(57)【要約】【課題】単板式カラー撮像装置を順次走査で駆動する場合に画素信号の読み出しアンプから出力される色信号の出力レートを低減させることが可能な技術を提供することである。【解決手段】行方向及び列方向に配列される変換素子に色フィルタを配列した撮像装置において、前記変換素子から読み出された１行分の画素信号を直列に変換するための前記１行分の色フィルタの色数と同数の直列変換手段と、前記読み出された画素信号を同一色の色フィルタ毎の画素信号に分類し、同一色の信号電荷をそれぞれ前記直列変換手段に割り当てる制御手段とを備え、同一色の色フィルタ毎の画素信号を連続して読み出す。【選択図】        図１
2004274132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行方向及び列方向に配列される変換素子に色フィルタを配列した撮像装置において、前記変換素子から読み出された１行分の画素信号を直列に変換するための前記１行分の色フィルタの色数と同数の直列変換手段と、前記読み出された画素信号を同一色の色フィルタ毎の画素信号に分類し、同一色の信号電荷をそれぞれ前記直列変換手段に割り当てる制御手段とを備え、同一色の色フィルタ毎の画素信号を連続して読み出すことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、前記色フィルタはベイヤー配列の原色フィルタからなることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、前記制御手段は緑色の前記色フィルタの変換素子から得られた画素信号を一方の前記直列変換手段に割り当てると共に、青色及び赤色の前記色フィルタの変換素子から読み出された画素信号を他方の前記直列変換手段に割り当てることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
行方向及び列方向に配列される変換素子に色フィルタを配列した撮像装置と、前記撮像装置から読み出された画素信号を増幅する手段とを有するテレビカメラにおいて、前記撮像装置は、前記変換素子から読み出された１行分の画素信号を直列に変換するための前記１行分の色フィルタの色数と同数の直列変換手段と、前記読み出された画素信号を同一色の色フィルタ毎の画素信号に分類し、同一色の信号電荷をそれぞれ前記直列変換手段に割り当てる制御手段とを備えたことを特徴とするテレビカメラ。
【請求項５】
請求項４に記載のテレビカメラにおいて、前記色フィルタはベイヤー配列の原色フィルタからなり、前記制御手段は緑色の前記色フィルタの変換素子から得られた画素信号を一方の前記直列変換手段に割り当てると共に、青色及び赤色の前記色フィルタの変換素子から読み出された画素信号を他方の前記直列変換手段に割り当てることを特徴とするテレビカメラ。
【請求項６】
請求項４に記載のテレビカメラにおいて、前記増幅手段は異なる増幅率の２以上のアンプからなり、前記直列変換手段から出力される１行分の画素信号毎に前記アンプの増幅率を切り替えることを特徴とするテレビカメラ。
【請求項７】
行方向及び列方向に配列される変換素子に色フィルタが配列された撮像装置からの画素信号の読み出し方法であって、前記変換素子の１行分毎に画素信号を読み出すステップと、前記読み出された画素信号を同一色の色フィルタ毎の画素信号に分類するステップと、前記分類された画素信号を前記撮像素子の前記１行分の色フィルタの色数と同数の直列変換手段にそれぞれ割り当てるステップと、前記直列変換手段からそれぞれ同一色の色フィルタ毎の画素信号を連続して直列に読み出すステップとからなることを特徴とする画素信号の読み出し方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置及びそれを用いたテレビカメラに関し、特に、２以上の水平転送路を備える撮像装置に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のデジタル技術の進展に伴い、テレビカメラ等の撮影機器に対する高画質化の要求も高くなっている。特に、家庭用のビデオカメラやデジタルカメラ、あるいは放送用の小型ハンディカメラのように携帯性が重要な要素となるテレビカメラでは、小型化及び軽量化が重要な要素となっている。このために、携帯性がが重要なテレビカメラでは、光学系が小型軽量化できると共に、１個の撮像装置から色信号（画像データ）を得ることが可能な単板式カラー撮像装置が用いられている。
【０００３】
１個の撮像装置から色信号（画素データ）を得る従来の単板式カラー撮像装置には、原色フィルタ方式を用い、その色フィルタ配列にベイヤー方式（ベイヤー配列）を用いるものがある。ベイヤー方式では、高解像度が必要な輝度信号の主成分であるＧ（緑色のフィルタ）を市松状に配列し、残りの部分に比較的解像度が低くてよい２つの色成分Ｒ（赤色のフィルタ），Ｂ（青色のフィルタ）を市松状に配列したものである。このベイヤー方式の原色フィルタを用いる単板式カラー撮像装置からの画素データの読み出しは、各変換素子の信号電荷を順次走査によって全て読み出す、いわゆる全画素読み出しを行い、得られた画素データをインターレース方式に変換する構成となっていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特願２００１−２６９６０２号公報（段落番号００２２−００４１，第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、前記従来技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
【０００６】
従来のベイヤー方式の原色フィルタを用いる単板式カラー撮像装置では、順次走査で各変換素子から信号電荷を読み出す必要があるので、インターレース走査で信号電荷を読み出す方式に比較して、単位時間当たりに出力される変換素子数が多くなり、信号電荷が入力される回路の周波数特性もより高性能なものが必要であった。このために、出力される信号電荷をデジタル信号に変換するＡＤ変換器も、より変換速度が速い、高性能なものが必要であった。
【０００７】
また、ベイヤー方式の原色フィルタを用いる単板式カラー撮像装置では、順次走査によって色信号を読み出す場合には、例えばＧ，Ｂ，Ｇ，Ｂ，・・・，Ｒ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，・・・のように、異なる色チャンネルの色信号が順次出力される構成となっていた。
【０００８】
一方、変換素子にＣＣＤを用いた撮像装置の場合、高速で順次走査を行うためには、特に水平転送路の駆動周波数が高速となり、信号電荷の転送効率が低下してしまうことが懸念される。この問題を解決する方法として、特許文献１に記載されている方法では、水平転送路から異なる色チャンネルの色信号が順次出力されることとになるので、転送効率の低下により異なる色チャンネルの色信号が水平転送路内で混合されてしまうことになる。このため、読み出しアンプからの出力信号から色チャンネル毎に信号を取り出す際には、色分離特性が劣化してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、単板式カラー撮像装置を順次走査で駆動する場合に画素信号の読み出しアンプから出力される色信号の出力レートを低減させることが可能な技術を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、単板式カラー撮像装置から順次走査で画素信号を読み出す際の色分離特性を向上させることが可能な技術を提供することにある。
【００１１】
本発明における前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１３】
（１）、行方向及び列方向に配列される変換素子に色フィルタを配列した撮像装置において、前記変換素子から読み出された１行分の画素信号を直列に変換するための前記１行分の色フィルタの色数と同数の直列変換手段と、前記読み出された画素信号を同一色の色フィルタ毎の画素信号に分類し、同一色の信号電荷をそれぞれ前記直列変換手段に割り当てる制御手段とを備え、同一色の色フィルタ毎の画素信号を連続して読み出す。
【００１４】
（２）、前述した（１）に記載の撮像装置において、前記色フィルタはベイヤー配列の原色フィルタからなる。
【００１５】
（３）、前述した（２）に記載の撮像装置において、前記制御手段は緑色の前記色フィルタの変換素子から得られた画素信号を一方の前記直列変換手段に割り当てると共に、青色及び赤色の前記色フィルタの変換素子から読み出された画素信号を他方の前記直列変換手段に割り当てる。
【００１６】
（４）、行方向及び列方向に配列される変換素子に色フィルタを配列した撮像装置と、前記撮像装置から読み出された画素信号を増幅する手段とを有するテレビカメラにおいて、前記撮像装置は、前記変換素子から読み出された１行分の画素信号を直列に変換するための前記１行分の色フィルタの色数と同数の直列変換手段と、前記読み出された画素信号を同一色の色フィルタ毎の画素信号に分類し、同一色の信号電荷をそれぞれ前記直列変換手段に割り当てる制御手段とを備えた。
【００１７】
（５）、前述した（４）に記載のテレビカメラにおいて、前記色フィルタはベイヤー配列の原色フィルタからなり、前記制御手段は緑色の前記色フィルタの変換素子から得られた画素信号を一方の前記直列変換手段に割り当てると共に、青色及び赤色の前記色フィルタの変換素子から読み出された画素信号を他方の前記直列変換手段に割り当てる。
【００１８】
（６）、前述した（４）に記載のテレビカメラにおいて、前記増幅手段は異なる増幅率の２以上のアンプからなり、前記直列変換手段から出力される１行分の画素信号毎に前記アンプの増幅率を切り替える。
【００１９】
（７）、行方向及び列方向に配列される変換素子に色フィルタが配列された撮像装置からの画素信号の読み出し方法であって、前記変換素子の１行分毎に画素信号を読み出すステップと、前記読み出された画素信号を同一色の色フィルタ毎の画素信号に分類するステップと、前記分類された画素信号を前記撮像素子の前記１行分の色フィルタの色数と同数の直列変換手段にそれぞれ割り当てるステップと、前記直列変換手段からそれぞれ同一色の色フィルタ毎の画素信号を連続して直列に読み出すステップとからなる。
【００２０】
前述した手段によれば、変換素子から読み出された１行分の画素信号を直列に変換するための直列変換手段が、変換素子に配列される色フィルタの内で１行分の色フィルタの色数と同数設けられ、制御手段が読み出された画素信号を同一色の色フィルタ毎の画素信号に分類し、同一色の信号電荷をそれぞれ直列変換手段に割り当てるようにすることによって、同一色の色フィルタ毎の画素信号を連続して読み出すようにできるので、撮像装置から順次走査で画素信号を読み出す際の色分離特性を向上させることができる。このとき、画素信号は少なくとも２つの直列変換手段より読み出されることとなるので、撮像装置から順次走査で駆動する場合における読み出しアンプからの色信号の出力レート、すなわち読み出し速度を低減させることができる。
【００２１】
特に、色フィルタにベイヤー配列の原色フィルタを用いることによって、２つの直列変換手段で構成できるので、撮像装置を簡易な構成とできる。
【００２２】
また、撮像装置をテレビカメラに用いた場合に、画素信号をデジタル信号に変換する際のＡＤＣのダイナミックレンジを有効に使用するために必要となる増幅器の増幅率の切り替え動作周波数を低減させることができるので、安価な増幅器を使用することができる。
【００２３】
さらには、色フィルタにベイヤー配列の原色フィルタを用いた撮像装置において、制御手段が緑色の色フィルタの変換素子から得られた画素信号を一方の直列変換手段に割り当てると共に、青色及び赤色の色フィルタの変換素子から読み出された画素信号を他方の直列変換手段に割り当てることによって、当該撮像装置をテレビカメラに用いた場合に、画素信号をデジタル信号に変換する際のＡＤＣのダイナミックレンジを有効に使用するために必要となる増幅器を簡易な構成とできる。その結果、テレビカメラを小型化できると共に、軽量化できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、発明の実施の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の撮像装置を用いたテレビカメラの概略構成を説明するための図である。
【００２７】
図１において、１０１はベイヤー方式（ベイヤー配列）の原色フィルタを用いた単板式ＣＣＤ素子、１０２はゲイン切替回路、１０３は順次走査駆動回路、１０４は信号処理装置、１０５はＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）、１０６はフレームメモリ・信号処理部、１０７はＤＡＣ（Ｄ／Ａ変換器）を示す。
【００２８】
図１に示すように、実施の形態１の撮像装置は、周知のベイヤー方式（ベイヤー配列）の原色フィルタを用いた単板式ＣＣＤ素子１０１と、この単板式ＣＣＤ素子を周知の順次走査方式（ノンインターレース方式）で駆動する順次走査駆動回路１０３と、単板式ＣＣＤ素子１０１から２チャンネル分ずつ出力される画素信号をそれぞれ各色毎に切り替えて増幅するゲイン切替回路１０２と、単板式ＣＣＤ素子１０１からの画素信号の出力タイミングとゲイン切替回路１０２の増幅率（ゲイン）の切り替えタイミングとを同期して切替制御する順次走査駆動回路１０３と、増幅後の画素信号をデジタル信号に変換する周知のＡＤＣ（アナログデジタル変換器）１０５と、このＡＤＣ１０５から出力されるデジタル信号に対する並び替えや周知の色信号処理などの信号処理を行うと共に、処理後のデジタル信号を一旦格納する周知のフレームメモリ・信号処理部１０６と、フレームメモリ・信号処理部１０６に格納される各色毎のデジタル信号の読み出しを飛び越し走査（インターレース）のタイミング（インターレースタイミング）で行い各色毎のデジタル信号をアナログ信号に変換する周知のＤＡＣ（デジタルアナログ変換器）１０７とから構成されている。なお、ＤＡＣ１０７の代わりに図示しないデジタル信号伝送装置を経由してデジタルビデオ信号を出力する構成としてもよいことはいうまでもない。
【００２９】
特に、実施の形態１の撮像装置では、単板式ＣＣＤ素子１０１は、水平転送路が２重化されており水平２画素毎に並列読み出しが可能となる、いわゆる２チャンネル読み出し単板式ＣＣＤ素子である。また、単板式ＣＣＤ素子１０１は、周知のベイヤー方式（ベイヤー配列）の原色フィルタが光電変換部前面に配置されると共に、画素信号の読み出しが周知の順次走査方式（ノンインターレース方式）で読み出し可能な構造となっている。
【００３０】
また、実施の形態１の撮像装置では、順次走査駆動回路１０３は単板式ＣＣＤ素子１０１を構成する図示しない各フォトダイオード（光電変換素子）で生成された画素信号を出力する図示しない２本の水平転送路に割り当てる際に、奇数番目の列（カラム）を第１の水平転送路２０２ａに、偶数番目の列（カラム）を第２の水平転送路２０２ｂに割り当てる構成となっている。このような割り当てを行うことによって、同じ色のフィルタが配列されるフォトダイオードで生成された画素信号を２本の水平転送路からそれぞれ連続して出力させることが可能となる。さらには、順次走査駆動回路１０３は、ゲイン切替回路１０２の増幅率を各色の画素信号毎に変化するように制御する構成となっている。なお、画素信号の読み出し動作の詳細については、後述する。
【００３１】
このように、実施の形態１の単板式ＣＣＤ素子１０１から出力される画素信号は、２本の水平転送路から順次出力されることとなるので、各水平転送路の駆動周波数を高速とすることなく、高速な画素信号の読み出しが可能となる。その結果、信号電荷の転送効率が低下してしまうことを防止できる。
【００３２】
また、実施の形態１の撮像装置では、フォトダイオード（光電変換素子）で生成された画素信号が２本の水平転送路から１水平走査期間に順次連続して出力されることとなる、すなわち同じ色のフィルタが配列されるフォトダイオードで生成された画素信号が連続して２本の水平転送路からそれぞれ出力される構成となっているので、ゲイン切替回路１０２における増幅率の切替に要する速度を低減させることができる。その結果、安価な増幅器をゲイン切替回路１０２に使用することが可能となる。
【００３３】
図２は実施の形態１の撮像装置の動作を説明するための図である。以下、図２に基づいて、図１に示す実施の形態１の撮像装置における画素信号の読み出し動作を説明する。ただし、以下の説明では、単板式ＣＣＤ素子１０１として、フレームインタライン転送（ＦＩＴ）方式のＣＣＤ型固体撮像素子の場合について説明するが、インタライン転送（ＩＴ）方式や、フレーム転送（ＦＴ）方式等のＣＣＤ型固体撮像素子にも、同様に適用可能なことはいうまでもない。
【００３４】
図２において、２０１は蓄積部、２０２ａは第１の水平転送ＣＣＤ、２０２ｂは第２の水平転送ＣＣＤ、２０３ａは第１の読み出しアンプ、２０３ｂは第２の読み出しアンプを示す。ただし、図２に示す蓄積部２０１は、実施の形態１の単板式ＣＣＤ素子が有する蓄積部の一部を示したものであり、以下の説明では、図２に示す蓄積部２０１の左下のＣＣＤ素子を基準とする。また、図２に示すＲ，Ｇ，Ｂは、Ｒが赤色のフィルタに対応する画素信号、Ｇが緑色のフィルタに対応する画素信号、Ｂが青色のフィルタに対応する画素信号を示す。
【００３５】
図２に示すように、実施の形態１の撮像装置では、ベイヤー方式の原色フィルタを用いた構成となっているので、蓄積部２０１に転送された画素信号も市松状に配列されることとなる。すなわち、高解像度が必要な輝度信号の主成分であるＧで示す緑色のフィルタが市松状に配置され、他の色であるＢで示す青色のフィルタとＲで示す赤色のフィルタとが、残りの部分にそれぞれ市松状に配置される構成となっているので、蓄積部２０１に転送された画素信号もＧで示す画素信号が市松状に配置され、他の色であるＢで示す画素信号とＲで示す画素信号とが、残りの部分にそれぞれ市松状に格納される。
【００３６】
まず、順次走査駆動回路１０３からの転送指示に基づいて、図示しないフォトダイオードから図示しない垂直転送ＣＣＤを介して、順次走査で蓄積部２０１に画素信号が転送されると、図２に示すように、フィルタ配列と同じ配列で画素信号が蓄積される。なお、フォトダイオードから蓄積部２０１への画素信号の転送は、第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂと同期していなくてもよいことはいうまでもない。
【００３７】
蓄積部２０１への画素信号の転送が終了すると、次に、順次走査駆動回路１０３からの制御信号に基づいて、蓄積部２０１から第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂへの画素信号の転送、すなわち第１行目（Ｇ１１，Ｒ１１，Ｇ１２，Ｒ１２・・・）の画素信号の転送では、奇数番目の列（カラム）の画素信号は第１の水平転送路２０２ａに転送され、偶数番目の列（カラム）の画素信号は第２の水平転送路２０２ｂに転送される。
【００３８】
この後に、第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂに転送された画素信号は、順次走査駆動回路１０３からの水平転送駆動のための制御信号に基づいて、少なくとも１水平走査期間でそれぞれ読み出される。
【００３９】
すなわち、第１行目（奇数行目）の転送では、第１の水平転送路２０２ａには第１の読み出しアンプ２０３ａ側から順番に、Ｇ１１，Ｇ１２，・・・というように、緑色のフィルタが配置されるフォトダイオードからの画素信号が、蓄積部２０１から転送される。一方、第２の水平転送路２０２ｂには、第２の読み出しアンプ２０３ｂ側から順番に、Ｒ１１，Ｒ１２，・・・というように、赤色のフィルタが配置されるフォトダイオードからの画素信号が、蓄積部２０１から転送される。従って、第１行目の画素信号の読み出しでは、第１の水平転送路２０２ａに格納される画素信号（Ｇ１１，Ｇ１２，・・・）が第１の読み出しアンプ２０３ａで増幅されて出力されると共に、第２の水平転送路２０２ｂに格納される画素信号（Ｒ１１，Ｒ１２，・・・）が第２の読み出しアンプ２０３ｂで増幅されて出力される。
【００４０】
第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂからの画素信号の水平転送（読み出し）が終了すると、次に、第２行目（Ｂ１１，Ｇ’１１，Ｂ１２，Ｇ’１２・・・）の画素信号の転送が制御される。この第２行目の画素信号の転送においても、第１行目の画素信号の転送と同様にして、奇数番目の列（カラム）の画素信号は第１の水平転送路２０２ａに転送され、偶数番目の列（カラム）の画素信号は第２の水平転送路２０２ｂに転送される。この転送後に、第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂに転送された画素信号は、第１行目の画素信号と同様に、それぞれ読み出される。
【００４１】
すなわち、第２行目（偶数行目）の転送においては、第１の水平転送路２０２ａには第１の読み出しアンプ２０３ａ側から順番に、Ｂ１１，Ｂ１２，・・・というように、青色のフィルタが配置されるフォトダイオードからの画素信号が、蓄積部２０１から転送される。一方、第２の水平転送路２０２ｂには、第２の読み出しアンプ２０３ｂ側から順番に、Ｇ’１１，Ｇ’１２，・・・というように、緑色のフィルタが配置されるフォトダイオードからの画素信号が、蓄積部２０１から転送される。従って、第２行目の画素信号の読み出しでは、第１の水平転送路２０２ａに格納される画素信号（Ｂ１１，Ｂ１２，・・・）が第１の読み出しアンプ２０３ａで増幅されて出力されると共に、第２の水平転送路２０２ｂに格納される画素信号（Ｇ’１１，Ｇ’１２，・・・）が第２の読み出しアンプ２０３ｂで増幅されて出力される。
【００４２】
次の、第３行目（Ｇ２１，Ｒ２１，Ｇ２２，Ｒ２２・・・）の画素信号の転送においては、第１行目の画素信号の転送と同様にして、奇数番目の列（カラム）の画素信号は第１の水平転送路２０２ａに転送され、偶数番目の列（カラム）の画素信号は第２の水平転送路２０２ｂに転送される。この転送後に、第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂに転送された画素信号は、第１行目の画素信号と同様に、それぞれ読み出される。
【００４３】
すなわち、第３行目（偶数行目）の転送においては、第１の水平転送路２０２ａには第１の読み出しアンプ２０３ａ側から順番に、Ｇ２１，Ｇ２２，・・・というように、緑色のフィルタが配置されるフォトダイオードからの画素信号が、蓄積部２０１から転送される。一方、第２の水平転送路２０２ｂには、第２の読み出しアンプ２０３ｂ側から順番に、Ｒ２１，Ｒ２２，・・・というように、赤色のフィルタが配置されるフォトダイオードからの画素信号が、蓄積部２０１から転送される。従って、第３行目の画素信号の読み出しでは、第１の水平転送路２０２ａに格納される画素信号（Ｇ２１，Ｇ２２，・・・）が第１の読み出しアンプ２０３ａで増幅されて出力されると共に、第２の水平転送路２０２ｂに格納される画素信号（Ｒ２１，Ｒ２２，・・・）が第２の読み出しアンプ２０３ｂで増幅されて出力される。
【００４４】
第４行目以降の画素信号の読み出しにおいても、前述する転送と同様にして、第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂからは、１連の水平転送期間（１水平走査期間）では、それぞれ同じ色チャンネルの画素信号が読み出されることとなる。
【００４５】
その結果、第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂ並びに第１及び第２の読出しアンプ２０３ａ，２０３ｂから読出される画素信号の順番は、下記の通りとなる。
【００４６】
第１水平転送ＣＣＤおよび第１読出しアンプ：Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，…，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３，・・・
第２水平転送ＣＣＤおよび第２読出しアンプ：Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，…，Ｇ’１１，Ｇ’１２，Ｇ’１３，・・・
このように、実施の形態１の撮像装置では、単板式ＣＣＤ素子１０１の１行（１水平走査期間＝１Ｈ）毎に色チャンネルに分かれて連続した画素信号が得られることになる。なお、以上の説明では、カラーフィルタとして原色ベイヤー配列のカラーフィルタの場合について説明したが、これに限定されることはなく、水平２画素毎に同じ色配列となる他の単板カラー撮像素子を用いた場合でも、同様の効果が得られる。さらには、カラーフィルタの方式としては、そのほかの一般的なテレビジョン単板カラー用の補色フィルタや、原色（ＲＧＢ）縦ストライプフィルタなどの場合でも、水平走査方向のカラーフィルタの色数と同じ並列数の水平転送路を設けることにより、前述と同様に一画素毎に異なる色チャンネルの信号を出力するができるので、本願発明に適用可能なことはいうまでもない。
【００４７】
特に、従来の撮像装置では、水平転送路（水平転送ＣＣＤ）において十分な転送効率が得られなかった場合、水平転送路で前後の信号電荷が混合されることがある。このとき、１画素毎に異なる色チャンネルの信号を出力する構成の場合には、前後の信号電荷が混合されることによって、各色信号が混合されてしまい、読出しアンプから出力後信号処理を行ったとき色信号の分離性能が落ちてしまっていた。
【００４８】
しかしながら、実施の形態１の撮像装置では、第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂの内部では色チャンネルに分かれて連続した画素信号が転送される構成となるために、例えば十分な転送効率が得られなかった場合であっても、本発明以外の方式と同様に水平解像度の低下は発生するものの、色信号の分離性能が低下してしまうことを防止できるという、格別の効果を得ることができる。
【００４９】
すなわち、単板式ＣＣＤ素子１０１の水平走査線方向に配列される色フィルタの色数に一致するように、フォトダイオード（撮像素子）から読み出された１水平走査線分の画素信号を直列に変換する第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂを設け、順次走査駆動回路１０３が読み出された画素信号を同一色の色フィルタ毎の画素信号に分類し、同一色の信号電荷をそれぞれ第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂに転送することによって、第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂから同一色の色フィルタ毎の画素信号を連続して読み出すようにできるので、単板式ＣＣＤ素子１０１から順次走査で画素信号を読み出す際の色分離特性を向上させることができる。
【００５０】
図３は実施の形態１のゲイン切替回路の概略構成を説明するための図である。特に、図３の（ａ）は第１のゲイン切替回路の概略構成を説明するための図であり、図３の（ｂ）は第２のゲイン切替回路の概略構成を説明するための図である。
【００５１】
図３において、３０１は第１のアンプ、３０２は第２のアンプ、３０３は切替スイッチ、３０４は第３のアンプ、３０５は帰還抵抗、３０６はボリューム（ＶＲ）を示す。
【００５２】
図３の（ａ）から明らかなように、第１のゲイン切替回路１０２は、輝度情報を含むので、画素信号強度（蓄積電荷量）が比較的多い緑色チャンネルに対応した増幅率が設定された周知の増幅器からなる第１のアンプ３０１と、画素信号強度が緑色チャンネルよりも少ない赤色及び青色チャンネルに対応した増幅率が設定された周知の増幅器からなる第２のアンプ３０２と、順次走査駆動回路１０３からの切替制御信号に基づいて、第１のアンプ３０１の出力と第２のアンプ３０２との何れか一方の出力を選択出力する周知のスイッチング素子からなる切替スイッチ３０３とから構成される。
【００５３】
このように、第１のゲイン切替回路では、単板式ＣＣＤ素子１０１から出力される画素信号が入力端子から入力されると、この入力端子に接続される第１のアンプ３０１と、第２のアンプ３０２とがそれぞれに設定された増幅率で入力信号を増幅する。このとき、切替入力から入力される切替制御信号は、入力端子から入力される画素信号が緑色チャンネルのものか、あるいはそれ以外の赤色及び青色チャンネルのものかを示す制御信号となっている。従って、この切替制御信号に基づいて動作する第１のゲイン切替回路１０２は、第１のアンプ３０１の出力もしくは第２のアンプ３０２の出力かを選択して出力端子から出力することによって、この第１のゲイン切替回路１０２の後段に接続されるＡＤＣ１０５の量子化ビット数を有効に活用したＡ／Ｄ変換を行うことが可能となる。すなわち、ＡＤＣ１０５から出力されるデジタル信号のダイナミックレンジを大きくすることができる。このとき、入力端子から入力される画素信号は、１水平期間毎に色チャンネルが変化することとなるので、切替周期も１水平走査期間毎となり、画素数が増加して高速に読み出す必要が生じた場合であっても、十分切替動作ができる。
【００５４】
図３の（ｂ）から明らかなように、第２のゲイン切替回路１０２は、周知のオペアンプからなる第３のアンプ３０４と、負帰還用の帰還抵抗３０５と、切替入力端子から入力される制御信号に応じて抵抗値が可変される周知のボリューム３０６とからなり、帰還抵抗３０５の抵抗値ｒとボリューム３０６の抵抗値とで決定される増幅率で入力端子から入力される画素信号を可変増幅する構成となっている。
【００５５】
このとき、切替入力から入力される制御信号は、入力端子から入力される画素信号が緑色チャンネルのものか、あるいはそれ以外の赤色及び青色チャンネルのものかを示す制御信号となっている。従って、この切替制御信号に基づいて動作する第２のゲイン切替回路１０２は、入力端子から入力される画素信号の色チャンネルに応じた増幅率で画素信号を増幅した後に出力することによって、この第２のゲイン切替回路１０２の後段に接続されるＡＤＣ１０５の量子化ビット数を有効に活用したＡ／Ｄ変換を行うことが可能となる。すなわち、ＡＤＣ１０５から出力されるデジタル信号のダイナミックレンジを大きくすることができる。このとき、入力端子から入力される画素信号は、１水平期間毎に色チャンネルが変化することとなるので、増幅率の切替周期も１水平走査期間毎となり、画素数が増加して高速に読み出す必要が生じた場合であっても、十分に増幅率の安定的な切替ができる。
【００５６】
なお、色チャンネル毎に信号強度は異なるものであるが、３板式カメラなどでは各ＣＣＤ素子からそれぞれの色信号が得られる構成となっている、あるいはＣＣＤ素子毎に信号処理回路を有する構成となっている。このために、３板式カメラなどでは、ＣＣＤ素子毎に最適にアンプゲイン（増幅率）を設定することによって、色チャンネルの信号強度に適したＡ／Ｄ変換を行うことが可能であり、ＡＤＣ１０５のダイナミックレンジを有効に活用することが可能となっていた。
【００５７】
これに対して、単板式ＣＣＤ素子１０１を用いたカメラでは一つのＣＣＤ素子から複数の色チャンネル信号が出力される構成となっている。このような異なる強度の信号をそのままＡＤＣへ入力してしまうと、ＡＤＣの入力が飽和しないように最大強度の信号にあわせてゲイン調整を行わなくてはならないので、信号強度の弱い色チャンネルではＡＤ変換器の量子化ビット数が不足してしまうという問題があった。
【００５８】
この問題を解決する方法としては、単板式ＣＣＤ素子１０１から出力される信号を一画素毎に色チャンネルに分け、それぞれを別々の信号処理回路を用いて信号処理する方法があるが、この場合には、アナログスイッチなどで切り替える必要があった。他の方法としては、一画素毎に単板撮像素子からの出力信号の色チャンネルに応じてアンプゲインを切り替える方法があった。しかしながら、これらの方法を用いた場合、高解像度の撮像素子では、アンプゲインやアナログスイッチを高速で正確に切り替える必要があり、非常に困難であった。
【００５９】
また、実施の形態１のゲイン切替回路１０２では、緑色とそれ以外の青色及び赤色との２つの増幅率としたが、これに限定されることはなく、それぞれの色の画素信号に応じた３つの増幅率を設定してもよいことはいうまでもない。
【００６０】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２の撮像装置の概略構成を説明するための図である。ただし、実施の形態２の撮像装置は、単板式ＣＣＤ素子１０１の構成が異なるのみで、他の構成は実施の形態１と同様である。従って、以下の説明では、単板式ＣＣＤ素子の構成及びその読み出し動作についてのみ詳細に説明する。
【００６１】
図４において、４０１は画素、４０２は垂直転送ＣＣＤ（垂直転送路）、４０３は受光部、４０４は蓄積部を示す。
【００６２】
図４に示す撮像装置はいわゆるＭ−ＦＩＴ駆動方式の撮像装置であり、このＭ−ＦＩＴ駆動方式の撮像装置では、画素４０１のフォトダイオードで生成された画素信号を垂直転送ＣＣＤ４０２へ読み出した後に蓄積部（またはフレームメモリ部とも呼ぶ）４０４へ転送する際に、奇数番目と偶数番目の列（カラム）の画素信号の２回に振り分けを行うことにより、受光部４０３の全画素読み出しを行うものである。具体的には、１フレーム期間の垂直ブランキング期間内に２回のＦＩＴ転送を行い、１回目は奇数番目の列（カラム）の画素信号電荷を垂直転送ＣＣＤ４０２に読み出した後に蓄積部４０４へＦＩＴ転送し、次に偶数番目の列（カラム）の画素信号の蓄積電荷を垂直転送ＣＣＤ４０２に読み出した後に蓄積部４０４へＦＩＴ転送する。蓄積部４０４に保存された奇数番目と偶数番目との列（カラム）の画素信号電荷は、映像期間中に必要なタイミングに応じて水平転送路となる第１及び第２の水平転送ＣＣＤ２０２ａ，２０２ｂへ転送され、第１及び第２の読み出しアンプ２０３ａ，２０３ｂより出力される。なお、蓄積部４０４から第１及び第２の水平転送ＣＣＤ２０２ａ，２０２ｂへの画素信号の転送は、実施の形態１と同様となるので、詳細な説明は省略する。
【００６３】
ここで、図４に示すように、水平方向に対してある１画素に注目した場合、受光部４０３において垂直方向に下からＧ１１，Ｂ１１，Ｇ２１，Ｂ２１，・・・と並んだ画素の順番に対し、蓄積部４０４における画素の並び順は、Ｇ１１，Ｇ２１，・・・，Ｂ１１，Ｂ２１，・・・となる。
【００６４】
その結果、図４に示すように、読み出しアンプ部から出力される画素の順番は、第１の読み出しアンプ２０３ａからは映像期間の第１フィールドに相当する期間中にＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，・・・，Ｇ２１，Ｇ２２，Ｇ２３，・・・となり、第２フィールドに相当する期間中にＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３，・・・，Ｂ２１，Ｂ２２，Ｂ２３，・・・となる。同様に、第２の読み出しアンプ２０３ｂからは映像期間の第１フィールドに相当する期間にＲ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，・・・，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，・・・の順番で出力され、第２フィールドに相当する期間中にＧ’１１，Ｇ’１２，Ｇ’１３，・・・，Ｇ’２１，Ｇ’２２，Ｇ’２３・・・の順番で出力される。
【００６５】
以上説明したように、実施の形態２の撮像装置においても、２本の水平転送路を構成する第１及び第２の水平転送ＣＣＤ２０２ａ，２０２ｂから画素信号が順次出力されることとなるので、前述した実施の形態１の撮像装置と同様の効果を得ることが可能となる。
【００６６】
なお、実施の形態２の撮像装置においても、カラーフィルタとして原色ベイヤー配列のカラーフィルタの場合について説明したが、実施の形態１と同様に、水平２画素毎に同じ色配列となる単板カラー撮像素子、補色フィルタ、あるいは原色（ＲＧＢ）縦ストライプフィルタをもちいた場合であっても、本願発明を適用可能なことはいうまでもない。
【００６７】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３の撮像装置における画素信号の転送動作を説明するための図である。特に、図５の（ａ）は偶数ラインに対する画素信号の転送動作を説明するための図であり、図５の（ｂ）は奇数ラインに対する画素信号の転送動作を説明するための図である。
【００６８】
ただし、実施の形態３の撮像装置は、単板式ＣＣＤ素子１０１における蓄積部から水平転送路への画素信号の転送手順と、ゲイン切替回路１０２の構成が異なるのみで、他の構成は実施の形態１と同様である。従って、以下の説明では、単板式ＣＣＤ素子１０１における画素信号の読み出し動作についてのみ詳細に説明する。また、図５に示す蓄積部２０１は、実施の形態１と同様に、単板式ＣＣＤ素子１０１が有する蓄積部の一部を示したものであり、以下の説明では、図５に示す蓄積部２０１の左下のＣＣＤ素子を基準とする。
【００６９】
なお、実施の形態３の撮像装置における画素信号の読み出し動作は、フォトダイオードから蓄積部２０１への画素信号の転送が終了した直後に、蓄積部２０１に格納される画素信号の位置が奇数番目の行であるか、偶数番目の行であるかによって、以下に説明する読み出し動作となるものである。しかしながら、以下に説明する動作は、単板式ＣＣＤ素子１０１が備えるカラーフィルタがベイヤー方式の場合のフィルタ配列の特徴である緑色のフィルタ配列を基準とした読み出し動作となるものである。従って、他の方式のカラーフィルタを用いる場合には、緑色フィルタを基準として、蓄積部２０１から各水平転送路への画素信号の転送動作を行うことによって、実施の形態１と同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００７０】
まず、順次走査駆動回路１０３からの転送指示に基づいて、フォトダイオードから図示しない垂直転送ＣＣＤを介して、順次走査で蓄積部２０１に画素信号が転送されると、前述する図２に示すように、フィルタ配列と同じ配列で画素信号が蓄積される。
【００７１】
蓄積部２０１への画素信号の転送が終了すると、次に、順次走査駆動回路１０３からの制御信号に基づいて、蓄積部２０１から第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂへの画素信号の転送が開始される。以下、フォトダイオードから蓄積部２０１への画素信号の転送が終了した直後における画素信号が偶数行目の場合と奇数行目の場合についての読み出し動作を説明する。
【００７２】
図５の（ａ）に示すように、偶数行目として第２行目（Ｂ１１，Ｇ’１１，Ｂ１２，Ｇ’１２，Ｂ１３，Ｇ’１３，・・・）の画素信号の転送では、奇数番目の列（カラム）の画素信号は第１の水平転送路２０２ａに転送し、偶数番目の列（カラム）の画素信号は第２の水平転送路２０２ｂに転送する。ここで、第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂに転送された画素信号は、順次走査駆動回路１０３からの水平転送駆動のための制御信号に基づいて、少なくとも１水平走査期間でそれぞれ読み出される。
【００７３】
このように、第２行目（偶数行目）の転送では、第１の水平転送路２０２ａには第１の読み出しアンプ２０３ａ側から順番に、Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３，・・・というように、青色のフィルタが配置されるフォトダイオードからの画素信号が、蓄積部２０１から転送される。一方、第２の水平転送路２０２ｂには、第２の読み出しアンプ２０３ｂ側から順番に、Ｇ’１１，Ｇ’１２，Ｇ’１３，・・・というように、緑色のフィルタが配置されるフォトダイオードからの画素信号が、蓄積部２０１から転送される。従って、偶数行目である第２行目の画素信号の読み出しでは、第１の水平転送路２０２ａに格納される画素信号（Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３，・・・）が第１の読み出しアンプ２０３ａで増幅されて出力されると共に、第２の水平転送路２０２ｂに格納される画素信号（Ｇ’１１，Ｇ’１２，Ｇ’１３，・・・）が第２の読み出しアンプ２０３ｂで増幅されて出力される。
【００７４】
第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂからの画素信号の水平転送（読み出し）が終了すると、次に、奇数行目である第３行目（Ｇ２１，Ｒ２１，Ｇ２２，Ｒ２２，Ｇ２３，Ｒ２３，・・・）の画素信号の転送が制御される。この奇数行目である第３行目の画素信号の転送では、奇数番目の列（カラム）の画素信号は第２の水平転送路２０２ｂに転送され、偶数番目の列（カラム）の画素信号は第１の水平転送路２０２ａに転送される。この転送後に、第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂに転送された画素信号は、前述と同様に、それぞれ読み出される。
【００７５】
すなわち、奇数行目である第３行目の転送では、第１の水平転送路２０２ａには第１の読み出しアンプ２０３ａ側から順番に、Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，・・・というように、赤色のフィルタが配置されるフォトダイオードからの画素信号が、蓄積部２０１から転送される。一方、第２の水平転送路２０２ｂには、第２の読み出しアンプ２０３ｂ側から順番に、Ｇ２１，Ｇ２２，Ｇ２３，・・・というように、緑色のフィルタが配置されるフォトダイオードからの画素信号が、蓄積部２０１から転送される。その結果、奇数行目である第３行目の画素信号の読み出しでは、第１の水平転送路２０２ａに格納される画素信号（Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，・・・）が第１の読み出しアンプ２０３ａで増幅されて出力されると共に、第２の水平転送路２０２ｂに格納される画素信号（Ｇ２１，Ｇ２２，Ｇ２３，・・・）が第２の読み出しアンプ２０３ｂで増幅されて出力される。
【００７６】
第１行目及び第４行目以降の画素信号の読み出しにおいても、前述する転送と同様にして、一連の水平転送期間（１水平走査期間）では、第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂからは、それぞれ同じ色チャンネルの画素信号が読み出されることとなる。
【００７７】
その結果、第１及び第２の水平転送路２０２ａ，２０２ｂ並びに第１及び第２の読出しアンプ２０３ａ，２０３ｂから読出される画素信号の順番は、下記の通りとなる。
【００７８】
第１水平転送ＣＣＤおよび第１読出しアンプ：Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，・・・，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３，・・・，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，・・・
第２水平転送ＣＣＤおよび第２読出しアンプ：Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，・・・，Ｇ’１１，Ｇ’１２，Ｇ’１３，・・・Ｇ２１，Ｇ２２，Ｇ２３，・・・
このように、実施の形態３の撮像装置では、第１の水平転送路２０２ａからは、単板式ＣＣＤ素子１０１の１行（１水平走査期間＝１Ｈ）毎に色チャンネルに分かれて連続した画素信号が得られると共に、第２の水平転送路２０２ｂからは、緑色チャンネルの画素信号が連続して得られることになる。
【００７９】
従って、実施の形態３のゲイン切替回路１０２では、例えば第２の水平転送路２０２ｂから出力される画素信号を増幅する固定された増幅率のアンプと、第１の水平転送路２０２ａから出力される画素信号を増幅する固定された増幅率のアンプとを設けることによって、緑色チャンネルの画素信号とその他の色の画素信号である青色及び赤色チャンネルの画素信号との信号強度に応じた増幅を簡易な構成で実現することが可能となる。なお、青色と赤色チャンネルの画素信号については、増幅率が異なる場合がある。
【００８０】
ゲイン切替回路１０２で増幅された画素信号は、ゲイン切替回路１０２の後段に接続されるＡＤＣ１０５に入力され、量子化ビット数を有効に活用したＡ／Ｄ変換がなされるので、前述した実施の形態１と同様の効果を得ることもできる。
【００８１】
なお、実施の形態３の撮像装置では、緑色チャンネルからの画素信号を第２の水平転送路２０２ｂに転送する構成としたが、これに限定されることはなく、緑色チャンネルからの画素信号を第１の水平転送路２０２ａに転送させ、赤色及び青色チャンネルからの画素信号を第２の水平転送路２０２ｂに転送させる構成でもよいことはいうまでもない。
【００８２】
（実施の形態４）
図６は本発明の実施の形態４の撮像装置の概略構成を説明するための図である。ただし、実施の形態４の撮像装置は、行選択スイッチと列選択スイッチとを備え、その開閉で画素と出力端子間を接続して映像信号を出力する、いわゆるＸ−Ｙアドレス型撮像装置の一形態であるＣＭＯＳ型撮像装置である。
【００８３】
図６において、６０１は撮像素子受光部、６０２は垂直走査部、６０３は水平走査部、６０４ａは第１の出力端子、６０４ｂは第２の出力端子を示す。ここで、撮像素子受光部６０１は増幅器を内蔵している、いわゆる増幅型ＣＭＯＳの撮像装置でもよいことはいうまでもない。
【００８４】
図６に示すように、実施の形態４の撮像装置は、図示しないフォトダイオード、電荷電圧変換回路、増幅器及び出力ゲート等で構成される撮像画素からなる撮像素子受光部６０１と、所定の走査線上にある全画素から画素信号を読み出すための制御を行う垂直走査部６０２と、１走査線分の画素信号を直列に変換して第１の出力端子６０４ａもしくは第２の出力端子６０４ｂの何れかから出力する水平走査部６０３とから構成されている。
【００８５】
また、実施の形態４の撮像装置では、出力端子が２重化されており水平２画素毎に並列読み出しが可能となる、いわゆる２チャンネル読み出しＣＭＯＳ型撮像装置である。特に、実施の形態４の撮像装置では、前述する実施の形態１と同様に、周知のベイヤー方式（ベイヤー配列）の原色フィルタを用いた構成となっていると共に、画素信号の読み出しが周知の順次走査方式（ノンインターレース方式）で読み出し可能な構造となっているので、１走査線分の画素信号の読み出しでは異なる２色の画素信号が読み出される。従って、実施の形態４の撮像装置においても、水平走査部６０３は２つの出力端子を有する構成とし、水平２画素毎に並列読み出しを可能とするものである。
【００８６】
また、実施の形態４の撮像装置では、水平走査部６０３は各撮像画素からの画素信号を第１及び第２の出力端子６０４ａ，６０４ｂに割り当てる際に、奇数番目の列（カラム）を第１の出力端子６０４ａに、偶数番目の列（カラム）を第２の出力端子６０４ｂに割り当てる構成となっている。このような割り当てを行うことによって、同じ色のフィルタが配列されるフォトダイオードで生成された画素信号を２本の出力端子６０４ａ，６０４ｂからそれぞれ連続して出力させることが可能となる。
【００８７】
このように、実施の形態４の撮像装置では、画素信号は２本の出力端子６０４ａ，６０４ｂから順次出力されることとなるので、各水平走査部６０３が備える列選択スイッチや駆動周波数を高速化することなく、高速な画素信号の読み出しが可能となる。その結果、信号電荷の転送効率が低下してしまうことを防止できると共に、出力端子６０４ａ及び６０４ｂから出力される信号の周波数帯域を低く抑えることができる。
【００８８】
また、実施の形態４の撮像装置では、フォトダイオードで生成された画素信号が２本の出力端子６０４ａ，６０４ｂから順次連続して出力されることとなる、すなわち同じ色のフィルタが配列されるフォトダイオードで生成された画素信号が連続して２本の出力端子６０４ａ，６０４ｂからそれぞれ出力される構成となっているので、各出力端子の後段に、ゲイン切替回路が必要となった場合であっても、このゲイン切替回路における増幅率の切替に要する速度を低減させることができる。その結果、安価な増幅器をゲイン切替回路に使用することが可能となる。
【００８９】
次に、図６に基づいて、実施の形態４の撮像装置における画素信号の転送動作を説明する。
【００９０】
まず、蓄積電荷は電荷電圧変換回路で画素信号に変換された後に、増幅器で増幅され、垂直走査部６０２からの読み出し指示に基づいて、画素信号の並列読み出しとして、第１の走査線から順番に水平走査部６０３へ並列に出力させる。
【００９１】
画素信号が入力された水平走査部６０３では、奇数番目の列（カラム）の画素信号は図示しないマルチプレクサを介して第１の出力端子６０４ａに接続され、偶数番目の列（カラム）の画素信号は図示しないマルチプレクサを介して第２の出力端子６０４ｂに接続されている。従って、第１の出力端子６０４ａからは奇数番目の列（カラム）の画素信号が順番に出力され、第２の出力端子６０４ｂからは偶数番目の列（カラム）の画素信号が順番に出力されることとなる。
【００９２】
例えば、第１の走査線の読み出しでは、第１の走査線上の画素であるＧ１１，Ｒ１１，Ｇ１２，Ｒ１２，・・・の画素信号が同時に読み出され、水平走査部６０３に出力される。このとき、奇数番目の列（カラム）の画素信号（Ｇ１１，Ｇ１２，・・・）はマルチプレクサを介して第１の出力端子６０４ａに接続され、偶数番目の列（カラム）の画素信号（Ｒ１１，Ｒ１２，・・・）はマルチプレクサを介して第２の出力端子６０４ｂに接続されている。
【００９３】
従って、水平走査部６０３から画素信号の出力が開始されると、各出力端子６０４ａ，６０４ｂのマルチプレクサが順番に閉じて、第１の出力端子６０４ａからは画素信号（Ｇ１１，Ｇ１２，・・・）を順番に出力させ、第２の出力端子６０４ｂからは画素信号（Ｒ１１，Ｒ１２，・・・）を順番に出力させる。
【００９４】
この第１の走査線の読み出しが終了すると、次の第２の走査線の読み出しが開始され、まず第２の走査線上の画素であるＢ１１，Ｇ’１１，Ｂ１２，Ｇ’１２，・・・の画素信号が同時に読み出され、水平走査部６０３に出力される。このとき、奇数番目の列（カラム）の画素信号（Ｂ１１，Ｂ１２，・・・）はマルチプレクサを介して第１の出力端子６０４ａに接続され、偶数番目の列（カラム）の画素信号（Ｇ’１１，Ｇ’１２，・・・）はマルチプレクサを介して第２の出力端子６０４ｂに接続されている。
【００９５】
従って、水平走査部６０３からの画素信号の出力が開始されると、各出力端子６０４ａ，６０４ｂのマルチプレクサが順番に閉じて、第１の出力端子６０４ａからは画素信号（Ｂ１１，Ｂ１２，・・・）を順番に出力させ、第２の出力端子６０４ｂからは画素信号（Ｇ’１１，Ｇ’１２，・・・）を順番に出力させる。
【００９６】
以降、全ての走査線の画素信号の出力が終了するまで、前述の動作を繰り返すこととなる。
【００９７】
その結果、第１及び第２の出力端子６０４ａ，６０４ｂから出力される画素信号の順番は、下記の通りとなる。
【００９８】
第１の出力端子：Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，…，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３，・・・
第２の出力端子：Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，…，Ｇ’１１，Ｇ’１２，Ｇ’１３，・・・
このように、実施の形態４の撮像装置では、撮像素子受光部６０１の１走査線（１水平走査期間＝１Ｈ）毎に色チャンネルに分かれて連続した画素信号が得られることになる。なお、以上の説明では、カラーフィルタとして原色ベイヤー配列のカラーフィルタの場合について説明したが、これに限定されることはなく、水平２画素毎に同じ色配列となる他の単板カラー撮像素子を用いた場合でも、同様の効果が得られる。さらには、カラーフィルタの方式としては、そのほかの一般的なテレビジョン単板カラー用の補色フィルタや、原色（ＲＧＢ）縦ストライプフィルタなどの場合でも、前述と同様に一画素毎に異なる色チャンネルの信号を出力するができるので、本願発明に適用可能なことはいうまでもない。
【００９９】
また、実施の形態４の撮像装置では、水平走査部では色チャンネルに分かれて連続した画素信号が転送される構成となるために、画素信号の読み出し周波数（駆動周波数）が高くなった場合であっても、色信号の分離性能が低下してしまうことが防止できる。
【０１００】
なお、実施の形態１〜４の撮像装置では、第１の水平転送路２０２ａを介して第２の水平転送路２０２ｂに画素信号を転送する単板式ＣＣＤ素子１０１の場合について説明したが、これに限定されることはなく、蓄積部２０１から直接に第２の水平転送路２０２ｂに画素信号を転送可能な単板式ＣＣＤ素子にも本願発明を適用可能なことはいうまでもない。
【０１０１】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【０１０２】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【０１０３】
（１）同一色の色フィルタ毎の画素信号を連続して読み出すようにできるので、撮像装置から順次走査で画素信号を読み出す際の色分離特性を向上させることができる。
【０１０４】
（２）画素信号を少なくとも２つの直列変換手段より読み出すので、撮像装置から順次走査で駆動する場合における読み出しアンプからの色信号の読み出し速度を低減させることができる。
【０１０５】
（３）色フィルタにベイヤー配列の原色フィルタを用いることにより、２つの直列変換手段で構成できるので、撮像装置の構成を簡易にできる。
【０１０６】
（４）テレビカメラにおける画素信号をデジタル信号に変換する際のＡＤＣのダイナミックレンジを有効に使用するために必要となる増幅器の増幅率の切り替え動作周波数を低減させることができる。
【０１０７】
（５）増幅器における増幅率の切り替え動作周波数を低減させることができるので、安価な増幅器を使用することができる。
【０１０８】
（６）色フィルタにベイヤー配列の原色フィルタを用い、緑色の画素信号を一方の直列変換手段に割り当て、青色及び赤色の画素信号を他方の直列変換手段に割り当てることによって、固定増幅率の増幅器を用いることができる。
【０１０９】
（７）固定増幅率の増幅器を用いることができるので、テレビカメラを小型化、軽量化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の撮像装置を用いたテレビカメラの概略構成を説明するための図である。
【図２】実施の形態１の撮像装置の動作を説明するための図である。
【図３】実施の形態１のゲイン切替回路の概略構成を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態２の撮像装置の概略構成を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態３の撮像装置における画素信号の転送動作を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態４の撮像装置の概略構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１…単板式ＣＣＤ素子            １０２…ゲイン切替回路
１０３…順次走査駆動回路            １０４…信号処理装置
１０５…ＡＤＣ                      １０６…フレームメモリ・信号処理部
１０７…ＤＡＣ
２０１…蓄積部                      ２０２ａ…第１の水平転送ＣＣＤ
２０２ｂ…第２の水平転送ＣＣＤ      ２０３ａ…第１の読み出しアンプ
２０３ｂ…第２の読み出しアンプ
３０１…第１のアンプ                ３０２…第２のアンプ
３０３…切替スイッチ                ３０４…第３のアンプ
３０５…帰還抵抗                    ３０６…ボリューム（ＶＲ）
４０１…画素                        ４０２…垂直転送ＣＣＤ
４０３…受光部                      ４０４…蓄積部
６０１…撮像素子受光部              ６０２…垂直走査部
６０３…水平走査部                  ６０４ａ…第１の出力端子
６０４ｂ…第２の出力端子
【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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