(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元状に配列されたフォトダイオードと、前記フォトダイオードで光電変換された信号電荷を読み出し、且つ垂直方向へ転送する垂直転送部と、前記垂直転送部からの１行分の信号電荷を水平方向へ転送する水平転送部と、前記水平転送部からの信号電荷を信号電圧または信号電流に変換して出力する信号電荷検出部とを備えた固体撮像素子の駆動方法において、
前記水平転送部は少なくとも３相のゲート構造を有し、前記水平転送部の各相のゲートに印加する転送パルスのデューティー比を相数分の１に設定し、且つ位相を１周期の相数分の１ずつシフトさせることを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【請求項２】
前記固体撮像素子の前記水平転送部の最終段ゲートのみを独立配線し、且つ前記最終段ゲートに印加する転送パルスのデューティー比は５０％である請求項１記載の固体撮像素子の駆動方法。
【請求項３】
前記固体撮像素子の前記水平転送部のゲート構造が４相である請求項１または２記載の固体撮像素子の駆動方法。
【請求項４】
前記固体撮像素子は、１個のカラーフィルタ要素が１個の前記フォトダイオードの前面に装着、または素子上に形成され、ｎ行ｍ列のカラーフィルタ要素の単位配列が複数個二次元状に配列されたカラーフィルタを備え、前記垂直転送部のフォトダイオードからの信号電荷読み出し部は列選択機能を有し、前記列選択機能による未選択列の少なくとも１つの空転送電荷と前記列選択機能による選択列である１つの信号電荷とを前記水平転送部にて混合し、転送する請求項１から３のいずれか一項記載の固体撮像素子の駆動方法。
【請求項５】
前記固体撮像素子は、１個のカラーフィルタ要素が１個の前記フォトダイオードの前面に装着、または素子上に形成され、ｎ行ｍ列のカラーフィルタ要素の単位配列が複数個二次元状に配列されたカラーフィルタと、前記垂直転送部の信号電荷を吐き出すための吐出し部とを備え、該吐出し部は列の信号電荷を選択的に吐き出す機能を有し、前記吐き出し部により吐き出された列の少なくとも１つの空転送電荷と吐き出されなかった列の１つの信号電荷とを前記水平転送部にて混合し、転送する請求項１から３のいずれか一項記載の固体撮像素子の駆動方法。
【請求項６】
前記カラーフィルタ要素の単位配列は、原色ベイヤー配列である請求項４または５記載の固体撮像素子の駆動方法。
【請求項７】
前記カラーフィルタ要素の単位配列は、補色市松配列である請求項４または５記載の固体撮像素子の駆動方法。
【請求項８】
前記垂直転送部のフォトダイオードからの信号電荷読み出し部は行選択機能を有する請求項４から７のいずれか一項記載の固体撮像素子の駆動方法。
【請求項９】
静止画像出力モード時は、前記水平転送部の各相のゲートに印加する転送パルスのデューティー比を相数分の１から５０％に切り換え、且つ隣接ゲートに印加する転送パルスの位相シフトを１８０°にする請求項１から８のいずれか一項記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像装置に関し、特にＣＣＤ固体撮像素子とそれを利用したディジタルスチルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体撮像素子を用いたディジタルスチルカメラは高画質及び高機能化が要望され、高画素化が進んでいる。
【０００３】
例えば、２３０万画素のＣＣＤ固体撮像素子であれば、垂直画素数が約１２００画素、水平画素数が約１８００画素で通常のＮＴＳＣ用の固体撮像素子の６倍程度の画素数を有し、全画素出力時のフレームレートも約１／６秒となり、そのまま信号を読み出したのでは、表示装置（液晶モニタなど）に出力できない場合が多くなってきた。そこで、このような固体撮像素子の信号をファインダーモードとして表示装置に出力する場合は、何らかの方法で固体撮像素子の出力画素数を削減し、高速に読み出す必要がある。
【０００４】
次に、従来の２３０万画素のＣＣＤ固体撮像素子を搭載したデジタルスチルカメラの動作について説明する。
【０００５】
図１６に、従来より用いられる固体撮像素子のゲート構成例を示す。この固体撮像素子は、フォトダイオード１、Ｖ１からＶ８の８相のゲートからなる２０画素単位の繰り返しの垂直転送部２、Ｈ１とＨ２の２相のゲートからなる水平転送部３、及び信号電荷検出部４より構成されている。図１６では、簡単化のためフォトダイオード１と垂直転送部２を簡略化して配置してあるが、実際の固体撮像素子では、このフォトダイオード１と垂直転送部２の組み合わせが水平画素数分だけ並ぶものとする。
【０００６】
また、図１７に、２相ゲートからなる水平転送部ＨＣＣＤの構造（ａ）と基本駆動タイミング（ｂ）を示す。
【０００７】
この固体撮像素子の全画素の読み出し方法は、垂直転送部２のＶ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７に高電圧（約１５Ｖ）を印加して、フォトダイオード１から垂直転送部２へ電荷を読み出し、垂直転送部２に垂直転送部駆動パルス（φＶ１−φＶ８、ここでＶ１等の表現はゲート電極を示し、φＶ１等の表現はそのゲート電極に印加する駆動パルスを示すものとする。）を入力することにより、その電荷を１水平走査期間に１回１行分同時に水平転送部３へ転送し、水平転送部３へ転送された電荷を水平転送部３にデューティー比５０％の水平転送部駆動パルス（φＨ１、φＨ２）を印加して信号電荷検出部４より信号を出力するものである。
【０００８】
図６に、従来のディジタルスチルカメラの構成例を示す。このカメラは、固体撮像素子１０１、固体撮像素子１０１の駆動タイミングを制御するタイミングジェネレータ（ＴＧ）１０２、垂直駆動タイミングを固体撮像素子１０１用に電圧変換するＶドライバ１０３、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）や自動利得制御（ＡＧＣ）処理を行う前処理ＩＣ１０４等の撮像部１０、ＡＤ変換や信号処理やメモリコントロールを行うメイン処理部２０、撮影した画像データを確認するためやビューファインダとして機能するＬＣＤ３０、ストロボ発光と調光を行うストロボ制御部４０、電源供給を行う電源部５０等からなる。
【０００９】
次に、ファインダーモードとして垂直１／５画素間引きを行う場合について説明する。
【００１０】
図１８に、従来の垂直１／５間引き読み出し時の駆動タイミングチャートを示す。図中のＨＤ、ＶＤはＮＴＳＣのＴＶ放送規格の１／２の周波数で駆動されている。
【００１１】
図６の固体撮像素子１０１に、図１８に示した読み出し駆動波形を入力し、垂直方向に１／５間引きを行うため、φＶ５、φＶ７にのみフォトダイオード読み出しパルスを印加する。
【００１２】
次に、図１８に示すように、水平ブランキング期間に垂直転送部２を３段転送と２段転送を交互に繰り返し、上記１／５間引きのフォトダイオード読み出しを行った結果、毎ライン信号電荷を垂直転送部２から水平転送部３に転送されるようにする。
【００１３】
次に、水平転送部３では、垂直転送部２から転送されてきた全列の信号電荷を、図１７に示すように、２相ＣＣＤであるH１、H２にデューティー比５０％の水平転送部駆動パルス（φＨ１、φＨ２）を印加して信号電荷検出部４より全列の信号を出力する。つまり垂直は１／５画素間引きを行うが、水平は全画素ＣＣＤから信号が出力されることとなる。
【００１４】
ＣＣＤから出力した信号は、前処理ＩＣ１０４、メイン処理部２０にて、さらに水平方向に半分の画素数に間引き等の削減処理を行い、一旦ビデオ（Ｖ）ＲＡＭ２０３に格納し、その後走査変換を行いＬＣＤ１０にフィールド画像を映像出力する。
【００１５】
図１５に、従来例に使用される原色フィルタ配列を示す。レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３色で２列×２行を基本配列で構成される。
【００１６】
上記フィルタ配列により、ＣＣＤ出力では、ＲＧ点順次とＧＢ点順次の信号が１／５に垂直画素間引きをされた形式で、線順次で出力されることになり、後段のカメラ画像処理回路は通常の処理と同様のアルゴリズムで色分離が可能となる。
【００１７】
以上のようにして、従来は高画素ＣＣＤのファインダーモード（モニタモード）を実現していた。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の駆動方法では、２００万画素を超える固体撮像素子を用いる場合、水平間引きを行う際に、水平転送部に供給する駆動パルスの周波数を上げ、通常のＮＴＳＣ等のＴＶ方式の１水平走査期間に全列の信号電荷を水平転送部で転送することは、技術的に困難であるばかりでなく、消費電力の増大を免れることは極めて困難であると言わざるを得ない。
【００１９】
そのために、動解像度を低下させることで妥協せざるを得ないばかりでなく、ＴＶ、ＬＣＤ等の表示には、たとえ画素フォーマットが適合した場合でもフィールドメモリ等を用いて、複雑な走査変換を行う必要があった。
【００２０】
そこで、本発明の目的は、高画素撮像素子を用いてＮＴＳＣ規格等の表示装置に映像出力を行う際に、水平転送パルスの周波数を上げて消費電力を増大することなく、また後段の処理回路で複雑な走査変換をすることなく、全画面に対応するイメージを出力可能にする固体撮像装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る固体撮像素子の駆動方法は、２次元状に配列されたフォトダイオードと、前記フォトダイオードで光電変換された信号電荷を読み出し、且つ垂直方向へ転送する垂直転送部と、前記垂直転送部からの１行分の信号電荷を水平方向へ転送する水平転送部と、前記水平転送部からの信号電荷を信号電圧または信号電流に変換して出力する信号信号電荷検出部とを備えた固体撮像素子の駆動方法において、前記水平転送部は少なくとも３相のゲート構造を有し、前記水平転送部の各相のゲートに印加する転送パルスのデューティー比を相数分の１に設定し、且つ位相を１周期の相数分の１ずつシフトさせることを特徴とする。
【００２２】
この方法によれば、水平転送部において隣接画素の混合を行うことで、全画面のイメージを、水平転送パルスの周波数を上げることなく、すなわち消費電力を増大させることなく、固体撮像素子より映像信号として出力することが可能となる。
【００２３】
前記固体撮像素子の駆動方法において、前記固体撮像素子の前記水平転送部の最終段ゲートのみを独立配線し、且つ前記最終段ゲートに印加する転送パルスのデューティー比は５０％であることが好ましい。
【００２４】
これにより、固体撮像素子の出力波形は、従来と全く同様の形態となり、後段における相関二重サンプリング等の信号処理回路を高速タイプのものにする必要がなく、従来回路と共用することが可能となる。
【００２５】
また、前記固体撮像素子の前記水平転送部のゲート構造が４相であることが好ましい。
【００２６】
これにより、水平転送部のゲートに印加する各転送パルスのデューティー比を１：３（以下、２５％と称する）に設定すると共に、位相を１／４周期ずつシフトさせることで、水平転送部内で隣接２画素の画素混合を行うことができる。
【００２７】
また、前記固体撮像素子は、１個のカラーフィルタ要素が１個の前記フォトダイオードの前面に装着、または素子上に形成され、ｎ行ｍ列のカラーフィルタ要素の単位配列が複数個二次元状に配列されたカラーフィルタを備え、前記垂直転送部のフォトダイオードからの信号電荷読み出し部は列選択機能を有し、前記列選択機能による未選択列の少なくとも１つの空転送電荷と前記列選択機能による選択列である１つの信号電荷とを前記水平転送部にて混合し、転送することが好ましい。
【００２８】
これにより、水平転送部内で、空転送電荷と信号電荷の画素混合を行い、実質上の水平画素間引きをカラーＣＣＤ固体撮像素子において実現し、水平の間引きされた全イメージの信号電荷を水平転送部で高速転送（転送レートではなく物理距離）することが可能になる。
【００２９】
または、前記固体撮像素子は、１個のカラーフィルタ要素が１個の前記フォトダイオードの前面に装着、または素子上に形成され、ｎ行ｍ列のカラーフィルタ要素の単位配列が複数個二次元状に配列されたカラーフィルタと、前記垂直転送部の信号電荷を吐き出すための吐出し部とを備え、該吐出し部は列の信号電荷を選択的に吐き出す機能を有し、前記吐き出し部により吐き出された列の少なくとも１つの空転送電荷と吐き出されなかった列の１つの信号電荷とを前記水平転送部にて混合し、転送することが好ましい。
【００３０】
これにより、水平転送部内で、空転送電荷と信号電荷の画素混合を行い、実質上の水平画素間引きをカラーＣＣＤ固体撮像素子において実現し、水平の間引きされた全イメージの信号電荷を水平転送部で高速転送（転送レートではなく物理距離）することが可能となる。
【００３１】
前記カラーフィルタ要素の単位配列は、原色ベイヤー配列であるか、または補色市松配列であることが好ましい。
【００３２】
また、前記垂直転送部のフォトダイオードからの信号電荷読み出し部は行選択機能を有することが好ましい。
【００３３】
これにより、高画素のカラーＣＣＤ固体撮像素子を用いて、色分離が可能で、かつ水平垂直共に画素間引きを実現することができる。
【００３４】
さらに、静止画像出力モード時は、前記水平転送部の各相のゲートに印加する転送パルスのデューティー比を相数分の１から５０％に切り換え、且つ隣接ゲートに印加する転送パルスの位相シフトを１８０°にすることが好ましい。
【００３５】
これにより、高速モニタモードと通常の全画素撮影のスチルモードとを備えたデジタルカメラを提供することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３７】
ここでは、従来例で説明した固体撮像素子と同じ画素数の１８００（Ｈ）×１２００（Ｖ）の本発明に用いるＣＣＤ固体撮像素子について説明する。
【００３８】
図１は、カラーフィルタをベイヤー配列にした画素構成を示し、図２は、カラーフィルターを補色市松配列にした画素構成を示す。図２に示すように、補色市松配列は３通りのフィルタ配列が考えられる。
【００３９】
図３は、本発明の一つの実施形態に係るＣＣＤ固体撮像素子のゲート電極構成例を示す。図３において、固体撮像素子は、フォトダイオード１、Ｖ１からＶ８の８相のゲートからなる垂直転送部２、Ｈ１からＨ４の４相のゲートからなる水平転送部３、信号電荷検出部４、及び列選択機能を有するフォトダイオード読み出しゲート５より構成されている。図３では、簡単化のためフォトダイオード１と垂直転送部２を簡略化して配置してあるが、実際の固体撮像素子では、このフォトダイオード１と垂直転送部２の組み合わせが水平画素数分だけ並ぶものとする。
【００４０】
次に、図３に示す固体撮像素子の読み出し方法について説明する。
【００４１】
図３に示すフォトダイオード読み出しゲート５（Ｐ１，Ｐ２）に電圧を印加し、かつフォトダイオード読み出しゲート５（Ｐ１，Ｐ２）に接続される垂直転送部２のゲート（Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５，Ｖ７）に電圧が印加されている場合にのみ、読み出し動作が実行され、フォトダイオード読み出しゲート５、もしくはフォトダイオード読み出しゲート５に接続される垂直転送部２のゲート（Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５，Ｖ７）のいずれかに電圧が印加されない場合には、読み出しは実行されることはない。
【００４２】
図４は、本発明の他の実施形態に係るＣＣＤ固体撮像素子のゲート電極構成例を示す。図４において、固体撮像素子は、フォトダイオード１、Ｖ１からＶ８の８相のゲートからなる垂直転送部２、Ｈ１からＨ４の４相のゲートからなる水平転送部３、信号電荷検出部４、及び列選択機能を有する吐出し部６、吐出し部６にて吐出すか否かを決定する列選択吐出しゲート７より構成されている。図４では、簡単化のためフォトダイオード１と垂直転送部２を簡略化して配置してあるが、実際の固体撮像素子では、このフォトダイオード１と垂直転送部２の組み合わせが水平画素数分だけ並ぶものとする。
【００４３】
図4に示す固体撮像素子の読み出し方法は、従来例と同様の原理で動作し、垂直転送部２のフォトダイオードに接続されたゲート（Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５，Ｖ７）に高電圧（約１５Ｖ）を印加して、フォトダイオード１から垂直転送部２へ電荷が読み出される。
【００４４】
次に、図３および図４に示す４相ゲートからなる水平転送部３の例を説明する。
【００４５】
図５に、４相ゲートからなる水平転送部３の構造（ａ）、モニタモード時の水平転送パルスタイミング（ｂ）、および通常のスチルモード時の水平転送パルスタイミング（ｃ）を示す。
【００４６】
本構成により、図５（ｂ）に示すように、ＬＣＤ等による撮影画像のモニタモード時には、４相ゲートＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４の各水平ゲートに印加される水平転送パルスφＨ１、φＨ２、φＨ３、φＨ４のデューティー比を相数分の１、すなわち２５％に設定すると共に、各水平転送パルスの位相を１周期の相数分の１、すなわち１／４周期ずつシフトさせることにより、水平方向の隣接２画素の信号電荷を混合する。また、水平転送部３の最終段ゲートＨ−ＬＡＳＴに印加される高速転送パルスφＨ−ＬＡＳＴのデューティー比は、通常設定である５０％のままであるので、水平方向の全画素に対応する信号電荷が信号電荷検出部４に倍速転送され、映像信号として取り出される。
【００４７】
このように、信号電荷の倍速転送が水平転送パルスのデューティー比の設定変更と位相シフトにより達成されるので、水平転送パルスの周波数を上げる必要がなく、したがって消費電力を増加させることがない。
【００４８】
一方、通常のスチルモード時には、図５（ｃ）に示すように、各水平転送パルスのデューティー比を５０％に切り換えると共に、位相シフトを隣接ゲート間で１８０°にすることにより、信号電荷転送速度を常速に切り替えることができる。
【００４９】
図６に、本発明に係るディジタルスチルカメラの構成例を示す。全体ブロック構成としては、従来例との有意差はない。ただし、ＬＣＤ等のＴＶフォーマットに準拠した表示装置に、いわゆるファインダーモードのモニタ画像を表示する際には、従来の固体撮像素子の駆動方法では、前記メイン処理部２０に信号を入力しても、フレームレートが遅いため、メモリ等を用いてインターレースを含めたフレームレートの変換が必要となる。また、メモリ等を用いて走査変換を行っても滑らかな動きのリアルタイム動画のビデオ出力を表示することは不可能であった。
【００５０】
しかしながら、本発明は、前記構成の高画素のＣＣＤ固体撮像素子を用いて、固体撮像素子の駆動方法を工夫することにより、ＴＶフォーマットに準拠したスピードでのカラーのリアルタイム動画信号のモニタ出力と、全画素の静止画出力の双方を切り替え可能としている。
【００５１】
以下では、タイミングチャートを参照しながらその詳細について説明する。
【００５２】
ここでは、一例として、ＣＣＤ固体撮像素子のフィルター配列が図１５に示す原色のベイヤー配列であるものとして説明するが、もちろん補色市松配列であっても構わない。
【００５３】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態として、まず、はじめにフォトダイオード１からの信号電荷の読み出し部に、列選択機能として、フォトダイオード読み出し用の独立ゲート（Ｐ１，Ｐ２）を用いた図３に示す固体撮像素子（以下、独立読み出し方式と称する）を例にとって説明する。
【００５４】
上記水平画素混合を行うか否かの切り替えを説明するにあたり、最初に、水平画素混合を行わない通常の静止画全画素読み出し（スチル）モードについて説明する。
【００５５】
図７に、独立読み出し方式ＣＣＤ固体撮像素子のスチルモード時の垂直走査（Ｖレート）タイミングチャートを示す。
【００５６】
まず、図７に示すように、スチルモードが選択されると、ＣＣＤ固体撮像素子の基板電圧（ＳＵＢで示し、図の表記は負論理である）を１７Ｈ（１Ｈは１水平走査期間を示す）および１８Ｈ目のタイミングに印加して、フォトダイオード１に蓄積された電荷を基板に抜く、さらに基板電圧を印加しても抜けきれない電荷も1９Ｈ目のタイミングにＰ１、Ｐ２ゲートにφＰ１、φＰ２パルス電圧を印加し、完全に空の状態にする。このφＰ１、φＰ２パルス電圧を印加すると同時に、Ｐ１、Ｐ２ゲートに接続される垂直転送部２のゲートＶ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７は全て２値パルスの論理「Ｈ」レベルに設定し、基板パルス印加で基板に抜けなかった電荷を、垂直転送部２側に転送する。これが、いわゆる露光開始に相当する。
【００５７】
次に、メカシャッター制御パルスＭＳを論理「Ｈ」レベルにすることで、メカシャッターが閉じ、露光が終了する。露光開始から露光終了までが露光期間となる。ＭＳの論理が「Ｌ」でメカシャッター開、「Ｈ」でメカシャッター閉となる。メカシャッター露光期間は任意に設定可能であり、露光期間の設定を変えると当然以降のタイミングはそれに対応して変化する。本例では簡単のため露光期間が４Ｈの場合について説明する。
【００５８】
露光が終了すると、メカシャッターの応答時間のマージンを考慮して、垂直転送部２の高速転送を図７の３１Ｈ目から５３Ｈ目のタイミングで行う。これにより、垂直転送部２内の前記基板に抜けきらなかった電荷とスミア電荷等の不要電荷を垂直高速転送により排出する。垂直転送部２内の不要電荷を排出した後、図７の５６Ｈ目のタイミングでＰ１、Ｐ２ゲートにφＰ１、φＰ２パルス電圧を印加し、奇数行のフォトダイオード１内の信号電荷を垂直転送部２に読み出す。この奇数行選択のため、φＰ１、φＰ２パルス電圧を印加すると同時に、Ｐ１、Ｐ２ゲートに接続される垂直転送部のゲートでかつ奇数行のフォトダイオードに接続されるＶ３、Ｖ７を２値パルスの論理「Ｈ」レベルに、偶数行のフォトダイオードに接続されるＶ１、Ｖ５を２値パルスの倫理「Ｌ」レベルに設定することにより、奇数行のフォトダイオード１の信号電荷のみを選択的に垂直転送部２に読み出すことが可能となる。
【００５９】
次に、垂直転送部２に読み出された電荷は、１水平走査期間（この場合はＮＴＳＣの水平走査期間の２倍）に１段ずつ転送される。このとき、奇数行のフォトダイオード１の信号電荷のみ読み出されるので、全ての垂直転送段で、図１に示すＧ・Ｒのみが転送されることになる。
【００６０】
ここで、図８に、図７において“ａ”で示す期間の拡大図を示すが、図示のように、水平ブランキング期間に垂直転送部２の電荷を１段ずつ転送し、水平転送部３において、Ｈ１、Ｈ３、Ｈ−ＬＡＳＴには、デューティー比５０％の２Ｔ（Ｔ＝１／２ｆｃｋ＝２９．３７ｎｓｅｃ）周期のクロックφＨ１、φＨ３、φＨＬＡＳＴを印加し、Ｈ２、Ｈ４には、φＨ１、φＨ３、φＨ−ＬＡＳＴと逆相（反転）のデューティー比５０％の２Ｔ周期のクロックφＨ２、φＨ４を印加することで、全列の水平画素電荷が水平有効期間に転送され、信号電荷検出部４を介してＣＣＤ固体撮像素子より映像信号として出力される。このとき、奇数行のフォトダイオード１の信号電荷のみ、読み出されるので、全てのラインで図１に示すＧ・Ｒのみが点順次で出力される。
【００６１】
垂直転送部２内の全ての信号電荷が固体撮像素子より出力されると、第１フィールドの固体撮像素子出力が完了したことになる。
【００６２】
次に、動作が同様のため図示しないが、第２フィールドの動作に移行する。第１フィールドの信号電荷が全て出力されると、第１フィールドと同様に、Ｐ１、Ｐ２ゲートにφＰ１、φＰ２パルス電圧を印加し、今度は偶数行のフォトダイオード内の信号電荷を垂直転送部２に読み出す。この偶数行選択のため、φＰ１、φＰ２パルス電圧を印加すると同時に、Ｐ１、Ｐ２ゲートに接続される垂直転送部２のゲートでかつ偶数行のフォトダイオードに接続されるＶ３、Ｖ７を２値パルスの論理「Ｈ」レベルに、奇数行のフォトダイオードに接続されるＶ１、Ｖ５を２値パルスの論理「Ｌ」レベルに設定することにより、偶数行のフォトダイオードの信号電荷のみを選択的に垂直転送部２に読み出すことが可能となる。
【００６３】
次に垂直転送部２に読み出された電荷は、１水平走査期間（この場合はＮＴＳＣの水平走査期間の２倍）に１段ずつ転送される。このとき、偶数行のフォトダイオードの信号電荷のみ読み出されるので、全ての垂直転送段で図１に示すＢ・Ｇのみが転送されることになる。
【００６４】
ここで、第１フィールドと同様に、水平ブランキング期間に垂直転送部２の電荷を１段ずつ転送し、水平転送部３において、Ｈ１、Ｈ３、Ｈ−ＬＡＳＴには、デューティー比５０％の２Ｔ周期のクロックφＨ１、φＨ３、φＨ−ＬＡＳＴを印加し、Ｈ２、Ｈ４には、φＨ１、φＨ３、φＨ−ＬＡＳＴと逆相（反転）のデューティー比５０％の２Ｔ周期のクロックφＨ２、φＨ４を印加し、全列の水平画素電荷を水平有効期間に水平転送部にて転送し、信号電荷検出部４を介してＣＣＤ固体撮像素子より映像信号として出力される。このとき、偶数行のフォトダイオードの信号電荷のみ読み出されるので、全てのラインで図１に示すＢ・Ｇのみが点順次で出力される。
【００６５】
垂直転送部２内の全ての信号電荷が固体撮像素子より出力されると、第２フィールドの固体撮像素子出力が完了したことになる。
【００６６】
ここで、１Ｔは２９．３７ｎｓｅｃ、１Ｈ＝４３２８Ｔ＝１２７．１１３μｓｅｃとなるので、前述の通り、スチルモードでの１Ｈ期間はＮＴＳＣ規格の２Ｈ（２＊６３．５５６μｓｅｃ）期間に相当する。つまり、約１８００画素の水平画素は、ＮＴＳＣ規格でいう２Ｈ期間をかけて全画素独立で読み出されることになる。また、奇数行と偶数行を時分割により全行の信号電荷を転送し、垂直方向で約１２００行分の信号を出力することになるが、転送だけでＮＴＳＣ規格でいう約２４００Ｈが必要となる。
【００６７】
つまり、ＮＴＳＣの約１０Ｖ（１Ｖは１垂直走査期間、すなわち１フィールドを示す）=１／６ｓｅｃが１枚の画像取り込みに要する時間となる。
【００６８】
その後、固体撮像素子より出力された信号は、図６に示すＡ／Ｄ変換器２０１アナログ−ディジタル変換された後、一旦ＷＯＲＫ−ＲＡＭ２０２に格納され、ＷＯＲＫ−ＲＡＭ２０２から読み出す際に走査変換されて、ＲＧラインとＧＢラインを線順次にすることで、カメラＤＳＰ２０４でＹＣ（輝度成分・色成分）変換が可能となり、変換されたＹＣデータは、再びＷＯＲＫ−ＲＡＭ２０２に格納され、次にソフトウェアもしくは専用ハードウェアで、ＪＰＥＧ圧縮される。このＪＰＥＧデータもＷＯＲＫ−ＲＡＭ２０２に一旦格納され、必要に応じて記録用メディア６０に転送されて静止画記録が完了する。この時、ＹＣデータを表示フォーマットに適合した形態で、ＶＲＡＭ２０３に格納することで、静止画の表示も可能となる。
【００６９】
次に、水平画素混合を行わないスチルモードから、水平画素混合を行う２倍速の垂直１／５間引きモニタモードに切り換わった場合について説明する。
【００７０】
図９に、独立読み出し方式ＣＣＤ固体撮像素子の垂直１／５間引きモニタモード時の垂直走査（Ｖレート）タイミングチャートを示す。
【００７１】
まず、図９に示すように、垂直１／５間引きモニタモードが選択されると、１８Ｈ目のタイミングで図３に示すＰ２ゲートにφＰ２パルス電圧を印加し、２列毎のフォトダイオードの読み出しを行う。つまり、残りの２列毎のＰ１ゲートには電圧は印加しない。ここで、フォトダイオード１の信号電荷読み出しの２列毎の列選択機能が実現される。
【００７２】
また、φＰ２パルス電圧を印加する時にフォトダイオード読み出しゲートＰ２に接続される垂直転送段ゲートＶ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７のうち、図３に示すように、５画素おきに接続されているＶ５、Ｖ７のみを２値パルスの論理「Ｈ」レベルに、それ以外のＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ８は２値パルスの論理「Ｌ」レベルに設定することにより、５行毎のうち１行のフォトダイオード１の信号電荷のみを選択的に垂直転送部２に読み出すことが可能となる。
【００７３】
次に、垂直転送部２に読み出された信号電荷は、１水平走査期間（この場合はＮＴＳＣの水平走査期間と同等期間）の水平ブランキング期間に垂直転送部２内で２段と３段転送を交互に繰り返す。このとき、５行毎のうち１行分のフォトダイオード１の信号電荷のみが読み出されるので、垂直転送部２内で、図１に示すＧ・ＲとＢ・Ｇが２段飛ばし、３段飛ばしに配置される。
【００７４】
ここで、図１０に、図９に“ａ”で示す期間の拡大図を示すが、図示のように、水平ブランキング期間に垂直転送部で２段と３段転送を交互に繰り返し、水平転送部において、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４にはデューティー比２５％の４Ｔ周期のクロックφＨ１、φＨ２、φＨ３、φＨ４を印加し、それぞれ１／４周期ずつ位相をシフトさせたパルスに設定する。また、独立配線されたＨ−ＬＡＳＴのみにデューティー比５０％の４Ｔ周期クロックφＨ−ＬＡＳＴを図１０に示すタイミングで印加する。
【００７５】
上記タイミング関係で、図５（ａ）に示す、本発明に係る固体撮像素子の水平転送部３を駆動することにより、Ｈ３ゲート下の電荷は、Ｈ４ゲートを経由してＨ１ゲート下の電荷と混合される。しかしこの時、前述した列選択機能により、混合したうちの１画素の信号電荷は空電荷であり、もう一方の電荷は実信号電荷となっているため、混合の結果、図１０の６６６Ｔのタイミングで、全てのＨ１ゲート下にそれぞれ１画素分の信号電荷が配置される。この時、フォトダイオード１の画素で考慮すると２画素毎の画素間引きが実現したことになる。
【００７６】
その後、図１０の下部に示すφＨ１、φＨ２、φＨ３、φＨ４、φＨ−ＬＡＳＴのパルスを水平転送部３の各ゲートに印加することで、２画素毎の画素間引きされた水平画素電荷が、水平有効期間に水平転送部３にて４Ｔ毎に転送され、信号電荷検出部４を介してＣＣＤ固体撮像素子より映像信号として出力される。
【００７７】
このとき、水平方向に２画素間引き毎のフォトダイオード１の信号電荷が読み出されるので、Ｇ・Ｒの点順次とＢ・Ｇの点順次の信号が線順次に出力される。
【００７８】
垂直転送部２内の全ての信号電荷が固体撮像素子より出力されると、第１フィールドの固体撮像素子出力が完了したことになる。ライン数は約２４０行となり、このままでＮＴＳＣ規格の垂直画素フォーマットに適合可能となる。
【００７９】
なお、本実施形態では、フォトダイオード１の蓄積期間を、フォトダイオード１の読み出しサイクル1／６０ｓｅｃとしたが、ＳＵＢパルスを用いて電子シャッター動作を行うことも可能である。
【００８０】
次に、図示しないが、第２フィールドの動作に移行する。インタレースは行わないので、基本的には第１フィールドと第２フィールドは全く同様の動作となるため説明は省略する。
【００８１】
ここで、１Ｔは１４．６８ｎｓｅｃ、１Ｈ＝４３２８Ｔ＝６３．５５６μｓｅｃとなるので、前述の通り、１Ｈ期間はＮＴＳＣ規格の１Ｈ期間に相当する。つまり、約１８００画素の水平画素は２画素毎に１／２間引きされ、９００画素となり、ＮＴＳＣ規格の１Ｈ期間をかけて独立で読み出されることになる。１画面（１フィールド）で約２４０行分の信号を出力するので、転送だけでＮＴＳＣ規格の約２４０Ｈとなり、ＮＴＳＣ規格のライン数に納めることが可能になる。
【００８２】
つまり、ＮＴＳＣの１Ｖ（１フィールド）＝１／６０ｓｅｃが１枚の画像取り込みに要する時間となる。
【００８３】
固体撮像素子より出力された信号は、図６に示すＡ／Ｄ変換器２０１でアナログ−ディジタル変換された後、スチルモード時とは異なり、ＷＯＲＫ−ＲＡＭ２０２に格納されることなく、ＲＧラインとＧＢラインが線順次になることで、カメラＤＳＰ２０４でＹＣ変換が可能となり、変換されたＹＣデータは、２バンク構成のＶＲＡＭ２０３に格納されて、アスペクト比変換の後、動画の表示も可能となる。
【００８４】
なお、本実施形態では、固体撮像素子のアスペクト比を３：２（１８００画素：１２００ライン）で例示したため、アスペクト比の変換が必要であるが、アスペクト比が４：３の固体撮像素子を用いれば、ＶＲＡＭ２０３を用いることなく動画表示も可能となる。
【００８５】
このように、本実施形態によれば、２３０万画素のＣＣＤ固体撮像素子を用いて、その駆動方法を変更することにより、全画素の高画質静止画記録とＮＴＳＣビデオレートの動画表示を両立させることが可能となり、なおかつ動画の高速水平転送時も消費電力の増大がない、という極めて優れた機能を提供することができる。
【００８６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態として、列選択機能を有する吐出し部６を設けた図４に示す撮像素子（以下、吐出しドレイン方式と称する）を例にとって説明する。
【００８７】
上記水平画素混合を行うか否かの切り替えを説明するにあたり、最初に、水平画素混合を行わない通常の静止画全画素読み出し（スチル）モードについて説明する。
【００８８】
図１１に、吐出しドレイン方式ＣＣＤ固体撮像素子のスチルモード時の垂直走査（Ｖレート）タイミングチャートを示す。
【００８９】
まず、図１１に示すように、スチルモードが選択されると、ＣＣＤ固体撮像素子の基板電圧（ＳＵＢで示し、図の表記は負論理である）を１７Ｈ、１８Ｈ目のタイミングに印加して、フォトダイオード１に蓄積された電荷を基板に抜く、さらに基板電圧を印加しても抜けきれない電荷も、１９Ｈ目のタイミングにフォトダイオード１に接続された垂直転送部２のゲートＶ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７の全てに３値パルスφＶ１、φＶ３、φＶ５、φＶ７として論理「Ｈ」レベルの電圧を印加することで、完全に空の状態にする。これが、いわゆる露光開始に相当する。
【００９０】
次に、メカシャッター制御パルスＭＳを論理「Ｈ」にすることで、メカシャッターが閉じ、露光が終了する。露光開始から露光終了までが露光期間となる。ＭＳの論理が「Ｌ」でメカシャッター開、「Ｈ」でメカシャッター閉となる。メカシャッター露光期間は任意に設定可能であり、露光期間の設定を変えると当然以降のタイミングはそれに対応して変化する。本実施形態では、簡単のため露光期間が４Ｈの場合について説明する。
【００９１】
露光が終了すると、メカシャッターの応答時間のマージンを考慮して、垂直転送部２の高速転送を３１Ｈ目から５３Ｈ目のタイミングで行う。これにより、垂直転送部２内の前記基板に抜けきらなかった電荷とスミア電荷等の不要電荷を垂直高速転送により排出する。垂直転送部２内の不要電荷を排出した後、５６Ｈ目のタイミングにＶ３、Ｖ７ゲートにφＶ３、φＶ７パルスとして３値パルスの論理「Ｈ」レベル電圧を印加し、奇数行のフォトダイオード１内の信号電荷を垂直転送部２に読み出す。次に、垂直転送部２に読み出された電荷は、１水平走査期間（この場合はＮＴＳＣ規格の水平走査期間の２倍）に１段ずつ転送される。この時、奇数行のフォトダイオード１の信号電荷のみが読み出されるので、全ての垂直転送段で図１に示すＧ・Ｒのみが転送される。
【００９２】
ここで、図１２に、図１１において“ａ”で示す期間の拡大図を示すが、図示のように、水平ブランキング期間に垂直転送部２の電荷を１段ずつ転送し、水平転送部３において、Ｈ１、Ｈ３、Ｈ−ＬＡＳＴには、デューティー比５０％の２Ｔ周期のクロックφＨ１、φＨ３、φＨ−ＬＡＳＴを印加し、Ｈ２、Ｈ４には、φＨ１、φＨ３、φＨ−ＬＡＳＴと逆相（反転）のデューティー比５０％の２Ｔ周期のクロックφＨ２、φＨ４を印加することで、全列の水平画素電荷が、水平有効期間に水平転送部３にて転送され、信号電荷検出部４を介してＣＣＤ固体撮像素子より映像信号として出力される。この時、奇数行のフォトダイオード１の信号電荷のみが読み出されるので、全てのラインで図１に示すＧ・Ｒのみが点順次で出力されることになる。
【００９３】
この場合、水平方向の間引きや画素混合は行わないので、図４に示す吐出し部６は動作させない。つまり、吐出し部６に接続される吐出しドレインの機能を選択するゲート７には、パルスφＤＧを印加することなく、常に固定の論理「Ｌ」レベルにする。
【００９４】
垂直転送部２内の全ての信号電荷が固体撮像素子より出力されると、第１フィールドの固体撮像素子出力が完了したことになる。
【００９５】
次に、第１の実施形態と動作が同様のため図示しないが、第２フィールドの動作に移行する。第１フィールドの信号電荷が全て出力されると、今度は、偶数行のフォトダイオード１内の信号電荷を垂直転送部２に読み出す。この偶数行選択のため、Ｖ３、Ｖ７ゲートにφＶ３、φＶ７パルスとして３値パルスの論理「Ｈ」レベル電圧を印加することで、偶数行のフォトダイオード１の信号電荷のみを選択的に垂直転送部に読み出すことが可能となる。次に、垂直転送部２に読み出された電荷は、１水平走査期間（この場合はＮＴＳＣの水平走査期間の２倍）に１段ずつ転送される。この時、偶数行のフォトダイオード１の信号電荷のみが読み出されるので、全ての垂直転送段で図１に示すＢ・Ｇのみが転送される。
【００９６】
ここで、図１２に、第１フィールドと同様であるが、図１１において“ａ”で示す期間の拡大図を示す。
【００９７】
図示のように、水平ブランキング期間に垂直転送部２の電荷を１段ずつ転送し、水平転送部３において、Ｈ１、Ｈ３、Ｈ−ＬＡＳＴには、デューティー比５０％の２Ｔ周期のクロックφＨ１、φＨ３、φＨ−ＬＡＳＴを印加し、Ｈ２、Ｈ４には、φＨ１、φＨ３、φＨ−ＬＡＳＴと逆相（反転）のデューティー比５０％の２Ｔ周期のクロックφＨ２、φＨ４を印加することで、全列の水平画素電荷が水平有効期間に水平転送部３にて転送され、信号電荷検出部４を介してＣＣＤ固体撮像素子より映像信号として出力される。この時、偶数行のフォトダイオード１の信号電荷のみが読み出されるので、全てのラインで図１に示すＢ・Ｇのみが点順次で出力される。
【００９８】
この場合も、水平方向の間引きや画素混合は行わないので、図４に示す吐出し部６は動作させない。つまり、吐出し部６に接続される吐出しドレインの機能を選択するゲート６には、パルスφＤＧを印加することなく、常に固定の論理「Ｌ」レベルにする。
【００９９】
垂直転送部２内の全ての信号電荷が固体撮像素子より出力されると、第２フィールドの固体撮像素子出力が完了したことになる。
【０１００】
ここで、１Ｔは２９．３７ｎｓｅｃ、１Ｈ＝４３２８Ｔ＝１２７．１１３μｓｅｃとなるので、前述の通り、スチルモードでの１Ｈ期間はＮＴＳＣ規格の２Ｈ（２＊６３．５５６μｓｅｃ）期間に相当する。つまり、約１８００画素の水平画素は、ＮＴＳＣ規格でいう２Ｈ期間をかけて全画素独立で読み出されることになる。また、奇数行と偶数行を時分割により全行の信号電荷を転送し、垂直方向で約１２００行分の信号を出力することになるが、転送だけでＮＴＳＣ規格でいう約２４００Ｈが必要となる。
【０１０１】
つまり、ＮＴＳＣの約１０Ｖ（１Ｖは１垂直走査期間、すなわち１フィールドを示す）=１／６ｓｅｃが１枚の画像取り込みに要する時間となる。
【０１０２】
その後、固体撮像素子より出力された信号は、図６に示すＡ／Ｄ変換器２０１アナログ−ディジタル変換された後、一旦ＷＯＲＫ−ＲＡＭ２０２に格納され、ＷＯＲＫ−ＲＡＭ２０２から読み出す際に走査変換されて、ＲＧラインとＧＢラインを線順次にすることで、カメラＤＳＰ２０４でＹＣ（輝度成分・色成分）変換が可能となり、変換されたＹＣデータは、再びＷＯＲＫ−ＲＡＭ２０２に格納され、次にソフトウェアもしくは専用ハードウェアで、ＪＰＥＧ圧縮される。このＪＰＥＧデータもＷＯＲＫ−ＲＡＭ２０２に一旦格納され、必要に応じて記録用メディア６０に転送されて静止画記録が完了する。この時、ＹＣデータを表示フォーマットに適合した形態で、ＶＲＡＭ２０３に格納することで、静止画の表示も可能となる。
【０１０３】
次に、水平画素混合を行わないスチルモードから、水平画素混合を行う２倍速の垂直１／５間引きモニタモードの読み出しモードについて説明する。
【０１０４】
図１３に、吐出しドレイン方式ＣＣＤ固体撮像素子の垂直１／５間引きモニタモード時の垂直走査（Ｖレート）タイミングチャートを示す。
【０１０５】
まず、図１３に示すように、垂直１／５間引きモニタモードが選択されると、１８Ｈ目のタイミングにフォトダイオード１に接続される垂直転送部２のゲートＶ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７の内、図４に示すように、５画素おきに接続されているＶ５、Ｖ７のみを３値パルスの論理「Ｈ」レベルに設定することにより、５行毎のうち１行のフォトダイオード１の信号電荷のみを選択的に垂直転送部２に読み出すことが可能となる。
【０１０６】
次に、垂直転送部２に読み出された信号電荷は、１水平走査期間（この場合はＮＴＳＣ規格の水平走査期間と同等期間）の水平ブランキング期間に垂直転送部２内において２段と３段転送が交互に繰り返される。このとき、５行毎のうち１行分のフォトダイオード１の信号電荷のみが読み出されるので、垂直転送部２内で図１に示すＧ・ＲとＢ・Ｇが２段飛ばし、３段飛ばしに配置されることになる。
【０１０７】
ここで、図１４に、図１３において“ａ”で示す期間の拡大図を示す。
【０１０８】
垂直転送部２内における２段と３段の交互の転送期間に、図１４に示すタイミングでド列選択吐出しゲートＤＧ７に論理「Ｈ」レベルのパルスφＤＧを加えることで、水平転送部３に転送されてきた信号電荷のうち、図４に示す吐出し部６が配置されている列の信号電荷のみを選択的に排出することが可能となる。本実施形態では、吐出し部６は２列毎に配置されているので、２列毎の信号電荷を選択的に排出することができる。
【０１０９】
その後、水平転送部３において、図１４に示すように、ゲートＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４に、それぞれ、デューティー比２５％の４Ｔ周期のクロックφＨ１、φＨ２、φＨ３、φＨ４を印加し、それぞれ１／４周期ずつ位相をシフトしたパルスに設定する。また、独立配線された最終段ゲートＨ−ＬＡＳＴにのみ、デューティー比５０％の４Ｔ周期クロックφＨ−ＬＡＳＴを図１４に示すタイミングで印加する。
【０１１０】
上記タイミング関係で、図５（ａ）に示す、本発明に係る固体撮像素子の水平転送部３を駆動することにより、Ｈ３ゲート下の電荷は、Ｈ４ゲートを経由してＨ１ゲート下の電荷と混合される。しかしこの時、前述した列選択機能により、混合したうちの１画素の信号電荷は空電荷であり、もう一方の電荷は実信号電荷となっているため、混合の結果、図１０の６６６Ｔのタイミングで、全てのＨ１ゲート下に１画素分の信号電荷が水平転送部３内に配置される。この時、フォトダイオード１の画素で考慮すると２画素毎の画素間引きが実現したことになる。
【０１１１】
その後、図１４の下部に示すφＨ１、φＨ２、φＨ３、φＨ４、φＨ−ＬＡＳＴのパルスを水平転送部３の各ゲートに印加することで、２画素毎の画素間引きされた水平画素電荷が、水平有効期間に水平転送部３にて４Ｔ毎に転送され、信号電荷検出部４を介してＣＣＤ固体撮像素子より映像信号として出力される。
【０１１２】
このとき、水平方向に２画素間引き毎のフォトダイオード１の信号電荷が読み出されるので、Ｇ・Ｒの点順次とＢ・Ｇの点順次の信号が線順次に出力される。
【０１１３】
垂直転送部２内の全ての信号電荷が固体撮像素子より出力されると、第１フィールドの固体撮像素子出力が完了したことになる。ライン数は約２４０行となり、このままでＮＴＳＣ規格の垂直画素フォーマットに適合可能となる。
【０１１４】
なお、本実施形態では、フォトダイオード１の蓄積期間を、フォトダイオード１の読み出しサイクル1／６０ｓｅｃとしたが、ＳＵＢパルスを用いて電子シャッター動作を行うことも可能である。
【０１１５】
次に、図示しないが、第２フィールドの動作に移行する。インタレースは行わないので、基本的には第１フィールドと第２フィールドは全く同様の動作となるため説明は省略する。
【０１１６】
ここで、１Ｔは１４．６８ｎｓｅｃ、１Ｈ＝４３２８Ｔ＝６３．５５６μｓｅｃとなるので、前述の通り、１Ｈ期間はＮＴＳＣ規格の１Ｈ期間に相当する。つまり、約１８００画素の水平画素は２画素毎に１／２間引きされ、９００画素となり、ＮＴＳＣ規格の１Ｈ期間をかけて独立で読み出されることになる。１画面（１フィールド）で約２４０行分の信号を出力するので、転送だけでＮＴＳＣ規格の約２４０Ｈとなり、ＮＴＳＣ規格のライン数に納めることが可能になる。
【０１１７】
つまり、ＮＴＳＣの１Ｖ（１フィールド）＝１／６０ｓｅｃが１枚の画像取り込みに要する時間となる。
【０１１８】
固体撮像素子より出力された信号は、図６に示すＡ／Ｄ変換器２０１でアナログ−ディジタル変換された後、スチルモード時とは異なり、ＷＯＲＫ−ＲＡＭ２０２に格納されることなく、ＲＧラインとＧＢラインが線順次になることで、カメラＤＳＰ２０４でＹＣ変換が可能となり、変換されたＹＣデータは、２バンク構成のＶＲＡＭ２０３に格納されて、アスペクト比変換の後、動画の表示も可能となる。
【０１１９】
なお、本実施形態では、固体撮像素子のアスペクト比を３：２（１８００画素：１２００ライン）で例示したため、アスペクト比の変換が必要であるが、アスペクト比が４：３の固体撮像素子を用いれば、ＶＲＡＭ２０３を用いることなく動画表示も可能となる。
【０１２０】
このように、本実施形態によれば、２３０万画素のＣＣＤ固体撮像素子を用いて、その駆動方法を変更することにより、全画素の高画質静止画記録とＮＴＳＣビデオレートの動画表示を両立させることが可能となり、なおかつ動画の高速水平転送時も消費電力の増大がない、という極めて優れた機能を提供することができる。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高画素のＣＣＤ固体撮像素子を用いて、その駆動方法を変更することにより、全画素の高画質静止画記録とビデオレートの動画表示を両立させることが可能となり、なおかつ動画の高速水平転送時も消費電力の増大がないという極めて優れた機能を提供できるものである。したがって、その実用的効果はきわめて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  原色カラーフィルターを有するＣＣＤ固体撮像素子の画素構成図
【図２】  補色カラーフィルターを有するＣＣＤ固体撮像素子の画素構成図
【図３】  本発明の第１の実施形態に係る独立読み出し方式ＣＣＤ固体撮像素子の転送電極ゲート構成図
【図４】  本発明の第２の実施形態に係る吐出しドレイン方式ＣＣＤ固体撮像素子の転送電極ゲート構成図
【図５】  本発明の実施形態に係るＣＣＤ固体撮像素子の４相水平転送部の構成を示す断面図（ａ）、モニタモード時の転送パルスのタイミングチャート（ｂ）、およびスチルモード時の転送パルスのタイミングチャート（ｃ）
【図６】  本発明の実施形態に係るＣＣＤ固体撮像装置の構成図
【図７】  本発明の第１の実施形態に係る独立読み出し方式ＣＣＤ固体撮像素子のスチルモード時の垂直駆動タイミングチャート
【図８】  本発明の第１の実施形態に係る独立読み出し方式ＣＣＤ固体撮像素子のスチルモード時の水平駆動タイミングチャート
【図９】  本発明の第１の実施形態に係る独立読み出し方式ＣＣＤ固体撮像素子の垂直１／５間引きモニタモード時の垂直駆動タイミングチャート
【図１０】  本発明の第１の実施形態に係る独立読み出し方式ＣＣＤ固体撮像素子の垂直１／５間引きモニタモード時の水平駆動タイミングチャート
【図１１】  本発明の第２の実施形態に係る吐出しドレイン方式ＣＣＤ固体撮像素子のスチルモード時の垂直駆動タイミングチャート
【図１２】  本発明の第２の実施形態に係る吐出しドレイン方式ＣＣＤ固体撮像素子のスチルモード時の水平駆動タイミングチャート
【図１３】  本発明の第２の実施形態に係る吐出しドレイン方式ＣＣＤ固体撮像素子の垂直１／５間引きモニタモード時の垂直駆動タイミングチャート
【図１４】  本発明の第２の実施形態に係る吐出しドレイン方式ＣＣＤ固体撮像素子の垂直１／５間引きモニタモード時の水平駆動タイミングチャート
【図１５】  ＣＣＤ固体撮像素子に用いられる色フィルタ配列を示す図
【図１６】  従来のＣＣＤ固体撮像素子の転送電極ゲート構成図
【図１７】  従来のＣＣＤ固体撮像素子の２相水平転送部の構成を示す断面図（ａ）、および転送パルスのタイミングチャート（ｂ）
【図１８】  従来のＣＣＤ固体撮像素子の垂直１／５間引き読み出し時の垂直駆動タイミングチャート
【符号の説明】
１  フォトダイオード
２  垂直転送部
３  水平転送部
４  信号電荷検出部
５  フォトダイオード読み出しゲート
６  吐出し部
７  列選択吐出しゲート
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４  水平転送ゲート
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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