(57)【要約】【目的】映像信号の読み出しを高速化する。【構成】ＣＣＤの左側の第１受光領域２ａのフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷は，第１の水平転送路５ａ内を転送する。信号電荷は，１画素分ずつ交互に第１のＦＤＡ７または第２のＦＤＡ８に与えられる。ＦＤＡ７または８において信号電荷が映像信号に変換される。同様に，ＣＣＤの右側の第２受光領域２ｂのフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷は，第２の水平転送路５ｂ内を転送する。信号電荷は，１画素分ずつ交互に第３のＦＤＡ９または10に与えられ，映像信号に変換される。水平転送路ごとに２つのＦＤＡを用いて映像信号に変換しているので，映像信号への変換が実質的に早くなる。映像信号出力が早くなる。【選択図】図１
2008035339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光領域内において，行方向および列方向に配置された多数の光電変換素子，
上記光電変換素子の各列に隣接して設けられ，上記光電変換素子に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路，
上記垂直転送路から出力した信号電荷のうち，上記受光領域内の第１受光領域に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送する第１の水平転送路，
上記第１の水平転送路の出力側に設けられ，かつ信号電荷を映像信号として出力する第１の増幅回路および第２の増幅回路，
上記第１の水平転送路から出力された信号電荷を上記第１の増幅回路または上記第２の出力増幅回路に１画素分ずつ交互に与える第１の切り替えスイッチ，
上記垂直転送路から出力した信号電荷のうち，上記受光領域内の第２受光領域に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送する第２の水平転送路，
上記第２の水平転送路の出力側に設けられ，かつ信号電荷を映像信号として出力する第３の増幅回路および第４の増幅回路，ならびに
上記第２の水平転送路から出力された信号電荷を上記第３の増幅回路または上記第４の出力増幅回路に１画素分ずつ交互に与える第２の切り替えスイッチ，
を備えた固体電子撮像装置。
【請求項２】
上記第１の水平転送路から出力された信号電荷のうち奇数列または偶数列の上記光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記第１の増幅回路に与え，上記第２の増幅回路への信号電荷の供給を停止し，かつ上記第２の水平転送路から出力された信号電荷のうち奇数列または偶数列の上記固体電子撮像素子に蓄積された信号電荷を上記第３の増幅回路に与え，上記第４の増幅回路への信号電荷の供給を停止するように上記固体電子撮像装置を制御する制御手段をさらに備えた請求項１に記載の固体電子撮像装置。
【請求項３】
上記第１の増幅回路から出力される映像信号と上記第２の増幅回路から出力される映像信号とを１画素分ずつ交互に出力する第１の出力回路，および
上記第３の増幅回路から出力される映像信号と上記第４の増幅回路から出力される映像信号とを１画素分ずつ交互に出力する第２の出力回路，
をさらに備えた請求項２に記載の固体電子撮像装置。
【請求項４】
上記第１の水平転送路は，上記第１受光領域に配置されている光電変換素子のうち奇数列または偶数列の一方の列に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送するものであり，
上記第１受光領域に配置されている光電変換素子のうち奇数列または偶数列の他方の列に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送する第３の水平転送路，および
上記第３の水平転送路の出力側に設けられ，かつ信号電荷を映像信号として出力する第５の増幅回路および第６の増幅回路をさらに備え，
上記第２の水平転送路は，上記第２受光領域に配置されている光電変換素子のうち奇数列または偶数列の一方の列に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送するものであり，
上記第２受光領域に配置されている光電変換素子のうち奇数列または偶数列の他方の列に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送する第４の水平転送路，および
上記第４水平転送路の出力側に設けられ，かつ信号電荷を映像信号として出力する第７の増幅回路および第８の増幅回路をさらに備えている，
請求項１に記載の固体電子撮像装置。
【請求項５】
上記第１の増幅回路から出力される映像信号と上記第２の増幅回路から出力される映像信号とを１画素分ずつ交互に出力する第１の出力回路，
上記第３の増幅回路から出力される映像信号と上記第４の増幅回路から出力される映像信号とを１画素分ずつ交互に出力する第２の出力回路，
上記第５の増幅回路から出力される映像信号と上記第６の増幅回路から出力される映像信号とを１画素分ずつ交互に出力する第３の出力回路，
上記第７の増幅回路から出力される映像信号と上記第８の増幅回路から出力される映像信号とを１画素分ずつ交互に出力する第４の出力回路，
上記第１の出力回路から出力される映像信号と上記第３の出力回路から出力される映像信号とを１画素分ずつ交互に出力する第５の出力回路，および
上記第２の出力回路から出力される映像信号と上記第４の出力回路から出力される映像信号とを１画素分ずつ交互に出力する第６の出力回路，
をさらに備えた請求項４に記載の固体電子撮像装置。
【請求項６】
受光領域内において，行方向および列方向に配置された多数の光電変換素子，および
上記光電変換素子の各列に隣接して設けられ，上記光電変換素子に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路を備えた固体電子撮像装置の制御方法において，
第１の水平転送路が，上記垂直転送路から出力した信号電荷のうち，上記受光領域内の第１受光領域に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送し，
上記第１の水平転送路の出力側に設けられた第１の増幅回路および第２の増幅回路が，信号電荷を映像信号として出力し，
第１の切り替えスイッチが，上記第１の水平転送路から出力された信号電荷を上記第１の増幅回路または上記第２の出力増幅回路に１画素分ずつ交互に与え，
第２の水平転送路が，上記垂直転送路から出力した信号電荷のうち，上記受光領域内の第２受光領域に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送し，
上記第２の水平転送路の出力側に設けられた第３の増幅回路および第４の増幅回路が，信号電荷を映像信号として出力し，
第２の切り替えスイッチが，上記第２の水平転送路から出力された信号電荷を上記第３の増幅回路または上記第４の出力増幅回路に１画素分ずつ交互に与える，
固体電子撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，固体電子撮像装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤなどの固体電子撮像素子においては高画素化が進んでいる。極めて多くの量の信号電荷を迅速に転送する必要がある。このために，信号電荷の転送効率を向上させることが考えられている（特許文献１）。
【特許文献１】特開昭62−49653号公報
【発明の開示】
【０００３】
この発明は，固体電子撮像素子の転送効率をさらに向上させることを目的とする。
【０００４】
この発明による固体電子撮像装置は，受光領域内において，行方向および列方向に配置された多数の光電変換素子，上記光電変換素子の各列に隣接して設けられ，上記光電変換素子に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路，上記垂直転送路から出力した信号電荷のうち，上記受光領域内の第１受光領域に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送する第１の水平転送路，上記第１の水平転送路の出力側に設けられ，かつ信号電荷を映像信号として出力する第１の増幅回路および第２の増幅回路，上記第１の水平転送路から出力された信号電荷を上記第１の増幅回路または上記第２の出力増幅回路に１画素分ずつ交互に与える第１の切り替えスイッチ，上記垂直転送路から出力した信号電荷のうち，上記受光領域内の第２受光領域に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送する第２の水平転送路，上記第２の水平転送路の出力側に設けられ，かつ信号電荷を映像信号として出力する第３の増幅回路および第４の増幅回路，ならびに上記第２の水平転送路から出力された信号電荷を上記第３の増幅回路または上記第４の出力増幅回路に１画素分ずつ交互に与える第２の切り替えスイッチを備えていることを特徴とする。
【０００５】
この発明は，上記固体電子撮像装置に適した制御方法も提供している。すなわち，受光領域内において，行方向および列方向に配置された多数の光電変換素子，および上記光電変換素子の各列に隣接して設けられ，上記光電変換素子に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路を備えた固体電子撮像装置の制御方法において，第１の水平転送路が，上記垂直転送路から出力した信号電荷のうち，上記受光領域内の第１受光領域に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送し，上記第１の水平転送路の出力側に設けられた第１の増幅回路および第２の増幅回路が，信号電荷を映像信号として出力し，第１の切り替えスイッチが，上記第１の水平転送路から出力された信号電荷を上記第１の増幅回路または上記第２の出力増幅回路に１画素分ずつ交互に与え，第２の水平転送路が，上記垂直転送路から出力した信号電荷のうち，上記受光領域内の第２受光領域に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送し，上記第２の水平転送路の出力側に設けられた第３の増幅回路および第４の増幅回路が，信号電荷を映像信号として出力し，第２の切り替えスイッチが，上記第２の水平転送路から出力された信号電荷を上記第３の増幅回路または上記第４の出力増幅回路に１画素分ずつ交互に与えるものである。
【０００６】
この発明によると，第１の水平転送路と第２の水平転送路とが設けられている。第１の水平転送路は，第１受光領域に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送するものである。第１の水平転送路の出力側には第１の切り替えスイッチを介して第１の増幅回路および第２の増幅回路が設けられている。第１の切り替えスイッチの切り替え動作により，第１の水平転送路から出力された信号電荷が第１の増幅回路または第２の増幅回路に与えられる。第１の増幅回路または第２の増幅回路によって信号電荷が映像信号に変換されて出力される。信号電荷は，１画素分ずつ交互に第１の増幅回路または第２の増幅回路に与えられ，第１の増幅回路および第２の増幅回路の２つの増幅回路を用いて信号電荷が映像信号に変換されるので，第１の増幅回路および第２の増幅回路の駆動周波数が低くとも迅速に映像信号を出力できる。同様に，第２の水平転送路は第２受光領域に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平転送路に転送するものであり，第２の切り替えスイッチを介して第３の増幅回路および第４の増幅回路が設けられている。信号電荷は，１画素分ずつ交互に第３の増幅回路または第４の増幅回路に与えられ，第３の増幅回路および第４の増幅回路の２つの増幅回路を用いて信号電荷が映像信号に変換されるので，第３の増幅回路および第４の増幅回路の駆動周波数が低くとも迅速に映像信号を出力できる。
【０００７】
上記第１の水平転送路から出力された信号電荷のうち奇数列または偶数列の上記光電変換素子に蓄積された信号電荷を上記第１の増幅回路に与え，上記第２の増幅回路への信号電荷の供給を停止し，かつ上記第２の水平転送路から出力された信号電荷のうち奇数列または偶数列の上記固体電子撮像素子に蓄積された信号電荷を上記第３の増幅回路に与え，上記第４の増幅回路への信号電荷の供給を停止するように上記固体電子撮像装置を制御する制御手段をさらに備えてもよい。動画モードなどのような場合には，信号電荷の間履き読み出しが行われる。奇数列または偶数列の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第１の増幅回路または第３の増幅回路に与えられ，第２の増幅回路および第４の増幅回路には与えられないので，第２の増幅回路および第４の増幅回路の駆動を停止できる。無駄な電力消費を抑えることができる。
【０００８】
上記第１の増幅回路から出力される映像信号と上記第２の増幅回路から出力される映像信号とを１画素分ずつ交互に出力する第１の出力回路，および上記第３の増幅回路から出力される映像信号と上記第４の増幅回路から出力される映像信号とを１画素分ずつ交互に出力する第２の出力回路をさらに備えてもよい。奇数列または偶数列ごとに出力される映像信号を光電変換素子の配置に応じた映像信号にできる。
【０００９】
上記第１の水平転送路は，上記第１受光領域に配置されている光電変換素子のうち奇数列または偶数列の一方の列に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送するものでもよい。この場合，上記第１受光領域に配置されている光電変換素子のうち奇数列または偶数列の他方の列に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送する第３の水平転送路，および上記第３の水平転送路の出力側に設けられ，かつ信号電荷を映像信号として出力する第５の増幅回路および第６の増幅回路をさらに備える。さらに，上記第２の水平転送路は，上記第２受光領域に配置されている光電変換素子のうち奇数列または偶数列の一方の列に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送するものでもよい。この場合，上記第２受光領域に配置されている光電変換素子のうち奇数列または偶数列の他方の列に配置されている光電変換素子に蓄積された信号電荷を水平方向に転送する第４の水平転送路，および上記第４水平転送路の出力側に設けられ，かつ信号電荷を映像信号として出力する第７の増幅回路および第８の増幅回路をさらに備える。
【００１０】
上記第１の増幅回路から出力される映像信号と上記第２の増幅回路から出力される映像信号とを１画素分ずつ交互に出力する第１の出力回路，上記第３の増幅回路から出力される映像信号と上記第４の増幅回路から出力される映像信号とを１画素分ずつ交互に出力する第２の出力回路，上記第５の増幅回路から出力される映像信号と上記第６の増幅回路から出力される映像信号とを１画素分ずつ交互に出力する第３の出力回路，上記第７の増幅回路から出力される映像信号と上記第８の増幅回路から出力される映像信号とを１画素分ずつ交互に出力する第４の出力回路，上記第１の出力回路から出力される映像信号と上記第３の出力回路から出力される映像信号とを１画素分ずつ交互に出力する第５の出力回路，および上記第２の出力回路から出力される映像信号と上記第４の出力回路から出力される映像信号とを１画素分ずつ交互に出力する第６の出力回路をさらに備えてもよい。
【実施例】
【００１１】
図１は，この発明の実施例を示すもので，ＣＣＤの模式図である。図２は，図１に示すＣＣＤの左側の部分を図１に比べて拡大してものであり，図３は，図１に示すＣＣＤの右側の部分を図１に比べて拡大したものである。
【００１２】
ＣＣＤには，受光領域１が形成されている。受光領域１には，行方向および列方向に多数のフォトダイオード（光電変換素子）３ａおよび３ｂが配置されている。受光領域１は，全体のほぼ左半分の第１受光領域２ａと全体のほぼ右半分の第２受光領域２ｂとに分けられる。第１受光領域２ａと第２受光領域２ｂとは完全に均等に分ける必要ないのはいうまでもない。第１受光領域２ａに配置されているフォトダイオードは符号３ａで示され，第２受光領域２ｂに配置されているフォトダイオードは符号３ｂで示されている。
【００１３】
主に図２を参照して，フォトダイオード３ａの受光面上には，赤色の光成分，緑色の光成分または青色の光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタが形成されている。赤色の光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタにはフォトダイオード３ａに「Ｒ」を含む符号（たとえば，Ｒ２ａ，Ｒ４ａなど）が付され，緑色の光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタにはフォトダイオード３ａに「Ｇ」を含む符号（たとえば，Ｇ１ａ，Ｇ２ａなど）が付され，青色の光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタにはフォトダイオード３ａに「Ｂ」を含む符号（たとえば，Ｂ１ａ，Ｂ３ａなど）が付されている。また，カラー・フィルタの符号には，フォトダイオード３ａの列を示す数字も含まれている。奇数行の奇数列には，青色の光成分を透過するフィルタが形成されており，奇数行の偶数列には赤色の光成分を透過するフィルタが形成されている。偶数行には緑色の光成分を透過するフィルタが形成されている。
【００１４】
フォトダイオード３ａの各列の右側には垂直転送路４ａが設けられている。垂直転送路４ａの下側（出力側）には，第１の水平転送路５ａが接続されている。この第１の水平転送路５ａの出力端（左端）には切り替え制御信号に応じて出力が切り替えられる切り替えスイッチ６ａが接続されている。切り替えスイッチ６ａのａ１端子には，第１のＦＤＡ（フローティング・デュフュージョン・アンプリファイア）７が接続されている。切り替えスイッチ６ａのａ２端子には，第２のＦＤＡ８が接続されている。
【００１５】
フォトダイオード３ａが露光されると，フォトダイオード３ａに信号電荷が蓄積される。信号電荷は，フォトダイオード３ａから垂直転送路４ａにシフトされる。信号電荷は，垂直転送路４ａを転送させられて第１の水平転送路５ａに入力する。信号電荷は，第１の水平転送路５ａを左方向に転送させられて出力する。第１の水平転送路５ａから出力した信号電荷は，切り替えスイッチ６ａの接続状態に応じて第１のＦＤＡ７または第２のＦＤＡ８に入力する。第１のＦＤＡ７または第２のＦＤＡ８は，所定の駆動周波数によって駆動させられ，これらの第１のＦＤＡ７または８において信号電荷が映像信号に変換させられる。第１のＦＤＡ７または第２のＦＤＡ８から第１の映像信号または第２の映像信号が出力する。
【００１６】
この実施例においては，切り替えスイッチ６ａは，奇数列のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷が与えられるときには接続端子ａ１が接続され，偶数列のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷が与えられるときには接続端子ａ２が接続されるように１画素分ずつ交互に切り替えられる。したがって，第１のＦＤＡ７から出力される第１の映像信号は，奇数列のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷にもとづいて得られるものとなり，第２のＦＤＡ８から出力される第２の映像信号は，偶数列のフォトダイオード３ａに蓄積され信号電荷にもとづくものとなる。
【００１７】
たとえば，最下行のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷が転送させられると，第１のＦＤＡ７からは，Ｇ１ａ，Ｇ３ａ，Ｇ５ａというように奇数列のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷にもとづく画素を表す映像信号が出力され（わかりやすくするためにカラー・フィルタの符号を用いた），第２のＦＤＡ８からは，Ｇ２ａ，Ｇ４ａ，Ｇ６ａというように偶数列のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷にもとづく画素を表す映像信号が出力される。同様に，下から二行目のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷が転送させられると，第１のＦＤＡ７からは，Ｂ１ａ，Ｂ３ａ，Ｂ５ａというように青色の光成分を表す信号電荷にもとづく画素を表す映像信号が出力され，第２のＦＤＡ８からは，Ｒ２ａ，Ｒ４ａ，Ｒ６ａというように赤色の光成分を表す信号電荷にもとづく画素を表す映像信号が出力される。
【００１８】
このように，第１の水平転送路５ａの出力端には，２つのＦＤＡ７および８が設けられており，これらのＦＤＡ７および８を用いて信号電荷が映像信号に変換されることとなる。ＦＤＡの処理能力が実質的に向上することとなるので，ＣＣＤに多数のフォトダイオードがある場合でも迅速に映像信号を出力することができるようになる。
【００１９】
主として図３を参照して，第１受光領域２ａと同様に第２受光領域２ｂに配置されているフォトダイオード３ｂの受光面上にも，赤色の光成分，緑色の光成分または青色の光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタが形成されている。赤色の光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタにはフォトダイオード３ｂに「Ｒ」を含む符号（たとえば，Ｒ２ｂ，Ｒ４ｂなど）が付され，緑色の光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタにはフォトダイオード３ｂに「Ｇ」を含む符号（たとえば，Ｇ１ｂ，Ｇ２ｂなど）が付され，青色の光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタにはフォトダイオード３ｂに「Ｂ」を含む符号（たとえば，Ｂ１ｂ，Ｂ３ｂなど）が付されている。また，カラー・フィルタの符号には，フォトダイオード３ｂの列を示す数字も含まれている。奇数行の奇数列には，青色の光成分を透過するフィルタが形成されており，奇数行の偶数列には赤色の光成分を透過するフィルタが形成されている。偶数行には緑色の光成分を透過するフィルタが形成されている。
【００２０】
フォトダイオード３ｂの各列の右側には垂直転送路４ｂが設けられている。垂直転送路４ｂの下側（出力側）には，第２の水平転送路５ｂが接続されている。この第２の水平転送路５ｂの出力端（左端）には切り替え制御信号に応じて出力が切り替えられる切り替えスイッチ６ｂが接続されている。切り替えスイッチ６ｂのｂ１端子には，第３のＦＤＡ９が接続されている。切り替えスイッチ６ｂのｂ２端子には，第４のＦＤＡ10が接続されている。
【００２１】
上述したのと同様に，フォトダイオード３ｂが露光されると，フォトダイオード３ｂに信号電荷が蓄積される。信号電荷は，フォトダイオード３ｂから垂直転送路４ｂにシフトされる。信号電荷は，垂直転送路４ｂを転送させられて第２の水平転送路５ｂに入力する。信号電荷は，第２の水平転送路５ｂを右方向に転送させられて出力する。第２の水平転送路５ｂから出力した信号電荷は，切り替えスイッチ６ｂの接続の状態に応じて第３のＦＤＡ９または第４のＦＤＡ10に入力する。第３のＦＤＡ９または第４のＦＤＡ10も，所定の駆動周波数によって駆動させられ，これらの第３のＦＤＡ９または10において信号電荷が映像信号に変換させられる。第３のＦＤＡ９または第４のＦＤＡ10から第３の映像信号または第４の映像信号が出力する。
【００２２】
この実施例においては，切り替えスイッチ６ｂは，奇数列のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷が与えられるときには接続端子ｂ１が接続され，偶数列のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷が与えられるときには接続端子ｂ２が接続されるように１画素分ずつ交互に切り替えられる。したがって，第３のＦＤＡ９から出力される第３の映像信号は，奇数列のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷にもとづいて得られるものとなり，第４のＦＤＡ10から出力される第４の映像信号は，偶数列のフォトダイオード３ｂに蓄積され信号電荷にもとづくものとなる。
【００２３】
たとえば，最下行のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷が転送させられると，第３のＦＤＡ９からは，Ｇ１ｂ，Ｇ３ｂ，Ｇ５ｂというように奇数列のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷にもとづく画素を表す映像信号が出力され（わかりやすくするためにカラー・フィルタの符号を用いた），第４のＦＤＡ10からは，Ｇ２ｂ，Ｇ４ｂ，Ｇ６ｂというように偶数列のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷にもとづく画素を表す映像信号が出力される。同様に，下から二行目のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷が転送させられると，第３のＦＤＡ９からは，Ｂ１ｂ，Ｂ３ｂ，Ｂ５ｂというように青色の光成分を表す信号電荷にもとづく画素を表す映像信号が出力され，第４のＦＤＡ10からは，Ｒ２ｂ，Ｒ４ｂ，Ｒ６ｂというように赤色の光成分を表す信号電荷にもとづく画素を表す映像信号が出力される。
【００２４】
上述したのと同様に，第２の水平転送路５ｂの出力端には，２つのＦＤＡ９および10が設けられており，これらのＦＤＡ９および10を用いて信号電荷が映像信号に変換されることとなる。ＦＤＡの処理能力が実質的に向上することとなるので，ＣＣＤに多数のフォトダイオードがある場合でも迅速に映像信号を出力することができるようになる。
【００２５】
図４は，切り替えスイッチ６ａ，６ｂの処理手順を示すフローチャートである。
【００２６】
上述のように，第１の水平転送路５ａまたは第２の水平転送路５ｂから出力される信号電荷が切り替えスイッチ６ａまたは６ｂに与えられる。与えられた信号電荷が奇数列のフォトダイオード３ａまたは３ｂに蓄積されたものであれば（ステップ21でＹＥＳ），切り替えスイッチ６ａのａ１端子および切り替えスイッチ６ｂのｂ１端子が接続される（ステップ22）。奇数列のフォトダイオード３ａおよび３ｂに蓄積された信号電荷が第１のＦＤＡ７および第３のＦＤＡ９において映像信号に変換される。
【００２７】
切り替えスイッチ６ａまたは６ｂに与えられた信号電荷が偶数列のフォトダイオード３ａまたは３ｂに蓄積されたものであれば（ステップ23でＹＥＳ），切り替えスイッチ６ａのａ２端子および切り替えスイッチ６ｂのｂ２端子が接続される（ステップ24）。偶数列のフォトダイオード３ａおよび３ｂに蓄積された信号電荷が第２のＦＤＡ８および第４のＦＤＡ10において映像信号に変換される。
【００２８】
終了指令が与えられなければ（ステップ25でＮＯ），再びステップ21からの処理が繰り返される。
【００２９】
図４は，ＣＣＤを制御する処理手順を示すフローチャートである。
【００３０】
この処理手順は，ＣＣＤが装填されているディジタル・カメラにおいて主として動画モード（ディジタル・スチル・カメラにおいてカメラ・アングルを決定するために被写体を撮像して動画像を表示するようなスルー画の動作も含む）が設定された場合のものである。
【００３１】
動画モードが設定されると（ステップ31でＹＥＳ），フォトダイオード３ａおよび３ｂが露光される（ステップ32）。動画モードではフォトダイオード３ａおよび３ｂに蓄積された信号電荷が間引かれて読み出される。このために，偶数列のフォトダイオード３ａおよび３ｂに蓄積された信号電荷は，不要なものとして掃き出される（たとえば，基板掃き出し）（ステップ33）。
【００３２】
つづいて，切り替えスイッチ６ａのａ１端子および切り替えスイッチ６ｂのｂ１端子が接続される（ステップ34）。
【００３３】
第１受光領域２ａの奇数列のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷が垂直転送路４ａおよび第１の水平転送路５ａを転送させられる（ステップ35）。切り替えスイッチ６ａはａ１端子が接続されているから奇数列のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷は，第１のＦＤＡ７において映像信号に変換される。第２のＦＤＡ８には信号電荷が与えられない。第２のＦＤＡ８を駆動する必要がないので，無駄な電力消費を抑えることができる。
【００３４】
同様に，第２受光領域２ｂの奇数列のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷が垂直転送路４ｂおよび第２の水平転送路５ｂを転送させられる（ステップ35）。切り替えスイッチ６ｂはｂ１端子が接続されているから奇数列のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷は，第３のＦＤＡ９において映像信号に変換される。第４のＦＤＡ10には信号電荷が与えられない。第４のＦＤＡ10を駆動する必要がないので，無駄な電力消費を抑えることができる。
【００３５】
終了指令が与えられるまでステップ31からの処理が繰り返される（ステップ36）。
【００３６】
図６は，主として第１のＦＤＡ７と第２のＦＤＡ８とを示すブロック図である。
【００３７】
このブロック図は，上述のように奇数列のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷にもとづいて得られる第１の映像信号と偶数列のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷にもとづいて得られる第２の映像信号とを合成して，第１の映像信号と第２の映像信号とが画素ごとに交互に出力される合成映像信号を生成するものである。
【００３８】
第１のＦＤＡ７の出力端子には，スイッチ回路（出力回路）11のａ１端子が接続され，第２のＦＤＡ８の出力端子には，スイッチ回路11のａ２端子が接続されている。スイッチ回路11は，ａ１端子とａ２端子とが１画素分の映像信号ごとに交互に切り替えられるものである。この結果，スイッチ回路11から出力される映像信号は，第１の映像信号と第２の映像信号とが合成された合成映像信号となる（Ｇ１ａ，Ｇ２ａ，Ｇ３ａ，Ｇ４ａの配列となる）。
【００３９】
図７は，主として第３のＦＤＡ９と第４のＦＤＡ10とを示すブロック図である。
【００４０】
このブロック図も上述したのと同様に，奇数列のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷にもとづいて得られる第１の映像信号と偶数列のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷にもとづいて得られる第２の映像信号とを合成して，第１の映像信号と第２の映像信号とが画素ごとに交互に出力される合成映像信号を生成するものである。
【００４１】
第３のＦＤＡ９の出力端子には，スイッチ回路（出力回路）12のｂ１端子が接続され，第４のＦＤＡ10の出力端子には，スイッチ回路12のｂ２端子が接続されている。スイッチ回路12は，ｂ１端子とｂ２端子とが１画素分の映像信号ごとに交互に切り替えられるものである。この結果，スイッチ回路12から出力される映像信号は，第３の映像信号と第４の映像信号とが合成された合成映像信号となる（Ｇ１ｂ，Ｇ２ｂ，Ｇ３ｂ，Ｇ４ｂの配列となる）。
【００４２】
このようにして得られた２つの合成映像信号がさらに合成されることにより，一駒分の画像を表す映像信号が生成されるのは容易に理解されよう。
【００４３】
図８から図12は，他の実施例を示すものである。
【００４４】
図８は，ＣＣＤの模式図であり，図１に対応している。図９は，ＣＣＤの左側の一部を示す模式図であり，図２に対応している。図10は，ＣＣＤの右側の一部を示す模式図であり，図３に対応している。これらの図８から図10において図１から図３に示すものと同一物については同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
主として図９を参照して，第１受光領域２ａに配置されている垂直転送路４ａのうち，奇数行のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷を転送する垂直転送路４ａは，上述したのと同様に，第１の水平転送路５ｂに接続されている。しかしながら，第１受光領域２ａに配置されている垂直転送路４ａのうち，偶数行のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷を転送する垂直転送路４ａは第３の水平転送路31ａに接続されている。第３の水平転送路31ａの出力端には切り替えスイッチ32ａが接続されている。この切り替えスイッチ32ａは，１画素の信号電荷ごとにａ３端子とａ４端子とが交互に切り替えられるものである。
【００４６】
切り替えスイッチ32ａのａ３端子は，第５のＦＤＡ33に接続され，切り替えスイッチ32ａのａ４端子は，第６のＦＤＡ34に接続されている。
【００４７】
奇数行のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷は，第１の水平転送路５ａに与えられる。切り替えスイッチ６ａは，上述したように１画素の信号電荷ごとに切り替えられる。偶数行のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷は，第２の水平転送路31ａに与えられる。上述したように，切り替えスイッチ32ｂも１画素の信号電荷ごとに切り替えられる。
【００４８】
第１のＦＤＡ７からは，第（４ｎ＋１）列（ｎは０以上の整数）のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号（Ｇ１ａ，Ｇ５ａ・・・）が出力される。第２のＦＤＡ８からは，第（４ｎ＋２）列のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号（Ｇ３ａ，Ｇ７ａ・・・）が出力される。第３のＦＤＡ33からは，第（４ｎ＋３）列のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号（Ｇ２ａ，Ｇ６ａ・・・）が出力される。第４のＦＤＡ34からは，第（４ｎ＋４）列のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号（Ｇ４ａ，Ｇ８ａ・・・）が出力される。
【００４９】
主として図10を参照して，第２受光領域２ｂに配置されている垂直転送路４ｂのうち，奇数行のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷を転送する垂直転送路４ｂは，上述したのと同様に，第２の水平転送路５ｂに接続されている。しかしながら，第２受光領域２ｂに配置されている垂直転送路４ｂのうち，偶数行のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷を転送する垂直転送路４ｂは第４の水平転送路31ｂに接続されている。第４の水平転送路31ｂの出力端には切り替えスイッチ32ｂが接続されている。この切り替えスイッチ32ｂは，１画素の信号電荷ごとにｂ３端子とｂ４端子とが交互に切り替えられるものである。
【００５０】
切り替えスイッチ32ｂのｂ３端子は，第７のＦＤＡ33に接続され，切り替えスイッチ32ｂのｂ４端子は，第８のＦＤＡ34に接続されている。
【００５１】
奇数行のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷は，第２の水平転送路５ｂに与えられる。切り替えスイッチ６ｂは，上述したように１画素の信号電荷ごとに切り替えられる。偶数行のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷は，第４の水平転送路31ｂに与えられる。上述したように，切り替えスイッチ32ｂも１画素の信号電荷ごとに切り替えられる。
【００５２】
第３のＦＤＡ９からは，第（４ｎ＋１）列（ｎは０以上の整数）のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号（Ｇ１ｂ，Ｇ５ｂ・・・）が出力される。第４のＦＤＡ10からは，第（４ｎ＋２）列のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号（Ｇ３ｂ，Ｇ７ｂ・・・）が出力される。第５のＦＤＡ35からは，第（４ｎ＋３）列のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号（Ｇ２ｂ，Ｇ６ｂ・・・）が出力される。第６のＦＤＡ36からは，第（４ｎ＋４）列のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号（Ｇ４ｂ，Ｇ８ｂ・・・）が出力される。
【００５３】
このように，第１受光領域２ａおよび第２受光領域２ｂに対応してそれぞれ２つの水平転送路を設けることもできる。ＦＤＡにおける変換処理が実質的にさらに早くなることと等価なので，高画素のＣＣＤであっても迅速に映像信号を出力できる。
【００５４】
図11は，主として第１および第２のＦＤＡ７および８ならびに第５および第６のＦＤＡ33および34を示すブロック図である。
【００５５】
この図は，上述のように，第１受光領域２ａに第１の水平転送路５ａと第３の水平転送路31ａとが設けられている場合に，上述したような合成映像信号を生成するものである。
【００５６】
上述のように，第１のＦＤＡ７にはスイッチ回路11のａ１端子が接続され，第２のＦＤＡ８にはスイッチ回路11のａ２端子が接続されている。さらに，第５のＦＤＡ33にはスイッチ回路37のａ３端子が接続され，第６のＦＤＡ34にはスイッチ回路37のａ４端子が接続されている。さらに，スイッチ回路11の出力端子は，スイッチ回路38のｓ１端子に接続され，スイッチ回路37の出力端子は，スイッチ回路38のｓ２端子に接続されている。
【００５７】
スイッチ回路11および37が１画素の映像信号が与えられるごとに交互に切り替えられる。スイッチ回路11からは奇数列のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号（Ｇ１ａ，Ｇ３ａ，Ｇ５ａ，Ｇ７ａ・・・）が出力される。スイッチ回路37からは偶数列のフォトダイオード３ａに蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号（Ｇ２ａ，Ｇ４ａ，Ｇ６ａ，Ｇ８ａ・・・）が出力される。
【００５８】
さらに，スイッチ回路38が１画素の映像信号が与えられるごとに交互に切り替えられる。すると，スイッチ回路38から第１受光領域２ａのフォトダイオード３ａに蓄積された１行分の信号電荷にもとづいて得られる合成映像信号（Ｇ１ａ，Ｇ２ａ，Ｇ３ａ，Ｇ４ａ，Ｇ５ａ，Ｇ６ａ，Ｇ７ａ，Ｇ８ａ・・・）がフォトダイオード３ａの配列に応じて得られることとなる。
【００５９】
図12は，主として第３および第４のＦＤＡ９および10ならびに第７および第８のＦＤＡ35および36を示すブロック図である。
【００６０】
この図は，上述のように，第２受光領域２ｂに第２の水平転送路５ｂと第４の水平転送路31ｂとが設けられている場合に，上述したような合成映像信号を生成するものである。
【００６１】
上述のように，第３のＦＤＡ９にはスイッチ回路12のｂ１端子が接続され，第４のＦＤＡ10にはスイッチ回路12のｂ２端子が接続されている。さらに，第７のＦＤＡ35にはスイッチ回路39のｂ３端子が接続され，第８のＦＤＡ36にはスイッチ回路39のｂ４端子が接続されている。さらに，スイッチ回路12の出力端子は，スイッチ回路30のｓ１端子に接続され，スイッチ回路39の出力端子は，スイッチ回路40のｓ２端子に接続されている。
【００６２】
スイッチ回路12および39が１画素の映像信号が与えられるごとに交互に切り替えられる。スイッチ回路12からは奇数列のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号（Ｇ１ｂ，Ｇ３ｂ，Ｇ５ｂ，Ｇ７ｂ・・・）が出力される。スイッチ回路39からは偶数列のフォトダイオード３ｂに蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号（Ｇ２ｂ，Ｇ４ｂ，Ｇ６ｂ，Ｇ８ｂ・・・）が出力される。
【００６３】
さらに，スイッチ回路40が１画素の映像信号が与えられるごとに交互に切り替えられる。すると，スイッチ回路40から第１受光領域２ｂのフォトダイオード３ｂに蓄積された１行分の信号電荷にもとづいて得られる合成映像信号（Ｇ１ｂ，Ｇ２ｂ，Ｇ３ｂ，Ｇ４ｂ，Ｇ５ｂ，Ｇ６ｂ，Ｇ７ｂ，Ｇ８ｂ・・・）がフォトダイオード３ｂの配列に応じて得られることとなる。
【００６４】
スイッチ回路38および40から出力された２つの合成映像信号がさらに合成されることにより，一駒分の映像信号が得られるのは，上述したのと同様である。
【００６５】
図13は，この発明の実施例を示すもので，ディジタル・スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。ディジタル・スチル・カメラに限らず，ディジタル・ムービ・ビデオ・カメラにも，この発明の実施例を適用できるのはいうまでもない。
【００６６】
ディジタル・スチル・カメラの全体の動作は，ＣＰＵ51によって統括される。
【００６７】
ディジタル・スチル・カメラには，操作器52が含まれている。この操作器52には，電源ボタン，モード設定ダイアル，二段ストローク・タイプのシャッタ・レリーズ・ボタンなどが含まれている。操作器52から出力される操作信号は，ＣＰＵ51に入力する。モード設定ダイアルによって設定されるモードには撮像モード，再生モードなどがある。
【００６８】
ディジタル・スチル・カメラには，ストロボ撮像のための発光装置56および発光装置56からの出射光の反射光を受光するための受光装置57が設けられている。
【００６９】
上述した構成をもつＣＣＤ65がディジタル・スチル・カメラに設けられている。このＣＣＤ65の前方には，撮像レンズ61，絞り62，赤外線カット・フィルタ63および光学的ロウ・パス・フィルタ64が設けられている。レンズ駆動回路65によって撮像レンズ65が位置決めされ，絞り駆動回路64によって絞り62の開口が制御される。
【００７０】
撮像モードが設定されると，被写体像を表す光線束は，撮像レンズ61によって集光され，絞り62，赤外線カット・フィルタ63および光学的ロウ・パス・フィルタ65を介してＣＣＤ65の受光面上に入射する。ＣＣＤ65の受光面上に被写体像が結像し，被写体像を表すアナログ映像信号がＣＣＤ65から出力する。このアナログ映像信号は，いわゆるスルー画のためのものであるから，上述したように，偶数列（または奇数列）のフォトダイオードに蓄積された信号電荷については掃き出すいわゆる間引き読み出しを行うようにしてもよい。上述のようにＦＤＡが無駄に動作することを未然に防止できる。もっとも間引き読み出しを行わなくともよいのはいうまでもない。
【００７１】
アナログ信号処理装置66には，相関二重サンプリング回路，信号増幅回路などが含まれている。ＣＣＤ65から出力されたアナログ映像信号は，アナログ信号処理装置66に入力し，相関二重サンプリング，信号増幅などが行われる。アナログ信号処理回路66から出力されたアナログ映像信号は，アナログ／ディジタル変換回路68に入力する。
【００７２】
アナログ／ディジタル変換回路68に入力したアナログ映像信号がディジタル画像データに変換される。変換されたディジタル画像データは，メモリ制御回路69の制御のもとにメイン・メモリ70に一時的に記憶される。
【００７３】
画像データは，メイン・メモリ70から読み出されてディジタル信号処理回路71に入力する。ディジタル信号処理回路71おいて白バランス調整，ガンマ補正などの所定のディジタル信号処理が行われる。ディジタル信号処理回路71においてディジタル信号処理が行われた画像データは，表示制御回路76に与えられる。表示制御回路76によって表示装置77が制御されることにより，表示装置77の表示画面上に撮像により得られた被写体像が表示される。
【００７４】
シャッタ・レリーズ・ボタンの第一段階の押下があると，アナログ／ディジタル変換回路68から出力された画像データは，メイン・メモリ70に記録される。メイン・メモリ70から読み出された画像データは，ディジタル信号処理回路71おいて輝度データに変換される。変換された輝度データが積算回路73に入力し，積算される。積算値を表すデータがＣＰＵ51に与えられ，露出量が算出される。算出された露出量となるように，絞り62の開口およびＣＣＤ65のシャッタ速度が制御される。
【００７５】
シャッタ・レリーズ・ボタンの第二段階の押下があると，アナログ／ディジタル変換回路68から出力された画像データは，メイン・メモリ70に記録される。メイン・メモリ70から読み出された画像データは，上述したのと同様に，ディジタル信号処理回路71において所定のディジタル信号処理が行われる。ディジタル信号処理回路71から出力された画像データは，圧縮伸長処理回路72においてデータ圧縮が行われる。データ圧縮された画像データが外部メモリ制御回路74の制御によりメモリ・カード75に記録される。
【００７６】
再生モードが設定されると，メモリ・カード75に記録されている圧縮画像データが読み取られる。読み取られた圧縮画像データは，圧縮伸長処理回路72において伸長される。伸長された画像データが表示制御回路26に与えられることにより，表示装置77の表示画面上に，再生画像が表示される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】ＣＣＤの模式図である。
【図２】ＣＣＤの一部を示す模式図である。
【図３】ＣＣＤの一部を示す模式図である。
【図４】切り替えスイッチの制御処理手順を示すフローチャートである。
【図５】ＣＣＤの制御処理手順を示すフローチャートである。
【図６】ＣＣＤを構成するＦＤＡ等のブロック図である。
【図７】ＣＣＤを構成するＦＤＡ等のブロック図である。
【図８】ＣＣＤの模式図である。
【図９】ＣＣＤの一部を示す模式図である。
【図１０】ＣＣＤの一部を示す模式図である。
【図１１】ＣＣＤを構成するＦＤＡ等のブロック図である。
【図１２】ＣＣＤを構成するＦＤＡ等のブロック図である。
【図１３】ディジタル・スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  受光領域
２ａ  第１受光領域
２ｂ  第２受光領域
３ａ，３ｂ  フォトダイオード（光電変換素子）
４ａ，４ｂ  垂直転送路
５ａ，５ｂ，31ａ，31ｂ  水平転送路
6a，６ｂ，32ａ，32ｂ  切り替えスイッチ
７〜10，33〜36  ＦＤＡ（増幅回路）
11，12，37〜40  スイッチ回路（出力回路）
15  ＣＣＤ
【図１】
2008035339.tif 000003
【図２】
2008035339.tif 000004
【図３】
2008035339.tif 000005
【図４】
2008035339.tif 000006
【図５】
2008035339.tif 000007
【図６】
2008035339.tif 000008
【図７】
2008035339.tif 000009
【図８】
2008035339.tif 000010
【図９】
2008035339.tif 000011
【図１０】
2008035339.tif 000012
【図１１】
2008035339.tif 000013
【図１２】
2008035339.tif 000014
【図１３】
2008035339.tif 000015