(57)【要約】  【課題】  高画素での高精細な静止画撮影と動きの滑らかな高精細な動画記録の２つのモードが切り替え可能に構成された固体撮像装置において、インターレース読み出しの採用により画素データ読み出しを高速化し、従来装置に比べて、動画記録をさらに高品質にする。  【解決手段】  光電変換素子アレイＥ２と画素データ読み出し制御部Ｅ３とを備え、画素データ読み出し制御部Ｅ３は、前記光電変換素子アレイで得られた全画面分の画素データについて隣接する２ｎライン分を１ユニットとする第１の走査ユニットで２ｎラインずつずらしながら走査を行う第１フィールド走査と、前記第１フィールド走査での第１の走査ユニットに対してｎラインシフトした隣接する２ｎライン分を１ユニットとする第２の走査ユニットで２ｎラインずつずらしながら走査を行う第２フィールド走査とを、交互に切り替える。【選択図】  図１
2005130382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を通して入射される光学像を光電変換して電気信号に変換するマトリックス状の光電変換素子アレイと、
前記光電変換素子アレイから読み出した画素データについて、静止画撮影の読み出しモードと動画記録の読み出しモードを有する画素データ読み出し制御部とを備えた固体撮像装置であって、
前記画素データ読み出し制御部は、ｎを任意の自然数として、前記光電変換素子アレイで得られた全画面分の画素データについて隣接する２ｎライン分を１ユニットとする第１の走査ユニットで、２ｎラインずつずらしながら走査を行う第１フィールド走査と、
前記第１フィールド走査での第１の走査ユニットに対してｎラインシフトした隣接する２ｎライン分を１ユニットとする第２の走査ユニットで、２ｎラインずつずらしながら走査を行う第２フィールド走査とを、
交互に切り替えるように構成されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
光学系を通して入射される光学像を光電変換して電気信号に変換するマトリックス状の光電変換素子アレイと、
前記光電変換素子アレイから読み出した画素データを１画素分ずつ順次に全画素分出力する静止画撮影の全画素読み出しモード、および、アレイの少なくとも垂直方向で複数画素分を混合して出力する動画記録の画素混合読み出しモードを有する画素データ読み出し制御部とを備えた固体撮像装置であって、
前記画素データ読み出し制御部は、ｎを任意の自然数として、前記光電変換素子アレイで得られた全画面分の画素データについて１ライン飛ばしで隣接する２ｎ＋１ライン分を１ユニットとする第１の走査ユニットで、２ｎ＋１ラインずつずらしながら走査を行って前記２ｎ＋１ライン分の画素データの混合を行う第１フィールド走査と、
前記第１フィールド走査での第１の走査ユニットに対して２ラインシフトした１ライン飛ばしで隣接する２ｎ＋１ライン分を１ユニットとする第２の走査ユニットで、２ｎ＋１ラインずつずらしながら走査を行って前記２ｎ＋１ライン分の画素データの混合を行う第２フィールド走査とを、
交互に切り替えるように構成されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
光学系を通して入射される光学像を光電変換して電気信号に変換するマトリックス状の光電変換素子アレイと、
前記光電変換素子アレイから読み出した画素データを１画素分ずつ順次に全画素分出力する静止画撮影の全画素読み出しモード、および、アレイの少なくとも垂直方向で複数画素分を混合して出力する動画記録の画素混合読み出しモードを有する画素データ読み出し制御部とを備えた固体撮像装置であって、
前記画素データ読み出し制御部は、ｎを任意の自然数として、前記光電変換素子アレイで得られた全画面分の画素データについて隣接する４ｎライン分を１ユニットとする第１の走査ユニットで、４ｎラインずつずらしながら走査を行って２組の２ｎライン分の画素データの混合を行う第１フィールド走査と、
前記第１フィールド走査での第１の走査ユニットに対して２ｎラインシフトした隣接する４ｎライン分を１ユニットとする第２の走査ユニットで、４ｎラインずつずらしながら走査を行って２組の２ｎライン分の画素データの混合を行う第２フィールド走査とを、
交互に切り替えるように構成されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
前記画素データ読み出し制御部は、さらに、各走査ユニットで水平画素混合を伴うものである請求項１から請求項３までのいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記光電変換素子アレイは、２行２列の画素群を単位として４つのカラー画素データを生成するように構成されている請求項１から請求項４までのいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記光電変換素子アレイにおける前記４つのカラー画素データは、４つのうち２つが同色にされている請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記光電変換素子アレイにおける前記４つのカラー画素データは、ベイヤー配列されたＧＲＢＧ（Ｇはグリーン、Ｒはレッド、Ｂはブルー）の画素データである請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記光電変換素子アレイにおける前記４つのカラー画素データは、シアン、マゼンタ、イエローおよびグリーンの補色の画素データである請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記光電変換素子アレイは、フォトダイオードとセルアンプとカラーフィルタとの組み合わせからなり、前記フォトダイオードとセルアンプはＭＯＳトランジスタで構成されている請求項１から請求項８までのいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記画素データ読み出し制御部は、前記光電変換素子アレイから画素データを読み出す垂直転送スイッチ回路と、前記読み出した画素データを一時的に保持する信号電圧保持回路と、前記信号電圧保持回路から画素データまたは混合画素データを出力する水平転送スイッチ回路と、前記水平シフト選択回路からの画素データまたは混合画素データを出力する出力アンプと、前記水平転送スイッチ回路を制御して前記全画素読み出しモードでの出力と前記画素混合読み出しモードとを切り替える水平シフト選択回路とを備えて構成されている請求項１から請求項９までのいずれかに記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子アレイから読み出した画素データについて静止画撮影の読み出しモードと動画記録の読み出しモードとを有する固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置の光電変換素子アレイについては、近年の半導体技術の発展により、画素数の飛躍的な増加が実現されている。画素数が十分に多いことを高画素と称する。静止画撮影においては、光電変換素子アレイの全画素の画素データを利用する形態で撮影を行う。これが全画素読み出しモードであり、光電変換素子アレイから読み出した画素データを１画素分ずつ順次に全画素分出力する。これにより、高精細な静止画撮影が可能となっている。
【０００３】
一方、静止画撮影と動画記録との両モードを切り替え可能に構成した固体撮像装置もある。現状ではＤＳＰなどのデジタル信号処理回路の動作速度に一定の限界があり、また消費電力の面からも、動画記録においては、静止画撮影と同様の全画素読み出しモードでの撮影はむずかしい。動画記録時には画素混合後、画素間引きを行い、単位時間当たりのフレーム枚数を増やして画素データ処理を行うのが一般的である。これが画素混合読み出しモードである。
【０００４】
光電変換素子アレイから読み出した画素データにつき、アレイの少なくとも垂直方向で複数画素分を混合した上で、その混合画素データを１単位の画素データとして出力する。これにより、単位時間当たりのフレーム枚数が増え、高画素の光電変換素子アレイを搭載した固体撮像装置においても、滑らかで高速な動画像撮影が可能となっている。
【０００５】
上記のような画素間引き・画素混合読み出しと全画素読み出しとの切り替えは、特にＭＯＳ（MetalOxide Semiconductor）イメージセンサが得意とするものである。ＭＯＳイメージセンサは、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサのようなポテンシャル井戸の移動による電荷の転送を必要とせず、信号ライン（ワイヤ）を利用して任意ラインの画素データ読み出しが自在であるからである。また、ＭＯＳイメージセンサの利点として、低電圧動作、少ないリーク電流、ＣＣＤと同じサイズでのより大きい開口率、高い感度、データ読み出しがＣＣＤより簡単等をあげることができる。特に、任意画素抽出読み出し、画素混合の利点が大きい。
【特許文献１】特開２００２−１３５７９３号公報
【特許文献２】特開２００３−１１６０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光電変換素子アレイの全画面に対する走査につき、従来、ＣＣＤイメージセンサの分野では、プログレッシブ読み出しと、インターレース読み出しにより構成されたものがある。しかし、ＭＯＳイメージセンサの分野では、従来、もぱっらプログレッシブ読み出しのみであり、インターレース読み出しに対応していなかった。このため、ハイビジョンまたはそれに匹敵するような高画素高品質の動画記録が実現できていなかった。
【０００７】
本発明は、高画素での高精細な静止画撮影と動きの滑らかな高精細な動画記録の２つのモードが切り替え可能に構成された固体撮像装置において、インターレース読み出しの採用により画素データ読み出しを高速化し、従来装置に比べて、動画記録をさらに高品質にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために次のような手段を講じる。
【０００９】
（１）第１の解決手段として、本発明による固体撮像装置は、光学系を通して入射される光学像を光電変換して電気信号に変換するマトリックス状の光電変換素子アレイと、前記光電変換素子アレイから読み出した画素データについて、静止画撮影の読み出しモードと動画記録の読み出しモードを有する画素データ読み出し制御部とを備えた固体撮像装置であって、さらに次のように構成したことを特徴とするものである。すなわち、前記画素データ読み出し制御部について、ｎを任意の自然数として、前記光電変換素子アレイで得られた全画面分の画素データについて隣接する２ｎライン分を１ユニットとする第１の走査ユニットで、２ｎラインずつずらしながら走査を行う第１フィールド走査と、前記第１フィールド走査での第１の走査ユニットに対してｎラインシフトした隣接する２ｎライン分を１ユニットとする第２の走査ユニットで、２ｎラインずつずらしながら走査を行う第２フィールド走査とを、交互に切り替えるように構成したものである。ここで、第１フィールドが奇数フィールドで、第２フィールドが偶数フィールドであってもよいし、逆に、第１フィールドが偶数フィールドで、第２フィールドが奇数フィールドであってもよい。
【００１０】
上記において、例えば、ｎ＝１の場合の走査は次のようになる。走査ユニットは隣接する２ライン分の組である。第１フィールド走査では、（１ライン目，２ライン目）の組の第１の走査ユニットでの走査の次に、２ラインずつずらした（３ライン目，４ライン目）の組の第１の走査ユニットで走査を行い、さらにその次に、２ラインずつずらした（５ライン目，６ライン目）の組の第１の走査ユニットで走査を行う。そして、第２フィールド走査では、第１フィールド走査での第１の走査ユニットに対して１ラインシフトした隣接する２ライン分である（２ライン目，３ライン目）の組の第２の走査ユニットでの走査の次に、２ラインずつずらした（４ライン目，５ライン目）の組の第２の走査ユニットで走査を行い、さらにその次に、２ラインずつずらした（６ライン目，７ライン目）の組の第２の走査ユニットで走査を行う。まとめると、
第１フィールド走査では、
（１，２），（３，４），（５，６）…（２ｎ−１，２ｎ）…のように走査し、
第２フィールド走査では、
（２，３），（４，５），（６，７）…（２ｎ，２ｎ＋１）…のように走査する。
【００１１】
１ライン目は除いて、各ラインとも第１フィールド走査と第２フィールド走査の両フィールドで共通に用いられていることも特徴である。
【００１２】
また、例えば、ｎ＝２の場合の走査は次のようになる。走査ユニットは隣接する４ライン分の組である。第１フィールド走査では、（１ライン目，２ライン目，３ライン目，４ライン目）の組の第１の走査ユニットでの走査の次に、４ラインずつずらした（５ライン目，６ライン目，７ライン目，８ライン目）の組の第１の走査ユニットで走査を行い、さらにその次に、４ラインずつずらした（９ライン目，１０ライン目，１１ライン目，１２ライン目）の組の第１の走査ユニットで走査を行う。そして、第２フィールド走査では、第１フィールド走査での第１の走査ユニットに対して２ラインシフトした隣接する４ライン分である（３ライン目，４ライン目，５ライン目，６ライン目）の組の第２の走査ユニットでの走査の次に、４ラインずつずらした（７ライン目，８ライン目，９ライン目，１０ライン目）の組の第２の走査ユニットで走査を行い、さらにその次に、４ラインずつずらした（１１ライン目，１２ライン目，１３ライン目，１４ライン目）の組の第２の走査ユニットで走査を行う。まとめると、
第１フィールド走査では、
（１，２，３，４），（５，６，７，８），（９，１０，１１，１２）…（４ｎ−３，４ｎ−２，４ｎ−１，４ｎ）…のように走査し、
第２フィールド走査では、
（３，４，５，６），（７，８，９，１０），（１１，１２，１３，１４）…（４ｎ−１，４ｎ，４ｎ＋１，４ｎ＋２）…のように走査する。
【００１３】
１ライン目、２ライン目は除いて、各ラインとも第１フィールド走査と第２フィールド走査の両フィールドで共通に用いられていることも特徴である。
【００１４】
このように本発明によれば、インターレース読み出しの採用により、ハイビジョンまたはそれに匹敵するような高画素高品質の動画記録を実現することができる。
【００１５】
（２）第２の解決手段として、本発明による固体撮像装置は、光学系を通して入射される光学像を光電変換して電気信号に変換するマトリックス状の光電変換素子アレイと、前記光電変換素子アレイから読み出した画素データを１画素分ずつ順次に全画素分出力する静止画撮影の全画素読み出しモード、および、アレイの少なくとも垂直方向で複数画素分を混合して出力する動画記録の画素混合読み出しモードを有する画素データ読み出し制御部とを備えた固体撮像装置であって、さらに次のように構成したことを特徴とするものである。すなわち、前記画素データ読み出し制御部について、ｎを任意の自然数として、前記光電変換素子アレイで得られた全画面分の画素データについて１ライン飛ばしで隣接する２ｎ＋１ライン分を１ユニットとする第１の走査ユニットで、２ｎ＋１ラインずつずらしながら走査を行って前記２ｎ＋１ライン分の画素データの混合を行う第１フィールド走査と、前記第１フィールド走査での第１の走査ユニットに対して２ラインシフトした１ライン飛ばしで隣接する２ｎ＋１ライン分を１ユニットとする第２の走査ユニットで、２ｎ＋１ラインずつずらしながら走査を行って前記２ｎ＋１ライン分の画素データの混合を行う第２フィールド走査とを、交互に切り替えるように構成したものである。ここで、第１フィールドが奇数フィールドで、第２フィールドが偶数フィールドであってもよいし、逆に、第１フィールドが偶数フィールドで、第２フィールドが奇数フィールドであってもよい。
【００１６】
上記において、例えば、ｎ＝１の場合の走査は次のようになる。走査ユニットは隣接する３ライン分の組である。第１フィールド走査では、１ライン飛ばしの（１ライン目，３ライン目，５ライン目）の組の第１の走査ユニットでの垂直３画素混合の次に、３ラインずつずらした１ライン飛ばしの（４ライン目，６ライン目，８ライン目）の組の第１の走査ユニットで垂直３画素混合を行い、さらにその次に、３ラインずつずらした１ライン飛ばしの（７ライン目，９ライン目，１１ライン目）の組の第１の走査ユニットで垂直３画素混合を行い、さらにその次に、３ラインずつずらした１ライン飛ばしの（１０ライン目，１２ライン目，１４ライン目）の組の第１の走査ユニットで垂直３画素混合を行う。そして、第２フィールド走査では、第１フィールド走査での第１の走査ユニットに対して２ラインシフトした隣接する３ライン分である１ライン飛ばしの（３ライン目，５ライン目，７ライン目）の組の第２の走査ユニットでの垂直３画素混合の次に、３ラインずつずらした１ライン飛ばしの（６ライン目，８ライン目，１０ライン目）の組の第２の走査ユニットで垂直３画素混合を行い、さらにその次に、３ラインずつずらした１ライン飛ばしの（９ライン目，１１ライン目，１３ライン目）の組の第２の走査ユニットで垂直３画素混合を行い、さらにその次に、３ラインずつずらした１ライン飛ばしの（１２ライン目，１４ライン目，１６ライン目）の組の第２の走査ユニットで垂直３画素混合を行う。
【００１７】
第１フィールド走査では、
｛１，３，５｝，｛４，６，８｝，｛７，９，１１｝，｛１０，１２，１４｝…｛２ｎ−１，２ｎ＋１，２ｎ＋３｝，｛２ｎ＋２，２ｎ＋４，２ｎ＋６｝…のように垂直３画素混合し、
第２フィールド走査では、
｛３，５，７｝，｛６，８，１０｝，｛９，１１，１３｝，｛１２，１４，１６｝…｛２ｎ＋１，２ｎ＋３，２ｎ＋５｝，｛２ｎ＋４，２ｎ＋６，２ｎ＋８｝…のように垂直３画素混合する。
【００１８】
第１フィールド走査でも第２フィールド走査でも、奇数ラインの組み合わせから始まり、奇数ラインの組み合わせ、偶数ラインの組み合わせを交互に繰り返す。
【００１９】
１ライン目、２ライン目、４ライン目は除いて、各ラインとも第１フィールド走査と第２フィールド走査の両フィールドで共通に用いられていることも特徴である。
【００２０】
また、例えば、ｎ＝２の場合の走査は次のようになる。走査ユニットは隣接する５ライン分の組である。第１フィールド走査では、１ライン飛ばしの（１ライン目，３ライン目，５ライン目，７ライン目，９ライン目）の組の第１の走査ユニットでの垂直５画素混合の次に、５ラインずつずらした１ライン飛ばしの（６ライン目，８ライン目，１０ライン目，１２ライン目，１４ライン目）の組の第１の走査ユニットで垂直５画素混合を行い、さらにその次に、５ラインずつずらした１ライン飛ばしの（１１ライン目，１３ライン目，１５ライン目，１７ライン目，１９ライン目）の組の第１の走査ユニットで垂直５画素混合を行い、さらにその次に、５ラインずつずらした１ライン飛ばしの（１６ライン目，１８ライン目，２０ライン目，２２ライン目，２４ライン目）の組の第１の走査ユニットで垂直５画素混合を行う。そして、第２フィールド走査では、第１フィールド走査での第１の走査ユニットに対して２ラインシフトした隣接する３ライン分である１ライン飛ばしの（３ライン目，５ライン目，７ライン目，９ライン目，１１ライン目）の組の第２の走査ユニットでの垂直５画素混合の次に、５ラインずつずらした１ライン飛ばしの（８ライン目，１０ライン目，１２ライン目，１４ライン目，１６ライン目）の組の第２の走査ユニットで垂直５画素混合を行い、さらにその次に、５ラインずつずらした１ライン飛ばしの（１３ライン目，１５ライン目，１７ライン目，１９ライン目，２１ライン目）の組の第２の走査ユニットで垂直５画素混合を行い、さらにその次に、５ラインずつずらした１ライン飛ばしの（１８ライン目，２０ライン目，２２ライン目，２４ライン目，２６ライン目）の組の第２の走査ユニットで垂直５画素混合を行う。
【００２１】
第１フィールド走査では、（１，３，５，７，９），（６，８，１０，１２，１４），（１１，１３，１５，１７，１９），（１６，１８，２０，２２，２４）…（２ｎ−３，２ｎ−１，２ｎ＋１，２ｎ＋３，２ｎ＋５），（２ｎ＋２，２ｎ＋４，２ｎ＋６，２ｎ＋８，２ｎ＋１０）…のように垂直５画素混合し、
第２フィールド走査では、（３，５，７，９，１１），（８，１０，１２，１４，１６），（１３，１５，１７，１９，２１），（１８，２０，２２，２４，２６）…（２ｎ−１，２ｎ＋１，２ｎ＋３，２ｎ＋５，２ｎ＋７），（２ｎ＋４，２ｎ＋６，２ｎ＋８，２ｎ＋１０，２ｎ＋１２）…のように垂直５画素混合する。
【００２２】
第１フィールド走査でも第２フィールド走査でも、奇数ラインの組み合わせから始まり、奇数ラインの組み合わせ、偶数ラインの組み合わせを交互に繰り返す。
【００２３】
１ライン目、２ライン目、４ライン目、６ライン目は除いて、各ラインとも第１フィールド走査と第２フィールド走査の両フィールドで共通に用いられていることも特徴である。
【００２４】
このように本発明によれば、垂直画素混合を伴ったインターレース読み出しの採用により、高画素での読み出しを高速化し、ハイビジョンまたはそれに匹敵するような高画素高品質の動画記録を実現することができる。
【００２５】
（３）第３の解決手段として、本発明による固体撮像装置は、光学系を通して入射される光学像を光電変換して電気信号に変換するマトリックス状の光電変換素子アレイと、前記光電変換素子アレイから読み出した画素データを１画素分ずつ順次に全画素分出力する静止画撮影の全画素読み出しモード、および、アレイの少なくとも垂直方向で複数画素分を混合して出力する動画記録の画素混合読み出しモードを有する画素データ読み出し制御部とを備えた固体撮像装置であって、さらに次のように構成したことを特徴とするものである。すなわち、前記画素データ読み出し制御部について、ｎを任意の自然数として、前記光電変換素子アレイで得られた全画面分の画素データについて隣接する４ｎライン分を１ユニットとする第１の走査ユニットで、４ｎラインずつずらしながら走査を行って２組の２ｎライン分の画素データの混合を行う第１フィールド走査と、前記第１フィールド走査での第１の走査ユニットに対して２ｎラインシフトした隣接する４ｎライン分を１ユニットとする第２の走査ユニットで、４ｎラインずつずらしながら走査を行って２組の２ｎライン分の画素データの混合を行う第２フィールド走査とを、交互に切り替えるように構成したものである。ここで、第１フィールドが奇数フィールドで、第２フィールドが偶数フィールドであってもよいし、逆に、第１フィールドが偶数フィールドで、第２フィールドが奇数フィールドであってもよい。
【００２６】
上記において、例えば、ｎ＝１の場合の走査は次のようになる。走査ユニットは隣接する４ライン分の組である。第１フィールド走査では、（１ライン目，２ライン目，３ライン目，４ライン目）の組の第１の走査ユニットでの２組の垂直２画素混合の次に、４ラインずつずらした（５ライン目，６ライン目，７ライン目，８ライン目）の組の第１の走査ユニットで２組の垂直２画素混合を行い、さらにその次に、４ラインずつずらした（９ライン目，１０ライン目，１１ライン目，１２ライン目）の組の第１の走査ユニットで２組の垂直２画素混合を行う。そして、第２フィールド走査では、第１フィールド走査での第１の走査ユニットに対して２ラインシフトした隣接する４ライン分である（３ライン目，４ライン目，５ライン目，６ライン目）の組の第２の走査ユニットでの２組の垂直２画素混合の次に、４ラインずつずらした（７ライン目，８ライン目，９ライン目，１０ライン目）の組の第２の走査ユニットで２組の垂直２画素混合を行い、さらにその次に、４ラインずつずらした（１１ライン目，１２ライン目，１３ライン目，１４ライン目）の組の第２の走査ユニットで２組の垂直２画素混合を行う。
【００２７】
第１フィールド走査では、
（１，２，３，４），（５，６，７，８），（９，１０，１１，１２）…（４ｎ−３，４ｎ−２，４ｎ−１，４ｎ）…のように走査し、さらに、
（｛１，３｝，｛２，４｝），（｛５，７｝，｛６，８｝），（｛９，１１｝，｛１０，１２｝）…（｛４ｎ−３，４ｎ−１｝，｛４ｎ−２，４ｎ｝）…のように２組の垂直２画素混合を行い、
第２フィールド走査では、
（３，４，５，６），（７，８，９，１０），（１１，１２，１３，１４）…（４ｎ−１，４ｎ，４ｎ＋１，４ｎ＋２）…のように走査し、さらに、
（｛３，５｝，｛４，６｝），（｛７，９｝，｛８，１０｝），（｛１１，１３｝，｛１２，１４｝）…（｛４ｎ−１，４ｎ＋１｝，｛４ｎ，４ｎ＋２｝）…のように２組の垂直２画素混合を行う。
【００２８】
このように本発明によれば、垂直画素混合を伴ったインターレース読み出しであり、加えて複数チャンネルでの同時並列出力を採用しているので、高画素での読み出しをさらに高速化し、ハイビジョンまたはそれに匹敵するような高画素高品質の動画記録を実現することができる。
【００２９】
（４）第４の解決手段として、本発明による固体撮像装置は、上記の（１），（２），（３）の解決手段において、前記画素データ読み出し制御部が、さらに、各走査ユニットで水平画素混合を伴うものである。これによれば、インターレース読み出しが水平画素混合をさらに伴うものであるので、高画素での読み出しをさらに高速化し、ハイビジョンまたはそれに匹敵するような高画素高品質の動画記録を実現することができる。
【００３０】
なお、上記（１）の解決手段においては、前記光電変換素子アレイは、モノクロタイプのものでもよいし、カラータイプのものでもよい。また、画素混合を伴う（２）〜（４）の解決手段においては、前記光電変換素子アレイはカラータイプとする。カラータイプの場合は、前面に複数色のカラーフィルタを備えた構成となる。カラーフィルタとしては何でもよいが、ＲＧＢ（Ｒはレッド、Ｇはグリーン、Ｂはブルー）のベイヤー配列や、シアン、マゼンタ、イエロー（さらにはグリーン）の補色タイプでもよい。
【００３１】
上記の画素データ読み出し制御部について、その構成を具体的レベルで記述すると、次のものが好ましい。すなわち、前記光電変換素子アレイから画素データを読み出す垂直転送スイッチ回路と、前記読み出した画素データを一時的に保持する信号電圧保持回路と、前記信号電圧保持回路から画素データまたは混合画素データを出力する水平転送スイッチ回路と、前記水平シフト選択回路からの画素データまたは混合画素データを出力する出力アンプと、前記水平転送スイッチ回路を制御して前記全画素読み出しモードでの出力と前記垂直水平画素混合読み出しモードでの出力とを切り替える水平シフト選択回路とを備えた構成である。
【００３２】
この構成により、任意画素の画素データの随意読み出しを容易に実現し、上記の作用効果を十分に発揮させることができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上のように本発明によれば、インターレース読み出しの採用により、ハイビジョンまたはそれに匹敵するような高画素高品質の動画記録を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明にかかわる固体撮像装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における固体撮像装置の基本的構成を示すブロック図である。図１において、Ｅ１は被写体の光学像を入射する光学系であり、複数枚からなる組み合わせレンズを備えている。Ｅ２は光学系Ｅ１を通して入射された光学像を光電変換して電気信号に変換するマトリックス状でカラーフィルタを伴う光電変換素子アレイである。Ｅ３は光電変換素子アレイＥ２から画素データを読み出すとともに、読み出した画素データをモードを切り替えて出力する画素データ読み出し制御部である。この画素データ読み出し制御部Ｅ３は、静止画撮影の読み出しモードと動画記録の読み出しモードの２つのモードを備えている。図１において、Ｅ４は画素データ読み出し制御部Ｅ３から出力される画素データを入力して所要のデータ処理を行う画像処理部である。
【００３６】
以上のように構成された固体撮像装置において、光学系Ｅ１を介して光電変換素子アレイＥ２上に結像された被写体の光学像は、光電変換素子アレイＥ２において光電変換され、電気信号に変換される。具体的には、画素データ読み出し制御部Ｅ３は光電変換素子アレイＥ２から画素データを読み出す。画像処理部Ｅ４は、入力した画素データに対して、相関二重サンプリングであるＣＤＳ（Correlated Double Sampling）の処理を行ってリセットノイズおよび低周波ノイズを除去し、さらに自動利得制御であるＡＧＣ（AutomaticGain Contorol）を行い、さらにアナログ信号をディジタルデータに変換する。
【００３７】
図２は静止画撮影時の全画素読み出しモードの一例を分かりやすく示したモデル図である。図において、左側は光電変換素子アレイＥ２の一部を示し、右側は画素データ読み出し制御部Ｅ３によって出力された画素データである。光電変換素子アレイＥ２は、１番目のＧ（グリーン）、Ｒ（レッド）、Ｂ（ブルー）、２番目のＧ（グリーン）のベイヤー配列となっている。光電変換素子アレイＥ２における全画素につき、そのすべての画素データが出力されている。このモードは静止画撮影時のものである。走査はＹ１，Ｙ２，Ｙ３…の順に行われる。全画素の画素データを用いており、高画素において高精細な静止画撮影が行われることが理解される。
【００３８】
図３はインターレース読み出しモードの動作を示すモデル図である。左側は光電変換素子アレイＥ２の一部を示し、中央は画素データ読み出し制御部Ｅ３によって奇数フィールドで出力された画素データ、右側は偶数フィールドで出力された画素データである。
【００３９】
奇数フィールドの第１走査ユニットａ１において、まず１列目としてＧ（グリーン）とＢ（ブルー）の２つ１組の２つ１組画素データｕ１１が出力され、次に２列目としてＲ（レッド）とＧ（グリーン）の２つ１組画素データｕ２１が出力され、次に３列目としてＧとＢの２つ１組画素データｕ３１が出力され、次に４列目としてＲとＧの２つ１組画素データｕ４１が出力され、結果としてこれらの集合である第１走査ユニット目の奇数フィールド画素データＵ１が出力される。
【００４０】
次いで、奇数フィールドの第２走査ユニットａ２では同様にして奇数フィールド画素データＵ２が出力され、次いで、奇数フィールドの第３走査ユニットａ３では同様にして奇数フィールド画素データＵ３が出力される。
【００４１】
奇数フィールドでの垂直水平の走査が出力すると、偶数フィールドの走査に移行する。偶数フィールドでの読み出しラインは奇数フィールドでの読み出しラインより１ライン進んでいる。
【００４２】
偶数フィールドの第１走査ユニットｂ１において、まず１列目としてＢ（ブルー）とＧ（グリーン）２つ１組画素データｗ１１が出力され、次に２列目としてＧ（グリーン）とＲ（レッド）の２つ１組画素データｗ２１が出力され、次に３列目としてＢとＧの２つ１組画素データｗ３１が出力され、次に４列目としてＧとＲの２つ１組画素データｗ４１が出力され、結果としてこれらの集合である第１走査ユニット目の偶数フィールド画素データＷ１が出力される。
【００４３】
次いで、偶数フィールドの第２走査ユニットｂ２では同様にして偶数フィールド画素データＷ２が出力され、次いで、偶数フィールドの第３走査ユニットｂ３では同様にして偶数フィールド画素データＷ３が出力される。
【００４４】
図４は上記で説明した図１の構成をより具体的レベルで展開したものである。
【００４５】
図４において、１００はレンズユニット、２００はＭＯＳイメージセンサ、３００はＣＤＳ・ＡＧＣ・Ａ／Ｄ処理部、４００はデジタル信号処理部、５００はタイミングジェネレータ、６００は操作部、７００は画面表示部である。レンズユニット１００は光学系Ｅ１に対応する。ＭＯＳイメージセンサ２００は、光電変換素子アレイ２１０と画素データ読み出し制御部２２０を具備している。光電変換素子アレイ２１０は光電変換素子アレイＥ２に対応し、画素データ読み出し制御部２２０は画素データ読み出し制御部Ｅ３に対応する。画素データ読み出し制御部２２０は、垂直シフト選択回路２３０、ノイズ除去・画素選択回路２４０、水平シフト選択回路２５０および出力アンプ２６０を具備している。出力アンプ２６０についは、１チャンネルでもよいし、２チャンネルでもよい。ＣＤＳ・ＡＧＣ・Ａ／Ｄ処理部３００およびデジタル信号処理部４００が画像処理部Ｅ４に対応する。デジタル信号処理部４００は、ＣＰＵ４１０とＡＦブロック４２０を具備している。
【００４６】
図５はノイズ除去・画素選択回路２４０のさらに詳細な構成を示すブロック図である。図５において、２４２は垂直転送スイッチ回路、２４４は信号電圧保持回路、２４６は水平転送スイッチ回路、２４８は第１の出力アンプ２６１への信号出力ライン、２４９は第２の出力アンプ２６２への信号出力ラインである。
【００４７】
垂直シフト選択回路２３０によって走査ユニットすなわち２本の水平の走査ラインが選択されるが、１本目の走査ライン上の画素の画素データは第１の出力アンプ２６１から出力され、２本目の走査ライン上の画素の画素データは第２の出力アンプ２６２から出力される。
【００４８】
図６は光電変換素子アレイ２１０の一部分を拡大した図である。１つの画素２０は、フォトダイオード１０とセルアンプ１２とカラーフィルタ１４から構成されている。フォトダイオード１０のアノードが接地され、カソードがセルアンプ１２の入力に接続され、セルアンプ１２の出力が縦方向の画素データ読み出しライン１６に接続されている。セルアンプ１２の制御端子は垂直シフト選択回路２３０からの走査ライン１８に接続されている。
【００４９】
フォトダイオード１０の前面にカラーフィルタ１４が配置されている。カラーフィルタ１４は、４つ１組の画素でベイヤー配列（Ｇ，Ｒ，Ｂ，Ｇ）を構成するように構成されている。水平方向に１番目のＧ（グリーン）とＲ（レッド）が並ぶとともにＢ（ブルー）と２番目のＧ（グリーン）が並び、垂直方向に１番目のＧ（グリーン）とＢ（ブルー）が並ぶとともにＲ（レッド）と２番目のＧ（グリーン）が並ぶ２行２列の４画素を１単位として、その４画素１単位が縦横マトリックス状に多数配列されている。
【００５０】
（全画素読み出しモード）
全画素読み出しモードの動作を図７を用いて説明する。図７は画素データを読み出すための回路構成部分を拡大して示すものである。ここでは、ノイズ除去回路２４３も図示されている（図５では図示省略）。
【００５１】
読み出しの初期において、リセットスイッチＲＳが一旦、閉じられて信号出力用コンデンサＣoutがリセット用電源ＥＥ２のＶＤＤレベルにリセットされる。このリセットの後、リセットスイッチＲＳは開かれる。また、クランプスイッチＣＬが一旦、閉じられてすべてのクランプコンデンサＣＣがリセットされる。このリセットの後、クランプスイッチＣＬは開かれる。
【００５２】
垂直シフト選択回路２３０で光電変換素子アレイ２１０の第１ライン目を選択する。垂直転送スイッチＶ１１，Ｖ２１，Ｖ３１…を同時に閉じるとともに、すべての伝達スイッチｅ１１，ｅ２１，ｅ３１…を同時に閉じ、画素Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３１…における電圧信号をそれぞれコンデンサｄ１１，ｄ２１，ｄ３１…に充電する。
【００５３】
次いで、水平転送スイッチｆ１１，ｆ２１，ｆ３１…を順次に閉じて、２つのチャンネルの信号出力用コンデンサＣoutおよび出力アンプ２６１を介して２ライン分全画素の画素データを出力する。
【００５４】
すなわち、まず、１番目の水平転送スイッチｆ１１を閉じて、コンデンサｄ１１に保持された第１ライン目第１列目の画素Ｐ１１の画素データを出力用コンデンサＣoutおよび出力アンプ２６１を介して出力する。次いで、２番目の水平転送スイッチｆ２１を閉じて、コンデンサｄ２１に保持された第１ライン目第２列目の画素Ｐ２１の画素データを出力する。次いで、３番目の水平転送スイッチｆ３１を閉じて、コンデンサｄ３１に保持された第１ライン目第３列目の画素Ｐ３１の画素データを出力する。以下同様にして、水平転送スイッチｆ４１，ｆ５１，ｆ６１…を順次に閉じて、コンデンサｄ４１，ｄ５１，ｄ６１…に保持された第１ライン目第４列目、第５列目、第６列目…の画素Ｐ４１，Ｐ５１，Ｐ６１…の画素データを出力する。このようにして、第１ライン目の全画素の画素データを出力する（図２のＹ１参照）。
【００５５】
第１ライン目の全画素の画素データのデータ読み出しが終了すると、次に第２ライン目の画素データ読み出し（図２のＹ２参照）に移行するが、その前にノイズキャンセルを行う。すなわち、クランプスイッチＣＬを閉じてクランプ用直流電源ＥＥ１を印加することにより、すべてのクランプコンデンサＣＣを所期電位にリセットする。
【００５６】
画素は、フォトダイオードとセルアンプ（フローティング・ディフュージョンアンプ）の組み合わせで構成されている。フォトダイオードに蓄積された電荷はセルアンプを介して電圧の形態で出力される。セルアンプのトランジスタのしきい値電圧ＶＴにばらつきがあり、それがオフセット成分となって画像品質を劣化させる（例えば、縦すじ）。これをノイズといい、このノイズをキャンセルするのがノイズ除去回路２４３の役割である。クランプコンデンサとしては、ＭＯＳゲート容量を利用することができる。クランプコンデンサをリセットした後は、クランプスイッチＣＬを開放し、次のライン（図２のＹ３参照）の画素データ読み出しに移行する。
【００５７】
次のラインの画素データ読み出しに際しては、垂直シフト選択回路２３０において、選択ラインを１つ進める。以降は、上記同様の動作を繰り返す。１ライン分の全画素の画素データを順次に読み出す。
【００５８】
そして、選択ラインを１つ進めながら各１ライン分の全画素の画素データを順次に読み出すことを最終ラインまで繰り返すことにより、１フレーム分の全画素データを読み出す。
【００５９】
（インターレース読み出しの奇数フィールド）
インターレース読み出しにおける動作を図７を用いて説明する。図７は２本の走査ライン上の画素の画素データを読み出すための回路構成部分を拡大して示すものである。
【００６０】
垂直シフト選択回路２３０で光電変換素子アレイ２１０の第１ライン目を選択する。垂直転送スイッチ回路２４２におけるすべての垂直転送スイッチＶ１１，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４１…を同時に閉じ、さらに信号電圧保持回路２４４におけるすべての１番目の伝達スイッチｅ１１，ｅ２１，ｅ３１，ｅ４１…を同時に閉じ、第１ライン上のＧ（グリーン）およびＲ（レッド）の画素Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３１，Ｐ４１…における電圧信号をそれぞれ信号電圧保持回路２４４における１番目のコンデンサｄ１１，ｄ２１，ｄ３１，ｄ４１…に充電する。そして、ノイズ除去回路２４３のクランプスイッチＣＬのオン→オフ動作を通じてすべてのクランプコンデンサＣＣをリセットする。
【００６１】
次に、垂直シフト選択回路２３０において選択ラインを１つ進め、第２ライン目を選択する。垂直転送スイッチ回路２４２におけるすべての垂直転送スイッチＶ１１，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４１…を同時に閉じ、さらに信号電圧保持回路２４４におけるすべての２番目の伝達スイッチｅ１２，ｅ２２，ｅ３２，ｅ４２…を同時に閉じ、第２ライン上のＢ（ブルー）およびＧ（グリーン）の画素Ｐ１２，Ｐ２２，Ｐ３２，Ｐ４２…における電圧信号をそれぞれ信号電圧保持回路２４４における２番目のコンデンサｄ１２，ｄ２２，ｄ３２，ｄ４２…に充電する。そして、ノイズ除去回路２４３のクランプスイッチＣＬのオン→オフ動作を通じてすべてのクランプコンデンサＣＣをリセットする。
【００６２】
以上により、第１ライン目、第１列目のＧ（グリーン）の画素データがコンデンサｄ１１に保持され、第１ライン目、第２列目のＲ（レッド）の画素データがコンデンサｄ２１に保持され、第１ライン目、第３列目のＧ（グリーン）の画素データがコンデンサｄ３１に保持され、第１ライン目、第４列目のＲ（レッド）の画素データがコンデンサｄ４１に保持されたことになる。他の列でも同様の関係になっている。また、第２ライン目、第１列目のＢ（ブルー）の画素データがコンデンサｄ１２に保持され、第２ライン目、第２列目のＧ（グリーン）の画素データがコンデンサｄ２２に保持され、第２ライン目、第３列目のＢ（ブルー）の画素データがコンデンサｄ３２に保持され、第２ライン目、第４列目のＧ（グリーン）の画素データがコンデンサｄ４２に保持されたことになる。他の列でも同様の関係になっている。
【００６３】
次に、第１列目の水平転送スイッチｆ１１，ｆ１２を同時にスイッチングして、コンデンサｄ１１に保持されているＧ（グリーン）の画素データを信号出力用コンデンサＣoutに充電した上で第１の出力アンプ２６１より出力するとともに、コンデンサｄ１２に保持されているＢ（ブルー）の画素データを信号出力用コンデンサＣoutに充電した上で第２の出力アンプ２６２より出力する。これは、図３において、奇数フィールドでの第１走査ユニット目における２つ１組画素データｕ１１に対応する。
【００６４】
次に、第２列目の水平転送スイッチｆ２１，ｆ２２を同時にスイッチングして、コンデンサｄ２１に保持されているＲ（レッド）の画素データを第１の出力アンプ２６１より出力するとともに、コンデンサｄ２２に保持されているＧ（グリーン）の画素データを第２の出力アンプ２６２より出力する。これは、図３において、奇数フィールドでの第１走査ユニット目における２つ１組画素データｕ２１に対応する。
【００６５】
次に、第３列目の水平転送スイッチｆ３１，ｆ３２を同時にスイッチングして、コンデンサｄ３１に保持されているＧ（グリーン）の画素データを第１の出力アンプ２６１より出力するとともに、コンデンサｄ３２に保持されているＢ（ブルー）の画素データを第２の出力アンプ２６２より出力する。これは、図３において、奇数フィールドでの第１走査ユニット目における２つ１組画素データｕ３１に対応する。
【００６６】
以上により、図３の奇数フィールドでの２ライン１組の第１走査ユニット目における第１ライン目と第２ライン目の画素データが２チャンネルで同時並列に出力されたことになる。これが奇数フィールド画素データＵ１である。
【００６７】
次に、垂直シフト選択回路２３０において、出力対象の走査ユニットをａ１からａ２に進め、上記同様の動作を繰り返すことにより、図３の奇数フィールドでの２ライン１組の第２走査ユニット目における第３ライン目と第４ライン目の画素データを２チャンネルで同時並列に出力する。これが奇数フィールド画素データＵ２である。
【００６８】
次に、垂直シフト選択回路２３０において、出力対象の走査ユニットをａ２からａ３に進め、上記同様の動作を繰り返すことにより、図３の奇数フィールドでの２ライン１組の第３走査ユニット目における第５ライン目と第６ライン目の画素データを２チャンネルで同時並列に出力する。これが奇数フィールド画素データＵ３である。
【００６９】
以上のようにして、（第１ライン目，第２ライン目）の同時並列出力、（第３ライン目，第４ライン目）の同時並列出力、（第５ライン目，第６ライン目）の同時並列出力等を順次に進めてゆき、奇数フィールドでの全画素の画素データ出力を終える。次に、偶数フィールドに移行する。
【００７０】
（インターレース読み出しの偶数フィールド）
偶数フィールドでのインターレース読み出しは、２ライン１組の走査ユニットを奇数フィールドに比べて１ラインずらす。
【００７１】
垂直シフト選択回路２３０で光電変換素子アレイ２１０の第２ライン目を選択する。垂直転送スイッチ回路２４２におけるすべての垂直転送スイッチＶ１１，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４１…を同時に閉じ、さらに信号電圧保持回路２４４におけるすべての１番目の伝達スイッチｅ１１，ｅ２１，ｅ３１，ｅ４１…を同時に閉じ、第２ライン上のＢ（ブルー）およびＧ（グリーン）の画素Ｐ１２，Ｐ２２，Ｐ３２，Ｐ４２…における電圧信号をそれぞれ信号電圧保持回路２４４における１番目のコンデンサｄ１１，ｄ２１，ｄ３１，ｄ４１…に充電する。そして、ノイズ除去回路２４３のクランプスイッチＣＬのオン→オフ動作を通じてすべてのクランプコンデンサＣＣをリセットする。
【００７２】
次に、垂直シフト選択回路２３０において選択ラインを１つ進め、第３ライン目を選択する。すべての垂直転送スイッチＶ１１，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４１…を同時に閉じ、さらにすべての２番目の伝達スイッチｅ１２，ｅ２２，ｅ３２，ｅ４２…を同時に閉じ、第３ライン上のＧ（グリーン）およびＲ（レッド）の画素Ｐ１３，Ｐ２３，Ｐ３３，Ｐ４３…における電圧信号をそれぞれ２番目のコンデンサｄ１２，ｄ２２，ｄ３２，ｄ４２…に充電する。そして、クランプスイッチＣＬをオン→オフ動作してすべてのクランプコンデンサＣＣをリセットする。
【００７３】
以上により、第２ライン目、第１列目のＢ（ブルー）の画素データがコンデンサｄ１１に保持され、第２ライン目、第２列目のＧ（グリーン）の画素データがコンデンサｄ２１に保持され、第２ライン目、第３列目のＢ（ブルー）の画素データがコンデンサｄ３１に保持され、第２ライン目、第４列目のＧ（グリーン）の画素データがコンデンサｄ４１に保持されたことになる。他の列でも同様の関係になっている。また、第３ライン目、第１列目のＧ（グリーン）の画素データがコンデンサｄ１２に保持され、第３ライン目、第２列目のＲ（レッド）の画素データがコンデンサｄ２２に保持され、第３ライン目、第３列目のＧ（グリーン）の画素データがコンデンサｄ３２に保持され、第３ライン目、第４列目のＲ（レッド）の画素データがコンデンサｄ４２に保持されたことになる。他の列でも同様の関係になっている。
【００７４】
次に、第１列目の水平転送スイッチｆ１１，ｆ１２を同時にスイッチングして、コンデンサｄ１１に保持されているＢ（ブルー）の画素データを第１の出力アンプ２６１より出力するとともに、コンデンサｄ１２に保持されているＧ（グリーン）の画素データを第２の出力アンプ２６２より出力する。これは、図３において、偶数フィールドでの第１走査ユニット目における２つ１組画素データｗ１１に対応する。
【００７５】
次に、第２列目の水平転送スイッチｆ２１，ｆ２２を同時にスイッチングして、コンデンサｄ２１に保持されているＧ（グリーン）の画素データを第１の出力アンプ２６１より出力するとともに、コンデンサｄ２２に保持されているＲ（レッド）の画素データを第２の出力アンプ２６２より出力する。これは、図３において、偶数フィールドでの第１走査ユニット目における２つ１組画素データｗ２１に対応する。
【００７６】
次に、第３列目の水平転送スイッチｆ３１，ｆ３２を同時にスイッチングして、コンデンサｄ３１に保持されているＢ（ブルー）の画素データを第１の出力アンプ２６１より出力するとともに、コンデンサｄ３２に保持されているＧ（グリーン）の画素データを第２の出力アンプ２６２より出力する。これは、図３において、偶数フィールドでの第１走査ユニット目における２つ１組画素データｗ３１に対応する。
【００７７】
以上により、図３の偶数フィールドでの２ライン１組の第１走査ユニット目における第２ライン目と第３ライン目の画素データが２チャンネルで同時並列に出力されたことになる。これが偶数フィールド画素データＷ１である。
【００７８】
次に、垂直シフト選択回路２３０において、出力対象の走査ユニットをｂ１からｂ２に進め、上記同様の動作を繰り返すことにより、図３の偶数フィールドでの２ライン１組の第２走査ユニット目における第４ライン目と第５ライン目の画素データを２チャンネルで同時並列に出力する。これが偶数フィールド画素データＷ２である。
【００７９】
次に、垂直シフト選択回路２３０において、出力対象の走査ユニットをｂ２からｂ３に進め、上記同様の動作を繰り返すことにより、図３の偶数フィールドでの２ライン１組の第３走査ユニット目における第６ライン目と第７ライン目の画素データを２チャンネルで同時並列に出力する。これが偶数フィールド画素データＷ３である。
【００８０】
以上のようにして、（第２ライン目，第３ライン目）の同時並列出力、（第４ライン目，第５ライン目）の同時並列出力、（第６ライン目，第７ライン目）の同時並列出力等を順次に進めてゆき、偶数フィールドでの全画素の画素データ出力を終える。次に、奇数フィールドに移行する。
【００８１】
奇数フィールドでの同時並列出力が（第１ライン目，第２ライン目）、（第３ライン目，第４ライン目）、（第５ライン目，第６ライン目）であり、偶数フィールドでの同時並列出力が（第２ライン目，第３ライン目）、（第４ライン目，第５ライン目）、（第６ライン目，第７ライン目）であり、各ラインとも奇数フィールドでも偶数フィールドでも選択されており、同じラインが奇数フィールドと偶数フィールドとで異なるチャンネルから出力されている。
【００８２】
以上のように、２ライン１組の走査ユニットを単位としたインターレース読み出しであるので、高画素での読み出し速度が速く動きの滑らかな高精細インターレース動画を高精細静止画撮影とともに両立させることができ、従来技術に比べて動画像品質を大幅に改善している。
【００８３】
そして、その効果を実現するに当たり、光電変換素子アレイからの画素データを読み出す画素データ読み出し制御部において、画素データの出力の形態にわずかな工夫を加えるだけで対応しているので、上記大幅な動画像品質の改善の効果の割に構造複雑化は抑制され、製品コスト面でも有利な展開が期待できる。
【００８４】
なお、この実施の形態は、４チャンネルでの同時並列出力にも適用できる。
【００８５】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における固体撮像装置を図８および図９を用いて説明する。図８は垂直５画素混合のインターレース読み出しの説明図、図９は５本の走査ライン上の画素の画素データを読み出すための回路構成部分を拡大して示すものである。
【００８６】
全画素読み出しモードの動作については、実施の形態１の場合と同様である。
【００８７】
（インターレース読み出しの奇数フィールド）
奇数フィールドで最初に出力対象となるのは、５ライン１組の第１走査ユニット目である。第１の走査ユニットＡ１は、第１ライン目、第３ライン目、第５ライン目、第７ライン目、第９ライン目の集合となっている。
【００８８】
まず、垂直シフト選択回路２３０において、光電変換素子アレイ２１０の第１の走査ユニットＡ１の第１ライン目を選択する。垂直転送スイッチ回路２４２におけるすべての垂直転送スイッチＶ１１，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４１…を同時に閉じ、さらに信号電圧保持回路２４４におけるすべての１番目の伝達スイッチｅ１１，ｅ２１，ｅ３１，ｅ４１…を同時に閉じ、第１ライン上のＧ（グリーン）およびＲ（レッド）の画素Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３１，Ｐ４１…における電圧信号をそれぞれ信号電圧保持回路２４４における１番目のコンデンサｄ１１，ｄ２１，ｄ３１，ｄ４１…に充電する。そして、ノイズ除去回路２４３のクランプスイッチＣＬのオン→オフ動作を通じてすべてのクランプコンデンサＣＣをリセットする。
【００８９】
次に、垂直シフト選択回路２３０において選択ラインを２つ進め、第３ライン目を選択する。すべての垂直転送スイッチＶ１１，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４１…を同時に閉じ、さらにすべての２番目の伝達スイッチｅ１２，ｅ２２，ｅ３２，ｅ４２…を同時に閉じ、第３ライン上のＧ（グリーン）およびＲ（レッド）の画素Ｐ１３，Ｐ２３，Ｐ３３，Ｐ４３…における電圧信号をそれぞれ２番目のコンデンサｄ１２，ｄ２２，ｄ３２，ｄ４２…に充電する。そして、すべてのクランプコンデンサＣＣをリセットする。
【００９０】
次に、垂直シフト選択回路２３０において選択ラインを２つ進め、第５ライン目を選択する。すべての垂直転送スイッチＶ１１，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４１…を同時に閉じ、さらにすべての３番目の伝達スイッチｅ１３，ｅ２３，ｅ３３，ｅ４３…を同時に閉じ、第５ライン上のＧ（グリーン）およびＲ（レッド）の画素Ｐ１５，Ｐ２５，Ｐ３５，Ｐ４５…における電圧信号をそれぞれ３番目のコンデンサｄ１３，ｄ２３，ｄ３３，ｄ４３…に充電する。そして、すべてのクランプコンデンサＣＣをリセットする。
【００９１】
次に、垂直シフト選択回路２３０において選択ラインを２つ進め、第７ライン目を選択する。すべての垂直転送スイッチＶ１１，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４１…を同時に閉じ、さらにすべての４番目の伝達スイッチｅ１４，ｅ２４，ｅ３４，ｅ４４…を同時に閉じ、第７ライン上のＧ（グリーン）およびＲ（レッド）の画素Ｐ１７，Ｐ２７，Ｐ３７，Ｐ４７…における電圧信号をそれぞれ４番目のコンデンサｄ１４，ｄ２４，ｄ３４，ｄ４４…に充電する。そして、すべてのクランプコンデンサＣＣをリセットする。
【００９２】
次に、垂直シフト選択回路２３０において選択ラインを２つ進め、第９ライン目を選択する。すべての垂直転送スイッチＶ１１，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４１…を同時に閉じ、さらにすべての５番目の伝達スイッチｅ１５，ｅ２５，ｅ３５，ｅ４５…を同時に閉じ、第９ライン上のＧ（グリーン）およびＲ（レッド）の画素Ｐ１９，Ｐ２９，Ｐ３９，Ｐ４９…における電圧信号をそれぞれ５番目のコンデンサｄ１５，ｄ２５，ｄ３５，ｄ４５…に充電する。そして、すべてのクランプコンデンサＣＣをリセットする。
【００９３】
以上により、第１ライン目、第３ライン目、第５ライン目、第７ライン目、第９ライン目の画素群に着目すると、第１列目のＧ（グリーン）の５画素データがそれぞれコンデンサｄ１１，ｄ１２，ｄ１３，ｄ１４，ｄ１５に保持され、第２列目のＲ（レッド）の５画素データがそれぞれコンデンサｄ２１，ｄ２２，ｄ２３，ｄ２４，ｄ２５に保持され、第３列目のＧ（グリーン）の５画素データがそれぞれコンデンサｄ３１，ｄ３２，ｄ３３，ｄ３４，ｄ３５に保持され、第４列目のＲ（レッド）の５画素データがそれぞれコンデンサｄ４１，ｄ４２，ｄ４３，ｄ４４，ｄ４５に保持されたことになる。他の列でも同様の関係になっている。
【００９４】
第１ライン目、第３ライン目、第５ライン目、第７ライン目、第９ライン目で第１列目の５個の画素はすべてＧ（グリーン）の画素であり、それらの画素データはコンデンサｄ１１，ｄ１２，ｄ１３，ｄ１４，ｄ１５に保持されている。そこで、これらのコンデンサに対応する５つの水平転送スイッチｆ１１，ｆ１２，ｆ１３，ｆ１４，ｆ１５を同時にスイッチングして信号出力用コンデンサＣoutに充電することにより、Ｇ（グリーン）の５画素分の画素データを混合し、その５画素混合の上で出力アンプ２６０よりＧ（グリーン）の５画素混合画素データを出力する。これは、図８において、第１走査ユニット目におけるＧ（グリーン）の５画素混合画素データｋ１１に対応する。
【００９５】
次に、第１ライン目、第３ライン目、第５ライン目、第７ライン目、第９ライン目で第２列目の５個の画素はすべてＲ（レッド）の画素であり、それらの画素データはコンデンサｄ２１，ｄ２２，ｄ２３，ｄ２４，ｄ２５に保持されている。そこで、これらのコンデンサに対応する５つの水平転送スイッチｆ２１，ｆ２２，ｆ２３，ｆ２４，ｆ２５を同時にスイッチングして信号出力用コンデンサＣoutに充電することにより、Ｒ（レッド）の５画素分の画素データを混合し、その５画素混合の上で出力アンプ２６０よりＲ（レッド）の５画素混合画素データを出力する。これは、図８において、第１走査ユニット目におけるＲ（レッド）の５画素混合画素データｋ２１に対応する。
【００９６】
以下同様に、第３列目の５つの水平転送スイッチｆ３１，ｆ３２，ｆ３３，ｆ３４，ｆ３５を同時にスイッチングしてコンデンサｄ３１，ｄ３２，ｄ３３，ｄ３４，ｄ３５に保持されているＧ（グリーン）の画素データを画素混合の上、５画素混合画素データｋ３１として出力アンプ２６０より出力する。次いで、第４列目の５つの水平転送スイッチｆ４１，ｆ４２，ｆ４３，ｆ４４，ｆ４５を同時にスイッチングしてコンデンサｄ４１，ｄ４２，ｄ４３，ｄ４４，ｄ４５に保持されているＲ（レッド）の画素データを画素混合の上、５画素混合画素データｋ４１として出力アンプ２６０より出力する。
【００９７】
以上により、図８の奇数フィールドでの５ライン１組の第１走査ユニット目における第１ライン目、第３ライン目、第５ライン目、第７ライン目、第９ライン目の画素データ１列分ずつ５画素混合された５画素混合画素データＫ１（ｋ１１，ｋ２１，ｋ３１，ｋ４１…）が出力されたことになる。
【００９８】
次に、垂直シフト選択回路２３０において、出力対象の５ライン１組の走査ユニットをＡ１からＡ２に進める。第２の走査ユニットＡ２は、第６ライン目、第８ライン目、第１０ライン目、第１２ライン目、第１４ライン目の集合となっている。第２の走査ユニットＡ２において、上記同様の動作を繰り返すことにより、図８の奇数フィールドでの５ライン１組の第２走査ユニット目における５ライン分の５画素混合された５画素混合画素データＫ２（ｋ１２，ｋ２２，ｋ３２，ｋ４２…）を出力する。
【００９９】
次に、垂直シフト選択回路２３０において、出力対象の５ライン１組の走査ユニットをＡ２からＡ３に進める。第３の走査ユニットＡ３は、第１１ライン目、第１３ライン目、第１５ライン目、第１７ライン目、第１９ライン目の集合となっている。第３の走査ユニットＡ３において、上記同様の動作を繰り返すことにより、図８の奇数フィールドでの５ライン１組の第３走査ユニット目における５ライン分の５画素混合された５画素混合画素データＫ３（ｋ１３，ｋ２３，ｋ３３，ｋ４３…）を出力する。
【０１００】
以上の繰り返しにより、奇数フィールドでの画素データ出力を終える。
【０１０１】
上記で説明した奇数フィールドにおいて、第１走査ユニットＡ１での５画素混合画素データＫ１は第５ライン目を重心にし、第２走査ユニットＡ２での５画素混合画素データＫ２は第１０ライン目を重心にし、第３走査ユニットＡ３での５画素混合画素データＫ３は第１５ライン目を重心にしている。すなわち、重心のラインが、５，１０，１５…のように５ライン飛びになっている。
【０１０２】
次に、偶数フィールドに移行する。
【０１０３】
（インターレース読み出しの偶数フィールド）
偶数フィールドでのインターレース読み出しは、５ライン１組の走査ユニットを奇数フィールドに比べて２ラインずらす。偶数フィールドで最初に出力対象となるのは、第１の走査ユニットＢ１である。第１の走査ユニットＢ１は、第３ライン目、第５ライン目、第７ライン目、第９ライン目、第１１ライン目の集合となっている。
【０１０４】
まず、垂直シフト選択回路２３０で光電変換素子アレイ２１０の第３ライン目を選択する。すべての垂直転送スイッチＶ１１，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４１…を同時に閉じ、さらにすべての１番目の伝達スイッチｅ１１，ｅ２１，ｅ３１，ｅ４１…を同時に閉じ、第３ライン上のＧ（グリーン）およびＲ（レッド）の画素Ｐ１３，Ｐ２３，Ｐ３３，Ｐ４３…における電圧信号をそれぞれ１番目のコンデンサｄ１１，ｄ２１，ｄ３１，ｄ４１…に充電する。そして、すべてのクランプコンデンサＣＣをリセットする。
【０１０５】
次に、垂直シフト選択回路２３０において選択ラインを１つ進め、第５ライン目を選択する。すべての垂直転送スイッチＶ１１，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４１…を同時に閉じ、さらにすべての２番目の伝達スイッチｅ１２，ｅ２２，ｅ３２，ｅ４２…を同時に閉じ、第５ライン上のＧ（グリーン）およびＲ（レッド）の画素Ｐ１５，Ｐ２５，Ｐ３５，Ｐ４５…における電圧信号をそれぞれ２番目のコンデンサｄ１２，ｄ２２，ｄ３２，ｄ４２…に充電する。そして、すべてのクランプコンデンサＣＣをリセットする。
【０１０６】
次に、垂直シフト選択回路２３０において選択ラインを１つ進め、第７ライン目を選択する。すべての垂直転送スイッチＶ１１，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４１…を同時に閉じ、さらにすべての３番目の伝達スイッチｅ１３，ｅ２３，ｅ３３，ｅ４３…を同時に閉じ、第７ライン上のＧ（グリーン）およびＲ（レッド）の画素Ｐ１７，Ｐ２７，Ｐ３７，Ｐ４７…における電圧信号をそれぞれ３番目のコンデンサｄ１３，ｄ２３，ｄ３３，ｄ４３…に充電する。そして、すべてのクランプコンデンサＣＣをリセットする。
【０１０７】
次に、垂直シフト選択回路２３０において選択ラインを１つ進め、第９ライン目を選択する。すべての垂直転送スイッチＶ１１，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４１…を同時に閉じ、さらにすべての４番目の伝達スイッチｅ１４，ｅ２４，ｅ３４，ｅ４４…を同時に閉じ、第９ライン上のＧ（グリーン）およびＲ（レッド）の画素Ｐ１９，Ｐ２９，Ｐ３９，Ｐ４９…における電圧信号をそれぞれ４番目のコンデンサｄ１４，ｄ２４，ｄ３４，ｄ４４…に充電する。そして、すべてのクランプコンデンサＣＣをリセットする。
【０１０８】
次に、垂直シフト選択回路２３０において選択ラインを１つ進め、第１１ライン目を選択する。すべての垂直転送スイッチＶ１１，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４１…を同時に閉じ、さらにすべての５番目の伝達スイッチｅ１５，ｅ２５，ｅ３５，ｅ４５…を同時に閉じ、第１１ライン上のＧ（グリーン）およびＲ（レッド）の画素Ｐ１１１，Ｐ２１１，Ｐ３１１，Ｐ４１１…における電圧信号をそれぞれ５番目のコンデンサｄ１５，ｄ２５，ｄ３５，ｄ４５…に充電する。そして、すべてのクランプコンデンサＣＣをリセットする。
【０１０９】
以上により、第３ライン目、第５ライン目、第７ライン目、第９ライン目、第１１ライン目の画素群に着目すると、第１列目のＧ（グリーン）の５画素データがそれぞれコンデンサｄ１１，ｄ１２，ｄ１３，ｄ１４，ｄ１５に保持され、第２列目のＲ（レッド）の５画素データがそれぞれコンデンサｄ２１，ｄ２２，ｄ２３，ｄ２４，ｄ２５に保持され、第３列目のＧ（グリーン）の５画素データがそれぞれコンデンサｄ３１，ｄ３２，ｄ３３，ｄ３４，ｄ３５に保持され、第４列目のＲ（レッド）の５画素データがそれぞれコンデンサｄ４１，ｄ４２，ｄ４３，ｄ４４，ｄ４５に保持されたことになる。他の列でも同様の関係になっている。
【０１１０】
５つの水平転送スイッチｆ１１，ｆ１２，ｆ１３，ｆ１４，ｆ１５を同時にスイッチングしてコンデンサｄ１１，ｄ１２，ｄ１３，ｄ１４，ｄ１５に保持されているＧ（グリーン）の５画素分の画素データを信号出力用コンデンサＣoutに充電して混合し、出力アンプ２６０よりＧ（グリーン）の５画素混合画素データｍ１１を出力する。
【０１１１】
次に、５つの水平転送スイッチｆ２１，ｆ２２，ｆ２３，ｆ２４，ｆ２５を同時にスイッチングしてコンデンサｄ２１，ｄ２２，ｄ２３，ｄ２４，ｄ２５に保持されているＲ（レッド）の５画素分の画素データを信号出力用コンデンサＣoutに充電して混合し、出力アンプ２６０よりＲ（レッド）の５画素混合画素データｍ２１を出力する。
【０１１２】
以下同様に、５つの水平転送スイッチｆ３１，ｆ３２，ｆ３３，ｆ３４，ｆ３５を同時にスイッチングしてコンデンサｄ３１，ｄ３２，ｄ３３，ｄ３４，ｄ３５に保持されているＧ（グリーン）の画素データを画素混合の上、５画素混合画素データｍ３１として出力アンプ２６０より出力する。次いで、５つの水平転送スイッチｆ４１，ｆ４２，ｆ４３，ｆ４４，ｆ４５を同時にスイッチングしてコンデンサｄ４１，ｄ４２，ｄ４３，ｄ４４，ｄ４５に保持されているＲ（レッド）の画素データを画素混合の上、５画素混合画素データｍ４１として出力アンプ２６０より出力する。
【０１１３】
以上により、図８の偶数フィールドでの５ライン１組の第１走査ユニット目における第３ライン目、第５ライン目、第７ライン目、第９ライン目、第１１ライン目の画素データ１列分ずつ５画素混合された５画素混合画素データＭ１（ｍ１１，ｍ２１，ｍ３１，ｍ４１…）が出力されたことになる。
【０１１４】
次に、垂直シフト選択回路２３０において、出力対象の５ライン１組の走査ユニットをＢ１からＢ２に進める。第２の走査ユニットＢ２は、第８ライン目、第１０ライン目、第１２ライン目、第１４ライン目、第１６ライン目の集合となっている。第２の走査ユニットＢ２において、上記同様の動作を繰り返すことにより、図８の偶数フィールドでの５ライン１組の第２走査ユニット目における５ライン分の５画素混合された５画素混合画素データＭ２（ｍ１２，ｍ２２，ｍ３２，ｍ４２…）を出力する。
【０１１５】
次に、垂直シフト選択回路２３０において、出力対象の５ライン１組の走査ユニットをＢ２からＢ３に進める。第３の走査ユニットＢ３は、第１３ライン目、第１５ライン目、第１７ライン目、第１９ライン目、第２１ライン目の集合となっている。第３の走査ユニットＢ３において、上記同様の動作を繰り返すことにより、図８の偶数フィールドでの５ライン１組の第３走査ユニット目における５ライン分の５画素混合された５画素混合画素データＭ３（ｍ１３，ｍ２３，ｍ３３，ｍ４３…）を出力する。
【０１１６】
以上の繰り返しにより、偶数フィールドでの画素データ出力を終える。
【０１１７】
上記で説明した偶数フィールドにおいて、第１走査ユニットＢ１での５画素混合画素データＭ１は第７ライン目を重心にし、第２走査ユニットＢ２での５画素混合画素データＭ２は第１２ライン目を重心にし、第３走査ユニットＢ３での５画素混合画素データＭ３は第１７ライン目を重心にしている。すなわち、重心のラインが、７，１２，１７…のように５ライン飛びになっている。なお、重心のラインを、８，１３，１８…の５ライン飛びとしてもよい。
【０１１８】
次に、奇数フィールドに移行する。なお、２行目ｙは採用されない。
【０１１９】
以上のように、５ライン１組の走査ユニットを単位としたインターレース読み出しであるので、高画素での読み出し速度が速く動きの滑らかな高精細インターレース動画を高精細静止画撮影とともに両立させることができ、従来技術に比べて動画像品質を大幅に改善している。
【０１２０】
そして、その効果を実現するに当たり、光電変換素子アレイからの画素データを読み出す画素データ読み出し制御部において、画素データの出力の形態にわずかな工夫を加えるだけで対応しているので、上記大幅な動画像品質の改善の効果の割に構造複雑化は抑制され、製品コスト面でも有利な展開が期待できる。
【０１２１】
なお、この実施の形態は、２チャンネルでの同時並列出力にも適用できる。
【０１２２】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における固体撮像装置を図１０および図１１を用いて説明する。図１０は垂直２画素混合のインターレース読み出しの説明図、図１１は４本の走査ライン上の画素の画素データを読み出すための回路構成部分を拡大して示すものである。
【０１２３】
全画素読み出しモードの動作については、実施の形態１の場合と同様である。
【０１２４】
（インターレース読み出しの奇数フィールド）
上記同様にして、第１ライン目のＧ（グリーン）およびＲ（レッド）の繰り返しの画素データがコンデンサｄ１１，ｄ２１，ｄ３１，ｄ４１…に保持され、第２ライン目のＢ（ブルー）およびＧ（グリーン）の繰り返しの画素データがコンデンサｄ１２，ｄ２２，ｄ３２，ｄ４２…に保持され、第３ライン目のＧ（グリーン）およびＲ（レッド）の繰り返しの画素データがコンデンサｄ１３，ｄ２３，ｄ３３，ｄ４３…に保持され、第４ライン目のＢ（ブルー）およびＧ（グリーン）の繰り返しの画素データがコンデンサｄ１４，ｄ２４，ｄ３４，ｄ４４…に保持されたとする。
【０１２５】
水平転送スイッチｆ１１，ｆ１３を同時にスイッチングすることにより、コンデンサｄ１１，ｄ１３に保持されているＧ（グリーン）の２画素分の画素データを混合し、第１の出力アンプ２６１よりＧ（グリーン）の２画素混合画素データを出力する。同時に、水平転送スイッチｆ１２，ｆ１４を同時にスイッチングすることにより、コンデンサｄ１２，ｄ１４に保持されているＢ（ブルー）の２画素分の画素データを混合し、第２の出力アンプ２６２よりＢ（ブルー）の２画素混合画素データを出力する。これは、図１０において、第１走査ユニット目におけるＧ（グリーン）およびＢ（ブルー）の２つ１組の２画素混合画素データｓ１１に対応する。
【０１２６】
次に、水平転送スイッチｆ２１，ｆ２３を同時にスイッチングすることにより、コンデンサｄ２１，ｄ２３に保持されているＲ（レッド）の２画素分の画素データを混合し、第１の出力アンプ２６１よりＲ（レッド）の２画素混合画素データを出力する。同時に、水平転送スイッチｆ２２，ｆ２４を同時にスイッチングすることにより、コンデンサｄ２２，ｄ２４に保持されているＧ（グリーン）の２画素分の画素データを混合し、第２の出力アンプ２６２よりＧ（グリーン）の２画素混合画素データを出力する。これは、図１０において、第１走査ユニット目におけるＲ（レッド）およびＧ（グリーン）の２つ１組の２画素混合画素データｓ２１に対応する。
【０１２７】
次に、水平転送スイッチｆ３１，ｆ３３を同時にスイッチングすることにより、コンデンサｄ３１，ｄ３３に保持されているＧ（グリーン）の２画素分の画素データを混合し、第１の出力アンプ２６１よりＧ（グリーン）の２画素混合画素データを出力する。同時に、水平転送スイッチｆ３２，ｆ３４を同時にスイッチングすることにより、コンデンサｄ３２，ｄ３４に保持されているＢ（ブルー）の２画素分の画素データを混合し、第２の出力アンプ２６２よりＢ（ブルー）の２画素混合画素データを出力する。これは、図１０において、第１走査ユニット目におけるＧ（グリーン）およびＢ（ブルー）の２つ１組の２画素混合画素データｓ３１に対応する。
【０１２８】
次に、水平転送スイッチｆ４１，ｆ４３を同時にスイッチングすることにより、コンデンサｄ４１，ｄ４３に保持されているＲ（レッド）の２画素分の画素データを混合し、第１の出力アンプ２６１よりＲ（レッド）の２画素混合画素データを出力する。同時に、水平転送スイッチｆ４２，ｆ４４を同時にスイッチングすることにより、コンデンサｄ４２，ｄ４４に保持されているＧ（グリーン）の２画素分の画素データを混合し、第２の出力アンプ２６２よりＧ（グリーン）の２画素混合画素データを出力する。これは、図１０において、第１走査ユニット目におけるＲ（レッド）およびＧ（グリーン）の２つ１組の２画素混合画素データｓ４１に対応する。
【０１２９】
以上により、図１０の奇数フィールドでの４ライン１組の第１走査ユニット目における第１ライン目、第２ライン目、第３ライン目、第４ライン目の画素データ１列分ずつ２画素ずつ混合された２画素混合画素データＳ１（ｓ１１，ｓ２１，ｓ３１，ｓ４１…）が出力されたことになる。
【０１３０】
次に、垂直シフト選択回路２３０において、出力対象の４ライン１組の走査ユニットをＦ１からＦ２に進める。第２の走査ユニットＦ２は、第５ライン目、第６ライン目、第７ライン目、第８ライン目の集合となっている。第２の走査ユニットＦ２において、上記同様の動作を繰り返すことにより、図１０の奇数フィールドでの第２走査ユニット目における２画素混合画素データＳ２（ｓ１２，ｓ２２，ｓ３２，ｓ４２…）を出力する。
【０１３１】
次に、垂直シフト選択回路２３０において、出力対象の４ライン１組の走査ユニットをＦ２からＦ３に進める。第２の走査ユニットＦ３は、第９ライン目、第１０ライン目、第１１ライン目、第１２ライン目の集合となっている。第２の走査ユニットＦ３において、上記同様の動作を繰り返すことにより、図１０の奇数フィールドでの第３走査ユニット目における２画素混合画素データＳ３（ｓ１３，ｓ２３，ｓ３３，ｓ４３…）を出力する。
【０１３２】
以上の繰り返しにより、奇数フィールドでの画素データ出力を終える。
【０１３３】
上記で説明した奇数フィールドにおいて、第１走査ユニットＦ１での２画素混合画素データＳ１は第２．５ライン目を重心にし、第２走査ユニットＦ２での２画素混合画素データＳ２は第６．５ライン目を重心にし、第３走査ユニットＦ３での２画素混合画素データＳ３は第１０．５ライン目を重心にしている。すなわち、重心のラインが４ライン飛びになっている。
【０１３４】
次に、偶数フィールドに移行する。
【０１３５】
（インターレース読み出しの偶数フィールド）
偶数フィールドでのインターレース読み出しは、４ライン１組の走査ユニットを奇数フィールドに比べて２ラインずらす。偶数フィールドで最初に出力対象となるのは、第１の走査ユニットＪ１である。第１の走査ユニットＪ１は、第３ライン目、第４ライン目、第５ライン目、第６ライン目の集合となっている。
【０１３６】
上記同様にして、第１ライン目のＧ（グリーン）およびＲ（レッド）の繰り返しの画素データがコンデンサｄ１１，ｄ２１，ｄ３１，ｄ４１…に保持され、第２ライン目のＢ（ブルー）およびＧ（グリーン）の繰り返しの画素データがコンデンサｄ１２，ｄ２２，ｄ３２，ｄ４２…に保持され、第３ライン目のＧ（グリーン）およびＲ（レッド）の繰り返しの画素データがコンデンサｄ１３，ｄ２３，ｄ３３，ｄ４３…に保持され、第４ライン目のＢ（ブルー）およびＧ（グリーン）の繰り返しの画素データがコンデンサｄ１４，ｄ２４，ｄ３４，ｄ４４…に保持されたとする。これは、奇数フィールドの場合と同じである。
【０１３７】
水平転送スイッチｆ１１，ｆ１３を同時にスイッチングすることにより、コンデンサｄ１１，ｄ１３に保持されているＧ（グリーン）の２画素分の画素データを混合し、第１の出力アンプ２６１よりＧ（グリーン）の２画素混合画素データを出力する。同時に、水平転送スイッチｆ１２，ｆ１４を同時にスイッチングすることにより、コンデンサｄ１２，ｄ１４に保持されているＢ（ブルー）の２画素分の画素データを混合し、第２の出力アンプ２６２よりＢ（ブルー）の２画素混合画素データを出力する。これは、図１０において、第１走査ユニット目におけるＧ（グリーン）およびＢ（ブルー）の２つ１組の２画素混合画素データｔ１１に対応する。
【０１３８】
次に、水平転送スイッチｆ２１，ｆ２３を同時にスイッチングすることにより、コンデンサｄ２１，ｄ２３に保持されているＲ（レッド）の２画素分の画素データを混合し、第１の出力アンプ２６１よりＲ（レッド）の２画素混合画素データを出力する。同時に、水平転送スイッチｆ２２，ｆ２４を同時にスイッチングすることにより、コンデンサｄ２２，ｄ２４に保持されているＧ（グリーン）の２画素分の画素データを混合し、第２の出力アンプ２６２よりＧ（グリーン）の２画素混合画素データを出力する。これは、図１０において、第１走査ユニット目におけるＲ（レッド）およびＧ（グリーン）の２つ１組の２画素混合画素データｔ２１に対応する。
【０１３９】
次に、水平転送スイッチｆ３１，ｆ３３を同時にスイッチングすることにより、コンデンサｄ３１，ｄ３３に保持されているＧ（グリーン）の２画素分の画素データを混合し、第１の出力アンプ２６１よりＧ（グリーン）の２画素混合画素データを出力する。同時に、水平転送スイッチｆ３２，ｆ３４を同時にスイッチングすることにより、コンデンサｄ３２，ｄ３４に保持されているＢ（ブルー）の２画素分の画素データを混合し、第２の出力アンプ２６２よりＢ（ブルー）の２画素混合画素データを出力する。これは、図１０において、第１走査ユニット目におけるＧ（グリーン）およびＢ（ブルー）の２つ１組の２画素混合画素データｔ３１に対応する。
【０１４０】
次に、水平転送スイッチｆ４１，ｆ４３を同時にスイッチングすることにより、コンデンサｄ４１，ｄ４３に保持されているＲ（レッド）の２画素分の画素データを混合し、第１の出力アンプ２６１よりＲ（レッド）の２画素混合画素データを出力する。同時に、水平転送スイッチｆ４２，ｆ４４を同時にスイッチングすることにより、コンデンサｄ４２，ｄ４４に保持されているＧ（グリーン）の２画素分の画素データを混合し、第２の出力アンプ２６２よりＧ（グリーン）の２画素混合画素データを出力する。これは、図１０において、第１走査ユニット目におけるＲ（レッド）およびＧ（グリーン）の２つ１組の２画素混合画素データｔ４１に対応する。
【０１４１】
以上により、図１０の奇数フィールドでの４ライン１組の第１走査ユニット目における第１ライン目、第２ライン目、第３ライン目、第４ライン目の画素データ１列分ずつ２画素ずつ混合された２画素混合画素データＴ１（ｔ１１，ｔ２１，ｔ３１，ｔ４１…）が出力されたことになる。
【０１４２】
次に、垂直シフト選択回路２３０において、出力対象の４ライン１組の走査ユニットをＪ１からＪ２に進める。第２の走査ユニットＪ２は、第５ライン目、第６ライン目、第７ライン目、第８ライン目の集合となっている。第２の走査ユニットＪ２において、上記同様の動作を繰り返すことにより、図１０の奇数フィールドでの第２走査ユニット目における２画素混合画素データＴ２（ｔ１２，ｔ２２，ｔ３２，ｔ４２…）を出力する。
【０１４３】
次に、垂直シフト選択回路２３０において、出力対象の４ライン１組の走査ユニットをＪ２からＪ３に進める。第２の走査ユニットＪ３は、第９ライン目、第１０ライン目、第１１ライン目、第１２ライン目の集合となっている。第３の走査ユニットＪ３において、上記同様の動作を繰り返すことにより、図１０の奇数フィールドでの第３走査ユニット目における２画素混合画素データＴ３（ｔ１３，ｔ２３，ｔ３３，ｔ４３…）を出力する。
【０１４４】
以上の繰り返しにより、奇数フィールドでの画素データ出力を終える。
【０１４５】
上記で説明した奇数フィールドにおいて、第１走査ユニットＪ１での２画素混合画素データＴ１は第４．５ライン目を重心にし、第２走査ユニットＪ２での２画素混合画素データＴ２は第８．５ライン目を重心にし、第３走査ユニットＪ３での２画素混合画素データＴ３は第１２．５ライン目を重心にしている。すなわち、重心のラインが４ライン飛びになっている。
【０１４６】
次に、奇数フィールドに移行する。
【０１４７】
以上のように、４ライン１組の走査ユニットを単位としたインターレース読み出しであるので、高画素での読み出し速度が速く動きの滑らかな高精細インターレース動画を高精細静止画撮影とともに両立させることができ、従来技術に比べて動画像品質を大幅に改善している。
【０１４８】
そして、その効果を実現するに当たり、光電変換素子アレイからの画素データを読み出す画素データ読み出し制御部において、画素データの出力の形態にわずかな工夫を加えるだけで対応しているので、上記大幅な動画像品質の改善の効果の割に構造複雑化は抑制され、製品コスト面でも有利な展開が期待できる。
【０１４９】
なお、この実施の形態は、４チャンネルでの同時並列出力にも適用できる。
【０１５０】
（実施の形態４）
実施の形態３の変形であり、４ライン１組の走査ユニットにおいて、実施の形態３と同様に同色の画素の画素データを垂直方向で２画素混合すると同時に、水平方向でも３画素混合するものである。すなわち、水平垂直方向で６画素混合するものである。
【０１５１】
回路構成は実施の形態３のものが利用できる。（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）はすべて第１の走査ユニットＦ１を示している。（ｂ）と（ｃ）とは同時刻、（ｄ）と（ｅ）は同時刻で（ｂ），（ｃ）よりも後の時刻である。
【０１５２】
（ｂ）は１番目のＧ（グリーン）の６画素混合を示し、（ｃ）はＢ（ブルー）の６画素混合を示す。（ｄ）はＲ（レッド）の６画素混合を示し、（ｅ）は２番目のＧ（グリーン）の６画素混合を示す。
【０１５３】
水平方向では、図１３に示すように、ｊ１→ｊ２→ｊ３→ｊ４→ｊ５→ｊ６…の順に進められる。２列目ｘは採用されない。
【０１５４】
６画素混合は次のように行われる。すなわち、図１１の回路図において、例えば、Ｇ（グリーン）の６画素混合の場合、水平転送スイッチｆ１１，ｆ１３とともに、水平転送スイッチｆ３１，ｆ３３，ｆ５１，ｆ５３を同時にＯＮ・ＯＦＦする。次いで、Ｒ（レッド）の６画素混合では、水平転送スイッチｆ４１，ｆ４３とともに、水平転送スイッチｆ６１，ｆ６３，ｆ８１，ｆ８３を同時にＯＮ・ＯＦＦする。
【０１５５】
以上のように、４ライン１組の走査ユニットを単位とした６画素混合のインターレース読み出しであるので、高画素での読み出し速度が速く動きの滑らかな高精細インターレース動画を高精細静止画撮影とともに両立させることができ、従来技術に比べて動画像品質を大幅に改善している。
【０１５６】
そして、その効果を実現するに当たり、光電変換素子アレイからの画素データを読み出す画素データ読み出し制御部において、画素データの出力の形態にわずかな工夫を加えるだけで対応しているので、上記大幅な動画像品質の改善の効果の割に構造複雑化は抑制され、製品コスト面でも有利な展開が期待できる。
【０１５７】
なお、この実施の形態は、４チャンネルでの同時並列出力にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明の固体撮像装置は、高画素で静止画撮影と動画記録の両機能を備えたデジタルカメラ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明の実施の形態１における固体撮像装置の基本的構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における固体撮像装置の全画素読み出しモードの動作説明モデル図
【図３】本発明の実施の形態１における固体撮像装置のインターレース読み出しの動作説明モデル図
【図４】本発明の実施の形態１における固体撮像装置の構成をより具体的レベルで展開したブロック図
【図５】本発明の実施の形態１における固体撮像装置のノイズ除去・画素選択回路の詳細な構成を示す回路図
【図６】本発明の実施の形態１における固体撮像装置の光電変換素子アレイの一部分を拡大して示す回路図
【図７】本発明の実施の形態１における固体撮像装置についてインターレース読み出しで２本の走査ライン上の画素の画素データを読み出すための回路構成部分を拡大して示す回路図
【図８】本発明の実施の形態２における固体撮像装置のインターレース読み出しの動作説明モデル図
【図９】本発明の実施の形態２における固体撮像装置についてインターレース読み出しで２本の走査ライン上の画素の画素データを読み出すための回路構成部分を拡大して示す回路図
【図１０】本発明の実施の形態３における固体撮像装置のインターレース読み出しの動作説明モデル図
【図１１】本発明の実施の形態３における固体撮像装置についてインターレース読み出しで２本の走査ライン上の画素の画素データを読み出すための回路構成部分を拡大して示す回路図
【図１２】本発明の実施の形態４における固体撮像装置のインターレース読み出しの動作説明モデル図
【図１３】本発明の実施の形態４における固体撮像装置のインターレース読み出しの動作説明モデル図
【符号の説明】
【０１６０】
Ａ１，Ａ２等  奇数フィールドの走査ユニット
Ｂ１，Ｂ２等  偶数フィールドの走査ユニット
ＣＣ  クランプコンデンサ
ＣＬ  クランプスイッチ
Ｃout  信号出力用コンデンサ
Ｅ１  光学系
Ｅ２  光電変換素子アレイ
Ｅ３  画素データ読み出し制御部
Ｅ４  画像処理部
Ｆ１，Ｆ２等  奇数フィールドの走査ユニット
Ｊ１，Ｊ２等  偶数フィールドの走査ユニット
Ｋ１，Ｋ２等  奇数フィールドの５画素混合画素データ
Ｍ１，Ｍ２等  偶数フィールドの５画素混合画素データ
Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３１等  画素
ＲＳ  リセットスイッチ
Ｓ１，Ｓ２等  奇数フィールドの２画素混合画素データ
Ｔ１，Ｔ２  偶数フィールドの２画素混合画素データ
Ｖ１１，Ｖ２１，Ｖ３１等  垂直転送スイッチ
Ｕ  奇数フィールド画素データ
Ｗ  偶数フィールド画素データ
ａ１，ａ２等  奇数フィールドの走査ユニット
ｂ１，ｂ２等  偶数フィールドの走査ユニット
ｄ１１，ｄ２１，ｄ３１等  コンデンサ
ｅ１１，ｅ２１，ｅ３１等  伝達スイッチ
ｆ１１，ｆ２１，ｆ３１等  水平転送スイッチ
ｋ１１，ｋ２１等  奇数フィールドの５画素混合画素データ
ｍ１１，ｍ２１等  偶数フィールドの５画素混合画素データ
ｓ１１，ｓ２１等  奇数フィールドの２画素混合画素データ
ｔ１１，ｔ２１等  偶数フィールドの２画素混合画素データ
ｕ１１，ｕ２１，ｕ３１等  奇数フィールドの２つ１組画素データ
ｗ１１，ｗ２１，ｗ３１等  偶数フィールドの２つ１組画素データ
１０  フォトダイオード
１２  セルアンプ
１４  カラーフィルタ
１６  画素データ読み出しライン
１８  走査ライン
２０  画素
１００  レンズユニット
２００  ＭＯＳイメージセンサ
２１０  光電変換素子アレイ
２２０  画素データ読み出し制御部
２３０  垂直シフト選択回路
２４０  ノイズ除去・画素選択回路
２４２  垂直転送スイッチ回路
２４３  ノイズキャンセル回路
２４４  信号電圧保持回路
２４６  水平転送スイッチ回路
２４８，２４９  信号出力ライン
２５０  水平シフト選択回路
２６１  第１の出力アンプ
２６２  第２の出力アンプ
３００  ＣＤＳ・ＡＧＣ・Ａ／Ｄ処理部
４００  デジタル信号処理部
５００  タイミングジェネレータ
６００  操作部
７００  画面表示部 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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