(57)【要約】【課題】  ＣＣＤイメージセンサにおいて、一部領域の画像を利用する場合にフレームレートを向上させる。【解決手段】  水平転送部に読み出された第ｉ行の信号電荷の水平転送を、抽出対象部分７２以降の後尾部分７４の全部又は一部が残るところで停止する。この状態で、第（ｉ＋１）行の信号電荷を水平転送部に転送する。しかる後、水平転送を開始する。この動作では第ｉ行の後尾部分７４の不要信号電荷と第（ｉ＋１）行の先頭部分８２の不要信号電荷が合成される。隣接する行の一部をオーバーラップさせることにより、１行当たりの水平転送に要する水平転送クロックのサイクル数を通常動作より低減させることができ、フレームレートが向上する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像領域に行列配置された受光画素ごとの信号電荷を複数の垂直シフトレジスタにより垂直転送して、前記複数の垂直シフトレジスタから前記信号電荷を１行ずつ水平シフトレジスタに転送するライン転送ステップと、前記水平シフトレジスタに転送された行の前記信号電荷を水平転送する水平転送ステップとを有する、固体撮像素子の駆動方法において、
前記撮像領域内に所定の画像抽出対象領域が設定され、当該画像抽出対象領域との重複部分である抽出対象区間と、当該抽出対象区間に先行する先行区間と、当該抽出対象区間に続く後続区間とからなる抽出対象行に対し、
前記水平転送ステップは、前記後続区間の少なくとも一部である保留区間の前記信号電荷を前記水平シフトレジスタに残して停止され、
前記垂直転送ステップは、先行抽出対象行の前記保留区間の前記信号電荷が先頭部に残る前記水平シフトレジスタに、後続抽出対象行を垂直転送し、
前記保留区間の長さは、前記先行抽出対象行の前記後続区間及び前記後続抽出対象行の前記先行区間のうちいずれか短い方の長さに基づいて定められること、
を特徴とする駆動方法。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動方法において、
前記保留区間の長さは、前記先行抽出対象行の前記後続区間及び前記後続抽出対象行の前記先行区間のうちいずれか短い方の長さであること、
を特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像領域で得られた信号電荷を水平シフトレジスタにより１行ずつ転送して読み出す固体撮像素子の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子等を用いて画像信号を生成する撮像装置においては、画像の拡大はレンズを用いた光学的なズーム（光学ズーム）だけでなく、信号処理によるズーム（デジタルズーム）によっても行うことができる。特に、固体撮像素子を用いた撮像装置では、固体撮像素子の画素数の増大に伴い、デジタルズームを行っても十分な解像度が得られるようになった。
【０００３】
従来は、ＣＣＤシフトレジスタを信号電荷の読み出し手段に用いた固体撮像素子では、撮像部の全画素の信号電荷を画像信号として読み出し、その画像信号のうちの拡大対象領域に対応する部分を信号処理することによりデジタルズームが実現されている。
【０００４】
ここでは、固体撮像素子としてフレーム転送型のＣＣＤイメージセンサを例にとり、従来のデジタルズームにおける固体撮像素子の駆動方法を説明する。
【０００５】
図５はフレーム転送型のＣＣＤイメージセンサの模式的な平面図である。このイメージセンサ２は撮像部２ｉ、蓄積部２ｓ、水平転送部２ｈ及び出力部２ｄより構成される。撮像部２ｉ及び蓄積部２ｓはそれぞれ複数の垂直ＣＣＤシフトレジスタからなる。露光により撮像部２ｉの各セルに蓄積された信号電荷はそれら垂直ＣＣＤシフトレジスタによる垂直転送動作により蓄積部２ｓへフレーム転送される。水平転送部２ｈはＣＣＤシフトレジスタからなり、その各ビットは蓄積部２ｓの複数の垂直ＣＣＤシフトレジスタの各出力に接続される。蓄積部２ｓに保持された１画面分の信号電荷は、１行単位で水平転送部２ｈに転送される。水平転送部２ｈは１行分の信号電荷を順次、出力部２ｄに転送する。出力部２ｄは、水平転送部２ｈから出力される信号電荷を１ビット単位で容量に受けて電圧値に変換し、時系列の画像信号として出力する。
【０００６】
従来の駆動方法では、水平転送部２ｈの各ビットに転送された第ｎ行の信号電荷が水平転送により全ビット、出力部２ｄへ排出された後、第（ｎ＋１）行の信号電荷が蓄積部２ｓから水平転送部２ｈへ転送される。従来は、このようにして、イメージセンサ２からは、撮像部２ｉにて得られた信号電荷を全セルについて読み出した画像信号が生成される。そして、デジタルズーム等のために撮像部２ｉの一部領域の画像を利用する際には、出力部２ｄの後段に設けられる信号処理回路において、イメージセンサ２から出力された画像信号の中から、当該一部領域の対応する部分を切り出して、拡大画像に対応する画像信号が生成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
固体撮像素子の撮像部のうちの一部分の画像を抽出する処理は、上述のようにデジタルズームに利用することができる。
【０００８】
ここで、デジタルカメラやその他のカメラ機能付きの携帯端末等において、固体撮像素子の画素数の向上は、プレビュー用のモニタの画素数の向上に比べて著しい。そのため、メモリ等の記録媒体に画像を記録する際には、固体撮像素子の画素数に応じた高解像度の画像を撮影するが、プレビュー時にはプレビューモニタの画素数に応じた少ない画素数での撮影で十分である場合がある。また、人間の視覚特性上、動画像は静止画ほどの解像度を必要とせず、むしろ記録データ量を抑制する意味でも静止画に比べて少ない画素数での撮影が選択される場合もある。これらの場合にも、固体撮像素子の撮像部の一部分の画像を取り出し利用する処理が行われ得る。
【０００９】
これら撮像部の一部分である画像抽出対象領域の画像だけを利用する用途に対して、従来は上述のように、ＣＣＤイメージセンサの全セルの信号電荷を１行ずつ全て読み出す。つまり、一部領域の画像抽出に際して、不要なセルの信号電荷も水平転送部を介して逐次読み出さなければならず、例えばプレビューや動画撮影を行う場合に十分なフレームレートを確保することが難しいという問題があった。また、画像抽出対象領域以外の不要なセルを読み出す分、水平転送部の駆動クロック数が多くなり、不要に電力が消費されるという問題もあった。ここで水平転送部の転送クロック周波数を上げれば、原理的にはフレームレートの向上が可能であるが、実際には水平転送部での転送効率の劣化等の問題が生じるため限界がある。ちなみに、静止画を撮影する場合には、通常、せいぜい秒数コマの撮影ができれば十分でありフレームレートを上げるという要求は小さい。そのため、静止画撮影では、撮像部の全領域を読み出すとしても、比較的長い水平転送期間を確保することが可能である。
【００１０】
上述のように、従来は、固体撮像素子の撮像部の一部に設定された画像抽出対象領域の画像だけを利用する際に、フレームレートを上げることが難しいという問題があった。
【００１１】
本発明は上記問題点を解決することを目的とし、フレームレートを上げることを可能とする固体撮像素子の駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る固体撮像素子の駆動方法は、撮像領域内に所定の画像抽出対象領域が設定され、当該画像抽出対象領域との重複部分である抽出対象区間と、当該抽出対象区間に先行する先行区間と、当該抽出対象区間に続く後続区間とからなる抽出対象行に対し、水平転送ステップが、前記後続区間の少なくとも一部である保留区間の信号電荷を前記水平シフトレジスタに残して停止され、垂直転送ステップが、先行抽出対象行の前記保留区間の信号電荷が先頭部に残る前記水平シフトレジスタに、後続抽出対象行を垂直転送し、前記保留区間の長さが、前記先行抽出対象行の前記後続区間及び前記後続抽出対象行の前記先行区間のうちいずれか短い方の長さに基づいて定められることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、画像抽出対象領域の行方向両側に読み出し不要なセルが存在する場合に、それらに対する水平転送の省略を図ることにより、水平転送動作の１行当たりに要する時間を短縮してフレームレートを向上させる。ここで、先行区間及び後続区間が、撮像領域に行列配置されたセルの１行のうちの読み出し不要セルに相当し、一方、画像抽出対象領域に属する読み出すべきセルが抽出対象区間を構成する。水平転送において先行区間は抽出対象区間に先行して出力部に送られ、一方、後続区間は抽出対象区間の後に出力部に送られる。水平シフトレジスタにライン転送された第ｎ行の信号電荷に対する水平転送は、抽出対象区間の終わりの信号電荷が出力部に送られた時点又は後続区間の途中の信号電荷まで出力部に送られた時点で停止される。これにより、第ｎ行の後続区間の全部又は一部が水平シフトレジスタの先頭部に残される。水平シフトレジスタに残される保留区間の長さは、第（ｎ＋１）行の先行区間の長さ以下となるように設定される。第（ｎ＋１）行の信号電荷のライン転送を行うと、水平シフトレジスタ上にて、第ｎ行の残存した後続区間の信号電荷と第（ｎ＋１）行の先行区間の信号電荷とが合成される。そして第（ｎ＋１）行に対する水平転送が第ｎ行と同様にして行の途中まで行われる。この動作によれば、１行当たりの水平転送ビット数は、１行を構成するセルの数より少なくなるため、水平転送クロックの周波数を上げなくても水平転送期間が短縮され、フレームレートが向上する。ここで、保留区間の長さＮrは第ｎ行の後続区間の長さＮh及び第（ｎ＋１）行の先行区間の長さＮtのいずれか小さい方に基づいて定められる。つまり、Ｎｈ≧Ｎｔの場合には、０＜Ｎｒ≦Ｎｔ（≦Ｎｈ）とすることができ、Ｎｈ＜Ｎｔの場合には、０＜Ｎｒ≦Ｎｈとすることができる。Ｎｒ≦Ｎｈであることにより、後続行がライン転送された際に水平シフトレジスタで合成される信号電荷は互いに不要な先行区間及び後続区間のものであり、必要とされる抽出対象区間の信号電荷は他の信号電荷と合成されることなく出力部から読み出される。
【００１４】
本発明の好適な態様は、前記保留区間の長さが、前記先行抽出対象行の前記後続区間及び前記後続抽出対象行の前記先行区間のうちいずれか短い方の長さである駆動方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、イメージセンサ２０を用いた撮像装置の概略の構成を示すブロック図である。この装置は、フレーム転送型ＣＣＤイメージセンサであるイメージセンサ２０と、これを駆動する駆動回路２２と、イメージセンサ２０から出力される画像信号を処理する信号処理回路２４とを含む。
【００１７】
イメージセンサ２０は、フレーム転送型のＣＣＤイメージセンサであり、半導体基板表面に形成された撮像部２０ｉ、蓄積部２０ｓ、水平転送部２０ｈ及び出力部２０ｄを備える。ちなみに、本発明はインターライン転送型やフレームインターライン転送型のＣＣＤイメージセンサにも適用することができる。イメージセンサ２０は、例えば、撮像部２０ｉの全セルを用いて高解像度の静止画を撮影する用途に用いられる。一方、それほど解像度を要しない場合に、撮像部２０ｉにて撮影される画像のうち中央部を拡大表示する用途にも用いることができる。なお、撮像部２０ｉの中央部の画像のみの撮影は、プレビュー画面への表示や動画像撮影等にも好適である。
【００１８】
撮像部２０ｉ及び蓄積部２０ｓは互いに列方向に互いのチャネルが連続した垂直ＣＣＤシフトレジスタからなり、撮像部２０ｉ及び蓄積部２０ｓにはそれら垂直ＣＣＤシフトレジスタが行方向（画像上の水平方向）に複数配列される。これら垂直ＣＣＤシフトレジスタは、基板上に行方向に渡され、かつ列方向に複数本並列に配列されたゲート電極を備え、これらゲート電極に位相をずらしたクロックを印加することで垂直ＣＣＤシフトレジスタ内を各セルの信号電荷が垂直転送される。本イメージセンサ２０においては、撮像部２０ｉに３相クロックφｉ、蓄積部２０ｓに３相クロックφｓが供給され、それぞれにおける信号電荷の蓄積、転送が制御される。
【００１９】
撮像部２０ｉの垂直ＣＣＤシフトレジスタの各ビットを構成するセルは入射光に応じて信号電荷を発生し蓄積する。撮像部２０ｉに行列配置されたセルの行方向の数をＮ、列方向の数をＭと表す。この撮像部２０ｉの中央部に矩形のセンターエリア２６ａが画像抽出対象領域として設定される。センターエリア２６ａの幅（行方向のサイズ）をＮｍセル、センターエリア２６ａより行先頭側の部分及び行後尾側の部分の幅をそれぞれＮｈセル、Ｎｔセルと表す。Ｎｈ、Ｎｍ、Ｎｔはいずれも１以上である。また、センターエリア２６ａの高さ（列方向のサイズ）をＭｍ行、センターエリア２６ａより蓄積部２０ｓ側の撮像部２０ｉの部分をＭｈ行、センターエリア２６ａより蓄積部２０ｓとは反対側の部分をＭｔと表す。ここで、画像抽出対象領域であるセンターエリア２６ａが配置されたＭｍ行が、基本的に取り出す必要がある信号電荷が存在する行、すなわち抽出対象行となる。抽出対象行範囲は撮像部２０ｉの高さ方向の任意の位置に設定することができ、Ｍｈ、Ｍｔ≧０である。例えば、Ｎｈ＝Ｎｍ＝Ｎｔ＝Ｎ/３かつＭｈ＝Ｍｍ＝Ｍｔ＝Ｍ／３、すなわちセンターエリア２６ａを撮像部２０ｉを行方向に３分割、列方向に３分割したときの中央の矩形領域とすることができる。
【００２０】
設定された露光時間が経過すると、３相クロックφｉ，φｓにより撮像部２０ｉ及び蓄積部２０ｓそれぞれの垂直ＣＣＤシフトレジスタを駆動して、撮像部２０ｉから蓄積部２０ｓへのフレーム転送が行われる。蓄積部２０ｓは遮光膜で覆われ、光の入射による電荷発生を防止されるので、フレーム転送された撮像部２０ｉからの信号電荷をそのまま保持することができる。水平転送部２０ｈはＣＣＤシフトレジスタからなり、その各ビットは蓄積部２０ｓの複数の垂直ＣＣＤシフトレジスタの各出力に接続される。蓄積部２０ｓに保持された１画面分の信号電荷は、１行単位で水平転送部２０ｈに転送される。水平転送部２０ｈに転送された信号電荷は、水平転送部２０ｈの水平転送駆動によって出力部２０ｄに転送される。出力部２０ｄは、電気的に独立した容量及びその電位変化を取り出すアンプからなり、水平転送部２０ｈから出力される信号電荷を１ビット単位で容量に受けて電圧値に変換し、時系列の画像信号として出力する。
【００２１】
イメージセンサ２０の動作は駆動回路２２により制御される。駆動回路２２はタイミング制御回路３０及びクロック発生回路３２を備える。タイミング制御回路３０は垂直同期信号ＶＤ及び水平同期信号ＨＤに基づいて、クロック発生回路３２に対する各種のトリガ信号を生成する。クロック発生回路３２は、タイミング制御回路３０からのトリガ信号に応じて撮像部２０ｉに対する垂直転送クロック信号φｉ（φｉ１〜φｉ３）、蓄積部２０ｓに対する垂直転送クロック信号φｓ（φｓ１〜φｓ３）、水平転送部２０ｈに対する水平転送クロック信号φｈ、出力部２０ｄの容量のリセットパルス信号φｒ等を生成して各部へ出力する。
【００２２】
また、タイミング制御回路３０は、撮影される画像サイズが撮像部２０ｉ全面である通常モードか、撮影される画像サイズがセンターエリア２６ａである画像抽出モードかを示す撮影モード信号ＭＤを入力され、それに応じて動作を切り換える。信号ＭＤが通常モードを指定する場合には、タイミング制御回路３０は、撮像部２０ｉの各行に対応する画像信号を出力する通常の動作を行うようにクロック発生回路３２を制御する。一方、信号ＭＤが画像抽出モードを指定する場合には、タイミング制御回路３０は後述する動作が行われるようにクロック発生回路３２を制御する。
【００２３】
イメージセンサ２０が出力する画像信号は、信号処理回路２４により処理される。図１には信号処理回路２４の構成要素として、アナログ信号処理回路３４、Ａ／Ｄ変換回路３６、デジタル信号処理回路３８が示されているが、例えば、デジタル信号処理回路３８の後段には図示しない信号処理部がさらに設けられ得る。また、信号処理された画像信号は、表示部（図示せず）に画像として表示されたり、記録部（図示せず）にて半導体メモリその他の電磁的記録媒体に記録されたりする。
【００２４】
まず出力部２０ｄから出力される画像信号Ｙ０（ｔ）は、アナログ信号処理回路３４に入力される。アナログ信号処理回路３４は、サンプルホールド、自動利得制御（ＡＧＣ：Auto Gain Control）等の処理を画像信号Ｙ０（ｔ）に施し、所定のフォーマットに従う画像信号Ｙ１（ｔ）を生成する。Ａ／Ｄ変換回路３６はアナログ信号処理回路３４から出力される画像信号Ｙ１（ｔ）をデジタルデータに変換して、画像データＤ１（ｎ）を出力する。デジタル信号処理回路３８はＡ／Ｄ変換回路３６から画像データＤ１（ｎ）を取り込み、後述するスミア除去処理のほか、輪郭補正や１画面単位での積分処理、さらにカラー画像の場合には、色バランスの制御やフィルタリング等の処理を施し、新たな画像データＤ２（ｎ）を生成する。この画像データＤ２（ｎ）は、上述のように他の信号処理部や表示部、記録部に供給される。
【００２５】
図２は、画像抽出モードでのイメージセンサ２０の駆動方法を説明するフロー図であり、図３は、当該駆動方法を説明する模式的なタイミング図である。図３には撮像部２０ｉの垂直転送電極に印加される転送クロック信号φｉ、蓄積部２０ｓの垂直転送電極に印加される転送クロック信号φｓ、水平転送部２０ｈの水平転送電極に印加される転送クロック信号φｈのクロック動作のタイミングが示されている。なお、図３において時間は横軸右方向に経過する。
【００２６】
１画面の撮影において、まず撮像部２０ｉが露光される。露光期間は撮像部２０ｉの前面にメカニカルシャッタを配置し、その開閉動作により制御することができる。また、基板深さ方向にｎｐｎ構造を形成し、電子シャッタ動作により露光期間を制御することもできる。電子シャッタ動作では、基板表面上に配置される垂直転送電極とｎ型基板裏面とに印加される電圧を制御して、基板表面側に蓄積された信号電荷が基板裏面に排出される。図３では、電子シャッタ動作により露光期間を制御する場合が示されており、露光開始タイミングにおいて、φｉ１〜φｉ３を所定期間全てオフして電子シャッタ動作を行う（タイミングξ1）。また、タイミングξ１では、電子シャッタ動作の完了と同時に、φｉの所定位相のクロック信号、例えばφｉ２がオン状態とされ、撮像部２０ｉの対応するゲート電極下に電位井戸が形成される。このタイミングから露光期間Ｉが始まる（Ｓ５０）。
【００２７】
露光期間Ｉが終了すると直ちに、撮像部２０ｉから蓄積部２０ｓへのフレーム転送が開始される（期間Ｔｆ、Ｓ５２）。フレーム転送では、クロック発生回路３２はφｉ，φｓとして、互いに同期した高速なクロックを、撮像部２０ｉの列方向のセル数に応じたサイクルだけ発生させる。これにより、撮像部２０ｉの全セルの信号電荷が全て、遮光膜を備えた蓄積部２０ｓへ短時間に移送される。
【００２８】
蓄積部２０ｓにフレーム転送された各セルの信号電荷は、所定周期の複数のタイミングξ２−ｉ（ｉ＝１，２，３，…）にてクロックφｓに１サイクルのクロックを発生させることにより１行ずつ垂直転送される（ライン転送Ｓ５４）。１回のライン転送により、蓄積部２０ｓから水平転送部２０ｈに１行分の信号電荷が転送される。そして、その都度、期間Ｔｈｉ（ｉ＝１，２，３，…）の間に周波数ｆｈのクロックφｈがクロック発生回路３２から水平転送部２０ｈに供給され、水平転送部２０ｈの各ビットに蓄積された信号電荷が１ビットずつ出力部２０ｄへ転送される（Ｓ５６）。この画像抽出モードでのφｈのクロック周期ｆｈは、通常モードのそれと同じでよい。ここで、画像抽出モードでの動作が通常モードと異なる点は、連続して発生されるφｈのクロックサイクルである。
【００２９】
つまり、水平転送の１周期の動作において、通常モードでは水平転送部２０ｈの全ビットを連続して出力部２０ｄへ読み出すのに対し、画像抽出モードでは、画像抽出対象領域が配置されるＮｍセルの後端のセル（行先頭からＮｈ＋Ｎｍ番目のセル）に対応する水平転送部２０ｈのビットまで、又は画像抽出対象領域より後に続く行後尾側Ｎｔセルの途中に対応するビットまでしか読み出さない。よって、第ｉ行の信号電荷に対する水平転送が完了した時点では、水平転送部２０ｈの先頭側のビット列に第ｉ行の後尾側の信号電荷が残存する。具体的には、期間Ｔｈｉにおいて、１行のうち先頭からＮ−ｍｉｎ(Ｎｈ，Ｎｔ)セル分の信号電荷が出力部２０ｄに読み出され、残りのｍｉｎ（Ｎｈ，Ｎｔ）セル分の信号電荷が水平転送部２０ｈの先頭ビットに残される。なお、１行の中央１／３を占めるセンターエリア２６ａが画像抽出対象領域である本実施形態においては、上述のようにＮｈ＝Ｎｍ＝Ｎｔ＝Ｎ／３であるので、１回の水平転送周期において、先頭から２Ｎ／３ビットが読み出され、行後尾側のＮ／３が水平転送部２０ｈの先頭側に残されることになる。
【００３０】
例えば、第１行の信号電荷が水平転送部２０ｈに転送され（タイミングξ２−１，Ｓ５４）、期間Ｔｈ１での水平転送動作が完了すると、第１行の行後尾側のｍｉｎ（Ｎｈ，Ｎｔ）セル分の信号電荷が水平転送部２０ｈの先頭ビットに残される（Ｓ５６）。この状態で第２行の信号電荷が水平転送部２０ｈに転送されるので（ξ２−２，Ｓ５４）、水平転送部２０ｈの先頭ｍｉｎ（Ｎｈ，Ｎｔ）ビットでは、第１行の行後尾側の信号電荷と第２行の行先頭側の信号電荷とが合成される。
【００３１】
ここで、残すビット数をＮｈ以下かつＮｔ以下という条件を満たすｍｉｎ（Ｎｈ，Ｎｔ）と定めたことにより、水平転送部２０ｈにて合成される信号電荷は、画像抽出モードでは不要な信号電荷（すなわち画像抽出対象領域より行先頭側及び行後尾側の信号電荷）となる。その一方で、画像抽出モードにて必要とされる画像抽出対象領域の信号電荷は、他の行の信号電荷と合成されることなく、各水平転送期間内に出力部２０ｄにて画像信号Ｙ０（ｔ）に変換され読み出される。
【００３２】
第１行及び第２行について上述したのと同様に、第ｉ行及び第（ｉ＋１）行においても、先行する行の行後尾の不要な信号電荷と後続する行の行先頭の不要な信号電荷とが合成されて、水平転送部２０ｈから排出される。図４は、この合成の様子を示す模式図である。図４（ａ）に示すＮｈ＜Ｎｔの場合は、第ｉ行の信号電荷群７０に対する水平転送期間Ｈにおいて、行後尾部７４（Ｎｔビット）の途中まで読み出される。この時点で第ｉ行に対する水平転送は停止され、第ｉ行の行後尾部７４の一部（Ｎｈビット分）である後尾部分７６が水平転送部２０ｈに残される。この水平転送部２０ｈに第（ｉ＋１）行の信号電荷群８０が転送され、残された第ｉ行の後尾部分７６に第（ｉ＋１）行の先頭部分８２が合成される。Ｎｈ≧Ｎｔの場合は、図４（ｂ）に示すように、抽出対象部分７２が水平転送部２０ｈから排出された時点で水平転送が停止され、行後尾部７４の全部が次の行の先頭部分８２の一部と合成される。特にＮｈ＝Ｎｔの場合には、第ｉ行の行後尾部７４及び第（ｉ＋１）行の先頭部分８２を互いに全範囲重複させることができる。
【００３３】
この水平転送は１画面の最終行（第Ｍ行）まで繰り返される（Ｓ５８）。なお、最終行については、他の行と同様、行の途中で水平転送を止めてもよいし、全て水平転送してもよい。途中で水平転送を停止した場合には、残存不要信号電荷は次の画面の第１行の先頭不要信号電荷と合成されて排出される。上述の構成では、クロック発生回路３２の構成を簡単とするため、抽出対象行以外の行についても抽出対象行に対すると同様の仕方で、先行する行の行後尾と後続行の行先頭とを重複させる処理を行っている。しかし、抽出対象行以外の行については、１行全体が不要な信号電荷であるので、先行する行と後続行とを重複させる幅を抽出対象行よりも拡大してもよい。例えば、抽出対象行以外の行では、先行する行の後半分と後続行の前半分とを重複させることができる。
【００３４】
以上のように、画像抽出モードでは少なくとも抽出対象行について１行の一部が水平転送部２０ｈにて隣接行とオーバーラップされて読み出されることにより、１行当たりの水平転送期間Ｔｈを通常モードより短縮することができ、その分、フレームレートを向上させることができる。上述の行中央の１／３がセンターエリア２６ａである場合には、水平転送に要するφｈのクロック数は１行当たり通常モードの２/３で済む。
【００３５】
また、センターエリア２６ａは第（Ｍｈ＋１）行から第（Ｍｈ＋Ｍｍ）行に位置し、これに後続する終わりのＭｔ行の信号電荷は、画像抽出モードでは読み出す必要がない。そこで第（Ｍｈ＋Ｍｍ）行の読み出しが完了するまで上述の水平転送動作を行った後、φｓを制御して蓄積部２０ｓに対して電子シャッタと同様の動作を行って、蓄積部２０ｓに残った終わりのＭｔ行の信号電荷を水平転送によらずに排出してもよい。このようにすれば、一層のフレームレートの向上が図られる。例えば、Ｍ行Ｎ列のセルが配列された画面の行方向、列方向それぞれの中央１／３にセンターエリア２６ａが配置されている場合には、１画面の信号電荷の排出に要するφｈのクロック数は４ＭＮ／９回、すなわち通常モードの４／９で済む。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】イメージセンサを用いた撮像装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像抽出モードでのイメージセンサの駆動方法を説明するフロー図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像抽出モードでのイメージセンサの駆動方法を説明する模式的なタイミング図である。
【図４】本発明の実施形態に係る水平転送を示す模式図である。
【図５】フレーム転送型のＣＣＤイメージセンサの模式的な平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
２０  イメージセンサ、２０ｉ  撮像部、２０ｓ  蓄積部、２０ｈ  水平転送部、２０ｄ  出力部、３０  タイミング制御回路、３２  クロック発生回路、３４  アナログ信号処理回路、３６  Ａ／Ｄ変換回路、３８  デジタル信号処理回路。
【図１】
2005136807.tif 000003
【図２】
2005136807.tif 000004
【図３】
2005136807.tif 000005
【図４】
2005136807.tif 000006
【図５】
2005136807.tif 000007