(57)【要約】【課題】複数個の固体撮像素子を並べて配置したリニアセンサの読み出しが、簡単な制御で高速に行えるようにする。【解決手段】複数の固体撮像素子１０，２０，・・と、各固体撮像素子にパルスを供給するタイミング制御部３とで構成される。各固体撮像素子は、受光部と、転送制御部１３，２３，・・と、出力回路１２，２２，・・とを有する。転送制御部は、素子選択用パルスの入力で、信号電荷を転送レジスタから読み出す制御を行うと共に、固体撮像素子の切換えタイミングパルスに同期して素子選択用パルスを遅延させて別の固体撮像素子に出力させる。タイミング制御部は、１つの固体撮像素子の転送制御部に、切換えタイミングパルスの整数倍の周期に対応した時間をあけて、素子選択用パルスを少なくとも２回出力させて、２系統以上の同時出力が行えるようにする。【選択図】図１
2011015312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数配置される固体撮像素子のそれぞれとして、
入射した光量に応じて信号電荷を蓄積し、蓄積した信号電荷を転送レジスタに出力する複数の受光部と、
素子選択用パルスの入力で、前記複数の受光部に蓄積した信号電荷を転送レジスタから読み出す制御を行うと共に、固体撮像素子の切換えタイミングパルスに同期して前記素子選択用パルスを遅延させて別の固体撮像素子に出力させる転送制御部と、
前記転送制御部からの指示により、前記複数の受光部に蓄積した信号電荷が転送されて得た撮像信号を出力する出力回路部とを有し、
少なくとも１つの固体撮像素子の前記転送制御部に、前記切換えタイミングパルスの整数倍の周期に対応した時間をあけて、前記素子選択用パルスを少なくとも２回出力して撮像の制御を行うタイミング制御部を備えた
固体撮像装置。
【請求項２】
前記複数の固体撮像素子は、一列に並べて配置してリニアセンサを構成してあり、
１回目の素子選択用パルスの固体撮像素子への供給で、その選択された固体撮像素子で、前記出力回路部からの出力を撮像信号としない空転送を行い、
２回目の素子選択用パルスの供給で、前記１回目の素子選択用パルスの遅延信号で選択中の固体撮像素子の出力回路部から撮像信号を得ると共に、前記２回目の素子選択用パルスで選択中の固体撮像素子の出力回路部から撮像信号を得る
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記複数の固体撮像素子として、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）有し、
前記タイミング制御部は、前記切換えタイミングパルスのほぼＮ／２周期に対応した期間をあけて、前記１回目の素子選択用パルスの出力と前記２回目の素子選択用パルスの出力を行う
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記それぞれの固体撮像素子の転送制御部は、
前記素子選択用パルスを、前記切換えタイミングパルスに同期した期間のパルスとする第１のフリップフロップと、
前記素子選択用パルスを、前記切換えタイミングパルスに同期して１周期遅延させる第２のフリップフロップとを備えた
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項５】
複数の固体撮像素子を一列に並べて配置してリニアセンサが構成される固体撮像装置を有する撮像システムの前記複数の固体撮像素子のそれぞれとして、
入射した光量に応じて信号電荷を蓄積し、蓄積した信号電荷を転送レジスタに出力する複数の受光部と、
素子選択用パルスの入力で、前記複数の受光部に蓄積した信号電荷を転送レジスタから読み出す制御を行うと共に、固体撮像素子の切換えタイミングパルスに同期して前記素子選択用パルスを遅延させて別の固体撮像素子に出力させる転送制御部と、
前記転送制御部からの指示により、前記複数の受光部に蓄積した信号電荷が転送されて得た撮像信号を出力する出力回路部とを有し、
少なくとも１つの固体撮像素子の前記転送制御部に、前記切換えタイミングパルスの整数倍の周期に対応した時間をあけて、前記素子選択用パルスを少なくとも２回出力して撮像の制御を行うタイミング制御部と、
前記それぞれの固体撮像素子の出力回路部から出力される撮像信号を、前記固体撮像素子のリニアセンサとしての配列に対応した順序の撮像信号とする撮像信号処理部とを備えた
撮像システム。
【請求項６】
一列に並べて複数配置してリニアセンサを構成させた固体撮像素子のそれぞれで、素子選択用パルスの入力で、複数の受光部に蓄積した信号電荷を転送レジスタから読み出す制御を行うと共に、固体撮像素子の切換えタイミングパルスに同期して素子選択用パルスを遅延させて別の固体撮像素子に出力させる転送制御を行い、
少なくとも１つの固体撮像素子に、前記切換えタイミングパルスの整数倍の周期に対応した時間をあけて、前記素子選択用パルスを少なくとも２回供給して撮像の制御を行い、
１回目の素子選択用パルスの固体撮像素子への供給で、その選択された固体撮像素子で出力される信号を、撮像信号としない空転送を行い、
２回目の素子選択用パルスの供給で、前記１回目の素子選択用パルスの遅延信号で選択中の固体撮像素子から撮像信号を得ると共に、前記２回目の素子選択用パルスで選択中の固体撮像素子から撮像信号を得る
撮像素子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密着型リニアセンサとして構成される固体撮像装置、及びその固体撮像装置を有する撮像システム、並びに固体撮像装置が備える撮像素子の駆動方法に関し、特に、ＯＡ機器等の読取装置に適した密着型リニアセンサに適用される技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リニアセンサの読み取り方式には、主に縮小型読み取り方式と密着型読み取り方式の２方式が存在し、縮小型読み取り方式を採用するリニアセンサは、被写体からの情報をレンズ系を介して縮小し、リニアセンサの固体撮像素子で読み取る構造である。
一方、密着型読み取り方式を採用するリニアセンサ（密着型リニアセンサ）は、レンズ系を介さず、被写体の情報を１対１で読み取る構造のラインセンサである。
【０００３】
ここで、密着型リニアセンサは、上述した様に、被写体の情報を１対１で読み取るため、少なくとも被写体の幅以上の長さの固体撮像素子が必要となる。この様な１本の細長状の固体撮像素子を形成するには、この長さより大径のウェハが必要ということになるが、この様な大径のウェハを得るのは非常に困難である。
【０００４】
そのため、複数の固体撮像素子を並べて、各固体撮像素子を同時に動作させ、また、各固体撮像素子からの電気信号については単一配線から出力することとし、各固体撮像素子を順次択一的に選択する。そして、選択された固体撮像素子から電気信号を出力する様に構成された密着型リニアセンサが提案され、実用化されている。
特許文献１には、この種の複数の固体撮像素子を配置した固体撮像装置についての記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９４７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、固体撮像素子を複数並べて配置してリニアセンサを構成させた場合、それぞれの撮像素子の駆動を個別に制御する必要があり、撮像タイミングを制御する制御手段の構成が複雑化する問題があった。即ち、例えば８個の固体撮像素子を並べた構成とした場合には、その８個の固体撮像素子の制御をそれぞれ別に専用のタイミングで行う必要があり、１個の固体撮像素子で構成させた場合に比べて、制御系が非常に複雑になるという問題があった。
【０００７】
この問題点を解決するためには、例えば、複数並べて配置した固体撮像素子を連携して作動させて、１つの撮像素子からの信号で別の撮像素子を作動させる構成が考えられる。ところが、用意した全ての撮像素子を順に作動させる構成とした場合には、全ての固体撮像素子から撮像信号を読み出すのに、時間がかかってしまう問題がある。例えば、第１チップから第８チップまでの８個の固体撮像素子を一列に配置して、第１チップから読み取りを開始させて、以下、第２チップ、第３チップ・・・と順に動作させて、第８チップまで動作させるようにしたとする。この場合、１個の固体撮像素子の読み出しにかかる時間に、撮像素子の個数に相当する時間だけ掛けた時間が、１ラインの読み出しに必要となる問題があった。
【０００８】
本発明はこれらの点に鑑み、複数個の固体撮像素子を並べて配置したリニアセンサの読み出しが、簡単な制御で高速に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、複数配置される固体撮像素子と、その複数の固体撮像素子にパルスを供給するタイミング制御部とで構成される。
各固体撮像素子のそれぞれは、受光部と、転送制御部と、出力回路部とで構成される。
受光部は、入射した光量に応じて信号電荷を蓄積して、転送レジスタに出力する。
転送制御部は、素子選択用パルスの入力で、複数の受光部に蓄積した信号電荷を転送レジスタから読み出す制御を行うと共に、固体撮像素子の切換えタイミングパルスに同期して素子選択用パルスを遅延させて別の固体撮像素子に出力させる。
出力回路部は、転送制御部からの指示により、複数の受光部に蓄積した信号電荷が転送されて得た撮像信号を出力する。
タイミング制御部は、少なくとも１つの固体撮像素子の転送制御部に、切換えタイミングパルスの整数倍の周期に対応した時間をあけて、素子選択用パルスを少なくとも２回出力して撮像の制御を行う。
【００１０】
このように構成したことで、１回目の素子選択用パルスが出力されるタイミングで、その素子選択用パルスが供給される固体撮像素子での空転送が開始され、切換えタイミングパルスに同期して、空転送が行われる固体撮像素子が切り替わる。そして、２回目の素子選択用パルスが出力されるタイミングで、その素子選択用パルスが供給される固体撮像素子で、撮像信号の出力が開始される。さらにその２回目の素子選択用パルスが出力されるタイミングで、１回目の素子選択用パルスの遅延信号が供給される固体撮像素子でも、撮像信号の出力が開始され、２つの固体撮像素子からの同時出力が開始される。この２つの固体撮像素子からの同時出力が行われて、全ての固体撮像素子からの出力が完了した後は、２回目の素子選択用パルスの遅延信号が供給される固体撮像素子で、空転送が行われる。但し、ここで説明した動作は、素子選択用パルスが２回出力される場合の例であり、素子選択用パルスが３回以上出力される場合には、複数の固体撮像素子からの同時出力が行われるタイミングが異なる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、素子選択用パルスを複数回出力させるだけで、複数の固体撮像素子からの同時出力が行われ、それだけ全ての固体撮像素子から撮像信号が出力されるのに要する時間を短縮することができる。しかも、複数の固体撮像素子の出力の切換えは、切換えタイミングパルスに同期した素子選択用パルスの遅延で順に行われ、複数の固体撮像素子を切換える制御が非常に簡単になる。従って、本発明によると、複数個の固体撮像素子を並べて配置した場合の読み出しが、簡単な制御で高速に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態による固体撮像装置の全体構成例を示したブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態による画像読み取り装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態による固体撮像装置の要部の信号処理構成例を示す構成図である。
【図４】本発明の一実施の形態による第１チップのフリップフロップ群の処理タイミングを示すタイミング図である。
【図５】本発明の一実施の形態による第２チップのフリップフロップ群の処理タイミングを示すタイミング図である。
【図６】図３の構成による処理タイミングを示すタイミング図である。
【図７】本発明の一実施の形態による各期間の遷移状態の例を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態による転送期間の設定例を示すタイミング図である。
【図９】本発明の一実施の形態による各チップの転送状態の変化を示すタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の順序で本発明の実施の形態について説明する。
１．読み取り装置の全体構成（図２）
２．固体撮像装置の構成（図１）
３．固体撮像装置内のフリップフロップ群の構成（図３）
４．第１，第２チップのフリップフロップ群の入出力タイミング（図４，図５）
５．図３の構成での各パルスのタイミング（図６）
６．転送期間の設定例（図７，図８）
７．各固体撮像素子の動作タイミング例（図９）
【００１４】
１．読み取り装置の全体構成（図２）
まず、図２を参照して、本発明の一実施の形態の例（本例）が適用される読取り装置の全体構成について説明する。
図２に示すように、本例の読取り装置は、原稿読取り部４の直下に、密着型リニアセンサとしての固体撮像装置１を配置してある。固体撮像装置１は、それぞれがＣＣＤ型イメージャからなる固体撮像素子を複数個直列に配置させて構成されるリニアセンサ（ラインセンサ）である。固体撮像装置１の構成については後述する。
【００１５】
固体撮像装置１での読取りは、操作部５での読取り操作などに基づいて、制御部６が読取り指令を出力することで行われる。固体撮像装置１で原稿を読み取って出力される撮像信号は、画像処理部７に接続されたメモリ８に一旦蓄積される。本例の固体撮像装置１は、リニアセンサであるため、１ラインずつ読み取った信号が供給されて、メモリ８に蓄積される。ここで、例えば固体撮像装置１での読み取りに同期して、原稿読取り部４に載せた原稿と固体撮像装置１のいずれか一方を移動させる構成としてあり、その移動に同期して１ラインずつ順に読み取って、原稿読み取りを完了させる。なお、図２では、原稿又は固体撮像装置１を移動させる機構については省略してある。また、固体撮像装置１からは、後述するように複数系統の撮像信号が同時に出力される構成としてあり、その複数系統同時出力された撮像信号を、メモリ８に全て記憶させる構成としてある。
【００１６】
メモリ８に蓄積された１枚の原稿の画像信号（撮像信号）は、画像出力部９で所定のフォーマットの画像信号とされて、出力端子９ａから出力される。例えば、出力端子９ａに得られる画像信号をディスプレイに供給して表示させる。或いは、出力端子９ａに得られる画像信号をプリンタに供給して印刷させる。
【００１７】
２．固体撮像装置の構成（図１）
次に、図１を参照して、読取り装置が備える固体撮像装置の全体構成の例を説明する。
図１の例では、８個の固体撮像素子１０，２０，・・・，８０を直列に並べて、リニアセンサとしての固体撮像装置１を構成させてある。各固体撮像素子１０〜８０は、転送レジスタとして、電荷結合素子(ＣＣＤ:Charge Coupled Device)を使った、いわゆるＣＣＤイメージャとして構成させてある。図１では説明を簡単にするために４個の固体撮像素子１０，２０，７０，８０だけを示してあり、他の４個の固体撮像素子は省略してある。なお、８個の固体撮像素子１０〜８０は、第１チップ〜第８チップとも称する。
【００１８】
８個の固体撮像素子１０〜８０は、タイミング制御回路２により制御される構成としてある。タイミング制御回路２には、外部から読取り指令入力端子１ａに読取り指令信号が供給される。この読取り指令信号は、例えば図２に示した操作部５の操作に基づいて、制御部６から供給される。その読取り指令信号の供給があると、タイミング制御回路２は、各固体撮像素子１０〜８０で画像の読取りを開始させる。各固体撮像素子１０〜８０での１ラインごとの読取り動作は、タイミング制御回路２内のＲＯＧパルス発生部３が発生するＲＯＧパルスをトリガとして行われる。このＲＯＧパルスを使った読取り動作の詳細については後述する。
そして、このＲＯＧパルスをトリガとして、タイミング制御回路２内で選択信号ＶＳＥＬinを生成させて、初段の固体撮像素子１０に供給する。また、全ての固体撮像素子１０〜８０に共通に、タイミング制御回路２からクロックＣＫを供給する。このクロックＣＫは、固体撮像素子の選択（切換え）タイミングを指示するクロックである。
【００１９】
各固体撮像素子１０〜８０は、イメージセンサ部１１，２１，・・，７１，８１を備える。それぞれのイメージセンサ部１１，２１，・・，７１，８１は、１列に並べて配置された受光素子と、その受光素子に蓄積した信号電荷を転送させる水平転送レジスタとを備える。そして、そのイメージセンサ部１１〜８１に蓄積した信号電荷を出力させる出力回路１２，２２，・・・，８１，８２を備え、各出力回路１２〜８２で取り出された画素毎の撮像信号を、撮像信号出力端子１ｂから出力させる。撮像信号出力端子１ｂから出力された撮像信号は、例えば図２の画像処理部７に供給する。
なお、図１では、撮像信号出力端子１ｂを１つの端子として記載してあるが、本例の場合には、各出力回路１２，２２，・・・，８１，８２の出力を、複数系統の信号として同時に撮像信号出力端子１ｂから出力させることが可能な構成としてある。例えば、後述する具体的な処理例では、２系統の撮像信号の同時出力を行って、２つの固体撮像素子の出力を同時に行うようにしてある。
【００２０】
そして本例の各固体撮像素子１０〜８０は、フリップフロップ群１３，２３，・・・，８３を備えて、そのフリップフロップ群１３〜８３で、タイミング制御回路２又は前段の固体撮像素子から供給される信号の処理を行う構成としてある。そして、フリップフロップ群１３〜８３では、それぞれに供給される信号に基づいて、それぞれの固体撮像素子１０〜８０での撮像タイミングと撮像信号の出力タイミングを設定する構成としてある。
即ち、タイミング制御回路２が出力する選択信号ＶＳＥＬinを、初段の固体撮像素子１０のフリップフロップ群１３に供給し、初段の固体撮像素子１０での撮像タイミングを制御する。また、選択信号ＶＳＥＬinを遅延させた選択信号ＶＳＥＬout1を作成して出力させる。従って、フリップフロップ群１３〜８３は、供給される信号に基づいて撮像信号の出力用の信号を生成させると共に、供給される信号を遅延させて別の固体撮像素子に供給する信号を生成させる転送制御部として機能する。
【００２１】
この初段の固体撮像素子１０のフリップフロップ群１３が出力する選択信号ＶＳＥＬout1は、次段の固体撮像素子２０のフリップフロップ群２３に供給する。固体撮像素子２０では、その供給される選択信号ＶＳＥＬout1により、撮像タイミングを制御すると共に、さらに遅延させた選択信号ＶＳＥＬout2を作成して出力させる。以下、同様にして次の段の固体撮像素子に順に供給して、最終段の固体撮像素子８０のフリップフロップ群８３に選択信号ＶＳＥＬout7を供給する。
なお、クロックＣＫは全ての固体撮像素子１０〜８０に共通に供給する。以下の説明では、このクロックＣＫは、クロックＣＴとも称する。
【００２２】
３．固体撮像装置内のフリップフロップ群の構成（図３）
次に、図３を参照して各固体撮像装置内のフリップフロップ群１３〜８３の構成について説明する。図３では、初段の固体撮像素子１０のフリップフロップ群１３の構成を示してあるが、他の固体撮像素子２０〜８０のフリップフロップ群についても同様の構成である。
入力端子としては、選択信号ＶＳＥＬinの入力端子１３ａと、クロックＣＴの入力端子１３ｂとを備える。そして、第１，第２のＤフリップフロップ１３ｃ，１３ｄを備える。それぞれのＤフリップフロップ１３ｃ，１３ｄのクリア端子ＣＬは、電源電圧ＶＤＤに固定してある。
【００２３】
２つのＤフリップフロップ１３ｃ，１３ｄのデータ入力端には、入力端子１３ａに得られる選択信号ＶＳＥＬinが供給される。Ｄフリップフロップ１３ｃのクロック入力端には、入力端子１３ｂに得られるクロックＣＴが、インバータ１３ｇにより反転されて供給される。Ｄフリップフロップ１３ｄのクロック入力端には、入力端子１３ｂに得られるクロックＣＴが、そのままの位相で供給される。
【００２４】
第１のＤフリップフロップ１３ｃは、クロックＣＴの反転信号に同期したタイミングで選択信号ＶＯＳＥＬoutを出力し、固体撮像素子１０の出力回路１２（図１参照）に供給する。また、第１のＤフリップフロップ１３ｃが出力する選択信号ＶＯＳＥＬoutを、ＯＲゲート回路１３ｅに供給し、入力端子１３ａに得られる選択信号ＶＳＥＬinとの論理和をとる。このＯＲゲート回路１３ｅの論理和出力である水平レジスタ選択信号ＨＳＥＬを、水平レジスタ駆動部１１ａに供給する。
【００２５】
第２のＤフリップフロップ１３ｄは、クロックＣＴに同期したタイミングで選択信号ＶＳＥＬoutを出力し、出力端子１３ｆから次段の固体撮像素子（固体撮像素子１０の場合は固体撮像素子２０）に供給する。図１に示した選択信号ＶＳＥＬout１，ＶＳＥＬout２，・・・，ＶＳＥＬout７が、この次段の固体撮像素子に供給される選択信号である。
【００２６】
４．第１，第２チップのフリップフロップ群の入出力タイミング（図４，図５）
図４は、初段の固体撮像素子１０（第１チップ）のフリップフロップ群に供給される信号と、その出力を示したタイミング図である。
図４（ａ）に示したように、クロックＣＫのパルスがタイミングｔ１１，ｔ１２，ｔ１３・・・と一定周期で順に供給されており、図４（ｂ）に示したように、タイミングｔ１１に供給される選択信号ＶＳＥＬinがハイレベルに変化したとする。このとき、選択信号ＶＳＥＬinがクロックＣＫに同期した選択信号ＶＳＥＬout（図４（ｃ））となって出力される。
【００２７】
この図４（ｃ）の選択信号ＶＳＥＬoutが次段の固体撮像素子２０（第２チップ）のフリップフロップ群に供給された状態を示したのが、図５のタイミング図である。
図５（ａ）に示すように、クロックＣＫのパルスがタイミングｔ１１，ｔ１２，ｔ１３・・・と一定周期で順に供給されており、図５（ｂ）に示したように、タイミングｔ１１〜ｔ１２に、選択信号ＶＳＥＬinがハイレベルに変化したとする。この図５（ｂ）に示す選択信号ＶＳＥＬinは、図４（ｃ）に示した選択信号ＶＳＥＬoutが供給されたものである。
このとき、この選択信号ＶＳＥＬinがクロックＣＫに同期して、１周期遅れた選択信号ＶＳＥＬout（図５（ｃ））となって出力される。
【００２８】
５．図３の構成での各パルスのタイミング（図６）
次に、図６のタイミング図を参照して、より詳細な図３の構成での動作タイミングを説明する。
クロックＣＴのパルス（図６（ａ））が一定周期で順に供給され、入力した選択信号ＶＳＥＬin（図６（ｂ））が、第２のフリップフロップ１３ｄで、ほぼ１周期遅延されて出力選択信号ＶＳＥＬout（図６（ｃ））となって、次段の固体撮像素子に供給される。
また、入力した選択信号ＶＳＥＬin（図６（ｂ））が、第１のフリップフロップ１３ｃで、若干遅れたタイミングの選択信号ＶＯＳＥＬout（図６（ｄ））となって、この選択信号ＶＯＳＥＬoutが出力され。図６に示すように、この選択信号ＶＯＳＥＬoutで、固体撮像素子の出力回路の動作期間が設定される。
また、水平レジスタ選択信号ＨＳＥＬ（図６（ｅ））が、水平レジスタ駆動部１１ａに供給される。図６に示すように、この水平レジスタ選択信号ＨＳＥＬが立ち上がってから、選択信号ＶＯＳＥＬoutが立ち上がるまでの期間は、ダミー転送期間（空転送期間）となり、選択信号ＶＯＳＥＬoutが立ち上がることで、本転送期間となる。
【００２９】
６．転送期間の設定例（図７，図８）
次に、図７及び図８を参照して、各固体撮像素子での転送期間の設定例について説明する。
図７は、転送期間の遷移状態を示したものである。本例の場合には、水平レジスタから出力回路を介して外部に撮像信号を読出す本転送期間Ｔａと、転送を停止させる停止期間Ｔｂと、空転送期間Ｔｃ又はＴｄとがある。空転送期間については、定期的に行われる空転送期間Ｔｃの他に、本転送期間Ｔａの直前に行われる空転送期間Ｔｄも用意されている。
【００３０】
本転送期間Ｔａでは、出力回路がオンになり、水平レジスタもオンになり、１ラインの撮像信号が読出される。その本転送期間Ｔａが設定されて、出力回路で撮像信号が出力された後に、停止期間Ｔｂへの遷移（ステップＳ１）がある。停止期間Ｔｂでは、出力回路がオフになり、水平レジスタもオフになる。この停止期間が一定時間続くと、空転送期間Ｔｃへの遷移（ステップＳ２）がある。この空転送期間Ｔｃでは、出力回路がオンになり、水平レジスタもオンになり、レジスタ内の信号が外部に排出される。空転送期間Ｔｃが終わると、停止期間Ｔｂへの遷移（ステップＳ３）があり、本転送が行われない限りは、停止期間Ｔｂと空転送期間Ｔｃとを繰り返す。
【００３１】
そして、停止期間Ｔｂの間、又は空転送期間Ｔｃの間に、タイミング制御回路２（図１）に読取り指令が供給されることで、本転送期間に移行する。但し本例の場合には、停止期間Ｔｂや空転送期間Ｔｃから直接本転送期間に移行するのではなく、図７に示したように、本転送直前の空転送期間Ｔｄに一旦移行する。
即ち、停止期間Ｔｂの間に読取り指令が供給されると、本転送前の空転送期間Ｔｄに遷移する（ステップＳ４）。また、定期的な空転送期間Ｔｃの間に読取り指令が供給されると、本転送直前の空転送期間Ｔｄに遷移する（ステップＳ４）。この本転送直前の空転送期間Ｔｄは、出力回路がオンになり、水平レジスタもオンになる。
そして、本転送直前の空転送期間Ｔｄに続いて、本転送期間Ｔａになる。
【００３２】
図８は、それぞれの転送期間の状態を示したタイミング図である。図８は転送期間の設定状態を示した撮像信号の出力状態の概要を示したタイミング図であり、詳細な出力状態は次の図９で説明する。
この図８では、図８（ａ）に、転送動作の開始を指示するＲＯＧパルスを示す。ＲＯＧパルスは、タイミング制御回路２に読取り指令が供給されることで、タイミング制御回路２内のＲＯＧパルス発生部３で生成される。このＲＯＧパルスは、本例の場合には２ライン連続して生成されて出力される構成としてある。即ち、図８（ａ）に示すように、１ライン目の本転送期間の直前に１回目の出力が生成されると共に、２ライン目の本転送期間の直前に１回生成される。１ライン目の本転送期間は、２ライン目の本転送期間の直前に空転送期間を設定させるためのものである。
図８（ｂ）に示すように、クロックＣＴは１台の撮像装置が備える固体撮像素子の数（チップ数）に１つ加算した数のパルス（ここでは９個のパルス）が、空転送期間と本転送期間のそれぞれで出力される。固体撮像素子の数に１つ加算した数のパルスとするのは、最後のＣＴパルスで停止状態に遷移するためである。また、本転送直前の空転送期間のクロックＣＴのパルス数は、固体撮像素子の数＋１よりも少ない数である。
【００３３】
このＲＯＧパルスとクロックＣＴの供給で、図８（ｃ）に示すように、固体撮像素子の出力回路から撮像信号が出力される。空転送期間については空転送であり有効画素の撮像信号は出力されない。本転送期間については、有効画素の撮像信号が出力される。
本例の場合には、１ライン目の本転送期間を設定させるＲＯＧパルスで、２ライン目の本転送期間の直前に空転送期間が設定される。この本転送直前の空転送期間では、一部の固体撮像素子の信号だけが空転送される。
【００３４】
７．各固体撮像素子の動作タイミング例（図９）
図９は、固体撮像素子からの撮像信号の出力状態の詳細を示したタイミング図である。この図９の例では、説明を簡単にするために、１つの撮像装置として、４つの固体撮像素子が１列に配置された例を想定している。即ち、図１の例では第１チップ１０から第８チップ８０までの８個の固体撮像素子が１列に配置されたリニアセンサ構成としたが、図９では、その半分の４個の固体撮像素子が１列に配置されたリニアセンサ構成の場合のタイミングを示している。
【００３５】
図９では、本転送直前の空転送期間と、それに続いた本転送期間の詳細を示してある。図９（ａ）は、ＲＯＧパルスの生成タイミングを示し、外部からの撮像信号の読み取り指令（図示せず）の供給で１ライン目の本転送期間（図８参照）の直前にパルスＲ１が生成され、２ライン目の本転送期間（図８参照）の直前にパルスＲ２が生成される。これらのＲＯＧパルスは、タイミング制御回路２内での処理に使用され、タイミング制御回路２からは出力されない。
【００３６】
クロックＣＴは、図９（ｂ）に示すように、本転送直前の空転送期間で、ＲＯＧパルスＲ１の後に一定周期で生成され、続いた本転送期間でも、ＲＯＧパルスＲ１の後に一定周期で生成される。
【００３７】
図９では、４つの固体撮像素子のフリップフロップ群に入力する選択信号（選択信号ＶＳＥＬin）は、それぞれ選択信号ＶＳＥＬin１，ＶＳＥＬin２，ＶＳＥＬin３，ＶＳＥＬin４として、図９（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）に示してある。
また、４つの固体撮像素子の水平転送レジスタの駆動信号Ｈreg１，Ｈreg２，Ｈreg３，Ｈreg４を、図９（ｇ），（ｈ），（ｉ），（ｊ）に示してある。この駆動信号Ｈreg１〜Ｈreg４は、図３に示した水平レジスタ駆動部１１ａに供給される水平レジスタ選択信号ＨＳＥＬに基づいて生成される駆動信号である。
【００３８】
この４つの固体撮像素子の水平転送レジスタの駆動信号Ｈreg１〜Ｈreg４により駆動されることで、４つの固体撮像素子のレジスタ内の撮像信号が出力回路から出力されて、図９（ｋ），（ｍ），（ｎ），（ｏ）に示す撮像信号が得られる。ここでは、４つの固体撮像素子の撮像信号出力を、図９（ｋ），（ｍ），（ｎ），（ｏ）に、電圧Ｖout１，Ｖout２，Ｖout３，Ｖout４として示してある。
【００３９】
図９に示した具体的な処理タイミングについて説明すると、１ライン目の本転送期間のＲＯＧパルスＲ１が発生に基づいて、２ライン目の本転送の直前の空転送期間になるとクロックＣＴ（図９（ｂ））の供給があり、１段目の固体撮像素子に選択信号ＶＳＥＬin１（図９（ｃ））が供給される。この選択信号ＶＳＥＬin１の供給で、１段目の固体撮像素子の水平転送レジスタの駆動信号Ｈreg１（図９（ｇ））が生成され、撮像信号出力としての電圧Ｖout１（図９（ｋ））が得られる。このときには空転送であり、有効な撮像信号は得られない。
【００４０】
そして、図９（ｃ）の選択信号ＶＳＥＬin１が、１段目の固体撮像素子のフリップフロップ群でクロックＣＴの１周期分遅延されて、図９（ｄ）に示す選択信号ＶＳＥＬin２として、２段目の固体撮像素子に供給される。この選択信号ＶＳＥＬin２の供給で、２段目の固体撮像素子の水平転送レジスタの駆動信号Ｈreg２（図９（ｈ））が生成され、撮像信号出力としての電圧Ｖout２（図９（ｍ））が得られる。このときにも空転送であり、有効な撮像信号は得られない。
【００４１】
続いてＲＯＧパルスＲ２が発生して、本転送期間に移る。
この本転送期間が始まることで、１段目の固体撮像素子に、再度、選択信号ＶＳＥＬin１（図９（ｃ））が供給される。この選択信号ＶＳＥＬin１の供給で、１段目の固体撮像素子の水平転送レジスタの駆動信号Ｈreg１（図９（ｇ））が生成され、有効な撮像信号出力としての電圧Ｖout１（図９（ｋ））が得られる。
【００４２】
このとき同時に、空転送期間の選択信号ＶＳＥＬin２を段目の固体撮像素子のフリップフロップ群でクロックＣＴの１周期分遅延させた、図９（ｅ）に示す選択信号ＶＳＥＬin３が、３段目の固体撮像素子に供給される。この供給タイミングは本転送期間であり、３段目の固体撮像素子の水平転送レジスタの駆動信号Ｈreg３（図９（ｉ））で、有効な撮像信号出力としての電圧Ｖout３（図９（ｎ））が得られる。
従って、このタイミングでは、１段目の固体撮像素子からの有効撮像信号出力と、３段目の固体撮像素子からの有効撮像信号出力とが同時に行われることになる。この２系統で同時出力される撮像信号が、図２に示した画像処理部７側に供給される。
【００４３】
さらにクロックＣＴの次の周期では、１段目の固体撮像素子の選択信号ＶＳＥＬin１が１周期遅延されて、２段目の固体撮像素子に選択信号ＶＳＥＬin２として供給される。この供給で、２段目の固体撮像素子の水平転送レジスタの駆動信号Ｈreg２（図９（ｈ））が生成され、有効な撮像信号出力としての電圧Ｖout２（図９（ｍ））が得られる。
同時に、３段目の固体撮像素子の選択信号ＶＳＥＬin３が１周期遅延されて、４段目の固体撮像素子に選択信号ＶＳＥＬin４として供給される。この供給で、４段目の固体撮像素子の水平転送レジスタの駆動信号Ｈreg４（図９（ｉ））が生成され、有効な撮像信号出力としての電圧Ｖout４（図９（ｏ））が得られる。
従って、このタイミングでは、２段目の固体撮像素子からの有効撮像信号出力と、４段目の固体撮像素子からの有効撮像信号出力とが同時に行われることになる。この２系統で同時出力される撮像信号が、図２に示した画像処理部７側に供給される。
【００４４】
ここまでで４つの固体撮像素子からの有効撮像信号の出力は完了し、１ライン分の読取り信号が出力されたことになる。ここで、クロックＣＴの次の周期で、２段目の固体撮像素子の水平転送レジスタの駆動信号Ｈreg２を遅延させた、図９（ｅ）に示す選択信号ＶＳＥＬin３が、３段目の固体撮像素子に供給される。この供給タイミングは既に撮像信号を読出した直後であり、３段目の固体撮像素子の水平転送レジスタの駆動信号Ｈreg３（図９（ｉ））で出力される信号は、空転送となる。
さらに、クロックＣＴの次の周期で、３段目の固体撮像素子の水平転送レジスタの駆動信号Ｈreg３を遅延させた、図９（ｆ）に示す選択信号ＶＳＥＬin４が、４段目の固体撮像素子に供給される。この供給タイミングで４段目の固体撮像素子の水平転送レジスタの駆動信号Ｈreg４（図９（ｉ））で出力される信号は、空転送となる。
【００４５】
このように本実施の形態によると、４個の固体撮像素子の出力を、２系統に同時出力させて、素子切換え用クロックＣＴの２周期期間で行うようにしてある。即ち、本実施の形態では、切換えタイミングパルスである素子切換え用クロックＣＴの整数倍の周期に対応した時間をあけて、素子選択用パルスである選択信号ＶＳＥＬin１を２回連続して、タイミング制御回路２から出力させて、２系統に同時出力させてある。また、その２回の素子選択用パルスの出力は、固体撮像素子の数をＮとしたとき、ほぼＮ／２周期に対応した期間をあけて、１回目の選択信号の出力と２回目の選択信号の出力を行うようにしてある。
【００４６】
従って、素子選択信号を順に遅延させて、全ての固体撮像素子の出力を順に行う場合に比べて半分の期間で、１ラインの撮像信号の読み出しが行え、高速読み出しが可能となる。また、各固体撮像素子の駆動タイミングの制御としては、図１に示したタイミング制御回路から初段の固体撮像素子に選択信号を供給すると共に素子切換え用クロックＣＴを全ての固体撮像素子に供給するだけでよい。従って、本実施の形態の場合にはタイミング制御が簡単であり、全ての固体撮像素子の駆動タイミングをタイミング制御回路が個別に管理する場合に比べて、制御構成が簡単でかつ読み出しを高速で行えるという効果を有する。
【００４７】
なお、図９の例では、４個の固体撮像素子を備えたリニアセンサとして説明したが、他の個数の固体撮像素子で構成されるリニアセンサにも適用可能である。即ち、例えば図１に示したような８個の固体撮像素子で構成されるリニアセンサに適用した場合にも適用可能である。この場合には、２系統で同時読み出しを行う場合、本転送直前の空転送期間で、素子選択信号の順の供給で、１段目から４段目までの固体撮像素子について空転送を行い、５段目の固体撮像素子から本転送を開始させる。と同時に、本転送期間に、１段目からの別系統の本転送を開始させ、２系統の同時読み出しを行うようにすればよい。
このように固体撮像装置を構成する固体撮像素子の個数は、いずれの個数でも対処可能である。固体撮像素子の個数が同時読み出しを行う系統数で割り切れない場合でも問題ない。即ち、例えば５個の固体撮像素子で構成される場合には、いずれか一方の系統で３つの固体撮像素子の撮像信号を読み出し、他方の系統で２つの固体撮像素子の撮像信号を読出すようにすればよい。
【００４８】
また、同時読み出しを行う系統数についても、上述した実施の形態で説明した２系統は最も簡単な例であり、３系統あるいはそれ以上の系統数で同時読み出しを行う構成としてもよい。例えば、３系統で同時読み出しを行う場合には、本転送前の空転送期間に、ＲＯＧパルスを２回生成させて、２回の素子選択信号の出力を開始させて、本転送期間に、ＲＯＧパルスを１回生成させて、１回の素子選択信号の出力を行うようにすればよい。
いずれの場合も、図９に示した処理タイミングに変更を加えることで対処可能である。
【００４９】
また、図３に示したフリップフロップ群の構成については、好適な一例を示したものであり、その他の構成で入力した選択信号を遅延させて出力させる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１…固体撮像装置、１ａ…読取り指令入力端子、１ｂ…撮像信号出力端子、２…タイミング制御回路、３…ＲＯＧパルス発生部、４…原稿読取り部、５…操作部、６…制御部、７…画像処理部、８…メモリ、９…画像出力部、９ａ…出力端子、１０，２０，・・・，８０…固体撮像素子、１１，２１，・・・，８１…イメージセンサ部、１２，２２，・・・，８２…出力回路、１３，２３，・・・，８３…フリップフロップ群、２３ｃ，２３ｄ…フリップフロップ、２３ｅ…ＯＲ回路
【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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