(57)【要約】【課題】  フレームメモリバッファなしで映像信号処理を可能とする固体撮像素子及びその駆動方法を提供する。【解決手段】  垂直ＣＣＤから垂直駆動信号を入力される垂直駆動電極を用いて、各２行は隣接し、隣接する２行の間は所定行だけ離れている映像信号を受けて垂直伝送する固体撮像素子。水平ＣＣＤでは、水平駆動信号が入力される水平駆動電極を用いて、前記映像信号を行別に受信して、前記受信された行別映像信号を水平伝送して出力する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元行列形に配列された第１行の光素子、第２行の光素子、第３行の光素子、及び第４行の光素子を含み、前記第１行の光素子は前記第２行の光素子に隣接し、前記第３行の光素子は前記第４行の光素子に隣接し、前記光素子のそれぞれが光を電気的信号に変換する複数の光素子と、
第１フィールド期間に、前記第１一対の隣接する光素子から、同時に前記変換された信号を受けて垂直伝送する複数の垂直ＣＣＤを備えることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記複数の垂直ＣＣＤは、
第２フィールド期間に、前記第２一対の隣接する光素子から、前記変換された信号を受けて垂直伝送することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記固体撮像素子は、
前記各行から垂直伝送された信号を受信し、その受信された信号を水平伝送して出力する水平ＣＣＤを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記水平ＣＣＤは、
前記受信された信号を所定の補間器に出力することを特徴とする請求項３に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記第１一対の隣接する光素子は、前記第２一対の隣接する光素子に隣接することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記第１一対の隣接する光素子は、前記第２一対の隣接する光素子から所定行数だけ離隔されていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記所定行数は、
２であることを特徴とする請求項６に記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記所定行数は、
２の倍数であることを特徴とする請求項６に記載の固体撮像素子。
【請求項９】
前記複数の垂直ＣＣＤによって垂直伝送された第１フィールドは、前記第１及び第２隣接する行を含み、前記複数の垂直ＣＣＤによって垂直伝送された第２フィールドは、前記第３及び第４隣接する行を含み、前記第１フィールド及び前記第２フィールドは、一つのフレームを構成することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
前記複数の垂直ＣＣＤによって、前記第１フィールド期間に垂直伝送された第１フィールドは、前記第１及び第２隣接する行を含むことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項１１】
前記複数の垂直ＣＣＤによって、第２フィールド期間に垂直伝送された第２フィールドは、前記第３及び第４隣接する行を含み、前記第１フィールド及び前記第２フィールドは、一つのフレームを構成することを特徴とする請求項１０に記載の固体撮像素子。
【請求項１２】
前記複数の垂直ＣＣＤは、
前記第１フィールド期間に、前記第１一対の隣接する行から第１色信号、第２色信号、及び第３色信号を垂直伝送し、第２フィールド期間に、第２一対の隣接する行から前記第１色信号、前記第２色信号、及び前記第３色信号を垂直伝送することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項１３】
前記第１色信号、前記第２色信号、及び前記第３色信号は、ベイヤーパターンを構成することを特徴とする請求項１２に記載の固体撮像素子。
【請求項１４】
前記複数の垂直ＣＣＤのいずれか一つの列に該当する垂直ＣＣＤは、
前記第１フィールド期間に、第３色信号及び第１色信号を順に垂直伝送し、前記同じＣＣＤが第２フィールド期間に、前記第３色信号及び前記第１色信号を順に伝送することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項１５】
光を電気的信号に変換するための複数の行に配列された複数の光素子と、前記変換された信号を伝送するための複数のＣＣＤとを有する固体撮像素子の駆動方法において、
第１フィールド期間に、第１一対の隣接する２行に存在する光素子から、前記変換された信号を受けて伝送する段階を備えることを特徴とする固体撮像素子駆動方法。
【請求項１６】
前記隣接する行に存在する光素子から受けた信号は、前記複数のＣＣＤによって垂直伝送されることを特徴とする請求項１５に記載の固体撮像素子駆動方法。
【請求項１７】
前記複数のＣＣＤは、
前記複数の光素子に電荷共有された複数の垂直ＣＣＤであることを特徴とする請求項１５に記載の固体撮像素子駆動方法。
【請求項１８】
前記信号伝送段階は、
水平ＣＣＤに伝送することを含むことを特徴とする請求項１５に記載の固体撮像素子駆動方法。
【請求項１９】
前記固体撮像素子駆動方法は、
前記隣接する行の変換された信号を、順次に所定の補間器に出力する段階を更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の固体撮像素子駆動方法。
【請求項２０】
前記固体撮像素子駆動方法は、
前記第１一対の隣接する行の変換された信号を補間する段階を更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の固体撮像素子駆動方法。
【請求項２１】
前記固体撮像素子駆動方法は、
第２フィールド期間に、第２一対の隣接する２行に存在する光素子から、前記変換された信号を受けて伝送する段階を更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の固体撮像素子駆動方法。
【請求項２２】
前記第２一対の隣接する行は、前記第１一対の隣接する行に隣接することを特徴とする請求項２１に記載の固体撮像素子駆動方法。
【請求項２３】
前記第２一対の隣接する行は、前記第１一対の隣接する行から所定行数だけ離隔されていることを特徴とする請求項２１に記載の固体撮像素子駆動方法。
【請求項２４】
前記垂直伝送は、
第１フィールド期間に、前記第１一対の隣接するそれぞれの行から受けた信号を垂直伝送し、第２フィールド期間に、第２一対の隣接するそれぞれの行から受けた信号を垂直伝送することを特徴とする請求項１６に記載の固体撮像素子駆動方法。
【請求項２５】
前記垂直伝送は、
第１フィールド期間に、前記第１一対の隣接する行から第１色信号、第２色信号、及び第３色信号を垂直伝送し、第２フィールド期間に、第２一対の隣接する行から前記第１色信号、前記第２色信号、及び前記第３色信号を垂直伝送することを特徴とする請求項１６に記載の固体撮像素子駆動方法。
【請求項２６】
前記垂直伝送は、
前記複数の垂直ＣＣＤのうちいずれか一つの列に該当する垂直ＣＣＤを介し、前記第１フィールド期間に、第３色信号及び第１色信号を順に垂直伝送し、前記同じ垂直ＣＣＤを介し、前記第２フィールド期間に、前記第３色信号及び前記第１色信号を順に伝送することを特徴とする請求項２５に記載の固体撮像素子駆動方法。
【請求項２７】
前記第１色信号、前記第２色信号、及び前記第３色信号は、ベイヤーパターンを構成することを特徴とする請求項２６に記載の固体撮像素子駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子に係り、特に、ＣＣＤ型固体撮像素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ型固体撮像素子は、携帯電話カメラ、デジタルスチールカメラなどに装着され、視野に展開される映像を撮像して電気的信号に変換することによって、ディスプレイ駆動装置に伝送する。ディスプレイ駆動装置は、固体撮像素子から出力されるカラーイメージデータＲ、Ｇ、Ｂを信号処理し、ＬＣＤのようなディスプレイ装置を駆動する。
【０００３】
図１は、一般的なＣＣＤ型固体撮像素子を用いるカラー撮像システムを示すブロック図である。図１を参照すると、一般的なカラー撮像システムは、ＣＣＤ型固体撮像素子１１０、フレームメモリバッファ１２０、補間器１３０、及び信号処理部１４０を備える。ここで、固体撮像素子１１０は、第１フィールド信号としてＲ、Ｇ、Ｒ、Ｇ・・・を出力し、第２フィールド信号としてＧ、Ｂ、Ｇ、Ｂ、・・・信号を出力する。このような方式で、プールフレーム信号が出力される時、このようなフィールド信号は、フレームメモリバッファ１２０に保存された後、（Ｒ，Ｇ）行信号と（Ｇ，Ｂ）行信号とが交互に出力される。このように、３色信号Ｒ、Ｇ、Ｂが所定周期で出力されれば、補間器１３０は３色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを補間処理し、補間処理された３色信号Ｒ、Ｇ、Ｂは、再び信号処理部１４０を介してディスプレイ装置に出力される。
【０００４】
図２は、図１の固体撮像素子１１０のピクセル構造を示す図である。固体撮像素子１１０は、インターライン  トランスファ（Ｉｎｔｅｒｌｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）方式で駆動され、図２のように、２次元配列されたフォトダイオードからなる光素子行列２６０と、各光素子２６０に連結された垂直ＣＣＤ ２５０とを備えるピクセル構造を有する。通常は、カラー固体撮像素子１１０の場合に、各ピクセルの上部に、特定カラーの光のみを受けるようにカラーフィルタを設置するが、色信号を構成するために、少なくとも３種類のカラーフィルタを配置する。最も一般的なカラーフィルタアレイは、ベイヤー（Ｂａｙｅｒ）パターンであり、ベイヤーパターンは図２のように、１つの行にＲ（ｒｅｄ）、Ｇ（ｇｒｅｅｎ）の２カラーのパターン、また他行にＧ（ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（ｂｌｕｅ）の２カラーのパターンが反復的に配置される。その時、輝度信号と密接に関連しているＧ（ｇｒｅｅｎ）は全行に配置され、Ｒ（ｒｅｄ）カラー、Ｂ（ｂｌｕｅ）カラーは、各行ごとに対角線に配置されて輝度解像度を向上させる。デジタルスチールカメラなどに解像度を向上させるために、１００万ピクセル以上の多くのピクセルを配列したＣＣＤが適用されている。
【０００５】
特に、このような固体撮像素子１１０は、インタレース方式に適するように設計されており、垂直ＣＣＤ ２５０を４相駆動信号Ｖ１ないしＶ４で駆動する。この場合、１つのフィールド期間に、上下に隣接する二つのピクセルのうちいずれか一つが信号電荷を伝送できるため、１つのフィールド期間に、全行の光素子２６０信号を同時に分離出力することは不可能であり、フィールドごとに、相異なる行の光素子２６０信号を垂直ＣＣＤ ２５０に伝送する方式を使用する。このような４相駆動方式については、特許文献１に開示されている。
【０００６】
図３は、図２の固体撮像素子１１０の動作説明のためのフローチャートである。図４Ａ及び図４Ｂは、図２の固体撮像素子の動作説明に対する理解を助けるための図である。図３を参照すると、まず機械式シャッタを開放して、一定時間の間、光素子２６０に信号電荷を蓄積する（Ｓ３１０）。次に、垂直駆動信号のうち、Ｖ１を伝送する駆動電極２１０に読出しのためのアクティブ信号が印加されれば、一定の行（（Ｒ，Ｇ）行）の映像信号が光素子２６０から垂直ＣＣＤ ２５０に伝送される。このように垂直ＣＣＤ ２５に伝送されたＶ１フィールドパケットは、垂直駆動信号Ｖ１ないしＶ４によって、垂直ＣＣＤ ２５０から水平ＣＣＤ ２７０方向に垂直伝送される（Ｓ３２０）。水平ＣＣＤ ２７０は、Ｖ１フィールドパケットを受けて、水平駆動信号ＶＨ１、ＶＨ２によって水平に伝送させて、（Ｒ，Ｇ）行映像信号を出力する（Ｓ３３０）。同様に、次のフィールド期間では、垂直駆動信号のうちＶ３を伝送する駆動電極２３０に読出しのためのアクティブ信号が印加されれば、他の一定の行の（（Ｇ，Ｂ）行）の映像信号が、光素子２６０から垂直ＣＣＤ ２５０に伝送される。このように垂直ＣＣＤ ２５０に伝送されたＶ３フィールドパケットは、垂直駆動信号Ｖ１ないしＶ４によって、垂直ＣＣＤ ２５０から水平ＣＣＤ ２７０方向に垂直伝送される（Ｓ３４０）。水平ＣＣＤ ２７０は、Ｖ３フィールドパケット（図４Ａにおいて、（Ｇ，Ｂ）行信号パケット）を受けて、水平駆動号ＶＨ１、ＶＨ２によって水平に伝送させて（Ｇ，Ｂ）行映像信号を出力する（Ｓ３５０）。
【０００７】
しかし、このような方式で、１つのフレームの映像信号を出力する従来のＣＣＤ型固体撮像素子１１０を適用する場合に、第１フィールド期間で（Ｒ，Ｇ）行信号が出力され、第２フィールド期間で（Ｇ，Ｂ）行信号が出力されるため、補間器１２０できれいな色信号を再現するために補間処理をするには、フレームメモリバッファ１２０が要求される。すなわち、フレームメモリバッファ１２０は、補間器１２０で必要な３色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを出力するために、固体撮像素子１１０から出力される第１フィールド映像信号と、第２フィールド映像信号とより構成される１つのフレーム映像信号を保存した後、３色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを所定周期で出力する。したがって、このような従来のＣＣＤ型固体撮像素子１１０及び、その固体撮像素子１１０の駆動方法を適用するカラー撮像システムでは、大容量メモリを必要とするため、携帯電話カメラやデジタルスチールカメラのような、モバイル用小型システムには不利であるという問題点がある。
【特許文献１】特開２０００−２９５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする技術的課題は、フレームメモリバッファなしで信号処理できるように、光素子で感知された映像信号パケットを出力する固体撮像素子を提供するところにある。
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、前記固体撮像素子の駆動方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の記技術的課題を解決するために、本発明に係る固体撮像素子は、複数の光素子、複数の垂直ＣＣＤ、及び水平ＣＣＤを備えることを特徴とする。前記複数の光素子は、２次元行列形に配列された第１行の光素子、第２行の光素子、第３行の光素子、及び第４行の光素子を含み、前記第１行の光素子は前記第２行の光素子に隣接し、前記第３行の光素子は前記第４行の光素子に隣接し、前記光素子のそれぞれが、光を電気的信号に変換する。前記複数の垂直ＣＣＤは、第１フィールド期間に、前記第１一対の隣接する光素子から、同時に前記変換された信号を受けて垂直伝送する。前記水平ＣＣＤは、前記各行から垂直伝送された信号を受信して、その受信された信号を水平伝送して出力する。前記複数の垂直ＣＣＤは、第２フィールド期間に、前記第２一対の隣接する光素子から、前記変換された信号を受けて垂直伝送することを特徴とする。
【００１０】
前記の他の技術的課題を解決するために、本発明に係る固体撮像素子駆動方法は、光を電気的信号に変換するための、複数の行に配列された複数の光素子と、前記変換された信号を伝送するための、複数のＣＣＤを有する固体撮像素子との駆動方法において、第１フィールド期間に、第１一対の隣接する２行に存在する光素子から、前記変換された信号を受けて伝送する段階を備えることを特徴とする。前記隣接する行に存在する光素子から受けた信号は、前記複数のＣＣＤによって垂直伝送されることを特徴とする。前記信号伝送段階は、水平ＣＣＤに伝送することを含むことを特徴とする。前記固体撮像素子駆動方法は、第２フィールド期間に、第２一対の隣接する２行に存在する光素子から、前記変換された信号を受けて伝送する段階を更に含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る固体撮像素子は、隣接する３色信号を連続的に出力するため、携帯電話カメラやデジタルスチールカメラのようなモバイル用小型システムに適用される時、ディスプレイ装置駆動にフレームメモリバッファが要求されず、これによって低コストで軽薄短小のシステムを構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明と、本発明の動作上の利点及び、本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するには、本発明の好ましい実施例を示す添付図面及び、添付図面に記載された内容を参照しなければならない。
以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施例を説明することによって、本発明を詳細に説明する。各図面に付された同一参照符号は同一部材を示す。
【００１３】
図５は、本発明の一実施例に係るＣＣＤ型固体撮像素子５００を用いるカラー撮像システムを示すブロック図である。図５を参照すると、本発明の一実施例に係るカラー撮像システムは、ＣＣＤ型固体撮像素子５００、補間器６００、信号処理部７００を備える。
固体撮像素子５００は、ＣＣＤ型の撮像装置であって、携帯電話カメラ、デジタルスチールカメラなどに装着され、視野に展開される映像を撮像して、電気的信号に変換して映像信号を出力する。固体撮像素子５００は、光素子を用いて外部の光を感知し、電気的信号に変換して映像信号を出力する。光素子は、２次元行列形のピクセルアレイを構成する。
【００１４】
固体撮像素子５００は、垂直ＣＣＤ駆動のための垂直駆動信号Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ２、Ｖ３Ａ、Ｖ３Ｂ、Ｖ４と、水平ＣＣＤ駆動のための水平駆動信号ＶＨ１、ＶＨ２と、を入力し、ピクセルアレイ上で隣接する各２行の映像信号を連続的に出力する。すなわち、１つのフレームを構成する第１フィールドと、第２フィールドのそれぞれで、相異なる映像信号パターンを交互に出力する従来方式とは違って、本発明の一実施例に係るＣＣＤ型固体撮像素子５００は、隣接する各２行、すなわち、（Ｒ，Ｇ）行及び（Ｇ，Ｂ）行の映像信号を各フィールドごとに連続的に出力するため、所定の短い周期ごとに３色信号Ｒ、Ｇ、Ｂの全てが出力される。ここでは、ピクセルアレイパターンをベイヤーパターンと仮定するが、ピクセルアレイパターンは多様に構成されうるため、これに限られるわけではない。固体撮像素子５００については、下記に詳細に記載する。
【００１５】
補間器６００は、固体撮像素子５００から出力される、３色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを受信して補間処理し、補間処理された３色信号Ｒ、Ｇ、Ｂは、再び信号処理部７００を介して、ＬＣＤのようなディスプレイ装置に出力される。ここで、固体撮像素子５００は、ピクセルアレイ上の各行の映像信号を、１つのフィールド期間に全て出力せず、２フィールドに分けて、隣接する（Ｒ，Ｇ）行と（Ｇ，Ｂ）行とより構成される２行の間が所定行ほど離隔されている映像信号を連続的に出力する。したがって、補間器６００は、３色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを補間処理するために、ラインメモリ、すなわち、ピクセルアレイ上の１つの行の映像信号を保存できる最小限のメモリを有するように構成できる。あるいは、３色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを供給するラインメモリは、補間器６００の外部に備えることができる。これは、図１のような従来方式において、１つのフレームまたは１つのフィールドの映像信号を保存できるメモリバッファが要求されることに比べて、非常に小さなメモリ容量が要求されるということを意味する。
【００１６】
図６は、図５の固体撮像素子５００のピクセル構造を示す図である。図６を参照すれば、図５の固体撮像素子５００は、光素子５８０と垂直ＣＣＤ ５７０とを備える。垂直ＣＣＤ ５７０から出力される映像信号は、図８Ａないし図８Ｄに示すように、水平ＣＣＤ ５９０に伝送される。図６において、垂直ＣＣＤ ５７０を駆動する信号Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ２、Ｖ３Ａ、Ｖ３Ｂ、Ｖ４を伝送する駆動電極５１０ないし５６０は、光素子５８０の間で互いに分離されているように示されているが、周知のように、光素子５８０から伝送された信号電荷を垂直伝送するために、内部的には相異なるレイヤーで少しずつ重畳する構造であると仮定される。光素子５８０は、一般的な場合のように、ピクセルアレイ上で、２次元行列形に配列され、光を感知して、電気的信号に変換して映像信号を生成する。各ピクセルを形成する光素子５８０の上部には、上述したように、ベイヤーパターンのカラーフィルターアレイが配置されると仮定する。垂直ＣＣＤ ５７０は、垂直駆動信号Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ２、Ｖ３Ａ、Ｖ３Ｂ、Ｖ４を入力する垂直駆動電極５１０ないし５６０を用いて、光素子５８０で感知された映像信号を受けて、垂直伝送して水平ＣＣＤ ５９０に出力する。水平ＣＣＤ ５９０は、水平駆動信号ＶＨ１、ＶＨ２を入力する水平駆動電極（図示せず）を用いて、垂直ＣＣＤ ５７０から受けた行別映像信号を水平伝送して出力する。このような垂直ＣＣＤ ５７０及び水平ＣＣＤ ５９０の動作については、図７を参照して更に詳細に説明する。
【００１７】
図７は、図６の固体撮像素子５００の動作説明のためのフローチャートである。図８ａ乃至図８Ｄは、図６の固体撮像素子５００の動作説明の理解を助けるための図である。図７を参照すると、まず機械式シャッタを開放して、一定時間の間、光素子５８０に信号電荷を蓄積する（Ｓ７１０）。次に、第１フィールドで、垂直駆動信号Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ２、Ｖ３Ａ、Ｖ３Ｂ、Ｖ４の中、Ｖ１Ａ及びＶ３Ａを伝送する駆動電極５１０、５４０に、読出しのためのアクティブ信号が印加されれば、一定の行、すなわち、（Ｒ，Ｇ）行及び（Ｇ，Ｂ）行の映像信号が、光素子５８０から垂直ＣＣＤ ５７０に伝送される。このようにして垂直ＣＣＤ ５７０に伝送されたＶ１Ａ及びＶ３Ａフィールドパケット（図８Ａ及び図８Ｂを参照）は、垂直駆動信号Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ２、Ｖ３Ａ、Ｖ３Ｂ、Ｖ４によって、行別に垂直ＣＣＤ ５７０から水平ＣＣＤ ５９０方向に垂直伝送される（Ｓ７２０）。ここで、図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、Ｖ１Ａフィールドパケットは、（Ｒ，Ｇ）行を構成する映像信号Ｒ１、Ｇ３、．．．、Ｒ２、Ｇ４、．．．であり、Ｖ３Ａフィールドパケットは、（Ｇ，Ｂ）行を構成する映像信号Ｇ１、Ｂ１、．．．、Ｇ２、Ｂ２、．．．である。
【００１８】
図９は、図６のＣＣＤ型固体撮像素子５００の電荷パケットの垂直伝送方法を説明するための図である。図９には、垂直ＣＣＤ ５７０が垂直駆動信号Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ２、Ｖ３Ａ、Ｖ３Ｂ、Ｖ４によって、図８Ａで映像信号Ｇ２に対応する電荷を垂直に伝送する例が示されている。ＣＣＤ型固体撮像素子５００の電荷パケット伝送方法は周知であるから、ここでは略述する。第１フィールドで、垂直駆動信号Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ２、Ｖ３Ａ、Ｖ３Ｂ、Ｖ４の中、Ｖ１Ａ及びＶ３Ａを伝送する駆動電極５１０、５４０に、読出しのための第２論理状態（論理ハイ状態）のアクティブ信号が印加される時、図８Ａで垂直駆動信号Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ２、Ｖ３Ａ、Ｖ３Ｂ、Ｖ４の中、Ｖ２はアクティブされていない第１論理状態（論理ロー状態）の信号を出力する。その時、映像信号Ｇ２とＲ２とに対応するピクセルは、互いに隣接しているが、境界に置かれている垂直駆動信号Ｖ２によって、映像信号Ｇ２とＲ２のそれぞれに対応する電荷は、互いに混合されずに垂直伝送され得る。
【００１９】
図９は、映像信号Ｇ２に対応する電荷が垂直伝送される時、垂直駆動信号Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ２、Ｖ３Ａ、Ｖ３Ｂ、Ｖ４によって形成されるエネルギーダイヤグラムと、信号電荷の垂直移動とを示す。まず、Ｔ１において、アクティブされていない垂直駆動信号Ｖ２と、アクティブされた垂直駆動信号Ｖ３Ａ、Ｖ４、Ｖ１Ｂとによって、映像信号Ｇ２に対応する電荷は、垂直駆動信号Ｖ３Ａ、Ｖ４、Ｖ１Ｂが配置された電極５４０、５６０、５２０に沿って分布される。次のＴ２において、アクティブされた垂直駆動信号Ｖ４、Ｖ１Ｂによって、信号電荷は、Ｖ４、Ｖ１Ｂが配置された電極５６０、５２０に沿って分布される。次のＴ３においては、アクティブされた垂直駆動信号Ｖ４、Ｖ１Ｂ、Ｖ２によって、信号電荷は、Ｖ４、Ｖ１Ｂ、Ｖ２が配置された電極５６０、５２０、５３０に沿って分布される。光素子５８０から垂直ＣＣＤ ５７０に伝送された信号電荷は、このように周知の方式で垂直伝送される。
【００２０】
このように、垂直ＣＣＤ ５７０は、第１フィールドで、各２行は隣接し、隣接する２行の間は所定行だけ離隔されている映像信号を受けて垂直伝送する。その時、垂直ＣＣＤ ５７０は、第１列を介して隣接するそれぞれの２行に存在する第１色（ｇｒｅｅｎ）を有する信号Ｇ１またはＧ２と、第２色（ｒｅｄ）を有する信号Ｒ１またはＲ２とを順に垂直伝送し、第２列を介し、第３色（ｂｌｕｅ）を有する信号Ｂ１またはＢ２と、第１色（ｇｒｅｅｎ）を有する信号Ｇ３またはＧ４とを順に垂直伝送する。第１色（ｇｒｅｅｎ）信号、第２色（ｒｅｄ）信号、及び第３色（ｂｌｕｅ）信号は、ベイヤーパターンを構成する。
【００２１】
一方、水平ＣＣＤ ５９０は、Ｖ１Ａ及びＶ３Ａフィールドパケットを行別に受け、水平駆動信号ＶＨ１、ＶＨ２によって水平に伝送させて、（Ｒ，Ｇ）行映像信号と（Ｇ，Ｂ）行映像信号とを交互に出力する（Ｓ７３０）。水平ＣＣＤ ５９０の電荷移動方式も、図９の説明で記述した方式と類似し、且つ周知のものであるので、ここでは説明を省略する。
【００２２】
同様に、次の第２フィールド期間でもまた、垂直駆動信号Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ２、Ｖ３Ａ、Ｖ３Ｂ、Ｖ４の中、Ｖ１Ｂ及びＶ３Ｂを伝送する駆動電極５２０、５５０に、読出しのためのアクティブ信号が印加されれば、一定の行、すなわち、（Ｒ，Ｇ）行及び（Ｇ，Ｂ）行の映像信号が、光素子５８０から垂直ＣＣＤ ５７０に伝送される。このようにして垂直ＣＣＤ ５７０に伝送されたＶ１Ｂ及びＶ３Ｂフィールドパケット（図８Ｃ及び図８Ｄを参照）は、垂直駆動信号Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ２、Ｖ３Ａ、Ｖ３Ｂ、Ｖ４によって、行別に垂直ＣＣＤ ５７０から水平ＣＣＤ ５９０に垂直伝送される（Ｓ７４０）。ここで、図８Ｃ及び図８Ｄを参照すると、Ｖ１Ｂフィールドパケットは、（Ｒ，Ｇ）行を構成する映像信号Ｒ３、Ｇ７、．．．、Ｒ４、Ｇ８、．．．であり、Ｖ３Ｂフィールドパケットは、（Ｇ，Ｂ）行を構成する映像信号Ｇ５、Ｂ３、．．．、Ｇ６、Ｂ４、．．．である。
【００２３】
このように、垂直ＣＣＤ ５７０は、第２フィールドでもまた各２行は隣接し、隣接する２行の間は所定行だけ離隔されている映像信号を受けて垂直伝送する（Ｓ７４０）。ここで、前記映像信号は、隣接する２行の間は２行だけ離隔されており、垂直ＣＣＤ ５７０は、このような映像信号を受けて垂直伝送すると仮定したが、垂直ＣＣＤ ５７０は、垂直駆動信号Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ２、Ｖ３Ａ、Ｖ３Ｂ、Ｖ４以外に、他の垂直駆動信号を伝送する駆動電極を更に備えて、隣接する２行の間は、４行及び６行のように、２の倍数行だけ離隔されている映像信号を受けて垂直伝送することができる。但し、信号線の複雑性を考慮すれば、垂直ＣＣＤ ５７０は、隣接する２行の間は２行だけ離隔されている映像信号を受けて垂直伝送するように構成するのが最も好ましい。
【００２４】
第２フィールドでも、垂直ＣＣＤ ５７０は、第１列を介し、隣接するそれぞれの２行に存在する第１色（ｇｒｅｅｎ）を有する信号Ｇ５またはＧ６と、第２色（ｒｅｄ）を有する信号Ｒ３またはＲ４とを順に垂直伝送し、第２列を介し、第３色（ｂｌｕｅ）を有する信号Ｂ３またはＢ４と、第１色（ｇｒｅｅｎ）を有する信号Ｇ７またはＧ８とを順に垂直伝送する。ここでも、第１色（ｇｒｅｅｎ）信号、第２色（ｒｅｄ）信号、及び第３色（ｂｌｕｅ）信号は、ベイヤーパターンを構成する。
【００２５】
一方、水平ＣＣＤ ５９０は、第２フィールドでも、Ｖ１ＢとＶ３Ｂフィールドパケットとを行別に受けて、水平駆動信号ＶＨ１、ＶＨ２によって水平に伝送させて、（Ｒ，Ｇ）行映像信号と（Ｇ，Ｂ）行映像信号とを交互に出力する（Ｓ７５０）。第１フィールドと第２フィールドとは１つのフレームを構成し、１つのフレームは、ディスプレイ装置で一枚の写真を表示する。
【００２６】
上述したように、本発明の一実施例に係る固体撮像素子５００は、補間器６００で必要とする隣接する３色信号を、１つのフィールドの後に出力する従来の垂直ＣＣＤ駆動方法と違って、変更された垂直ＣＣＤ ５７０駆動方法によって、光素子５８０で感知された（Ｒ，Ｇ）行映像信号パケットと、（Ｇ，Ｂ）行映像信号パケットとを交互に連続出力する。したがって、ディスプレイ装置駆動のために、フレームメモリバッファなしで映像信号処理が可能である。
【００２７】
以上のように、図面と明細書とで最良の実施例を開示した。ここでは特定の用語が使用されたが、これは単に、本発明を説明するための目的で使用されたものであり、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使用されたものではない。
したがって、当業者ならば、これらから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるということが理解できるだろう。したがって、本発明の真正の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まらねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係る固体撮像素子及びその駆動方法は、携帯電話カメラ、デジタルスチールカメラ等に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一般的なＣＣＤ型固体撮像素子を用いるカラー撮像システムを示すブロック図である。
【図２】図１の固体撮像素子のピクセル構造を示す図である。
【図３】図２の固体撮像素子の動作説明のためのフローチャートである。
【図４Ａ】図３の固体撮像素子の動作説明の理解を助けるための図である。
【図４Ｂ】図３の固体撮像素子の動作説明の理解を助けるための図である。
【図５】本発明の一実施例に係るＣＣＤ型固体撮像素子を用いるカラー撮像システムを示すブロック図である。
【図６】図５の固体撮像素子のピクセル構造を示す図である。
【図７】図６の固体撮像素子の動作説明のためのフローチャートである。
【図８Ａ】図７の固体撮像素子の動作説明の理解を助けるための図である。
【図８Ｂ】図７の固体撮像素子の動作説明の理解を助けるための図である。
【図８Ｃ】図７の固体撮像素子の動作説明の理解を助けるための図である。
【図８Ｄ】図７の固体撮像素子の動作説明の理解を助けるための図である。
【図９】図６のＣＣＤ型固体撮像素子の電荷パケットの垂直伝送方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３０】
５００    固体撮像素子
５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０    駆動電極
５７０    垂直ＣＣＤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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