(57)【要約】【課題】  画像信号の用途に応じて適切に読み出しを行うことができる撮像素子及び撮像装置を提供する。【解決手段】  本発明に係る撮像素子３６では、受光素子１００から読み出された信号電荷の水平転送の方向（水平転送モード）を図の左右に切り替え可能になっている。水平転送モードの切り替えは、ＣＰＵ１０からＴＧ４８への指令に基づいて実行される。信号電荷を図の右から左に水平転送して２線で読み出す場合には（正転送モード）、水平転送路１０４の駆動周波数を上げることができるため、信号電荷を高速で転送するのに適している。一方、信号電荷を図の左から右に水平転送して単線（１線）で読み出す場合には（逆転送モード）、分岐部１０６を通らないため、信号電荷の転送効率を高くすることができ、高画質の画像信号を取得するのに適している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直方向及び水平方向に沿って複数配列され、受光した光を信号電荷に変換して蓄積する受光素子と、
前記受光素子に蓄積された信号電荷を前記垂直方向に転送するための垂直転送路と、
第１の端部及び第２の端部がそれぞれ両端に形成されており、前記垂直転送路から転送された信号電荷を前記第１及び第２の端部に転送するための水平転送路と、
前記水平転送路の第１の端部に設けられた分岐部と、
前記分岐部に結合された複数の分岐転送路と、
を備えることを特徴とする撮像素子。
【請求項２】
前記複数の分岐転送路の端部にそれぞれ設けられた第１のアンプと、
前記水平転送路の第２の端部に設けられた第２のアンプとを更に備え、
前記第１のアンプのうちの少なくとも１つと前記第２のアンプとが兼用されることを特徴とする請求項１記載の撮像素子。
【請求項３】
垂直方向及び水平方向に沿って複数配列され、受光した光を信号電荷に変換して蓄積する受光素子と、前記受光素子に蓄積された信号電荷を前記垂直方向に転送するための垂直転送路と、第１の端部及び第２の端部がそれぞれ両端に形成されており、前記垂直転送路から転送された信号電荷を前記第１及び第２の端部に転送するための水平転送路と、前記水平転送路の第１の端部に設けられた分岐部と、前記分岐部に結合された複数の分岐転送路とを備える撮像素子と、
前記信号電荷を前記第１の端部に転送する第１の転送モードと、前記第２の端部に転送する第２の転送モードとを切り替える転送モード切り替え手段と、
前記転送モードが第１の転送モードの時には、前記信号電荷を前記複数の分岐転送路に分岐させて読み出す一方、前記転送モードが第２の転送モードの時には、前記信号電荷を前記第２の端部から読み出して画像信号を取得する画像取得手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
前記複数の分岐転送路の端部にそれぞれ設けられた第１のアンプと、
前記第１のアンプに対応して設けられ、前記第１のアンプから出力される画像信号を処理する第１の処理手段と、
前記水平転送路の第２の端部に設けられた第２のアンプと、
前記第２のアンプから出力される画像信号を処理する第２の処理手段とを更に備え、
前記第１のアンプのうちの少なくとも１つと前記第２のアンプとが兼用されるとともに、前記第１の処理手段のうちの少なくとも１つと前記第２の処理手段とが兼用されることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記複数の分岐転送路の端部にそれぞれ設けられた第１のアンプと、
前記水平転送路の第２の端部に設けられた第２のアンプとを更に備え、
前記第２のアンプのゲインが第１のアンプよりも高いことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項６】
前記複数の受光素子には、各受光素子に対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタが所定の配列構造で配置されており、
前記画像取得手段は、前記第１の転送モード時に、Ｒ及びＢのカラーフィルタに対応する受光素子から読み出されたＲ及びＢ信号と、Ｇのカラーフィルタに対応する受光素子から読み出されたＧ信号とを水平転送路上を別々のラインとして転送し、前記Ｒ及びＢ信号のラインを前記複数の分岐転送路に分岐させて読み出すとともに、前記Ｇ信号のラインを前記複数の分岐転送路のうちの１つを用いて読み出すことを特徴とする請求項３から５のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項７】
前記画像取得手段により取得した画像信号に基づいて焦点調節を行う焦点調節手段を更に備え、
前記転送モード切り替え手段は、焦点調節時に、前記転送モードを第１の転送モードに切り替えるとともに、前記Ｇ信号のラインを前記複数の分岐転送路に分岐させて読み出し、
前記焦点調節手段は、前記Ｇ信号に基づいて焦点調節を行うことを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
【請求項８】
前記画像取得手段により取得した画像信号に基づいてライブビュー画像を表示する表示手段を更に備え、
前記転送モード切り替え手段は、前記ライブビュー画像の取得時には、前記転送モードを第１の転送モードに切り替えることを特徴とする請求項３から７のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項９】
前記転送モード切り替え手段は、前記画像取得手段により静止画用の画像信号を取得する時には、前記転送モードを第２の転送モードに切り替えることを特徴とする請求項３から８のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記転送モード切り替え手段は、前記画像取得手段により動画用の画像信号を取得する時には、前記転送モードを第１の転送モードに切り替えることを特徴とする請求項３から９のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項１１】
画像の撮像感度を設定する撮像感度設定手段を更に備え、
前記転送モード切り替え手段は、前記撮像感度が所定値以上の場合に、前記転送モードを第１の転送モードに切り替えることを特徴とする請求項３から１０のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記所定値は１６００以上であることを特徴とする請求項１１記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記転送モード切り替え手段は、前記連写撮像を行う時に、前記転送モードを第１の転送モードに切り替えることを特徴とする請求項３から１２のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記転送モード切り替え手段は、前記連写撮像の最初の画像又は最後の画像の少なくとも一方を撮像する時に、前記転送モードを第２の転送モードに切り替えることを特徴とする請求項１３記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記画像取得手段は、前記第１の転送路上において前記信号電荷を転送する時に、前記第１の転送方向に蓄積された信号電荷を間引くか又は加算して転送することを特徴とする請求項３から１４のいずれか１項記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像素子及び撮像装置に係り、特に撮像素子から画像信号を読み出す技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像素子に蓄積された画像信号を読み出すときに、複数の読み出し方向を設けることが提案されている（特許文献１から４）。
【特許文献１】特開昭６３−３１０２８３号公報
【特許文献２】特開昭６４−２３６８７号公報
【特許文献３】特開２０００−３１２３１２号公報
【特許文献４】特開２００２−２５２８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１及び２に係る技術は、画像信号の転送方向を制御して画像の左右反転及び上下反転を行うためのものであり、画像信号の転送方向によらず画像信号の読み出しに要する時間は同じである。
【０００４】
特許文献３に係る技術は、多方向より画素データを取り出すことにより、データの取り込みの時間を短縮するものであり、異なる方向から取り出したデータを合成したときに、合成して得られた画像のつなぎ目で輝度及び色の段差が生じるという問題がある。
【０００５】
特許文献４に係る技術は、イメージセンサから画素情報を複数のチャネルに分割して出力する際に、チャネルごとに画素情報の黒レベル及びゲイン差を補正するものであり、画像を合成する際に画素情報の補正をするため処理が複雑化するという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、画像信号の用途に応じて適切に読み出しを行うことができる撮像素子及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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本願発明１に係る撮像素子は、垂直方向及び水平方向に沿って複数配列され、受光した光を信号電荷に変換して蓄積する受光素子と、前記受光素子に蓄積された信号電荷を前記垂直方向に転送するための垂直転送路と、第１の端部及び第２の端部がそれぞれ両端に形成されており、前記垂直転送路から転送された信号電荷を前記第１及び第２の端部に転送するための水平転送路と、前記水平転送路の第１の端部に設けられた分岐部と、前記分岐部に結合された複数の分岐転送路とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本願発明１によれば、読み出した画像の用途に応じて信号電荷の水平転送の方向を切り替えることにより、信号電荷を分岐させて高速に水平転送するか、又は分岐させずに高画質の画像を読み出すかを選択することができる。
【０００９】
本願発明２は、本願発明１の撮像素子において、前記複数の分岐転送路の端部にそれぞれ設けられた第１のアンプと、前記水平転送路の第２の端部に設けられた第２のアンプとを更に備え、前記第１のアンプのうちの少なくとも１つと前記第２のアンプとが兼用されることを特徴とする。
【００１０】
本願発明２によれば、本願発明１に係る撮像素子を実現する際にその構成部品を減らすことができる。
【００１１】
本願発明３に係る撮像装置は、垂直方向及び水平方向に沿って複数配列され、受光した光を信号電荷に変換して蓄積する受光素子と、前記受光素子に蓄積された信号電荷を前記垂直方向に転送するための垂直転送路と、第１の端部及び第２の端部がそれぞれ両端に形成されており、前記垂直転送路から転送された信号電荷を前記第１及び第２の端部に転送するための水平転送路と、前記水平転送路の第１の端部に設けられた分岐部と、前記分岐部に結合された複数の分岐転送路とを備える撮像素子と、前記信号電荷を前記第１の端部に転送する第１の転送モードと、前記第２の端部に転送する第２の転送モードとを切り替える転送モード切り替え手段と、前記転送モードが第１の転送モードの時には、前記信号電荷を前記複数の分岐転送路に分岐させて読み出す一方、前記転送モードが第２の転送モードの時には、前記信号電荷を前記第２の端部から読み出して画像信号を取得する画像取得手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本願発明３によれば、読み出した画像の用途に応じて信号電荷の水平転送の方向を切り替えることにより、信号電荷を分岐させて高速に水平転送するか、又は分岐させずに高画質の画像を読み出すかを選択することができる。
【００１３】
本願発明４は、本願発明３の撮像装置において、前記複数の分岐転送路の端部にそれぞれ設けられた第１のアンプと、前記第１のアンプに対応して設けられ、前記第１のアンプから出力される画像信号を処理する第１の処理手段と、前記水平転送路の第２の端部に設けられた第２のアンプと、前記第２のアンプから出力される画像信号を処理する第２の処理手段とを更に備え、前記第１のアンプのうちの少なくとも１つと前記第２のアンプとが兼用されるとともに、前記第１の処理手段のうちの少なくとも１つと前記第２の処理手段とが兼用されることを特徴とする。
【００１４】
本願発明４によれば、本願発明３に係る撮像素子において構成部品を減らすことができる。
【００１５】
本願発明５は、本願発明３の撮像装置において、前記複数の分岐転送路の端部にそれぞれ設けられた第１のアンプと、前記水平転送路の第２の端部に設けられた第２のアンプとを更に備え、前記第２のアンプのゲインが第１のアンプよりも高いことを特徴とする。
【００１６】
本願発明５によれば、第２のアンプを介して信号電荷を読み出す場合の読み出し速度を高速化できる。
【００１７】
本願発明６は、本願発明３から５の撮像装置において、前記複数の受光素子には、各受光素子に対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタが所定の配列構造で配置されており、前記画像取得手段は、前記第１の転送モード時に、Ｒ及びＢのカラーフィルタに対応する受光素子から読み出されたＲ及びＢ信号と、Ｇのカラーフィルタに対応する受光素子から読み出されたＧ信号とを水平転送路上を別々のラインとして転送し、前記Ｒ及びＢ信号のラインを前記複数の分岐転送路に分岐させて読み出すとともに、前記Ｇ信号のラインを前記複数の分岐転送路のうちの１つを用いて読み出すことを特徴とする。
【００１８】
本願発明７は、本願発明６の撮像装置において、前記画像取得手段により取得した画像信号に基づいて焦点調節を行う焦点調節手段を更に備え、前記転送モード切り替え手段は、焦点調節時に、前記転送モードを第１の転送モードに切り替えるとともに、前記Ｇ信号のラインを前記複数の分岐転送路に分岐させて読み出し、前記焦点調節手段は、前記Ｇ信号に基づいて焦点調節を行うことを特徴とする。
【００１９】
本願発明７によれば、焦点調節（ＡＦ制御）に用いるＧ信号を高速に読み出すことができる。
【００２０】
本願発明８は、本願発明３から７の撮像装置において、前記画像取得手段により取得した画像信号に基づいてライブビュー画像を表示する表示手段を更に備え、前記転送モード切り替え手段は、前記ライブビュー画像の取得時には、前記転送モードを第１の転送モードに切り替えることを特徴とする。
【００２１】
本願発明８によれば、第１の転送モードによりライブビュー画像用の画像信号を高速に読み出すことができる。
【００２２】
本願発明９は、本願発明３から８の撮像装置において、前記画像取得手段により静止画用の画像信号を取得する時には、前記転送モード切り替え手段は、前記転送モードを第２の転送モードに切り替えることを特徴とする。
【００２３】
本願発明９によれば、第２の転送モードにより高画質の記録用の静止画を読み出すことができる。
【００２４】
本願発明１０は、本願発明３から９の撮像装置において、前記画像取得手段により動画用の画像信号を取得する時には、前記転送モード切り替え手段は、前記転送モードを第１の転送モードに切り替えることを特徴とする。
【００２５】
本願発明１０によれば、第１の転送モードにより記録用の動画を高速に読み出すことができる。
【００２６】
本願発明１１は、本願発明３から１０の撮像装置において、画像の撮像感度を設定する撮像感度設定手段を更に備え、前記転送モード切り替え手段は、前記撮像感度が所定値以上の場合に、前記転送モードを第１の転送モードに切り替えることを特徴とする。
【００２７】
また、本願発明１２は、本願発明１１の撮像装置において、前記所定値が１６００以上であることを特徴とする。
【００２８】
本願発明１１及び１２によれば、撮像感度が高い場合に第２の転送モードにより高画質の静止画を読み出すことにより、高感度設定時に生じるノイズによる画質の劣化を低減することができる。
【００２９】
本願発明１３は、本願発明３から１２の撮像装置において、前記転送モード切り替え手段は、前記連写撮像を行う時に、前記転送モードを第１の転送モードに切り替えることを特徴とする。
【００３０】
本願発明１３によれば、連写撮像を行う場合に２線読み出しを用いて連写画像を高速で読み出すことにより、連写の間隔を短縮することができる。
【００３１】
本願発明１４は、本願発明１３の撮像装置において、前記連写撮像の最初の画像又は最後の画像の少なくとも一方を撮像する時に、前記転送モード切り替え手段は、前記転送モードを第２の転送モードに切り替えることを特徴とする。
【００３２】
本願発明１４によれば、連写画像のうち重要度が高い最初又は最後の画像を高画質で読み出すことができる。
【００３３】
本願発明１５は、本願発明３から１４の撮像装置において、前記第１の転送路上において前記信号電荷を転送する時に、前記画像取得手段は、前記第１の転送方向に蓄積された信号電荷を間引くか又は加算して転送することを特徴とする。
【００３４】
本願発明１５によれば、画素の間引き又は加算と転送モードの切り替えとを併用することにより、信号電荷を更に高速に読み出すことができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、読み出した画像の用途に応じて信号電荷の水平転送の方向を切り替えることにより、信号電荷を分岐させて高速に水平転送するか、又は分岐させずに高画質の画像を読み出すかを選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、添付図面に従って本発明に係る撮像素子及び撮像装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００３７】
［撮像装置の構成］
図３は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の主要構成を示すブロック図である。図３に示す撮像装置１は、静止画や動画の記録及び再生機能を備えた電子カメラであり、撮像装置１全体の動作は中央処理装置（ＣＰＵ）１０によって統括制御される。ＣＰＵ１０は、所定のプログラムに従って本カメラシステムを制御する制御手段として機能するとともに、自動露出（ＡＥ）演算、自動焦点調節（ＡＦ）演算、ホワイトバランス（ＷＢ）調整演算等、各種演算を実施する演算手段として機能する。電源回路１２は、電源制御部１２Ａ及び電源１２Ｂを備えており（図２参照）、本カメラシステムの各ブロックに動作電力を供給する。
【００３８】
ＣＰＵ１０には、バス１４を介してＲＯＭ（Read Only Memory）１６及びＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）１８が接続されている。ＲＯＭ１６には、ＣＰＵ１０が実行するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納され、ＥＥＰＲＯＭ１８には、撮像素子（ＣＣＤ）画素欠陥情報、カメラ動作に関する各種定数／情報等が格納されている。
【００３９】
また、メモリ（ＳＤＲＡＭ、Synchronous Dynamic Random Access Memory）２０は、プログラムの展開領域及びＣＰＵ１０の演算作業用領域として利用されるとともに、画像データや音声データの一時記憶領域として利用される。ＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）２２は、画像データ専用の一時記憶メモリであり、Ａ領域とＢ領域を含んでいる。なお、メモリ２０とＶＲＡＭ２２は共用することが可能である。
【００４０】
撮像装置１には、電源スイッチ、動作モード選択スイッチ、撮像モード設定スイッチ、撮像スイッチ、メニュー／ＯＫキー、十字キー、キャンセルキー、フラッシュボタン等の操作スイッチ２４が設けられている。これら各種の操作スイッチからの信号はＣＰＵ１０に入力され、ＣＰＵ１０は入力信号に基づいて撮像装置１の各回路を制御し、例えば、レンズ駆動制御、撮像動作制御、画像処理制御、画像データの記録／再生制御、画像表示装置２６の表示制御等を行う。
【００４１】
電源スイッチは、撮像装置１の電源のオン・オフ制御するための操作手段である。動作モード選択スイッチは、静止画の撮像を行う静止画モード、動画の撮像を行う動画モード及び撮像された画像の再生を行う再生モードの間で動作モードを切り替えるための操作手段である。撮像モード設定スイッチは、例えば、マクロモード、ポートレートモード、風景モード、スポーツモード、顔検出モード等の撮像モードを設定するための操作手段である。撮像スイッチは、撮像開始の指示を入力する操作ボタンであり、半押し時にオンするＳ１スイッチと、全押し時にオンするＳ２スイッチとを有する２段ストローク式のスイッチで構成されている。メニュー／ＯＫキーは、画像表示装置２６の画面上にメニューを表示させる指令を行うためのメニューボタンとしての機能と、選択内容の確定及び実行等を指令するＯＫボタンとしての機能とを兼備した操作キーである。十字キーは、上下左右の４方向の指示を入力する操作部であり、メニュー画面から項目を選択したり、各メニューから各種設定項目の選択を指示したりするボタン（カーソル移動操作手段）として機能する。また、十字キーの上キー及び下キーは撮像時のズームスイッチあるいは再生時の再生ズームスイッチとして機能し、左キー及び右キーは再生モード時のコマ送り（順方向／逆方向送り）ボタンとして機能する。キャンセルキーは、選択項目等所望の対象の消去や指示内容の取り消し、あるいは１つ前の操作状態に戻す時等に使用される。フラッシュボタンは、フラッシュモードを切り替えるボタンとして機能し、撮像モードの下、フラッシュボタンを押圧操作することにより、フラッシュモードが、フラッシュ発光／発光禁止の各モードに設定される。
【００４２】
画像表示装置２８は、カラー表示可能な液晶モニタで構成されている。画像表示装置２６は、撮像時に画角確認用の電子ファインダとして使用できるとともに、記録済み画像を再生表示する手段として利用される。また、画像表示装置２６は、ユーザインターフェース用の表示画面としても利用され、メニュー情報や選択項目、設定内容等の情報が表示される。なお、画像表示装置２６としては、液晶モニタのほか、有機ＥＬ（electro-luminescence）等の他の方式の表示装置を用いることも可能である。
【００４３】
撮像装置１は、メディアソケット（メディア装着部）２８を有し、メディアソケット２８には記録メディア３０を装着することができる。記録メディア３０の形態は特に限定されず、ｘＤピクチャカード（登録商標）、スマートメディア（登録商標）に代表される半導体メモリカード、可搬型小型ハードディスク、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等、種々の媒体を用いることができる。メディアコントローラ３２は、メディアソケット２８に装着される記録メディア３０に適した入出力信号の受渡しを行うために所要の信号変換を行う。
【００４４】
また、撮像装置１は、パーソナルコンピュータその他の外部機器と接続するための通信手段として外部接続インターフェース部（外部接続Ｉ／Ｆ）３４を備えている。撮像装置１は、図示せぬＵＳＢケーブル等を用いて撮像装置１と外部機器を接続することにより、外部機器との間でデータの受渡しが可能となる。なお、撮像装置１と外部機器との間の通信方式はＵＳＢに限定されるものではなく、IEEE1394やBluetooth（登録商標）、その他の通信方式を適用してもよい。
【００４５】
［撮像モード］
次に、撮像装置１の撮像機能について説明する。モード選択スイッチによって撮像モードが選択されると、撮像素子３６（例えば、カラーＣＣＤ固体撮像素子）を含む撮像部に電源が供給され、撮像可能な状態になる。
【００４６】
レンズユニット３８は、フォーカスレンズ４０及びズームレンズ４２を含む撮像レンズ４４と、絞り兼用メカシャッタ４６とを含む光学ユニットである。撮像レンズ４４のフォーカシングは、フォーカスレンズ４０をフォーカスモータ４０Ａによって移動させることにより行われ、ズーミングは、ズームレンズ４２をズームモータ４２Ａで移動させることにより行われる。フォーカスモータ４０Ａとズームモータ４２Ａは、それぞれフォーカスモータドライバ４０Ｂとズームモータドライバ４２Ｂにより駆動制御される。ＣＰＵ１０は、このフォーカスモータドライバ４０Ｂとズームモータドライバ４２Ｂに制御信号を出力して制御する。
【００４７】
絞り４６は、いわゆるターレット型絞りで構成されており、Ｆ２．８からＦ８の絞り孔が穿孔されたターレット板を回転させて絞り値（Ｆ値）を変化させる。この絞り４６の駆動はアイリスモータ４６Ａによって行われる。アイリスモータ４６Ａはアイリスモータドライバ４６Ｂにより駆動制御される。ＣＰＵ１０は、このアイリスモータドライバ４６Ｂに制御信号を出力して制御する。
【００４８】
レンズユニット３８を通過した光は、撮像素子３６の受光面に結像される。撮像素子３６の受光面には多数の受光素子（例えば、フォトダイオード）が２次元的に配列されており、各受光素子に対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造で配置されている。撮像素子３６は、各受光素子の電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する電子シャッター機能を有している。ＣＰＵ１０は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）４８を介して撮像素子３６での電荷蓄積時間を制御する。また、ＣＰＵ１０は、撮像素子３６に対して、ＯＦＤ（Overflow Drain）の電位を制御して、撮像素子３６を構成する受光素子に蓄積される信号電荷の上限値を調整する。
【００４９】
撮像素子３６の受光面に結像された被写体像は、各受光素子によって受光光量に応じた量の信号電荷に変換される。各受光素子に蓄積された信号電荷は、ＣＰＵ１０の指令に従いＴＧ４８から与えられる駆動パルス（読み出しパルス、垂直同期信号、水平同期信号、垂直駆動信号、水平駆動信号）に基づいて信号電荷に応じたアナログの電圧信号として順次読み出される。なお、撮像素子３６からの電圧信号の読み出しの実施の態様については後述する。
【００５０】
撮像素子３６から読み出されたアナログの電圧信号はアナログ処理部（ＣＤＳ／ＡＭＰ）５０に送られ、ここで画素ごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号がサンプリングホールド（相関２重サンプリング処理）されて増幅された後、Ａ／Ｄ変換器５２に加えられＡ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変換器５２によってデジタル信号に変換された点順次のＲ、Ｇ、Ｂ信号は、画像入力コントローラ５４を介してメモリ２０に記憶される。アナログ処理部５０におけるＲ、Ｇ、Ｂ信号の増幅ゲインは、撮像感度（ＩＳＯ感度）に相当し、ＣＰＵ１０は、この増幅ゲインを調整することにより撮像感度を設定する。なお、撮像感度の制御方法については後述する。
【００５１】
画像信号処理回路５６は、同時化回路（単板ＣＣＤのカラーフィルタ配列に伴う色信号の空間的なズレを補間して色信号を同時式に変換する処理回路）、ホワイトバランス調整回路、階調変換処理回路（例えば、ガンマ補正回路）、輪郭補正回路、輝度・色差信号生成回路等を含む画像処理手段として機能し、ＣＰＵ１０からのコマンドに従ってメモリ２０を活用しながら、メモリ２０に記憶されたＲ、Ｇ、Ｂ信号に対して所定の信号処理を行う。
【００５２】
画像信号処理回路５６に入力されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、画像信号処理回路５６において輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃｒ、Ｃｂ信号）に変換されるとともに、階調変換処理（例えば、ガンマ補正）等の所定の処理が施される。画像信号処理回路５６により処理された画像データはＶＲＡＭ２２に格納される。
【００５３】
撮像画像を画像表示装置２６にモニタ出力する場合、ＶＲＡＭ２２から画像データが読み出され、バス１４を介してビデオエンコーダ５８に送られる。ビデオエンコーダ５８は、入力された画像データを表示用の所定方式のビデオ信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合画像信号）に変換して画像表示装置２６に出力する。
【００５４】
撮像素子３６から出力される画像信号によって、１コマ分の画像を表す画像データがＶＲＡＭ２２のＡ領域とＢ領域とで交互に書き換えられる。ＶＲＡＭ２２のＡ領域及びＢ領域のうち、画像データが書き換えられている方の領域以外の領域から、書き込まれている画像データが読み出される。このようにしてＶＲＡＭ２２内の画像データが定期的に書き換えられ、その画像データから生成される画像信号が画像表示装置２６に供給されることにより、撮像中のライブビュー画像がリアルタイムに画像表示装置２６に表示される。撮像者は、画像表示装置２６に表示されるライブビュー画像（スルー画）によって撮像画角を確認できる。
【００５５】
撮像スイッチが半押しされ、Ｓ１がオンすると、撮像装置１はＡＥ及びＡＦ処理を開始する。即ち、撮像素子３６から出力された画像信号はＡ／Ｄ変換後に画像入力コントローラ５４を介してＡＦ検出回路６０並びにＡＥ／ＡＷＢ検出回路６２に入力される。
【００５６】
ＡＥ／ＡＷＢ検出回路６２は、１画面を複数の分割エリア（例えば、８×８又は１６×１６）に分割し、この分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号を積算する回路を含み、その積算値をＣＰＵ１０に提供する。ＣＰＵ１０は、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路６２から得た積算値に基づいて被写体の明るさ（被写体輝度）を検出し、撮像に適した露出値（撮像ＥＶ値）を算出する。ＣＰＵ１０は、求めた露出値と所定のプログラム線図に従って、絞り値とシャッタースピードを決定し、これに従い撮像素子３６の電子シャッター及びアイリスを制御して適正な露光量を得る。
【００５７】
更に、ＣＰＵ１０は、フラッシュ発光モードに設定された場合にフラッシュ制御回路６４にコマンドを送って動作させる。フラッシュ制御回路６４は、フラッシュ発光部６６（放電管）を発光させるための電流を供給するためのメインコンデンサを含んでおり、ＣＰＵ１０からのフラッシュ発光指令に従ってメインコンデンサの充電制御、フラッシュ発光部６６への放電（発光）のタイミング及び放電時間の制御等を行う。なお、フラッシュ発光手段としては、放電管に代えて発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることも可能である。
【００５８】
また、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路６２は、自動ホワイトバランス調整時に、分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号の色別の平均積算値を算出し、その算出結果をＣＰＵ１０に提供する。ＣＰＵ１０は、Ｒの積算値、Ｂの積算値、Ｇの積算値を得て、分割エリアごとにＲ／Ｇ及びＢ／Ｇの比を求め、これらＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値のＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇ軸座標の色空間における分布等に基づいて光源種判別を行い、判別された光源種に応じてホワイトバランス調整回路のＲ、Ｇ、Ｂ信号に対するゲイン値（ホワイトバランスゲイン）を制御し、各色チャンネルの信号に補正をかける。
【００５９】
撮像装置１におけるＡＦ制御は、例えば、画像信号のＧ信号の高周波成分が極大になるようにフォーカスレンズ４０を移動させるコントラストＡＦが適用される。即ち、ＡＦ検出回路６０は、Ｇ信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、画面内（例えば、画面中央部）にあらかじめ設定されているフォーカス対象エリア内の信号を切り出すＡＦエリア抽出部及びＡＦエリア内の絶対値データを積算する積算部から構成される。
【００６０】
ＡＦ検出回路６０により求められた積算値のデータはＣＰＵ１０に通知される。ＣＰＵ１０は、フォーカスモータドライバ４０Ｂを制御してフォーカスレンズ４０を移動させながら、複数のＡＦ検出ポイント（フォーカス位置）における焦点評価値（ＡＦ評価値）を演算し、演算した焦点評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置として決定する。そして、ＣＰＵ１０は、求めた合焦位置にフォーカスレンズ４０を移動させるようにフォーカスモータドライバ４０Ｂを制御する。なお、ＡＦ評価値の演算はＧ信号を利用する態様に限らず、輝度信号（Ｙ信号）を利用してもよい。
【００６１】
撮像スイッチが半押しされ、Ｓ１オンによってＡＥ／ＡＦ処理が行われ、撮像スイッチが全押しされ、Ｓ２オンによって記録用の撮像動作がスタートする。Ｓ２オンに応動して取得された画像データは画像信号処理回路５６において輝度／色差信号（Ｙ／Ｃ信号）に変換され、ガンマ補正等の所定の処理が施された後、メモリ２０に格納される。
【００６２】
メモリ２０に格納されたＹ／Ｃ信号は、圧縮伸張回路６８によって所定のフォーマットに従って圧縮された後、メディアコントローラ３２を介して記録メディア３０に記録される。例えば、静止画についてはＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）形式、動画についてはＡＶＩ（Audio Video Interleaving）形式の画像ファイルとして記録される。
【００６３】
［再生モード］
モード選択スイッチにより再生モードが選択されると、記録メディア３０に記録されている最終の画像ファイル（最後に記録された画像ファイル）の圧縮データが読み出される。最後の記録に係る画像ファイルが静止画ファイルの場合、この読み出された画像圧縮データは、圧縮伸張回路６８を介して非圧縮のＹ／Ｃ信号に伸張され、画像信号処理回路５６及びビデオエンコーダ５８を介して表示用の信号に変換された後、画像表示装置２６に出力される。これにより、当該画像ファイルの画像内容が画像表示装置２６の画面上に表示される。
【００６４】
静止画の１コマ再生中（動画の先頭フレーム再生中も含む）に、十字キーの右キー又は左キーを操作することによって、再生対象の画像ファイルを切り替えること（順コマ送り／逆コマ送り）ができる。コマ送りされた位置の画像ファイルが記録メディア３０から読み出され、上記と同様にして静止画像や動画が画像表示装置２６に再生表示される。
【００６５】
また、再生モード時に、パーソナルコンピュータやテレビ等の外部ディスプレイがビデオ入出力端子７０を介して撮像装置１に接続されている場合には、記録メディア３０に記録されている画像ファイルはビデオ出力回路７２により処理されて外部ディスプレイに再生表示される。
【００６６】
［撮像素子（ＣＣＤ）の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る撮像素子を示す平面図であり、図２は、撮像素子の駆動機構を示すブロック図である。図１に示すように、撮像素子３６は、受光素子１００、垂直転送路１０２及び水平転送路１０４を備えている。垂直転送路１０２と水平転送路１０４は略直交するように配置されている。水平転送路１０４の図中左側の出力端には、分岐部１０６が形成されており、分岐部１０６には２本の分岐転送路１０４Ａ及び１０４Ｂが結合している。分岐転送路１０４Ａ及び１０４Ｂには、それぞれ出力アンプ１０８Ａ及び１０８Ｂが設けられている。また、水平転送路１０４の図中右側の出力端には、出力アンプ１０８Ｃが設けられている。
【００６７】
本実施形態に係る撮像素子３６では、受光素子１００から読み出された信号電荷の水平転送の方向（水平転送モード）を図の左右に切り替え可能になっている。水平転送モードは、ＣＰＵ１０からＴＧ４８への指令に基づいて切り替えられる。信号電荷を図の右から左に水平転送して２線で読み出す場合には（正転送モード）、水平転送路１０４の駆動周波数を上げることができるため、信号電荷を高速で転送するのに適している。一方、信号電荷を図の左から右に水平転送して単線（１線）で読み出す場合には（逆転送モード）、分岐部１０６を通らないため、信号電荷の転送効率を高くすることができ、高画質の画像信号を取得するのに適している。なお、水平転送路１０４は、２本以上に分岐するようにしてもよい。
【００６８】
以下、撮像素子３６から信号電荷を読み出す手順について詳細に説明する。図１に示すように、撮像素子３６の受光面には多数の受光素子１００が２次元的に配列されており、各受光素子に対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造で配置されている。なお、受光素子１００の配列は、図１に示したベイヤー（Bayer）パターンに限定されるものではなく、いわゆるハニカム配列でもよい。
【００６９】
レンズユニット３８によって結像された入射光は、各受光素子の前面に配置されたＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィル夕で色分解されて、入射光量に応じた量の信号電荷に変換されて蓄積される。
【００７０】
各受光素子１００には、蓄積された信号電荷を読み出すためのトランスファーゲート１１０が設けられている。トランスファーゲート１１０は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）４８からの読み出しパルスによって開閉される。トランスファーゲート１１０が開放されると、各受光素子１００に蓄積された信号電荷（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）は、垂直転送路１０２に読み出される。垂直転送路１０２に読み出された信号電荷は、垂直駆動信号用配線１１２を介して印加される垂直駆動信号φＶ１からφＶ８に従って垂直方向に順次転送されて水平転送路１０４に供給される。ＴＧ４８は、ＣＰＵ１０から入力されるクロックパルスから垂直駆動信号φＶ１からφＶ８を生成して垂直転送ドライバ（Ｖドライバ）１１４Ｖに供給する。Ｖドライバ１１４Ｖは、垂直駆動信号用配線１１２を介して垂直駆動信号φＶ１からφＶ８を入力して撮像素子３６を駆動する。
【００７１】
正転送モード時には、水平転送路１０４に供給された信号電荷は、分岐部１０６において分岐されてそれぞれ出力アンプ１０８Ａ及び１０８Ｂを通って出力信号ＯＳ１及び出力信号ＯＳ２として出力される。一方、逆転送モード時には、水平転送路１０４に供給された信号電荷は、出力アンプ１０８Ｃを通って出力信号ＯＳ３として出力される。出力アンプ１０８Ａ、１０８Ｂ及び１０８Ｃは、フローティングディフュージョンアンプであり、出力アンプ１０８Ａ、１０８Ｂ及び１０８Ｃに入力されたＲ、Ｇ、Ｂの信号電荷はアナログの電圧信号に変換される。出力アンプ１０８Ａ、１０８Ｂ及び１０８Ｃから出力されるアナログの電圧信号は、それぞれアナログ処理部（ＣＤＳ／ＡＭＰ）５０Ａ、５０Ｂ及び５０Ｃに入力されて、画素ごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号としてサンプリングホールドされて増幅された後、それぞれＡ／Ｄ変換器５２Ａ、５２Ｂ及び５２Ｃに加えられてＡ／Ｄ変換され、デジタルの画像信号として画像入力コントローラ５４を経て画像信号処理回路５６に出力される。
【００７２】
図２に示すように、出力アンプ１０８Ａ、１０８Ｂ及び１０８Ｃには電源ラインが個別に接続されている。また、アナログ処理部（ＣＤＳ／ＡＭＰ）５０Ａ、５０Ｂ及び５０Ｃ、Ａ／Ｄ変換器５２Ａ、５２Ｂ及び５２Ｃにも電源ラインが個別に接続されている。正転送時には、電源制御部１２Ａは、出力アンプ１０８Ａ及び１０８Ｂ、アナログ処理部５０Ａ及び５０Ｂ及びＡ／Ｄ変換器５２Ａ及び５２Ｂに電力を供給する。一方、逆転送時には、電源制御部１２Ａは、出力アンプ１０８Ｃ、アナログ処理部５０Ｃ及びＡ／Ｄ変換器５２Ｃに電力を供給する。そして、信号電荷が供給されない方の出力アンプ１０８、アナログ処理部５０及びＡ／Ｄ変換器５２に電力を供給しないように電源制御部１２Ａを制御することで撮像装置１の省電力化を図っている。
【００７３】
なお、本実施形態では、出力アンプ１１４を出力ごとに３つ設けているが、例えば、出力アンプ１０８Ａ及び１０８Ｂのいずれか一方と１０８Ｃとを兼用するようにしてもよい。更に、アナログ処理部５０及びＡ／Ｄ変換器５２についても、例えば、アナログ処理部５０Ａ及び５０Ｂのいずれか一方と５０Ｃとを兼用したり、Ａ／Ｄ変換器５２Ａ及び５２Ｂのいずれか一方と５２Ｃとを兼用するようにしてもよい。また、水平転送路１０４の左右から出力される信号電荷の出力先を制御するためのスイッチング機構を設けて、出力アンプ１０８、アナログ処理部５０及びＡ／Ｄ変換器５２を１組にすることも可能である。
【００７４】
［正転送及び逆転送モード時における水平転送路１０４の駆動方法］
次に、正転送モード及び逆転送モード時における水平転送路１０４の駆動方法について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は水平転送路１０４の一部を拡大して示すブロック図であり、図４（ｂ）及び図４（ｃ）はそれぞれ正転送モード時及び逆転送モード時に水平転送路１０４に供給される水平駆動信号を示す図である。図４（ｂ）及び図４（ｃ）には、信号電荷の位置が矢印と点で示されている。
【００７５】
図４（ａ）に示すように、水平転送路１０４は、複数の転送素子により構成されている。本実施形態では、４つの転送素子Ｈ１からＨ４を繰り返し単位として（４相で）水平転送路１０４を駆動し、水平転送ドライバ（Ｈドライバ）１１４Ｈにより各転送素子Ｈ１からＨ４に印加する水平駆動信号の電位を順次変化させて、ポテンシャル井戸が生成されて信号電荷が蓄積される蓄積部（パケット）となる転送素子と、バリア（ポテンシャル障壁）となる転送素子の組み合わせを変えることにより、信号電荷の水平転送方向の切り替えが可能となっている。
【００７６】
以下、信号電荷の正転送及び逆転送の手順について説明する。各転送素子Ｈ１からＨ４は、水平転送路１０４が形成されたシリコン基板の表面近傍の２つの不純物層と、各不純物層の上に形成された多結晶シリコン（Poly-Silicon）の２つの電極とを含んでいる。２つの不純物層は構成が互いに異なっており、各不純物層の上に形成された２つの電極に同電位の水平駆動信号を印加することにより、階段状のポテンシャル電位が形成される。
【００７７】
正転送モード時には、図４（ｂ）に示す水平駆動信号φＨ１からφＨ４がそれぞれ水平転送路１０４の転送素子Ｈ１からＨ４に印加される。まず、時刻ｔ＝ｔ１では、転送素子Ｈ２のポテンシャル電位が上がり、転送素子Ｈ４のポテンシャル電位が下がる。即ち、転送素子Ｈ２がバリア、転送素子Ｈ４が蓄積部となって、図４（ｂ）に示すように、転送素子Ｈ１に蓄積された信号電荷がその左に隣接する転送素子Ｈ４に転送される。次に、時刻ｔ＝ｔ２では、転送素子Ｈ１がバリア、転送素子Ｈ３が蓄積部となって、信号電荷が転送素子Ｈ４からＨ３に転送される。同様に、時刻ｔ＝ｔ３では、転送素子Ｈ４がバリア、転送素子Ｈ２が蓄積部となり、時刻ｔ＝ｔ４では、転送素子Ｈ３がバリア、転送素子Ｈ１が蓄積部となって、信号電荷がＨ３からＨ２、Ｈ２からＨ１に順次転送される。そして、時刻ｔ＝ｔ５では、時刻ｔ＝ｔ１の状態に戻り、転送素子Ｈ２がバリア、転送素子Ｈ４が蓄積部となり、転送素子Ｈ１に蓄積された信号電荷がその左に隣接する転送素子Ｈ４に転送される。上記の工程を繰り返すことにより、信号電荷が図４（ａ）の右から左に正転送される。
【００７８】
一方、逆転送モード時には、まず、時刻ｔ＝ｔ１において、転送素子Ｈ４がバリア、転送素子Ｈ２が蓄積部となって、図４（ｃ）に示すように、転送素子Ｈ１に蓄積された信号電荷がその右に隣接する転送素子Ｈ２に転送される。次に、時刻ｔ＝ｔ２では、転送素子Ｈ１がバリア、転送素子Ｈ３が蓄積部となって、信号電荷が転送素子Ｈ２からＨ３に転送される。同様に、時刻ｔ＝ｔ３では、転送素子Ｈ２がバリア、転送素子Ｈ４が蓄積部となり、時刻ｔ＝ｔ４では、転送素子Ｈ３がバリア、転送素子Ｈ１が蓄積部となって、信号電荷がＨ２からＨ３、Ｈ３からＨ４に順次転送される。そして、時刻ｔ＝ｔ５では、時刻ｔ＝ｔ１の状態に戻り、転送素子Ｈ４がバリア、転送素子Ｈ２が蓄積部となり、転送素子Ｈ１に蓄積された信号電荷が転送素子Ｈ２に転送される。上記の工程を繰り返すことにより、信号電荷が図４（ａ）の左から右に逆転送される。
【００７９】
本実施形態によれば、読み出した画像の用途に応じて信号電荷の水平転送の方向を切り替えることにより、信号電荷を分岐させて高速に水平転送するか、又は分岐させずに高画質の画像を読み出すかを選択することができる。
【００８０】
［正転送及び逆転送モード時における水平転送路１０４の駆動方法の別の実施形態］
次に、正転送モード及び逆転送モード時における水平転送路１０４の駆動方法の別の実施形態について、図５を参照して説明する。図５（ａ）は水平転送路１０４の一部を拡大して示す断面図であり、図５（ｂ）及び図５（ｃ）はそれぞれ正転送時及び逆転送時に水平転送路１０４に供給される水平駆動信号を示す図である。本実施形態では、水平転送路１０４を２相駆動することにより、信号電荷の水平転送方向を切り替える。
【００８１】
図５（ａ）に示す例では、水平転送路１０４は、Ｐ型シリコン基板の上にＮ型シリコン層が積層されて構成されており、Ｎ型シリコン層の上にはａ１からｄ１の４つを繰り返し単位とする電極が形成されている。電極ａ１からｄ１は、絶縁層（例えば、酸化シリコン層）により絶縁されている。電極ａ１及びｃ１の図の下方には空乏層（Ｎ−層）が形成されている。電極ａ１からｄ１には、Ｈドライバ１１４Ｈからそれぞれ水平駆動信号用配線Ｌ１からＬ４を介して水平駆動信号が印加される。
【００８２】
正転送モード時には、図５（ｂ）に示すように、水平駆動信号用配線Ｌ２及びＬ３に水平駆動信号φＨ１が供給され、水平駆動信号用配線Ｌ１及びＬ４に水平駆動信号φＨ２が供給される。時刻ｔ＝ｔ１では、電極ａ１の下の領域ａ２及び電極ｄ１の下の領域ｄ２のポテンシャル電位が上がり、電極ｂ１の下の領域ｂ２及び電極ｃ１の下の領域ｃ２のポテンシャル電位が下がる。即ち、領域ａ２及びｄ２がバリア、領域ｂ２が蓄積部となり、領域ｂ２に信号電荷（ｅ−）が蓄積される。時刻ｔ＝ｔ２では、領域ａ２及びｄ２のポテンシャル電位が下がり、領域ｂ２及びｃ２のポテンシャル電位が上がる。即ち、領域ｂ２及びｃ２がバリア、領域ｄ２が蓄積部となり、領域ｂ２に蓄積された信号電荷（ｅ−）が図の右から左に転送されて領域ｄ２に蓄積される。時刻ｔ＝ｔ３では、時刻ｔ＝ｔ１と同様に、領域ａ２及びｄ２のポテンシャル電位が上がり、領域ｂ２及び領域ｃ２のポテンシャル電位が下がる。そして、領域ｄ２に蓄積された信号電荷（ｅ−）が図の右から左に転送され、領域ｂ２に蓄積される。上記の工程を繰り返すことにより、信号電荷（ｅ−）が図５（ａ）の右から左に正転送される。
【００８３】
逆転送モード時には、図５（ｃ）に示すように、水平駆動信号用配線Ｌ１及びＬ２に水平駆動信号φＨ１が供給され、水平駆動信号用配線Ｌ３及びＬ４に水平駆動信号φＨ２が供給される。時刻ｔ＝ｔ１では、領域ｃ２及びｄ２のポテンシャル電位が上がり、領域ａ２及びｂ２のポテンシャル電位が下がる。即ち、領域ｃ２及びｄ２がバリア、領域ｂ２が蓄積部となり、領域ｂ２に信号電荷（ｅ−）が蓄積される。時刻ｔ＝ｔ２では、領域ｃ２及びｄ２のポテンシャル電位が下がり、領域ａ２及びｂ２のポテンシャル電位が上がる。即ち、領域ａ２及びｂ２がバリア、領域ｄ２が蓄積部となり、領域ｂ２に蓄積された信号電荷（ｅ−）は、図の左から右に転送されて領域ｄ２に蓄積される。時刻ｔ＝ｔ３では、時刻ｔ＝ｔ１と同様に、領域ｃ２及びｄ２のポテンシャル電位が上がり、領域ａ２及びｂ２のポテンシャル電位が下がる。そして、領域ｄ２に蓄積された信号電荷（ｅ−）が図の左から右に転送され、領域ｂ２に蓄積される。上記の工程を繰り返すことにより、信号電荷（ｅ−）が図５（ａ）の左から右に逆転送される。
【００８４】
図６は、図５の実施形態において水平駆動信号用配線Ｌ１からＬ４に印加される水平駆動信号の切り替え機構を示す図である。図６（ａ）に示す例では、Ｈドライバ１１４Ｈにより水平駆動信号用配線Ｌ１からＬ４に供給される水平駆動信号がロジックにより直接切り替えられる。
【００８５】
図６（ｂ）に示す例において、Ｈドライバ１１４Ｈには、水平駆動信号φＨ１が供給される配線Ｌ１０及びＬ２、水平駆動信号φＨ２が供給される配線Ｌ１２及びＬ４が設けられている。配線Ｌ１０及びＬ１２には、それぞれスイッチＳＷ１０及びＳＷ１２が設けられている。正転送時には、スイッチＳＷ１０及びＳＷ１２がそれぞれ端子ｆ１及びｆ２に接続され、水平駆動信号用配線Ｌ１及びＬ３にそれぞれ水平駆動信号φＨ２、φＨ１が供給される。一方、逆転送時には、スイッチＳＷ１０及びＳＷ１２がそれぞれ端子ｅ１及びｅ２に接続され、水平駆動信号用配線Ｌ１及びＬ３にそれぞれ水平駆動信号φＨ１、φＨ２が供給される。
【００８６】
図６（ｃ）に示す例では、ＴＧ４８からＨドライバ１１４Ｈに水平駆動信号φＨ１及びφＨ２を供給するための配線がそれぞれ２本ずつ設けられており、水平駆動信号φＨ１及びφＨ２の出力先はスイッチＳＷ２０により制御される。
【００８７】
なお、本実施形態に係る撮像素子３６では、出力アンプ１０ｂＣのゲインを、出力アンプ１０８Ａ及び１０８Ｂよりも低ゲインにすることにより、信号電荷を分岐させない場合であっても画像信号の読み出し速度を高速化することができる。
【００８８】
［信号電荷の正転送の方法］
次に、信号電荷の正転送の方法について説明する。図７は、水平転送路１０４、分岐転送路１０４Ａ及び１０４Ｂ、分岐部１０６の主要構成を示すブロック図である。
【００８９】
図７に示すように、水平転送路１０４には、ポリシリコン電極ＨＳ２及びＨＳ１が順に形成される。ポリシリコン電極ＨＳ２及びＨＳ１は、図の分岐部１０６側から右に向かって繰り返し単位として形成される。分岐部１０６には電極ＨＳＬが形成される。分岐転送路１０４Ａには、分岐部１０６から出力アンプ１０８Ａに向かって、６つのポリシリコン電極ＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ１及びＨＰ２が順に形成される。分岐転送路１０４Ｂは、分岐部１０６から出力アンプ１０８Ｂに向かって、７つのボリシリコン電極ＨＰ２、ＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ１及びＨＰ２が順に形成される。
【００９０】
図８は、出力アンプ１０８Ａから分岐転送路１０４Ａ、分岐部１０６を経て水平転送路１０４に至る部分の断面図である。なお、出力アンプ１０８Ｂから分岐転送路１０４Ｂ、分岐部１０６を経て水平転送路１０４に至る部分の断面構造は、図８と略同様であるため図示を省略する。
【００９１】
図８に示すように、分岐転送路１０４Ａの出力端には、ＯＧ（Output Gate）電極、フローティングディフュージョン部ＦＤ、リセット電極ＲＳ及びリセットドレインＲＤが設けられており、出力アンプ１０８Ａが接続されている。なお、図６では、分岐転送路１０４Ａ上の６つのポリシリコン電極ＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ１及びＨＰ２のうち、左端の２つのポリシリコン電極ＨＰ１及びＨＰ２のみを示している。図８に示すように、電極ＨＰ２、ＨＰ１、ＨＳＬ、ＨＳ２及びＨＳ１は、それぞれ１対の電極（ＨＰ２Ｌ、ＨＰ２Ｒ、…）から構成される。
【００９２】
図８に示すように、各電極（ＲＤ、ＲＳ、ＦＤ、ＯＧ、ＨＰ２、ＨＰ１、ＨＳＬ、ＨＳ２及びＨＳ１）の下方のＰ型のシリコン基板内には不純物層１２０が形成されている。不純物層１２０は、例えば、イオン注入法によりＰ型のシリコン基板に不純物をドープすることにより形成される。各不純物層１２０のポテンシャル電位の大きさは、ドープする不純物の種類及びその濃度により変化する。図８では、ポテンシャル電位が異なる不純物層１２０をその模様を変えることにより示している。
【００９３】
図９及び図１０は、正転送時における信号電荷の流れを示すブロック図である。図９及び図１０に示すように、Ｒ及びＢ信号とＧ信号とは、別々のラインとして正転送される。即ち、正転送されるラインは、ライン２００：Ｒ、Ｂ、Ｒ、Ｂ、…、ライン２０２：Ｇ、Ｇ、Ｇ、Ｇ、…、ライン２０４：Ｂ、Ｒ、Ｂ、Ｒ、…、ライン２０６：Ｇ、Ｇ、Ｇ、Ｇ、…の繰り返しとなる。水平転送路１０４に後続する画像信号処理回路５６では、ライン２００及び２０２の信号電荷により第１ライン：ＲＧＢＧＲＧＢＧ…が形成され、ライン２０４及び２０６の信号電荷により第２ライン：ＢＧＲＧＢＧＲＧ…が形成されて処理が行われる。なお、信号電荷を正転送する際の色の順番は、上記に限定されるものではない。
【００９４】
図９に示すように、Ｒ及びＢ信号の正転送時には、Ｒ信号とＢ信号はそれぞれ分岐転送路１０４Ａ及び１０４Ｂに分岐される。このとき、分岐転送路１０４Ａ及び１０４Ｂは、水平転送路１０４の２分の１の周波数の駆動信号により駆動される（図１１参照）。このため、分岐転送路１０４Ａ及び１０４Ｂにおける信号電荷の転送速度は水平転送路１０４の２分の１になる。
【００９５】
一方、図１０に示すように、Ｇ信号の正転送時には、Ｇ信号は分岐されずに分岐転送路１０４Ａに転送される。このとき、分岐転送路１０４Ａは、水平転送路１０４と同じ周波数の駆動信号により駆動される。このため、分岐転送路１０４Ａ及び１０４Ｂと水平転送路１０４の転送速度は同じになる。なお、Ｇ信号は、分岐転送路１０４Ｂに転送されるようにしてもよいし、Ｒ信号とＢ信号と同様に分岐されるようにしてもよい。
【００９６】
ところで、撮像素子３６上のカラーフィルタの配列によっては、Ｒ及びＢ信号とＧ信号とが水平転送路１０４に別々に転送されない場合がある。このような場合には、例えば、垂直転送路１０２と水平転送路１０４との間にラインメモリを設けて、信号電荷を並べ替えることにより、Ｇ信号とＲ、Ｂ信号とを別々に水平転送路１０４に転送することができる。
【００９７】
以下、Ｒ及びＢ信号の正転送の流れについて説明する。以下の説明では、水平転送路１０４の電極ＨＳ１、ＨＳ２、ＨＰ１及びＨＰ２に供給される駆動信号をそれぞれφＨＳ１、φＨＳ２、φＨＰ１及びφＨＰ２、分岐部１０６の電極ＨＳＬに供給される駆動信号をφＨＳＬ、電極ＯＧに供給される駆動信号をφＯＧ、電極ＲＳに供給される駆動信号をφＲＳ、リセットドレインＲＤに供給される駆動信号をφＲＤとする。ここで、駆動信号φＨＳＬ、φＯＧ及びφＲＤは一定のバイアス電圧である。
【００９８】
図１１は、水平ライン２００及び２０４を正転送する際の水平駆動信号を示す図である。図１２及び図１３は、水平ライン２００及び２０４を正転送する際の転送路の駆動方法を説明するための図である。図１２（ａ１）から図１２（ｃ１）、図１３（ａ１）及び図１３（ｂ１）は、分岐転送路１０４Ａの断面構造及びポテンシャル電位であり、図１２（ａ２）から図１２（ｃ２）、図１３（ａ２）及び図１３（ｂ２）は、分岐転送路１０４Ｂの断面構造及びポテンシャル電位である。
【００９９】
駆動信号φＨＳＬは、一定のバイアス電圧であるため、図１２及び図１３に示すように、電極ＨＳＬの下方のポテンシャル電位は信号電荷の正転送時を通じて一定である。電極ＨＳＬ−Ｌの下方のポテンシャル電位は基準レベルＬＳであり、ＨＳＬ−Ｒの下方のポテンシャル電位は基準レベルＬＳより高くなっている。ＨＳＬ−Ｒの下方のポテンシャル電位は、電極ＨＳＬ−Ｌ側から図の右方に信号電荷が逆流するのを防ぐポテンシャル障壁（バリア）Ｂ１０として機能する。
【０１００】
時刻ｔ＝ｔ１では、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）に示すように、駆動信号φＨＳ２及び駆動信号φＨＰ１はレベル”Ｌ”である。このとき、図１２（ａ１）に示すように、分岐部１０６に隣接する分岐転送路１０４Ａの電極ＨＰ１の下方には、基準レベルＬＳより一段高いレベルと、基準レベルＬＳと同レベルの階段状のポテンシャル電位が生成され、電極ＨＳＬ−Ｌの下方に基準レベルＬＳの蓄積部（パケット）ＰＢ１０が生成される。時刻ｔ＝ｔ１では、Ｂ信号がパケットＰＢ１０に保持される。
【０１０１】
一方、時刻ｔ＝ｔ１において、図１１（ｄ）に示すように、駆動信号φＨＰ２はレベル”Ｈ”である。このとき、図１２（ａ２）に示すように、分岐部１０６に隣接する分岐転送路１０４Ｂの電極ＨＰ２の下方には、基準レベルＬＳより一段低いレベルと、最深のレベルのポテンシャル電位が生成される。また、電極ＨＰ２の左に隣接する電極ＨＰ１の下方には、基準レベルＬＳより一段高いレベルと、基準レベルＬＳと同レベルのポテンシャル電位が生成される。これにより、電極ＨＰ２の下方にパケットＰＢ１２が生成され、パケットＰＢ１０に保持されているＢ信号はパケットＰＢ１２に移動する（図９（ａ）参照）。
【０１０２】
時刻ｔ＝ｔ２では、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）に示すように、駆動信号φＨＳ２はレベル”Ｈ”、駆動信号φＨＰ１はレベル”Ｌ”である。図１２（ｂ１）に示すように、水平転送路１０４の電極ＨＳ２の下方には、基準レベルＬＳより一段高いレベルと、基準レベルＬＳと同レベルのポテンシャル電位が生成され、パケットＰＲ１０が生成される。パケットＰＲ１０にはＲ信号が保持される。
【０１０３】
時刻ｔ＝ｔ２では、分岐転送路１０４Ａ及び１０４Ｂのポテンシャル電位は時刻ｔ＝ｔ１と同じである。時刻ｔ＝ｔ２では、図１２（ｂ２）に示すように、Ｂ信号のパケットＰＢ１０からパケットＰＢ１２への移動が完了する（図９（ｂ）参照）。
【０１０４】
時刻ｔ＝ｔ３では、図１１（ｂ）に示すように、駆動信号φＨＳ２はレベル”Ｌ”、駆動信号φＨＰ１はレベル”Ｈ”、駆動信号φＨＰ２はレベル”Ｌ”である。従って、電極ＨＳ２の下方のポテンシャル電位は、時刻ｔ＝ｔ１と同様に、電極ＨＳＬの下方よりも高くなる。このとき、分岐部１０６の電極ＨＳＬの下方にパケットＰＲ１２が生成され、パケットＰＲ１０に保持されていたＲ信号はパケットＰＲ１２に移動する。
【０１０５】
また、図１２（ｃ１）に示すように、分岐部１０６の左方の電極ＨＰ１の下方にパケットＰＲ１４が生成される。時刻ｔ＝ｔ３では、パケットＰＲ１２から分岐転送路１０４ＡのパケットＰＲ１４にＲ信号が移動する（図９（ｃ）参照）。
【０１０６】
また、時刻ｔ＝ｔ３では、図１２（ｃ２）に示すように、分岐部１０６に隣接する分岐転送路１０４Ｂの電極ＨＰ２の下方のポテンシャル電位が上がり、電極ＨＰ１の下方のポテンシャル電位が下がる。これにより、電極ＨＰ１の下にパケットＰＢ１４が生成される。この結果、時刻ｔ＝ｔ２においてパケットＰＢ１２に保持されていたＢ信号はパケットＰＢ１４に移動する。
【０１０７】
また、時刻ｔ＝ｔ２において出力アンプ１０８Ａ及び１０８Ｂの直前のパケットに保持されていたＲ信号及びＢ信号も同様に移動し、電極ＯＧを介してフローティングディフュージョン部ＦＤに転送される。
【０１０８】
時刻ｔ＝ｔ４では、電極ＨＳ２の下方のポテンシャル電位は、分岐部１０６の右に隣接する水平転送路１０４の電極ＨＳ２の下方にパケットＰＢ２０が生成される。パケットＰＢ２０にはＢ信号が保持される。
【０１０９】
時刻ｔ＝ｔ４では、分岐転送路１０４Ａ及び１０４Ｂのポテンシャル電位は時刻ｔ＝ｔ３と同じである。時刻ｔ＝ｔ４では、図１２（ａ１）に示すように、Ｒ信号のパケットＰＲ１２からパケットＰＲ１４への移動が完了する（図９（ｄ）参照）。
【０１１０】
時刻ｔ＝ｔ５では、各電極の下方に生成されるポテンシャル電位は、時刻ｔ＝ｔ１と同じになる。このとき、分岐部１０６の電極ＨＳＬの下方にパケットＰＢ２２が生成される。時刻ｔ＝ｔ４においてパケットＰＢ２０に保持されていたＢ信号はパケットＰＢ２２に移動する。
【０１１１】
また、時刻ｔ＝ｔ５では、図１３（ｂ２）に示すように、分岐部１０６に隣接する分岐転送路１０４Ｂの電極ＨＰ２の下方にパケットＰＢ２４が生成され、パケットＰＢ２２に保持されているＢ信号はパケットＰＢ２４に移動する（図９（ｅ）参照）。
【０１１２】
時刻ｔ＝ｔ５では、図１３（ｂ１）に示すように、電極ＨＰ２の下方にパケットＰＲ１６が生成されて、パケットＰＲ１４に保持されていたＲ信号がパケットＰＲ１６に移動する。また、図１３（ｂ２）に示すように、電極ＨＰ２の下方にパケットＰＢ１６が生成されて、パケットＰＢ１４に保持されていたＢ信号がパケットＰＢ１６に移動する。
【０１１３】
そして、上記ｔ＝ｔ１からｔ５の駆動を繰り返すことにより、Ｒ信号及びＢ信号がそれぞれ分岐転送路１０４Ａ及び１０４Ｂに振り分けられて正転送される。
【０１１４】
なお、時刻ｔ＝ｔ５では、フローティングディフュージョン部ＦＤに供給されたＲ信号及びＢ信号はアナログの電圧信号に変換され、それぞれ出力アンプ１０８Ａ及び１０８Ｂに送られる。そして、Ｒ信号及びＢ信号が変換されて得られたアナログの電圧信号は、それぞれ出力信号ＯＳ１及びＯＳ２として同時に出力される。出力信号ＯＳ１及びＯＳ２は、後続する画像信号処理回路５６等において完全並列処理されるため、出力信号ＯＳ１及びＯＳ２を時系列的に処理することに起因する信号強度の差をなくすことができる。なお、時系列的な処理に起因する信号強度の差が許容できる場合は、出力信号ＯＳ１及びＯＳ２を交互に出力するようにしてもよい。
【０１１５】
撮像素子は、高画素化に伴って信号電荷の転送速度（読み出し速度）の高速化が要求される。しかしながら、従来の撮像素子では、例えば、出力アンプの周波数帯域の不足のため駆動周波数が制限されていた。本実施形態の撮像素子３６によれば、水平転送路１０４を２つに分岐させることにより、出力アンプ１０８Ａ及び１０８Ｂの駆動周波数を水平転送路１０４の駆動周波数よりも２分の１にすることができる（図１１参照）。これにより、水平転送路１０４の駆動周波数を上げても、出力アンプ１０８Ａ及び１０８Ｂの駆動周波数が周波数帯域内に収まるように制御することができ、信号電荷の転送速度の向上を実現することができる。
【０１１６】
なお、上記の実施形態では、水平転送路１０４、１０４Ａ及び１０４Ｂの駆動方式を２相駆動方式として説明したが、４相駆動方式とすることも可能である。
【０１１７】
［撮像時における水平転送方向の制御方法］
次に、撮像時における水平転送方向の制御方法について、図１４のフローチャートを参照して説明する。まず、撮像装置１の電源がオンになり、動作モードが動画モードに設定された場合（ステップＳ１０）、水平転送モードが正転送モードに設定されて、２線読み出しにより動画用の画像信号が読み出されて、動画の撮像が実行される（ステップＳ１２）。
【０１１８】
ステップＳ１０において、動作モードが静止画モードに設定された場合、水平転送モードが正転送モードに設定されて、２線読み出しによりライブビュー画像（スルー画）用の画像信号が読み出される（ステップＳ１４）。そして、撮像スイッチが半押しされてＡＥ及びＡＦ制御が行われた後、撮像スイッチが全押しされて撮像指示が入力されると（ステップＳ１６の「はい」）、水平転送モードが逆転送モードに切り替えられ、１線読み出しにより静止画用の画像信号が読み出されて、静止画の撮像が実行される（ステップＳ１８）。
【０１１９】
次に、動作モードが再生モードに設定されたり、撮像装置１の電源がオフになると、撮像動作が終了する（ステップＳ２０の「はい」）。
【０１２０】
本実施形態によれば、スルー画又は動画を撮像する場合に正転送モードにより高速に画像信号を読み出し、静止画を撮像する場合に逆転送モードにより高画質の記録用の静止画を読み出すことができる。
【０１２１】
なお、本実施形態では、例えば、正転送モード時に、垂直方向の受光素子の信号電荷を間引くか又は複数画素分加算して読み出すことにより、スルー画又は動画用の信号の読み出しを更に高速化することができる。
【０１２２】
また、出力アンプ１０８Ｃのゲインを、出力アンプ１０８Ａ及び１０８Ｂよりも低ゲイン（例えば、２分の１以下）にすることにより、逆転送モードによる静止画の読み出しを高速化することができる。更に、逆転送モード時に、垂直方向の画素を間引いて読み出すことにより、静止画用の信号の読み出しを更に高速化することができる。
【０１２３】
［撮像時における水平転送方向の制御方法の第２の実施形態］
次に、撮像時における水平転送方向の制御方法の第２の実施形態について説明する。図１５は、ＡＦ制御時における撮像装置１の動作を示すタイミングチャートである。図１５に示すように、ＡＦ制御時には、スルー画用のＲＧＢ信号の読み出しと、ＡＥ及びＡＦ専用のＧ信号の読み出しが１／６０秒周期で繰り返される。スルー画用のＲＧＢ信号は２線読み出しにより読み出される。スルー画用のＲＧＢ信号の読み出しに要する時間は、一例で１／９０秒である。このスルー画用のＲＧＢ信号は、次のスルー画用のＲＧＢ信号、ＡＥ及びＡＦ専用のＧ信号の読み出しが行われる１／６０秒の間画像表示装置２６に表示される。これにより、フレームレートが６０フレーム／秒のスルー画が表示される。
【０１２４】
ＡＥ及びＡＦ専用のＧ信号は、図１６に示すように、分岐部１０６において分岐されて読み出される。ＡＥ及びＡＦ専用のＧ信号の読み出しに要する時間は、一例で１／１８０秒である。なお、ＡＥ及びＡＦ専用のＧ信号を振り分けて正転送する手順については、図１１から図１３等におけるＲ信号及びＢ信号の場合と同様である。
【０１２５】
なお、スルー画用のＲＧＢ信号及びＡＥ及びＡＦ専用のＧ信号の読み出しに要する時間は上記の数値に限定されるものではない。
【０１２６】
スルー画撮像時におけるＡＥ制御は、スルー画用のＧ信号とＡＥ及びＡＦ専用のＧ信号の両方を用いて行われる。即ち、図１５に示す期間ＡＥ１、ＡＥ３及びＡＥ５では、直前の読み出し周期で読み出されたスルー画用のＧ信号を用いてＡＥ制御が行われ、期間ＡＥ２、ＡＥ４及びＡＥ６では、直前の読み出し周期で読み出されたＡＥ及びＡＦ専用のＧ信号を用いてＡＥ制御が行われる。なお、期間ＡＥ２、ＡＥ４及びＡＥ６においても、直前の読み出し周期で読み出されたスルー画用のＧ信号を用いてＡＥ制御が行われるようにしてもよい。
【０１２７】
スルー画撮像時におけるＡＦ制御は、ＡＥ及びＡＦ専用のＧ信号用いて行われる。図１５に示すように、ＡＥ及びＡＦ専用のＧ信号の読み出し期間に対応してＡＦ算出期間ＡＦ１からＡＦ３が設けられている。ＡＦ算出期間ＡＦ１からＡＦ３には、フォーカスレンズ４０が駆動されて複数のＡＦ検出ポイントの画像が取得され、各ＡＦ検出ポイントにおけるＡＦ評価値が算出される。そして、ＡＦ算出期間期間ＡＦ１からＡＦ３において算出されたＡＦ評価値に基づいてフォーカスレンズ４０が駆動されてＡＦ制御が実行される。
【０１２８】
なお、本実施形態では、撮像素子３６にＲＧＢのカラーフィルタを用いているため、Ｇ信号を２線読み出しするようにしたが、例えば、補色系のカラーフィルタを用いる場合にも、信号電荷を読み出す順番を適切に選択することにより同様の制御を行うことができる。
【０１２９】
図１７は、撮像時における水平転送方向の制御方法の第２の実施形態を示すフローチャートである。まず、撮像装置１の電源がオンになり、動作モードが動画モードに設定された場合（ステップＳ３０）、水平転送モードが正転送モードに設定されて、２線読み出しにより動画用の画像信号が読み出されて、動画の撮像が実行される（ステップＳ３２）。
【０１３０】
ステップＳ３０において、動作モードが静止画モードに設定された場合、水平転送モードが正転送モードに設定されて、２線読み出しによりスルー画用の画像信号が読み出される（ステップＳ３４）。そして、撮像スイッチが半押しされてＡＦ指示が入力されると（ステップＳ３６の「はい」）、図１５及び図１６に示したように、スルー画用のＲＧＢ信号の読み出しとＡＥ及びＡＦ専用のＧ信号の読み出しが行われ、ＡＥ及びＡＦ専用のＧ信号を用いてＡＦ制御が行われる（ステップＳ３８）。
【０１３１】
次に、撮像スイッチが全押しされて撮像指示が入力されると（ステップＳ４０の「はい」）、水平転送モードが逆転送モードに切り替えられ、１線読み出しにより静止画用の画像信号が読み出されて、静止画の撮像が実行される（ステップＳ４２）。
【０１３２】
次に、動作モードが再生モードに設定されたり、撮像装置１の電源がオフになると、撮像動作が終了する（ステップＳ４４の「はい」）。
【０１３３】
本実施形態によれば、ＡＦ制御を行う際に、２線読み出しを用いてＡＥ及びＡＦ専用のＧ信号を高速で読み出すことにより、ＡＦ制御を高速で行うことができる。
【０１３４】
なお、本実施形態では、ＡＥ及びＡＦ専用のＧ信号を読み出す際に、垂直方向の画素を加算するようにしてもよい。これにより、ＡＥ及びＡＦ専用のＧ信号をより高速に読み出すことができる。更に、垂直方向の画素を加算すれば、Ｇ信号を増幅させることができ、撮像環境が暗い場合であってもＡＦ制御を正確に行うことができる。
【０１３５】
また、本実施形態では、例えば、正転送モード時に、垂直方向の受光素子の信号電荷を間引くか又は複数画素分加算して読み出すことにより、スルー画又は動画用の信号の読み出しを更に高速化することができる。
【０１３６】
また、出力アンプ１０８Ｃのゲインを、出力アンプ１０８Ａ及び１０８Ｂよりも低ゲイン（例えば、２分の１以下）にすることにより、逆転送モードによる静止画の読み出しを高速化することができる。更に、逆転送モード時に、垂直方向の画素を間引いて読み出すことにより、静止画用の信号の読み出しを更に高速化することができる。
【０１３７】
［撮像時における水平転送方向の制御方法の第３の実施形態］
次に、撮像時における水平転送方向の制御方法の第３の実施形態について、図１８のフローチャートを参照して説明する。まず、撮像装置１の電源がオンになり、動作モードが動画モードに設定された場合（ステップＳ５０）、水平転送モードが正転送モードに設定されて、２線読み出しにより動画用の画像信号が読み出されて、動画の撮像が実行される（ステップＳ５２）。
【０１３８】
ステップＳ５０において、動作モードが静止画モードに設定された場合、水平転送モードが正転送モードに設定されて、２線読み出しによりスルー画用の画像信号が読み出される（ステップＳ５４）。そして、撮像スイッチが半押しされてＡＥ及びＡＦ制御が行われた後、撮像スイッチが全押しされて撮像指示が入力されると（ステップＳ５６の「はい」）、撮像感度（ＩＳＯ感度）が所定値以上（例えば、１６００以上）の場合には（ステップＳ５８の「はい」）、水平転送モードが逆転送モードに切り替えられ、１線読み出しにより静止画用の画像信号が読み出されて、静止画の撮像が実行される（ステップＳ６０）。一方、撮像感度が所定値未満の場合には（ステップＳ５８の「いいえ」）、水平転送モードが正転送モードのままで２線読み出しにより静止画用の画像信号が読み出されて、静止画の撮像が実行される（ステップＳ６２）。
【０１３９】
次に、動作モードが再生モードに設定されたり、撮像装置１の電源がオフになると、撮像動作が終了する（ステップＳ６４の「はい」）。
【０１４０】
本実施形態によれば、撮像感度が低い場合に記録用の静止画を高速で読み出すことができるとともに、撮像感度が高い場合に１線読み出しを用いて高画質の静止画を読み出すことにより、高感度設定時に生じるノイズによる画質の劣化を低減することができる。
【０１４１】
なお、本実施形態では、撮像感度が所定値以上の場合には、動画撮像の場合に１線読み出しを行うようにしてもよい。
【０１４２】
また、本実施形態では、例えば、正転送モード時に、垂直方向の受光素子の信号電荷を間引くか又は複数画素分加算して読み出すことにより、スルー画又は動画用の信号の読み出しを更に高速化することができる。
【０１４３】
また、出力アンプ１０８Ｃのゲインを、出力アンプ１０８Ａ及び１０８Ｂよりも低ゲイン（例えば、２分の１以下）にすることにより、逆転送モードによる静止画の読み出しを高速化することができる。更に、逆転送モード時に、垂直方向の画素を間引いて読み出すことにより、静止画用の信号の読み出しを更に高速化することができる。
【０１４４】
［撮像時における水平転送方向の制御方法の第４の実施形態］
次に、撮像時における水平転送方向の制御方法の第４の実施形態について、図１８のフローチャートを参照して説明する。まず、撮像装置１の電源がオンになり、動作モードが動画モードに設定された場合（ステップＳ７０）、水平転送モードが正転送モードに設定されて、２線読み出しにより動画用の画像信号が読み出されて、動画の撮像が実行される（ステップＳ７２）。
【０１４５】
ステップＳ７０において、動作モードが静止画モードに設定された場合、水平転送モードが正転送モードに設定されて、２線読み出しによりスルー画用の画像信号が読み出される（ステップＳ７４）。そして、撮像スイッチが半押しされてＡＥ及びＡＦ制御が行われた後、撮像スイッチが全押しされて撮像指示が入力されると（ステップＳ７６の「はい」）、水平転送モードが逆転送モードに切り替えられて、１線読み出しにより静止画用の画像信号が読み出されて、静止画の撮像が実行される（ステップＳ７８）。
【０１４６】
次に、撮像スイッチが押下され続けた場合には（ステップＳ８０の「はい」）、水平転送モードが正転送モードに切り替えられ、２線読み出しにより静止画用の画像信号が読み出されて、静止画の連写撮像が実行される（ステップＳ８２）。
【０１４７】
次に、動作モードが再生モードに設定されたり、撮像装置１の電源がオフになると、撮像動作が終了する（ステップＳ８４の「はい」）。
【０１４８】
本実施形態によれば、連写撮像を行う場合に２線読み出しを用いて連写画像を高速で読み出すことにより、連写の間隔を短縮することができる。更に、連写画像のうち重要度が高い、１枚目の画像を高画質で読み出すことができる。
【０１４９】
なお、本実施形態では、１枚目の画像を１線読み出しを用いて読み出すようにしたが、例えば、連写画像の最後の画像、又は１枚目と最後の画像を１線読み出しを用いて読み出すようにしてもよい。
【０１５０】
また、本実施形態では、例えば、正転送モード時に、垂直方向の受光素子の信号電荷を間引くか又は複数画素分加算して読み出すことにより、スルー画又は動画用の信号の読み出しを更に高速化することができる。
【０１５１】
また、出力アンプ１０８Ｃのゲインを、出力アンプ１０８Ａ及び１０８Ｂよりも低ゲイン（例えば、２分の１以下）にすることにより、逆転送モードによる静止画の読み出しを高速化することができる。更に、逆転送モード時に、垂直方向の画素を間引いて読み出すことにより、静止画用の信号の読み出しを更に高速化することができる。
【０１５２】
また、本発明に係る水平転送モードの切り替えは、例えば、ユーザが手動で行えるようにしてもよいし、撮像モードに応じて行われるようにしてもよい。例えば、撮像モードが被写体の人物の顔を検出する顔検出モードや動きのある被写体を撮影するスポーツモードに設定された場合に、水平転送モードを逆転送モードに切り替えて、高画質の画像を読み出すようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像素子を示す平面図
【図２】本発明の一実施形態に係る撮像素子の駆動機構を示すブロック図
【図３】本発明の一実施形態に係る撮像装置の主要構成を示すブロック図
【図４】正転送モード及び逆転送モード時における水平転送路１０４の駆動方法を示す図
【図５】正転送モード及び逆転送モード時における水平転送路１０４の駆動方法の別の実施形態を示す図
【図６】図５の実施形態において水平駆動信号用配線Ｌ１からＬ４に印加される水平駆動信号の切り替え機構を示す図
【図７】水平転送路１０４、１０４Ａ及び１０４Ｂ、分岐部１０６の主要構成を示すブロック図
【図８】出力アンプ１０８Ａから分岐転送路１０４Ａ、分岐部１０６を経て水平転送路１０４に至る部分の断面図
【図９】正転送時におけるＲ及びＢ信号の流れを示すブロック図
【図１０】正転送時におけるＧ信号の流れを示すブロック図
【図１１】水平ライン２００及び２０４を正転送する際の水平駆動信号を示す図
【図１２】水平ライン２００及び２０４を正転送する際の転送路の駆動方法を説明するための図
【図１３】水平ライン２００及び２０４を正転送する際の転送路の駆動方法を説明するための図
【図１４】撮像時における水平転送方向の制御方法を示すフローチャート
【図１５】ＡＦ制御時における撮像装置１の動作を示すタイミングチャート
【図１６】ＡＦ制御時におけるＧ信号の流れを示すブロック図
【図１７】撮像時における水平転送方向の制御方法の第２の実施形態を示すフローチャート
【図１８】撮像時における水平転送方向の制御方法の第３の実施形態を示すフローチャート
【図１９】撮像時における水平転送方向の制御方法の第４の実施形態を示すフローチャート
【符号の説明】
【０１５４】
１…撮像装置、１０…中央処理装置（ＣＰＵ）、３６…撮像素子、１００…受光素子、１０２…垂直転送路、１０４…水平転送路、１０４Ａ及び１０４Ｂ…分岐転送路、１０６…分岐部、１０８Ａから１０８Ｃ…出力アンプ
【図１】
2008118446.tif 000003
【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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