(57)【要約】【課題】撮影要求に応じて信号電荷を混合し読み出すことができる固体撮像素子および撮像装置を提供。【解決手段】CCD撮像素子10は、垂直転送路14を一列おきに形成し、垂直転送路14の本数を削減し、この形成による空き領域を受光素子12の感光領域16に用いて感光領域16を広げることにより、高画素化しても信号電荷の十分な生成を可能にし、残した垂直転送路14を挟んで上下左右に位置する４つの受光素子12を一組単位に扱い４つの受光素子12に蓄積した信号電荷をトランスファゲート18から順に読み出し、残した垂直転送路14を共用して信号電荷を転送する。【選択図】図１
2006287912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に入射光の光電変換により信号電荷を生成する複数の受光素子が配列され、該配列において、一の行における受光素子の配置間隔は隣接する他の行における受光素子の配置間隔に対して相対的にずれ、該受光素子のそれぞれに蓄積した信号電荷を列方向に転送させる列転送手段と、該列転送手段からの信号電荷を行方向に転送させる行転送手段とを有する固体撮像素子において、
前記列転送手段は、前記受光素子のうちの一列おきの受光素子の一方の側に形成され、
該固体撮像素子は、さらに、前記一列おきに形成させた列転送手段を挟んで上下左右に位置する４つの受光素子を一組単位に扱うとともに、前記４つの受光素子から前記列転送手段に前記信号電荷を読み出すゲート手段を有することを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像素子において、該固体撮像素子は、前記４つの受光素子における上下に位置する受光素子に対して色Gの色フィルタセグメントを対応させ、左右に位置する受光素子に対して色Rおよび色Bまたは色Bおよび色Rの色フィルタセグメントを対応させ形成されること特徴とする固体撮像素子。
【請求項３】
請求項１に記載の固体撮像素子において、該固体撮像素子は、前記一組単位の受光素子に対して同色の色フィルタセグメントが形成され、前記一組単位における前記色フィルタセグメントが色Gを正方格子状に配し該色Gの間に色Rおよび色Bの前記色フィルタセグメントを完全市松に配されることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項４】
請求項３に記載の固体撮像素子において、該固体撮像素子は、該固体撮像素子における信号電荷の読出しモードに応じて前記一組単位における４つの受光素子からすべてまたは２つの受光素子を読み出して混合させることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項５】
請求項４に記載の固体撮像素子において、該固体撮像素子は、該固体撮像素子における結像面の中心に対して形成される前記受光素子の前記結像面における位置に応じて前記入射光を集光する集光手段の位置をずらして形成され、前記入射光を的確に前記感光領域に送り、信号電荷を生成することを特徴とする固体撮像素子。
【請求項６】
被写界からの入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の受光素子が配列され、該配列において、一の行における受光素子の配置間隔は隣接する他の行における受光素子の配置間隔に対して相対的にずれ、該受光素子のそれぞれに蓄積した信号電荷を列方向に転送させる列転送手段と、該列転送手段からの信号電荷を行方向に転送させる行転送手段とを含む固体撮像素子、該固体撮像素子を駆動させる駆動信号を生成し、該固体撮像素子に供給する駆動手段、該駆動手段に前記駆動信号の動作タイミングを持たせるタイミング生成手段、該タイミング生成手段の動作を制御する制御手段、該制御手段に動作を指示する操作手段、および前記固体撮像素子が出力する信号に信号処理を施す信号処理手段を含む撮像装置において、
前記列転送手段は、前記受光素子のうちの一列おきの受光素子の一方の側に形成され、
前記固体撮像素子は、さらに、前記一列おきに形成させた列転送手段を挟んで上下左右に位置する４つの受光素子を一組単位に扱うとともに、前記４つの受光素子から前記列転送手段に前記信号電荷を読み出すゲート手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、前記固体撮像素子は、前記４つの受光素子における上下に位置する受光素子に対して色Gの色フィルタセグメントを対応させ、左右に位置する受光素子に対して色Rおよび色Bまたは色Bおよび色Rの色フィルタセグメントを対応させ形成されること特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項６に記載の装置において、前記固体撮像素子は、前記一組単位の受光素子に対して同色の色フィルタセグメントが形成され、前記一組単位における前記色フィルタセグメントが色Gを正方格子状に配し該色Gの間に色Rおよび色Bの前記色フィルタセグメントを完全市松に配されることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置において、前記固体撮像素子は、該固体撮像素子における信号電荷の読出しモードに応じて前記一組単位における４つの受光素子からすべてまたは２つの受光素子を読み出して混合させ、転送することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置において、前記固体撮像素子は、該固体撮像素子における結像面の中心に対して形成される前記受光素子の前記結像面における位置に応じて前記入射光を集光する集光手段の位置をずらして形成され、前記入射光を的確に前記感光領域に送り、信号電荷を生成することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子および撮像装置に関するものである。本発明の固体撮像素子は、たとえば入射光を複数の受光素子で受光し、入射光量に応じて電気信号を生成し、出力するセンサである。また、本発明の撮像装置は、たとえば固体撮像素子を用いて画像として情報を取り込み、記録する電子スチルカメラ、画像入力装置、ムービカメラおよび携帯電話等の分野における技術である。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の固体撮像素子は、互いに隣接する受光素子の行同士において、一方の行に位置する受光素子の配列が他方の行に位置する受光素子の配列に対して該配列間隔のほぼ1/2だけ相対的にずれて配置され、さらに行方向に隣接する受光素子間には２列分の垂直転送路が配置され、斜め方向に隣接する受光素子間には１列分の垂直転送路が配置されるように垂直転送路が受光素子間を蛇行するように半導体基板上に形成された構成を採用する。これにより、画像の空間的サンプリング点を最適化しかつ全画素同時読出しを可能にする。
【０００３】
この固体撮像素子は、受光無効領域の上下に位置する受光素子の信号を利用して無効領域の信号を、仮想画素として生成することで等価的に受光素子数の２倍の解像度が得られる信号処理を可能にし、モアレ等の偽信号が抑圧される。この固体撮像素子からは高品質撮像信号が得られる。
【０００４】
固体撮像素子は、上述の受光素子に配置することから、色フィルタやマイクロレンズの形状に対する選択肢が増加し、受光効率を向上でき、受光無効領域を極力排除し高集積化をもたらす。
【０００５】
また、この固体撮像素子は製造工程で発生する受光素子と垂直転送路との相対的位置ズレに起因する受光素子間の特性不均一をなくすことができる。製造は、従来の２層重ね合わせ電極構造の製造技術を利用して作成できるので容易である。
【０００６】
また、特許文献２の固体撮像素子、その駆動方法およびカメラシステムは、高解像度化のためにカラーCCD（Charge Coupled Device）撮像素子の多画素化を図った場合に、画素数が多くなることによって信号処理に時間がかかり、また記録媒体への記録時間が長くなるとともに、当該記録媒体への記録枚数が少なくなる。
【０００７】
固体撮像素子は、たとえば色Gが垂直２繰り返しの配列となるカラーフィルタを有するＭ行Ｎ列のCCD撮像素子の信号処理に際して、CCD撮像素子の同色２画素の信号を加算して得られる信号を、Gだけが配列されるM/2行N/2列のカラーコーディング（A）と、R/Bが配列されるM/2行N/2列のカラーコーディング（B）に配列し直し、これらカラーコーディング（A），（B）のカラーフィルタをそれぞれ有する２つの撮像素子からの信号とみなして処理するようにする。これにより、色の補間処理を少なくて済し信号処理時間を短縮できる。さらに少ないデータ量で高画質な信号が得られるので、記録媒体への記録時間が短くかつ記録枚数を多くできる。
【特許文献１】特開平10−136391号公報
【特許文献２】特開2000−197066号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、固体撮像素子は、より一層の高画素化が望まれている。高画素化は、セルサイズが小さくなることを意味する。セルサイズの微細化は、受光素子と垂直転送路との間を分離するチャネルストップの占める割合および加工精度を劣化させてしまう。したがって、上述したような撮像信号の特性を維持させることが難しくなる。撮像信号の特性に関して、とくに、受光素子の感度は、セルサイズの縮小に比例して低下する。これは、量子効率の低下による元々少ない電子で画像を生成することから、高感度における画質の確保が難しくなることを意味する。
【０００９】
しかしながら、通常の撮影は、配設された受光素子、すなわち画素すべてを記録画素に使うだけでなく、記録画素数を下げ、記録枚数を重視して使用する場合も多くある。後者の場合、取り込まれた画像のサイズのリサイズや信号処理で画素加算や間引きを行なうことで対応することが一般的である。このような処理では、処理時間や全画素を読み出す時間等の問題があって、現状でこれらは未だ改善されていない。
【００１０】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、撮影要求に応じて信号電荷を混合し読み出すことができる固体撮像素子および撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上述の課題を解決するために、半導体基板上に入射光の光電変換により信号電荷を生成する複数の受光素子が配列され、この配列において、一の行における受光素子の配置間隔は隣接する他の行における受光素子の配置間隔に対して相対的にずれ、この受光素子のそれぞれに蓄積した信号電荷を列方向に転送させる列転送手段と、この列転送手段からの信号電荷を行方向に転送させる行転送手段とを有する固体撮像素子において、列転送手段は、受光素子のうちの一列おきの受光素子の一方の側に形成され、固体撮像素子は、さらに、一列おきに形成させた列転送手段を挟んで上下左右に位置する４つの受光素子を一組単位に扱うとともに、４つの受光素子から列転送手段に信号電荷を読み出すゲート手段を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る固体撮像素子は、列転送手段を一列おきに形成し、列転送手段の本数を半分に削減し、この形成により生じた空き領域を受光素子の感光領域に用いて感光領域を広げることにより、高画素化しても信号電荷の十分な生成を可能にし、形成された列転送手段を挟んで上下左右に位置する４つの受光素子を一組単位に扱い４つの受光素子に蓄積した信号電荷をゲート手段から順に読み出し、形成された列転送手段を共用して信号電荷を転送することにより、信号電荷の読み出しに要する時間の短縮や混色しない読み出しを実現する。
【００１３】
また、本発明は上述の課題を解決するために、被写界からの入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の受光素子が配列され、この配列において、一の行における受光素子の配置間隔は隣接する他の行における受光素子の配置間隔に対して相対的にずれ、この受光素子のそれぞれに蓄積した信号電荷を列方向に転送させる列転送手段と、この列転送手段からの信号電荷を行方向に転送させる行転送手段とを含む固体撮像素子、この固体撮像素子を駆動させる駆動信号を生成し、この固体撮像素子に供給する駆動手段、この駆動手段に駆動信号の動作タイミングを持たせるタイミング生成手段、このタイミング生成手段の動作を制御する制御手段、この制御手段に動作を指示する操作手段、および固体撮像素子が出力する信号に信号処理を施す信号処理手段を含む撮像装置において、列転送手段は、受光素子のうちの一列おきの受光素子の一方の側に形成され、固体撮像素子は、さらに、一列おきに形成させた列転送手段を挟んで上下左右に位置する４つの受光素子を一組単位に扱うとともに、４つの受光素子から列転送手段に信号電荷を読み出すゲート手段を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る撮像装置は、列転送手段を一列おきに形成し、列転送手段の本数を半分に削減し、この形成により生じた空き領域を受光素子の感光領域に用いて感光領域を広げられた固体撮像素子を用い、高画素化しても信号電荷の十分な生成を可能にし、形成された列転送手段を挟んで上下左右に位置する４つの受光素子を一組単位に扱い４つの受光素子に蓄積した信号電荷をゲート手段から順に読み出し、形成された列転送手段を共用して信号電荷を転送して読み出し、混色ない信号電荷を読み出すことを可能にし、この読出し所要時間の短縮化も可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に添付図面を参照して本発明による固体撮像素子の一実施例を詳細に説明する。
【００１６】
本実施例は、本発明の固体撮像素子をCCD（Charge Coupled Device）撮像素子10に適用した場合である。本発明と直接関係のない部分について図示および説明を省略する。以下の説明で、信号はその現れる接続線の参照番号で指示する。
【００１７】
CCD撮像素子10は、受光素子12を画素ずらしさせて配置される。画素ずらしは、互いに隣接する受光素子12の行同士において、一方の行における受光素子の配列が他方の行における受光素子12の配列に対する配列間隔を基本的に1/2だけ相対的にずらしてきた。受光素子12はこの配置により稠密に配置される。通常、CCDには、受光素子12の間に垂直転送路14が形成されてきた。
【００１８】
本実施例のCCD撮像素子10は、図１に示すように、従来の垂直転送路の形成に比べて一列おきに蛇行した垂直転送路14の形成だけに留める。すなわち、受光素子を垂直方向に並べた受光素子に対して一方の側に垂直転送路を形成してきた。この結果、本実施例のCCD撮像素子10における垂直転送路の本数は、従来の半分になる。CCD撮像素子10において従来、垂直転送路のあった、空き領域は、受光素子12における感光領域16に用いる。したがって、感光領域16は、従来の感光領域に比べて横方向に拡大され、感光面積が増大することになる。感光領域16の拡大は、受光素子12に蓄積する信号電荷の飽和量を増大させることができる。これは、CCD撮像素子10において高画質化を目的に画素数、すなわち受光素子を増やした際に従来の受光素子の感光領域が減ってしまうが、本実施例における受光素子12の感光領域16は感光面積の減少を補い、さらには生成する信号電荷量を増加させることが可能になる。換言すると、受光素子12において、たとえば従来の感光領域においてISO 200までの感度は、本実施例ではISO 80から100程度の信号電荷量にまで飽和量を向上させることが可能になる。
【００１９】
開口部は、従来と同じ構造である。また、開口部を覆うカラーフィルタセグメントは、G正方RB完全市松パターンを用いる。受光素子12は画素に対応する。開口形状が左右に拡大することにより、集光特性によるけられ量を小さくでき、シェーディングに強くすることができる。
【００２０】
垂直転送路14は、前述したように従来のCCD撮像素子に比べて半分だけ形成される。垂直転送路14を有効に用いるため、受光素子12のトランスファゲート18は、共用する垂直転送路14と接する側に形成される。トランスファゲート18は、本実施例において黒丸の記号で表す。
【００２１】
ただし、本実施例におけるトランスファゲート18は、従来のように所定の位置に形成されるものではない。これは、G正方RB完全市松パターンの色フィルタセグメントにおいて、一本の垂直転送路14は、図１に示したように４つの受光素子を一つの組単位に扱うことに基づく。本実施例におけるこの組は、上下に配した色Gの受光素子12とこれに直交する、左右それぞれの水平方向に配した色Rおよび色Bの受光素子12とを有する組単位である。この組単位を太線20で示す。また、図示しないが、もう一つの組としては、上下に配した色Gの受光素子12とこれに直交する、左右それぞれの水平方向に配した色Bおよび色Rの受光素子12でもよい。
【００２２】
太線20で示す組単位として扱うため、本実施例では、４つの受光素子12におけるトランスファゲート18を通常と異なる位置に形成する点に特徴がある。図１に示すように、上側に位置する色Gの受光素子12のトランスファゲート18は、オフ/オンに応じて蓄積した信号電荷を転送電極E4のCCDに出力する。一本の垂直転送路14で信号電荷を転送させる場合、本来、色Rの受光素子12は、左側に隣接する垂直転送路14に出力するようにトランスファゲート18が形成される。これに対して、本実施例において色Rの受光素子12のトランスファゲート18は、本来、形成する上述した位置と逆の位置に形成され、オフ/オンに応じて蓄積した信号電荷を転送電極E2のCCDに出力する。
【００２３】
色Bの受光素子12のトランスファゲート18は、転送電極E1のオフ/オンに応じて蓄積した信号電荷を転送電極E4のCCDに出力する。さらに、下側に位置する色Gの受光素子12のトランスファゲート18は、転送電極E3のオフ/オンに応じて蓄積した信号電荷を転送電極E2のCCDに出力する。
【００２４】
CCD撮像素子10は、複数の垂直転送路14と直交する水平転送路22を設け、垂直転送路14から供給された信号電荷を水平転送路22に向けて転送する。水平転送路22に転送された信号電荷は、アンプ24に向けて水平転送される。アンプ24は、フローティングディフュージョンアンプである。
【００２５】
さらに、CCD撮像素子10を図２に示す。図２のCCD撮像素子10は、受光素子12と垂直転送路14の形状を最適化し、双方の面積比が同じになるように設計することが好ましい。これにより前述したように画素中心を結ぶ形状は、従来と同様の形状にすることができる。
【００２６】
また、図２のCCD撮像素子10は、組単位の色フィルタセグメントを同色にし、この組単位を基にしたG正方RB完全市松パターンを形成している点に特徴がある。実画素数の解像度が1/4および1/2程度のいずれかで済む場合、受光素子12からの信号電荷読出しを４画素および２画素のいずれかに応じて読み出す。垂直転送路14では、この読出しに応じて信号電荷を合成する。この場合、垂直転送路14で合成しても読み出される信号電荷が同色であるから、混色を防ぐことができる。
【００２７】
次に本発明を適用したCCD撮像素子10の動作を説明する。従来のCCD撮像素子は、蓄積した信号電荷を全画素読出しで一度に読み出す。しかしながら、本実施例のCCD撮像素子10は、垂直転送路14が従来の半分であることから、前述したように、全画素読出しさせることはできない。転送においては駆動信号V1〜V4が転送電極E1〜E4に印加される。受光素子12からの信号電荷読出しは、本実施例ではフィールドシフトパルスを各フィールドに供給される駆動信号V3, V1, V2およびV4の順に印加される。この印加はハイレベルに応じて行なわれる。読み出した信号電荷は、通常の転送により水平転送路22に読み出される。したがって、図１の色フィルタパターンの場合、１フレームの画像を得るために４フィールドを要して全画素の信号電荷がCCD撮像素子10から読み出される。
【００２８】
これに対して、図２に示したように、太線20における４つ受光素子を単位に色フィルタセグメントを配設された場合、駆動信号V1〜V4のすべてにフィールドシフトパルスを同時に印加するように読出し駆動を制御する。また、信号電荷読出しでは、駆動信号V1およびV3にフィールドシフトパルスを同時に印加するように読出し駆動を制御する。これらの信号電荷読出しは、記録モードに連動させることが好ましい。
【００２９】
この信号電荷読出しは、垂直転送路14にて信号電荷を混合するとともに、従来のCCD固体撮像素子と同じ色の順に読み出すことができることから、これまでの信号処理、すなわち前処理、AF（Automatic Exposure）、AF（Automatic Focus）および動画モード（MOVE；スルー画表示モード）で対処できる点で有利である。とくに、解像力が要求されない前処理段階で信号電荷を混合することで感度を向上させることができ、信号電荷の読み出し時間も短縮させることができる。すなわち、図２の信号電荷読出しは、図１の信号電荷読出しに比べて1/4の時間で済む。
【００３０】
さらに、図２に示した色フィルタ配列を適用した場合、CCD撮像素子10は、図３に示すようにマイクロレンズ26の配設する位置を受光素子12の開口形状および形成する位置に対して合わせ込むことが望ましい。具体的には、受光素子12からの信号電荷読出しとその混合をズーム位置に応じて行なう。一般的に、CCD撮像素子10を搭載したディジタルカメラは、被写界からの入射光を取り込み結像させる光学系にズーム機構を有するものが多い。標準位置において入射光が結像する結像面と射出瞳の縁を通った光線との成す角が狭くなる傾向にあるとき、鋭角、すなわちワイドスコープ側にあるという。また、この成す角が広くなる傾向にあるとき、鈍角、すなわちテレスコープ側にあるという。
【００３１】
ここで、本実施例の受光素子12における開口形状は、従来の正八角形に比べて感光領域の大きい、横方向に広がった六角形の形状である。たとえば図３の中央に位置する同一行、水平方向に並んだ受光素子12に対するマイクロレンズ26は、図３の隣接する他の行におけるマイクロレンズ26の位置に比べて若干左側にずらして形成されている。すなわち結像面の中心に向けてずらし形成される。この形成により、斜めに入射した光を受光素子12の感光領域から外れることなく、入射させることができる。また、同一列、垂直方向に並んだ受光素子12は、中央付近にあるため感光領域それぞれをすべて覆うようにマイクロレンズ26が形成される。図３における受光素子12の形成位置は、CCD撮像素子10の中央右端側が想定されるからである。
【００３２】
鋭角時には、図２における駆動信号V1およびV2にフィールドシフトゲートパルスを同時に転送電極E1およびE2からフィールドシフトゲート18に印加される。この印加により受光素子12に蓄積した信号電荷が読み出され信号電荷が合成または混合される。また、鈍角時には、図２における駆動信号V3およびV4にフィールドシフトゲートパルスを同時に印加される。この印加により受光素子12に蓄積した信号電荷が読み出され信号電荷が合成または混合される。
【００３３】
このように受光素子12を形成する位置に応じてマイクロレンズ26の形成する位置をずらすことにより、入射角度による周辺画素領域で影響を緩和し、入射光の色シェーディングの発生を防止または改善することができる。とくに、動画モードではリアルタイムの読出しや信号処理が要求されることから、混合読出しによる時間の短縮も効果的である。
【００３４】
次にCCD撮像素子10を適用したディジタルカメラ30について簡単に説明する。ディジタルカメラ30は、図４に示すように、光学系32、撮像部34、前処理部36、信号処理部38、システム制御部40、操作部42、タイミング信号発生器44、ドライバ46、モニタ48、ストレージIF（InterFace）回路50およびストレージ52を含む。
【００３５】
光学系32は、被写界からの入射光を操作部42の操作に応じた画角の画像にして撮像部34の撮像面に結像させる機能を有する。光学系32は操作部42のズーム操作や半押し操作に応じて画角や焦点距離を調整する。
【００３６】
撮像部34には、前述したCCD撮像素子10が配設される。ここで、CCD撮像素子10に用いる色フィルタセグメントには、図１および図２に示したパターンのいずれかが用いられる。図１の色フィルタパターンを用いた撮像部34は、解像度を重視した画像を取得する場合に有効で、たとえば２または４フィールドで全画素の信号電荷を出力する。また、図２の色フィルタパターンを用いた撮像部34は、混色しないように信号電荷が同時に垂直転送路14に読み出し、転送出力することから、図１に示した色フィルタパターンの撮像部34に比べて1/4、すなわち１フィールドで信号電荷を短時間に読み出すことができる。ただし、この色フィルタパターンでは、本来有する４つ画素として有する空間位置情報が一つの位置情報に集約されてしまう。このことにより画像の解像度は前者の画像が有する空間情報に基づく解像度に比べて低下してしまう。
【００３７】
後者の色フィルタパターンの撮像部34が配設されている場合、このように解像度を重視するモード/重視しないモードに分けて動作させることが好ましい。解像度を重視する場合、たとえば静止画モードで、たとえば２フィールド読出しするとよい。また、解像度を重視しない場合、AE、AFおよび動画モード（MOVE）のそれぞれにてこの信号電荷を組単位に同時読出しさせることが望ましい。このようなモード切換えは、後述するように、操作部42で設定する。
【００３８】
撮像部34は、ドライバ46から供給される駆動信号V1〜V4を含む各種の信号によって動作させられる。ドライバ46は、タイミング信号発生器44からのタイミング信号に応じて各種の駆動信号を生成する機能を有する。撮像部34は、図示しないCCD撮像素子10で得たアナログ電気信号54を前処理部36に出力する。
【００３９】
前処理部36はアナログフロントエンド（AFE）機能を有する。この機能は、相関二重サンプリング（CDS）によりアナログ電気信号54に対するノイズ除去と、このノイズ除去したアナログ電気信号54をディジタル化、すなわちA/D変換とを有するものである。前処理部36は、ディジタル化した画像データ56をバス58および信号線60を介して信号処理部38に出力する。
【００４０】
信号処理部38は、供給される画像データを基に同時化し、同時化した画像データを用いY/C信号を生成する機能を有する。また、信号処理部38は、生成したY/C信号をたとえば液晶モニタ用の信号に変換する機能も有する。さらに、信号処理部38は、記録モードに応じて生成したY/C信号に対する圧縮や圧縮された信号を元に伸長し復元再生する機能を有する。記録モードには、JPEG（Joint Photographic Experts Group）、MPEG（Moving Picture Experts Group）およびRAWモード等がある。信号処理部38は、記録モードに処理された画像データを信号線60、バス58および信号線62からメディアI/F回路50に供給する。また、信号処理部38は、液晶モニタ用の信号64をモニタ48に出力する。
【００４１】
システム制御部40は、後述する操作部42からの操作信号66に応じた各種の制御信号を生成する機能を有する。システム制御部40は、とくに、静止画モード、AEモードおよびAFモード等の各種設定に応じて制御信号を生成する機能を有する。システム制御部40は、信号処理部38で得られた評価データを取り込む。評価データは、信号線60、バス58および信号線68を介してシステム制御部40に取り込まれる。システム制御部40は、設定モード、評価データに応じた制御信号70をタイミング信号発生器44に生成し、出力する。
【００４２】
操作部42は、図示しない電源スイッチ、ズームボタン、メニュー表示切換スイッチ、選択キー、動画モード設定部、連写速度設定部およびレリーズシャッタボタンを含む。操作部42は、ユーザの操作指示としての操作信号66をシステム制御部40に送る機能を有する。電源スイッチは、ディジタルカメラ30の電源投入/退避をもたらすものである。ズームボタンは、被写体を含む被写界の画角を変更し、この変更に応じた被写体の焦点距離を調整するものである。メニュー表示切換スイッチは、液晶モニタに表示されるメニューを切り換えて、選択カーソルを移動させるスイッチで、たとえば十字キー等がある。選択キーは、選択したメニュー項目を選択するキーである。
【００４３】
動画モード設定部は、動画を液晶モニタに表示させるか否かを決定する、たとえばフラグの値で設定する。この設定によりディジタルカメラ30は、モニタ48に取り込んだ被写界像をスルー画表示させる。
【００４４】
レリーズシャッタボタンは、半押し/全押し操作に応じてディジタルカメラ30の動作タイミングや動作モードを選択する機能を有する。レリーズシャッタボタンは、半押し操作に応じてディジタルカメラ30をAEモードおよびAFモードに動作させる。これらの動作は動画表示で得られる画像を用いて適正とする絞り、シャッタ速度および合焦距離を求める。また、レリーズシャッタボタンは、全押し操作により記録開始/記録終了のタイミングをシステム制御部40に送り、ディジタルカメラ30の設定モードに応じた動作タイミングを提供する。設定モードには、静止画記録および動画記録等がある。
【００４５】
タイミング信号発生器44は、撮像部34用の垂直および水平同期信号、フィールドシフトゲート信号、垂直および水平タイミング信号、ならびにOFD（Over-Flow Drain）信号等、各種のタイミング信号を生成する機能を有する。この機能は、システム制御部40からの制御信号70に応じて各種のタイミング信号72を生成する。タイミング信号発生器44は、各種のタイミング信号72をドライバ46に出力する。
【００４６】
ドライバ46は、供給される各種のタイミング信号72を用い、駆動モードに応じた垂直および水平駆動信号等を生成する機能を有する。ドライバ46は供給される制御信号に応じた駆動信号74を撮像部34の図示しない前述したCCD撮像素子に出力する。また、ドライバ46は供給される制御信号に応じて光学系32が形成する被写界、すなわち視野を狭く拡大する望遠側に動作させたり、視野を広げる広角に動作させたりするズーム動作の駆動信号も生成し、図示しないが、光学系32のズーム機構に出力する。
【００４７】
メディアI/F回路50は、たとえば扱う記録媒体に応じて画像データの記録/再生を制御するインタフェース制御機能を有する。メディアI/F回路50は、画像データ76を半導体記録媒体であるPC（Personal Computer）カードに対する書込み/読出し制御したりUSB（Universal Serial Bus）コントローラの内蔵にともないの書込み/読出し制御したりすることができる。ストレージ52には、各種の半導体カードの規格がある。
【００４８】
モニタ48には、液晶モニタ等が用いられる。モニタ48は、信号処理部38から供給される画像信号64を表示する。
【００４９】
次にディジタルカメラ30におけるCCD撮像素子の動作について簡単に説明する。撮像部34には、図１および図２に示したCCD撮像素子10のいずれかが搭載される。ここで、前述したように搭載されるCCD撮像素子10の種類に応じて重視する項目が異なり、結果として制御するモードが異なる。
【００５０】
図１のCCD撮像素子を用いる撮像部34は、静止画の撮影において解像度を重視して、２または４フィールド読出しで駆動する。また、図２のCCD撮像素子を適用した撮像部34は、同時読出しが可能なことから１フィールド読出しできる。このように配設するCCD撮像素子に応じて信号電荷の読出しに特徴があることから、操作部42は、その特徴を活かすようにプログラムを組んで、設定する。
【００５１】
システム制御部40には、操作部42からの指示信号である操作信号66が供給される。システム制御部40は、操作信号66に応じた制御信号70を生成し、タイミング信号発生器44に供給する。タイミング信号発生器44は、制御に応じたタイミング信号72をドライバ46に出力する。ドライバ46は、供給されるタイミング信号72に応じた駆動信号74を撮像部34に供給して、動作させる。
【００５２】
このように構成することにより素子分離領域を少なくでき、高画素化にともなう受光素子が小型化しても受光素子の開口形状を大きく維持することを可能にする。これにより、高画素化しても十分な信号電荷が得られ、画質劣化に対応し高画質な画像を得ることができる。この際に使用するCCD撮像素子の種類に応じて動作させると、複数のフィールドに分けて信号電荷を読み出したり、１フィールドで読み出したりすることができる。すなわち、解像度重視したディジタルカメラやこのディジタルカメラより解像度が劣るものの、信号電荷読出しに関しては高速な読み出しを可能にするディジタルカメラを提供することができる。
【００５３】
なお、本発明に係る撮像装置は、ディジタルカメラ30への適用に限定されるものでなく、ディジタルカメラ30の構成要素を含む携帯電話機、画像入力装置等に適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る固体撮像素子を適用した実施例におけるCCD固体撮像素子の概略的な構成を示す図である。
【図２】図１のCCD固体撮像素子における色フィルタ配列の異なる構成を示す図である。
【図３】図２のCCD固体撮像素子による色シェーディング対応を説明する図である。
【図４】本発明の撮像装置を適用したディジタルカメラの概略的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
10  CCD撮像素子
12  受光素子
14  垂直転送路
22  水平転送路
24  アンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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