を２４画素／ｍｍの読取画素密度で読み出すのに必要な７５００画素分の信号電荷を読み出すとすると、
４０ＭＨｚ÷７５００（画素）÷２４（画素／ｍｍ）＝２２２（ｍｍ／ｓｅｃ）
となり、電荷転送部の読み出し速度的にも、先述した１６０ｍｍ／ｓｅｃ〜２００ｍｍ／ｓｅｃという速度は限界に近いことがわかる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常オフィスで使用される複写機としては、デジタル読取りの機能を駆使した高画質なフルカラー複写機能と、従来のアナログ複写機が持っている高速なモノクロ（白黒）複写機能の両機能を、１台の複写機で両立できるのが望ましい。このとき、上述した高画質なフルカラー読取りを行う際の制約が、高速読取りを行う場合の問題となる。つまり、同じ読取りセンサを使用してモノクロ画像を読み取る場合にも、カラー画像を読み取る速度と同じ速度でしか読み取れないため、モノクロ専用機並みの高速読取りが実現できないことになる。アナログ複写機並みの読取速度を得るためには、３００ｍｍ／ｓｅｃ以上の読取速度が必要になる。
【０００７】
１枚の原稿に対して複数部のコピーを行う場合には、１枚分の原稿の画像情報をメモリに蓄積し、その蓄積情報を基にして画像出力部から繰り返して画像出力を行えば良いので、原稿読取部への負担は無くなる。しかし、原稿送り装置を取り付けて複数枚の原稿から１部ずつコピーを取る場合には、高速の原稿読取りが必要となる。
【０００８】
これを解決するためには、モノクロモードにおいて読取りセンサの駆動クロックの周波数を上げて読み取るようにすれば良いが、２４画素／ｍｍの高精度読取りの場合では、１６０ｍｍ／ｓｅｃ〜２００ｍｍ／ｓｅｃという読取速度でも、読取りセンサの駆動能力の限界近傍で駆動させているので、読取りセンサの駆動クロックを切り替えることのメリットはあまりない。
【０００９】
また、モノクロ用読取りセンサだけに限れば、従来、感光画素列の各画素の信号電荷を偶数／奇数の２系統に分けて転送していた電荷転送部をさらに、１画素目側（左側画素部分）と最終画素側（右側画素部分）とに分けるなど、空間的に分割して４系統化することによって高速化を図るようにした固体撮像素子が知られている（例えば、文献「東芝技術公開集」ＶＯＬ．１３−５１  発行番号９５−４６７８を参照）。
【００１０】
しかしながら、かかる固体撮像素子をモノクロ高速センサとして用いた場合には、カラーセンサの光学系とは別に、このモノクロ高速センサ専用に光学系を設けるなど、装置が大がかりなものになってしまう。さらに、カラーセンサ自体の出力を、各色４系統にして高速駆動に耐えられる構成のものにする手法も考えられるが、アナログ回路、Ａ／Ｄ変換器等の出力処理回路が２倍の規模となり、従来６系統であったものが１２系統に増えることになるので、回路規模が膨大なものとなってしまう。
【００１１】
また、読取処理系ごとに、特にアナログ回路系のリニアリティなどの特性差に起因して読取特性に微妙な差が生じることから、画質上の問題も生じる。すなわち、従来は、偶数画素／奇数画素の２系統であり、読取特性の差が画像上に現れても、２画素周期となり、非常に細かい画情報のため画像ムラが目立ちにくかった。しかし、１本の感光画素列ごとに４系統に分けた場合は、画像上に現れる特性差が４画素周期となり、より粗い画情報に対応することになるため、画像ムラが目立ちやすくなる。また、読取りセンサを空間的に分割するような場合は、読取線形性の差などにより、画像上の処理系統の境目がはっきり判別できる場合も生じる。
【００１２】
さらに、複数の感光画素列を副走査方向に配列してなる固体撮像素子を読取りセンサとして用い、１つの原稿当たりの読取り時間を短縮した構成の画像読取装置も知られている（例えば、特開平５−２６０２６３号公報参照）。しかしながら、この従来装置では、副走査方向に複数の感光画素列を配列していることで、読取りセンサのサイズが特に副走査方向において大きくなるとともに、各感光画素列に対するタイミング制御が複雑になり、しかも複数の感光画素列によって同時に読み取られた画像情報を合成して用いることから、露光期間中の副走査方向の移動量が通常の２倍になり、画像がぼけるという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画像の高速読取りに寄与し得る固体撮像素子を読取りセンサとして用いて画像の高速読取りを低コストにて実現可能とした画像読取装置およびその読取り方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像読取装置は、複数色の感光画素列と、前記複数色の感光画素列の各々から読み出された信号電荷を転送する複数色分の電荷転送部と、前記感光画素列から読み出された信号電荷を一旦蓄積する蓄積部とを有する固体撮像素子と、前記複数色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間中に複数の露光期間を設定する露光期間設定手段と、前記特定の色の感光画素列において前記露光期間設定手段によって設定された複数の露光期間のうちの先の露光期間に得られる信号電荷を前記蓄積部に一旦蓄積したのち、後の露光期間に得られる信号電荷と共に前記複数色分の電荷転送部のうちの少なくとも２つの電荷転送部によって転送させる転送駆動手段とを備えている。
【００１５】
上記構成の画像読取装置において、露光期間設定手段は、複数色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列に対して電荷転送部の１転送期間中に複数の露光期間を設定する。複数の露光期間については、電荷転送部の１転送期間中に感光画素列に対して２回以上の読み出し動作を行うことで設定できる。露光期間が例えば２回に設定された場合には、転送駆動手段は、前半の露光期間で得られる信号電荷を一旦蓄積部に蓄積した後、後半の露光期間で得られる信号電荷と共に２つの電荷転送部によって転送し、出力させる。
【００１７】
本発明による他の画像読取装置は、複数色の感光画素列と、前記複数色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列に対して設けられた少なくとも２系統の第１の電荷転送部および他の色の感光画素列に対してそれぞれ設けられた第２の電荷転送部とを有する固体撮像素子と、前記特定の色の感光画素列に対して前記第１の電荷転送部の１転送期間中に複数の露光期間を設定する露光期間設定手段と、前記特定の色の感光画素列において露光期間設定手段によって設定された複数の露光期間に得られる各信号電荷を前記少なくとも２系統の第１の電荷転送部によって転送させる転送駆動手段とを備えている。
【００１８】
上記構成の他の画像読取装置において、露光期間設定手段は、第１の電荷転送部の１転送期間中に特定の色の感光画素列に対して複数の露光期間を設定する。複数の露光期間については、第１の電荷転送部の１転送期間中に感光画素列に対して２回以上の読み出し動作を行うことで設定できる。転送駆動手段は、特定の色の感光画素列において複数の露光期間に得られる各信号電荷を少なくとも２系統の第１の電荷転送部によって転送し、出力させる。
【００１９】
本発明による画像読取方法は、複数色の感光画素列と、これら複数色の感光画素列の各々から読み出された信号電荷を転送する複数色分の電荷転送部と、感光画素列から読み出された信号電荷を一旦蓄積する蓄積部とを有する固体撮像素子を有する固体撮像素子を読取りセンサとして用いて画像の読み取りを行う際に、複数色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列に対して電荷転送部の１転送期間中に複数回の信号電荷の読み出し動作を行い、複数回の読み出し動作のうちの先の読み出し動作によって得られる信号電荷を蓄積部に一旦蓄積した後に、後の読み出し動作によって得られる信号電荷と共に複数色分の電荷転送部のうちの少なくとも２つの電荷転送部によって転送させる。特定の色の感光画素列に対して電荷転送部の１転送期間中に読み出し動作を複数回行うことで、当該感光画素列に対して複数の露光期間を設定する。そして、露光期間を例えば２回に設定した場合には、前半の露光期間で得られる信号電荷を一旦蓄積部にホールドし、後半の露光期間で得られる信号電荷と例えば同時化を図る。そして、２つの電荷転送部を用いて１転送期間に例えば並列に出力する。
【００２０】
本発明による他の画像読取方法は、複数色の感光画素列と、前記複数色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列に対して少なくとも２系統の電荷転送部とを有する固体撮像素子を読取りセンサとして用いて画像の読み取りを行う際に、複数色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列に対して電荷転送部の１転送期間中に複数回の信号電荷の読み出し動作を行い、複数回の読み出し動作によって得られる信号電荷を少なくとも２系統の電荷転送部によってそれぞれ転送させて少なくとも２系統の画情報を得る。特定の色の感光画素列に対して電荷転送部の１転送期間中に読み出し動作を複数回行うことで、当該感光画素列に対して複数の露光期間を設定する。そして、露光期間を例えば２回に設定した場合には、前半の露光期間で得られる信号電荷と後半の露光期間で得られる信号電荷とを２系統の電荷転送部で転送することで、２系統の画情報が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１実施形態を示す概略構成図である。図１において、フォトダイオード等の光電変換素子（画素）が直線状に多数配列されてなる３本の感光画素列１１，１２，１３が互いに等しい所定のライン間隔Ｌを持ち、かつ例えば図の下側からＲ，Ｇ，Ｂの３色にそれぞれ対応して順に配置されている。これら感光画素列１１，１２，１３は、受光面上にＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した色フィルタ（図示せず）が配され、各色ごとに画素単位で入射光をその光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積する。
【００２３】
３本の感光画素列１１，１２，１３の各々の信号電荷を水平転送するためのＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）  からなる電荷転送部（以下、水平転送レジスタと称する）１４，１５，１６は、メカニカルな読取走査系の読取走査速度の変動の影響を受けにくいように３本の感光画素列１１，１２，１３の間の間隔を詰めるために、これら感光画素列１１，１２，１３の外側に配されている。そして、３本の感光画素列のうちの中央の感光画素列の信号電荷が、外側の感光画素列の中を通って対応する水平転送レジスタに読み出されるようになっている。これが、いわゆる画素内転送である。
【００２４】
図１の例では、Ｒ側にＲ，Ｇ２色分の水平転送レジスタ１４，１５を配置し、中央のＧの感光画素列１２の信号電荷を、Ｒの感光画素列１１の各画素を通して対応する水平転送レジスタ１５に読み出す構成が採られている。なお、デジタル複写機で良く用いられるタイプの３ラインのカラー方式ＣＣＤリニアセンサ（以下、単にカラーＣＣＤセンサと称する）では、感光画素列の偶数画素の信号電荷と奇数画素の信号電荷とを分けて転送するために１色当たり２系統の水平転送レジスタを持っているが、ここでは、説明を簡単にするために１色当たり１系統の構造で説明を行うものとする。
【００２５】
Ｒの感光画素列１１とＧの感光画素列１２との間には、Ｇの感光画素列１２の信号電荷を一時的に退避させるための退避蓄積レジスタ１７が配されている。また、Ｇの感光画素列１２と退避蓄積レジスタ１７の間、退避蓄積レジスタ１７とＲの感光画素列１１の間、Ｒの感光画素列１１とＧの水平転送レジスタ１５の間、Ｇの転送レジスタ１５とＲの水平転送レジスタ１４の間およびＢの感光画素列１３とＢの水平転送レジスタ１６の間には、シフトゲート１８，１９，２０，２１および２２がそれぞれ配置されている。
【００２６】
そして、Ｒの感光画素列１１で光電変換された信号電荷は、シフトゲート２０、Ｇの水平転送レジスタ１５およびシフトゲート２１を介してＲの水平転送レジスタ１４に読み出される。Ｇの感光画素列１２で光電変換された信号電荷は、シフトゲート１８を介して退避蓄積レジスタ１７に一時的に退避させられた後、シフトゲート１９、Ｒの感光画素列１１およびシフトゲート２０を介してＧの水平転送レジスタ１５に読み出される。Ｂの感光画素列１３で光電変換された信号電荷は、シフトゲート２２によってＢの水平転送レジスタ１６に読み出される。
【００２７】
シフトゲート１８，１９，２０，２１および２２の各ゲート電極には、パルス発生回路２３で発生されるシフトパルスφＳＨＧ  、シフトパルスφＴ、シフトパルスφＳＨＲ１、シフトパルスφＳＨＲ２およびシフトパルスφＳＨＢ  がそれぞれ適当なタイミングで印加される。また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各水平転送レジスタ１４，１５，１６は２層構造の転送電極を有し、この２層構造の転送電極には同様にパルス発生回路２３で発生される２相の水平転送パルスφ１，φ２が印加される。水平転送レジスタ１４，１５，１６は、この水平転送パルスφ１，φ２による２相駆動によって信号電荷を順次水平方向に転送する。
【００２８】
水平転送レジスタ１４，１５，１６の各転送先側の端部には、例えばフローティング・ディフュージョン・アンプ構成の電荷電圧変換部２４，２５，２６が配置されている。これら電荷電圧変換部２４，２５，２６は、水平転送レジスタ１４，１５，１６によって画素単位で順に転送されてくる信号電荷を信号電圧に変換して出力する。
【００２９】
上述したように、例えばＧの感光画素列１２からその水平転送レジスタ１５に至る信号電荷の読み出し経路中に退避蓄積レジスタ１７を設けることで、ズーム読取りのための露光位相調整を可能とした画素内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセンサが構成されている。ここで、退避蓄積レジスタ１７を用いての露光位相調整の原理について説明する。
【００３０】
画素内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセンサでは、読取倍率の変更に伴って副走査密度が変わることで、３ライン間のギャップ補正量が整数でなくなる場合が発生することから、３ラインの露光期間を互いにずらすための露光期間の位相調整を行う必要がある。この場合に、露光期間中の外側の感光画素列１１を通して、露光期間の終了した中央の感光画素列１２の信号電荷を読み出す必要が発生することから、ＲとＧの露光する位相をずらして図１の中心のＧの感光画素列１２から退避蓄積レジスタ１７に転送することにより、露光期間の位相調整を実現する。
【００３１】
通常のカラーモードでは、図２のタイミングチャートに示すように、画像の露光読取りを行う露光期間と、信号電荷を時系列に外部に読み出す水平転送期間とがある。ここでは、Ｒ，Ｇの２色の部分についてのみ示す。１露光期間分だけ露光されて得られた信号電荷は、転送レジスタに読み出され、次のラインの信号電荷が露光されている期間に時系列の信号電荷として転送される。この際には、ＲとＧの露光期間および水平転送期間は同期している。これに対し、露光位相調整モードでは、図３のタイミングチャートに示すように、Ｇの露光期間とＲの露光期間が同期していない状態での信号電荷の読み出しが可能となる。
【００３２】
この露光位相調整を可能にするための退避蓄積レジスタ１７を持つ画素内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセンサにおいて、本発明では、上述した通常のカラーモードおよび露光位相調整モード以外に、モノクロ画像を高速に読み取るモノクロ高速モードをも設定可能な構成を採っている。
【００３３】
すなわち、画素内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセンサ構造が、例えば、Ｇの感光画素列１２から水平転送レジスタ１５までの信号電荷の転送経路を複数色（本例では、Ｇ，Ｒの２色）の信号電荷の転送に共有している構造であることに着目し、図４のタイミングチャートに示すように、１水平転送期間に露光期間を２期間分設定し、この２回の露光期間で得られるモノクロ画像の信号電荷を、Ｒ用，Ｇ用の２つの水平転送レジスタ１４，１５によって並列に転送して出力させるものである。
【００３４】
図１において、通常のカラーモード／露光位相調整モード／モノクロ高速モードの設定は、モード設定回路２７によって行われる。このモード設定回路２７によって各モードが設定されると、そのモードに対応したモード切替え信号がパルス発生回路２３に与えられる。パルス発生回路２３は、このモード切替え信号を受けてシフトパルスφＳＨＧ  、シフトパルスφＴ、シフトパルスφＳＨＲ１およびシフトパルスφＳＨＲ２の各タイミング、即ちシフトゲート１８，１９，２０および２１の各駆動タイミングを制御することによって各モードを実現する。
【００３５】
なお、Ｒの水平転送レジスタ１４の外側には、不要な信号電荷を排出するためのドレイン２８が配置されている。また、Ｒの水平転送レジスタ１４とドレイン２８との間には、リセットゲート２９が設けられている。このリセットゲート２９のゲート電極には、パルス発生回路２３で発生されるリセットパルスφＲＧが印加される。これにより、リセットゲート２９を介してＲの水平転送レジスタ１４側からドレイン２８に不要な信号電荷が排出される。
【００３６】
図５は、上記構成の３ラインカラーＣＣＤセンサを用いた画像読取装置を搭載したデジタル複写機等の画像形成装置における信号処理系の構成の概略を示すブロック図である。図５において、３ラインカラーＣＣＤセンサ３１から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの各色の画像信号に対して並列に処理回路３２，３３，３４が設けられている。これら処理回路３２，３３，３４では、各色の画像信号ごとに、アナログ増幅やＡ／Ｄ変換やシェーディング補正等の信号処理が行われる。
【００３７】
処理回路３２，３３，３４を経た各色の画像信号は、次段のマトリクス補正処理回路３５で３色間の色補正処理が行われた後、各色ごとに設けられた画像メモリ３６，３７，３８に格納される。これら画像メモリ３６，３７，３８に格納された各色の画像信号は、処理回路３９で色空間変換等の信号処理が行われた後、例えばＫ（黒），Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の４色のデータとしてプリンタ部４０へ供給される。
【００３８】
画像メモリ３６，３７，３８は、ＣＣＤセンサ３１を含む読取部とプリンタ部４０の処理速度を変換するためのバッファ回路としての役割を持っている。これにより、例えば、１６０ｍｍ／ｓｅｃの読取線速を持つ読取部で読み取ったデータを画像メモリ３６，３７，３８に格納した後、プリンタ部４０に２５０ｍｍ／ｓｅｃの速度で書き込みを行うというように、読取系と書込系の速度が異なるものの整合をとることができる。
【００３９】
次に、露光位相調整モード／モノクロ高速モードの各モードにおける具体的な動作について説明する。なお、以下の動作説明に関する各図面では、説明を簡単にするために、シフトゲート１８，１９，２０，２１，２２を省略し、感光画素列１１，１２，１３および水平転送レジスタ１４，１５，１６だけを示すものとする。
【００４０】
先ず、露光位相調整モードでの動作について、ＲとＧの露光周期に対してＧの露光周期をずらす場合を例に採って、図６および図７を参照して説明する。図６（Ａ）には、ＲとＢの各感光画素列１１，１３が半周期分だけ露光し、Ｇの感光画素列１２が１周期分の露光を完了した状態を示す。ここで、露光完了したＧの感光画素列１２の信号電荷を、図６（Ｂ）に示すように、退避蓄積レジスタ１７に読み出し、ここに一時的に退避させる。
【００４１】
この後、ＲとＢの各感光画素列１１，１３が残りの半周期分だけ露光される。この状態を図７（Ａ）に示す。この状態で、露光完了したＲとＢの各感光画素列１１，１３の信号電荷と、半周期前に露光完了し、退避蓄積レジスタ１７に蓄積させられているＧの感光画素列１２の信号電荷とを、図７（Ｂ）に示すように、水平転送レジスタ１４，１６と水平転送レジスタ１５とに読み出し、かつ水平転送する。これにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの３ライン間の露光位相調整が行われ、ズーム読取り時のギャップ補正量の非整数分の制御が実現されるため、カラーレジストレーションの補正機能を良好に保つことができる。
【００４２】
次に、モノクロ高速モードでの動作について、図８および図９を参照して説明する。図８（Ａ）には、標準露光周期の１／２の露光を終えた状態を示す。この状態から、図８（Ｂ）に示すように、Ｇの感光画素列１２の信号電荷を退避蓄積レジスタ１７に読み出し、ここに一時的に退避させる。図９（Ａ）には、残り半分の露光を終えた状態を示す。この段階で、退避蓄積レジスタ１７に退避させられているＧの半周期分の信号電荷とＧの感光画素列１２の半周期分の信号電荷の２ライン分の同時化が図られる。
【００４３】
そして、この２ライン分の信号電荷を、図９（Ｂ）に示すように、水平転送レジスタ１４，１５に読み出し、かつ水平転送する。このとき、Ｒの感光画素列１１の全周期分の信号電荷は不要な電荷となるので、水平転送レジスタ１４，１５を通過させてドレイン２８に排出する。また、Ｂの感光画素列１３の全周期分の信号電荷については、後段の信号処理系でＢの信号を使用しないようにすれば良い訳であるから、通常通り、水平転送レジスタ１６に読み出し、かつ水平転送しても、動作上何ら問題となることはない。
【００４４】
水平転送レジスタ１４，１５で水平転送された信号電荷は、電荷電圧変換部２４，２５で信号電圧に変換された後、図５において、Ｒ，Ｇ用の処理回路３２，３３に対してＧの後半露光期間の露光ラインおよび前半露光期間の露光ライン（図４を参照）として供給される。これにより、ビデオレートを上げずに並列に処理を行い、画像データを１ラインごとに、即ち線順次に交互にＲ，Ｇ用の画像メモリ３６，３７に格納することができる。
【００４５】
このように、露光位相調整のために設けられた退避蓄積レジスタ１７を持つ画素内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセンサにおいて、センサの駆動条件、即ちシフトゲート１８〜２１の各駆動タイミングを変更するだけで、１走査ライン×２色用に設けられている水平転送レジスタを、２走査ライン×１色用に切り替えて使用することができるため、モノクロ画像を高速に読み取るモノクロ高速モードを実現できる。同様にして、カラーモードでの１露光期間に、２露光期間の走査ラインの信号電荷を読み出すことができるので、カラーモードの２倍速モードを実現できる。また、読み出しに使用する読取色を、他の色に比べて露光量の多いＧとしたことで、２倍速読取りで露光量が半減した場合のＳ／Ｎ低下の影響を最小限にすることができる。
【００４６】
カラー複写モードでは、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの４色のデータを書き込むので、読取部では、図１０に示すように、最初のＫ版の書き込みに先立って読み取りを開始し、画像メモリへの書込み完了のタイミングと、Ｋ版の書込み終了のタイミングを同時にすることで、最速のタイミングの複写を行うことができる。残りの３色のプリンタへの書込みデータは、最初の１走査で読み取ったフルカラーデータを書き込むので、読取部には読み直しの必要がない。また、Ａ３サイズまでプリントできるプリンタにおいて、Ａ４横サイズの４色版を書き込むためには、転写ドラム上の同じ位置にプリント用紙が戻ってくるまでタイミング合わせをする必要があるため、各色版の間に時間間隔があく。
【００４７】
一方、モノクロ高速複写モードの場合には、カラー複写モードの場合（図１０のタイミングチャートを参照）のように、各色版の間のタイミング調整の必要がない。したがって、プリンタにおける生産性を上げるには、ペーパーギャップを少なくして連続して紙にプリントする。例えば、２５０ｍｍ／ｓｅｃの書き出し速度で、毎分６０枚の生産性を確保するためには、ペーパーギャップの部分を時間換算で０．１６秒にする必要がある。
【００４８】
この間に、原稿フィード装置と組み合わせて、原稿１枚に対してコピー１枚をとるモードで複写の生産性を上げるためには、読取部は、上記ペーパーギャップの少ないプリンタの動作周期に合わせて原稿の読取りと原稿の給排紙・スキャンバックを行う必要がある。この場合、原稿の給排紙・スキャンバックに０．３秒程度かかるため、原稿読取りを０．７秒以下で行う必要がある。
【００４９】
しかし、上述したように、モノクロモードの読取速度を２倍の３２０ｍｍ／ｓｅｃに上げれば、Ａ４サイズの短手を０．６６秒で読み取ることができ、毎分６０枚の生産性を実現できる。この際、スキャナの読取速度は、プリンタの書込速度よりも速くなるが、読取系と書込系の間に配された画像メモリ３６，３７がバッファの役割を果たすため特に問題はない。この場合のタイミングチャートを図１１に示す。読取部の読取線速は、プリンタ部４０の書込線速よりも速いので、プリンタ部４０の書出しタイミングは、読取部の読取り開始タイミングと同じにまで速めても問題ない。
【００５０】
また、３２０ｍｍ相当のデータを２系統に分けてＲ，Ｇ用の画像メモリ３６，３７に書き込むので、前段部分のビデオレートはカラーモードと変わらず、後段の処理回路３９において、書込みラインごとに交互に読み出しを行うことで、１系統のデータに合成し、カラーモードと同じ速度でプリンタ部４０への書き出しを行うので、ビデオレートはやはりカラーモードと変わらない。
【００５１】
ところで、画像読取密度が２４画素／ｍｍとなった場合、複写機用のＡ３サイズ対応の画像読取装置では、読取位置の調整余裕を含め７５００画素程度のセンサが必要である。この読取解像度で、１６０ｍｍ／ｓｅｃの読取りを行おうとした場合、データレートはデータシフト区間やダミー画素の分を計算に入れなくとも、
７５００（画素／走査ライン）×１６０（ｍｍ／ｓｅｃ）×２４（走査ライン／ｍｍ）＝２８．８（Ｍ画素／ｓｅｃ）
となる。
【００５２】
センサ自体の駆動能力は、３０ＭＨｚ〜４０ＭＨｚであるので、１６０ｍｍ／ｓｅｃでも駆動能力の限界のところで使用していることになり、センサの駆動周波数を上げても読取線速を速くする余裕はほとんどない。しかし、本実施形態によれば、センサ駆動速度を上げずにデータレートを２倍にすることができるので、モノクロモード／カラーモードで読取速度を大幅に切り替えても、モノクロの高速複写モードを実現することができる。
【００５３】
図１２は、本発明の第２実施形態に係る３ラインカラーＣＣＤセンサの構成の概略を示す要部の構造図である。図１２において、フォトダイオード等の光電変換素子（画素）が直接状に多数配列されてなる３本の感光画素列５１，５２，５３が、例えば図の下側からＲ，Ｇ，Ｂの３色にそれぞれ対応して順に近接して配置されている。これら感光画素列５１，５２，５３は、受光面上にＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した色フィルタ（図示せず）が配され、各色ごとに画素単位で入射光をその光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積する。
【００５４】
そして、３本の感光画素列５１，５２，５３のうち、Ｒ，Ｇの２色の感光画素列５１，５２の各信号電荷を図の下側方向に読み出し、かつ退避蓄積レジスタ５４を通して偶数・奇数２系統の水平転送レジスタ５５〜５８に転送する構成となっている。水平転送レジスタ５５〜５８は、１ライン分の信号電荷を順に転送して時系列信号として出力する働きをする。なお、Ｂの感光画素列５３の信号電荷は図の上側方向に読み出されるが、その水平転送レジスタの構成については、図面上省略してある。また、各感光画素列５１，５２，５３において、２画素で１ブロックを構成している。この１ブロック分の具体的な構成を図１３に示す。
【００５５】
図１３において、Ｒの感光画素列５１の信号電荷を読み出すためのシフトゲート５９がＲの感光画素列５１と退避蓄積レジスタ５４との間に設けられている。また、Ｇの感光画素列５２の信号電荷を読み出すためのシフトゲート６０が、Ｇの感光画素列５２とＲの感光画素列５１との間に設けられている。シフトゲート５９，６０の各ゲート電極には、シフトパルスＳＨＲ  ，ＳＨＧ  がそれぞれ印加される。ここで、３ラインの中央に位置しているＧの感光画素列５２の信号電荷は、Ｒの感光画素列５１を通して読み出される。
【００５６】
退避蓄積レジスタ５４は、第１転送電極列と第２転送電極列を有する。また、この第１，第２転送電極列は共に、Ｒ，Ｇ２色の偶数番目の画素の信号電荷と奇数番目の画素の信号電荷とを水平転送レジスタ５５〜５８に転送するのに必要な段数からなり、かつＡ，Ｂの各２系統の電極を有する。以下、第１転送電極列の２系統の電極を第１転送電極６１Ａ，６２Ｂと称し、第２転送電極列の２系統の電極を６２Ａ，６２Ｂと称する。そして、第１転送電極６１Ａ，６２Ｂには駆動パルスＴ１Ａ，Ｔ１Ｂが印加され、第２転送電極６２Ａ，６２Ｂには駆動パルスＴ２Ａ，Ｔ２Ｂが印加される。
【００５７】
また、第１転送電極列と第２転送電極列との間には、第２転送電極６２Ａに連動して動作するシフトゲート６３が設けられている。このシフトゲート６３のゲート電極には、シフトパルスＳＨＴ  が印加される。さらに、第１，第２転送電極列の終端には、余分な暗時出力成分等の不要な電荷を排出するためのドレイン６４，６５が設けられている。第２転送電極６２Ｂは、ドレイン６４，６５の手前のＲ，Ｇ各２系統ずつの水平転送レジスタ５５〜５８に信号電荷を運ぶ働きをする。水平転送レジスタ５５〜５８は２層構造の転送電極を有し、この２層構造の転送電極には２相の水平転送パルスφ１，φ２が印加される。
【００５８】
図１４は、第１転送電極列（図１３の電位断面Ａ‐Ａ′）の電位分布の変化および動作を説明するための動作説明図であり、各電極の駆動パルスと電位の変化を示している。この電位分布では、電位の高い方向を図の下にとっている。信号電荷はマイナスであり、電位の高い方向に流れるが、これは、下側に流れるように表すことが直観的に理解しやすいことから、慣例的に用いられる表現である。また、Ｖｓｕｂは基板のバイアス電圧であり、Ｖｃｃは電源電圧である。
【００５９】
先ず、感光画素列の各画素の信号電荷を第１転送電極列に送る場合には、図１４（ａ）に示すように、第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ１Ａを“Ｈ”レベルにした状態で、シフトゲート５９のゲートパルスＳＨＲ  を“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベルと変化させる。Ｒの感光画素列５１の信号電荷は、このときの電位勾配により第１転送電極６１Ａに読み出される。また同時に、シフトゲート６０のゲートパルスＳＨＧ  も“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベルと変化させれば、Ｇの感光画素列５２の信号電荷も、Ｒの感光画素列５１内を通過して第１転送電極６１Ａに読み出される。
【００６０】
さらに、図１４（ｂ），（ｃ）に示すように、Ａ系統の第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ１Ａを“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベルと変化させるとともに、Ｂ系統の第１転送電極６１Ｂの駆動パルスＴ１ＢをＡ系統の第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ１Ａの“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの中間レベルに固定し、仮想位相（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｈａｓｅ）として働かすことで、第１転送電極６１Ａに読み出した信号電荷を、順次右方向（水平転送レジスタ方向）に転送することができる。そして、最終段のドレイン６４まで転送された電荷は、ここで排出される。
【００６１】
図１５は、第２転送電極列（図１３の電位断面Ｂ‐Ｂ′）の電位分布の変化および動作を説明するための動作説明図であり、各電極の駆動パルスと電位の変化を示している。この第２転送電極列では、図１５（ａ），（ｂ）に示すように、Ｂ系統の第２転送電極６２Ｂの駆動パルスＴ２Ｂを“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベル、１相目の水平転送パルスφ１を“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベルと変化させることにより、信号電荷が順次右方向（水平転送レジスタ方向）に転送される。このとき、Ａ系統の第２転送電極６２Ａの駆動パルスＴ２Ａを、Ｂ系統の第２転送電極６２Ｂの駆動パルスＴ２Ｂの“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの中間レベルに固定することで、Ｂ系統の第１転送電極６１Ｂと同様に、仮想位相の働きをさせる。
【００６２】
続いて、退避蓄積レジスタ５４内での水平方向転送の動作について、図１６を用いて説明する。図１６（Ａ），（Ｂ）は、退避蓄積電極５４（図１３の電位断面Ｃ‐Ｃ′および電位断面Ｄ‐Ｄ′）での水平方向転送時の電位分布の変化および動作を説明するための動作説明図であり、各電極の駆動パルスと電位の変化を示している。
【００６３】
先ず、図１６（Ａ）の電位断面Ｃ‐Ｃ′は、偶数番目の画素および奇数番目の画素の２系統の読取画素から並行して読み出された信号電荷が第１転送電極に送り込まれる部分を示している。ここは、ひと繋がりの第１転送電極列のなかの一部である。感光画素列中の信号電荷は、第１転送電極６１Ａの互いに隣り合う２つの転送電極に読み込まれた後、第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ１Ａが“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベルと変化することで、順次右方向に転送される。右方向に転送された信号電荷は、第１転送電極の蛇行に伴って、図１４に示したように下方へと転送されていく。
【００６４】
続いて、図１６（Ｂ）の電位断面Ｄ‐Ｄ′の部分は、第１転送電極列を転送中の信号電荷群を、並列に第２転送電極列に移動させる働きを持っている部分である。先ず、第２転送電極６２Ａの駆動パルスＴ２Ａが“Ｌ”レベルの状態で第１転送電極列（右側）にあった信号電荷は、駆動パルスＴ２Ａを“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベルと変化させることで、第２転送電極側（左側）に移動させることができる。これは、駆動パルスＴ２Ａを“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベルと変化させたことで、駆動パルスＴ２Ａとシフトゲート６３に印加されるゲートパルスＳＨＴ  とを同時に“Ｈ”レベルとすることによって生じる電位勾配により、２つの転送電極列の間を並列転送されるものである。
【００６５】
次に、上記構造の第２実施形態に係る画素内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセンサにおいて、モノクロ高速モードを実現する場合の動作について、図１７のタイミングチャートを用いて図１８および図１９の動作説明図を参照しつつ説明する。
【００６６】
図１８において、時刻ｔ１０は、半周期分の露光が完了した状態を示す。半周期分の露光が完了し、シフトゲート５９のゲートパルスＳＨＲ  が“Ｈ”レベルとなり、これに同期して退避蓄積レジスタ５４におけるＡ系統の第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ１Ａも“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ１１）、Ｒの感光画素列５１の２画素分の信号電荷がシフトゲート５９を介して第１転送電極６１Ａに読み出される。
【００６７】
そして、ゲートパルスＳＨＲ  および駆動パルスＴ１Ａが共に“Ｌ”レベルになると（時刻ｔ１２）、Ｒの２画素分の信号電荷は、Ｂ系統の第１転送電極６１Ｂに転送され、さらに時刻ｔ１３までの間に駆動パルスＴ１Ａが“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベルと変化することで、次のＢ系統の第１転送電極６１Ｂに転送される。
【００６８】
その後、シフトゲート５９，６０の各ゲートパルスＳＨＲ  ，ＳＨＧ  が共に“Ｈ”レベルとなり、これと同期してＡ系統の第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ１Ａも“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ１４）、Ｇの感光画素列５２の２画素分の信号電荷がシフトゲート６０、Ｒの感光画素列５１およびシフトゲート５９を介して第１転送電極６１Ａにシフトされ、同時にＲの２画素分の信号電荷が次の第１転送電極６１Ａに転送される。
【００６９】
続いて、ゲートパルスＳＨＲ  ，ＳＨＧ  が“Ｌ”レベルに遷移し、Ａ系統の第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ１Ａが“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベルと遷移すると（時刻ｔ１５）、Ｒの２画素分の信号電荷およびＧの２画素分の信号電荷が各々順に次のＢ系統の第１転送電極６１Ｂに転送される。そして、駆動パルスＴ１Ａが“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベルの遷移を２回繰り返すことで（時刻ｔ１６，ｔ１７）、Ｒの２画素分の信号電荷がドレイン６４に排出されるとともに、Ｇの２画素分の信号電荷が順次転送される。
【００７０】
その後、第２転送電極６２Ａの駆動パルスＴ２Ａが“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ１８）、Ｇの２画素分の信号電荷が第１転送電極６１Ｂから第２転送電極６２Ａへ転送される。時刻ｔ１９は、Ｒの信号電荷を排出クリアし、Ｇの半周期露光分のみの信号電荷を退避蓄積レジスタ５４内の第２転送電極６２Ａへストックした状態を示す。
【００７１】
続いて、図１９において、残りの半分の露光区間が終了し（時刻ｔ２０）、シフトゲート５９のゲートパルスＳＨＲ  およびＡ系統の第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ１Ａが共に“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ２１）、Ｒの感光画素列５１の２画素分の信号電荷がシフトゲート５９を介して第１転送電極６１Ａにシフトされる。そして、ゲートパルスＳＨＲ  および駆動パルスＴ１Ａが共に“Ｌ”レベルになると（時刻ｔ２２）、Ｒの２画素分の信号電荷はＢ系統の第１転送電極６１Ｂに転送される。
【００７２】
その後、時刻ｔ２３までの間に駆動パルスＴ１Ａが“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベルの遷移を３回繰り返すことにより、Ｒの２画素分の信号電荷が第１転送電極列内の各電極を順次転送される。そして、シフトゲート５９，６０のゲートパルスＳＨＲ  ，ＳＨＧ  が“Ｈ”レベルとなり、これと同期してＡ系統の第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ１Ａも“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ２３）、Ｇの感光画素列５２の２画素分の信号電荷がシフトゲート６０、Ｒの感光画素列５１およびシフトゲート５９を介して第１転送電極６１Ａにシフトされ、同時にＲの１画素目の信号電荷がドレイン６４に排出される。
【００７３】
続いて、駆動パルスＴ１Ａが“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベルと遷移すると（時刻ｔ２４）、Ｇの感光画素列５２の２画素分の信号電荷が第１転送電極列内の各電極を順次転送されると同時に、Ｒの２画素目の信号電荷もドレイン６４に排出される。その後、第２転送電極６２Ａの駆動パルスＴ２Ａが“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ２５）、Ｇの２画素分の信号電荷が第１転送電極６１Ｂから第２転送電極６２Ａへ転送される。
【００７４】
時刻ｔ２６は、偶数・奇数２系統分×２走査ライン分のＧの信号電荷が退避蓄積レジスタ５４の第２転送電極６２Ａの各々にセットされた状態を示す。ここまでの動作は、水平転送レジスタ５５〜５８の転送動作中に実行されることから、水平転送レジスタ５５〜５８の各々には、所定の周波数の水平転送パルスφ１，φ２が与えられている。
【００７５】
次に、Ｂ系統の第２転送電極６２Ｂの駆動パルスＴ２Ｂが“Ｈ”レベルになり、これに同期して１相目の水平転送パルスφ１が“Ｌ”レベルになると（時刻ｔ２７）、Ａ系統の第２転送電極６２ＡにセットされていたＧの４画素分の信号電荷が、Ｂ系統の第２転送電極６２Ｂにシフトされる。以降、時刻ｔ２８までの間に駆動パルスＴ２Ｂが“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベルの遷移を３回繰り返すことで、水平転送が完了し、空になった４系統の水平転送レジスタ５５〜５８に、Ｇの４画素分の信号電荷が転送される。
【００７６】
この水平転送レジスタ５５〜５８へのＧの４画素分の信号電荷の転送動作の際には、１相目の水平転送パルスφ１も駆動パルスＴ２Ｂに同期して“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベルの遷移を繰り返す。したがって、このときの水平転送パルスφ１の周期は駆動パルスＴ２Ｂと同じであり、通常の水平転送動作時の周期よりも長くなる。そして、駆動パルスＴ２Ｂが“Ｌ”レベルに、水平転送パルスφ１が“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ２９）、水平転送レジスタ５５〜５８へのＧの４画素分の信号電荷の転送が完了する。
【００７７】
上述した一連の動作により、本来偶数・奇数２系統×２色分に配分されて設けられた４系統の水平転送レジスタ５５〜５８を、偶数・奇数２系統分×２走査ライン分の信号電荷の読み出しに切り替えて使用することができる。その結果、退避蓄積レジスタ５４を持つ画素内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセンサにおいて、センサの駆動条件、即ちシフトゲート５９，６０，６３、第１転送電極６１Ａ，６１Ｂおよび第２転送電極６２Ａ，６２Ｂの各駆動タイミングを変更するだけで、先の実施形態の場合と同様に、モノクロ画像を高速に読み取るモノクロ高速モードを実現できる。
【００７８】
以上説明した第１，第２実施形態では、モノクロ高速モードにおいて、センサの駆動条件を切り替えることで、水平転送レジスタを動作させる水平転送パルスの周波数を変えることなしに２倍の速さでの信号電荷の読み出しを可能としている。このことは、逆に、センサの露光時間が半分になってしまうことを意味している。
【００７９】
一般的には、カラー画像の読取りにおいて、ハロゲンランプの分光分布（青が弱い特性）と、カラーセンサの分光特性の赤外域での色濁りを補正するために赤領域をも半分程度カットしてしまう赤外カットフィルタの特性に起因して、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色の露光量がアンバランスであり、Ｂの読取信号に必要最低限のＳ／Ｎとなる露光量を与えようとした場合でも、Ｇの露光量はＢの３倍程度となり、過剰気味になる。また、フルカラー読取りに比べ、モノクロ読取りの場合の読取信号のＳ／Ｎ品質はさほど要求されないこともあり、Ｇの露光量が半減しても大きな問題はない。
【００８０】
しかし、照明光源として蛍光ランプを使用する場合などでは、元々Ｒ，Ｇ，Ｂ３色の露光量バランスが良く、Ｇの出力も過剰でない場合があるので、この露光量半減が問題となる場合がでてくる。そこで、このような場合には、Ｇの感光画素列で露光して得た信号電荷と、Ｒの感光画素列で露光して得た信号電荷とを足し合わせて出力する駆動を行うことで、この露光量半減の問題を解決できる。
【００８１】
そこで、第２実施形態に係る画素内転送方式３ラインカラーＣＣＤセンサにおいて、Ｒの感光画素列５１とＧの感光画素列５２で２段階の露光を行った際に得られる信号電荷の読み出し動作について、図２０のタイミングを用いて図２１および図２２の動作説明図を参照しつつ説明する。
【００８２】
時刻ｔ１０は、Ｒの感光画素列５１が２段階の露光を終了した状態を示す。２段階の露光を終了し、シフトゲート５９のゲートパルスＳＨＲ  が“Ｈ”レベルとなり、これに同期して退避蓄積レジスタ５４におけるＡ系統の第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ１Ａも“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ１１）、Ｒの感光画素列５１の２段階の露光による２画素分の信号電荷（以下、単にＲの２画素分の信号電荷と称する）がシフトゲート５９を介して第１転送電極６１Ａに読み出される。
【００８３】
そして、ゲートパルスＳＨＲ  および駆動パルスＴ１Ａが共に“Ｌ”レベルになると（時刻ｔ１２）、Ｒの２画素分の信号電荷は、Ｂ系統の第１転送電極６１Ｂに転送され、さらに時刻ｔ１３までの間に駆動パルスＴ１Ａが“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベルと変化することで、次のＢ系統の第１転送電極６１Ｂに転送される。その後、シフトゲート５９のゲートパルスＳＨＧ  が“Ｈ”レベルとなり、これと同期してＡ系統の第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ１Ａも“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ１４）、Ｇの感光画素列５２の２画素分の信号電荷がＲの感光画素列５１にシフトされ、同時にＲの２画素分の信号電荷が次の第１転送電極６１Ａに転送される。
【００８４】
続いて、ゲートパルスＳＨＲ  および駆動パルスＴ１Ａが共に“Ｌ”レベルになると（時刻ｔ１５）、Ｒの２画素分の信号電荷が順に次のＢ系統の第１転送電極６１Ｂに転送される。そして、駆動パルスＴ１Ａが“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベルとなることにより（時刻ｔ１６）、Ｒの２画素分の信号電荷がさらに次のＢ系統の第１転送電極６１Ｂに転送される。その後、第２転送電極６２Ａの駆動パルスＴ２Ａが“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ１７）、Ｒの２画素分の信号電荷が第１転送電極６１Ｂから第２転送電極６２Ａへ転送される。時刻ｔ１８は、Ｒの２画素分の信号電荷を退避蓄積レジスタ５４内の第２転送電極６２Ａへストックした状態を示す。
【００８５】
時刻ｔ１９は、Ｒ，Ｇの感光画素列５１，５２で水平転送期間（水平転送レジスタ５５〜５８の走査期間）の半分の期間の露光が再度行われた状態を示す。ここで、Ｒの感光画素列５１とＧの感光画素列５２との間には、センサ面上で約１画素分の位置ずれがあるが、Ｒの感光画素列５１で露光されている期間とＧの感光画素列５２で露光されている期間の間に、メカニカルな走査系の移動により１画素分相当の結像位置の移動があるので、２つの異なる露光期間・異なる色の露光は、原稿面のほぼ同じ位置に対してなされる。
【００８６】
この状態において、シフトゲート５９のゲートパルスＳＨＲ  およびＡ系統の第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ１Ａが共に“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ２０）、Ｒの感光画素列５１の２画素分の信号電荷がシフトゲート５９を介して第１転送電極６１Ａにシフトされる。そして、ゲートパルスＳＨＲ  および駆動パルスＴ１Ａが共に“Ｌ”レベルになると（時刻ｔ２１）、Ｒの２画素分の信号電荷はＢ系統の第１転送電極６１Ｂに転送される。
【００８７】
その後、シフトゲート５９のゲートパルスＳＨＧ  が“Ｈ”レベルとなり、これと同期してＡ系統の第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ１Ａも“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ２２）、水平転送期間の後半期間にＧの感光画素列５２で露光を受けた信号電荷がＲの感光画素列５１にシフトされ、同時にＲの信号電荷がＡ系統の第１転送電極６１Ａに転送される。水平転送期間の後半期間にＧの感光画素列５２で露光を受けた信号電荷は、次の水平転送期間の前半部分にＲの感光画素列５１で露光を受けることになり、図２１の時刻ｔ１１でＲの感光画素列５１から読み出されたものに相当する。
【００８８】
その後、ゲートパルスＳＨＧ  および駆動パルスＴ１Ａが共に“Ｌ”レベルになると（時刻ｔ２３）、Ｒの２画素分の信号電荷はＢ系統の次の第１転送電極６１Ｂに転送される。続いて、駆動パルスＴ２Ａが“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ２４）、Ｒの２画素分の信号電荷が第１転送電極６１Ｂから第２転送電極６２Ａへ転送される。時刻ｔ２５は、原稿面の各々ほぼ同一位置の２色分の情報についての露光を受けた２ライン分に当たる４画素分の信号電荷を退避蓄積レジスタ５４内の第２転送電極６２Ａへストックした状態を示す。
【００８９】
次に、Ｂ系統の第２転送電極６２Ｂの駆動パルスＴ２Ｂが“Ｈ”レベルになり、これに同期して１相目の水平転送パルスφ１が“Ｌ”レベルになると（時刻ｔ２６）、Ａ系統の第２転送電極６２Ａにセットされていた４画素分の信号電荷が、Ｂ系統の第２転送電極６２Ｂにシフトされる。以降、時刻ｔ２７までの間に駆動パルスＴ２Ｂが“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベルの遷移を３回繰り返すことで、水平転送が完了し、空になった４系統の水平転送レジスタ５５〜５８に、４画素分の信号電荷が転送される。
【００９０】
この水平転送レジスタ５５〜５８への４画素分の信号電荷の転送動作の際は、１相目の水平転送パルスφ１も駆動パルスＴ２Ｂに同期して“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベルの遷移を繰り返す。したがって、このときの水平転送パルスφ１の周期は駆動パルスＴ２Ｂと同じであり、通常の水平転送動作時の周期よりも長くなる。そして、駆動パルスＴ２Ｂが“Ｌ”レベルに、水平転送パルスφ１が“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ２８）、水平転送レジスタ５５〜５８への４画素分の信号電荷の転送が完了する。
【００９１】
上述したように、ＴＤＩ（ｔｉｍｅ  ｄｅｌａｙ  ＆  ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）  方式のセンサの場合のように、結像位置の移動に合わせてＲ，Ｇの感光画素列５１，５２間で信号電荷を移動させ、複数色の読取信号電荷を足し込んで合成することにより、モノクロ画像の読取りの際の信号電荷を増やすことができるので、照明光源として蛍光ランプを使用する場合などにおける露光量の低減を補うことができる。
【００９２】
図２３は、本発明の第３実施形態に係る３ラインカラーＣＣＤセンサの構成の概略を示す要部の構造図である。本実施形態に係るカラーＣＣＤセンサは、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色の感光画素列７１，７２，７３に蓄積された信号電荷のうち、Ｒ，Ｇの２色の感光画素列７１，７２の各信号電荷を図の下側方向に読み出し、退避蓄積レジスタ７４，７５を通して各色１系統の水平転送レジスタ７６，７７に転送する構成となっている。水平転送レジスタ７６，７７は、１ライン分の信号電荷を順に転送して時系列信号として出力する働きをする。なお、Ｂの感光画素列７３の信号電荷は図の上側方向に読み出され、水平転送レジスタ７８によって順次水平転送される。
【００９３】
具体的には、１ブロック分として図２４に示すように、Ｇの信号電荷をシフトするためのシフトゲート８１が、Ｇの感光画素列７２とＲの感光画素列７１との間に設けられている。また、Ｒの信号電荷およびシフトゲート８１を介してＲの感光画素列７１に移されたＧの信号電荷をシフトするためのシフトゲート８２がＲの感光画素列７１と退避蓄積レジスタ７４との間に設けられている。Ｒ，Ｇの感光画素列７１，７２から退避蓄積レジスタ７４に移されたＲ，Ｇの信号電荷のうち、Ｇの信号電荷はシフトゲート８３を介してＧの水平転送レジスタ７６へ導かれ、またＲの信号電荷はシフトゲート８３を介してＧの水平転送レジスタ７６へ導かれた後、さらにシフトゲート８４を介して退避蓄積レジスタ７５へ導かれ、さらにシフトゲート８５を介してＲの水平転送レジスタ７７へ導かれる。
【００９４】
シフトゲート８１〜８５には、シフトパルスＳＨ１〜ＳＨ５がそれぞれ印加される。退避蓄積レジスタ７４，７５は各々蓄積電極７４ａ，７５ａを有し、これら蓄積電極７４ａ，７５ａには蓄積パルスＳＴ１，ＳＴ２がそれぞれ印加される。水平転送レジスタ７６は、１ブロックごとに２層構造の転送電極７６ａ，７６ｂを有し、これら転送電極７６ａ，７６ｂに２相の水平転送パルスφ１，φ２が印加されることにより、Ｇの信号電荷を順に水平転送して時系列信号として出力する。水平転送レジスタ７７も同様に、１ブロックごとに２層構造の転送電極７７ａ，７７ｂを有し、これら転送電極７７ａ，７７ｂに２相の水平転送パルスφ１，φ２が印加されることにより、Ｒの信号電荷を順に水平転送して時系列信号として出力する。
【００９５】
上記構成の第３実施形態に係る３ラインカラーＣＣＤセンサにおいて、Ｇの水平転送レジスタ７６を挟んで存在する２つの退避蓄積レジスタ７４，７５に、露光期間を２つの期間に分けて読み出したＲの２分割した信号電荷を各々格納しておき、Ｒの水平転送レジスタ７７への信号電荷の読み出しの際に２分割した信号電荷を再合成することにより、Ｇの信号電荷と露光期間をずらした読取信号を得る露光位相調整を行うことができる。
【００９６】
この第３実施形態に係る３ラインカラーＣＣＤセンサにおいても、第２実施形態の場合と同様に、Ｒ，Ｇの感光画素列７１，７２の各信号電荷をＴＤＩセンサ的に合成して読み出すことが可能である。以下、この場合の第３実施形態に係る３ラインカラーＣＣＤセンサの動作について、図２５のタイミングチャートを用いて図２６および図２７の動作説明図を参照しつつ説明する。
【００９７】
先ず、時刻ｔ０では、退避蓄積レジスタ７４に前のタイミングで露光を完了した信号電荷が蓄積されており、Ｒの感光画素列７１には、Ｇの信号電荷にＲの感光画素列７１での露光分を足し合わせた信号電荷が蓄積されている。また、Ｇの感光画素列７２には、水平転送期間の後半期間で露光された信号電荷が蓄積されている。その後、蓄積パルスＳＴ１が“Ｌ”レベルに、シフトパルスＳＨ３および１相目の水平転送パルスφ１が共に“Ｈ”レベルになると（期間ｔ１）、退避蓄積レジスタ７４に蓄積されていた信号電荷が、シフトゲート８３を介してＧの水平転送レジスタ７６に移される。
【００９８】
次に、シフトパルスＳＨ４および蓄積パルスＳＴ２が共に“Ｈ”レベルに、１相目の水平転送パルスφ１が“Ｌ”レベルになると（期間ｔ２）、シフトゲート８４を介してＧの水平転送レジスタ７６から退避蓄積レジスタ７５へ移される。このとき、シフトパルスＳＨ２および蓄積パルスＳＴ１も共に“Ｈ”レベルになるので、Ｒの感光画素列７１の信号電荷がシフトゲート８２を介して退避蓄積レジスタ７４に移される。
【００９９】
続いて、蓄積パルスＳＴ２が“Ｌ”レベルに、シフトパルスＳＨ５および１相目の水平転送パルスφ１が共に“Ｈ”レベルになると（期間ｔ３）、Ｇの水平転送レジスタ７６から退避蓄積レジスタ７５へ移された信号電荷がさらに、シフトゲート８５を介してＲの水平転送レジスタ７７へ移される。このとき、シフトパルスＳＨ１およびシフトパルスＳＨ３も共に“Ｈ”レベルになるので、水平転送期間の後半期間で露光されたＧの感光画素列７２の信号電荷が、シフトゲート８１を介してＲの感光画素列７１に移されると同時に、退避蓄積レジスタ７４の信号電荷がシフトゲート８３を介してＧの水平転送レジスタ７６に移される。
【０１００】
その後、期間ｔ４では、Ｇ，Ｒの水平転送レジスタ７６，７７に水平転送パルスφ１，φ２が印加されることにより、Ｇ，Ｒの水平転送レジスタ７６，７７の各々に移された信号電荷が順に水平転送され、時系列信号として出力される。この水平転送期間の前半期間において、Ｒ，Ｇの感光画素列７１，７２ではそれぞれ露光が行われる。この水平転送期間の前半期間に対応する期間の露光が終了すると、Ｇの露光期間（時刻ｔ０までの露光期間）の信号電荷に１露光期間だけずれたＲの感光画素列７１での露光を加え合わせた露光が行われる。この期間にメカニカルな走査が行われることで、読取位置が１ライン分動くことから、読取位置と読取タイミングが同期し、２色の感光画素列７１，７２で原稿面上の同じ位置を読み取ることができる。これが、ＴＤＩセンサ的な露光である。
【０１０１】
次に、シフトパルスＳＨ２が“Ｈ”レベルになると（期間ｔ５）、Ｒの感光画素列７１においてＴＤＩセンサ的な露光によって得られた信号電荷が、シフトゲート８２を介して退避蓄積レジスタ７４に移される。続いて、シフトパルスＳＨ１が“Ｈ”レベルになると（期間ｔ６）、水平転送期間の前半期間にＧの感光画素列７２で露光された信号電荷が、Ｒの感光画素列７１において水平転送期間の後半期間の露光を行うために、シフトゲート８１を介してＲの感光画素列７１に移される。その後、期間ｔ７で水平転送期間の後半期間の露光を行うことで、１ライン分だけ読取位置の異なるＴＤＩセンサ的な露光を行った２本の走査ラインに相当する読取信号電荷、即ち退避蓄積レジスタ７４にある信号電荷とＲの感光画素列７１にある信号電荷とを得る。
【０１０２】
以上の一連の動作により、Ｒ，Ｇの感光画素列７１，７２の各信号電荷をＴＤＩセンサ的に合成して読み出すことができる。期間ｔ７の終了時点は、時刻ｔ０と同じタイミングであるので、この２本の走査ラインの信号電荷を、２系統の水平転送レジスタ７６，７７を使用して並列に読み出すことで、カラーモードの２倍の読取速度を得ることができる。
【０１０３】
なお、本実施形態では、Ｇの水平転送レジスタ７６を挟んで存在する２つの退避蓄積レジスタ７４，７５を有し、露光位相調整が可能な構造の３ラインカラーＣＣＤセンサにおいて、Ｒ，Ｇの感光画素列７１，７２の各信号電荷をＴＤＩセンサ的に合成して読み出す動作を行う場合について説明したが、本動作を行う限りにおいては、退避蓄積レジスタ７５を設ける必要性はない。
【０１０４】
また、本実施形態では、説明を簡単にするために、カラーモードでは各色ごとに１系統の水平転送レジスタを使用して信号電荷の読み出しを行っているが、第２実施形態の場合のように、各色の感光画素列７１，７２，７３の信号電荷を奇数系統画素と偶数系統画素の２系統に分けて高速読み出しを行うために、１色当たり２系統の水平転送レジスタを持つ構造であっても良いことは勿論である。図２８に、この場合の構造を、Ｇの水平転送レジスタ７６およびその両側の退避蓄積レジスタ７４，７５に絞って示す。また、図２９には、１ブロック分の具体的な構造を示す。
【０１０５】
図２８および図２９において、奇数系統の水平転送レジスタ７６ｏと偶数系統の水平転送レジスタ７６ｅが隣接して設けられ、その両側に２つの退避蓄積レジスタ７４，７５が配置されている。そして、退避蓄積レジスタ７４と水平転送レジスタ７６ｏとの間にシフトゲート８３ｏが、水平転送レジスタ７６ｏと水平転送レジスタ７６ｅとの間にシフトゲート８３ｅ、水平転送レジスタ７６ｅと退避蓄積レジスタ７５との間にシフトゲート８４がそれぞれ設けられている。
【０１０６】
図２９において、同様に、退避蓄積レジスタ７５の外側には、奇数系統の水平転送レジスタ７７ｏと偶数系統の水平転送レジスタ７７ｅが隣接して設けられている。そして、退避蓄積レジスタ７５と水平転送レジスタ７７ｏとの間にシフトゲート８５ｏが、水平転送レジスタ７７ｏと水平転送レジスタ７７ｅとの間にシフトゲート８５ｅがそれぞれ設けられている。
【０１０７】
次に、１色当たり２系統の水平転送レジスタを持つ上記構造の３ラインカラーＣＣＤセンサの動作について、図３０のタイミングチャートを用いて図３１の動作説明図を参照しつつ説明する。なお、シフトゲート８３ｏ，８３ｅにはシフトパルスＳＨ３ｏ，ＳＨ３ｅが、Ｇの奇数系統の水平転送レジスタ７６ｏには水平転送パルスφ１ｇｏ，φ２ｇｏが、Ｇの偶数系統の水平転送レジスタ７６ｅには水平転送パルスφ１ｇｅ，φ２ｇｅがそれぞれ印加されるものとする。
【０１０８】
先ず、期間ｔ０では、蓄積パルスＳＴ１が“Ｈ”レベルにあることから、信号電荷が退避蓄積レジスタ７４に蓄積された状態にある。この状態から、蓄積パルスＳＴ１が“Ｌ”、シフトパルスＳＨ３ｏが“Ｈ”レベルとなり、これに同期して奇数系統の水平転送レジスタ７６ｏの２相目の水平転送パルスφ２ｇｏが“Ｈ”レベルになることで、偶数画素の信号電荷がシフトゲート８３ｏを介して先ず奇数系統の水平転送レジスタ７６ｏに読み出される（期間ｔ１）。
【０１０９】
続いて、シフトパルスＳＨ３ｅおよび偶数系統の水平転送レジスタ７６ｅの２相目の水平転送パルスφ２ｇｅが“Ｈ”レベルになることで、一旦奇数系統の水平転送レジスタ７６ｏに読み出された偶数画素の信号電荷が、シフトゲート８３ｅを介して偶数系統の水平転送レジスタ７６ｅに移される（期間ｔ２）。このとき、蓄積パルスＳＴ１が“Ｈ”レベル、シフトパルスＳＨ３ｏが“Ｌ”レベルに遷移することから、シフトゲート８３ｏの位置まで移動していた奇数画素の信号電荷は退避蓄積レジスタ７４に戻され、再度ここに蓄積される。
【０１１０】
次に、蓄積パルスＳＴ１が“Ｌ”、シフトパルスＳＨ３ｏが“Ｈ”レベルとなり、これに同期して奇数系統の水平転送レジスタ７６ｏの１相目の水平転送パルスφ１ｇｏが“Ｈ”レベルになることで、奇数画素の信号電荷がシフトゲート８３ｏを介して奇数系統の水平転送レジスタ７６ｏに読み出される（期間ｔ３）。以上により、奇数画素の信号電荷がＧの奇数系統の水平転送レジスタ７６ｏ、偶数画素の信号電荷がＧの偶数系統の水平転送レジスタ７６ｅにそれぞれセットされたことになる。
【０１１１】
一方、Ｇの奇数・偶数２系統の水平転送レジスタ７６ｏ，７６ｅにセットされた信号電荷を、さらにＲの奇数・偶数２系統の水平転送レジスタ７７ｏ，７７ｅに移す場合には、引き続き以下の動作が行われる。すなわち、偶数系統の水平転送レジスタ７６ｅの２相目の水平転送パルスφ２ｇｅが“Ｌ”レベルになり、これに同期してシフトパルスＳＨ４および蓄積パルスＳＴ２が共に“Ｈ”レベルになると、先ず、Ｇの偶数系統の水平転送レジスタ７６ｅにセットされている偶数画素の信号電荷が、シフトゲート８４を介して退避蓄積レジスタ７５に移される（期間ｔ４）。
【０１１２】
続いて、奇数系統の水平転送レジスタ７６ｏの１相目の水平転送パルスφ１ｇｏおよびシフトパルスＳＨ４が共に“Ｌ”レベルとなり、これに同期してシフトパルスＳＨ３ｅおよび偶数系統の水平転送レジスタ７６ｅの１相目の水平転送パルスφ１ｇｅが“Ｈ”レベルになると、Ｇの奇数系統の水平転送レジスタ７６ｏにセットされている奇数画素の信号電荷が、シフトゲート８３ｅを介して一旦Ｇの偶数系統の水平転送レジスタ７６ｅに移される（期間ｔ５）。
【０１１３】
次に、シフトパルスＳＨ３ｅおよび偶数系統の水平転送レジスタ７６ｅの１相目の水平転送パルスφ１ｇｅが共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ４が“Ｈ”レベルになると、Ｇの偶数系統の水平転送レジスタ７６ｅに一旦移された奇数画素の信号電荷が、シフトゲート８４を介して退避蓄積レジスタ７５に移される（期間ｔ６）。以上により、奇数・偶数の各画素の信号電荷が退避蓄積レジスタ７５に蓄積されたことになる。この状態から、上述したｔ１〜ｔ３の動作を行うことにより、奇数・偶数の各画素の信号電荷をＲの奇数・偶数２系統の水平転送レジスタ７７ｏ，７７ｅにそれぞれセットできる。
【０１１４】
上述したように、退避蓄積レジスタ７４，７５を持つ画素内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセンサにおいて、モノクロ画像を高速に読み取るモノクロ高速モードを実現する際に、各色２系統の水平転送レジスタを持つ構造を採ることで、高速読み出しの効果をより一層発揮できることになる。
【０１１５】
ところで、このＴＤＩセンサ的動作を行って良好な画質を得るためには、ＴＤＩセンサ的動作を行う各色の感光画素列間のギャップが１ライン間隔である必要がある。しかし、第３実施形態の場合には、Ｒの感光画素列７１とＧの感光画素列７２の間には、シフトゲート８１が存在するなどして、厳密に１ラインピッチを実現するのは難しく、実際には、ライン間隔が１．２〜２．０ライン程度になってしまう。１．２ライン程度では問題も少ないが、１．５ライン程度あった場合には、感光画素列が副走査方向に長いものを読んだことと等価となり、解像度が低下する。
【０１１６】
また、ズーム機能で読取倍率を変更する場合に、副走査の解像度が変化したときにも問題が発生する。この対策として、画像メモリに格納するときには等倍で読み込み、主走査／副走査ともデジタル的な変倍を行う場合にも、やはり解像度に影響がでる。こうした場合には、第１，第２実施形態のように、単色で読み取る方が良いこともあるが、第３実施形態に係るセンサ構造を基本とし、それに僅かな構成の変更を加えることで、単色の２倍速読み出しが可能となる。以下、この第４実施形態について説明する。
【０１１７】
図３２は、本発明の第４実施形態に係る３ラインカラーＣＣＤセンサの構成の概略を示す要部の構造図である。また、図３３には、１ブロック分の具体的な構造を示す。本実施形態の構造は、基本的には、第３実施形態の構造と同じであるので、図３２および図３３において、図２３および図２４と同等部分には同一符号を付して示す。本実施形態においては、第３実施形態の基本構造に加え、Ｒの感光画素列７１とＧの水平転送レジスタ７６の間に、２段の退避蓄積レジスタ７４Ａ，７４Ｂを設けるとともに、Ｒの水平転送レジスタ７７の外側に、リセットゲート７９および電荷を廃棄するドレイン８０を設けた構造となっている。リセットゲート７９には、リセットゲートパルスφＲＧが印加される。
【０１１８】
次に、上記構成の第４実施形態に係る３ラインカラーＣＣＤセンサの動作について、図３４のタイミングチャートを用いて図３５〜図３７の動作説明図を参照しつつ説明する。水平転送が終了した時点ｔ０では、水平転送期間の前半部分に露光したＲ，Ｇの２色の信号電荷が、退避蓄積レジスタ７４Ａ，７４Ｂに蓄積され、また水平転送期間の後半部分に露光した２色の信号電荷がまだＲ，Ｇの感光画素列７１，７２に残った状態にある。
【０１１９】
この状態から、蓄積パルスＳＴ１Ｂおよび蓄積パルスＳＴ２が共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ３，ＳＨ５およびＧ，Ｒの水平転送レジスタ７６，７７の１相目の水平転送パルスφ１ｇ，φ１ｒが“Ｈ”レベルになると、退避蓄積レジスタ７４Ｂに蓄積されていた信号電荷がシフトゲート８３を介してＧの水平転送レジスタ７６に、退避蓄積レジスタ７５に蓄積されていた信号電荷がシフトゲート８５を介してＲの水平転送レジスタ７７にそれぞれ移される（期間ｔ１）。
【０１２０】
次に、蓄積パルスＳＴ１Ａ、シフトパルスＳＨ３，ＳＨ５およびＧ，Ｒの水平転送レジスタ７６，７７の１相目の水平転送パルスφ１ｇ，φ１ｒが共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ２Ｂ、蓄積パルスＳＴ１Ｂ、シフトパルスＳＨ４、リセットゲートパルスφＲＧおよび蓄積パルスＳＴ２が“Ｈ”レベルになると、退避蓄積レジスタ７４Ａの信号電荷がシフトゲート８２Ｂを介して退避蓄積レジスタ７４Ｂに、Ｇの水平転送レジスタ７６の信号電荷がシフトゲート８４を介して退避蓄積レジスタ７５にそれぞれ移される（期間ｔ２）。このとき、Ｒの水平転送レジスタ７７の信号電荷は、リセットゲート７９を介してドレイン８０に廃棄される。
【０１２１】
続いて、シフトパルスＳＨ２Ｂ、蓄積パルスＳＴ１Ｂ、シフトパルスＳＨ４、リセットゲートパルスφＲＧおよび蓄積パルスＳＴ２が共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ２Ａ、蓄積パルスＳＴ１Ａ、シフトパルスＳＨ３，ＳＨ５およびＧ，Ｒの水平転送レジスタ７６，７７の１相目の水平転送パルスφ１ｇ，φ１ｒが“Ｈ”レベルになると、Ｒの感光画素列７１の信号電荷がシフトゲート８２Ａを介して退避蓄積レジスタ７４Ａに、退避蓄積レジスタ７４Ｂの信号電荷がシフトゲート８３を介してＧの水平転送レジスタ７６に、退避蓄積レジスタ７５の信号電荷がシフトゲート８５を介してＲの水平転送レジスタ７７にそれぞれ移される（期間ｔ３）。
【０１２２】
次いで、シフトパルスＳＨ２Ａ、蓄積パルスＳＴ１Ａ、シフトパルスＳＨ３，ＳＨ５およびＧ，Ｒの水平転送レジスタ７６，７７の１相目の水平転送パルスφ１ｇ，φ１ｒが共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ１，ＳＨ２Ｂ、蓄積パルスＳＴ１Ｂ、シフトパルスＳＨ４、リセットゲートパルスφＲＧおよび蓄積パルスＳＴ２が“Ｈ”レベルになると、Ｇの感光画素列７２の信号電荷がシフトゲート８１を介してＲの感光画素列７１に、退避蓄積レジスタ７４Ａの信号電荷がシフトゲート８２Ｂを介して退避蓄積レジスタ７４Ｂに、Ｇの水平転送レジスタ７６の信号電荷が退避蓄積レジスタ７５にそれぞれ移される（期間ｔ４）。このとき、Ｒの水平転送レジスタ７７の信号電荷は、リセットゲート７９を介してドレイン８０に廃棄される。
【０１２３】
続いて、シフトパルスＳＨ１，ＳＨ２Ｂ、蓄積パルスＳＴ１Ｂ、シフトパルスＳＨ４、リセットゲートパルスφＲＧおよび蓄積パルスＳＴ２が共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ２Ａ、蓄積パルスＳＴ１Ａ、シフトパルスＳＨ３，ＳＨ５およびＧ，Ｒの水平転送レジスタ７６，７７の１相目の水平転送パルスφ１ｇ，φ１ｒが“Ｈ”レベルになると、Ｒの感光画素列７１の信号電荷がシフトゲート８２Ａを介して退避蓄積レジスタ７４Ａに、退避蓄積レジスタ７４Ｂの信号電荷がシフトゲート８３を介してＧの水平転送レジスタ７６に、退避蓄積レジスタ７５の信号電荷がシフトゲート８５を介してＲの水平転送レジスタ７７にそれぞれ移される（期間ｔ５）。
【０１２４】
このようにして、ｔ１〜ｔ５の期間では、退避蓄積レジスタ７４Ａ，７４Ｂに蓄積されていた水平転送期間の前半部分に露光して得られたＲ，Ｇの各感光画素列７１，７２の信号電荷が各々垂直方向に転送され、Ｒの感光画素列７１の信号電荷がＲの水平転送レジスタ７７を通してドレイン８０に廃棄され、Ｇの感光画素列７２の信号電荷がＲの水平転送レジスタ７７にセットされる。
【０１２５】
次に、シフトパルスＳＨ２Ａ、蓄積パルスＳＴ１Ａ、シフトパルスＳＨ３，ＳＨ５およびＧの水平転送レジスタ７６の１相目の水平転送パルスφ１ｇが共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ２Ｂ、蓄積パルスＳＴ１Ｂ、シフトパルスＳＨ４および蓄積パルスＳＴ２が“Ｈ”レベルになると、退避蓄積レジスタ７４Ａの信号電荷がシフトゲート８２Ｂを介して退避蓄積レジスタ７４Ｂに、Ｇの水平転送レジスタ７６の信号電荷がシフトゲート８４を介して退避蓄積レジスタ７５にそれぞれ移される（期間ｔ６）。
【０１２６】
続いて、シフトパルスＳＨ２Ｂ、蓄積パルスＳＴ１ＢおよびシフトパルスＳＨ４が共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ３およびＧのの水平転送レジスタ７６の１相目の水平転送パルスφ１ｇが“Ｈ”レベルになると、退避蓄積レジスタ７４Ｂに蓄積されていた信号電荷がシフトゲート８３を介してＧの水平転送レジスタ７６に移される（期間ｔ７）。
【０１２７】
このようにして、ｔ３〜ｔ７の期間では、水平転送期間の後半部分に露光して得られ、感光画素列７１，７２に残っていた信号電荷が各々垂直方向に転送され、Ｇの感光画素列７２の信号電荷がＧの水平転送レジスタ７６にセットされ、Ｒの感光画素列７１の信号電荷が退避蓄積部７５の位置に退避される。この信号電荷は、次の周期でドレイン８０に廃棄されるものである。ｔ０〜ｔ２の期間に、ドレイン８０に廃棄されている信号電荷は、水平転送期間の後半部分で露光して得られ、１周期前に読み出されたＲの感光画素列７１の信号電荷であり、期間ｔ６で退避蓄積部７５に退避された電荷に対応している。
【０１２８】
その後、次の水平転送期間（期間ｔ８）に再び、露光された信号電荷がＲ，Ｇの感光画素列７１，７２に蓄積される。そして、シフトパルスＳＨ２Ａおよび蓄積パルスＳＴ１Ａが“Ｈ”レベルになると、Ｒの感光画素列７１の信号電荷がシフトゲート８２Ａを介して退避蓄積部７４Ａに移される（期間ｔ９）。次に、シフトパルスＳＨ２Ａおよび蓄積パルスＳＴ１Ａが共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ１，ＳＨ２Ｂおよび蓄積パルスＳＴ１Ｂが“Ｈ”レベルになると、Ｇの感光画素列７２の信号電荷がシフトゲート８１を介してＲの感光画素列７１に、退避蓄積部７４Ａの信号電荷がシフトゲート８２Ｂを介して退避蓄積部７４Ｂにそれぞれ移される（期間１０）。
【０１２９】
続いて、シフトパルスＳＨ１，ＳＨ２Ｂが共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ２Ａおよび蓄積パルスＳＴ１Ａが“Ｈ”レベルになると、Ｒの感光画素列７１の信号電荷がシフトゲート８２Ａを介して退避蓄積部７４Ａに移される（期間ｔ１１）。この後、水平転送期間の後半部分の露光を行えば、時刻ｔ０の状態に戻り、以上の一連の動作を繰り返すことで、Ｇの感光画素列７２の信号電荷のみを２露光期間に分割し、かつ２系統の水平転送レジスタ７６，７７によって読み出しを行うことができる。
【０１３０】
上述したように、３ラインカラーＣＣＤセンサにおいて、Ｒの感光画素列７１とＧの水平転送レジスタ７６の間に、２段の退避蓄積部７４Ａ，７４Ｂを設けるとともに、Ｒの水平転送レジスタ７７の外側に、リセットゲート７９および電荷を廃棄するドレイン８０を設けたことにより、モノクロモードでＧの感光画素列７２のみの信号電荷を２露光期間に分割し、１走査期間（水平転送期間）に２ライン分の信号電荷を読み出すことができる。また、この動作で不要なＲの２ライン分の信号電荷は、退避蓄積部７５と新規に付け加えた退避蓄積部７４Ｂをバッファとして、２露光期間の１回しかない水平転送の休止期間にまとめてドレイン８０に廃棄できるため、Ｇの信号電荷の読み出しの邪魔にならない。
【０１３１】
以上説明した第１実施形態〜第４実施形態では、２色分のセンサを使用して１水平転送期間に２露光期間を設定して２倍速の読み出しを行う場合について説明したが、本発明に係るセンサが３ラインカラーＣＣＤセンサであることから、１水平転送期間に３露光期間を設定して３系統の水平転送レジスタで並列読み出しすることで、３倍速の読み出しを行うことも可能である。以下、この第５実施形態について説明する。
【０１３２】
図３８は、本発明の第５実施形態に係る３ラインカラーＣＣＤセンサの構成の概略を示す要部の構造図である。本実施形態の構造は、基本的には、第４実施形態の構造と同じであるので、図３８において、図３２と同等部分には同一符号を付して示す。本実施形態においては、第４実施形態の基本構造に加え、Ｒ側と同様に、Ｂの感光画素列７３とＧの水平転送レジスタ７８の間に２段の退避蓄積部８６Ａ，８６Ｂを設けるとともに、Ｂの水平転送レジスタ７８の外側にドレイン８７を設けた構造となっている。なお、シフトゲート等については、簡単のため図示を省略している。
【０１３３】
このように、Ｇの感光画素列７２の信号電荷を、Ｒの感光画素列７１側にも、Ｂの感光画素列７３側にも読み出すようにし、Ｂの感光画素列７３側において、第４実施形態において説明したＲの感光画素列７１側の動作と同様にして、露光途中で読み出されたＢの信号電荷と、水平転送期間の１／３分だけ露光して得られたＧの信号電荷を退避蓄積部８６Ａ，８６Ｂに退避させ、不要なＲとＢの信号電荷をそれぞれ両側のドレイン８０，８７に廃棄することで、３露光期間に分割したＧの信号電荷のみを、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色分の水平転送レジスタ７６，７７，７８を使用して並列に出力し、３倍速の読み出しを実現できる。
【０１３４】
図３９は、本発明の第６実施形態に係る３ラインカラーＣＣＤセンサの構成の概略を示す要部の構造図である。図３９において、フォトダイオード等の光電変換素子（画素）が直線状に多数配列されてなる３本の感光画素列９１，９２，９３が、例えば図の下側からＲ，Ｇ，Ｂの３色にそれぞれ対応して順に近接して配置されている。これら感光画素列９１，９２，９３は、受光面上にＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した色フィルタ（図示せず）が配され、各色ごとに画素単位で入射光をその光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積する。
【０１３５】
Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の感光画素列９１，９２，９３に対して、その一方側には、各感光画素列９１，９２，９３から読み出された信号電荷を水平転送するための水平転送レジスタ９４，９５，９６が配され、他方側には、色フィルタが配されていない感光画素列（以下、Ｗ（白色）の感光画素列と称する）９７が配されている。また、Ｂの感光画素列９３とＷの感光画素列９７の間には、Ｒ，Ｇ，Ｂの感光画素列９１，９２，９３に３分割した露光期間の前半部・中半部の読取ラインの信号電荷を蓄積するための２ライン分の退避蓄積部９８，９９が設けられている。
【０１３６】
また、Ｒ，Ｇ，Ｂの感光画素列９１，９２，９３の両側の一番外側には、不要な電荷を排出（廃棄）するためのドレイン１００，１０１が設けられている。感光画素列９１，９２，９３の各々の間、水平転送レジスタ９４，９５，９６の各々の間、退避蓄積部９８，９９間、Ｒの感光画素列９１とＢの水平転送レジスタ９６の間、Ｂの感光画素列９３と退避蓄積部９８の間、退避蓄積部９９とＷの感光画素列９７の間、Ｒの水平転送レジスタ９４とドレイン１００の間、およびＷの感光画素列９７とドレイン１０１の間にはシフトゲートが配されるが、これらのシフトゲート等については簡単のため図示を省略している。
【０１３７】
次に、上記構成の第６実施形態に係る３ラインカラーＣＣＤセンサの読取り動作について説明する。先ず、通常のカラーモードでは、Ｗの感光画素列９７の信号電荷をドレイン１０１に廃棄する一方、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の感光画素列９１，９２，９３の各信号電荷を、先述した各実施形態の場合と同様に図示せぬシフトゲート等を使用して対応する水平転送レジスタ９４，９５，９６に読み出し、これら水平転送レジスタ９４，９５，９６によって転送して出力する。
【０１３８】
一方、モノクロ高速モードでは、Ｗの感光画素列９７の信号電荷を、１／３の露光時間ごとに退避蓄積部９８，９９に読み出し、水平転送の１走査期間の終了時に、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の感光画素列９１，９２，９３の各信号電荷をドレイン１００に廃棄するとともに、２本の退避蓄積部９８，９９の各々に蓄積された信号電荷とＷの感光画素列９７の信号電荷の３ライン分の信号電荷を、３本の水平転送レジスタ９４，９５，９６に図示せぬシフトゲート等を使用して移し、これら水平転送レジスタ９４，９５，９６によって転送して出力する。
【０１３９】
上述したように、第６実施形態に係る３ラインカラーＣＣＤセンサによれば、第５実施形態の場合と同様に、３倍速の読み出しを実現できる。第５実施形態の場合には、元々露光量の多いＧの感光画素列を使用しているが、露光時間が１／３になることで露光量不足となる懸念がある。これに対し、本実施形態においては、３色の感光画素列９１，９２，９３以外に、モノクロの感光画素列９７を設けたことで、モノクロの感光画素列９７が色フィルタがない分だけ感度が高いことから、ハロゲンランプのようなカラー対応のランプと組み合わせた場合に、可視域全体の波長を受光できるため露光量を大きくできる利点がある。
【０１４０】
また、モノクロ高速モードの場合にも、最終的には、３ライン分の信号電荷をＲ，Ｇ，Ｂの３本の水平転送レジスタ９４，９５，９６を用いて出力し、カラー読取り用の処理回路をそのまま使用することから、各処理回路の処理速度を変更することなく、しかも読取信号のＳ／Ｎを落とすことなく、モノクロ画像の超高速読取りを実現することができる。
【０１４１】
なお、フルカラーモードとモノクロ高速モードを切り替えるに際しては、読取露光量の変化があるので、アナログ回路部のアンプゲインやオフセットレベルの変更が必要となり、また変換特性カーブ（ＬＵＴ）やシェーディング補正データの書き換えが必要となるが、これらについては、処理回路部を統括するＣＰＵにより、モード切替え信号に基づいて、適宜、実行することが可能である。
【０１４２】
以上説明した第１乃至第６実施形態においては、３本の感光画素列の中央に位置する感光画素列の信号電荷を、隣接する感光画素列の内部を通して読み出す画素内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセンサを用いた場合を例に採って説明したが、本発明の特徴とするところは、複数色分の画像情報を信号電荷に光電変換する感光画素列から、信号電荷を時系列画像信号として読み出す複数色分の水平転送レジスタまでの垂直転送経路を複数色の信号電荷の転送に共有し、なおかつ、水平転送期間中に露光シフト動作を行った信号電荷を退避蓄積しておく退避蓄積レジスタを持つ点にあることから、カラーＣＣＤセンサとしては、必ずしも画素内転送方式を採用した構造である必要はない。以下、他の構造のカラーＣＣＤセンサを用いた場合の例について説明する。
【０１４３】
図４０は、本発明の第７実施形態に係るカラーＣＣＤセンサの構成の概略を示す要部の構造図である。本実施形態に係るカラーＣＣＤセンサは、互いに隣接して設けられたＲ／Ｇ用とＢ用の２本の感光画素列１１１，１１２を有し、図の上側のＢの感光画素列１１２の画素ピッチ（フォトダイオード等の光電変換素子のピッチ）に対して、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１の画素ピッチが２倍に設定されている。そして、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１上に、Ｒ／Ｇの色フィルタ（図示せず）が交互に配され、かつ副走査方向に読取重心をずらすために遮光部１１３Ｒ，１１３Ｇが設けられている。図４１は、この感光画素形状の拡大図である。
【０１４４】
この感光画素形状により、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１の各色のピッチが、Ｂの感光画素列１１２のそれと同じとなり、かつ遮光部１１３Ｒ，１１３Ｇの存在によってＲ／Ｇのサンプリング重心が副走査方向にずれることになる。この感光画素形状を持つカラーＣＣＤセンサは、光学系でのラインギャップ補正のための色分散プリズムと組み合わせるために、ＲとＧの間のサンプリング重心のずれを故意に、主走査方向におけるサンプリングピッチの０．５画素分に設定したものである。
【０１４５】
そして、本実施形態に係るカラーＣＣＤセンサにおいては、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１で光電変換されかつ蓄積されたＲ／Ｇの各信号電荷を図の下側に読み出し、退避蓄積レジスタ１１４，１１５を通して各色１系統の水平転送レジスタ１１６，１１７に転送し、Ｂの感光画素列１１２で光電変換されかつ蓄積されたＢの信号電荷を図の上側の水平転送レジスタ１１８に読み出す構成となっている。水平転送レジスタ１１６，１１７，１１８は、各色の１ライン分の信号電荷を順に転送して時系列信号として出力する働きをする。
【０１４６】
具体的には、１ブロック分として図４２に示すように、Ｇ，Ｒの各信号電荷をシフトするためのシフトゲート１２１，１２２が、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１のＧ，Ｒの各画素と退避蓄積レジスタ１１４との間に設けられている。これらシフトゲート１２１，１２２を介して退避蓄積レジスタ１１４に移されたＧ，Ｒの各信号電荷のうち、Ｇの信号電荷はシフトゲート１２３を介してＧの水平転送レジスタ１１６へ導かれ、またＲの信号電荷はシフトゲート１２３を介してＧの水平転送レジスタ１１６へ導かれた後、さらにシフトゲート１２４を介して退避蓄積レジスタ１１５に導かれ、さらにシフトゲート１２５を介してＲの水平転送レジスタ１１７へ導かれる。なお、Ｒの水平転送レジスタ１１７からは、シフトゲート１２６を介してドレイン１２７に不要な信号電荷を排出できるようになっている。
【０１４７】
シフトゲート１２１〜１２６には、シフトパルスＳＨ１〜ＳＨ６がそれぞれ印加される。退避蓄積レジスタ１１４，１１５は各々蓄積電極１１４ａ，１１５ａを有し、これら蓄積電極１１４ａ，１１５ａには蓄積パルスＳＴ１，ＳＴ２がそれぞれ印加される。水平転送レジスタ１１６は、１ブロックごとに２層構造の転送電極１１６ａ，１１６ｂを有し、これら転送電極１１６ａ，１１６ｂに２相の水平転送パルスφ１Ｇ，φ２Ｇが印加されることにより、Ｇの信号電荷を順に水平転送して時系列信号として出力する。水平転送レジスタ１１７も同様に、１ブロックごとに２層構造の転送電極１１７ａ，１１７ｂを有し、これら転送電極１１７ａ，１１７ｂに２相の水平転送パルスφ１Ｒ，φ２Ｒが印加されることにより、Ｒの信号電荷を順に水平転送して時系列信号として出力する。
【０１４８】
上記構成のカラーＣＣＤセンサにおいて、ＲとＧの各信号電荷は、互いに隣り合う画素（光電変換素子）の下部から図の下方に存在する水平転送レジスタ１１６，１１７まで読み出される構成となっていることから、垂直方向の転送経路は必然的にＲ，Ｇの各信号電荷の転送に共有される。このように、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１からＧ，Ｒの水平転送レジスタ１１６，１１７までの垂直方向転送経路（退避蓄積レジスタ１１４およびシフトゲート１２３）を、シフトゲート１２１およびシフトゲート１２２から退避蓄積レジスタ１１４に合流する部分以降、共通部分を通過する構成とすることと、さらに、退避蓄積レジスタ１１４を設けて水平転送の半周期分露光した信号電荷を一時的に蓄積しておくことで、パルス制御条件の切り換えにより、モノクロ２倍速読取モードを設定することが可能となる。
【０１４９】
次に、上記構造の第７実施形態に係るカラーＣＣＤセンサにおいて、モノクロ２倍速モードを実現する場合の動作について、図４３のタイミングチャートを用いて図４４乃至図４６の動作説明図を参照しつつ説明する。なお、図４４乃至図４６において、○印がＲの信号電荷を、●印がＧの信号電荷をそれぞれ示している。
【０１５０】
時刻ｔ０では、１周期分の水平転送動作が終了した状態にある。このとき、蓄積パルスＳＴ１が“Ｈ”レベルにあり、退避蓄積レジスタ１１４のポテンシャルが深い状態にあることから、退避蓄積レジスタ１１４にはＲ／Ｇの感光画素列１１１の前半周期分のＧの信号電荷が蓄積されている。同様に、蓄積パルスＳＴ２も“Ｈ”レベルにあり、退避蓄積レジスタ１１５のポテンシャルが深い状態にあることから、退避蓄積レジスタ１１５には前回露光周期のＲの信号電荷が蓄積されている。
【０１５１】
この状態から、蓄積パルスＳＴ１，ＳＴ２が“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ３，ＳＨ５およびＧ，Ｒの水平転送レジスタ１１６，１１７の各１相目の水平転送パルスφ１Ｇ，φ１Ｒが共に“Ｈ”レベルに遷移することで、退避蓄積レジスタ１１４，１１５にそれぞれ蓄積されているＧ，Ｒの信号電荷が、シフトゲート１２３，１２５を介してＧ，Ｒの水平転送レジスタ１１６，１１７の各１相目の転送電極１１６ａ，１１７ａの下に転送される。
【０１５２】
次に、シフトパルスＳＨ３，ＳＨ５および水平転送パルスφ１Ｇ，φ１Ｒが共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ２，ＳＨ４，ＳＨ６および蓄積パルスＳＴ１，ＳＴ２が共に“Ｈ”レベルに遷移すると、Ｇの水平転送レジスタ１１６に蓄積されているＧの前半周期分の信号電荷が、シフトゲート１２４を介して退避蓄積レジスタ１１５に転送される。このとき、Ｒの水平転送レジスタ１１７に蓄積されていた前回露光周期のＲの信号電荷が、シフトゲート１２６を介してドレイン１２７に排出される。同時に、新たに露光したＲの信号電荷がシフトゲート１２２を介して退避蓄積レジスタ１１４に読み出される（期間ｔ１）。
【０１５３】
次いで、シフトパルスＳＨ２，ＳＨ４，ＳＨ６および蓄積パルスＳＴ１，ＳＴ２が共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ３，ＳＨ５およびＧ，Ｒの水平転送レジスタ１１６，１１７の各１相目の水平転送パルスφ１Ｇ，φ１Ｒが共に“Ｈ”レベルに遷移することで、退避蓄積レジスタ１１５に蓄積されているＧの前半周期分の信号電荷が、シフトゲート１２５を介してＲの水平転送レジスタ１１７の１相目の転送電極１１７ａの下に転送され、また退避蓄積レジスタ１１４に読み出された新たに露光したＲの信号電荷が、シフトゲート１２３を介してＧの水平転送レジスタ１１６の１相目の転送電極１１６ａの下に転送される（期間ｔ２）。
【０１５４】
次に、シフトパルスＳＨ３，ＳＨ５およびＧの水平転送レジスタ１１６の１相目の水平転送パルスφ１Ｇが共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ１，ＳＨ４および蓄積パルスＳＴ１，ＳＴ２が共に“Ｈ”レベルに遷移すると、水平転送レジスタ１１６の新たに露光したＲの信号電荷が、シフトゲート１２４を介して退避蓄積レジスタ１１５に転送され、同時にＲ／Ｇの感光画素列１１１のＧの後半周期分の信号電荷が、シフトゲート１２１を介して退避蓄積レジスタ１１４に読み出される（期間ｔ３）。
【０１５５】
次いで、シフトパルスＳＨ１，ＳＨ４および蓄積パルスＳＴ１が共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ３およびＧの水平転送レジスタ１１６の１相目の水平転送パルスφ１Ｇが共に“Ｈ”レベルに遷移することで、退避蓄積レジスタ１１４に読み出されたＧの後半周期分の信号電荷が、シフトゲート１２３を介してＧの水平転送レジスタ１１６の１相目の転送電極１１６ａの下に転送される（期間ｔ４）。これにより、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１からＧ，Ｒの水平転送レジスタ１１６，１１７への一連の読み出し／垂直転送の動作が終了する。
【０１５６】
次に、時刻ｔ５で、互いに逆相の２相の水平転送パルスφ１Ｇ，φ２Ｇおよび水平転送パルスφ１Ｒ，φ２Ｒが所定の周期で発生することで、Ｇ，Ｒの各水平転送レジスタ１１６，１１７の水平転送動作が開始される。そして、この水平転送期間の半分（標準的な露光期間の半分）が経過し、その経過した時点ｔ６でシフトゲートＳＨ１が“Ｈ”レベルに遷移する。これにより、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１のＧの前半周期分の信号電荷がシフトゲート１２１を介して退避蓄積レジスタ１１４に読み出される（期間ｔ７）。そして、残り半周期分の水平転送と露光を行って終了した時点ｔ８で、時点ｔ０の状態に戻る。
【０１５７】
続いて、通常のカラー読取を実現する場合の動作について、図４７のタイミングチャートを用いて図４８および図４９の動作説明図を参照しつつ説明する。なお、図４８および図４９においても、図４４乃至図４６と同様に、○印がＲの信号電荷を、●印がＧの信号電荷をそれぞれ示している。
【０１５８】
時刻ｔ０では、水平転送が完了した状態にある。この状態から、シフパルスＳＨ２が“Ｈ”レベルに遷移すると、この時点で蓄積パルスＳＴ１が既に“Ｈ”レベルにあり、退避蓄積レジスタ１１４のポテンシャルが深い状態にあることから、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１のＲの信号電荷がシフトゲート１２２を介して退避蓄積レジスタ１１４に読み出される（期間ｔ１）。
【０１５９】
次いで、シフトパルスＳＨ２および蓄積パルスＳＴ１が共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトゲートＳＨ３が“Ｈ”レベルに遷移すると、この時点でＧの水平転送レジスタ１１６の１相目の水平転送パルスφ１Ｇが“Ｈ”レベルにあることから、退避蓄積レジスタ１１４に読み出されたＲの信号電荷が、シフトゲート１２３を介してＧの水平転送レジスタ１１６の１相目の転送電極１１６ａの下に転送される（期間ｔ２）。
【０１６０】
次に、シフトパルスＳＨ３および水平転送パルスφ１Ｇが共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ１，ＳＨ４および蓄積パルスＳＴ１が“Ｈ”レベルに遷移すると、蓄積パルスＳＴ２が既に“Ｈ”レベルにあり、退避蓄積付１１５のポテンシャルが深い状態にあることから、Ｇの水平転送レジスタ１１６のＲの信号電荷が、シフトゲート１２４を介して退避蓄積レジスタ１１５に転送され、同時にＲ／Ｇの感光画素列１１１のＧの信号電荷がシフトゲート１２１を介して退避蓄積レジスタ１１４に読み出される（期間ｔ３）。
【０１６１】
次いで、シフトパルスＳＨ１，ＳＨ４および蓄積パルスＳＴ１，ＳＴ２が共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ３，ＳＨ５およびＧの水平転送レジスタ１１６の１相目の水平転送パルスφ１Ｇが共に“Ｈ”レベルに遷移すると、Ｒの水平転送レジスタ１１７の１相目の水平転送パルスφ１Ｒが既に“Ｈ”レベルにあり、１相目の転送電極１１７ａの下のポテンシャルが深い状態にあることから、退避蓄積レジスタ１１５のＲの信号電荷がシフトゲート１２５を介してＲの水平転送レジスタ１１７の１相目の転送電極１１７ａの下に転送され、同時に退避蓄積レジスタ１１４に読み出されたＧの信号電荷が、シフトゲート１２３を介してＧの水平転送レジスタ１１６の１相目の転送電極１１６ａの下に転送される（期間ｔ４）。
【０１６２】
これにより、Ｇ，Ｂの各水平転送レジスタ１１６，１１７に各々の読取色の信号電荷がセットされたことになる。そして、シフトパルスＳＨ３，ＳＨ５が共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期して蓄積パルスＳＴ１，ＳＴ２が共に“Ｈ”レベルに遷移し、以降互いに逆相の２相の水平転送パルスφ１Ｇ，φ２Ｇおよび水平転送パルスφ１Ｒ，φ２Ｒが所定の周期で発生することで、Ｇ，Ｒの各水平転送レジスタ１１６，１１７の水平転送動作が開始される（期間ｔ５）。この水平転送動作が終了するタイミングが、次の時刻ｔ０のタイミングとなる。
【０１６３】
上述したように、ＲとＧの間のサンプリング重心のずれを故意に、主走査方向におけるサンプリングピッチの０．５画素分に設定した構成の感光画素形状を持つカラーＣＣＤセンサを用いた場合においても、２色の感光画素列１１１から２色の水平転送レジスタ１１６，１１７までの垂直転送経路を共通にし、かつ半周期露光分の信号電荷を蓄積する退避蓄積レジスタ１１４，１１５を設けたことにより、センサの駆動条件を変更するのみで、２つのモードを切り替えることができ、カラー読取モードの１露光期間の間に２倍のライン数を読み取ることができるモノクロ高速モードを実現できる。
【０１６４】
なお、第７実施形態に係るカラーＣＣＤセンサは、色分解プリズムと組み合わせる特殊用途のセンサであったが、並列する２色の感光画素列のシフトゲートから、互いに共通する信号電荷の垂直転送経路に読み出す構造であれば、感光画素形状は第７実施形態に係るカラーＣＣＤセンサの感光画素形状に限定されず、例えば図５０乃至図５２に示す感光画素形状のものであっても良い。
【０１６５】
図５０に示す感光画素形状は、通常の３ラインカラーＣＣＤセンサのように、３色の感光画素列が副走査方向において等間隔になるように、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１Ａの遮光部１３１Ｒ，１３１Ｇを、主走査方向において各画素の受光面の中央部でオーバーラップするように形成した構成となっている。この感光画素形状を持つカラーＣＣＤセンサを用いた場合には、各読取色間のカラーレジストレーションを、画像メモリを用いてデジタル的に補正することになる。
【０１６６】
図５１に示す感光画素形状は、Ｇの感度が高くなるように、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１Ｂにおいて、Ｒの画素についての遮光部をなくし、その分だけＧの画素の幅を広げることによってＧの画素面積を大きくした構成となっている。また、図５２に示す感光画素形状は、図５０，図５１の感光画素形状の場合に生じる、「ＧとＲの主走査方向サンプリング重心の差」と、「サンプリング窓の狭さに起因するモアレの発生」を無くすために、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１Ｃにおいて、Ｒの画素を斜めに傾けた構成となっている。
【０１６７】
これら各変形例（図５０乃至図５２）の感光画素形状においても、第７実施形態に係る感光画素形状（図４１参照）と同様に、図面上最下部で２色の画素が交互に並んだ形状となっているため、図４０に示す第７実施形態に係る感光画素列に対して、各々別個のシフトゲートを介して共通の垂直転送経路に信号電荷を転送する構成を採ることができる。したがって、第７実施形態に係るカラーＣＣＤセンサと同様に、カラー読取モードの１露光期間の間に２倍のライン数を読み取ることができるモノクロ高速モードを実現できる。
【０１６８】
以上説明した第１乃至第７実施形態においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの感光画素列を有する３ラインカラーＣＣＤセンサを読取りセンサとして用い、カラーモードに加え、感光画素列から読み出された信号電荷を一時的に蓄える退避蓄積レジスタを設けるとともに、特定の色の感光画素列に対して１水平転送期間中に複数の露光期間を設定し、複数系統の画情報を得ることによってモノクロ高速モードを実現する場合を例に採って説明したが、特定の色の感光画素列に対して１水平転送期間中に複数の露光期間を設定して複数系統の画情報を得るという本発明の基本的な考え方は、カラーＣＣＤセンサへの適用に限らず、モノクロ（白黒）ＣＣＤセンサにも同様に適用可能である。以下、モノクロＣＣＤセンサを読取りセンサとして用いた場合について説明する。
【０１６９】
図５３は、本発明の第８実施形態を示す概略構成図である。図５３において、フォトダイオード等の光電変換素子（画素）が直線状に多数配列されてなる１本の白黒の感光画素列１４１が設けられており、この感光画素列１４１は画素単位で入射光をその光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積する。感光画素列１４１の例えば一方側には、感光画素列１４１の信号電荷を一時的に退避させるための退避蓄積レジスタ１４２と、感光画素列１４１から退避蓄積レジスタ１４２を介して読み出された信号電荷を水平転送するための第１，第２の水平転送レジスタ１４３，１４４が順に配置されている。
【０１７０】
そして、感光画素列１４１と退避蓄積レジスタ１４２の間、退避蓄積レジスタ１４２と第１の水平転送レジスタ１４３の間および第１，第２の水平転送レジスタ１４３，１４４間にはシフトゲート１４５，１４６，１４７がそれぞれ配置されている。また、第１，第２の水平転送レジスタ１４３，１４４の転送先側の各端部には、例えばフローティング・ディフュージョン・アンプ構成の電荷電圧変換部１４８，１４９が隣接して設けられている。これら電荷電圧変換部１４８，１４９は、水平転送レジスタ１４３，１４４によって画素単位で順に転送されてくる信号電荷を信号電圧に変換して出力する。
【０１７１】
シフトゲート１４５，１４６，１４７の各ゲート電極には、パルス発生回路１５０で発生されるシフトパルスφＳＨ１，φＳＨ２，φＳＨ３がそれぞれ適当なタイミングで印加され、これにより感光画素列１４１において光電変換されかつ蓄積された信号電荷が読み出される。したがって、このシフトパルスφＳＨ１の印加タイミングにより、感光画素列１４１の露光期間が決まる。第１，第２の水平転送レジスタ１４３，１４４は、同様にパルス発生回路１５０で発生される２相の水平転送パルスφ１，φ２によって転送駆動される。
【０１７２】
上記構成のモノクロＣＣＤセンサにおいて、その読取速度は水平転送レジスタ１４３，１４４の転送速度で決まる。本実施形態では、この通常読取モードに加え、モノクロ画像を高速に読み取る高速読取モードを選択的に設定可能な構成を採っている。すなわち、３ラインカラーＣＣＤセンサを読取りセンサとして用いた場合において、モノクロ高速モードを実現したのと同様に、感光画素列１４１に対して１水平転送期間中に露光期間を例えば２回設定し、この２回の露光期間に得られる各信号電荷を第１，第２の水平転送レジスタ１４３，１４４によって並列に転送して出力させる。
【０１７３】
この通常読取モード／高速読取モードの設定は、モード設定回路１５１によって行われる。このモード設定回路１５１によって各モードが設定されると、そのモードに対応したモード切替え信号がパルス発生回路１５０に与えられる。パルス発生回路１５０は、このモード切替え信号を受けてシフトパルスφＳＨ１，φＳＨ２，φＳＨ３の各タイミング、即ちシフトゲート１４５，１４６，１４７の各駆動タイミングを制御することによって各モードを実現する。
【０１７４】
ここで、通常読取モードが設定された場合には、パルス発生回路１５０からは１水平転送期間の周期でシフトパルスφＳＨ１が出力され、シフトゲート１４５のゲート電極に印加される。これにより、感光画素列１４１の露光期間は１水平転送期間と同じ長さに設定される。そして、感光画素列１４１から読み出された信号電荷は、退避蓄積レジスタ１４２を通過して第１の水平転送レジスタ１４３にシフトされ、この水平転送レジスタ１４３によって水平転送され、さらに電荷電圧変換部１４８で信号電圧に変換されて画情報として出力される。
【０１７５】
一方、高速読取モードが設定された場合には、パルス発生回路１５０からは１水平転送期間の例えば１／２の周期でシフトパルスφＳＨ１が出力され、シフトゲート１４５のゲート電極に印加される。これにより、感光画素列１４１に対して信号電荷の読み出し動作が１水平転送期間に２回行われることから、露光期間が１水平転送期間中に２回設定されることになる。
【０１７６】
そして、前半の露光期間に得られる信号電荷は、感光画素列１４１から読み出されたら一旦退避蓄積レジスタ１４２に退避させられる。前半の露光期間の信号電荷の読み出しが終わったら、感光画素列１４１において引き続いて後半の露光が行われる。この後半の露光期間の信号電荷を読み出す際には、一旦退避蓄積レジスタ１４２に退避させられていた前半の露光期間の信号電荷が第１の水平転送レジスタ１４３を通して第２の水平転送レジスタ１４４にシフトされ、これと同期して後半の露光期間の信号電荷が退避蓄積レジスタ１４２を通して第１の水平転送レジスタ１４３にシフトされる。
【０１７７】
このように、前半の露光期間の信号電荷を一旦退避蓄積レジスタ１４２に退避させ、後半の露光期間の信号電荷を第１の水平転送レジスタ１４３にシフトするときに、前半の露光期間の信号電荷も同時に第２の水平転送レジスタ１４４へシフトすることで、前半の露光期間の信号電荷と後半の露光期間の信号電荷の同時化が図られる。そして、前半の露光期間の信号電荷と後半の露光期間の信号電荷は、水平転送レジスタ１４４，１４３によって同じタイミングで並列に水平転送され、さらに電荷電圧変換部１４９，１４８でそれぞれ信号電圧に変換されて２系統の画情報として出力される。
【０１７８】
上述したように、感光画素列１４１、退避蓄積レジスタ１４２および２系統の水平転送レジスタ１４３，１４４を有するモノクロＣＣＤセンサにおいて、感光画素列１４１に対して１水平転送期間中に例えば２回の露光期間を設定し、この２回の露光期間に得られる各信号電荷を２系統の水平転送レジスタ１４３，１４４によって転送することで、水平転送レジスタ１４３，１４４の転送速度と転送電極の段数で決まる水平転送周期の限界速度の２倍の速度で感光画素列１４１の信号電荷を読み出すことができるため、通常読取モードの２倍速の高速読取モードを実現できる。
【０１７９】
なお、本実施形態においては、退避蓄積レジスタ１４２を用いて前半の露光期間の信号電荷と後半の露光期間の信号電荷を同時化し、２系統の水平転送レジスタ１４４，１４３によって同じタイミングで並列に水平転送するとしたが、必ずしも同時化する必要はなく、後半の露光期間中に前半の露光期間の信号電荷を退避蓄積レジスタ１４２から第２の水平転送レジスタ１４４へシフトし、水平転送させることも可能である。このことは、先述した各実施形態の場合にも同様に言える。ただし、同時化して同じタイミングで並列に出力するようにした方が、外部の信号処理系でのタイミング制御が容易となり、その分だけ回路構成も簡略化できるという利点がある。
【０１８０】
また、本実施形態では、退避蓄積レジスタ１４２および２系統の水平転送レジスタ１４３，１４４を感光画素列１４１の一方側にのみ持つ構成としたが、感光画素列１４１の両側に設け、感光画素列１４１の偶数画素の信号電荷と奇数画素の信号電荷とを感光画素列１４１の両側に分配して水平転送を行う構成とすることも可能であり、その結果、より高速化が図れる。
【０１８１】
以上説明した各実施形態に係るＣＣＤセンサの場合は、退避蓄積レジスタを持つことで高速読取りを実現可能としているが、以下に説明する本発明に係るＣＣＤセンサ（固体撮像素子）は、退避蓄積レジスタを持たなくても高速読取りを実現可能としている。
【０１８２】
図５４は、本発明の第９実施形態を示す概略構成図である。図５４において、フォトダイオード等の光電変換素子（画素）が直線状に多数配列されてなる１本のモノクロ（白黒）の感光画素列１６１が設けられており、この感光画素列１６１は画素単位で入射光をその光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積する。感光画素列１６１の両側には、感光画素列１６１から読み出された信号電荷を水平転送するための例えば２系統の第１，第２の水平転送レジスタ１６２，１６３が配置されている。
【０１８３】
そして、感光画素列１６１と第１，第２の水平転送レジスタ１６２，１６３の間にはシフトゲート１６４，１６５がそれぞれ配置されている。これらシフトゲート１６４，１６５は各々、感光画素列１６１に対して各画素ごとに設けられて感光画素列１６１の全画素の信号電荷を露光期間ごとに交互に第１，第２の水平転送レジスタ１６２，１６３に読み出す構成となっている。第１，第２の水平転送レジスタ１６２，１６３の転送先側の各端部には、例えばフローティング・ディフュージョン・アンプ構成の電荷電圧変換部１６６，１６７が隣接して設けられている。これら電荷電圧変換部１６６，１６７は、水平転送レジスタ１６２，１６３によって画素単位で順に転送されてくる信号電荷を信号電圧に変換して出力する。
【０１８４】
シフトゲート１６４，１６５の各ゲート電極には、パルス発生回路１６８で発生されるシフトパルスφＳＨ１，φＳＨ２がそれぞれ適当なタイミングで印加され、これにより、図５５に示すように、感光画素列１６１において光電変換されかつ蓄積された全画素の信号電荷が読み出される。したがって、これらシフトパルスφＳＨ１，φＳＨ２の印加タイミングにより、感光画素列１６１の露光期間が決まる。また、水平転送レジスタ１６２，１６３は、同様にパルス発生回路１６８で発生される２相の水平転送パルスφ１，φ２によって転送駆動される。
【０１８５】
上記構成のモノクロＣＣＤセンサにおいて、その読取速度は第１，第２の水平転送レジスタ１６２，１６３の転送速度で決まる。そして、本実施形態においても、この通常読取モードに加え、モノクロ画像を高速に読み取る高速読取モードを選択的に設定可能な構成を採っている。
【０１８６】
通常読取モードでは、感光画素列１６１に対して１水平転送期間と同じ長さの露光期間を設定し、この露光期間に得られる信号電荷を第１，第２の水平転送レジスタ１６２，１６３の一方、例えば第１の水平転送レジスタ１６２にのみ読み出し、かつ転送させて出力させる。これに対して、高速読取モードでは、感光画素列１６１に対して１水平転送期間中に露光期間を例えば２回設定し、この２回の露光期間に得られる各信号電荷を各露光期間ごとに交互に第１，第２の水平転送レジスタ１６２，１６３に読み出し、かつ交互に転送させて出力させる。
【０１８７】
この通常読取モード／高速読取モードの設定は、モード設定回路１６９によって行われる。このモード設定回路１６９によって各モードが設定されると、そのモードに対応したモード切替え信号がパルス発生回路１６８に与えられる。パルス発生回路１６８は、このモード切替え信号を受けてシフトパルスφＳＨ１，φＳＨ２の各タイミング、即ちシフトゲート１６４，１６５の各駆動タイミングを制御することによって各モードを実現する。
【０１８８】
ここで、通常読取モードが設定された場合には、パルス発生回路１６８からは１水平転送期間の周期でシフトパルスφＳＨ１が出力され、シフトゲート１６４のゲート電極に印加される。これにより、感光画素列１６１の露光期間は１水平転送期間と同じ長さに設定される。そして、この露光期間に感光画素列１６１で光電変換されて得られる全画素の信号電荷は、シフトゲート１６４によって第１の水平転送レジスタ１６２に読み出され、この水平転送レジスタ１６２によって水平転送され、さらに電荷電圧変換部１６６で信号電圧に変換されて画情報として出力される。
【０１８９】
一方、高速読取モードが設定された場合には、図５６のタイミングチャートに示すように、パルス発生回路１６８からは１水平転送期間の周期を持つシフトパルスφＳＨ１，φＳＨ２が互いに半位相ずれた状態で出力され、シフトゲート１６４，１６５の各ゲート電極に交互に印加される。これにより、感光画素列１６１に対して信号電荷の読み出し動作が１水平転送期間に２回行われることから、露光期間が１水平転送期間中に２回設定されることになる。
【０１９０】
そして、前半の露光期間（図中、露光期間１，３，５，……）に得られる全画素の信号電荷は、シフトパルスφＳＨ２がシフトゲート１６５のゲート電極に印加されることで、感光画素列１６１から第２の水平転送レジスタ１６３に読み出される。前半の露光期間の信号電荷の読み出しが終わったら、感光画素列１６１において引き続いて後半の露光が行われる。そして、後半の露光期間（図中、露光期間２，４，６，……）に得られる全画素の信号電荷は、シフトパルスφＳＨ１がシフトゲート１６４のゲート電極に印加されることで、感光画素列１６１から第１の水平転送レジスタ１６２に読み出される。
【０１９１】
第２の水平転送レジスタ１６３に読み出された前半の露光期間の信号電荷は、第２の水平転送レジスタ１６３によって後半の露光期間とそれに続く前半の露光期間に水平転送され、さらに電荷電圧変換部１６７で信号電圧に変換される。また、第１の水平転送レジスタ１６２に読み出された後半の露光期間の信号電荷は、第１の水平転送レジスタ１６２によって次の１水平転送期間における前半の露光期間とそれに続く後半の露光期間に水平転送され、さらに電荷電圧変換部１６６で信号電圧に変換される。これにより、電荷電圧変換部１６６，１６７からは、１水平転送期間に２回設定された各露光期間の２走査ラインの信号電荷に基づく２系統の画情報が導出される。
【０１９２】
このように、感光画素列１６１の両側に２系統の第１，第２の水平転送レジスタ１６２，１６３を有するモノクロＣＣＤセンサにおいて、感光画素列１６１と水平転送レジスタ１６２，１６３の間に感光画素列１６１の各画素ごとにシフトゲート１６４，１６５を設けるとともに、感光画素列１６１に対して１水平転送期間中に例えば２回の露光期間を設定し、これら露光期間に得られる各信号電荷を２系統の水平転送レジスタ１６２，１６３に交互に読み出し、これら水平転送レジスタ１６２，１６３によって分担して転送することで、水平転送レジスタ１６２，１６３の転送速度と転送電極の段数で決まる水平転送周期の限界速度の２倍の速度で感光画素列１６１の信号電荷を読み出すことができるため、通常読取モードの２倍速の高速読取モードを実現できる。
【０１９３】
図５７は、第９実施形態の変形例を示す概略構成図である。この変形例においては、第１，第２の水平転送レジスタ１６２，１６３が電荷電圧変換部１６６，１６７に至るまでの間に例えば２系統の転送路１６２−１，１６２−２，１６３−１，１６３−２にそれぞれ分岐され、これに伴い電荷電圧変換部１６６，１６７も水平転送レジスタ１６２，１６３に対して２個ずつ、即ち水平転送レジスタ１６２の２系統の最終転送段の転送路１６２−１，１６２−２に対して２個の電荷電圧変換部１６６−１，１６６−２が、水平転送レジスタ１６３の２系統の最終転送段の転送路１６３−１，１６３−２に対して２個の電荷電圧変換部１６７−１，１６７−２がそれぞれ設けられた構成となっている。
【０１９４】
上記の構成の第９実施形態の変形例に係るモノクロＣＣＤセンサにおいて、水平転送レジスタ１６２に読み出された全画素の信号電荷は、この水平転送レジスタ１６２がその最終段付近で２系統に分岐されていることから、その分岐部分で奇数番目の画素の信号電荷と偶数番目の画素の信号電荷に振り分けられてそれぞれ２系統の転送路１６２−１，１６２−２を介して２個の電荷電圧変換部１６６−１，１６６−２に転送され、これら電荷電圧変換部１６６−１，１６６−２で信号電圧に変換されることで、奇数画素／偶数画素の２系統の画情報として出力される。水平転送レジスタ１６３側についても全く同様である。
【０１９５】
このように、第９実施形態に係るモノクロＣＣＤセンサにおいて、第１，第２の水平転送レジスタ１６２，１６３をその最終転送段付近でそれぞれ２系統に分岐して電荷電圧変換出力部を並列化することで、電荷電圧変換部１６６，１６７への転送期間が充分長くとれるようになり、より高速化が図れる。また、主走査方向（感光画素列の配列方向）・副走査方向（主走査方向の直交する方向）共に１画素ごとに分割することになるため、１本の感光画素列１６１に対して４系統の出力を得る構成であるにも拘らず、処理系統ごとの出力特性の差が画像上に現れても１画素周期と非常に短く、主走査方向に４分割する方式に比べて画像ムラが目立ちにくくなる。
【０１９６】
この第９実施形態の変形例に係るモノクロＣＣＤセンサによって読み取られた画像データ（読取データ）の構造を図５８に示す。同図から明らかなように、主走査・副走査共に、１画素ごとに出力系統が異なる。すなわち、この読取データの構造から、読取データ上の処理系統ごとの出力特性の差の生じ方が１画素周期となることがわかる。
【０１９７】
図５９は、本発明の第１０実施形態を示す概略構成図であり、第９実施形態に係るＣＣＤセンサの基本原理を用いて３ラインカラーＣＣＤセンサを構成した場合を示している。図５９において、フォトダイオード等の光電変換素子（画素）が直線状に配列されてなる３本の感光画素列１７１，１７２，１７３が互いに等しい所定のライン間隔Ｌを持ち、例えば図の下側からＲ，Ｇ，Ｂの３色にそれぞれ対応して順に配置されている。これら感光画素列１７１，１７２，１７３は、受光面上にＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した色フィルタ（図示せず）が配され、各色ごとに画素単位で入射光をその光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積する。
【０１９８】
３本の感光画素列１７１，１７２，１７３のうちのＧの感光画素列１７２およびその周辺構造に、第９実施形態に係るＣＣＤセンサの構造が適用されている。すなわち、Ｇの感光画素列１７２の両側には、２本の水平転送レジスタ１７４，１７５が配置されている。そして、感光画素列１７２と２本の水平転送レジスタ１７４，１７５の間には、シフトゲート１７６，１７７がそれぞれ配置されている。これらシフトゲート１７６，１７７は各々、感光画素列１７２に対して各画素ごとに設けられて感光画素列１７２の全画素の信号電荷を露光期間ごとに交互に水平転送レジスタ１７４，１７５に読み出す構成となっている。
【０１９９】
一方、他の２色、即ちＲ，Ｂの感光画素列１７１，１７３の各一方側、例えばＲの感光画素列１７１については図面上の下側、Ｂの感光画素列１７３については図面上の上側にそれぞれ水平転送レジスタ１７８，１７９が配置されている。また、感光画素列１７１と水平転送レジスタ１７８の間、および感光画素列１７３と水平転送レジスタ１７９の間には、シフトゲート１８０，１８１がそれぞれ配置されている。
【０２００】
Ｇの感光画素列１７２の両側の水平転送レジスタ１７４，１７５の転送先側の各端部には、例えばフローティング・ディフュージョン・アンプ構成の電荷電圧変換部１８２，１８３が隣接して設けられている。Ｒ，Ｂの感光画素列１７１，１７３の各一方側の水平転送レジスタ１７８，１７９の転送先側の各端部にも、同様の構成の電荷電圧変換部１８４，１８５が隣接して設けられている。これら電荷電圧変換部１８２，１８３，１８４，１８５は、水平転送レジスタ１７４，１７５，１７８，１７９によって画素単位で順に転送されてくる信号電荷を信号電圧に変換して出力する。
【０２０１】
シフトゲート１７６，１７７およびシフトゲート１８０，１８１の各ゲート電極には、パルス発生回路１８６で発生されるシフトパルスφＳＨＧ１，φＳＨＧ２およびシフトパルスφＳＨＲ  ，φＳＨＢ  がそれぞれ適当なタイミングで印加され、これによりＧの感光画素列１７２およびＲ，Ｂの感光画素列１７１，１７３において光電変換されかつ蓄積された全画素の信号電荷が読み出される。また、水平転送レジスタ１７４，１７５，１７８，１７９は、同様にパルス発生回路１８６で発生される２相の水平転送パルスφ１，φ２によって転送駆動される。
【０２０２】
上記構成の第１０実施形態に係る３ラインカラーＣＣＤセンサでは、通常カラーモード以外に、モノクロ画像を高速に読み取るモノクロ高速モードをも設定可能な構成を採っている。通常カラーモードでは、Ｒ，Ｇ，Ｂの３本の感光画素列１７１，１７２，１７３に対して１水平転送期間と同じ長さの露光期間を設定する。そして、この露光期間に得られる信号電荷を、図６０（Ａ）に示すように、Ｒ，Ｂの感光画素列１７１，１７３については水平転送レジスタ１７８，１７９にそれぞれ読み出し、かつ転送させて出力させる。Ｇの感光画素列１７２については、２本の水平転送レジスタ１７４，１７５の一方、例えば水平転送レジスタ１７４のみに読み出し、かつ転送させて出力させる。
【０２０３】
これに対して、モノクロ高速モードでは、Ｇの感光画素列１７２に対して１水平転送期間中に露光期間を例えば２回設定し、この２回の露光期間に得られる各信号電荷を、図６０（Ｂ）に示すように、各露光期間ごとに交互に２本の水平転送レジスタ１７４，１７５に読み出し、かつ交互に転送させて出力させる。そして、このＧの感光画素列１７２から得られる信号電荷に基づく画情報が、モノクロ用の画情報として用いられる。
【０２０４】
このとき、Ｒ，Ｂの感光画素列１７１，１７３については通常カラーモードと同様の動作が行われるが、それらの画情報は使用されない。したがって、Ｒ，Ｂの水平転送レジスタ１７８，１７９の感光画素列１７１，１７３と反対側にシフトゲートおよびドレインを配し、水平転送レジスタ１７８，１７９に読み出された信号電荷を水平転送せず、シフトゲートを介してドレインに排出するようにしても良い。
【０２０５】
この通常カラーモード／モノクロ高速モードのモード設定は、モード設定回路１８７によって行われる。このモード設定回路１８７によって各モードが設定されると、そのモードに対応したモード切替え信号がパルス発生回路１８６に与えられる。パルス発生回路１８６は、このモード切替え信号を受けてシフトパルスφＳＨＧ１，φＳＨＧ２およびシフトパルスφＳＨＲ  ，φＳＨＢ  の各タイミング、即ちシフトゲート１７６，１７７およびシフトゲート１８０，１８１の各駆動タイミングを制御することによって各モードを実現する。
【０２０６】
ここで、通常カラーモード／モノクロ高速モードの各モードごとの動作について説明する。先ず、通常カラーモードの動作について図６１のタイミングチャートを用いて説明するに、通常カラーモードが設定された場合には、パルス発生回路１８７からは１水平転送期間の周期でシフトパルスφＳＨＲ  ，φＳＨＧ１，φＳＨＢ  が出力され、シフトゲート１８０，１７６，１８１の各ゲート電極に印加される。これにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの感光画素列１７１，１７２，１７３の各露光期間は１水平転送期間と同じ長さに設定される。
【０２０７】
そして、この露光期間に各感光画素列１７１，１７２，１７３で光電変換されて得られる各信号電荷は、シフトゲート１８０，１７６，１８１によって水平転送レジスタ１７８，１７４，１７９にそれぞれ読み出され、これら水平転送レジスタ１７８，１７４，１７９によって水平転送され、さらに電荷電圧変換部１８４，１８２，１８５で信号電圧に変換されてＲ，Ｇ，Ｂの画情報としてそれぞれ出力される。
【０２０８】
続いて、モノクロ高速モードの動作について図６２のタイミングチャートを用いて説明する。モノクロ高速モードが設定された場合には、パルス発生回路１８７からは１水平転送期間の周期でシフトパルスφＳＨＲ  ，φＳＨＧ１，φＳＨＢ  が出力され、シフトゲート１８０，１７６，１８１の各ゲート電極に印加されるとともに、これらシフトパルスφＳＨＲ  ，φＳＨＧ１，φＳＨＢ  に対して半位相ずれた同じ周期のシフトパルスφＳＨＧ２が出力され、シフトゲート１７７のゲート電極に印加される。
【０２０９】
これにより、Ｇの感光画素列１７２に対しては、信号電荷の読み出し動作が１水平転送期間に２回行われることから、露光期間が１水平転送期間に２回設定されることになる。Ｒ，Ｂの感光画素列１７１，１７３に対しては、通常カラーモードの場合と同様に、１水平転送期間と同じ長さの周期で信号電荷の読み出し動作が行われる。すなわち、１水平転送期間が１露光期間となる。
【０２１０】
ここで、Ｒ，Ｂの感光画素列１７１，１７３については通常カラーモードの場合と同様の動作が行われるが、Ｇの感光画素列１７２については、前半の露光期間（図中、露光期間１ａ，２ａ，３ａ，……）に得られる全画素の信号電荷は、シフトパルスφＳＨＧ２がシフトゲート１７７のゲート電極に印加されることで、Ｇの感光画素列１７２から水平転送レジスタ１７５に読み出される。前半の露光期間の信号電荷の読み出しが終わったら、感光画素列１７２において引き続いて後半の露光が行われる。そして、後半の露光期間（図中、露光期間１ｂ，２ｂ，３ｂ，……）に得られる全画素の信号電荷は、シフトパルスφＳＨＧ１がシフトゲート１７６のゲート電極に印加されることで、感光画素列１７２から水平転送レジスタ１７４に読み出される。
【０２１１】
水平転送レジスタ１７５に読み出された前半の露光期間の信号電荷は、水平転送レジスタ１７５によって後半の露光期間およびそれに続く前半の露光期間に水平転送され、さらに電荷電圧変換部１８３で信号電圧に変換される。また、水平転送レジスタ１７４に読み出された後半の露光期間の信号電荷は、水平転送レジスタ１７４によって次の１水平転送期間における前半の露光期間およびそれに続く後半の露光期間に水平転送され、さらに電荷電圧変換部１８２で信号電圧に変換される。これにより、電荷電圧変換部１８３，１８２からは、１水平転送期間に２回設定された各露光期間の２走査ラインの信号電荷に基づく２系統の画情報が導出される。
【０２１２】
上述したように、３ラインカラーＣＣＤセンサにおいて、Ｇの感光画素列１７２の両側に２系統の水平転送レジスタ１７４，１７５を設け、かつ感光画素列１７２と水平転送レジスタ１７４，１７５の間に感光画素列１７２の各画素ごとにシフトゲート１７６，１７７を配置するとともに、感光画素列１７２に対して１水平転送期間中に例えば２回の露光期間を設定し、これら露光期間に得られる各信号電荷を２系統の水平転送レジスタ１７４，１７５に交互に読み出し、これら水平転送レジスタ１７４，１７５によって分担して転送することで、水平転送レジスタ１７４，１７５の転送速度と転送電極の段数で決まる水平転送周期の限界速度の２倍の速度で感光画素列１７２の信号電荷を読み出すことができるため、通常カラーモードの２倍速のモノクロ高速モードを実現できる。
【０２１３】
図６３は、本発明の第１１実施形態を示す概略構成図である。この第１１実施形態の基本的な構成は、第１０実施形態の構成と同じであるので、図６３中、図５９と同等部分には同一符号を付して示す。
【０２１４】
この第１１実施形態に係る３ラインカラーＣＣＤセンサは、Ｒ，Ｇ，Ｂの３本の感光画素列１７１，１７２，１７３が所定のライン間隔を持って配置され、Ｇの感光画素列１７２の両側に２本の水平転送レジスタ１７４，１７５が設けられたセンサ構造において、Ｇの感光画素列１７２とＢの感光画素列１７３の間に位置する水平転送レジスタ１７５を、モノクロ高速モードでのＧの感光画素列１７２の信号電荷の転送と、通常カラーモードでのＢの感光画素列１７３の信号電荷の転送に兼用した構成を採っている。
【０２１５】
これを実現するために、Ｂの感光画素列１７３の信号電荷を読み出すためのシフトゲート１８１は、感光画素列１７３と水平転送レジスタ１７５の間に設けられている。また、モノクロ高速モードにおいて、水平転送レジスタ１７５をＧの感光画素列１７２の信号電荷の転送に利用しているときは、Ｂの感光画素列１７３の信号電荷を水平転送レジスタ１７５に読み出す訳にはいかなく、当該モードでのＢの感光画素列１７３の信号電荷は不要となる電荷であることから、この信号電荷を排出するためのシフトゲート１８８およびドレイン１８９が、Ｂの感光画素列１７３の水平転送レジスタ１７５と反対側に設けられている。
【０２１６】
一方、パルス発生回路１８７からは、シフトパルスφＳＨＧ１，φＳＨＧ２およびシフトパルスφＳＨＲ  に加えてシフトパルスφＳＨＢ１，φＳＨＢ２がそれぞれ発生される。これらシフトパルスφＳＨＢ１，φＳＨＢ２のうち、シフトパルスφＳＨＢ１はシフトゲート１８１に、シフトパルスφＳＨＢ２はＢの感光画素列１７３とドレイン１８９の間に位置するシフトゲート１８８に印加される。そして、シフトパルスφＳＨＧ１，φＳＨＧ２およびシフトパルスφＳＨＢ１，φＳＨＢ２の各発生タイミングにより、通常カラーモードとモノクロ高速モードが設定される。
【０２１７】
なお、シフトパルスφＳＨＳＨが印加される期間では、水平転送パルスφ１，φ２は停止する必要があるが、シフトパルスφＳＨＳＨの切換えが予測されるタイミングに、あらかじめ水平転送パルスφ１，φ２の休止期間を作っておけば、水平転送パルスφ１，φ２は同じ信号を共通に使うことができる。また、ビデオ出力にシフトパルスφＳＨＳＨの誘導が乗ることもない。
【０２１８】
ここで、通常カラーモードとモノクロ高速モードの信号電荷の読み出し動作について、図６４の動作説明図を用いて説明する。この読み出し動作において、第１０実施形態の場合の読み出し動作と異なるのは、図６０の動作説明図との対比から明らかなように、Ｂの感光画素列１７３の信号電荷の読み出し動作にある。すなわち、通常カラーモード（Ａ）での動作では、Ｂの感光画素列１７３の信号電荷がシフトゲート１８１を介して水平転送レジスタ１７５に読み出され、モノクロ高速モード（Ｂ）の動作では、Ｂの感光画素列１７３の信号電荷がシフトゲート１８８を介してドレイン１８９に排出されるようになっている。
【０２１９】
この構成によれば、第１０実施形態の効果に加え、水平転送レジスタ１７５を通常カラーモードでのＢの感光画素列１７３の信号電荷の転送に兼用したことに伴い、水平転送レジスタおよび電荷電圧検出部を１系統分削減でき、構成を簡略化できるため、センサ全体の寸法を第１０実施形態に係るカラーＣＣＤセンサよりも縮小でき、小型化が図れることになる。
【０２２０】
図６５に通常カラーモードのタイミングチャートを、図６６にモノクロ高速モードのタイミングチャートをそれぞれ示す。通常カラーモードでは、シフトパルスφＳＨＲ  ，φＳＨＧ１，φＳＨＢ１をそれぞれ等間隔で発生し、シフトパルスφＳＨＧ２，φＳＨＢ２を発生しないようにすることで、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色の感光画素列１７１，１７２，１７３の露光期間を等間隔（１水平走査期間）に設定し、各感光画素列１７１，１７２，１７３で光電変換して得られる信号電荷を読み出す。このとき、Ｂの感光画素列１７３の信号電荷は、先述したように、シフトゲート１８１を介して水平転送レジスタ１７５に読み出される。
【０２２１】
一方、モノクロ高速モードでは、シフトパルスφＳＨＲ  ，φＳＨＧ１，φＳＨＢ２をそれぞれ等間隔で発生するとともに、シフトパルスφＳＨＧ２をこれらシフトパルスφＳＨＲ  ，φＳＨＧ１，φＳＨＢ２と半位相ずらして発生し、シフトゲートφＳＨＢ１を発生しないようにする。こうすることで、Ｇの感光画素列１７２の露光サンプル間隔は通常カラーモードの２倍のピッチとなり、２倍となった情報量を水平転送レジスタ１７４，１７５によって読み出す。
【０２２２】
このようにして、シフトパルスφＳＨＧ２およびシフトパルスφＳＨＢ１，φＳＨＢ２の各発生タイミングの設定を切り換えることにより、１つの感光画素列１７２の動作モードを切り換えて、フルカラー読取モード（通常カラーモード）とモノクロ高速読取モードに供することができる。また、読み出しに使用する読取色を、他の色に比べて露光量の多いＧとしたことで、２倍速読取りで露光量が半減した場合のＳ／Ｎ低下の影響を最小限にすることができる。
【０２２３】
図６７は、第１１実施形態の変形例を示す概略構成図である。この変形例は、第９実施形態の変形例（図５７を参照）に対応したものである。すなわち、３本の水平転送レジスタ１７４，１７５，１７８が電荷電圧変換部１８２，１８３，１８４に至るまでの間に例えば２系統の転送路１７４−１，１７４−２，１７５−１，１７５−２，１７８−１，１７８−２に分岐され、これに伴い電荷電圧変換部１８２，１８３，１８４も水平転送レジスタ１７４，１７５，１７８に対して２個ずつ設けられている。
【０２２４】
すなわち、水平転送レジスタ１７４の２系統の最終転送段の転送路１７４−１，１７４−２に対して２個の電荷電圧変換部１８２−１，１８２−２が、水平転送レジスタ１７５の２系統の最終転送段の転送路１７５−１，１７５−２に対して２個の電荷電圧変換部１８３−１，１８３−２が、水平転送レジスタ１７８の２系統の最終転送段の転送路１７８−１，１７８−２に対して２個の電荷電圧変換部１８４−１，１８４−２がそれぞれ設けられた構成となっている。
【０２２５】
このように、３本の水平転送レジスタ１７４，１７５，１７８の各最終転送段付近を２系統に分岐し、電荷電圧変換を行う出力部を並列化することにより、本センサの高速化の効果をより高めることができる。ただし、出力系統が２倍になることで構成が複雑化することが懸念されるが、水平転送レジスタ１７５を通常カラーモードでのＢの感光画素列１７３の信号電荷の転送に兼用した構成の第１１実施形態に適用した場合には、出力部の並列化を行っても、センサ出力部は、通常の３ラインカラーセンサ並みの６系統で済み、現状の構成を維持できることになる。
【０２２６】
そして、モノクロ高速モードにした場合の画像上の出力系統の特性差に起因するムラの発生は、図５８に示すように、主走査／副走査共に１画素ごとであり、大きな周期のムラは発生しないため、画像上ムラが目立ちにくくなるという特有の効果か得られる。
【０２２７】
ところで、１本の水平転送レジスタに１系統の電荷電圧変換部を接続した場合の転送レートの限界は２０ＭＨｚと言われており、電荷電圧変換部を並列化することで、この転送レートは３０ＭＨｚにまで高速化できる。この転送レートは、水平転送レジスタを並列化すること（２０ＭＨｚ×２倍＝４０ＭＨｚ相当）に比べれば遅いが、７５００画素のセンサを使用した場合の読取り線速に換算して、約１６０ｍｍ／ｓｅｃとなり、モノクロ高速モード設定時の線速はその倍の３２０ｍｍ／ｓｅｃとなって、アナログの高速複写機並みの読取速度を得ることができる。この速度は、単純に水平転送レジスタを並列化した場合の速度（約２１０ｍｍ／ｓｅｃ）に比べて１．５倍速い読取速度である。
【０２２８】
次に、上記第１乃至第７実施形態、並びに第１０および第１１実施形態に係るカラーＣＣＤセンサを読取りセンサとして用いた画像読取装置の構成の概略について説明する。図６８は、これら各実施形態に係るカラーＣＣＤセンサを用いたカラー画像読取装置の処理系の構成の一例を示すブロック図である。
【０２２９】
図６８において、カラーＣＣＤセンサ２１０は、センサドライバ２２０によって駆動される。このセンサドライバ２２０には、タイミング発生回路２２１から各種のタイミングパルス等が供給される。カラーＣＣＤセンサ２１０から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの各画像信号は直流カット回路２２２Ｒ，２２２Ｇ，２２２Ｂに供給される。直流カット回路２２２Ｒ，２２２Ｇ，２２２Ｂは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画像信号から温度変動等をキャンセルするための直流成分をカットするものである。
【０２３０】
この直流カット回路２２２Ｒ，２２２Ｇ，２２２Ｂを経たＲ，Ｇ，Ｂの各画像信号は、アンプ２２３Ｒ，２２３Ｇ，２２３Ｂを介して同期接地回路２２４Ｒ，２２４Ｇ，２２４Ｂに供給される。同期接地回路２２４Ｒ，２２４Ｇ，２２４Ｂは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画像信号中のダミー画素期間に直流再生と黒レベル確保のための動作を行うものである。ダミー画素期間は、シフトパルスの動作後、有効画素に先立って読み出される遮光画素部分の期間であり、このダミー画素部の出力が黒読取レベルにほぼ等しいとして、直流再生はこのダミー画素部の画像信号レベルが接地レベルと同じになるようにクランプ動作を行うことで実現している。そのため、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画像信号中のダミー画素部を示すタイミング信号がタイミング発生回路２２１から同期接地回路２２４Ｒ，２２４Ｇ，２２４Ｂに供給されている。
【０２３１】
同期接地回路２２４Ｒ，２２４Ｇ，２２４Ｂを通過したＲ，Ｇ，Ｂのアナログ画像信号は、Ａ／Ｄ変換器２２５Ｒ，２２５Ｇ，２２５ＢでＲ，Ｇ，Ｂのデジタル画像信号に変換された後、シェーディング補正回路２２６で所定のシェーディング補正が行われ、次いで遅延回路２２７でカラーレジストレーションの補正が行われる。なお、カラーＣＣＤセンサ２１０から出力される画像信号がＲ，Ｇ，Ｂの３色と偶数画素・奇数画素の２系統の計６系統に分かれている場合には、図示しないがＡ／Ｄ変換器２２５Ｒ，２２５Ｇ，２２５Ｂの前段に偶数画素と奇数画素の各画素信号を合成する合成回路が設けられる。
【０２３２】
また、第１乃至第７実施形態における通常カラーモード／露光位相調整モード／モノクロ高速モード、または第１０および第１１実施形態における通常カラーモード／モノクロ高速モードの各モードのいずれかを選択的に設定するためのモード設定回路２２８が設けられている。このモード設定回路２２８によって各モードが設定されると、そのモードに対応したモード切替え信号がタイミング発生回路２２１に与えられる。タイミング発生回路２２１は、このモード切替え信号を受けてセンサドライバ２２０に対して、カラーＣＣＤセンサ２１０を各モードに対応して駆動するための各種のタイミングパルスを供給する。
【０２３３】
なお、本例では、カラーＣＣＤセンサを読取りセンサとして用いたカラー画像読取装置において、通常カラーモードとモノクロ高速モードとを選択的に設定できるようにした場合について説明したが、先述した第８および第９実施形態に係るモノクロＣＣＤセンサを読取りセンサとして用い、通常読取モードとモノクロ高速モードとを選択的に設定できるモノクロ画像読取装置として構成することも可能である。
【０２３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数色の感光画素列の各々から読み出された信号電荷を転送する複数色分の電荷転送部と、感光画素列から読み出された信号電荷を一旦蓄積する蓄積部とを有する固体撮像素子を有する固体撮像素子を読取りセンサとして用いて画像の読み取りを行う際に、複数色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列に対して電荷転送部の１転送期間中に２回以上の読み出し動作を行うことによって当該感光画素列に対して複数の露光期間を設定し、この複数の露光期間のうちの先の露光期間に得られる信号電荷を蓄積部に一旦蓄積したのち、後の露光期間に得られる信号電荷と共に少なくとも２つの電荷転送部によって転送させるようにしたことにより、モノクロモードの高速読み出しを低コストにて実現できる。
また、複数色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列に対して少なくとも２系統の電荷転送部を有する固体撮像素子を読取りセンサとして用いて画像の読み取りを行う際に、電荷転送部の１転送期間中に特定の色の感光画素列に対して２回以上の読み出し動作を行うことによって当該感光画素列に対して複数の露光期間を設定し、この複数の露光期間で得られる信号電荷の各々を少なくとも２系統の電荷転送部で分担して出力させるようにしたことにより、モノクロモードの高速読み出しを低コストにて実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】通常カラーモードのタイミングチャートである。
【図３】露光位相調整モードのタイミングチャートである。
【図４】モノクロ高速モードのタイミングチャートである。
【図５】画像形成装置の信号処理系を示すブロック図である。
【図６】露光位相調整モードの動作説明図（その１）である。
【図７】露光位相調整モードの動作説明図（その２）である。
【図８】モノクロ高速モードの動作説明図（その１）である。
【図９】モノクロ高速モードの動作説明図（その２）である。
【図１０】カラー複写モードのタイミングチャートである。
【図１１】モノクロ高速複写モードのタイミングチャートである。
【図１２】本発明の第２実施形態を示す要部の構造図である。
【図１３】第２実施形態の１ブロック分の構造図である。
【図１４】第２実施形態に係る第１転送電極列の動作説明図である。
【図１５】第２実施形態に係る第２転送電極列の動作説明図である。
【図１６】第２実施形態に係る退避蓄積レジスタの動作説明図である。
【図１７】第２実施形態に係るモノクロ高速モードのタイミングチャートである。
【図１８】第２実施形態に係るモノクロ高速モードの動作説明図（その１）である。
【図１９】第２実施形態に係るモノクロ高速モードの動作説明図（その２）である。
【図２０】第２実施形態において２段階の露光を行った場合のタイミングチャートである。
【図２１】２段階の露光を行った場合の動作説明図（その１）である。
【図２２】２段階の露光を行った場合の動作説明図（その２）である。
【図２３】本発明の第３実施形態を示す要部の構造図である。
【図２４】第３実施形態の１ブロック分の構造図である。
【図２５】第３実施形態に係るタイミングチャートである。
【図２６】第３実施形態に係る動作説明図（その１）である。
【図２７】第３実施形態に係る動作説明図（その２）である。
【図２８】第３実施形態の変形例を示す要部の構造図である。
【図２９】変形例に係る１ブロック分の構造図である。
【図３０】第３実施形態の変形例に係るタイミングチャートである。
【図３１】第３実施形態の変形例に係る動作説明図である。
【図３２】本発明の第４実施形態を示す要部の構造図である。
【図３３】第４実施形態の１ブロック分の構造図である。
【図３４】第４実施形態に係るタイミングチャートである。
【図３５】第４実施形態に係る動作説明図（その１）である。
【図３６】第４実施形態に係る動作説明図（その２）である。
【図３７】第４実施形態に係る動作説明図（その３）である。
【図３８】本発明の第５実施形態を示す要部の構造図である。
【図３９】本発明の第６実施形態を示す要部の構造図である。
【図４０】本発明の第７実施形態を示す要部の構造図である。
【図４１】第７実施形態に係る感光画素形状を示す拡大図である。
【図４２】第７実施形態の１ブロック分の構造図である。
【図４３】第７実施形態に係るモノクロ２倍速モードのタイミングチャートである。
【図４４】第７実施形態に係るモノクロ２倍速モードの動作説明図（その１）である。
【図４５】第７実施形態に係るモノクロ２倍速モードの動作説明図（その２）である。
【図４６】第７実施形態に係るモノクロ２倍速モードの動作説明図（その３）である。
【図４７】第７実施形態に係るカラーモードのタイミングチャートである。
【図４８】第７実施形態に係るカラーモードの動作説明図（その１）である。
【図４９】第７実施形態に係るカラーモードの動作説明図（その２）である。
【図５０】第７実施形態に係る感光画素形状の変形例を示す拡大図（その１）である。
【図５１】第７実施形態に係る感光画素形状の変形例を示す拡大図（その２）である。
【図５２】第７実施形態に係る感光画素形状の変形例を示す拡大図（その３）である。
【図５３】本発明の第８実施形態を示す概略構成図である。
【図５４】本発明の第９実施形態を示す概略構成図である。
【図５５】第９実施形態の動作説明図である。
【図５６】第９実施形態に係るタイミングチャートである。
【図５７】第９実施形態の変形例を示す概略構成図である。
【図５８】第９実施形態の変形例に係るモノクロＣＣＤセンサによって読み取られた画像データの構造図である。
【図５９】本発明の第１０実施形態を示す概略構成図である。
【図６０】第１０実施形態の動作説明図であり、（Ａ）は通常カラーモードを、（Ｂ）はモノクロ高速モードをそれぞれ示している。
【図６１】第１０実施形態に係る通常カラーモードのタイミングチャートである。
【図６２】第１０実施形態に係るモノクロ高速モードのタイミングチャートである。
【図６３】本発明の第１１実施形態を示す概略構成図である。
【図６４】第１１実施形態の動作説明図であり、（Ａ）は通常カラーモードを、（Ｂ）はモノクロ高速モードをそれぞれ示している。
【図６５】第１１実施形態に係る通常カラーモードのタイミングチャートである。
【図６６】第１１実施形態に係るモノクロ高速モードのタイミングチャートである。
【図６７】第１１実施形態の変形例を示す概略構成図である。
【図６８】本発明に係る画像読取装置の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１，５１，７１，９１，１７１…Ｒの感光画素列、１２，５２，７２，９２，１７２…Ｇの感光画素列、１３，５３，７３，９３，１１２，１７３…Ｂの感光画素列、１４，５５，５６，７７，７７ｏ，７７ｅ，９４，１１７，１７８…Ｒの水平転送レジスタ、１５，５７，５８，７６，７６ｏ，７６ｅ，９５，１１６，１７４，１７５…Ｇの水平転送レジスタ、１６，７８，９６，１１８，１７９…Ｂの水平転送レジスタ、１７，５４，７４，７５，８６Ａ，８６Ｂ，９８，９９，１１４，１１５…退避蓄積レジスタ、２３，１５０，１６８，１８６…パルス発生回路、１１１…Ｒ／Ｇの感光画素列
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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