(57)【要約】【課題】２つの水平転送路と２つの信号出力を備え、撮像信号の読み出しを高速化する撮像素子において、カラーフィルタ配列を考慮した垂直転送制御を実現する撮像装置を提供する。【解決手段】同一色の画素１０２から読み出した信号電荷が同一の水平転送路へ転送されるように、カラーフィルタ配列に合わせた転送電極１０５の配線構造を備え、信号電荷の垂直転送制御を行うよう構成したので、出力部６２と出力部６４との出力利得のばらつきが小さくなるように考慮する必要がなく、さらに、各色ごとの感度比の影響を出力部６２および出力部６４の出力利得によって吸収することができる。また、色温度によって各色ごとの感度比が変るときには、色温度に変化に合わせて各色の撮像信号を出力する出力部を切り換え制御することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元的に配列された複数の光電変換素子と、
複数色の色フィルタを各光電変換素子に対応させて二次元的に配列させた色フィルタアレイと、
列方向に並ぶ光電変換素子の列間に設けられ、隣接する光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記列方向に沿う垂直方向へ転送させる第１の垂直転送路および前記第１の垂直転送路と逆方向に信号電荷を転送させる第２の垂直転送路と、
前記第１および第２の垂直転送路の下側最終段に接続され、前記第１および第２の垂直転送路のうち何れか一方の垂直転送路から送り出される信号電荷を前記配列の行方向に沿う水平方向に転送させる第１の水平転送路と、
前記第１および第２の垂直転送路の上側最終段に接続され、前記第１の水平転送路へ信号電荷を送り出す前記一方の垂直転送路と異なる他方の垂直転送路から送り出される信号電荷を前記行方向に沿う水平方向に転送させる第２の水平転送路と、
前記第１の水平転送路によって水平転送される信号電荷を撮像信号に変換して出力する第１の信号出力手段と、
前記第２の水平転送路によって水平転送される信号電荷を撮像信号に変換して出力する第２の信号出力手段と、
前記色フィルタにより色分解された複数色のうち１色に対応した信号電荷を前記第１および第２の水平転送路のうち一方の水平転送路のみへ転送し、他の色に対応した信号電荷を他方の水平転送路のみへ転送するように前記第１および第２の垂直転送路における信号電荷の転送を制御する垂直転送制御手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
列方向に隣り合う前記第１および第２の垂直転送路はそれぞれ転送路上で列方向に並ぶ垂直転送電極の配置順が部分的に入れ替わるように、上下方向に隣接する電極の配線を交差させる配線構造を有していることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記垂直転送制御手段は、前記第１および前記第２の垂直転送路において、逆転送垂直転送制御信号を用いて前記垂直転送制御信号による信号電荷の転送方向と逆方向に信号電荷を転送する逆方向転送制御を行うことを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記色フィルタは、１色の色フィルタで構成された列と、
前記１色を除く他の色の色フィルタで構成された列と、
を有することを特徴とする請求項１、２または３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１および前記第２の信号出力手段の増幅利得を設定する利得設定手段を備え、
前記垂直転送制御手段は、前記第１のおよび前記第２の信号出力手段のうち相対的に出力利得が高く設定された出力手段に接続される水平転送路には、前記色フィルタアレイを構成する色のうち相対的に感度の低い色に対応した信号電荷を転送し、相対的に出力利得が低く設定された出力手段に接続される水平転送路には、前記色フィルタアレイを構成する色のうち相対的に感度の高い色に対応した信号電荷を転送することを特徴とする請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記色フィルタアレイは、原色系色フィルタが所定の配列に並べられ、少なくともＧに対応する色フィルタが並べられた列と、Ｒに対応した色フィルタおよびＢに対応した色フィルタが交互に並べられた列と、を交互に配置した色フィルタアレイを含み、
前記垂直転送制御手段は、Ｇに対応した光電変換素子列の信号電荷を前記第１あるいは前記第２の信号出力手段のうち相対的に出力利得が高く設定された信号出力部に接続される水平転送路へ転送し、ＲおよびＢに対応した光電変換素子列の信号電荷を前記第１あるいは前記第２の信号出力手段のうち相対的に出力利得が低く設定された信号出力部に接続される水平転送路へ転送する制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
撮影シーンの色温度情報を取得する色温度情報取得手段を備え、
前記垂直転送制御手段は、前記色温度情報取得手段によって取得された色温度情報に基づいて順方向転送を行う垂直転送制御信号を印加するか、あるいは逆方向転送を行う逆転送垂直転送制御信号を印加するかを切換制御することを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記光電変換素子は、該光電変換素子の幾何学的な形状の中心点を行方向および列方向に１つおきに配列ピッチの半分ずらして配列させたハニカム構造の配列で配列されることを特徴とする請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像装置に係り、特に光電変換素子に蓄積された信号電荷の転送制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルカメラやデジタルビデオカメラの撮像素子に用いられるＣＣＤ（電荷結合素子）は有効画素数の増加や高解像度の要求に伴い、ＣＣＤから得られる信号を高速読み出しし、高速処理する必要が生じている。ＣＣＤの高密度化や処理の高速化によってＣＣＤの駆動周波数が高くなったり、ＣＣＤの構造が複雑になるために配線インピーダンスが増加したりする。その結果、不要輻射の増加、Ｓ／Ｎ比の悪化、消費電力の増加など様々な問題が発生している。
【０００３】
図１３に従来の固体撮像素子の例を示す。図１３はＣＣＤ１２の受光面の構造を示す平面図である。ＣＣＤ１２の受光領域１００内には画素１０２が行列状に配置されている。縦方向の系列を列、横方向の系列を行とし、右から１列目、２列目、…、上から１行目、２行目、…、とする。
【０００４】
画素１０２は、画素の幾何学的な形状の中心点を行方向および列方向に１つおきに画素ピッチの半分（１／２ピッチ）ずらして配列させたハニカム構造となっている。すなわち、互いに隣接する画素１０２の行どうし（または列どうし）において、一方の行（または列）の画素配列が、他方の行（または列）の画素配列に対して行方向（または列方向）の配列間隔の略１／２だけ相対的にずれて配置された構造となっている。
【０００５】
各画素列の間には、各画素に蓄積された電荷を読み出す垂直転送路１０４が蛇行するように各画素列に近接して配置されている。垂直転送路１０４には垂直転送駆動パルス信号（ＶＣＣＤパルス）が印加される転送電極１０５が接続されている。なお、転送電極１０５は垂直転送路１０４内の枠で示されている。
【０００６】
受光領域１００の右側には転送電極１０５にＶＣＣＤパルスを印加するＶＣＣＤ駆動回路１１０が配置されている。
【０００７】
さらに、受光領域１００の下側（垂直転送路１０４の下側最終段）には垂直転送路１０４から移された信号電荷を水平方向に転送する水平転送路（ＨＣＣＤ）１１２が配置され、受光領域１００の上側（垂直転送路１０４の上側最終段）には垂直転送路１０４から移された信号電荷を水平方向に転送する水平転送路１１４が配置されている。
【０００８】
水平転送路１１２および水平転送路１１４は、２相駆動パルスにより転送制御され、図２の右から左に向かって電荷が転送される。これらの最終段（図２の最左段）ではそれぞれ出力部６２および出力部６４に接続されている。
【０００９】
出力部６２および出力部６４は出力アンプ（フローティングデフュージョンアンプ）を含んでおり、入力された信号電荷の電荷検出を行い、信号電圧として出力端子に出力する。こうして、画素１０２で光電変換した信号が点順次の信号列として出力される。
【００１０】
すなわち、画素１０２に光が入射すると、その光量に応じた量の電荷が画素１０２のフォトダイオードに蓄積され、画素１０２に蓄積された電荷はフィールドシフトパルスに応じて各画素に対応する垂直転送路１０４へ読み出される。
【００１１】
垂直転送路１０４において、画素１０２から読み出された電荷はＶＣＣＤパルスによって水平転送路１１２または水平転送路１１４に順次転送される。電荷の垂直転送制御の詳細については後述する。
【００１２】
１画素行分の電荷が垂直転送路１０４の最下段または最上段（水平転送路に接続される部分）に転送されると、該電荷は垂直転送路１０４から転送ゲートパルスに応じて水平転送路１１２または水平転送路１１４へ読み出される。
【００１３】
上述した構成により、各画素に蓄積された電荷は、各画素の右側に配置された垂直転送路１０４へ読み出される。すなわち、１列目の画素列では１列目（奇数列目）の垂直転送路１０４Ａへ蓄積電荷が読み出され、２列目の画素列では２列目（偶数列目）の垂直転送路１０４Ｂへ蓄積電荷が読み出される。
【００１４】
垂直転送路１０４Ａでは水平転送路１１２へ電荷を転送し、垂直転送路１０４Ｂでは水平転送路１１４へ電荷を転送する順方向ＶＣＣＤパルスを印加すると、ＧとＲとに対応した画素（奇数列目の画素）の電荷は水平転送路１１２へ転送され、これに対応した撮像信号が出力部６２から出力される。また、ＧとＢとに対応した画素（偶数列目の画素）の電荷は水平転送路１１４へ転送され、これに対応した撮像信号が出力部６４から出力される。
【００１５】
一方、垂直転送路１０４Ａでは水平転送路１１４へ電荷を転送し、垂直転送路１０４Ｂでは水平転送路１１２へ電荷を転送する逆転送ＶＣＣＤパルスを印加すると、ＧとＲとに対応した画素（奇数列目の画素）の電荷は水平転送路１１４へ転送され、これに対応した撮像信号が出力部６４から出力され、ＧとＢとに対応した画素（偶数列目の画素）の電荷は水平転送路１１２へ転送され、これに対応した撮像信号が出力部６２から出力される。
【００１６】
特許文献１に開示された固体撮像素子は、撮像領域の上下にそれぞれ水平転送路を配置し、フォトダイオードから水平転送路へ電荷を転送する垂直転送路の配線電極をクロス配線し、共通の駆動パルスによって列単位で上下転送方向を制御する方式が提案されている。例えば、前記転送制御では、奇数列は下方向の垂直転送路に電荷を読み出し、偶数列は上方向の垂直転送路に電荷を読み出すことができる。
【００１７】
【特許文献１】
特開平８−１２５１５８号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、水平転送路を２つ備え、ＣＣＤの出力回路を２つ備えると、ＣＣＤから出力を高速で読み出すことが可能になるが、一方では、カラーフィルタ配列などが考慮されていないので、ＣＣＤの出力回路のばらつき等によって生成される画像に影響を与えることがある。
【００１９】
図１３に示したＣＣＤ１２では、同一の色情報が上下それぞれの水平転送路から出力部６２および出力部６４に転送され、出力部６２と出力部６４とに備えられたフローティングデフュージョンアンプ（ＦＤＡ）から電圧変換されて出力される。このＦＤＡのゲインにばらつきが感度ムラとなって現れるなどの問題を発生し易い。
【００２０】
特許文献１に開示された固体撮像素子では、上下の水平転送路に電荷を転送する垂直転送路の構造が複雑になり、また、ＣＣＤ出力回路以降の信号処理系については特に開示されていない。
【００２１】
本発明はこのような事情を鑑みてなされたもので、２つの水平転送路と２つの信号出力を備え、撮像信号の読み出しを高速化する撮像素子において、カラーフィルタ配列を考慮した垂直転送制御を実現する撮像装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明に係る撮像装置は、二次元的に配列された複数の光電変換素子と、複数色の色フィルタを各光電変換素子に対応させて二次元的に配列させた色フィルタアレイと、列方向に並ぶ光電変換素子の列間に設けられ、隣接する光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記列方向に沿う垂直方向へ転送させる第１の垂直転送路および前記第１の垂直転送路と逆方向に信号電荷を転送させる第２の垂直転送路と、前記第１および第２の垂直転送路の下側最終段に接続され、前記第１および第２の垂直転送路のうち何れか一方の垂直転送路から送り出される信号電荷を前記配列の行方向に沿う水平方向に転送させる第１の水平転送路と、前記第１および第２の垂直転送路の上側最終段に接続され、前記第１の水平転送路へ信号電荷を送り出す前記一方の垂直転送路と異なる他方の垂直転送路から送り出される信号電荷を前記行方向に沿う水平方向に転送させる第２の水平転送路と、前記第１の水平転送路によって水平転送される信号電荷を撮像信号に変換して出力する第１の信号出力手段と、前記第２の水平転送路によって水平転送される信号電荷を撮像信号に変換して出力する第２の信号出力手段と、前記色フィルタにより色分解された複数色のうち１色に対応した信号電荷を前記第１および第２の水平転送路のうち一方の水平転送路のみへ転送し、他の色に対応した信号電荷を他方の水平転送路のみへ転送するように前記第１および第２の垂直転送路における信号電荷の転送を制御する垂直転送制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００２３】
本発明によれば、同一色に対応した信号電荷は同一水平転送路にのみ転送されるように制御される。同じ色に対応した撮像信号を両方の水平転送路へ送り出さないので、第１の水平転送路に接続される第１の出力手段と第２の水平転送路に接続される第２の出力手段との出力特性（ゲイン、温度特性等）のばらつきを考慮しなくてもよい。すなわち、同一色の信号電荷が第１および第２の水平転送路に分散して転送されないように、同じ色は同じ種類の垂直転送路（同じ垂直転送方向へ転送する転送路）に読み出して、同じ水平転送路に送る。
【００２４】
色別に信号電荷を上下へ分散させて、同一色は、一方の信号出力手段のみから得られる。
【００２５】
例えば、色フィルタアレイが３色から構成される場合には、信号電荷は１色と２色に分かれて第１および第２の水平転送路へ転送される。
【００２６】
本発明の一態様によれば、列方向に隣り合う前記第１および第２の垂直転送路はそれぞれ転送路上で列方向に並ぶ垂直転送電極の配置順が部分的に入れ替わるように、上下方向に隣接する電極の配線を交差させる配線構造を有していることを特徴としている。
【００２７】
かかる構造により、共通の垂直転送制御信号によって、第１および第２の垂直転送路を同時にそれぞれ逆方向へ転送制御できる。
【００２８】
共通の垂直転送制御信号を用いて垂直転送制御を行うと、同一行系列の垂直転送電極が接続される配線ではすべての垂直転送路において上方向または下方向の何れか一方に電荷が転送される。垂直転送電極の配線のうち、隣接する２つの配線が交差される配線では、当該配線が交差された前後の垂直転送路では信号電荷の転送方向が逆になる。配線を交差させる態様は垂直転送制御信号と対応している。
【００２９】
また、２つの配線を入れ替える態様は、１垂直転送路ごとに配線が入れ替えられてもよいし、複数の垂直転送路ごとに配線が入れ替えられてもよい。電極間の配線は、半導体プロセスなどによって生成された導電経路でもよいし、配線部材による接続でもよい。
【００３０】
電極の配線を１列おきに交差させる態様では、垂直転送路の転送方向は交互に入れ替わり、２垂直転送路ごとや３垂直転送路ごとに電極の配線を交差させる態様では垂直転送路の信号電荷転送方向を２列ごと３列ごとに入れ換えることができる。色フィルタアレイの配列に合わせて電極の配線を交差させる態様が決められる。
【００３１】
本発明の他の態様によれば、前記垂直転送制御手段は、前記第１および前記第２の垂直転送路において、逆転送垂直転送制御信号を用いて前記垂直転送制御信号による信号電荷の転送方向と逆方向に信号電荷を転送する逆方向転送制御を行うことを特徴としている。
【００３２】
かかる態様によれば、垂直転送制御信号と逆転送垂直転送制御信号とを切換制御することによって、各光電変換素子から読み出された信号電荷を第１の水平転送路および第２の水平転送路の何れの水平転送路にも転送することができる。
【００３３】
垂直転送制御信号および逆転送垂直転送制御信号には一般的に他相パルス信号が適用される。他相パルス信号には２相駆動、３相駆動、４相駆動、８相駆動などの多様な態様があり、信号電荷の読出速度や他の制御に合わせて何れの態様を適用してもよい。また、垂直転送制御信号は前述した駆動パルス以外の態様を適用してもよい。
【００３４】
本発明のさらに他の態様によれば、前記色フィルタは、１色の色フィルタで構成された列と、前記１色を除く他の色の色フィルタで構成された列と、を有することを特徴としている。
【００３５】
かかる態様によれば、１色の色フィルタで構成された列に対応した画素列から読み出した信号電荷と、該１色以外の色フィルタで構成された列に対応した画素列から読み出した信号電荷と、をそれぞれ第１あるいは第２の水平転送路のうち何れか一方に転送するよう制御すると、同じ色に対応した信号電荷が分散されずに、一方の信号出力手段から読み出すことができる。
【００３６】
さらに、本発明の他の態様によれば、前記第１および前記第２の信号出力手段の増幅利得を設定する利得設定手段を備え、前記垂直転送制御手段は、前記第１および前記第２の信号出力手段のうち相対的に出力利得が高く設定された出力手段に接続される水平転送路には、前記色フィルタアレイを構成する色のうち相対的に感度の低い色に対応した信号電荷を転送し、相対的に出力利得が低く設定された出力手段に接続される水平転送路には、前記色フィルタアレイを構成する色のうち相対的に感度の高い色に対応した信号電荷を転送することを特徴としている。
【００３７】
かかる態様によれば、相対的に感度の低い色に対応した信号電荷は相対的に増幅利得が高い出力手段に接続される水平転送路へ転送し、相対的に感度の高い色の信号電荷は相対的に増幅利得の低い出力手段の接続される水平転送路へ転送する制御が可能になる。色ごとの感度差を出力利得の差によって吸収することができ、後段回路でゲインを抑える構成が可能である。後段回路のゲインを抑えることができると、不要輻射の増加やＳ／Ｎ比劣化を抑制することができる。
【００３８】
利得設定手段は、前記第１の信号出力手段あるいは前記第２の信号出力手段のうち、少なくとも何れか一方の増幅利得を設定できればよい。
【００３９】
また、本発明の一態様によれば、前記色フィルタアレイは、原色系色フィルタが所定の配列に並べられ、少なくともＧに対応する色フィルタが並べられた列と、Ｒに対応した色フィルタおよびＢに対応した色フィルタが交互に並べられた列と、を交互に配置した色フィルタアレイを含み、前記垂直転送制御手段は、Ｇに対応した光電変換素子列の信号電荷を前記第１あるいは前記第２の信号出力手段のうち相対的に出力利得が高く設定された信号出力部に接続される水平転送路へ転送し、ＲおよびＢに対応した光電変換素子列の信号電荷を前記第１あるいは前記第２の信号出力手段のうち相対的に出力利得が低く設定された信号出力部に接続される水平転送路へ転送する制御を行うことを特徴としている。
【００４０】
ＲおよびＢに対応した画素に比べてＧに対応した画素は感度が高いので、Ｇに対応した信号電荷は出力利得が低い方の出力手段に接続される水平転送路へ転送し、ＲおよびＢに対応する信号電荷は出力利得が高い方の出力手段に接続される水平転送路へ転送される。
【００４１】
本発明の他の態様によれば、撮影シーンの色温度情報を取得する色温度情報取得手段を備え、前記垂直転送制御手段は、前記色温度情報取得手段によって取得された色温度情報に基づいて順方向転送を行う垂直転送制御信号を印加するか、あるいは逆方向転送を行う逆転送垂直転送制御信号を印加するかを切換制御することを特徴としている。
【００４２】
撮影シーンの色温度によって各色の感度比が変ることがあり、前記色温度に基づいて信号電荷の垂直転送方向を切り換え制御すると、相対的に感度比の高い色の信号電荷は相対的に増幅利得の低い信号出力手段に接続される水平転送路へ転送し、相対的に感度比の低い色の信号電荷は相対的に増幅利得の高い信号出力手段に接続される水平転送路へ転送することができる。
【００４３】
本発明のさらに他の態様によれば、前記光電変換素子は、該光電変換素子の幾何学的な形状の中心点を行方向および列方向に１つおきに配列ピッチの半分ずらして配列させたハニカム構造の配列で配列されることを特徴としている。
【００４４】
かかる態様によれば、正方配列など他の配列を適用した場合に比べて各光電変換素子間部面積が大きく、配線幅を大きく取ることができる。したがって、配線インピーダンスの増加を防止でき、不要輻射の発生、Ｓ／Ｎ比の劣化および消費電力の増加を抑制できる。また前記垂直転送電極の配線にクロス配線を適用する場合にも、配線幅を大きく取るために配線構造が複雑にならずに済む。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る撮像装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００４６】
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラのブロック図である。
【００４７】
カメラ１０は、ＣＣＤ固体撮像素子（以下ＣＣＤと記載）１２を介して撮像した被写体の光学像をデジタル画像データに変換して記録メディア１４に記録するデジタルカメラである。
【００４８】
カメラ１０全体の動作は、カメラ内蔵の中央処理装置（以下ＣＰＵと記載）１６によって統括制御される。ＣＰＵ１６は、所定のプログラムに従って本カメラシステムを制御する制御手段として機能するとともに、自動露出（ＡＥ）演算、自動焦点調節（ＡＦ）演算、およびオートホワイトバランス（ＡＷＢ）制御など各種演算を実施する演算手段として機能する。
【００４９】
ＣＰＵ１６はバスを介してＲＯＭ２０およびメモリ（ＲＡＭ）２２と接続されている。ＲＯＭ２０にはＣＰＵ１６が実行するプログラムおよび制御に必要な各種データなどが格納されている。ＲＡＭ２２はプログラムの展開領域およびＣＰＵ１６の演算作業用領域として利用されるとともに、画像データの一時記憶領域として利用される。
【００５０】
また、ＣＰＵ１６にはＥＥＰＲＯＭ２４が接続されおり、ＥＥＰＲＯＭ２４はＡＥ、ＡＦおよびＡＷＢ等の制御に必要なデータ或いはユーザが設定したカスタマイズ情報などが格納される不揮発性の記憶手段であり、必要に応じてデータの書き換えが可能であるとともに、電源オフ時においても情報内容が保持される。ＣＰＵ１６は必要に応じてＥＥＰＲＯＭ２４のデータを参照して演算等を行う。
【００５１】
カメラ１０にはユーザが各種の指令を入力するための操作部３０が設けられている。操作部３０は、シャッターボタン３２、ズームスイッチ３４、モード切換スイッチ３６など各種操作部を含む。シャッターボタン３２は、撮影開始の指示を入力する操作手段であり、半押し時にオンするＳ１スイッチと、全押し時にオンするＳ２スイッチとを有する二段ストローク式のスイッチで構成されている。Ｓ１オンにより、ＡＥおよびＡＦ処理が行われ、Ｓ２オンによって記録用の露光が行われる。ズームスイッチ３４は、撮影倍率や再生倍率を変更するための操作手段である。モード切換スイッチ３６は、静止画撮影モード、動画撮影モードおよび再生モードを切り換えるための操作手段である。
【００５２】
また、操作部３０には、上記の他、撮影目的に応じて最適な動作モード（連写モード、オート撮影モード、マニュアル撮影モード、人物モード、風景モード、夜景モードなど）を設定する撮影モード設定手段３８、液晶モニタ（表示装置）４０にメニュー画面を表示させるメニューボタン４４、メニュー画面から所望の項目を選択する十字ボタン（カーソル移動操作手段）４６、選択項目の確定や処理の実行を指令するＯＫボタン４８、選択項目など所望の対象の消去や指示内容の取消し、或いは１つ前の操作状態に戻らせる指令を入力するキャンセルボタン５０などの操作手段も含まれる。
【００５３】
なお、操作部３０の中には、プッシュ式のスイッチ部材、ダイヤル部材、レバースイッチなどの構成によるものに限らず、メニュー画面から所望の項目を選択するようなユーザインターフェースによって実現されるものも含まれている。
【００５４】
操作部３０からの信号はＣＰＵ１６に入力される。ＣＰＵ１６は操作部３０からの入力信号に基づいてカメラ１０の各回路を制御し、例えば、レンズ駆動制御、撮影動作制御、画像処理制御、画像データの記録／再生制御、液晶モニタ（表示装置）４０の表示制御などを行う。
【００５５】
液晶モニタ４０は、撮影時に画角確認用の電子ファインダーとして使用できるとともに、記録済み画像を再生表示する手段として利用される。また、液晶モニタ４０は、ユーザインターフェース用表示画面としても利用され、必要に応じてメニュー情報や選択項目、設定内容などの情報が表示される。なお、本実施形態では表示装置には液晶モニタを用いたが、有機ＥＬなど他の方式の表示装置（表示手段）を用いることも可能である。
【００５６】
次に、カメラ１０の撮影機能について説明する。
【００５７】
カメラ１０の撮像系は、撮影レンズ５２と絞り兼用メカシャター機構５４とを含む光学系５６と、ＣＣＤ１２とを備えている。
【００５８】
なお、ＣＣＤ１２に代えて、ＭＯＳ型固体撮像素子など他の方式の撮像素子を用いることも可能である。
【００５９】
撮影レンズ５２は電動式のズームレンズで構成されており、主として倍率変更（焦点距離可変）作用をもたらす変倍レンズ群および補正レンズ群と、フォーカス調整に寄与するフォーカスレンズとを含んでいる。
【００６０】
撮影者によって操作部３０のズームスイッチ３４が操作されると、そのスイッチ操作に応じてＣＰＵ１６からレンズドライバー（光学系ドライバー５８）に対して光学系制御信号が出力される。レンズドライバーは、ＣＰＵ１６からの制御信号に基づいてレンズ駆動用の信号を生成し、ズームモータ（不図示）に与える。こうして、レンズドライバーから出力されるモータ駆動電圧によってズームモータが作動し、撮影レンズ内の変倍レンズ群および補正レンズ群が光軸に沿って前後移動することにより、撮影レンズ５２の焦点距離（光学ズーム倍率）が変更される。
【００６１】
また、ＣＰＵ１６は絞りドライバー（光学系ドライバー５８）を介して絞り兼用メカシャター機構５４の制御を行っている。なお、図１には、レンズドライバーと絞りドライバーとを光学系ドライバー５８と表示されている。
【００６２】
光学系を通過した光は、ＣＣＤ１２の受光面に入射する。ＣＣＤ１２の受光対面には多数のフォトセンサ（受光素子）が平面的に配列され、各フォトセンサに対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色系カラーフィルタが所定の配列構造で配置されている。もちろん、シアン、マゼンダ、イエロー、（グリーン）からなる補色系のカラーフィルタを用いてもよい。
【００６３】
ＣＣＤ１２の受光面に結像された被写体像は、各フォトセンサによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。ＣＣＤ１２は、シャッターゲートパルスのタイミングによって各フォトセンサの電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する電子シャッター機能を有している。
【００６４】
ＣＣＤ１２の各フォトセンサに蓄積された信号電荷は、ＣＣＤドライバー６０から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出される。
【００６５】
ＣＣＤ１２は水平転送路を２つ備えており、各水平転送路にはそれぞれ出力部６２および出力部６４を有している。さらに、撮影モードやＣＣＤ１２の読出制御に応じてどちらの出力部から画像信号を取得するかを切り換えるＣＣＤ出力切換回路６６を備え、各出力部から取得される画像信号はＣＣＤ出力切換回路６６を介して後段の回路に送られる。なお、ＣＣＤ１２の制御については後述する。
【００６６】
静止画撮影時にはＣＣＤ出力切換回路６６は出力部６２と出力部６４とから交互に信号を取得し、動画撮影時には出力部６２あるいは出力部６４の何れか一方から信号を取得し、もう一方からは信号を取得しない制御が行われる。また、静止画撮影時に出力部６２と出力部６４とから交互に信号を取得する態様は、一定時間ごとに出力を切り換える態様や、ＣＣＤ１２の１画素行おき、あるいは複数画素行おきに出力を切り換える態様がある。
【００６７】
本実施形態では、ＣＣＤ出力切換回路６６によって、ＣＣＤ１２に備えられた出力部６２から得られる画像信号と出力部６４から得られる画像信号とを切り換えることにより、ＣＣＤ１２の後段回路を１系統備える態様を例示したが、出力部６２と出力部６４とにそれぞれ処理系を備える態様を適用してもよい。
【００６８】
ＣＣＤ１２から出力された画像信号は、アナログ処理部（ＣＤＳ／ＧＣＡ）６８に送られる。アナログ処理部６８は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路およびＧＣＡ回路（ゲイン調整回路）を含む処理部であり、このアナログ処理部６８において、サンプリング処理並びにＲ，Ｇ，Ｂの各色信号に色分離処理され、各色信号の信号レベルの調整が行われる。
【００６９】
アナログ処理部６８から出力された画像信号はＡ／Ｄ変換器７０によってデジタル信号に変換された後、デジタル信号処理部７２を介してＲＡＭ２２に格納される。
【００７０】
タイミングジェネレータ（ＴＧ）７４は、ＣＰＵ１６の指令に従ってＣＣＤドライバー６０、ＣＣＤ出力切換回路６６、アナログ処理部６８、Ａ／Ｄ変換器７０およびデジタル信号処理部７２に対してタイミング信号を与えており、このタイミング信号によって各回路の同期がとられている。
【００７１】
デジタル信号処理部７２は、ＲＡＭ２２の読み書きを制御するメモリコントローラを兼ねたデジタル信号処理ブロックである。デジタル信号処理部７２は、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理を行うオート演算部、ホワイトバランス回路、ガンマ変換回路、同時化回路（単板ＣＣＤのカラーフィルタ配列に伴う色信号の空間的なズレを補間して各点の色を計算する処理回路）、輝度・色差信号輝度・色差信号生成回路、輪郭補正回路、コントラスト補正回路等を含む画像処理手段であり、ＣＰＵ１６からのコマンドに従ってＲＡＭ２２を活用しながら画像信号を処理する。
【００７２】
ＲＡＭ２２に格納されたデータ（ＣＣＤＲＡＷデータ）は、バスを介してデジタル信号処理部７２に送られ、デジタル信号処理部７２に入力された画像データは、ホワイトバランス調整処理、ガンマ変換処理、輝度信号（Ｙ信号）および色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ  信号）への変換処理（ＹＣ処理）など、所定の信号処理が施された後、ＲＡＭ２２に格納される。
【００７３】
撮影画像をモニタ出力する場合、ＲＡＭ２２から画像データが読み出され、表示回路７６に送られる。表示回路７６に送られた画像データは表示用の所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換された後、液晶モニタ４０に出力される。ＣＣＤ１２から出力される画像信号によってＲＡＭ２２内の画像データが定期的に書き換えられ、その画像データから生成される映像信号が液晶モニタ４０に供給されることにより、撮像中の映像（スルー画）がリアルタイムに液晶モニタ４０に表示される。撮影者は液晶モニタ４０に表示される映像（いわゆるスルームービー）によって画角（構図）を確認できる。
【００７４】
撮影者が画角を決めてシャッターボタン３２を押下すると、ＣＰＵ１６はこれを検知し、シャッターボタンの半押し（Ｓ１オン）に応動してＡＥ処理、ＡＦ処理を行い、シャッターボタンの全押し（Ｓ２オン）に応動して記録用の画像を取り込むためのＣＣＤ露光および読み出し制御を開始する。
【００７５】
すなわち、ＣＰＵ１６は、Ｓ１オンに応動して取り込まれた画像データから焦点評価演算やＡＥ演算などの各種演算を行い、その演算結果に基づいてレンズドライバーに制御信号を送り、不図示のＡＦモータを制御してフォーカスレンズ（図１には光学系として表示）を合焦位置に移動させる。
【００７６】
ＡＥ処理は撮影画像の１画面を複数のエリア（例えば、１６×１６）に分割し、分割エリアごとにＲＧＢ信号を積算して、その積算値をＣＰＵ１６に提供する。ＲＧＢの各色信号について積算値を求めてもよいし、これらのうちの一色（例えば、Ｇ信号）のみについて積算値を求めてもよい。
【００７７】
ＣＰＵ１６は、ＡＥ処理によって得た積算値に基づいて重み付け加算を行い、被写体の明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（撮影ＥＶ値）を算出する。
【００７８】
ＣＰＵ１６は、上述のＡＥ演算結果に基づいて絞りとシャッタースピードを制御し、シャッターボタンの全押し（Ｓ２オン）に応動して記録用の画像を取得する。
【００７９】
Ｓ２オンに応動して取り込まれた画像データは、図１に示したデジタル信号処理部７２においてＹＣ処理その他の所定の信号処理を経た後、圧縮伸張回路７８において所定の圧縮フォーマット（例えば、ＪＰＥＧ方式）  に従って圧縮される。圧縮された画像データは、メディアインターフェース部を介して記録メディア１４に記録される。圧縮形式はＪＰＥＧに限定されず、ＭＰＥＧその他の方式を採用してもよい。
【００８０】
画像データを保存する手段は、スマートメディアｘＤ−Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｃａｒｄ  （商標）、コンパクトフラッシュ（商標）などに代表される半導体メモリカード、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなど、種々の媒体を用いることができる。また、リムーバブルメディアに限らず、カメラ１０に内蔵された記録媒体（内部メモリ）であってもよい。
【００８１】
また、ＡＷＢ処理では、ＲＡＭ２２に一時格納されたＲ、Ｇ、Ｂ信号から、１画面を複数のエリア（８×８、１６×１６等）に分割する分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号の色別の平均積算値を求める。これらの分割エリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の平均積算値は、積算回路（不図示）によって算出され、ＣＰＵ１６に加えられる。積算回路とＣＰＵ１６との間には乗算器（不図示）が設けられており、前記乗算器には、機器のバラツキを調整するための色ごとに調整ゲイン値が加えられるようになっている。
【００８２】
ＣＰＵ１６は、上記分割エリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の平均積算値に基づいてデーライト（晴れ）、日陰−曇り、蛍光灯、タングステン電球等の光源種の判別を行う。この光源種の判別は、前記分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号の色別の平均積算値の比Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇを求め、続いて横軸をＲ／Ｇ、縦軸をＢ／Ｇとするグラフ上で、各光源種に対応する色分布の範囲を示す検出枠を設定する。そして、前記求めたエリアごとの比Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇに基づいて前記検出枠に入るエリアの個数を求め、被写体の輝度レベルおよび検出枠に入るエリアの個数に基づいて光源種を判別する。なお、ＣＣＤ１２から得られたＲ、Ｇ、Ｂ信号に基づいて自動的に光源種（被写界の色温度）を求める方法は、この実施の形態に限定されない。
【００８３】
ＣＰＵ１６は、上記のようにして光源種（被写界の色温度）を求めると、その光源種に適したホワイトバランス補正値を決定し、その決定したホワイトバランス補正値（ゲイン値）を乗算器（不図示）に出力する。これにより、前記乗算器からはホワイトバランス調整されたＲ’、Ｇ’、Ｂ’信号がガンマ変換回路に出力される。
【００８４】
また、不図示のストロボ装置からストロボ光を発光する場合には、ストロボ光に対して良好なホワイトバランスを行うためのホワイトバランス補正値が前記ホワイトバランス回路に加えられる。
【００８５】
カメラ１０は、音声付き動画撮影機能を備えている。シャッターボタン３２全押し（Ｓ２オン）に応動して画像記録が開始され、シャッターボタン３２半押し（Ｓ１オン）により画像記録は停止される。音声はマイクロホン（不図示）よりカメラ１０に取り込まれ、カメラ１０内の音声処理回路（不図示）によって所定処理を施され、画像と共に記録メディア１４に記録される。
【００８６】
操作部３０のモード切換スイッチ３６によって再生モードが選択されると、記録メディア１４に記録されている最終の画像ファイル（最後に記録したファイル）が読み出される。記録メディア１４から読み出された画像ファイルのデータは、圧縮伸張回路７８によって伸張処理され、表示回路７６を介して液晶モニタ４０に出力される。
【００８７】
再生モードの一コマ再生時に十字ボタン４６を操作することにより、順方向又は逆方向にコマ送りすることができ、コマ送りされた次のファイルが記録メディア１４から読み出され、表示画像が更新される。
【００８８】
次に、ＣＣＤ１２の制御について詳述する。ＣＣＤ１２はカラー撮影に使用される単板式カラーＣＣＤである。なおＣＣＤ１２には２板式ＣＣＤや３板式ＣＣＤを適用してもよい。
【００８９】
図２は、ＣＣＤ１２の受光面の構造を示す平面図である。図２中図１３と同一または類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００９０】
ＣＣＤ１２には、赤、緑、青が所定の配列に並べられたカラーフィルタアレイが備えられている。画素１０２に示したＲ、Ｇ、Ｂはそれぞれ赤、緑、青に対応したカラーフィルタを表している。
【００９１】
図２に示したカラーフィルタアレイは、Ｇ縦ストライプＲＢ市松配列と呼ばれ、緑に対応したカラーフィルタ列と、赤に対応したカラーフィルタと青に対応したカラーフィルタとを交互に並べた列と、を交互に配置した構造を有している。
【００９２】
次に、共通のＶＣＣＤパルスを用いて、ある垂直転送路では信号電荷を水平転送路１１２へ転送し、別の垂直転送路では信号電荷を水平転送路１１４へ転送するＣＣＤ１２の構造および垂直転送制御について説明する。
【００９３】
まず、図３、図４を用いて転送電極１０５の配線構造について説明する。図３、図４中図２と同一または類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００９４】
図３では、ハニカム配列された画素１０２の転送電極１０５はストレート配線によって接続されている。画素１０２にはそれぞれ４つの転送電極１０５が隣接しており、同じ行の転送電極１０５（例えば１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄ）には、ＶＣＣＤパルスの同じ相の信号が印加されるように、共通の配線で接続される構造になっている。すなわち、１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄ、・・・にはＶＣＣＤパルスの同じ相の信号が印加され、１０５Ｇ、１０５Ｈ、１０５Ｉ、１０５Ｊ、・・・にはＶＣＣＤパルスの同じ相の信号が印加される。
【００９５】
上述したストレート配線を適用し、共通のＶＣＣＤパルスで制御すると、すべての垂直転送路１０４において信号電荷は同じ方向に転送される。
【００９６】
図４には、転送電極１０５をクロス配線によって接続する態様を示している。
【００９７】
図４において、各垂直転送路の転送電極１０５には１乃至８の番号が付してあり、これは、図５に示した正転送ＶＣＣＤパルス２００（４相信号）の各相の番号に相当する。
【００９８】
例えば、図４において「１」と表示される転送電極１０５には、図５における「Ｖ１（Ｖ１，５）」に示された第１相の信号（第５相の信号）２０２が印加されることを示している。同様に、図４の転送電極１０５に表示された数字は、図５のＶＣＣＤパルスの各相に対応している。
【００９９】
図５に示した正転送ＶＣＣＤパルス２００では、第１相と第５相（符号２０２）、第２相と第６相（符号２０４）、第３相と第７相（符号２０６）、第４相と第８相（符号２０８）には同じ相の駆動信号が印加される。なお、正転送ＶＣＣＤパルス２００は、Ｌレベルは有効を示し、Ｈレベルは無効を示す負論理パルス信号である。
【０１００】
図４の３行目の転送電極と４行目の転送電極とをクロス配線すると、図５の第１相信号が印加される転送電極１０５では、１０５Ｇ、１０５Ｂ、１０５Ｉ、１０５Ｄ、１０５Ｋ、１０５Ｆ、…が接続されるように配線される。
【０１０１】
また、図５の第２相信号が印加される転送電極１０５では、１０５Ａ、１０５Ｈ、１０５Ｃ、１０５Ｊ、１０５Ｅ、１０５Ｌ、…が接続されるように配線される。即ち、３行目、４行目の配線が、隣の列へ配線されるたびに入れ換えられることになる。
【０１０２】
同様に、第３相信号が印加される転送電極１０５と第４相信号が印加される転送電極１０５、第５相信号が印加される転送電極１０５と第６相信号が印加される転送電極１０５、第７相信号が印加される転送電極１０５と第８相信号が印加される転送電極１０５において、上述したクロス配線が施される。
【０１０３】
上述したクロス配線によって転送電極１０５が配線された場合には、各転送電極に共通のＶＣＣＤパルスを印加して、奇数列目の垂直転送路１０４Ａと偶数列目の垂直転送路１０４Ｂとでは信号電荷を逆方向に転送することが可能になる。
【０１０４】
図６は、正転送ＶＣＣＤパルスを適用した垂直転送路１０４Ａにおける信号電荷転送の遷移図２１０を示している。図６では右方向が水平転送路１１２の方向を示し、左方向が水平転送路１１４の方向を示している。
【０１０５】
遷移図２１０において、Ｖ１、Ｖ２、…、Ｖ８は図５の正転送ＶＣＣＤパルス２００の各相の信号を示し、左からの順序が図４の垂直転送路１０４Ａにおける上からの順序に対応している。すなわち、遷移図２１０では左からＶ７、Ｖ２、Ｖ１、Ｖ４、Ｖ３、Ｖ６、Ｖ５、Ｖ８、…と並べられ、図４の垂直転送路１０４Ａでは上から７、２、１、４、３、６、５、８、…と並べられている。
【０１０６】
遷移図２１０の左端に表示されている数字は、図５に示した順方向ＶＣＣＤパルス２００の時系列軸におけるステートを示し、これは正転送ＶＣＣＤパルスのステート（横系列）に対応している。
【０１０７】
図６において、Ｌレベルは信号電荷が存在すること示し、Ｈレベルは信号電荷が存在しないことを示している。
【０１０８】
図５のステート１では、図４の１、４、５、８が付されている位置に信号電荷が存在する。すなわち、垂直転送路１０４Ａでは、４行目、５行目、８行目、９行目の位置に信号電荷が蓄積された状態である。
【０１０９】
図５のステート２になると、図４の４、８が付されている転送電極１０５がＨレベル（無効）に遷移する。４、８が付されている位置が電荷のバリアとなり、信号電荷は１、５が付された位置に蓄積された状態になる。
【０１１０】
次に、図５のステート３では、図４の２、６が付されている位置がＬレベルになり、垂直転送路１０４Ａでは信号電荷は上方向にシフトされる。
【０１１１】
その後、図５のステート４では、図４の１、５が付されている転送電極１０５がＨレベルに遷移し、１、５が付されている位置が電荷のバリアとなり、２、６が付されている位置に信号電荷が蓄積された状態になる。
【０１１２】
このようにして順次ステートが遷移すると、垂直転送路１０４Ａでは水平転送路１１４の方向（上方向）へ信号電荷が転送される。
【０１１３】
一方、図７には、正転送ＶＣＣＤパルスを適用した垂直転送路１０４Ｂにおける信号電荷転送の遷移図２１２を示している。図７中図６と同一または類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１１４】
遷移図２１２において、Ｖ１、Ｖ２、…、Ｖ８は図５の正転送ＶＣＣＤパルス２００の各相の信号を示し、左からの順序が図４の垂直転送路１０４Ｂにおける上からの順序に対応している。すなわち、遷移図２１２では左からＶ８、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、…と並べられ、図４の垂直転送路１０４Ａでは上から８、１、２、３、４、５、６、７、…と並べられている。
【０１１５】
図５のステート１では、図４の１、４、５、８が付されている位置に信号電荷が存在する。すなわち、垂直転送路１０４Ｂでは、４行目、５行目、８行目、９行目の位置に信号電荷が蓄積された状態である。
【０１１６】
図５のステート２になると、図４の４、８が付されている転送電極１０５がＨレベル（無効）に遷移する。４、８が付されている位置が電荷のバリアとなり、信号電荷は１、５が付された位置に蓄積された状態になる。
【０１１７】
次に、図５のステート３では、図４の２、６が付されている位置がＬレベルになり、垂直転送路１０４Ｂでは、信号電荷は下方向にシフトされる。
【０１１８】
その後、図５のステート４では、図４の１、５が付されている転送電極１０５がＨレベルに遷移し、１、５が付されている位置が電荷のバリアとなり、２、６が付されている位置に信号電荷が蓄積された状態になる。
【０１１９】
このようにして順次ステートが遷移すると、垂直転送路１０４Ｂでは水平転送路１１２の方向（下方向）へ信号電荷が転送される。
【０１２０】
上述した転送電極１０５の配線構造と正転送ＶＣＣＤパルスによる信号電荷の垂直転送制御をＣＣＤ１２に適用すると、緑色に対応した信号電荷（Ｇ電荷）は垂直転送路１０４Ａを介して水平転送路１１２へ送り出され、赤および青に対応した信号電荷（Ｒ電荷、Ｂ電荷）は垂直転送路１０４Ｂを介して水平転送路１１４へ送り出される。
【０１２１】
次に、図８乃至図１０を用いて、上述した信号電荷の垂直転送制御と逆方向に信号電荷を転送する態様について説明する。なお図８乃至図１０中、図５乃至図７と同一または類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１２２】
図８には、ＶＣＣＤパルスに適用される逆転送ＶＣＣＤパルス３００を示している。逆転送ＶＣＣＤパルス３００では、正転送ＶＣＣＤパルス２００と同様に、第１相と第５相（符号３０２）、第２相と第６相（符号３０４）、第３相と第７相（符号３０６）、第４相と第８相（符号３０８）には同じ相の駆動信号が印加され、Ｌレベルは有効を示し、Ｈレベルは無効を示す負論理パルス信号である。
【０１２３】
図９には、逆転送ＶＣＣＤパルス３００を適用した場合の垂直転送路１０４Ａにおける信号電荷転送の遷移図３１０を示している。
【０１２４】
遷移図３１０において、Ｖ１、Ｖ２、…、Ｖ８は図８の逆転送ＶＣＣＤパルス３００の各相の信号を示し、左からの順序が図４の垂直転送路１０４Ａにおける上からの順序に対応している。すなわち、遷移図３１０では左からＶ７、Ｖ２、Ｖ１、Ｖ４、Ｖ３、Ｖ６、Ｖ５、Ｖ８、…と並べられ、図４の垂直転送路１０４Ａでは上から７、２、１、４、３、６、５、８、…と並べられている。
【０１２５】
図５のステート１では、図４の７、２、３、６が付されている位置に信号電荷が存在する。すなわち、垂直転送路１０４Ａでは、２行目、３行目、６行目、７行目の位置に信号電荷が蓄積された状態である。
【０１２６】
図５のステート２になると、図４の７、３が付されている転送電極１０５がＨレベル（無効）に遷移する。７、３が付されている位置が電荷のバリアとなり、信号電荷は２、６が付された位置に蓄積された状態になる。
【０１２７】
次に、図５のステート３では、図４の１、５が付されている位置がＬレベルになり、垂直転送路１０４Ａでは、信号電荷は下方向にシフトされる。
【０１２８】
その後、図５のステート４では、図４の２、６が付されている転送電極１０５がＨレベルに遷移し、２、６が付されている位置が電荷のバリアとなり、１、５が付されている位置に信号電荷が蓄積された状態になる。
【０１２９】
このようにして順次ステートが遷移すると、垂直転送路１０４Ａでは水平転送路１１２の方向（下方向）へ信号電荷が転送される。
【０１３０】
一方、図１０には、逆転送ＶＣＣＤパルス３００を適用した場合の垂直転送路１０４Ｂにおける信号電荷転送の遷移図３１２を示している。
【０１３１】
遷移図３１２において、Ｖ１、Ｖ２、…、Ｖ８は図８の逆転送ＶＣＣＤパルス３００の各相の信号を示し、左からの順序が図４の垂直転送路１０４Ｂにおける上からの順序に対応している。すなわち、遷移図３１２では左からＶ８、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、…と並べられ、図４の垂直転送路１０４Ｂでは上から８、１、２、３、４、５、６、７、…と並べられている。
【０１３２】
図５のステート１では、図４の７、２、３、６が付されている位置に信号電荷が存在する。すなわち、垂直転送路１０４Ｂでは、２行目、３行目、６行目、７行目の位置に信号電荷が蓄積された状態である。
【０１３３】
図５のステート２になると、図４の７、３が付されている転送電極１０５がＨレベル（無効）に遷移する。７、３が付されている位置が電荷のバリアとなり、信号電荷は２、６が付された位置に蓄積された状態になる。
【０１３４】
次に、図５のステート３では、図４の１、５が付されている位置がＬレベルになり、垂直転送路１０４Ｂでは、信号電荷は上方向にシフトされる。
【０１３５】
その後、図５のステート４では、図４の２、６が付されている転送電極１０５がＨレベルに遷移し、２、６が付されている位置が電荷のバリアとなり、１、５が付されている位置に信号電荷が蓄積された状態になる。
【０１３６】
このようにして順次ステートが遷移すると、垂直転送路１０４Ｂでは水平転送路１１４の方向（上方向）へ信号電荷が転送される。
【０１３７】
ＶＣＣＤパルスに逆転送ＶＣＣＤパルス３００を適用すると、Ｒ電荷およびＢ電荷は水平転送路１１２へ転送され、Ｇ電荷は水平転送路１１４へ転送される制御が行われる。
【０１３８】
本実施形態では、１列おきに転送電極１０５の配線をクロスする態様を例示したが、２列おき、３列おきに転送電極１０５の配線をクロスしてもよい。
【０１３９】
図１１には、２列おきに転送電極１０５の配線をクロスし、カラーフィルタアレイの配列にベイヤ配列を適用した場合を示している。
【０１４０】
図１１では、１列目の垂直転送路１０４Ｃの転送電極１０５と２列目の垂直転送路１０４Ｄの転送電極１０５との配線がクロス配線され、２列目の垂直転送路１０４Ｄの転送電極１０５と３列目の垂直転送路１０４Ｅの転送電極１０５とはストレート配線となり、４列目の垂直転送路１０４Ｆの転送電極１０５は１列目の垂直転送路１０４Ｃの転送電極１０５と同じ転送電極の配列である。５列目以降の垂直転送路は１列目乃至４列目の配列が繰り返される構成となっている。
【０１４１】
図６（図９）の第１相信号（Ｖ１）は、まず、図１１の垂直転送路１０４Ｃ（１列目）の５行目の転送電極１０５Ｐに印加される。垂直転送路１０４Ｃの転送電極１０５から垂直転送路１０４Ｄ（２列目）の転送電極１０５への配線はクロス配線されており、転送電極１０５Ｐは６行目の転送電極１０５Ｒと接続されるので、Ｖ１信号は転送電極１０５Ｒに印加される。
【０１４２】
また、垂直転送路１０４Ｄの転送電極１０５から垂直転送路１０４Ｅ（３列目）の転送電極１０５への配線はストレート配線であり、転送電極１０５Ｒと６行目の転送電極１０５Ｓとが接続され、Ｖ１信号は転送電極１０５Ｓに印加される。
【０１４３】
さらに、垂直転送路１０４Ｅの転送電極１０５から４列目の垂直転送路１０４Ｆの転送電極１０５への配線はクロス配線され、転送電極１０５Ｓは５行目の転送電極１０５Ｔに接続され、Ｖ１信号は転送電極１０５Ｔに印加される。
【０１４４】
第２相信号乃至第８相信号が印可される転送電極１０５において、第１相信号が印加される転送電極１０５と同様の配線構造になっている。前記構成において、垂直転送路１０４は２行ごと転送方向が入れ換えられ、図６に示した正転送ＶＣＣＤパルス２００を用いると、１列目（垂直転送路１０４Ｃ）、４列目（垂直転送路１０４Ｆ）、５列目、８列目、…、の垂直転送路では、水平転送路１１２へ信号電荷を転送し、２列目（垂直転送路１０４Ｄ）、３列目（垂直転送路１０４Ｅ）、６列目、７列目、…、の垂直転送路では水平転送路１１４へ信号電荷を転送することができる。
【０１４５】
また、１行目の画素列からは信号電荷を読み出し、２行目および３行目の画素列からは信号電荷を読み出さず、さらに、４行目および５行目の画素列からは信号電荷を読み出すように、２行おきの画素列から信号電荷を読み出すインタレース（間引き）読み出しを行うと、水平転送路１１２にはＧ電荷が送り出され、Ｒ電荷およびＢ電荷は水平転送路１１４へ送り出される制御が可能になる。
【０１４６】
もちろん、水平転送路１１２にはＧ電荷が送り出され、Ｒ電荷およびＢ電荷は水平転送路１１４へ送り出される制御と異なるＶＣＣＤパルス（逆転送ＶＣＣＤパルス３００に相当）を用いて水平転送路１１２へＲ電荷およびＢ電荷を送り出し、水平転送路１１４へＧ電荷を送り出す制御も可能である。
【０１４７】
なお、クロス配線の態様は上述した態様に限定されず、図４の画素１０２Ｂと画素１０２Ｃとの間の領域において、転送電極１０５Ｈと転送電極１０５Ｎとを接続し、転送電極１０５Ｍと転送電極１０５Ｉとを接続する態様でもよい。ただし、クロス配線の態様に合わせたＶＣＣＤパルスおよびカラーフィルタアレイを適用する必要がある。
【０１４８】
また、本実施形態では画素１０２の配列にハニカム配列を適用したが、画素１０２の配列はこれに限定されない。正方画素配列や他の配列を適用してもよい。
【０１４９】
図１２には、正方画素配列を適用した画素１０２の配列を示している。なお、図１２中図３と同一または類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１５０】
図１２では、１つの画素１０２には３つの転送電極１０５が隣接されており、ＶＣＣＤパルスには３相または６相パルス信号が適用される。もちろん、１つの画素１０２に４つの転送電極１０５を備え、ＶＣＣＤパルスに４相パルス信号や８相パルス信号を適用してもよい。
【０１５１】
また、図３では、Ｘ−Ｙで示した部分、すなわち、画素間配線部を転送電極１０５の配線がとおり、この画素間配線部でクロス配線が行われる。同様に、図１２でもＸ−Ｙで示した画素間配線部を転送電極１０５の配線が通り、この画素間配線部でクロス配線されることになる。
【０１５２】
正方画素配列はハニカム配列に比べて画素間配線部が狭くなり、また、この部分でクロス配線を行うためには配線幅を細くしなければならない。配線幅が細くなると、配線インピーダンスが増加し、結果として不要輻射が増加したり、Ｓ／Ｎ比が劣化したりすることがある。また、消費電力が増加してしまうことがある。
【０１５３】
画素１０２の配列にハニカム配列を適用すると、画素間配線部を大きくとることができ、配線上有利であり、また、電気的特性上の利点も多い。
【０１５４】
次に、上述したＣＣＤ１２とその制御を用いたデジタルカメラ１０の好ましい制御について説明する。
【０１５５】
図２に示した出力部６２および出力部６４にはＦＤＡが含まれており、前記ＦＤＡは各水平転送路の信号電荷を撮像信号（アナログ信号）として外部に出力する際に該撮像信号を増幅する増幅器として機能する。
【０１５６】
出力部６２に含まれるＦＤＡ１と出力部６４に含まれるＦＤＡ２とには同一の素子を用いた場合にも、これらの出力特性（オープンループゲインや温度特性など）の違いよって利得（ゲイン）差が生じることがある。
【０１５７】
図１３に示した従来技術では、水平転送路１１２と水平転送路１１４とへＧ電荷が送り出され、Ｇ電荷に対応する撮像信号（Ｇ信号）はＦＤＡ１とＦＤＡ２とを介して外部に出力される。ＦＤＡ１とＦＤＡ２とはゲインにバラツキがあり、この２種類のＧ信号から画像を生成すると、色むらや固定パターンノイズなどの問題が発生し易く、また、ＣＣＤ１２の後段の信号処理系では２種類のＧ信号を処理しなければならない。もちろん、Ｒ画素に対応したＲ信号やＢ画素に対応したＢ信号についても同様である。
【０１５８】
上述したように、同一色に対応した信号は同一のＦＤＡから出力されるように構成し、制御すると、ＦＤＡ１とＦＤＡ２とのゲイン差は各色の感度比の差として吸収できるので、特別な補正を考える必要がない。また、画像処理工程におけるＷＢ処理によっても吸収される。
【０１５９】
上記の如く構成されたデジタルカメラおよびＣＣＤでは、ＣＣＤ１２は、２つの水平転送路とこれに対応した２つの出力部を備え、各画素に蓄積された信号電荷を前記２つの水平転送路へ振り分けて送ることにより、ＣＣＤ１２内の処理の高速化を実現するよう構成されている。ＣＣＤ１２に、Ｇ縦ストライプＲＢ市松配列のカラーフィルタアレイを備え、一列おきに転送電極１０５の配線をクロスするクロス配線を適用すると、共通のＶＣＣＤパルスによってＧに対応した信号電荷とＲおよびＢに対応した信号電荷とを異なる水平転送路へ転送する制御が可能になる。
【０１６０】
同一色の信号電荷は同一の水平転送路へ転送され、同一のＦＤＡを介して各色の撮像信号として出力され、ＦＤＡのゲインがばらついたとしても各色の感度比による影響でカバーできるのでＦＤＡのばらつきが少なくなるように考慮する必要がない。各色ごとの感度比やＦＤＡのゲインのばらつきはＷＢ処理によって補正可能である。
【０１６１】
また、前記ＶＣＣＤパルスと異なるＶＣＣＤパルスを用いて前記信号電荷の転送制御と逆方向に信号電荷を転送する制御も可能である。
【０１６２】
画素１０２はハニカム配列構造に配列されているために、クロス配線を行う領域を広くとることができ、インターライン型配列に比べて該配線の配線幅を大きくすることができる。配線幅を大きくとることができると、配線インピーダンスの増加を抑えることができ、不要輻射の発生を抑え、Ｓ／Ｎ比の劣化を防ぎ、消費電力の増加を抑えることができる。
【０１６３】
次に、ＦＤＡ１とＦＤＡ２とのゲイン差を利用する態様について説明する。ＦＤＡ１とＦＤＡ２との出力ゲインを所望の値に設定可能な出力ゲイン設定手段を備え、出力ゲイン設定手段を用いて、一方のＦＤＡのゲインを他方のＦＤＡのゲインに比べて相対的に高く設定する。
【０１６４】
相対的にゲインが低いＦＤＡが接続される水平転送路には、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち相対的に感度の高いＧ電荷を送り出し、もう一方の水平転送路には相対的に感度の低いＲ電荷およびＢ電荷を送り出すように制御すると、色ごとの感度差をＦＤＡのゲイン設定によって吸収することができ、感度の低い色の処理において、ＣＣＤ１２の出力ゲインを高くすることでＣＣＤ１２の後段にある信号処理系では増幅ゲインを抑えることができる。
【０１６５】
出力ゲイン設定手段はＦＤＡ１とＦＤＡ２との両方のゲインを設定できるように構成してもよいし、どちらか一方のＦＤＡのゲインを設定できるように構成してもよい。予め、いくつかのゲイン値をカメラ１０の記録手段（ＲＯＭ２０、ＥＥＰＲＯＭ２４等）に記録しておき、ＣＣＤ１２の制御に合わせて前記記録手段に記録されているゲイン値を読み出すように制御してもよい。
【０１６６】
さらに、色温度検出手段を備え、撮影シーンの色温度に合わせてＦＤＡ１およびＦＤＡ２のゲインを設定するように制御してもよい。ＦＤＡ１およびＦＤＡ２のゲイン値をそれぞれ複数備え、検出された色温度に合わせて前記ゲイン値を切り換える態様としてもよい。
【０１６７】
色温度によって各色の感度比が変化することがある。例えば、色温度がおおよそ５５００Ｋの撮影シーンではＧの感度に比べてＲおよびＢの感度は低くなるが、色温度がおおよそ３２００ＫになるとＲの感度がＧの感度に比べて高くなる。したがって、色温度検出手段によって検出された色温度に合わせて、ＶＣＣＤパルスを切り換え制御し、Ｒ電荷をゲインの高いＦＤＡに接続される水平転送路へ転送し、Ｇ電荷をゲインの低いＦＤＡに接続される水平転送路へ転送するように制御するとよい。
【０１６８】
色温度検出手段にはＷＢ制御における光源種判別を適用可能であり、ＷＢ制御の光源種判別によって判別された光源種から撮影シーンの色温度を検出してもよい。
【０１６９】
【発明の効果】
本発明によれば、同一色の画素から読み出した信号電荷が同一の水平転送路へ転送されるように、カラーフィルタ配列に合わせた垂直転送電極の配線構造を備え、信号電荷の垂直転送制御を行うよう構成したので、第１の出力手段と第２の出力手段との出力利得のばらつきが小さくなるように考慮する必要がなく、さらに、各色ごとの感度比の影響を該第１および第２の出力手段の出力利得によって吸収することができる。
【０１７０】
また、色温度によって各色ごとの感度比が変る場合には、色温度に変化に合わせて各色の撮像信号を出力する出力手段を切り換え制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るカメラのブロック図
【図２】本発明の実施形態に係るＣＣＤ受光面の構造を示す平面図
【図３】ハニカム配列の画素と垂直転送路、転送電極とを示す図
【図４】転送電極の配線にクロス配線を適用した図
【図５】正転送垂直転送制御駆動パルスを示す図
【図６】正転送垂直転送制御駆動パルスを用いた上方向転送の信号電荷の遷移図
【図７】正転送垂直転送制御駆動パルスを用いた下方向転送の信号電荷の遷移図
【図８】逆転送垂直転送制御駆動パルスを示す図
【図９】逆転送垂直転送制御駆動パルスを用いた上方向転送の信号電荷の遷移図
【図１０】逆転送垂直転送制御駆動パルスを用いた下方向転送の信号電荷の遷移図
【図１１】図４に示したクロス配線の応用例を示した図
【図１２】正方画素配列の画素と垂直転送路、転送電極とを示す図
【図１３】本発明の従来例を示す図
【符号の説明】
１０…カメラ、１２…ＣＣＤ、１６…ＣＰＵ、６０…ＣＣＤドライバー、６２，６４…出力部、６６…ＣＣＤ出力切換回路、７２…デジタル信号処理部、１０２…画素、１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ…垂直転送路、１０５…転送電極、１１２，１１４…水平転送路、２００，３００…垂直転送駆動パルス信号
【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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