(57)【要約】【課題】低照度の撮像環境でも被写体の動きに比較的強く、垂直解像度の低下を防止できる撮像装置を得る。【解決手段】撮像装置１Ａは、ＮＴＳＣ方式テレビジョンに対応し、デジタル信号処理回路１５で得られる画像信号の平均レベルとプログラマブル利得増幅回路１３の増幅利得設定値とから、制御部２２が撮像環境の照度を推定して撮像モードを切り替える。すなわち、信号の平均レベルが大きく増幅利得設定値が小さい通常時は、標準時間露光モードに設定し、固体撮像素子１１において二行単位で電荷を混合した２のフィールド画像を交互に出力する。一方、信号の平均レベルが小さく増幅利得設定値が大きい低照度時は、露光時間を延長する長時間露光モードに設定し、固体撮像素子１１で電荷を混合せずに２のフィールド画像を交互に出力する。その結果、低照度でも被写体の動きに強く、垂直解像度の低下を抑制できる。【選択図】図１
2005333435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｍ行ｎ列（ｍ、ｎは自然数）に配列された複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子の列方向に沿って配設された所定の電荷転送路とを有する撮像素子を備える撮像装置であって、
(a)露光を行った後に奇数行の光電変換素子で蓄積された複数の蓄積電荷を前記所定の電荷転送路に転送する第１転送手段と、
(b)露光を行った後に偶数行の光電変換素子で蓄積された複数の蓄積電荷を前記所定の電荷転送路に転送する第２転送手段と、
(c)露光を第１の時間行った後には、前記第１転送手段で転送される奇数行の蓄積電荷と前記第２転送手段で転送される偶数行の蓄積電荷とを、相互に隣接する奇数行および偶数行の２行単位で前記所定の電荷転送路において電荷混合を行い、前記撮像素子から画像信号として出力させる混合制御手段と、
(d)露光を前記第１の時間より長い第２の時間行った後には、前記第１転送手段で転送される奇数行の蓄積電荷と前記第２転送手段で転送される偶数行の蓄積電荷とを、別個の画像信号として前記撮像素子から出力させる非混合制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
ｍ行ｎ列（ｍ、ｎは自然数）に配列された複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子の列方向に沿って配設された所定の電荷転送路とを有する撮像素子を複数備える撮像装置であって、
(a)被写体に係る入射光を波長成分の異なる複数の光に分光し、前記複数の光のそれぞれを前記撮像素子それぞれに入射させる分光手段と、
(b)前記撮像素子それぞれにおいて、前記分光手段で分光された光による露光を行った後に奇数行の光電変換素子で蓄積された複数の蓄積電荷を前記所定の電荷転送路に転送する第１転送手段と、
(c)前記撮像素子それぞれにおいて、前記分光手段で分光された光による露光を行った後に偶数行の光電変換素子で蓄積された複数の蓄積電荷を前記所定の電荷転送路に転送する第２転送手段と、
(d)前記撮像素子それぞれにおいて、露光を第１の時間行った後には、前記第１転送手段で転送される奇数行の蓄積電荷と前記第２転送手段で転送される偶数行の蓄積電荷とを、相互に隣接する奇数行および偶数行の２行単位で前記所定の電荷転送路において電荷混合を行い、前記撮像素子から画像信号として出力させる混合制御手段と、
(e)前記撮像素子それぞれにおいて、露光を前記第１の時間より長い第２の時間行った後には、前記第１転送手段で転送される奇数行の蓄積電荷と前記第２転送手段で転送される偶数行の蓄積電荷とを、別個の画像信号として前記撮像素子から出力させる非混合制御手段と、
を備え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、
前記撮像素子を３個備え、
前記分光手段は、前記入射光を異なる３の波長成分の光に分光することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置において、
前記３の波長成分は、赤色に関する波長成分、緑色に関する波長成分、および青色に関する波長成分であることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の撮像装置において、
前記混合制御手段は、
前記第１転送手段で転送された奇数行の蓄積電荷と前記第２転送手段で転送された偶数行の蓄積電荷とを、奇数行および当該奇数行より１行下の偶数行の２行単位で前記所定の電荷転送路において電荷混合を行い、第１画像信号を生成する第１混合手段と、
前記第２転送手段で転送された偶数行の蓄積電荷と前記第１転送手段で転送された奇数行の蓄積電荷とを、偶数行および当該偶数行より１行下の奇数行の２行単位で前記所定の電荷転送路において電荷混合を行い、第２画像信号を生成する第２混合手段と、
前記第１混合手段と前記第２混合手段とを順次に能動化して、前記第１画像信号と前記第２画像信号とを前記撮像素子から交互に出力させる出力制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の撮像装置において、
前記混合制御手段は、
前記第１転送手段で転送された奇数行の蓄積電荷を前記所定の電荷転送路において当該奇数行より１行下の偶数行に対応する位置まで移動させた後に、前記第２転送手段により偶数行の蓄積電荷を前記所定の電荷転送路に転送して電荷混合を行い、第１画像信号を生成する第１混合手段と、
前記第２転送手段で転送された偶数行の蓄積電荷を前記所定の電荷転送路において当該偶数行より１行下の奇数行に対応する位置まで移動させた後に、前記第１転送手段により奇数行の蓄積電荷を前記所定の電荷転送路に転送して電荷混合を行い、第２画像信号を生成する第２混合手段と、
前記第１混合手段と前記第２混合手段とを順次に能動化して、前記第１画像信号と前記第２画像信号とを前記撮像素子から交互に出力させる出力制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の撮像装置において、
前記非混合制御手段は、
前記第１転送手段で転送される奇数行の蓄積電荷を、第１の画像信号として前記撮像素子から出力させる第１出力手段と、
前記第２転送手段で転送される偶数行の蓄積電荷を、第２の画像信号として前記撮像素子から出力させる第２出力手段と、
前記第１出力制御手段と前記第２出力制御手段とを交互に能動化させる手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の撮像装置において、
被写体からの光量を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出される前記光量に応じて、前記混合制御手段と前記非混合制御手段とを選択的に能動化させる選択手段と、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項８に記載の撮像装置において、
前記検出手段は、
前記撮像素子から出力される画像信号に基づき、前記光量を検出する手段、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の撮像装置において、
前記選択手段は、
前記検出手段で検出される前記光量が所定値より大きい場合には、前記混合制御手段を能動化させ、前記光量が特定値より小さい場合には、前記非混合制御手段を能動化させる手段、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の撮像装置において、
前記第１の時間は、前記所定の電荷転送路に転送された蓄積電荷が前記撮像素子内を移動して前記撮像素子から全て出力されるまでの所要時間以下であることを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の撮像装置において、
前記第２の時間は、前記所定の電荷転送路に転送された蓄積電荷が前記撮像素子内を移動して前記撮像素子から全て出力されるまでの所要時間以上であることを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の撮像装置において、
前記非混合制御手段により前記撮像素子から出力された画像信号に対して所定の信号処理を行う信号処理手段と、
前記信号処理手段で信号処理された画像データを記憶する記憶手段と、
所定のタイミングで前記記憶手段から前記画像データを読み出す読出制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の撮像装置において、
前記所定のタイミングは、画像のインタレース走査に対応したタイミングであることを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載の撮像装置において、
所定のフィールド周期が設定されており、
前記読出制御手段は、
前記第２の時間の露光に伴い前記所定のフィールド周期において前記非混合制御手段で前記撮像素子から画像信号が出力できない期間について、前記画像データを読み出す手段、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
請求項１３ないし請求項１５のいずれかに記載の撮像装置において、
前記信号処理手段は、
前記画像データにおける奇数行の蓄積電荷に対応する画素データと、偶数行の蓄積電荷に対応する画素データとを、奇数行および当該奇数行より１行下の偶数行の２行単位で加算し、第１の加算画像データを生成する第１加算手段と、
前記画像データにおける偶数行の蓄積電荷に対応する画素データと、奇数行の蓄積電荷に対応する画素データとを、偶数行および当該偶数行より１行下の奇数行の２行単位で加算し、第２の加算画像データを生成する第２加算手段と、
前記第１加算手段と前記第２加算手段とを順次に能動化して、前記第１の加算画像データと前記第２の加算画像データとを交互に生成する手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６のいずれかに記載の撮像装置において、
前記撮像素子に対する入射光について透過状態と遮光状態とを切替える光制御手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の撮像装置において、
前記光制御手段は、
露光を行う前記第２の時間のみ前記透過状態とし、前記第２の時間以外の期間は前記遮光状態とする手段、
を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の光電変換素子と所定の電荷転送路とを有する撮像素子を備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
監視カメラなどの撮像装置においては、低照度の撮像環境で感度を高めるために露光時間を延長すると、フィールド単位で固体撮像素子の間欠読出し走査が行われ、固体撮像素子からの出力がない欠落フィールドが生じる。この欠落フィールドについては、例えば特許文献１で開示されているように、画像メモリから読み出された画素データで画像を補完するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−３７７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の撮像装置において、例えば３フィールド毎に１フィールドだけ走査する奇数フィールド間欠走査を行う場合には、動きの大きい被写体を撮像すると２つのフィールド画像（Ａフィールド・Ｂフィールド画像）が大きくずれるという問題が生じる。
【０００５】
一方、上記の撮像装置において、例えば４フィールド毎に１フィールドだけ走査する偶数フィールド間欠走査を行う場合には、一方のフィールドのみが走査されるため飛越走査が行われず垂直解像度が低くなるという問題が生じる。
【０００６】
この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、低照度の撮像環境でも被写体の動きに比較的強く、垂直解像度の低下を防止できる撮像装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、ｍ行ｎ列（ｍ、ｎは自然数）に配列された複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子の列方向に沿って配設された所定の電荷転送路とを有する撮像素子を備える撮像装置であって、(a)露光を行った後に奇数行の光電変換素子で蓄積された複数の蓄積電荷を前記所定の電荷転送路に転送する第１転送手段と、(b)露光を行った後に偶数行の光電変換素子で蓄積された複数の蓄積電荷を前記所定の電荷転送路に転送する第２転送手段と、(c)露光を第１の時間行った後には、前記第１転送手段で転送される奇数行の蓄積電荷と前記第２転送手段で転送される偶数行の蓄積電荷とを、相互に隣接する奇数行および偶数行の２行単位で前記所定の電荷転送路において電荷混合を行い、前記撮像素子から画像信号として出力させる混合制御手段と、(d)露光を前記第１の時間より長い第２の時間行った後には、前記第１転送手段で転送される奇数行の蓄積電荷と前記第２転送手段で転送される偶数行の蓄積電荷とを、別個の画像信号として前記撮像素子から出力させる非混合制御手段とを備える。
【０００８】
また、請求項２の発明は、ｍ行ｎ列（ｍ、ｎは自然数）に配列された複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子の列方向に沿って配設された所定の電荷転送路とを有する撮像素子を複数備える撮像装置であって、(a)被写体に係る入射光を波長成分の異なる複数の光に分光し、前記複数の光のそれぞれを前記撮像素子それぞれに入射させる分光手段と、(b)前記撮像素子それぞれにおいて、前記分光手段で分光された光による露光を行った後に奇数行の光電変換素子で蓄積された複数の蓄積電荷を前記所定の電荷転送路に転送する第１転送手段と、(c)前記撮像素子それぞれにおいて、前記分光手段で分光された光による露光を行った後に偶数行の光電変換素子で蓄積された複数の蓄積電荷を前記所定の電荷転送路に転送する第２転送手段と、(d)前記撮像素子それぞれにおいて、露光を第１の時間行った後には、前記第１転送手段で転送される奇数行の蓄積電荷と前記第２転送手段で転送される偶数行の蓄積電荷とを、相互に隣接する奇数行および偶数行の２行単位で前記所定の電荷転送路において電荷混合を行い、前記撮像素子から画像信号として出力させる混合制御手段と、(e)前記撮像素子それぞれにおいて、露光を前記第１の時間より長い第２の時間行った後には、前記第１転送手段で転送される奇数行の蓄積電荷と前記第２転送手段で転送される偶数行の蓄積電荷とを、別個の画像信号として前記撮像素子から出力させる非混合制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１および請求項２の発明によれば、露光を第１の時間行った後には、奇数行の蓄積電荷と偶数行の蓄積電荷とを相互に隣接する奇数行および偶数行の２行単位で所定の電荷転送路において電荷混合を行い、撮像素子から画像信号として出力させる混合制御手段と、露光を第１の時間より長い第２の時間行った後には、奇数行の蓄積電荷と偶数行の蓄積電荷とを別個の画像信号として撮像素子から出力させる非混合制御手段とを備えている。その結果、低照度の撮像環境で長時間露光しても被写体の動きに比較的強く、垂直解像度の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る撮像装置１Ａの要部構成を示すブロック図である。
【００１１】
撮像装置１Ａは、例えばＮＴＳＣ方式テレビジョンに対応した監視カメラとして構成されている。
【００１２】
この撮像装置１Ａにおいては、ＣＣＤとして構成されている固体撮像素子１１で光電変換され出力された撮像信号は、相関二重サンプリング処理回路１２でノイズ等を除去する処理をされる。
【００１３】
プログラマブル利得増幅回路１３は、相関二重サンプリング処理回路１２の出力信号を制御部２２からの外部制御信号によって設定された利得で増幅して出力する。そして、Ａ／Ｄ変換回路１４は、プログラマブル利得増幅回路１３の出力信号を、デジタル信号に変換する。
【００１４】
デジタル信号処理回路１５は、Ａ／Ｄ変換回路１４の出力信号に対して、諧調補正処理やノイズ低減処理、欠陥画素補正処理、白バランス調整処理、出力信号フォーマット変換処理などの信号処理を行う。そして、このデジタル信号処理回路１５で信号処理された画像信号は、１フレーム分の画像、換言すればＡフィールドの画像およびＢフィールドの画像(後述)を保持できる記憶容量を持つメモリ回路１８に記憶可能となっている。
【００１５】
Ｄ／Ａ変換回路１６は、デジタル信号処理回路１５の出力信号を、アナログ信号に変換する。
【００１６】
出力端子１７は、Ｄ／Ａ変換回路１６の出力信号をＮＴＳＣのテレビジョン信号として出力する。このＮＴＳＣ方式のテレビジョン信号では、全画素に対する１行置きの飛び越し走査により２フィールド(ＡフィールドおよびＢフィールド)で被写体の画像が再生される。
【００１７】
同期信号発生回路２１は、垂直同期信号及び水平同期信号を生成してデジタル信号処理回路１５及びタイミング発生回路２０に供給する。
【００１８】
タイミング発生回路２０は、固体撮像素子１１の駆動タイミング信号を発生してドライブ回路１９に供給する。このドライブ回路１９は、タイミング発生回路２０から出力された駆動タイミング信号を固体撮像素子１１の駆動信号に変換する。
【００１９】
そして、固体撮像素子１１は、ドライブ回路１９から出力された駆動信号に基づいて、光電変換及び電荷転送を行う。この固体撮像装置１１の構成について以下で説明する。
【００２０】
図２は、固体撮像素子１１の構成を示す図である。
【００２１】
固体撮像素子１１では、説明の便宜上、例えば水平方向８画素および垂直方向８画素の８行８列の行列状に６４個の光電変換素子１１１〜１８８が配列されているものとする。
【００２２】
垂直電荷転送路２０１〜２０８は、上記の光電変換素子の列方向に沿って各列毎に配設されており、４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４で転送駆動される。なお、図示を省略しているが、垂直電荷転送路２０８と同様に、垂直電荷転送路２０１〜２０７それぞれにも４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４が接続されている。また、駆動信号Ｖ１および駆動信号Ｖ３には、光電変換素子から垂直転送路２０１〜２０８への電荷読出しを駆動するパルスが重畳されている。
【００２３】
水平電荷転送路３００は、垂直電荷転送路２０１〜２０８の最終転送段に接して配置されており、２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２で転送駆動される。
【００２４】
固体撮像素子１１においては、光電変換素子を除く垂直電荷転送路２０１〜２０８および水平電荷転送路３００が遮光されている。
【００２５】
出力回路４００は、水平電荷転送路３００の最終転送段に接して配置され、電圧変換や増幅などを行って出力端子５００から出力する。
【００２６】
図１に戻って撮像装置１Ａの構成を説明する。
【００２７】
制御部２２は、ＣＰＵおよびメモリ(例えばＲＡＭ)を有しており、タイミング発生回路２０が発生する固体撮像素子１１の駆動タイミングや、プログラマブル利得増幅回路１３の増幅利得、デジタル信号処理回路１５の各種信号処理などを統括制御する。
【００２８】
また、制御部２２は、デジタル信号処理回路１５から得られる被写体映像の信号振幅(信号レベル)の平均レベルと、プログラマブル利得増幅回路１３の増幅利得設定値とに基づき、撮像環境の照度を推定して、撮像モード(通常撮影用の標準時間露光モードおよび低照度撮影用の長時間露光モード)を切り替える。
【００２９】
すなわち、制御部２２は、信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも大きく、増幅利得設定値が、予め定められたレベルよりも小さい時は、標準時間露光モードに設定して、図２に示す光電変換素子において垂直方向の二行単位で電荷を混合して固体撮像素子１１から出力する駆動パターン(第１の駆動パターン)の制御を行う。この標準時間露光モードでの露光時間(第１の時間)は、垂直電荷転送路２０１〜２０８に転送された蓄積電荷が固体撮像素子１１内を移動して固体撮像素子１１から全て出力されるまでの所要時間以下となっており、最大１／６０秒となる。なお、強制電荷排出を行った場合の露光時間は、強制電荷排出のタイミングに応じて短くなる。
【００３０】
一方、制御部２２は、信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも小さく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも小さい時は、増幅利得設定値を大きくする制御を行う。そして、制御部２２は、信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも小さく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも大きくなる時は、撮像環境が低照度と判断できるので露光時間を長くして信号レベルを確保するために長時間露光モードに設定して、図２に示す光電変換素子の電荷を混合しないで固体撮像素子１１から出力する駆動パターン(第２の駆動パターン)の制御を行う。この長時間露光モードでは、１／６０秒の整数倍の露光時間に設定できる。そして、この長時間露光モードでの露光時間(第２の時間)は、垂直電荷転送路２０１〜２０８に転送された蓄積電荷が固体撮像素子１１内を移動して固体撮像素子１１から全て出力されるまでの所要時間以上となっている。
【００３１】
以上のように固体撮像素子１１から出力される画像信号に基づいて検出される光量データ(信号振幅の平均レベル)に応じて標準時間露光モードまたは長時間露光モードを選択する、具体的には被写体からの光量が所定値αより大きい場合には標準時間露光モードに設定し、光量が特定値βより小さい場合には長時間露光モードに設定することにより、低照度の撮影環境を適切に検出して長時間露光モードに設定できる。なお、撮影モードの切替えで基準となる所定値αおよび特定値βについては、ヒステリシス特性を持つように異なる値とするのが望ましい。
【００３２】
まず、上記の標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動タイミングについて説明する。
【００３３】
図３は、垂直同期周期の駆動タイミングを示す図であり、図４は、図３に示す仮想線内の駆動タイミングを拡大した図である。また、図５は、水平同期周期の駆動タイミングを示す図である。
【００３４】
図３および図４においては、光電変換素子から垂直電荷転送路への読出し駆動や垂直電荷転送路の４相の電荷転送を行う駆動信号Ｖ１〜Ｖ４(図２参照)を図示するとともに、図３においては、固体撮像素子１１の二行混合の出力(ＣＣＤ・ＯＵＴ)も図示している。
【００３５】
また、図５においては、水平電荷転送路３００(図２参照)で２相の電荷転送を行う駆動信号Ｈ１、Ｈ２を図示している。
【００３６】
以上の図３〜図５を参照しつつ、標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図６〜図８８に基づいて、固体撮像素子１１の詳細な動作について説明する。
【００３７】
まず、Ａフィールド側の固体撮像素子１１の駆動動作を説明する。
【００３８】
図６に示すように、露光により光電変換素子１１１〜１８８に電荷が蓄積する。そして、図４のタイミングｔ１で図７のように光電変換素子１１１〜１１８、１３１〜１３８、１５１〜１５８、１７１〜１７８から垂直電荷転送路２０１〜２０８に電荷が読み出される。すなわち、光電変換素子１１１、１３１、１５１、１７１は垂直電荷転送路２０１の対応する転送段に、光電変換素子１１２、１３２、１５２、１７２は垂直電荷転送路２０２の対応する転送段に、光電変換素子１１３、１３３、１５３、１７３は垂直電荷転送路２０３の対応する転送段に、光電変換素子１１４、１３４、１５４、１７４は垂直電荷転送路２０４の対応する転送段に、光電変換素子１１５、１３５、１５５、１７５は垂直電荷転送路２０５の対応する転送段に、光電変換素子１１６、１３６、１５６、１７６は垂直電荷転送路２０６の対応する転送段に、光電変換素子１１７、１３７、１５７、１７７は垂直電荷転送路２０７の対応する転送段に、光電変換素子１１８、１３８、１５８、１７８は垂直電荷転送路２０８の対応する転送段に読み出される。この動作により、露光を行った後に奇数行の光電変換素子１１１〜１１８、１３１〜１３８、１５１〜１５８、１７１〜１７８で蓄積された複数の蓄積電荷が垂直電荷転送路２０１〜２０８に転送されることとなる。
【００３９】
図４のタイミングｔ３で図８のように光電変換素子１２１〜１２８、１４１〜１４８、１６１〜１６８、１８１〜１８８から垂直電荷転送路２０１〜２０８の対応する転送段に各々電荷が読み出される。すなわち、光電変換素子１２１、１４１、１６１、１８１は垂直電荷転送路２０１の対応する転送段に、光電変換素子１２２、１４２、１６２、１８２は垂直電荷転送路２０２の対応する転送段に、光電変換素子１２３、１４３、１６３、１８３は垂直電荷転送路２０３の対応する転送段に、光電変換素子１２４、１４４、１６４、１８４は垂直電荷転送路２０４の対応する転送段に、光電変換素子１２５、１４５、１６５、１８５は垂直電荷転送路２０５の対応する転送段に、光電変換素子１２６、１４６、１６６、１８６は垂直電荷転送路２０６の対応する転送段に、光電変換素子１２７、１４７、１６７、１８７は垂直電荷転送路２０７の対応する転送段に、光電変換素子１２８、１４８、１６８、１８８は垂直電荷転送路２０８の対応する転送段に読み出される。この動作により、露光を行った後に偶数行の光電変換素子１２１〜１２８、１４１〜１４８、１６１〜１６８、１８１〜１８８で蓄積された複数の蓄積電荷が垂直電荷転送路２０１〜２０８に転送されることとなる。
【００４０】
図４のタイミングｔ５で図９のように光電変換素子１１１〜１１８と１２１〜１２８、１３１〜１３８と１４１〜１４８、１５１〜１５８と１６１〜１６８、および１７１〜１７８と１８１〜１８８から読み出された各電荷が垂直電荷転送路上で混合される。
【００４１】
図４のタイミングｔ６で図１０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図４のタイミングｔ７で図１１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００４２】
図４のタイミングｔ８で図１２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図４のタイミングｔ９で図１３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００４３】
図４のタイミングｔ１０で図１４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図４のタイミングｔ１１で図１５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００４４】
図４のタイミングｔ１２で図１６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図１０から図１６のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１７１〜１７８と１８１〜１８８に対応する電荷を混合した混合電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【００４５】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図５参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【００４６】
以上の１行分の混合電荷の読出しの結果、図１７のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図５のタイミングｔ２１で図１８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００４７】
図５のタイミングｔ２２で図１９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２３で図２０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００４８】
図５のタイミングｔ２４で図２１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２５で図２２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００４９】
図５のタイミングｔ２６で図２３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２７で図２４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００５０】
図５のタイミングｔ２８で図２５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図１７から図２５のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１５１〜１５８と１６１〜１６８に対応する電荷を混合した混合電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【００５１】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図５参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【００５２】
以上の１行分の混合電荷の読出しの結果、図２６のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図５のタイミングｔ２１で図２７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００５３】
図５のタイミングｔ２２で図２８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２３で図２９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００５４】
図５のタイミングｔ２４で図３０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２５で図３１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００５５】
図５のタイミングｔ２６で図３２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２７で図３３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００５６】
図５のタイミングｔ２８で図３４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図２７から図３４のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１３１〜１３８と１４１〜１４８に対応する電荷を混合した混合電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【００５７】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図５参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【００５８】
以上の１行分の混合電荷の読出しの結果、図３５のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図５のタイミングｔ２１で図３６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００５９】
図５のタイミングｔ２２で図３７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２３で図３８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００６０】
図５のタイミングｔ２４で図３９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２５で図４０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００６１】
図５のタイミングｔ２６で図４１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２７で図４２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００６２】
図５のタイミングｔ２８で図４３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図３６から図４３のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１１１〜１１８と１２１〜１２８に対応する電荷を混合した混合電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【００６３】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図５参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【００６４】
以上の１行分の混合電荷の読出しの結果、図４４のように垂直電荷転送路２０１〜２０
８及び水平電荷転送路３００は空になり、全ての電荷が読み出される。
【００６５】
図６〜図４４を参照して説明した固体撮像素子１１の駆動により、標準時間露光モードにおいて露光を１／６０秒以下の時間(第１の時間)行った後には、光電変換素子から転送される奇数行の蓄積電荷と偶数行の蓄積電荷とを、相互に隣接する奇数行および偶数行の２行単位で垂直電荷転送路２０１〜２０８において電荷混合を行い、固体撮像素子１１から画像信号として出力できることとなる。
【００６６】
次に、Ｂフィールド側の固体撮像素子の駆動動作を説明する。
【００６７】
図４５に示すように、露光により光電変換素子１１１〜１８８に電荷が蓄積する。そして、図４のタイミングｔ１で図４６のように光電変換素子１１１〜１１８、１３１〜１３８、１５１〜１５８、１７１〜１７８から垂直電荷転送路２０１〜２０８に電荷が読み出される。すなわち、光電変換素子１１１、１３１、１５１、１７１は垂直電荷転送路２０１の対応する転送段に、光電変換素子１１２、１３２、１５２、１７２は垂直電荷転送路２０２の対応する転送段に、光電変換素子１１３、１３３、１５３、１７３は垂直電荷転送路２０３の対応する転送段に、光電変換素子１１４、１３４、１５４、１７４は垂直電荷転送路２０４の対応する転送段に、光電変換素子１１５、１３５、１５５、１７５は垂直電荷転送路２０５の対応する転送段に、光電変換素子１１６、１３６、１５６、１７６は垂直電荷転送路２０６の対応する転送段に、光電変換素子１１７、１３７、１５７、１７７は垂直電荷転送路２０７の対応する転送段に、光電変換素子１１８、１３８、１５８、１７８は垂直電荷転送路２０８の対応する転送段に読み出される。
【００６８】
図４のタイミングｔ３で図４７のように光電変換素子１２１〜１２８、１４１〜１４８、１６１〜１６８、１８１〜１８８から垂直電荷転送路２０１〜２０８の対応する転送段に各々電荷が読み出される。すなわち、光電変換素子１２１、１４１、１６１、１８１は垂直電荷転送路２０１の対応する転送段に、光電変換素子１２２、１４２、１６２、１８２は垂直電荷転送路２０２の対応する転送段に、光電変換素子１２３、１４３、１６３、１８３は垂直電荷転送路２０３の対応する転送段に、光電変換素子１２４、１４４、１６４、１８４は垂直電荷転送路２０４の対応する転送段に、光電変換素子１２５、１４５、１６５、１８５は垂直電荷転送路２０５の対応する転送段に、光電変換素子１２６、１４６、１６６、１８６は垂直電荷転送路２０６の対応する転送段に、光電変換素子１２７、１４７、１６７、１８７は垂直電荷転送路２０７の対応する転送段に、光電変換素子１２８、１４８、１６８、１８８は垂直電荷転送路２０８の対応する転送段に読み出される。
【００６９】
図４のタイミングｔ５で図４８のように光電変換素子１２１〜１２８と１３１〜１３８、１４１〜１４８と１５１〜１５８、および１６１〜１６８と１７１〜１７８から読み出された各電荷が垂直電荷転送路上で混合される。
【００７０】
図４のタイミングｔ１０で図４９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図４のタイミングｔ１１で図５０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００７１】
図４のタイミングｔ１２で図５１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図４９から図５１のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１８１〜１８８に対応する電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【００７２】
水平電荷転送路３００上に読み出された電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図５参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【００７３】
以上の１行分の電荷の読出しの結果、図５２のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図５のタイミングｔ２１で図５３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００７４】
図５のタイミングｔ２２で図５４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２３で図５５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００７５】
図５のタイミングｔ２４で図５６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２５で図５７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００７６】
図５のタイミングｔ２６で図５８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２７で図５９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００７７】
図５のタイミングｔ２８で図６０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図５３から図６０のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１６１〜１６８と１７１〜１７８に対応する電荷を混合した混合電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【００７８】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図５参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【００７９】
以上の１行分の混合電荷の読出しの結果、図６１のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図５のタイミングｔ２１で図６２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００８０】
図５のタイミングｔ２２で図６３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２３で図６４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００８１】
図５のタイミングｔ２４で図６５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２５で図６６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００８２】
図５のタイミングｔ２６で図６７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２７で図６８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００８３】
図５のタイミングｔ２８で図６９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図６２から図６９のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１４１〜１４８と１５１〜１５８に対応する電荷を混合した混合電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【００８４】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図５参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【００８５】
以上の１行分の混合電荷の読出しの結果、図７０のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図５のタイミングｔ２１で図７１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００８６】
図５のタイミングｔ２２で図７２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２３で図７３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００８７】
図５のタイミングｔ２４で図７４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２５で図７５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００８８】
図５のタイミングｔ２６で図７６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２７で図７７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００８９】
図５のタイミングｔ２８で図７８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図７１から図７８のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１２１〜１２８と１３１〜１３８に対応する電荷を混合した混合電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【００９０】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図５参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【００９１】
以上の１行分の混合電荷の読出しの結果、図７９のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図５のタイミングｔ２１で図８０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００９２】
図５のタイミングｔ２２で図８１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２３で図８２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００９３】
図５のタイミングｔ２４で図８３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２５で図８４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００９４】
図５のタイミングｔ２６で図８５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図５のタイミングｔ２７で図８６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【００９５】
図５のタイミングｔ２８で図８７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図８０から図８７のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１１１〜１１８に対応する電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【００９６】
水平電荷転送路３００上に読み出された電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図５参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【００９７】
以上の１行分の電荷の読出しの結果、図８８のように垂直電荷転送路２０１〜２０８及び水平電荷転送路３００は空になり、全ての電荷が読み出される。
【００９８】
図４５〜図８８を参照して説明した固体撮像素子１１の駆動により、標準時間露光モードにおいて露光を１／６０秒以下の時間(第１の時間)行った後には、光電変換素子から転送される奇数行の蓄積電荷と偶数行の蓄積電荷とを、相互に隣接する奇数行および偶数行の２行単位で垂直電荷転送路２０１〜２０８において電荷混合を行い、固体撮像素子１１から画像信号として出力できることとなる。
【００９９】
そして、標準時間露光モードにおけるＡフィールド画像およびＢフィールド画像の読出しでは、光電変換素子から転送された奇数行の蓄積電荷と偶数行の蓄積電荷とを、奇数行および当該奇数行より１行下の偶数行の２行単位で垂直電荷転送路２０１〜２０８において電荷混合を行い、Ａフィールド画像(第１画像信号)を生成する第１混合動作と、光電変換素子から転送された偶数行の蓄積電荷と奇数行の蓄積電荷とを、偶数行および当該偶数行より１行下の奇数行の２行単位で垂直電荷転送路２０１〜２０８において電荷混合を行い、Ａフィールド画像(第２画像信号)を生成する第２混合動作とを順次に行って、Ａフィールド画像とＢフィールド画像とを固体撮像素子１１から交互に出力させる。これにより、標準時間露光モードにおいて、適切に電荷混合されたフィールド画像が出力できることとなる。
【０１００】
図９０は、標準時間露光モードにおいて固体撮像素子１１から出力された画像信号の画素配置を示す図である。この図９０においては、図２に示す光電変換素子１１１〜１８８で蓄積されていた電荷を、１１１〜１８８で表記している。
【０１０１】
上述した標準時間露光モードの動作によって、固体撮像素子１１からは図９０(ｂ)に示すＡフィールド画像と、図９０(ｃ)に示すＢフィールド画像とが出力される。そして、２行単位で画素加算されたＡフィールドの画像およびＢフィールドの画像が交互に出力されることで、図９０(ａ)に示すフレーム画像が再生されることとなる。
【０１０２】
なお、本明細書では、説明の便宜上、ＡフィールドおよびＢフィールドや、奇数行および偶数行という表現を用いているが、実機では固体撮像素子の構成や、同期信号、駆動パターン、テレビジョン信号フォーマット等で決定される飛び越し走査におけるフィールド定義に従うこととなる。
【０１０３】
次に、上記の長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動タイミングについて説明する。
【０１０４】
図９１は、垂直同期周期の駆動タイミングを示す図であり、図９２は、図９１に示す仮想線内の駆動タイミングを拡大した図である。また、図９３は、水平同期周期の駆動タイミングを示す図である。
【０１０５】
図９１および図９２においては、光電変換素子から垂直電荷転送路への読出し駆動や垂直電荷転送路の４相の電荷転送を行う駆動信号Ｖ１〜Ｖ４(図２参照)を図示するとともに、図９１においては、固体撮像素子１１の一行飛び越しの出力(ＣＣＤ・ＯＵＴ)も図示している。
【０１０６】
また、図９３においては、水平電荷転送路３００(図２参照)で２相の電荷転送を行う駆動信号Ｈ１、Ｈ２を図示している。
【０１０７】
以上の図９１〜図９３を参照しつつ、長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図９４〜図１６５に基づいて、固体撮像素子１１の詳細な動作について説明する。
【０１０８】
まずＡフィールド側の固体撮像素子の駆動動作を説明する。
【０１０９】
図９４に示すように、露光により光電変換素子１１１〜１８８に電荷が蓄積する。そして、図９２のタイミングｔ３１で図９５のように光電変換素子１１１〜１１８、１３１〜１３８、１５１〜１５８、１７１〜１７８から垂直電荷転送路２０１〜２０８に電荷が読み出される。すなわち、光電変換素子１１１、１３１、１５１、１７１は垂直電荷転送路２０１の対応する転送段に、光電変換素子１１２、１３２、１５２、１７２は垂直電荷転送路２０２の対応する転送段に、光電変換素子１１３、１３３、１５３、１７３は垂直電荷転送路２０３の対応する転送段に、光電変換素子１１４、１３４、１５４、１７４は垂直電荷転送路２０４の対応する転送段に、光電変換素子１１５、１３５、１５５、１７５は垂直電荷転送路２０５の対応する転送段に、光電変換素子１１６、１３６、１５６、１７６は垂直電荷転送路２０６の対応する転送段に、光電変換素子１１７、１３７、１５７、１７７は垂直電荷転送路２０７の対応する転送段に、光電変換素子１１８、１３８、１５８、１７８は垂直電荷転送路２０８の対応する転送段に読み出される。
【０１１０】
図９２のタイミングｔ３５で図９６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９２のタイミングｔ３６で図９７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１１１】
図９２のタイミングｔ３７で図９８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９２のタイミングｔ３８で図９９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１１２】
図９２のタイミングｔ３９で図１００のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９２のタイミングｔ４０で図１０１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１１３】
図９２のタイミングｔ４１で図１０２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９２のタイミングｔ４２で図１０３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１１４】
これにより、図９６から図１０３のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１７１〜１７８に対応する電荷電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０１１５】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図９３参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０１１６】
以上の１行分の電荷の読出しの結果、図１０４のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図９３のタイミングｔ５１で図１０５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１１７】
図９３のタイミングｔ５２で図１０６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５３で図１０７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１１８】
図９３のタイミングｔ５４で図１０８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５５で図１０９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１１９】
図９３のタイミングｔ５６で図１１０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５７で図１１１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１２０】
図９３のタイミングｔ５８で図１１２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図１０４から図１１２のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１５１〜１５８に対応する電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０１２１】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図９３参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０１２２】
以上の１行分の電荷の読出しの結果、図１１３のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図９３のタイミングｔ５１で図１１４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１２３】
図９３のタイミングｔ５２で図１１５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５３で図１１６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１２４】
図９３のタイミングｔ５４で図１１７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５５で図１１８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１２５】
図９３のタイミングｔ５６で図１１９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５７で図１２０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１２６】
図９３のタイミングｔ５８で図１２１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図１１４から図１２１のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１３１〜１３８に対応する電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０１２７】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図９３参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０１２８】
以上の１行分の電荷の読出しの結果、図１２２のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図９３のタイミングｔ５１で図１２３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１２９】
図９３のタイミングｔ５２で図１２４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５３で図１２５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１３０】
図９３のタイミングｔ５４で図１２６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５５で図１２７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１３１】
図９３のタイミングｔ５６で図１２８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５７で図１２９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１３２】
図９３のタイミングｔ５８で図１３０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図１２３から図１３０のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１１１〜１１８に対応する電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０１３３】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図９３)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０１３４】
以上の電荷読出しの結果、図１３１のように垂直電荷転送路２０１〜２０８及び水平電荷転送路３００は空になっているが、光電変換素子１２１〜１２８、１４１〜１４８、１６１〜１６８、１８１〜１８８には垂直電荷転送路２０１〜２０８に読み出さなかった電荷が残っている。
【０１３５】
次に、Ｂフィールド側の固体撮像素子の駆動動作を説明する。
【０１３６】
Ａフィールド側の電荷が読み出されたものの、図１３２に示すように光電変換素子１２１〜１２８、１４１〜１４８、１６１〜１６８、１８１〜１８８にはＢフィールド側の電荷が残っている。
【０１３７】
図９２のタイミングｔ３３で図１３３のように光電変換素子１２１〜１２８、１４１〜１４８、１６１〜１６８、１８１〜１８８から垂直電荷転送路２０１〜２０８の対応する転送段に各々電荷が読み出される。すなわち、光電変換素子１２１、１４１、１６１、１８１は垂直電荷転送路２０１の対応する転送段に、光電変換素子１２２、１４２、１６２、１８２は垂直電荷転送路２０２の対応する転送段に、光電変換素子１２３、１４３、１６３、１８３は垂直電荷転送路２０３の対応する転送段に、光電変換素子１２４、１４４、１６４、１８４は垂直電荷転送路２０４の対応する転送段に、光電変換素子１２５、１４５、１６５、１８５は垂直電荷転送路２０５の対応する転送段に、光電変換素子１２６、１４６、１６６、１８６は垂直電荷転送路２０６の対応する転送段に、光電変換素子１２７、１４７、１６７、１８７は垂直電荷転送路２０７の対応する転送段に、光電変換素子１２８、１４８、１６８、１８８は垂直電荷転送路２０８の対応する転送段に読み出される。
【０１３８】
図９２のタイミングｔ３５で図１３４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９２のタイミングｔ４０で図１３５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１３９】
図９２のタイミングｔ４１で図１３６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９２のタイミングｔ４２で図１３７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１４０】
これにより、図１３４から図１３７のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１８１〜１８８に対応する電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０１４１】
水平電荷転送路３００上に読み出された電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図９３参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０１４２】
以上の１行分の電荷の読出しの結果、図１３８のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図９３のタイミングｔ５１で図１３９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１４３】
図９３のタイミングｔ５２で図１４０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５３で図１４１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１４４】
図９３のタイミングｔ５４で図１４２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５５で図１４３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１４５】
図９３のタイミングｔ５６で図１４４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５７で図１４５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１４６】
図９３のタイミングｔ５８で図１４６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図１３９から図１４６のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１６１〜１６８に対応する電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０１４７】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図９３参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０１４８】
以上の１行分の混合電荷の読出しの結果、図１４７のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図９３のタイミングｔ５１で図１４８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１４９】
図９３のタイミングｔ５２で図１４９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５３で図１５０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１５０】
図９３のタイミングｔ５４で図１５１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５５で図１５２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１５１】
図９３のタイミングｔ５６で図１５３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５７で図１５４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１５２】
図９３のタイミングｔ５８で図１５５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図１４８から図１５５のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１４１〜１４８に対応する電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０１５３】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図９３参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０１５４】
以上の１行分の電荷の読出しの結果、図１５６のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図９３のタイミングｔ５１で図１５７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１５５】
図９３のタイミングｔ５２で図１５８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５３で図１５９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１５６】
図９３のタイミングｔ５４で図１６０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５５で図１６１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１５７】
図９３のタイミングｔ５６で図１６２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図９３のタイミングｔ５７で図１６３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１５８】
図９３のタイミングｔ５８で図１６４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図１５７から図１６４のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１２１〜１２８に対応する電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０１５９】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図９３参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０１６０】
以上の１行分の混合電荷の読出しの結果、図１６５のように垂直電荷転送路２０１〜２０８及び水平電荷転送路３００は空になり、全ての電荷が読み出される。
【０１６１】
図９４〜図１６５を参照して説明した固体撮像素子１１の駆動により、長時間露光モードにおいて露光を１／６０秒以上の時間(第２の時間)行った後には、光電変換素子から転送される奇数行の蓄積電荷と偶数行の蓄積電荷とを、別個の画像信号として前記撮像素子から出力される。
【０１６２】
そして、長時間露光モードにおけるＡフィールド画像およびＢフィールド画像の読出しでは、光電変換素子から転送される奇数行の蓄積電荷をＡフィールド画像（第１の画像信号）として固体撮像素子１１から出力させる第１出力動作と、光電変換素子から転送される偶数行の蓄積電荷をＢフィールド画像（第２の画像信号）として固体撮像素子１１から出力させる第２出力動作とを交互に行わせる。これにより、長時間露光モードにおいて、電荷混合がなされていないフィールド画像が出力でき、被写体の動きに比較的強く垂直解像度の劣化を改善できることとなる。
【０１６３】
図１６６は、長時間露光モードにおいて固体撮像素子１１から出力された画像信号の画素配置を示す図である。この図１６６においては、図２に示す光電変換素子１１１〜１８８で蓄積されていた電荷を、１１１〜１８８で表記している。
【０１６４】
上述した長時間露光モードの動作によって、固体撮像素子１１からは図１６６(ｂ)に示すＡフィールド画像と、図１６６(ｃ)に示すＢフィールド画像とが出力される。これらのＡフィールドの画像およびＢフィールドの画像が交互に出力されることで、図１６６(ａ)に示すフレーム画像が再生される。
【０１６５】
以上の長時間露光モードに設定される場合は、ＮＴＳＣ方式テレビジョンのフィ−ルド周期の１／６０秒毎に撮像信号が得られないため、長時間露光により間欠的に得られる画像信号に基づきメモリ回路１８を利用した補完処理を行ってＮＴＳＣ方式テレビジョン信号として出力する。
【０１６６】
図１６７〜図１６９は、上記の補完処理の動作を説明するための図である。ここで、図１６７は、露光時間が４フィールド周期の補完処理を示し、図１６８は、露光時間が８フィールド周期の補完処理を示し、図１６９は、露光時間が１６フィールド周期の補完処理を示している。なお、各図中において、Ａｎはｎ番目に固体撮像素子１１が取得したＡフィールド画像データを示しており、Ｂｎはｎ番目に取得したＢフィールド画像データを示している。
【０１６７】
まず、露光時間が４フィールド周期の場合におけるメモリ回路１８を利用した補完処理動作について図１６７を参照して説明する。
【０１６８】
出力信号Ｓ２により固体撮像素子１１から出力されたＡ１フィールド画像とＢ１フィールド画像とが、相関二重サンプリング処理回路１２、プログラマブル利得増幅回路１３およびＡ／Ｄ変換回路１４を経て、デジタル信号処理回路１５に供給される。そして、デジタル信号処理回路１５は、メモリ回路１８にＡ１フィールド画像とＢ１フィールド画像とを書込むとともに、Ａ１フィールド画像とＢ１フィールド画像とをＤ／Ａ変換回路１６を介して出力する。この動作により、撮像装置１Ａの出力信号Ｓ５としてＡ１フィールド画像と、これに続いてＢ１フィールド画像が出力される。
【０１６９】
メモリ出力有効信号Ｓ３が有効となる期間では、デジタル信号処理回路１５がメモリ回路１８からＡ１フィールド画像とＢ１フィールド画像とを読み出して、メモリ回路１８の出力信号Ｓ４としてのＡ１フィールド画像、これに続くＢ１フィールド画像を得る。このメモリ回路１８の出力信号Ｓ４により、Ｄ／Ａ変換回路１６を経て出力され撮像装置１Ａの出力信号Ｓ５としてＡ１フィールド画像、これに続いてＢ１フィールド画像が出力できることとなる。
【０１７０】
メモリ出力有効信号Ｓ３が無効となる期間では、出力信号Ｓ２により固体撮像素子１１から出力されたＡ２フィールド画像とＢ２フィールド画像とが、相関二重サンプリング処理回路１２、プログラマブル利得増幅回路１３およびＡ／Ｄ変換回路１４を経て、デジタル信号処理回路１５に供給される。そして、デジタル信号処理回路１５は、メモリ回路１８にＡ２フィールド画像とＢ２フィールド画像とを書込むとともに、Ａ２フィールド画像とＢ２フィールド画像とをＤ／Ａ変換回路１６を介して出力する。この動作により、撮像装置１Ａの出力信号Ｓ５としてＡ２フィールド画像と、これに続いてＢ２フィールド画像が出力される。
【０１７１】
次のメモリ出力有効信号Ｓ３が有効となる期間では、デジタル信号処理回路１５がメモリ回路１８からＡ２フィールド画像とＢ２フィールド画像とを読み出して、メモリ回路１８の出力信号Ｓ４としてのＡ２フィールド画像、これに続くＢ２フィールド画像を得る。このメモリ回路１８の出力信号Ｓ４により、Ｄ／Ａ変換回路１６を経て出力され撮像装置１Ａの出力信号Ｓ５としてＡ２フィールド画像、これに続いてＢ２フィールド画像が出力できることとなる。
【０１７２】
以上のようにメモリ出力有効信号Ｓ３が有効となるタイミング、つまり欠落フィールドが生じるタイミングで記憶手段として働くメモリ回路１８から画像データを読み出す補完処理が行われることにより、露光時間が４フィールド周期の場合において、Ａフィールド画像とＢフィールド画像とが、インタレース走査に対応したタイミングである１／６０秒毎に交互に撮像装置１Ａから出力できる。すなわち、長時間露光に伴い１／６０秒のフィールド周期において固体撮像素子１１から画像信号が出力できない期間について、メモリ回路１８から画像データを読み出すため、確実にフィールド画像を出力できることとなる。
【０１７３】
次に、露光時間が８フィールド周期の場合におけるメモリ回路１８を利用した補完処理動作について図１６８を参照して説明する。
【０１７４】
出力信号Ｓ２により固体撮像素子１１から出力されたＡ１フィールド画像とＢ１フィールド画像とが、相関二重サンプリング処理回路１２、プログラマブル利得増幅回路１３およびＡ／Ｄ変換回路１４を経て、デジタル信号処理回路１５に供給される。そして、デジタル信号処理回路１５は、メモリ回路１８にＡ１フィールド画像とＢ１フィールド画像とを書込むとともに、Ａ１フィールド画像とＢ１フィールド画像とをＤ／Ａ変換回路１６を介して出力する。この動作により、撮像装置１Ａの出力信号Ｓ５としてＡ１フィールド画像と、これに続いてＢ１フィールド画像が出力される。
【０１７５】
メモリ出力有効信号Ｓ３が有効となる期間では、デジタル信号処理回路１５がメモリ回路１８からＡ１フィールド画像とＢ１フィールド画像とを読み出して、メモリ回路１８の出力信号Ｓ４としてのＡ１フィールド画像、これに続くＢ１フィールド画像を得る。このメモリ回路１８の出力信号Ｓ４により、Ｄ／Ａ変換回路１６を経て出力され撮像装置１Ａの出力信号Ｓ５としてＡ１フィールド画像、これに続くＢ１フィールド画像が出力できることとなる。ここでは、メモリ出力有効信号Ｓ３が有効となる６フィールド期間にわたって、デジタル信号処理回路１５は、メモリ回路１８からＡ１フィールド画像とＢ１フィールド画像を交互に読み出す。
【０１７６】
メモリ出力有効信号Ｓ３が無効となる期間では、出力信号Ｓ２により固体撮像素子１１から出力されたＡ２フィールド画像とＢ２フィールド画像とが、相関二重サンプリング処理回路１２、プログラマブル利得増幅回路１３およびＡ／Ｄ変換回路１４を経て、デジタル信号処理回路１５に供給される。そして、デジタル信号処理回路１５は、メモリ回路１８にＡ２フィールド画像とＢ２フィールド画像とを書込むとともに、Ａ２フィールド画像とＢ２フィールド画像とをＤ／Ａ変換回路１６を介して出力する。この動作により、撮像装置１Ａの出力信号Ｓ５としてＡ２フィールド画像と、これに続いてＢ２フィールド画像が出力される。
【０１７７】
次のメモリ出力有効信号Ｓ３が有効となる期間では、デジタル信号処理回路１５がメモリ回路１８からＡ２フィールド画像とＢ２フィールド画像とを読み出して、メモリ回路１８の出力信号Ｓ４としてのＡ２フィールド画像、これに続くＢ２フィールド画像を得る。このメモリ回路１８の出力信号Ｓ４により、Ｄ／Ａ変換回路１６を経て出力され撮像装置１Ａの出力信号Ｓ５としてＡ２フィールド画像、これに続いてＢ２フィールド画像が出力できることとなる。ここでは、メモリ出力有効信号Ｓ３が有効となる６フィールド期間にわたって、デジタル信号処理回路１５は、メモリ回路１８からＡ２フィールド画像とＢ２フィールド画像を交互に読み出す。
【０１７８】
以上のようにメモリ出力有効信号Ｓ３が有効となるタイミングでメモリ回路１８から画像データを読み出す補完処理が行われることにより、露光時間が８フィールド周期の場合において、Ａフィールド画像とＢフィールド画像とが１／６０秒毎に交互に撮像装置１Ａから出力できる。
【０１７９】
さらに、露光時間が１６フィールド周期の場合におけるメモリ回路１８を利用した補完処理動作について図１６９を参照して説明する。
【０１８０】
出力信号Ｓ２により固体撮像素子１１から出力されたＡ１フィールド画像とＢ１フィールド画像とが、相関二重サンプリング処理回路１２、プログラマブル利得増幅回路１３およびＡ／Ｄ変換回路１４を経て、デジタル信号処理回路１５に供給される。そして、デジタル信号処理回路１５は、メモリ回路１８にＡ１フィールド画像とＢ１フィールド画像とを書込むとともに、Ａ１フィールド画像とＢ１フィールド画像とをＤ／Ａ変換回路１６を介して出力する。この動作により、撮像装置１Ａの出力信号Ｓ５としてＡ１フィールド画像と、これに続いてＢ１フィールド画像が出力される。
【０１８１】
メモリ出力有効信号Ｓ３が有効となる期間では、デジタル信号処理回路１５がメモリ回路１８からＡ１フィールド画像とＢ１フィールド画像とを読み出して、メモリ回路１８の出力信号Ｓ４としてＡ１フィールド画像、これに続くＢ１フィールド画像を得る。このメモリ回路１８の出力信号Ｓ４により、Ｄ／Ａ変換回路１６を経て出力され撮像装置１Ａの出力信号Ｓ５としてＡ１フィールド画像、これに続くＢ１フィールド画像が出力できることとなる。ここでは、メモリ出力有効信号Ｓ３が有効となる１４フィールド期間にわたって、デジタル信号処理回路１５は、メモリ回路１８からＡ１フィールド画像とＢ１フィールド画像を交互に読み出す。
【０１８２】
メモリ出力有効信号Ｓ３が無効となる期間では、出力信号Ｓ２により固体撮像素子１１から出力されたＡ２フィールド画像とＢ２フィールド画像とが、相関二重サンプリング処理回路１２、プログラマブル利得増幅回路１３およびＡ／Ｄ変換回路１４を経て、デジタル信号処理回路１５に供給される。そして、デジタル信号処理回路１５は、メモリ回路１８にＡ２フィールド画像とＢ２フィールド画像とを書込むとともに、Ａ２フィールド画像とＢ２フィールド画像とをＤ／Ａ変換回路１６を介して出力する。この動作により、撮像装置１Ａの出力信号Ｓ５としてＡ２フィールド画像と、これに続いてＢ２フィールド画像が出力される。
【０１８３】
次のメモリ出力有効信号Ｓ３が有効となる期間では、デジタル信号処理回路１５がメモリ回路１８からＡ２フィールド画像とＢ２フィールド画像とを読み出して、メモリ回路１８の出力信号Ｓ４としてのＡ２フィールド画像、これに続くＢ２フィールド画像を得る。このメモリ回路１８の出力信号Ｓ４により、Ｄ／Ａ変換回路１６を経て出力され撮像装置１Ａの出力信号Ｓ５としてＡ２フィールド画像、これに続いてＢ２フィールド画像が出力できることとなる。ここでは、メモリ出力有効信号Ｓ３が有効となる１４フィールド期間にわたって、デジタル信号処理回路１５は、メモリ回路１８からＡ２フィールド画像とＢ２フィールド画像を交互に読み出す。
【０１８４】
以上のようにメモリ出力有効信号Ｓ３が有効となるタイミングでメモリ回路１８から画像データを読み出す補完処理が行われることにより、露光時間が１６フィールド周期の場合において、Ａフィールド画像とＢフィールド画像とが１／６０秒毎に交互に撮像装置１Ａから出力できる。
【０１８５】
背景技術で述べた従来の撮像装置に関する問題点を、改めて簡単に説明する。
【０１８６】
従来の撮像装置では、撮像環境が低照度の時に信号レベルを確保するために長時間露光を行う場合は、ＮＴＳＣテレビジョン信号のフィールド周期である１／６０秒毎に固体撮像素子から画像信号を得ることができなくなるので、フィールド画像をメモリに保持して、撮像画像のないフィールドをメモリの画像で補完している。ここで、例えばＡフィールドのフィールド画像をメモリに保持して撮像画像のないフィールドをメモリ画像で補完すると、フレーム画像としては二行同じ信号の繰り返しとなるため標準時間の露光を行う場合より垂直解像度が低くなる。Ｂフィールドのフィールド画像で補完する場合も同様である。
【０１８７】
一方、露光時間が例えば４フィールド（４／６０秒）の長時間露光を行う場合に、４フィールド期間露光されたＡフィールドのフィールド画像をメモリ回路に保持して、次に４フィールド期間露光されたＢフィールドのフィールド画像をメモリ回路に保持すると、このＡフィールドとＢフィールドとでインタレースするフレーム画像は、上記Ａフィールドだけでインタレースするフレーム画像に較べて被写体の動きに弱くなる。これは、４フィールドの長時間露光では本来４フィールド期間だけ被写体に動きがないことを期待するものであるが、フレーム画像の再生にはインタレースのＡフィールドのフィールド画像とＢフィールドのフィールド画像とが必要であり、８フィールド期間も被写体に動きがないことを要求されるためである。
【０１８８】
一方、本実施の形態の撮像装置１Ａでは、撮像環境が低照度の場合に信号レベルを確保するために長時間露光モードに設定されるが、光電変換素子の二行単位で電荷を混合して固体撮像素子から出力する標準時間露光モードと異なり、長時間露光モード専用に光電変換素子の電荷を混合しないで固体撮像素子から出力する制御を行う。そして、長時間露光の直後にＡフィールドのフィールド画像を固体撮像素子から読み出してメモリ回路に保持するとともに、露光終了からＡフィールドのフィールド画像の読出し所要時間である１／６０秒後にＢフィールドのフィールド画像を固体撮像素子から出力してメモリ回路に保持する。これにより、このＡフィールド画像とＢフィールド画像とをメモリ回路からのインタレース読み出しでフレーム画像を得られるため、標準時間露光モードと比較しても垂直解像度が劣化することはない。また、撮像装置１Ａでは、被写体に動きがないことを期待する時間が５フィールド期間となり、従来の撮像装置に比べて被写体の動きに強くなる。
【０１８９】
以上のように撮像装置１Ａでは、メモリ回路を利用してフィールド画像の補完を行う長時間露光モードにおいて、固体撮像素子から電荷混合しない撮像信号を出力するため、長時間露光時においても垂直解像度が低下しないこととなる。そして、長時間露光モードにおいて、飛び越し走査を構成するＡフィールド画像とＢフィールド画像のペアを最小の時間間隔で固体撮像素子から順次に得るため、動きのある被写体に対しても飛び越し走査に伴う不自然感を軽減できる。
【０１９０】
なお、撮像装置１Ａの標準時間露光モードにおいては、図６〜図８８に示すような固体撮像素子１１の駆動により２行単位の電荷混合を行うのは必須でなく、以下で説明する固体撮像素子１１の駆動方法により２行単位の電荷混合を行っても良い。
【０１９１】
図１７０は、垂直同期周期の駆動タイミングを示す図であり、図１７１は、図１７０に示す仮想線内の駆動タイミングを拡大した図である。また、図１７２は、水平同期周期の駆動タイミングを示す図である。
【０１９２】
図１７０および図１７１においては、光電変換素子から垂直電荷転送路への読出し駆動や垂直電荷転送路の４相の電荷転送を行う駆動信号Ｖ１〜Ｖ４(図２参照)を図示するとともに、図１７０においては、固体撮像素子１１の二行混合の出力(ＣＣＤ・ＯＵＴ)も図示している。
【０１９３】
また、図１７２においては、水平電荷転送路３００(図２参照)で２相の電荷転送を行う駆動信号Ｈ１、Ｈ２を図示している。
【０１９４】
以上の図１７０〜図１７２を参照しつつ、標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図１７３〜図２５６に基づいて、固体撮像素子１１の詳細な動作について説明する。
【０１９５】
まず、Ａフィールド側の固体撮像素子の駆動動作を説明する。
【０１９６】
図１７３に示すように、露光により光電変換素子１１１〜１８８に電荷が蓄積する。そして、図１７１のタイミングｔ６１で図１７４のように光電変換素子１１１〜１１８、１３１〜１３８、１５１〜１５８、１７１〜１７８から垂直電荷転送路２０１〜２０８に電荷が読み出される。すなわち、光電変換素子１１１、１３１、１５１、１７１は垂直電荷転送路２０１の対応する転送段に、光電変換素子１１２、１３２、１５２、１７２は垂直電荷転送路２０２の対応する転送段に、光電変換素子１１３、１３３、１５３、１７３は垂直電荷転送路２０３の対応する転送段に、光電変換素子１１４、１３４、１５４、１７４は垂直電荷転送路２０４の対応する転送段に、光電変換素子１１５、１３５、１５５、１７５は垂直電荷転送路２０５の対応する転送段に、光電変換素子１１６、１３６、１５６、１７６は垂直電荷転送路２０６の対応する転送段に、光電変換素子１１７、１３７、１５７、１７７は垂直電荷転送路２０７の対応する転送段に、光電変換素子１１８、１３８、１５８、１７８は垂直電荷転送路２０８の対応する転送段に読み出される。
【０１９７】
図１７１のタイミングｔ６３で図１７５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７１のタイミングｔ６４で図１７６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１９８】
図１７１のタイミングｔ６５で図１７７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７１のタイミングｔ６６で図１７８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０１９９】
図１７１のタイミングｔ６７で図１７９のように光電変換素子１２１〜１２８、１４１〜１４８、１６１〜１６８、１８１〜１８８から垂直電荷転送路２０１〜２０８の対応する転送段に各々電荷が読み出される。すなわち、光電変換素子１２１、１４１、１６１、１８１は垂直電荷転送路２０１の対応する転送段に、光電変換素子１２２、１４２、１６２、１８２は垂直電荷転送路２０２の対応する転送段に、光電変換素子１２３、１４３、１６３、１８３は垂直電荷転送路２０３の対応する転送段に、光電変換素子１２４、１４４、１６４、１８４は垂直電荷転送路２０４の対応する転送段に、光電変換素子１２５、１４５、１６５、１８５は垂直電荷転送路２０５の対応する転送段に、光電変換素子１２６、１４６、１６６、１８６は垂直電荷転送路２０６の対応する転送段に、光電変換素子１２７、１４７、１６７、１８７は垂直電荷転送路２０７の対応する転送段に、光電変換素子１２８、１４８、１６８、１８８は垂直電荷転送路２０８の対応する転送段に読み出される。
【０２００】
上記の光電変換素子からの電荷読出しにより、図１７９のように光電変換素子１１１〜１１８と１２１〜１２８、１３１〜１３８と１４１〜１４８、１５１〜１５８と１６１〜１６８、および１７１〜１７８と１８１〜１８８から読み出された各電荷が垂直電荷転送路上で混合される。
【０２０１】
図１７１のタイミングｔ６９で図１８０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７１のタイミングｔ７０で図１８１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２０２】
図１７１のタイミングｔ７１で図１８２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７１のタイミングｔ７２で図１８３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２０３】
図１７１のタイミングｔ７３で図１８４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図１７５から図１８４のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１７１〜１７８と１８１〜１８８に対応する電荷を混合した混合電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０２０４】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図１７２参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０２０５】
以上の１行分の混合電荷の読出しの結果、図１８５のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図１７２のタイミングｔ８１で図１８６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２０６】
図１７２のタイミングｔ８２で図１８７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８３で図１８８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２０７】
図１７２のタイミングｔ８４で図１８９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８５で図１９０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２０８】
図１７２のタイミングｔ８６で図１９１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８７で図１９２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２０９】
図１７２のタイミングｔ８８で図１９３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図１８６から図１９３のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１５１〜１５８と１６１〜１６８に対応する電荷を混合した混合電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０２１０】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図１７２参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０２１１】
以上の１行分の混合電荷の読出しの結果、図１９４のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図１７２のタイミングｔ８１で図１９５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２１２】
図１７２のタイミングｔ８２で図１９６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８３で図１９７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２１３】
図１７２のタイミングｔ８４で図１９８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８５で図１９９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２１４】
図１７２のタイミングｔ８６で図２００のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８７で図２０１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２１５】
図１７２のタイミングｔ８８で図２０２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図１９５から図２０２のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１３１〜１３８と１４１〜１４８に対応する電荷を混合した混合電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０２１６】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図１７２参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０２１７】
以上の１行分の混合電荷の読出しの結果、図２０３のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図１７２のタイミングｔ８１で図２０４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２１８】
図１７２のタイミングｔ８２で図２０５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８３で図２０６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２１９】
図１７２のタイミングｔ８４で図２０７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８５で図２０８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２２０】
図１７２のタイミングｔ８６で図２０９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８７で図２１０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２２１】
図１７２のタイミングｔ８８で図２１１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図２０４から図２１１のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１１１〜１１８と１２１〜１２８に対応する電荷を混合した混合電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０２２２】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図１７２参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０２２３】
以上の１行分の混合電荷の読出しの結果、図２１２のように垂直電荷転送路２０１〜２０８及び水平電荷転送路３００は空になり、全ての電荷が読み出される。
【０２２４】
次に、Ｂフィールド側の固体撮像素子の駆動動作を説明する。
【０２２５】
図２１３に示すように、露光により光電変換素子１１１〜１８８に電荷が蓄積する。そして、図１７１のタイミングｔ６１で図２１４のように光電変換素子１２１〜１２８、１４１〜１４８、１６１〜１６８、１８１〜１８８から垂直電荷転送路２０１〜２０８に電荷が読み出される。すなわち、光電変換素子１２１、１４１、１６１、１８１は垂直電荷転送路２０１の対応する転送段に、光電変換素子１２２、１４２、１６２、１８２は垂直電荷転送路２０２の対応する転送段に、光電変換素子１２３、１４３、１６３、１８３は垂直電荷転送路２０３の対応する転送段に、光電変換素子１２４、１４４、１６４、１８４は垂直電荷転送路２０４の対応する転送段に、光電変換素子１２５、１４５、１６５、１８５は垂直電荷転送路２０５の対応する転送段に、光電変換素子１２６、１４６、１６６、１８６は垂直電荷転送路２０６の対応する転送段に、光電変換素子１２７、１４７、１６７、１８７は垂直電荷転送路２０７の対応する転送段に、光電変換素子１２８、１４８、１６８、１８８は垂直電荷転送路２０８の対応する転送段に読み出される。
【０２２６】
図１７１のタイミングｔ６３で図２１５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７１のタイミングｔ６５で図２１６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２２７】
図１７１のタイミングｔ６６で図２１７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２２８】
図１７１のタイミングｔ６７で図２１８のように光電変換素子１１１〜１１８、１３１〜１３８、１５１〜１５８、１７１〜１７８から垂直電荷転送路２０１〜２０８の対応する転送段に各々電荷が読み出される。すなわち、光電変換素子１１１、１３１、１５１、１７１は垂直電荷転送路２０１の対応する転送段に、光電変換素子１１２、１３２、１５２、１７２は垂直電荷転送路２０２の対応する転送段に、光電変換素子１１３、１３３、１５３、１７３は垂直電荷転送路２０３の対応する転送段に、光電変換素子１１４、１３４、１５４、１７４は垂直電荷転送路２０４の対応する転送段に、光電変換素子１１５、１３５、１５５、１７５は垂直電荷転送路２０５の対応する転送段に、光電変換素子１１６、１３６、１５６、１７６は垂直電荷転送路２０６の対応する転送段に、光電変換素子１１７、１３７、１５７、１７７は垂直電荷転送路２０７の対応する転送段に、光電変換素子１１８、１３８、１５８、１７８は垂直電荷転送路２０８の対応する転送段に読み出される。
【０２２９】
上記の光電変換素子からの電荷読出しにより、図２１８のように光電変換素子１２１〜１２８と１３１〜１３８、１４１〜１４８と１５１〜１５８、および１６１〜１６８と１７１〜１７８から読み出された各電荷が垂直電荷転送路上で混合される。
【０２３０】
図１７１のタイミングｔ７３で図２１９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図２１５から図２１９のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１８１〜１８８に対応する電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０２３１】
水平電荷転送路３００上に読み出された電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図１７２参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０２３２】
以上の１行分の電荷の読出しの結果、図２２０のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図１７２のタイミングｔ８１で図２２１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２３３】
図１７２のタイミングｔ８２で図２２２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８３で図２２３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２３４】
図１７２のタイミングｔ８４で図２２４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８５で図２２５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２３５】
図１７２のタイミングｔ８６で図２２６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８７で図２２７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２３６】
図１７２のタイミングｔ８８で図２２８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図２２１から図２２８のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１６１〜１６８と１７１〜１７８に対応する電荷を混合した混合電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０２３７】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図１７２参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０２３８】
以上の１行分の混合電荷の読出しの結果、図２２９のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図１７２のタイミングｔ８１で図２３０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２３９】
図１７２のタイミングｔ８２で図２３１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８３で図２３２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２４０】
図１７２のタイミングｔ８４で図２３３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８５で図２３４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２４１】
図１７２のタイミングｔ８６で図２３５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８７で図２３６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２４２】
図１７２のタイミングｔ８８で図２３７のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図２３０から図２３７のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１４１〜１４８と１５１〜１５８に対応する電荷を混合した混合電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０２４３】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図１７２参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０２４４】
以上の１行分の混合電荷の読出しの結果、図２３８のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図１７２のタイミングｔ８１で図２３９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２４５】
図１７２のタイミングｔ８２で図２４０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８３で図２４１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２４６】
図１７２のタイミングｔ８４で図２４２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８５で図２４３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２４７】
図１７２のタイミングｔ８６で図２４４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８７で図２４５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２４８】
図１７２のタイミングｔ８８で図２４６のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図２３９から図２４６のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１２１〜１２８と１３１〜１３８に対応する電荷を混合した混合電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０２４９】
水平電荷転送路３００上に読み出された混合電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図１７２参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０２５０】
以上の１行分の混合電荷の読出しの結果、図２４７のように水平電荷転送路３００は空になる。そして、図１７２のタイミングｔ８１で図２４８のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２５１】
図１７２のタイミングｔ８２で図２４９のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８３で図２５０のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２５２】
図１７２のタイミングｔ８４で図２５１のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８５で図２５２のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２５３】
図１７２のタイミングｔ８６で図２５３のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わり、図１７２のタイミングｔ８７で図２５４のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。
【０２５４】
図１７２のタイミングｔ８８で図２５５のような垂直電荷転送路２０１〜２０８の電荷に対する転送動作が加わる。これにより、図２４８から図２５５のように４相の駆動信号Ｖ１〜Ｖ４によって垂直電荷転送路２０１〜２０８上の、光電変換素子１１１〜１１８に対応する電荷が、水平電荷転送路３００に転送される。
【０２５５】
水平電荷転送路３００上に読み出された電荷は、図８９(ａ)〜(ｒ)のように２相の駆動信号Ｈ１、Ｈ２(図１７２参照)で転送駆動され出力回路４００を介して出力端子５００から出力される。
【０２５６】
以上の１行分の電荷の読出しの結果、図２５６のように垂直電荷転送路２０１〜２０８及び水平電荷転送路３００は空になり、全ての電荷が読み出される。
【０２５７】
図１７３〜図２５６を参照して説明した標準時間露光モードにおけるＡフィールド画像およびＢフィールド画像の読出しでは、光電変換素子から転送された奇数行の蓄積電荷を垂直電荷転送路２０１〜２０８において当該奇数行より１行下の偶数行に対応する位置まで移動させた後に、光電変換素子から偶数行の蓄積電荷を垂直電荷転送路２０１〜２０８に転送して電荷混合を行い、Ａフィールド画像(第１画像信号)を生成する第１混合動作と、光電変換素子から転送された偶数行の蓄積電荷を垂直電荷転送路２０１〜２０８において当該偶数行より１行下の奇数行に対応する位置まで移動させた後に、光電変換素子から奇数行の蓄積電荷を垂直電荷転送路２０１〜２０８に転送して電荷混合を行い、Ｂフィールド画像(第２画像信号)を生成する第２混合動作とを順次に行って、Ａフィールド画像とＢフィールド画像とを固体撮像素子１１から交互に出力させることとなる。これにより、標準時間露光モードにおいて、適切に電荷混合されたフィールド画像が出力できる。
【０２５８】
実施の形態２．
図２５７は、本発明の実施の形態２に係る撮像装置１Ｂの要部構成を示すブロック図である。
【０２５９】
撮像装置１Ｂは、例えばＮＴＳＣ方式テレビジョンに対応した監視カメラとして構成されており、実施の形態１の撮像装置１Ａと類似の構成を有しているが、光量検出器３０が付加されている。以下では、撮像装置１Ｂの構成を説明する。
【０２６０】
撮像装置１Ｂにおいては、ＣＣＤとして構成されている固体撮像素子１１で光電変換され出力された撮像信号は、相関二重サンプリング処理回路１２でノイズ等を除去する処理をされる。
【０２６１】
プログラマブル利得増幅回路１３は、相関二重サンプリング処理回路１２の出力信号を制御部２２からの外部制御信号によって設定された利得で増幅して出力する。そして、Ａ／Ｄ変換回路１４は、プログラマブル利得増幅回路１３の出力信号を、デジタル信号に変換する。
【０２６２】
デジタル信号処理回路１５は、Ａ／Ｄ変換回路１４の出力信号に対して、諧調補正処理やノイズ低減処理、欠陥画素補正処理、白バランス調整処理、出力信号フォーマット変換処理などを行う。そして、このデジタル信号処理回路１５で処理された画像信号は、１フレーム分の画像、換言すればＡフィールドの画像およびＢフィールドの画像を保持できる記憶容量を持つメモリ回路１８に保存可能となっている。
【０２６３】
Ｄ／Ａ変換回路１６は、デジタル信号処理回路１５の出力信号を、アナログ信号に変換する。
【０２６４】
出力端子１７は、Ｄ／Ａ変換回路１６の出力信号をＮＴＳＣのテレビジョン信号として出力する。このＮＴＳＣ方式のテレビジョン信号では、全画素に対する１行置きの飛び越し走査により２フィールドで被写体の画像が再生される。
【０２６５】
同期信号発生回路２１は、垂直同期信号及び水平同期信号を生成してデジタル信号処理回路１５及びタイミング発生回路２０に供給する。
【０２６６】
タイミング発生回路２０は、固体撮像素子１１の駆動タイミング信号を発生してドライブ回路１９に供給する。このドライブ回路１９は、タイミング発生回路２０から出力された駆動タイミング信号を固体撮像素子１１の駆動信号に変換する。
【０２６７】
そして、固体撮像素子１１は、ドライブ回路１９から出力された駆動信号に基づいて、光電変換及び電荷転送を行う。この固体撮像素子１１については、第１実施の形態と同様に図２に示すような構成を有している。
【０２６８】
光量検出器３０は、例えば測光センサとして構成されており、撮像環境の光量データを検出して制御部２２に供給する。
【０２６９】
制御部２２は、ＣＰＵおよびメモリ(例えばＲＡＭ)を有しており、タイミング発生回路２０が発生する固体撮像素子１１の駆動タイミングや、プログラマブル利得増幅回路１３の増幅利得、デジタル信号処理回路１５の各種信号処理などを統括制御する。
【０２７０】
また、制御部２２は、光量検出器３０から得られる被写体からの光量データと、デジタル信号処理回路１５から得られる被写体映像の信号振幅の平均レベルと、プログラマブル利得増幅回路１３の増幅利得設定値とに基づき、撮像環境の照度を推定して、撮像モード(通常撮影用の標準時間露光モードおよび低照度撮影用の長時間露光モード)を切り替える。
【０２７１】
すなわち、制御部２２は、光量データおよび信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも大きく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも小さい時は、標準時間露光モードに設定して、図２に示す光電変換素子において垂直方向の二行単位で電荷を混合して固体撮像素子１１から出力する駆動パターン(第１の駆動パターン)の制御を行う。この標準時間露光モードでの最大露光時間は、１／６０秒で、強制電荷排出を行った場合の露光時間は、強制電荷排出のタイミングに応じて短くなる。
【０２７２】
一方、制御部２２は、光量データおよび信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも小さく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも小さい時は、増幅利得設定値を大きくする制御を行う。そして、制御部２２は、光量データおよび信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも小さく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも大きくなる時は、撮像環境が低照度と判断できるので露光時間を長くして信号レベルを確保するために長時間露光モードに設定して、図２に示す光電変換素子の電荷を混合しないで固体撮像素子１１から出力する駆動パターン(第２の駆動パターン)の制御を行う。この長時間露光モードでは、１／６０秒の整数倍の露光時間が設定できる。
【０２７３】
以上のような撮像装置１Ｂでは、標準時間露光モードおよび長時間露光モードにおいて第１実施形態の撮像装置１Ａと同様の制御を行う。これにより、撮像装置１Ｂは、標準時間露光モードにおいて２行単位の電荷混合が行われたＡフィールド画像およびＢフィールド画像が出力できるとともに、長時間露光モードにおいて電荷混合が行われていないＡフィールド画像およびＢフィールド画像がメモリ回路１８を利用して出力できる。
【０２７４】
以上で説明した撮像装置１Ｂの動作により、実施の形態１と同様の効果を奏する。さらに、撮像装置１Ｂにおいては、光量検出器で直接計測された撮像環境の光量データにも基づいて長時間露光撮像モードに切替えるため、正確な露光制御ができるとともに、長時間露光モードへの切替えの際に、誤った判断により露光不足の撮像画像となったり、応答の遅い画像となることを防止できる。
【０２７５】
実施の形態３．
図２５８は、本発明の実施の形態３に係る撮像装置１Ｃの要部構成を示すブロック図である。
【０２７６】
撮像装置１Ｃは、例えばＮＴＳＣ方式テレビジョンに対応した監視カメラとして構成されており、実施の形態１の撮像装置１Ａと類似の構成を有しているが、遮光器４０が付加されている。以下では、撮像装置１Ｃの構成を説明する。
【０２７７】
この撮像装置１Ｃにおいては、ＣＣＤとして構成されている固体撮像素子１１で光電変換され出力された撮像信号は、相関二重サンプリング処理回路１２でノイズ等を除去する処理をされる。
【０２７８】
プログラマブル利得増幅回路１３は、相関二重サンプリング処理回路１２の出力信号を制御部２２からの外部制御信号によって設定された利得で増幅して出力する。そして、Ａ／Ｄ変換回路１４は、プログラマブル利得増幅回路１３の出力信号を、デジタル信号に変換する。
【０２７９】
デジタル信号処理回路１５は、Ａ／Ｄ変換回路１４の出力信号に対して、諧調補正処理やノイズ低減処理、欠陥画素補正処理、白バランス調整処理、出力信号フォーマット変換処理などを行う。そして、このデジタル信号処理回路１５で処理された画像信号は、１フレーム分の画像、換言すればＡフィールドの画像およびＢフィールドの画像を保持できる記憶容量を持つメモリ回路１８に保存可能となっている。
【０２８０】
Ｄ／Ａ変換回路１６は、デジタル信号処理回路１５の出力信号を、アナログ信号に変換する。
【０２８１】
出力端子１７は、Ｄ／Ａ変換回路１６の出力信号をＮＴＳＣのテレビジョン信号として出力する。このＮＴＳＣ方式のテレビジョン信号では、全画素に対する１行置きの飛び越し走査により２フィールドで被写体の画像が再生される。
【０２８２】
同期信号発生回路２１は、垂直同期信号及び水平同期信号を生成してデジタル信号処理回路１５及びタイミング発生回路２０に供給する。
【０２８３】
タイミング発生回路２０は固体撮像素子１１の駆動タイミング信号を発生してドライブ回路１９に供給する。このドライブ回路１９は、タイミング発生回路２０から出力された駆動タイミング信号を固体撮像素子１１の駆動信号に変換する。
【０２８４】
そして、固体撮像素子１１は、ドライブ回路１９から出力された駆動信号に基づいて、光電変換及び電荷転送を行う。この固体撮像素子１１については、第１実施の形態と同様に図２に示す構成を有している。
【０２８５】
遮光器４０は、例えばメカシャッタと呼ばれる、アクチュエータと遮光板の組合せによる機構部材として構成されており、タイミング発生回路２０を介した制御部２２からの指令によって入射光を透過または遮光する。すなわち、遮光器４０により、固体撮像素子１１に対する入射光について透過状態と遮光状態とを切替えることがきる。
【０２８６】
制御部２２は、ＣＰＵおよびメモリ(例えばＲＡＭ)を有しており、タイミング発生回路２０が発生する固体撮像素子１１の駆動タイミングや、プログラマブル利得増幅回路１３の増幅利得、デジタル信号処理回路１５の各種信号処理などを統括制御する。
【０２８７】
また、制御部２２は、デジタル信号処理回路１５から得られる被写体映像の信号振幅の平均レベルと、プログラマブル利得増幅回路１３の増幅利得設定値とに基づき、撮像環境の照度を推定して、撮像モード(通常撮影用の標準時間露光モードおよび低照度撮影用の長時間露光モード)を切り替える。
【０２８８】
すなわち、制御部２２は、信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも大きく、増幅利得設定値が、予め定められたレベルよりも小さい時は、標準時間露光モードに設定して、図２に示す光電変換素子において垂直方向の二行単位で電荷を混合して固体撮像素子１１から出力する駆動パターン(第１の駆動パターン)の制御を行う。この標準時間露光モードでの最大露光時間は、１／６０秒で、強制電荷排出を行った場合の露光時間は、強制電荷排出のタイミングに応じて短くなる。
【０２８９】
一方、制御部２２は、信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも小さく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも小さい時は、増幅利得設定値を大きくする制御を行う。そして、制御部２２は、信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも小さく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも大きくなる時は、撮像環境が低照度と判断できるので露光時間を長くして信号レベルを確保するために長時間露光モードに設定して、図２に示す光電変換素子の電荷を混合しないで固体撮像素子１１から出力する駆動パターン(第２の駆動パターン)の制御を行う。この長時間露光モードでは、１／６０秒の整数倍の露光時間に設定できる。
【０２９０】
撮像装置１Ｃは、実施の形態１と異なって遮光器４０が設けられているが、この遮光器４０は、長時間露光モードにおいて飛び越し走査が行われるＡフィールド画像とＢフィールド画像とのペアの露光タイミングのずれを補正するために、露光タイミングがずれている期間中において遮光するように制御される。この遮光器４０の動作について以下で説明する。
【０２９１】
図２５９〜図２６１は、遮光器４０の動作を説明するための図である。ここで、図２５９は、露光時間が４フィールド周期の補完処理を示し、図２６０は、露光時間が８フィールド周期の補完処理を示し、図２６１は、露光時間が１６フィールド周期の補完処理を示している。なお、各図中において、Ａｎはｎ番目に固体撮像素子１１が取得したＡフィールド画像データを示しており、Ｂｎはｎ番目に取得したＢフィールド画像データを示している。
【０２９２】
まず、露光時間が４フィールド周期の場合における遮光器４０の動作について図２５９を参照して説明する。
【０２９３】
遮光器４０を開放させて入射光を透過状態にする遮光制御信号Ｓ１３により、固体撮像素子１１の光電変換素子は４フィールド周期の期間のみ露光される。その後、奇数行（Ａフィールド側）の光電変換素子から垂直電荷転送路に電荷を読み出すタイミング信号Ｓ１１のパルス前端(開始時点)から偶数行（Ｂフィールド側）の光電変換素子から垂直電荷転送路に電荷を読み出すタイミング信号Ｓ１２のパルス後端(終了時点)までの期間、換言すれば４フィールド周期の露光時間以外の期間について、遮光制御信号Ｓ１３により遮光器４０で遮光状態にする。
【０２９４】
以上のような遮光器４０の動作により、露光時間が４フィールド周期の場合において、Ａフィールド画像とＢフィールド画像との露光タイミングのずれを補正できることとなる。
【０２９５】
そして、このように露光タイミングが補正されたＡフィールド画像とＢフィールド画像とは、図１６７に示すようにメモリ回路１８を利用した補完処理動作により１／６０秒毎に交互に撮像装置１Ｃから出力される。なお、図１６７に示すフィールドの補完期間が偶数のフィールド分となるのに対して、撮像装置１Ｃにおけるフィールドの補完期間が奇数のフィールド分となるが、交互にＡフィールド画像およびＢフィールド画像を出力できるように制御される。
【０２９６】
次に、露光時間が８フィールド周期の場合における遮光器４０の動作について図２６０を参照して説明する。
【０２９７】
遮光器４０を開放させる遮光制御信号Ｓ１３により、固体撮像素子１１の光電変換素子は８フィールド周期の期間だけ露光される。その後、奇数行の光電変換素子から垂直電荷転送路に電荷を読み出すタイミング信号Ｓ１１のパルス前端から偶数行の光電変換素子から垂直電荷転送路に電荷を読み出すタイミング信号Ｓ１２のパルス後端までの期間について、遮光制御信号Ｓ１３により遮光器４０で遮光させる。
【０２９８】
以上のような遮光器４０の動作により、露光時間が８フィールド周期の場合において、Ａフィールド画像とＢフィールド画像との露光タイミングのずれを補正できることとなる。
【０２９９】
そして、このように露光タイミングが補正されたＡフィールド画像とＢフィールド画像とは、図１６８に示すようにメモリ回路１８を利用した補完処理動作により１／６０秒毎に交互に撮像装置１Ｃから出力される。
【０３００】
さらに、露光時間が１６フィールド周期の場合における遮光器４０の動作について図２６１を参照して説明する。
【０３０１】
遮光器４０を開放させる遮光制御信号Ｓ１３により、固体撮像素子１１の光電変換素子は１６フィールド周期の期間だけ露光される。その後、奇数行の光電変換素子から垂直電荷転送路に電荷を読み出すタイミング信号Ｓ１１のパルス前端から偶数行の光電変換素子から垂直電荷転送路に電荷を読み出すタイミング信号Ｓ１２のパルス後端までの期間について、遮光制御信号Ｓ１３により遮光器４０で遮光させる。
【０３０２】
以上のような遮光器４０の動作により、露光時間が１６フィールド周期の場合において、Ａフィールド画像とＢフィールド画像との露光タイミングのずれを補正できることとなる。
【０３０３】
そして、このように露光タイミングが補正されたＡフィールド画像とＢフィールド画像とは、図１６９に示すようにメモリ回路１８を利用した補完処理動作により１／６０秒毎に交互に撮像装置１Ｃから出力される。
【０３０４】
以上のような構成を有する撮像装置１Ｃでは、標準時間露光モードおよび長時間露光モードにおいて第１実施形態の撮像装置１Ａと同様の制御を行う。ただし、長時間露光モードにおいては、上述した遮光器４０の動作が行われることとなる。
【０３０５】
以上で説明した撮像装置１Ｃの動作により、実施の形態１と同様の効果を奏する。さらに、撮像装置１Ｃは、遮光器を有しているので、飛び越し走査を構成するＡフィールド画像とＢフィールド画像のペアの露光タイミングのずれを補正するために、長時間露光モードで露光タイミングがすれている期間の光の入射を遮断できる。
【０３０６】
具体的には、遮光器４０を開放状態にして光電変換素子が例えば４フィールド周期の期間だけ露光した後には、遮光器４０を遮光状態にしてＡフィールド画像を光電変換素子から垂直電荷転送路に電荷を読み出し電荷転送して固体撮像素子から出力するとともに、Ｂフィールド画像を光電変換素子から垂直電荷転送路に電荷を読み出す。そして、遮光器４０を開放状態にして次の露光動作を行う。このような遮光器４０の動作により、Ａフィールド画像とＢフィールド画像のペアの露光タイミングのずれ期間は生じなくなる。このＡフィールドとＢフィールドとでインタレースしてフレーム画像を得るので、標準時間露光モードより垂直解像度が劣化することはない。さらに、撮像装置１Ｃでは、例えば４フィールド周期の露光を行う長時間露光モードにおいて、被写体の動きがないことを期待する時間が４フィールド期間であり、被写体に動きがないことを期待する時間が長時間にわたらず、被写体の動きに強くなる。
【０３０７】
また、撮像装置１Ｃでは、メモリ回路を利用したフィールド画像の補完を行う長時間露光モードにおいて、飛び越し走査を構成するＡフィールド画像とＢフィールド画像との露光タイミングのずれを解消できるため、動きのある被写体に対しても飛び越し走査に伴う不自然感が解消できる。
【０３０８】
実施の形態４．
図２５８は、本発明の実施の形態４に係る撮像装置１Ｄの要部構成を示すブロック図である。
【０３０９】
撮像装置１Ｄは、例えばＮＴＳＣ方式テレビジョンに対応した監視カメラとして構成されており、実施の形態３の撮像装置１Ｃと同様の構成を有している。ただし、長時間露光モードにおいてメモリ回路１８を利用してＡフィールド画像およびＢフィールド画像を生成する点が異なっているが、この動作について以下で説明する。
【０３１０】
図２６２〜図２６３は、撮像装置１Ｄの動作を説明するための図である。
【０３１１】
長時間露光モードでは、固体撮像素子１１で取得した画素データをメモリ回路１８に格納するが、撮像装置１Ｄでは、このメモリ回路１８に格納された画素データを２行単位で合成してＡフィールド画像およびＢフィールド画像を生成する。
【０３１２】
すなわち、図２６２(ａ)に示すようにメモリ回路１８から２行単位で画素信号を読み出し、二行の画素データが各々加算されたＡフィールド画像をデジタル信号処理回路１５で生成する。また、図２６２(ｂ)に示すようにメモリ回路１８から上記のＡフィールド画像と異なったペアの画素信号を２行単位で読み出し、二行の画素データが各々加算されたＢフィールド画像をデジタル信号処理回路１５で生成する。
【０３１３】
このようにメモリ回路１８に格納された画像データにおける奇数行の蓄積電荷に対応する画素データと偶数行の蓄積電荷に対応する画素データとを、奇数行および当該奇数行より１行下の偶数行の２行単位で加算し、Ａフィールド画像（第１の加算画像データ）を生成する第１加算動作と、画像データにおける偶数行の蓄積電荷に対応する画素データと奇数行の蓄積電荷に対応する画素データとを、偶数行および当該偶数行より１行下の奇数行の２行単位で加算し、Ｂフィールド画像（第２の加算画像データ）を生成する第２加算動作とを順次に行って、Ａフィールド画像とＡフィールド画像とを交互に生成する。
【０３１４】
以上の動作により、図２６３(ａ)に示すＡフィールド画像と、図２６３(ｂ)に示すＢフィールド画像とが交互に撮像装置１Ｄから出力されることとなる。
【０３１５】
撮像装置１Ｄでは、上述した長時間露光モードにおけるフィールド画像の生成動作以外の動作については、実施の形態３の撮像装置１Ｃと同様の動作を行う。
【０３１６】
以上で説明した撮像装置１Ｄの動作により、実施の形態３と同様の効果を奏する。さらに、長時間露光モードにおいてメモリ回路１８に格納された画素データを２行単位で加算するため、出力端子１７から出力される信号レベルが２倍となり、低照度時でも一層Ｓ／Ｎ比の良い撮像画像が得られる。
【０３１７】
実施の形態５．
図２６４は、本発明の実施の形態５に係る撮像装置１Ｅの要部構成を示すブロック図である。
【０３１８】
撮像装置１Ｅは、例えばＮＴＳＣ方式テレビジョンに対応した監視カメラとして構成されており、実施の形態１の撮像装置１Ａと類似の構成を有しているが、入射光をＲＧＢの三色に分解する分光器５０が付加されている。この付加に伴い、撮像装置１Ｅでは、固体撮像素子１１、相関二重サンプリング処理回路１２、プログラマブル利得増幅回路１３、Ａ／Ｄ変換回路１４およびドライブ回路１９も、それぞれ３個づつ設けられている。以下では、撮像装置１Ｅの構成を説明する。
【０３１９】
分光器５０は、例えばプリズムとして構成されており、プリズム面にダイクロイック膜を形成し、光の波長を選択的に透過あるいは反射させる性質を利用して色分解が行われる。
【０３２０】
図２６５は、分光器５０の構成を示す図である。
【０３２１】
撮像装置１Ｅでは、レンズ５１の光軸方向の後方に分光器５０が配設されており、この分光器５０で分光された異なる３の波長成分のＲ波長、Ｇ波長およびＢ波長の光が、それぞれ固体撮像素子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂに入射される。すなわち、分光器５０により、被写体に係る入射光を波長成分の異なる複数の光に分光させ、複数の光のぞれぞれを撮像素子に入射させて露光が行われることとなる。
【０３２２】
図２６４に戻って、撮像装置１Ｅの構成を説明する。
【０３２３】
分光器５０から出射された赤色に関する波長成分の光は、ＣＣＤとして構成されている固体撮像素子１１ｒに入射する。この固体撮像素子１１ｒで光電変換され出力された撮像信号は、相関二重サンプリング処理回路１２ｒでノイズ等を除去する処理をされる。
【０３２４】
プログラマブル利得増幅回路１３ｒは、相関二重サンプリング処理回路１２ｒの出力信号を制御部２２からの外部制御信号によって設定された利得で増幅して出力する。そして、Ａ／Ｄ変換回路１４ｒは、プログラマブル利得増幅回路１３ｒの出力信号をデジタル信号に変換する。
【０３２５】
分光器５０から出射された緑色に関する波長成分の光は、固体撮像素子１１ｇに入射する。この固体撮像素子１１ｇで光電変換され出力された撮像信号は、相関二重サンプリング処理回路１２ｇでノイズ等を除去する処理をされる。
【０３２６】
プログラマブル利得増幅回路１３ｇは、相関二重サンプリング処理回路１２ｇの出力信号を外部制御信号によって設定された利得で増幅して出力する。そして、Ａ／Ｄ変換回路１４ｇは、プログラマブル利得増幅回路１３ｇの出力信号をデジタル信号に変換する。
【０３２７】
分光器５０から出射された青色に関する波長成分の光は、固体撮像素子１１ｂに入射する。この固体撮像素子１１ｂで光電変換され出力された撮像信号は、相関二重サンプリング処理回路１２ｂでノイズ等を除去する処理をされる。
【０３２８】
プログラマブル利得増幅回路１３ｂは、相関二重サンプリング処理回路１２ｂの出力信号を外部制御信号によって設定された利得で増幅して出力する。そして、Ａ／Ｄ変換回路１４ｂは、プログラマブル利得増幅回路１３ｂの出力信号をデジタル信号に変換する。
【０３２９】
デジタル信号処理回路１５は、Ａ／Ｄ変換回路１４ｒのＲ色出力信号、Ａ／Ｄ変換回路１４ｇのＧ色出力信号およびＡ／Ｄ変換回路１４ｂのＢ色出力信号に対して、諧調補正処理やノイズ低減処理、欠陥画素補正処理、白バランス調整処理、出力信号フォーマット変換処理などを行う。そして、このデジタル信号処理回路１５で処理された画像信号は、ＲＧＢ色の各フレーム分の画像を保持できる記憶容量を持つメモリ回路１８に保存可能となっている。
【０３３０】
Ｄ／Ａ変換回路１６は、デジタル信号処理回路１５の出力信号を、アナログ信号に変換する。
【０３３１】
出力端子１７は、Ｄ／Ａ変換回路１６の出力信号をＮＴＳＣのテレビジョン信号として出力する。このＮＴＳＣ方式のテレビジョン信号では、全画素に対する１行置きの飛び越し走査により２フィールドで被写体の画像が再生される。
【０３３２】
同期信号発生回路２１は、垂直同期信号ＶＤ及び水平同期信号ＨＤを生成してデジタル信号処理回路１５及びタイミング発生回路２０に供給する。
【０３３３】
タイミング発生回路２０は固体撮像素子１１(１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ)の駆動タイミング信号を発生してドライブ回路１９(１９ｒ、１９ｇ、１９ｂ)に供給する。このドライブ回路１９は、タイミング発生回路２０から出力された駆動タイミング信号を固体撮像素子１１の駆動信号に変換する。
【０３３４】
そして、固体撮像素子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂそれぞれは、各ドライブ回路１９ｒ、１９ｇ、１９ｂから出力された駆動信号に基づいて、光電変換及び電荷転送を行う。これらの固体撮像素子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂについては、第１実施の形態と同様に図２に示すような構成を有している。
【０３３５】
制御部２２は、ＣＰＵおよびメモリ(例えばＲＡＭ)を有しており、タイミング発生回路２０が発生する固体撮像素子１１の駆動タイミングや、プログラマブル利得増幅回路１３(１３ｒ、１３ｇ、１３ｂ)の増幅利得、デジタル信号処理回路１５の各種信号処理などを統括制御する。
【０３３６】
また、制御部２２は、デジタル信号処理回路１５から得られる被写体映像の信号振幅の平均レベルと、プログラマブル利得増幅回路１３(１３ｒ、１３ｇ、１３ｂ)の増幅利得設定値とに基づき、撮像環境の照度を推定して、撮像モード(通常撮影用の標準時間露光モードおよび低照度撮影用の長時間露光モード)を切り替える。
【０３３７】
すなわち、制御部２２は、信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも大きく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも小さい時は、標準時間露光モードに設定して、図２に示す光電変換素子において垂直方向の二行単位で電荷を混合して固体撮像素子１１から出力する駆動パターン(第１の駆動パターン)の制御を行う。この標準時間露光モードでの最大露光時間は、１／６０秒で、強制電荷排出を行った場合の露光時間は、強制電荷排出のタイミングに応じて短くなる。
【０３３８】
一方、制御部２２は、信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも小さく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも小さい時は、増幅利得設定値を大きくする制御を行う。そして、制御部２２は、信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも小さく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも大きくなる時は、撮像環境が低照度と判断できるので露光時間を長くして信号レベルを確保するために長時間露光モードに設定して、図２に示す光電変換素子の電荷を混合しないで固体撮像素子１１から出力する駆動パターン(第２の駆動パターン)の制御を行う。この長時間露光モードでは、１／６０秒の整数倍の露光時間に設定できる。
【０３３９】
以上のような撮像装置１Ｅにおける標準時間露光モードおよび長時間露光モードでは、実施の形態１で説明した１チャンネルの動作に対して、ＲＧＢ各色ごとの３チャンネルの動作が行われることとなる。
【０３４０】
以上で説明した撮像装置１Ｅでは、メモリ回路を利用したフィールド画像の補完を行う長時間露光モードにおいて、ＲＧＢ各色に対応した３の固体撮像素子から電荷混合しない撮像信号が得られるため、長時間露光時でも垂直解像度の低下しないカラー撮像画像が得られる。さらに、長時間露光モードにおいて、飛び越し走査を構成するＡフィールド画像とＢフィールド画像とのペアを最小の時間間隔でＲＧＢ各色の固体撮像素子から順次に得られるため、動きのある被写体に対しても飛び越し走査に伴う不自然感を軽減したカラー撮像画像が得られる。
【０３４１】
実施の形態６．
図２６６は、本発明の実施の形態６に係る撮像装置１Ｆの要部構成を示すブロック図である。
【０３４２】
撮像装置１Ｆは、例えばＮＴＳＣ方式テレビジョンに対応した監視カメラとして構成されており、実施の形態２の撮像装置１Ｂと類似の構成を有しているが、分光器５０が付加されている。この付加に伴い、撮像装置１Ｆでは、固体撮像素子１１、相関二重サンプリング処理回路１２、プログラマブル利得増幅回路１３、Ａ／Ｄ変換回路１４およびドライブ回路１９も、それぞれ３個づつ設けられている。以下では、撮像装置１Ｆの構成を説明する。
【０３４３】
分光器５０は、実施の形態５と同様に図２６５に示すような構成を有しており、入射光をＲＧＢの三色に分解する。
【０３４４】
分光器５０から出射されたＲ色の光は、ＣＣＤとして構成されている固体撮像素子１１ｒに入射する。この固体撮像素子１１ｒで光電変換され出力された撮像信号は、相関二重サンプリング処理回路１２ｒでノイズ等を除去する処理をされる。
【０３４５】
プログラマブル利得増幅回路１３ｒは、相関二重サンプリング処理回路１２ｒの出力信号を制御部２２からの外部制御信号によって設定された利得で増幅して出力する。そして、Ａ／Ｄ変換回路１４ｒは、プログラマブル利得増幅回路１３ｒの出力信号をデジタル信号に変換する。
【０３４６】
分光器５０から出射されたＧ色の光は、固体撮像素子１１ｇに入射する。この固体撮像素子１１ｇで光電変換され出力された撮像信号は、相関二重サンプリング処理回路１２ｇでノイズ等を除去する処理をされる。
【０３４７】
プログラマブル利得増幅回路１３ｇは、相関二重サンプリング処理回路１２ｇの出力信号を外部制御信号によって設定された利得で増幅して出力する。そして、Ａ／Ｄ変換回路１４ｇは、プログラマブル利得増幅回路１３ｇの出力信号をデジタル信号に変換する。
【０３４８】
分光器５０から出射されたＢ色の光は、固体撮像素子１１ｂに入射する。この固体撮像素子１１ｂで光電変換され出力された撮像信号は、相関二重サンプリング処理回路１２ｂでノイズ等を除去する処理をされる。
【０３４９】
プログラマブル利得増幅回路１３ｂは、相関二重サンプリング処理回路１２ｂの出力信号を外部制御信号によって設定された利得で増幅して出力する。そして、Ａ／Ｄ変換回路１４ｂは、プログラマブル利得増幅回路１３ｂの出力信号をデジタル信号に変換する。
【０３５０】
デジタル信号処理回路１５は、Ａ／Ｄ変換回路１４ｒのＲ色出力信号、Ａ／Ｄ変換回路１４ｇのＧ色出力信号およびＡ／Ｄ変換回路１４ｂのＢ色出力信号に対して、諧調補正処理やノイズ低減処理、欠陥画素補正処理、白バランス調整処理、出力信号フォーマット変換処理などを行う。そして、このデジタル信号処理回路１５で処理された画像信号は、ＲＧＢ色の各フレーム分の画像を保持できる記憶容量を持つメモリ回路１８に保存可能となっている。
【０３５１】
Ｄ／Ａ変換回路１６は、デジタル信号処理回路１５の出力信号を、アナログ信号に変換する。
【０３５２】
出力端子１７は、Ｄ／Ａ変換回路１６の出力信号をＮＴＳＣのテレビジョン信号として出力する。このＮＴＳＣ方式のテレビジョン信号では、全画素に対する１行置きの飛び越し走査により２フィールドで被写体の画像が再生される。
【０３５３】
同期信号発生回路２１は、垂直同期信号ＶＤ及び水平同期信号ＨＤを生成してデジタル信号処理回路１５及びタイミング発生回路２０に供給する。
【０３５４】
タイミング発生回路２０は固体撮像素子１１(１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ)の駆動タイミング信号を発生してドライブ回路１９(１９ｒ、１９ｇ、１９ｂ)に供給する。このドライブ回路１９は、タイミング発生回路２０から出力された駆動タイミング信号を固体撮像素子１１の駆動信号に変換する。
【０３５５】
そして、固体撮像素子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂそれぞれは、各ドライブ回路１９ｒ、１９ｇ、１９ｂから出力された駆動信号に基づいて、光電変換及び電荷転送を行う。これらの固体撮像素子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂについては、第１実施の形態と同様に図２に示すような構成を有している。
【０３５６】
光量検出器３０は、例えば測光センサとして構成されており、撮像環境の光量データを検出して制御部２２に供給する。
【０３５７】
制御部２２は、ＣＰＵおよびメモリ(例えばＲＡＭ)を有しており、タイミング発生回路２０が発生する固体撮像素子１１の駆動タイミングや、プログラマブル利得増幅回路１３(１３ｒ、１３ｇ、１３ｂ)の増幅利得、デジタル信号処理回路１５の各種信号処理などを統括制御する。
【０３５８】
また、制御部２２は、光量検出器３０から得られる被写体の光量データと、デジタル信号処理回路１５から得られる被写体映像の信号振幅の平均レベルと、プログラマブル利得増幅回路１３(１３ｒ、１３ｇ、１３ｂ)の増幅利得設定値とに基づき、撮像環境の照度を推定して、撮像モード(通常撮影用の標準時間露光モードおよび低照度撮影用の長時間露光モード)を切り替える。
【０３５９】
すなわち、制御部２２は、光量データおよび信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも大きく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも小さい時は、標準時間露光モードに設定して、図２に示す光電変換素子において垂直方向の二行単位で電荷を混合して固体撮像素子１１から出力する駆動パターン(第１の駆動パターン)の制御を行う。この標準時間露光モードでの最大露光時間は、１／６０秒で、強制電荷排出を行った場合の露光時間は、強制電荷排出のタイミングに応じて短くなる。
【０３６０】
一方、制御部２２は、光量データおよび信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも小さく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも小さい時は、増幅利得設定値を大きくする制御を行う。そして、制御部２２は、光量データおよび信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも小さく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも大きくなる時は、撮像環境が低照度と判断できるので露光時間を長くして信号レベルを確保するために長時間露光モードに設定して、図２に示す光電変換素子の電荷を混合しないで固体撮像素子１１から出力する駆動パターン(第２の駆動パターン)の制御を行う。この長時間露光モードでは、１／６０秒の整数倍の露光時間に設定できる。
【０３６１】
以上のような撮像装置１Ｆにおける標準時間露光モードおよび長時間露光モードでは、実施の形態２で説明した１チャンネルの動作に対して、ＲＧＢ各色ごとの３チャンネルの動作が行われることとなる。
【０３６２】
以上で説明した撮像装置１Ｆでは、実施の形態２と同様の効果を奏する。特に、３ＣＣＤカメラの撮像装置１Ｅにおいて、光量検出器により直接計測した撮像環境の光量データに基づき長時間露光撮像モードに切替えるため、正確な露光制御ができるとともに、長時間露光モードへの切替えの際に、誤った判断により露光不足の撮像画像となったり、応答の遅い画像となることを防止でき、最適なカラー撮像画像が得られる。
【０３６３】
実施の形態７．
図２６７は、本発明の実施の形態７に係る撮像装置１Ｇの要部構成を示すブロック図である。
【０３６４】
撮像装置１Ｇは、例えばＮＴＳＣ方式テレビジョンに対応した監視カメラとして構成されており、実施の形態３の撮像装置１Ｃと類似の構成を有しているが、入射光をＲＧＢの三色に分解する分光器５０が付加されている。この付加に伴い、撮像装置１Ｇでは、固体撮像素子１１、相関二重サンプリング処理回路１２、プログラマブル利得増幅回路１３、Ａ／Ｄ変換回路１４およびドライブ回路１９も、それぞれ３個づつ設けられている。以下では、撮像装置１Ｇの構成を説明する。
【０３６５】
分光器５０は、実施の形態５と同様に図２６５に示すような構成を有しており、入射光をＲＧＢの三色に分解する。
【０３６６】
分光器５０から出射されたＲ色の光は、ＣＣＤとして構成されている固体撮像素子１１ｒに入射する。この固体撮像素子１１ｒで光電変換され出力された撮像信号は、相関二重サンプリング処理回路１２ｒでノイズ等を除去する処理をされる。
【０３６７】
プログラマブル利得増幅回路１３ｒは、相関二重サンプリング処理回路１２ｒの出力信号を制御部２２からの外部制御信号によって設定された利得で増幅して出力する。そして、Ａ／Ｄ変換回路１４ｒは、プログラマブル利得増幅回路１３ｒの出力信号をデジタル信号に変換する。
【０３６８】
分光器５０から出射されたＧ色の光は、固体撮像素子１１ｇに入射する。この固体撮像素子１１ｇで光電変換され出力された撮像信号は、相関二重サンプリング処理回路１２ｇでノイズ等を除去する処理をされる。
【０３６９】
プログラマブル利得増幅回路１３ｇは、相関二重サンプリング処理回路１２ｇの出力信号を外部制御信号によって設定された利得で増幅して出力する。そして、Ａ／Ｄ変換回路１４ｇは、プログラマブル利得増幅回路１３ｇの出力信号をデジタル信号に変換する。
【０３７０】
分光器５０から出射されたＢ色の光は、固体撮像素子１１ｂに入射する。この固体撮像素子１１ｂで光電変換され出力された撮像信号は、相関二重サンプリング処理回路１２ｂでノイズ等を除去する処理をされる。
【０３７１】
プログラマブル利得増幅回路１３ｂは、相関二重サンプリング処理回路１２ｂの出力信号を外部制御信号によって設定された利得で増幅して出力する。そして、Ａ／Ｄ変換回路１４ｂは、プログラマブル利得増幅回路１３ｂの出力信号をデジタル信号に変換する。
【０３７２】
デジタル信号処理回路１５は、Ａ／Ｄ変換回路１４ｒのＲ色出力信号、Ａ／Ｄ変換回路１４ｇのＧ色出力信号およびＡ／Ｄ変換回路１４ｂのＢ色出力信号に対して、諧調補正処理やノイズ低減処理、欠陥画素補正処理、白バランス調整処理、出力信号フォーマット変換処理などを行う。そして、このデジタル信号処理回路１５で処理された画像信号は、ＲＧＢ色の各フレーム分の画像を保持できる記憶容量を持つメモリ回路１８に保存可能となっている。
【０３７３】
Ｄ／Ａ変換回路１６は、デジタル信号処理回路１５の出力信号を、アナログ信号に変換する。
【０３７４】
出力端子１７は、Ｄ／Ａ変換回路１６の出力信号をＮＴＳＣのテレビジョン信号として出力する。このＮＴＳＣ方式のテレビジョン出力信号では、全画素に対する１行置きの飛び越し走査により２フィールドで被写体の画像が再生される。
【０３７５】
同期信号発生回路２１は、垂直同期信号ＶＤ及び水平同期信号ＨＤを生成してデジタル信号処理回路１５及びタイミング発生回路２０に供給する。
【０３７６】
タイミング発生回路２０は固体撮像素子１１(１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ)の駆動タイミング信号を発生してドライブ回路１９(１９ｒ、１９ｇ、１９ｂ)に供給する。このドライブ回路１９は、タイミング発生回路２０から出力された駆動タイミング信号を固体撮像素子１１の駆動信号に変換する。
【０３７７】
そして、固体撮像素子１１ｒ、１１ｇ、１１ｒそれぞれは、各ドライブ回路１９ｒ、１９ｇ、１９ｂから出力された駆動信号に基づいて、光電変換及び電荷転送を行う。これらの固体撮像素子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂについては、第１実施の形態と同様に図２に示す構成を有している。
【０３７８】
遮光器４０は、例えばメカシャッタと呼ばれる、アクチュエータと遮光板の組合せによる機構部材として構成されており、タイミング発生回路２０を介した制御部２２からの指令によって入射光を透過または遮光する。
【０３７９】
制御部２２は、タイミング発生回路２０が発生する固体撮像素子１１の駆動タイミングや、プログラマブル利得増幅回路１３(１３ｒ、１３ｇ、１３ｂ)の増幅利得、デジタル信号処理回路１５の各種信号処理などを統括制御する。
【０３８０】
また、制御部２２は、デジタル信号処理回路１５から得られる被写体映像の信号振幅の平均レベルと、プログラマブル利得増幅回路１３(１３ｒ、１３ｇ、１３ｂ)の増幅利得設定値とに基づき、撮像環境の照度を推定して、撮像モード(通常撮影用の標準時間露光モードおよび低照度撮影用の長時間露光モード)を切り替える。
【０３８１】
すなわち、制御部２２は、信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも大きく、増幅利得設定値が、予め定められたレベルよりも小さい時は、標準時間露光モードに設定して、図２に示す光電変換素子において垂直方向の二行単位で電荷を混合して固体撮像素子１１から出力する駆動パターン(第１の駆動パターン)の制御を行う。この標準時間露光モードでの最大露光時間は、１／６０秒で、強制電荷排出を行った場合の露光時間は、強制電荷排出のタイミングに応じて短くなる。
【０３８２】
一方、制御部２２は、信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも小さく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも小さい時は、増幅利得設定値を大きくする制御を行う。そして、制御部２２は、信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも小さく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも大きくなる時は、撮像環境が低照度と判断できるので露光時間を長くして信号レベルを確保するために長時間露光モードに設定して、図２に示す光電変換素子の電荷を混合しないで固体撮像素子１１から出力する駆動パターン(第２の駆動パターン)の制御を行う。この長時間露光モードでは、１／６０秒の整数倍の露光時間に設定できる。
【０３８３】
撮像装置１Ｇは、遮光器４０が設けられているが、この遮光器４０は、実施の形態３と同様に長時間露光モードにおいて飛び越し走査が行われるＡフィールド画像とＢフィールド画像とのペアの露光タイミングのずれを補正するために、露光タイミングがずれている期間中において遮光するように制御される。
【０３８４】
以上のような撮像装置１Ｇにおける標準時間露光モードおよび長時間露光モードでは、実施の形態３で説明した１チャンネルの動作に対して、ＲＧＢ各色ごとの３チャンネルの動作が行われることとなる。
【０３８５】
以上で説明した撮像装置１Ｇの動作により、実施の形態３と同様の効果を奏する。さらに、３ＣＣＤカメラの撮像装置１Ｇは、遮光器を有しているため、長時間露光撮像時に、飛び越し走査を構成するＡフィールド画像とＢフィールド画像との露光タイミングのずれ期間について光の入射を遮ることができ、動きのある被写体に対して飛び越し走査に伴う不自然感が解消されたカラー画像が得られる。
【０３８６】
実施の形態８．
図２６７は本発明の実施の形態８に係る撮像装置１Ｈの要部構成を示すブロック図である。
【０３８７】
撮像装置１Ｈは、例えばＮＴＳＣ方式テレビジョンに対応した監視カメラとして構成されており、実施の形態４の撮像装置１Ｄと類似の構成を有しているが、入射光をＲＧＢの三色に分解する分光器５０が付加されている。この付加に伴い、撮像装置１Ｈでは、固体撮像素子１１、相関二重サンプリング処理回路１２、プログラマブル利得増幅回路１３、Ａ／Ｄ変換回路１４およびドライブ回路１９も、それぞれ３個づつ設けられている。以下では、撮像装置１Ｈの構成を説明する。
【０３８８】
分光器５０は、実施の形態５と同様に図２６５に示すような構成を有しており、入射光をＲＧＢの三色に分解する。
【０３８９】
分光器５０から出射されたＲ色の光は、ＣＣＤとして構成されている固体撮像素子１１ｒに入射する。この固体撮像素子１１ｒで光電変換され出力された撮像信号は、相関二重サンプリング処理回路１２ｒでノイズ等を除去する処理をされる。
【０３９０】
プログラマブル利得増幅回路１３ｒは、相関二重サンプリング処理回路１２ｒの出力信号を制御部２２からの外部制御信号によって設定された利得で増幅して出力する。そして、Ａ／Ｄ変換回路１４ｒは、プログラマブル利得増幅回路１３ｒの出力信号をデジタル信号に変換する。
【０３９１】
分光器５０から出射されたＧ色の光は、固体撮像素子１１ｇに入射する。この固体撮像素子１１ｇで光電変換され出力された撮像信号は、相関二重サンプリング処理回路１２ｇでノイズ等を除去する処理をされる。
【０３９２】
プログラマブル利得増幅回路１３ｇは、相関二重サンプリング処理回路１２ｇの出力信号を外部制御信号によって設定された利得で増幅して出力する。そして、Ａ／Ｄ変換回路１４ｇは、プログラマブル利得増幅回路１３ｇの出力信号をデジタル信号に変換する。
【０３９３】
分光器５０から出射されたＢ色の光は、固体撮像素子１１ｂに入射する。この固体撮像素子１１ｂで光電変換され出力された撮像信号は、相関二重サンプリング処理回路１２ｂでノイズ等を除去する処理をされる。
【０３９４】
プログラマブル利得増幅回路１３ｂは、相関二重サンプリング処理回路１２ｂの出力信号を外部制御信号によって設定された利得で増幅して出力する。そして、Ａ／Ｄ変換回路１４ｂは、プログラマブル利得増幅回路１３ｂの出力信号をデジタル信号に変換する。
【０３９５】
デジタル信号処理回路１５は、Ａ／Ｄ変換回路１４ｒのＲ色出力信号、Ａ／Ｄ変換回路１４ｇのＧ色出力信号およびＡ／Ｄ変換回路１４ｂのＢ色出力信号に対して、諧調補正処理やノイズ低減処理、欠陥画素補正処理、白バランス調整処理、出力信号フォーマット変換処理などを行う。そして、このデジタル信号処理回路１５で処理された画像信号は、ＲＧＢ色の各フレーム分の画像を保持できる記憶容量を持つメモリ回路１８に保存可能となっている。
【０３９６】
Ｄ／Ａ変換回路１６は、デジタル信号処理回路１５の出力信号を、アナログ信号に変換する。
【０３９７】
出力端子１７は、Ｄ／Ａ変換回路１６の出力信号をＮＴＳＣのテレビジョン信号として出力する。このＮＴＳＣ方式のテレビジョン出力信号では、全画素に対する１行置きの飛び越し走査によりで２フィールドで被写体の画像が再生される。
【０３９８】
同期信号発生回路２１は、垂直同期信号ＶＤ及び水平同期信号ＨＤを生成してデジタル信号処理回路１５及びタイミング発生回路２０に供給する。
【０３９９】
タイミング発生回路２０は固体撮像素子１１(１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ)の駆動タイミング信号を発生してドライブ回路１９(１９ｒ、１９ｇ、１９ｂ)に供給する。このドライブ回路１９は、タイミング発生回路２０から出力された駆動タイミング信号を固体撮像素子１１の駆動信号に変換する。
【０４００】
そして、固体撮像素子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂそれぞれは、各ドライブ回路１９ｒ、１９ｇ、１９ｂから出力された駆動信号に基づいて、光電変換及び電荷転送を行う。これらの固体撮像素子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂについては、第１実施の形態と同様に図２に示す構成を有している。
【０４０１】
遮光器４０は、例えばメカシャッタと呼ばれる、アクチュエータと遮光板の組合せによる機構部材として構成されており、タイミング発生回路２０を介した制御部２２からの指令によって入射光を通過または遮光する。
【０４０２】
制御部２２は、タイミング発生回路２０が発生する固体撮像素子１１の駆動タイミングや、プログラマブル利得増幅回路１３(１３ｒ、１３ｇ、１３ｂ)の増幅利得、デジタル信号処理回路１５の各種信号処理などを統括制御する。
【０４０３】
また、制御部２２は、デジタル信号処理回路１５から得られる被写体映像の信号振幅の平均レベルと、プログラマブル利得増幅回路１３(１３ｒ、１３ｇ、１３ｂ)の増幅利得設定値とに基づき、撮像環境の照度を推定して、撮像モード(通常撮影用の標準時間露光モードおよび低照度撮影用の長時間露光モード)を切り替える。
【０４０４】
すなわち、制御部２２は、信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも大きく、増幅利得設定値が、予め定められたレベルよりも小さい時は、標準時間露光モードに設定して、図２に示す光電変換素子において垂直方向の二行単位で電荷を混合して固体撮像素子１１から出力する駆動パターン(第１の駆動パターン)の制御を行う。この標準時間露光モードでの最大露光時間は、１／６０秒で、強制電荷排出を行った場合の露光時間は、強制電荷排出のタイミングに応じて短くなる。
【０４０５】
一方、制御部２２は、信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも小さく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも小さい時は、増幅利得設定値を大きくする制御を行う。そして、制御部２２は、信号振幅の平均レベルが予め定められたレベルよりも小さく、増幅利得設定値が予め定められたレベルよりも大きくなる時は、撮像環境が低照度と判断できるので露光時間を長くして信号レベルを確保するために長時間露光モードに設定して、図２に示す光電変換素子の電荷を混合しないで固体撮像素子１１から出力する駆動パターン(第２の駆動パターン)の制御を行う。この長時間露光モードでは、１／６０秒の整数倍の露光時間に設定できる。
【０４０６】
撮像装置１Ｈにおける標準時間露光モードおよび長時間露光モードでは、実施の形態４で図２６２〜図２６３に基づいて説明した１チャンネルのデジタル信号処理回路１５及びメモリ回路１８の動作に対して、ＲＧＢ各色ごとの３チャンネルの動作が行われることとなる。
【０４０７】
以上で説明した撮像装置１Ｈの動作により、実施の形態７と同様の効果を奏する。さらに、３ＣＣＤカメラの撮像装置１Ｈでは、長時間露光モードにおいてメモリ回路１８に格納された画素データを２行単位で加算するため、撮像装置１Ｄから出力される信号レベルが２倍となり、低照度時でも一層Ｓ／Ｎ比の良いカラー撮像画像が得られる。
【０４０８】
変形例．
・上記の各実施の形態における固体撮像素子については、インターライントランスファーＣＣＤに限らず、フレームトランスファーＣＣＤでもフレームインターライントランスファーＣＣＤであっても良い。
【０４０９】
・上記の各実施の形態においては、出力端子からＮＴＳＣ方式のテレビション信号を出力するのは必須でなく、ＰＡＬ方式などのテレビジョン信号を出力するようにしても良い。
【０４１０】
・上記の実施の形態５〜８の分光器については、図２６５に示す構成を有するのは必須でなく、ＲＧＢの分光ができれば、いかなる構成であっても良い。また、分光器により３波長の光に分解して３板式のＣＣＤに入射させるのは必須でなく、２波長に分光して２板式のＣＣＤに入射させても、４波長に分光して４板式のＣＣＤに入射させても良い。
【図面の簡単な説明】
【０４１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る撮像装置１Ａの要部構成を示すブロック図である。
【図２】固体撮像素子１１の構成を示す図である。
【図３】垂直同期周期の駆動タイミングを示す図である。
【図４】図３に示す仮想線内の駆動タイミングを拡大した図である。
【図５】水平同期周期の駆動タイミングを示す図である。
【図６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図９】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１０】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１１】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１２】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１９】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図２０】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図２１】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図２２】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図２３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図２４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図２５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図２６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図２７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図２８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図２９】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図３０】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図３１】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図３２】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図３３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図３４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図３５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図３６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図３７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図３８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図３９】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図４０】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図４１】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図４２】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図４３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図４４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図４５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図４６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図４７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図４８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図４９】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図５０】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図５１】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図５２】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図５３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図５４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図５５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図５６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図５７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図５８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図５９】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図６０】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図６１】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図６２】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図６３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図６４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図６５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図６６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図６７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図６８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図６９】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図７０】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図７１】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図７２】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図７３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図７４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図７５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図７６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図７７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図７８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図７９】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図８０】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図８１】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図８２】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図８３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図８４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図８５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図８６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図８７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図８８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図８９】水平電荷転送路３００上の転送駆動動作を説明するための図である。
【図９０】標準時間露光モードにおいて固体撮像素子１１から出力された画像信号の画素配置を示す図である。
【図９１】垂直同期周期の駆動タイミングを示す図である。
【図９２】図９１に示す仮想線内の駆動タイミングを拡大した図である。
【図９３】水平同期周期の駆動タイミングを示す図である。
【図９４】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図９５】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図９６】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図９７】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図９８】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図９９】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１００】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１０１】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１０２】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１０３】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１０４】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１０５】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１０６】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１０７】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１０８】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１０９】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１１０】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１１１】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１１２】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１１３】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１１４】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１１５】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１１６】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１１７】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１１８】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１１９】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１２０】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１２１】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１２２】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１２３】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１２４】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１２５】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１２６】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１２７】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１２８】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１２９】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１３０】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１３１】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１３２】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１３３】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１３４】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１３５】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１３６】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１３７】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１３８】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１３９】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１４０】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１４１】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１４２】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１４３】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１４４】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１４５】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１４６】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１４７】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１４８】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１４９】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１５０】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１５１】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１５２】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１５３】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１５４】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１５５】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１５６】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１５７】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１５８】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１５９】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１６０】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１６１】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１６２】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１６３】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１６４】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１６５】長時間露光モードにおける固体撮像素子１１の駆動動作を説明するための図である。
【図１６６】長時間露光モードにおいて固体撮像素子１１から出力された画像信号の画素配置を示す図である。
【図１６７】長時間露光モードにおける補完処理の動作を説明するための図である。
【図１６８】長時間露光モードにおける補完処理の動作を説明するための図である。
【図１６９】長時間露光モードにおける補完処理の動作を説明するための図である。
【図１７０】垂直同期周期の駆動タイミングを示す図である。
【図１７１】図１７０に示す仮想線内の駆動タイミングを拡大した図である。
【図１７２】水平同期周期の駆動タイミングを示す図である。
【図１７３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１７４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１７５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１７６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１７７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１７８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１７９】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１８０】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１８１】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１８２】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１８３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１８４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１８５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１８６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１８７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１８８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１８９】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１９０】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１９１】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１９２】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１９３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１９４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１９５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１９６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１９７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１９８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図１９９】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２００】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２０１】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２０２】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２０３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２０４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２０５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２０６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２０７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２０８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２０９】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２１０】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２１１】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２１２】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２１３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２１４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２１５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２１６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２１７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２１８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２１９】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２２０】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２２１】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２２２】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２２３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２２４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２２５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２２６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２２７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２２８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２２９】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２３０】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２３１】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２３２】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２３３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２３４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２３５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２３６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２３７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２３８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２３９】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２４０】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２４１】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２４２】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２４３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２４４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２４５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２４６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２４７】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２４８】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２４９】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２５０】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２５１】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２５２】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２５３】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２５４】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２５５】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２５６】標準時間露光モードにおける固体撮像素子１１の他の駆動動作を説明するための図である。
【図２５７】本発明の実施の形態２に係る撮像装置１Ｂの要部構成を示すブロック図である。
【図２５８】本発明の実施の形態３(実施の形態４)に係る撮像装置１Ｃ(１Ｄ)の要部構成を示すブロック図である。
【図２５９】遮光器４０の動作を説明するための図である。
【図２６０】遮光器４０の動作を説明するための図である。
【図２６１】遮光器４０の動作を説明するための図である。
【図２６２】本発明の実施の形態４に係る撮像装置１Ｄの動作を説明するための図である。
【図２６３】撮像装置１Ｄの動作を説明するための図である。
【図２６４】本発明の実施の形態５に係る撮像装置１Ｅの要部構成を示すブロック図である。
【図２６５】分光器５０の構成を示す図である。
【図２６６】本発明の実施の形態６に係る撮像装置１Ｆの要部構成を示すブロック図である。
【図２６７】本発明の実施の形態７(実施の形態８)に係る撮像装置１Ｇ(１Ｈ)の要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０４１２】
１Ａ〜１Ｈ  撮像装置、１１，１１ｒ，１１ｇ，１１ｒ  固体撮像素子、１３，１３ｒ，１３ｇ，１３ｒ  プログラマブル利得増幅回路、１５  デジタル信号処理回路、２０  タイミング発生回路、２２  制御部、３０  光量検出器、４０  遮光器、５０  分光器、１１１〜１８８  光電変換素子、２０１〜２０８  垂直電荷転送路、３００  水平電荷転送路、５００  出力端子。
【図１】
2005333435.tif 000003
【図２】
2005333435.tif 000004
【図３】
2005333435.tif 000005
【図４】
2005333435.tif 000006
【図５】
2005333435.tif 000007
【図６】
2005333435.tif 000008
【図７】
2005333435.tif 000009
【図８】
2005333435.tif 000010
【図９】
2005333435.tif 000011
【図１０】
2005333435.tif 000012
【図１１】
2005333435.tif 000013
【図１２】
2005333435.tif 000014
【図１３】
2005333435.tif 000015
【図１４】
2005333435.tif 000016
【図１５】
2005333435.tif 000017
【図１６】
2005333435.tif 000018
【図１７】
2005333435.tif 000019
【図１８】
2005333435.tif 000020
【図１９】
2005333435.tif 000021
【図２０】
2005333435.tif 000022
【図２１】
2005333435.tif 000023
【図２２】
2005333435.tif 000024
【図２３】
2005333435.tif 000025
【図２４】
2005333435.tif 000026
【図２５】
2005333435.tif 000027
【図２６】
2005333435.tif 000028
【図２７】
2005333435.tif 000029
【図２８】
2005333435.tif 000030
【図２９】
2005333435.tif 000031
【図３０】
2005333435.tif 000032
【図３１】
2005333435.tif 000033
【図３２】
2005333435.tif 000034
【図３３】
2005333435.tif 000035
【図３４】
2005333435.tif 000036
【図３５】
2005333435.tif 000037
【図３６】
2005333435.tif 000038
【図３７】
2005333435.tif 000039
【図３８】
2005333435.tif 000040
【図３９】
2005333435.tif 000041
【図４０】
2005333435.tif 000042
【図４１】
2005333435.tif 000043
【図４２】
2005333435.tif 000044
【図４３】
2005333435.tif 000045
【図４４】
2005333435.tif 000046
【図４５】
2005333435.tif 000047
【図４６】
2005333435.tif 000048
【図４７】
2005333435.tif 000049
【図４８】
2005333435.tif 000050
【図４９】
2005333435.tif 000051
【図５０】
2005333435.tif 000052
【図５１】
2005333435.tif 000053
【図５２】
2005333435.tif 000054
【図５３】
2005333435.tif 000055
【図５４】
2005333435.tif 000056
【図５５】
2005333435.tif 000057
【図５６】
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【図５７】
2005333435.tif 000059
【図５８】
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【図５９】
2005333435.tif 000061
【図６０】
2005333435.tif 000062
【図６１】
2005333435.tif 000063
【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
2005333435.tif 000066
【図６５】
2005333435.tif 000067
【図６６】
2005333435.tif 000068
【図６７】
2005333435.tif 000069
【図６８】
2005333435.tif 000070
【図６９】
2005333435.tif 000071
【図７０】
2005333435.tif 000072
【図７１】
2005333435.tif 000073
【図７２】
2005333435.tif 000074
【図７３】
2005333435.tif 000075
【図７４】
2005333435.tif 000076
【図７５】
2005333435.tif 000077
【図７６】
2005333435.tif 000078
【図７７】
2005333435.tif 000079
【図７８】
2005333435.tif 000080
【図７９】
2005333435.tif 000081
【図８０】
2005333435.tif 000082
【図８１】
2005333435.tif 000083
【図８２】
2005333435.tif 000084
【図８３】
2005333435.tif 000085
【図８４】
2005333435.tif 000086
【図８５】
2005333435.tif 000087
【図８６】
2005333435.tif 000088
【図８７】
2005333435.tif 000089
【図８８】
2005333435.tif 000090
【図８９】
2005333435.tif 000091
【図９０】
2005333435.tif 000092
【図９１】
2005333435.tif 000093
【図９２】
2005333435.tif 000094
【図９３】
2005333435.tif 000095
【図９４】
2005333435.tif 000096
【図９５】
2005333435.tif 000097
【図９６】
2005333435.tif 000098
【図９７】
2005333435.tif 000099
【図９８】
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【図９９】
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【図１００】
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【図１０１】
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【図１０２】
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【図１０３】
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【図１０４】
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【図１０５】
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【図１０６】
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【図１０８】
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【図１０９】
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【図１１０】
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【図１２０】
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【図２６０】
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