(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全画素を独立して読み出すことが可能な固体撮像素子と、
前記固体撮像素子から垂直方向に隣接するラインの画素の信号を加算した撮像信号を出力する加算ラインと、垂直方向に隣接するラインの画素の信号を加算せずそれぞれ撮像信号としてそのまま出力する非加算ラインとを、フィールド毎に交互に切り替える駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、
前記固体撮像素子の各画素に対応する色フィルタを配列してなるフィルタ手段と、
前記フィルタ手段を通過した光を受光し、前記駆動信号に基づいて前記固体撮像素子からフィールド毎に交互に前記加算ラインと非加算ラインとが切り替えられ、前記加算ラインから出力される前記撮像信号と、前記非加算ラインから出力される前記撮像信号とに対し、色分解処理を施す信号処理手段と、
を有する撮像装置。
【請求項２】
全画素を独立して読み出すことが可能な固体撮像素子と、
前記固体撮像素子から垂直方向に隣接するラインの画素の信号を加算した撮像信号を出力する加算ラインと、垂直方向に隣接するラインの画素の信号を加算せずそれぞれ撮像信号としてそのまま出力する非加算ラインとを、フィールド毎に交互に切り替える駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、
前記固体撮像素子の各画素に対応する色フィルタを通過した光を受光し、前記駆動信号に基づいて前記固体撮像素子からフィールド毎に交互に前記加算ラインと非加算ラインとが切り替えられ、前記加算ラインから出力される前記撮像信号と、前記非加算ラインから出力される前記撮像信号とに対し、色分解処理を施す信号処理手段と、
を有する撮像装置。
【請求項３】
前記駆動信号発生手段は、
前記固体撮像素子の全撮像エリアのうちの一部のエリアについて、前記加算ラインと、前記非加算ラインとを、フィールド毎に交互に切り替える駆動信号を発生する請求項１又は請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記固体撮像素子の各画素に対応する前記色フィルタは、それぞれ４色の補色フィルタであり、
前記加算ラインを構成する２つのラインと、前記非加算ラインを構成する２つのライン毎に、上下のラインそれぞれで２色の前記補色フィルタが使用されて上下のライン合わせて４色の前記補色フィルタが使用され、かつ、上下のラインそれぞれで２色の前記補色フィルタが水平方向に２色毎に繰り返し配列されており、
前記加算ラインを構成する２つのラインと、前記非加算ラインを構成する２つのラインとの間では、上のライン同士および下のライン同士の間で２色の前記補色フィルタの２色の組合せが同一であり、かつ、上のラインまたは下のラインのうちいずれか一方のライン同士の２色の前記補色フィルタの水平方向の配列が同じであり、他方のライン同士の２色の前記補色フィルタの水平方向の配列が逆である、請求項１乃至請求項３のいずれか一の請求項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記固体撮像素子の各画素に対応する前記色フィルタは、それぞれ４色の補色フィルタであり、
前記加算ラインを構成する２つのラインと、前記非加算ラインを構成する２つのライン毎に、上下のラインそれぞれで２色の前記補色フィルタが使用されて上下のライン合わせて４色の前記補色フィルタが使用され、かつ、上下のラインそれぞれで２色の前記補色フィルタが水平方向に２色毎に繰り返し配列されており、
前記加算ラインを構成する２つのラインと、前記非加算ラインを構成する２つのラインとの間では、上のライン同士および下のライン同士の間で２色の前記補色フィルタの２色の組合せが同一であり、かつ、上のライン同士および下のライン同士の間で、２色の前記補色フィルタの水平方向の配列が同じである、請求項１乃至請求項３のいずれか一の請求項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記固体撮像素子の各画素に対応する前記色  フィルタは、それぞれ４色の補色フィルタであり、
前記加算ラインを構成する２つのラインと、前記非加算ラインを構成する２つのライン毎に、上下のラインそれぞれで２色の前記補色フィルタが使用されて上下のライン合わせて４色の前記補色フィルタが使用され、かつ、上下のラインそれぞれで２色の前記補色フィルタが水平方向に２色毎に繰り返し配列されており、
前記加算ラインを構成する２つのラインと、前記非加算ラインを構成する２つのラインとの間では、上のライン同士および下のライン同士の間で２色の前記補色フィルタの２色の組合せが同一であり、かつ、上のライン同士および下のライン同士の間で、２色の前記補色フィルタの水平方向の配列が逆である、請求項１乃至請求項３のいずれか一の請求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、例えばＣＣＤ（固体撮像素子）を備えたビデオカメラ等に好適な撮像装置に関し、特に、画質を劣化させることなく、ＣＣＤからのデータの高速転送を実現可能とした撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばビデオカメラ等に使用されるＣＣＤの読み出し方式としては、垂直方向に２ラインずつ画素データを加算して出力する２行混合方式（インタライン方式）と、各ラインの画素データを加算せずに１ラインずつ出力する全画素独立読み出し方式（プログレッシブスキャン方式）とが知られている。
【０００３】
例えば、ＮＴＳＣ映像方式（National Television System Committee）に対応した信号の出力を行う場合、２行混合方式では、ＣＣＤの水平ラインの各画素を、垂直方向に加算混合することで約２５０ライン分の信号を形成し、これを１フィールド期間に出力するようになっている。また、全画素独立読み出し方式では、水平ラインの各画素を垂直方向に加算混合することなく、約５００ライン分の信号をそのまま１フィールド期間に出力するようになっている。
【０００４】
ここで、例えばライン加算混合を行う方式、すなわちインタライン方式のＣＣＤを使用した場合には、後段の信号処理において、ＣＣＤの読み出し時に加算された２ラインの信号から色分離を行うこととなる。このため、当該インタライン方式のＣＣＤの前段に配置される補色フィルタの各色フィルタの配列は、図４或いは図５に示すような２種類の配列に限定される。なお、図４及び図５中のＡ，Ｂ，Ｃ，ＤはＣＣＤの各画素に対応する各色フィルタの種類を表している。
【０００５】
すなわち、図４の例は、ライン方向にＡ，Ｂ，Ａ，Ｂ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ１とＣ，Ｄ，Ｃ，Ｄ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ２とを加算してｏｄｄフィールドのライン（ｎ）が形成され、また、ライン方向にＢ，Ａ，Ｂ，Ａ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ３とＣ，Ｄ，Ｃ，Ｄ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ４とを加算してｏｄｄフィールドのライン（ｎ＋１）が形成され、以下同様に、ｏｄｄフィールドを構成する各ラインが形成され、次いで、ライン方向にＣ，Ｄ，Ｃ，Ｄ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ２とＢ，Ａ，Ｂ，Ａ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ３とを加算してｅｖｅｎフィールドのライン（ｎ）が形成され、また、ライン方向にＣ，Ｄ，Ｃ，Ｄ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ４と次のラインＬ５とを加算してｅｖｅｎフィールドのライン（ｎ＋１）が形成され、以下同様に、ｅｖｅｎフィールドを構成する各ラインが形成される場合の各色フィルタの配列状態を表している。
【０００６】
また、図５の例は、ライン方向にＡ，Ｂ，Ａ，Ｂ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ１とＣ，Ｄ，Ｃ，Ｄ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ２とを加算してｏｄｄフィールドのライン（ｎ）が形成され、また、ライン方向にＡ，Ｂ，Ａ，Ｂ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ３とＤ，Ｃ，Ｄ，Ｃ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ４とを加算してｏｄｄフィールドのライン（ｎ＋１）が形成され、以下同様に、ｏｄｄフィールドを構成する各ラインが形成され、次いで、ライン方向にＣ，Ｄ，Ｃ，Ｄ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ２とＡ，Ｂ，Ａ，Ｂ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ３とを加算してｅｖｅｎフィールドのライン（ｎ）が形成され、また、ライン方向にＤ，Ｃ，Ｄ，Ｃ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ４と次のラインＬ５とを加算してｅｖｅｎフィールドのライン（ｎ＋１）が形成され、以下同様にして、ｅｖｅｎフィールドを構成する各ラインが形成される場合の各色フィルタの配列状態を表している。
【０００７】
さらに図６には、これら図４や図５のような色フィルタ配列の一例として、Ｃｙ（シアン），Ｇ（グリーン），Ｙｅ（イエロー），Ｍｇ（マゼンタ）の各色フィルタからなる代表的な補色フィルタを使用した場合の各色フィルタの配列（色差線順次方式）を示す。
【０００８】
すなわち、図６の例は、ライン方向にＭｇ，Ｇ，Ｍｇ，Ｇ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ１とＣｙ，Ｙｅ，Ｃｙ，Ｙｅ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ２とを加算してｏｄｄフィールドのライン（ｎ）が形成され、また、ライン方向にＭｇ，Ｇ，Ｍｇ，Ｇ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ３とＹｅ，Ｃｙ，Ｙｅ，Ｃｙ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ４とを加算してｏｄｄフィールドのライン（ｎ＋１）が形成され、以下同様に、ｏｄｄフィールドを構成する各ｏｄｄフィールドのラインが形成され、次いで、ライン方向にＣｙ，Ｙｅ，Ｃｙ，Ｙｅ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ２とＭｇ，Ｇ，Ｍｇ，Ｇ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ３とを加算してｅｖｅｎフィールドのライン（ｎ）が形成され、また、ライン方向にＹｅ，Ｃｙ，Ｙｅ，Ｃｙ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ４と次のラインＬ５とを加算してｅｖｅｎフィールドのライン（ｎ＋１）が形成され、以下同様に、ｅｖｅｎフィールドを構成する各ラインが形成される場合の各色フィルタの配列状態を表している。
【０００９】
ここで、上述した図６の例の配列において、ｎ行及びｎ＋１行の輝度信号Ｙｎ，Ｙｎ＋１及び色差信号Ｃｎ，Ｃｎ＋１は下記式で表すことができる。
【００１０】
Ｙｎ＝Ｍｇ＋Ｃｙ＋Ｙｅ＋Ｇ
＝Ｙｎ＋１
Ｃｎ＝Ｂ−Ｇ
Ｃｎ＋１＝Ｒ−Ｇ
一方、全画素独立読み出し方式、すなわちプログレッシブスキャン方式のＣＣＤを使用した場合には、垂直方向の各ラインの画素を加算せずにＣＣＤから信号が出力されるため、色フィルタの配列は自由度が高く、前述した図４や図５の配列だけでなく、図７や図８に示すような配列をも使用可能である。なお、図７及び図８中のＡ，Ｂ，Ｃ，ＤはＣＣＤの各画素に対応する各色フィルタの種類を表している。
【００１１】
すなわち、プログレッシブスキャン方式のＣＣＤを使用した場合には、前述の図４に示した色フィルタ配列において、ライン方向にＡ，Ｂ，Ａ，Ｂ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ１、Ｃ，Ｄ，Ｃ，Ｄ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ２、Ｂ，Ａ，Ｂ，Ａ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ３、Ｃ，Ｄ，Ｃ，Ｄ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ４、以下同様に、各ラインによりフレームを構成することができ、また、前述の図５に示した色フィルタ配列において、ライン方向にＡ，Ｂ，Ａ，Ｂ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ１、Ｃ，Ｄ，Ｃ，Ｄ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ２、Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ３、Ｄ，Ｃ，Ｄ，Ｃ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ４、以下同様に、各ラインによりフレームを構成することができるだけでなく、図７や図８に示すような配列を使用してフレームを構成することも可能である。
【００１２】
具体的に説明すると、図７の例は、ライン方向にＡ，Ｂ，Ａ，Ｂ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ１、Ｃ，Ｄ，Ｃ，Ｄ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ２、Ｂ，Ａ，Ｂ，Ａ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ３と、Ｄ，Ｃ，Ｄ，Ｃ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ４、以下同様に、各ラインによりフレームが構成される場合の各色フィルタの配列状態を表している。
【００１３】
また、図８の例は、ライン方向にＡ，Ｂ，Ａ，Ｂ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ１、Ｃ，Ｄ，Ｃ，Ｄ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ２、Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ３、Ｃ，Ｄ，Ｃ，Ｄ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＬ４、以下同様に、各ラインによりフレームが構成される場合の各色フィルタの配列状態を表している。
【００１４】
ここで、前述の図４，図５，図７，図８の各色フィルタ配列において例えばＡ＝Ｗ（ホワイト）、Ｂ＝Ｇ（グリーン），Ｃ＝Ｃｙ（シアン），Ｄ＝Ｙｅ（イエロー）としたとき、プログレッシブスキャン方式のＣＣＤでの後段の信号処理では、以下の各式により、輝度信号Ｙ及び色信号Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）を生成することができる。
【００１５】
Ｙ＝Ｗ＋Ｇ＋Ｃｙ＋Ｙｅ
Ｒ＝Ｗ＋Ｙｅ−Ｇ−Ｃｙ
Ｂ＝Ｗ＋Ｃｙ−Ｇ−Ｙｅ
Ｇ＝Ｇ＋Ｃｙ＋Ｙｅ−Ｗ
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したインタライン方式及びプログレッシブスキャン方式ＣＣＤの何れにおいても、ある限られた時間内に全ラインの画素データを出力しようとした場合には、水平転送の周波数を通常時よりも高くし、且つ、垂直転送の周波数も通常時よりも高くする必要があるが、ＣＣＤの転送周波数を高くすると、ＣＣＤの駆動回路及び信号処理回路が複雑となり、消費電力も増加し、さらには転送効率劣化による画質劣化などの問題も発生する。
【００１７】
具体的には、例えば約５００ライン分の信号をそのまま「１フィールド期間」に出力するプログレッシブスキャン方式のＣＣＤの場合、信号の転送速度を２倍の転送速度に制御しようとすると、通常の２倍の駆動周波数で水平転送制御及び垂直転送制御を行う必要がある。
【００１８】
また、プログレッシブスキャン方式のＣＣＤにおいて、ある限られた時間内に全ラインの画素データを出力することを目的として、例えばインタライン方式のＣＣＤと同様に垂直方向の２ラインを全て加算して出力ライン数を減らすような駆動を行うことを考えた場合、前述した図７や図８のような色フィルタ配列を使用すると、後段の信号処理の際に色の分離ができなくなってしまう。
【００１９】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、低コスト、低消費電力で画質を劣化させずに、ＣＣＤからより多くのライン数を短時間に読み出し可能とし、また、ＣＣＤの各画素に対応する色フィルタ配列に関わらずに色分解を可能とする、撮像装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した課題を解決するために、下記の構成（１）〜（６）を有する撮像装置を提供する。
（１） 全画素を独立して読み出すことが可能な固体撮像素子と、
前記固体撮像素子から垂直方向に隣接するラインの画素の信号を加算した撮像信号を出力する加算ラインと、垂直方向に隣接するラインの画素の信号を加算せずそれぞれ撮像信号としてそのまま出力する非加算ラインとを、フィールド毎に交互に切り替える駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、
前記固体撮像素子の各画素に対応する色フィルタを配列してなるフィルタ手段と、
前記フィルタ手段を通過した光を受光し、前記駆動信号に基づいて前記固体撮像素子からフィールド毎に交互に前記加算ラインと非加算ラインとが切り替えられ、前記加算ラインから出力される前記撮像信号と、前記非加算ラインから出力される前記撮像信号とに対し、色分解処理を施す信号処理手段と、
を有する撮像装置。
（２） 全画素を独立して読み出すことが可能な固体撮像素子と、
前記固体撮像素子から垂直方向に隣接するラインの画素の信号を加算した撮像信号を出力する加算ラインと、垂直方向に隣接するラインの画素の信号を加算せずそれぞれ撮像信号としてそのまま出力する非加算ラインとを、フィールド毎に交互に切り替える駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、
前記固体撮像素子の各画素に対応する色フィルタを通過した光を受光し、前記駆動信号に基づいて前記固体撮像素子からフィールド毎に交互に前記加算ラインと非加算ラインとが切り替えられ、前記加算ラインから出力される前記撮像信号と、前記非加算ラインから出力される前記撮像信号とに対し、色分解処理を施す信号処理手段と、
を有する撮像装置。
（３） 前記駆動信号発生手段は、
前記固体撮像素子の全撮像エリアのうちの一部のエリアについて、前記加算ラインと、前記非加算ラインとを、フィールド毎に交互に切り替える駆動信号を発生する上記（１）又は上記（２）記載の撮像装置。
（４） 前記固体撮像素子の各画素に対応する前記色フィルタは、それぞれ４色の補色フィルタであり、
前記加算ラインを構成する２つのラインと、前記非加算ラインを構成する２つのライン毎に、上下のラインそれぞれで２色の前記補色フィルタが使用されて上下のライン合わせて４色の前記補色フィルタが使用され、かつ、上下のラインそれぞれで２色の前記補色フィルタが水平方向に２色毎に繰り返し配列されており、
前記加算ラインを構成する２つのラインと、前記非加算ラインを構成する２つのラインとの間では、上のライン同士および下のライン同士の間で２色の前記補色フィルタの２色の組合せが同一であり、かつ、上のラインまたは下のラインのうちいずれか一方のライン同士の２色の前記補色フィルタの水平方向の配列が同じであり、他方のライン同士の２色の前記補色フィルタの水平方向の配列が逆である、上記（１）１乃至（３）のいずれか一に記載の撮像装置。
（５） 前記固体撮像素子の各画素に対応する前記色フィルタは、それぞれ４色の補色フィルタであり、
前記加算ラインを構成する２つのラインと、前記非加算ラインを構成する２つのライン毎に、上下のラインそれぞれで２色の前記補色フィルタが使用されて上下のライン合わせて４色の前記補色フィルタが使用され、かつ、上下のラインそれぞれで２色の前記補色フィルタが水平方向に２色毎に繰り返し配列されており、
前記加算ラインを構成する２つのラインと、前記非加算ラインを構成する２つのラインとの間では、上のライン同士および下のライン同士の間で２色の前記補色フィルタの２色の組合せが同一であり、かつ、上のライン同士および下のライン同士の間で、２色の前記補色フィルタの水平方向の配列が同じである、上記（１）１乃至（３）のいずれか一に記載の撮像装置。
（６） 前記固体撮像素子の各画素に対応する前記色  フィルタは、それぞれ４色の補色フィルタであり、
前記加算ラインを構成する２つのラインと、前記非加算ラインを構成する２つのライン毎に、上下のラインそれぞれで２色の前記補色フィルタが使用されて上下のライン合わせて４色の前記補色フィルタが使用され、かつ、上下のラインそれぞれで２色の前記補色フィルタが水平方向に２色毎に繰り返し配列されており、
前記加算ラインを構成する２つのラインと、前記非加算ラインを構成する２つのラインとの間では、上のライン同士および下のライン同士の間で２色の前記補色フィルタの２色の組合せが同一であり、かつ、上のライン同士および下のライン同士の間で、２色の前記補色フィルタの水平方向の配列が逆である、上記（１）１乃至（３）のいずれか一に記載の撮像装置。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る撮影装置の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
図１には、本発明の撮影装置の一実施の形態のブロック構成を示す。この図１において、被写体等からの光は、レンズやフォーカス機構等を備えた光学系１を通過し、Ｗ（ホワイト），Ｃｙ（シアン），Ｇ（グリーン），Ｙｅ（イエロー）の色フィルタが配列された補色フィルタ２を通過して、ＣＣＤ３上に入射する。図１のＣＣＤ３は、全画素を独立して読み出すことが可能なプログレッシブスキャン方式のＣＣＤである。ただし、本実施の形態の場合、制御部７の制御の元で駆動信号発生器６が発生する駆動信号により、当該ＣＣＤ３からは、後述するようなライン順番で各画素の信号が読み出される。当該ＣＣＤ３から読み出された撮像信号は、例えばＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）等からなる信号処理部４に送られる。
【００２５】
信号処理部４は、ＣＣＤ３からの撮像信号に対して所定の信号処理を施す。当該所定の信号処理としては、例えば、色分離処理、画素切り出し処理、画像に対する各種演出効果処理、輝度信号のノイズ抑圧処理、カラーエンコード処理等を挙げることができる。なお、色分離処理とは、供給された撮像信号を色信号Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）に分離する処理であり、画素切り出し処理とは、例えば図示しない手振れ検出回路にて検出されたカメラの振れ量及び振れ速度に対応する手振れ情報に基づいて、ＣＣＤ３上から手振れを補正できる方向の各画素データにみを切り出す処理である。また、演出効果処理としては、例えば、記念写真的なスチル画像や、１画面内に複数の画像を並べるマルチ画面、セピア調の画像、白黒画像などを生成すること、或いは、画像のフェーダやワイプなどの画像処理を挙げることができる。さらに、カラーエンコード処理とは、撮像信号を例えばＮＴＳＣ、ＰＡＬ（Phase Alternation by Line）、ＳＥＣＡＭ（sequential a memoire color television system）などテレビジョン放送方式に対応する信号に変換する処理である。信号処理部４にて上述したような所定の信号処理が施されて生成された映像信号は、出力端子５からモニタ装置等に送られる。
【００２６】
ここで、本実施の形態の撮像装置において、例えば図２に示すように、Ｗ，Ｇ，Ｗ，Ｇ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＳ４ｎ、Ｃｙ，Ｙｅ，Ｃｙ，Ｙｅ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＳ４ｎ＋１、Ｇ，Ｗ，Ｇ，Ｗ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＳ４ｎ＋２、Ｙｅ，Ｃｙ，Ｙｅ，Ｃｙ，・・・の順に色フィルタが配列したラインＳ４ｎ＋３、以下同様にして各ラインの色フィルタが配列された補色フィルタ２を使用した場合、制御部７の制御の元で駆動信号発生器６が発生する駆動信号により、ＣＣＤ３からは、図３に示すように信号が読み出される。なお、ｎは整数である。
【００２７】
すなわち、本実施の形態の撮像装置の場合、ＣＣＤ３からの信号転送時には、図３に示すように、ラインＳ４ｎではＷ，Ｇ，Ｗ，Ｇ，・・・の各色フィルタに対応する画素信号が読み出され、ラインＳ４ｎ＋１ではＣｙ，Ｙｅ，Ｃｙ，Ｙｅ，・・・の各色フィルタに対応する画素信号が読み出されるが、次のラインではラインＳ４ｎ＋２とＳ４ｎ＋３が加算された（Ｇ＋Ｙｅ），（Ｗ＋Ｃｙ），（Ｇ＋Ｙｅ），（Ｗ＋Ｃｙ）・・・の信号が転送される。以下の各ラインにおいても同様である。
【００２８】
ここで、ＣＣＤ３の出力をＤｍとすると、本実施の形態の撮像装置の場合ＣＣＤ３からの信号転送動作は式（１）のように表すことができる。なお、ｍは整数である。
【００２９】
Ｄ３ｍ＝Ｓ４ｎ
Ｄ３ｍ＋１＝Ｓ４ｎ＋１                       （１）
Ｄ３ｍ＋２＝（Ｓ４ｎ＋２＋Ｓ４ｎ＋３）
すなわち、本実施の形態の撮像装置では、４ラインのうちの２ラインを加算して１ラインを生成し、他の加算していない２ラインと合わせて３ライン分をＣＣＤ３から出力するようにしているため、例えば前述した図７や図８を用いて説明した従来のプログレッシブスキャン方式のＣＣＤ転送動作を行う場合よりも、ＣＣＤの全ラインの読み出し時間を３／４に短縮可能となっている。
【００３０】
次に、上述したようにしてＣＣＤ３から信号を読み出した場合、信号処理部４では、色分離処理として以下のようなことを行う。
【００３１】
すなわち、色分離処理では、上述のライン加算により得られる１ライン、及び加算していない２ラインとからなる３ライン（ＣＣＤ３上では４ライン）分の信号を使用し、以下のような各式（２）により、撮像信号から色信号Ｒ，Ｂ，Ｇ（若しくは式（３）によりＲ’，Ｂ’，Ｇ’、若しくは式（４）によりＲ”，Ｂ”，Ｇ”）を生成する。
【００３２】
【数１】
Ｒ＝Ｗ＋Ｙｅ−３＊Ｇ−３＊Ｃｙ＋（Ｇ＋Ｙｅ）＋（Ｗ＋Ｃｙ）＝４＊ｒ
Ｂ＝Ｗ＋Ｃｙ−Ｇ−Ｙｅ−（Ｇ＋Ｙｅ）＋（Ｗ＋Ｃｙ）＝４＊ｂ         （２）Ｇ＝Ｃｙ＋Ｙｅ＋Ｇ＋（Ｇ＋Ｙｅ）＋（Ｗ＋Ｃｙ）−３＊Ｗ＝４＊ｇ
Ｒ’＝Ｗ＋３＊Ｙｅ＋（Ｗ＋Ｃｙ）−（Ｇ＋Ｙｅ）−Ｇ−３＊Ｃｙ
Ｂ’＝Ｗ＋Ｃｙ＋（Ｗ＋Ｃｙ）＋（Ｇ＋Ｙｅ）−３＊Ｇ−３＊Ｙｅ       （３）Ｇ’＝３＊Ｃｙ＋Ｙｅ＋Ｇ＋（Ｇ＋Ｙｅ）−（Ｗ＋Ｃｙ）−Ｗ
Ｒ”＝３＊Ｗ＋３＊Ｙｅ−（Ｗ＋Ｃｙ）−（Ｇ＋Ｙｅ）−Ｇ−Ｃｙ
Ｂ”＝３＊Ｗ＋３＊Ｃｙ−（Ｗ＋Ｃｙ）−（Ｇ＋Ｙｅ）−Ｇ−Ｙｅ       （４）Ｇ”＝Ｃｙ＋３＊Ｙｅ＋３＊Ｇ−（Ｇ＋Ｙｅ）＋（Ｗ＋Ｃｙ）−３＊Ｗ
また、色分離処理では、加算していないラインでは２ライン、加算されたラインでは１ラインを使用し、式（５）により、撮像信号から輝度信号（Ｙ）を生成する。
【００３３】
Ｙ＝Ｗ＋Ｇ＋Ｃｙ＋Ｙｅ
＝（Ｗ＋Ｃｙ）＋（Ｇ＋Ｙｅ）
＝２Ｒ＋４Ｇ＋２Ｂ                （５）
なお、上述した実施の形態では、前記式（１）にて表される転送動作によりＣＣＤ３から信号を読み出す例を挙げたが、他の例として、例えばフィールド毎に下記式（６）及び式（７）にて表されるような信号転送動作を行うようにすることも可能である。ただしこの場合の式（６）のＤｍはオッド（ｏｄｄ）フィールドの各ラインを表し、式（７）のＤ’ｍはイーブン（ｅｖｅｎ）フィールドの各ラインを表している。
【００３４】
Ｄ３ｍ＝Ｓ４ｎ
Ｄ３ｍ＋１＝Ｓ４ｎ＋１                      （６）
Ｄ３ｍ＋２＝（Ｓ４ｎ＋２＋Ｓ４ｎ＋３）
Ｄ’３ｍ＝（Ｓ４ｎ＋Ｓ４ｎ＋１）
Ｄ’３ｍ＋１＝Ｓ４ｎ＋２                    （７）
Ｄ’３ｍ＋２＝Ｓ４ｎ＋３
すなわち、本実施の形態の撮像装置では、図２のラインＳ４ｎ＋２とＳ４ｎ＋３を加算して図３に示す１ライン（Ｓ４ｎ＋２＋Ｓ４ｎ＋３）を構成したとしても、後段の信号処理部４において色の分離が可能となっている。
【００３５】
また、本実施の形態の撮像装置において、上述のように加算を行う２つのラインは、上下隣り合う２種の色フィルタが垂直方向の列で常に同じとなるラインとしている。すなわち、図２の例では、ラインＳ４ｎ＋２とＳ４ｎ＋３、ラインＳ４ｎ＋６とＳ４ｎ＋７、・・・（なお、図２ではラインＳ４ｎ＋６とＳ４ｎ＋７の図示は省略している）の各ラインにおいて、それら各ライン内で上下隣り合う各色フィルタがＧとＹｅ、ＷとＣｙ、ＧとＹｅ、ＷとＣｙ、・・・のように常に同じとなる配列になっており、本実施の形態では、図３に示すように、図２のラインＳ４ｎ＋２とＳ４ｎ＋３、ラインＳ４ｎ＋６とＳ４ｎ＋７、・・・を、上述の加算するラインとしている。したがって、例えば補色フィルタの各色フィルタの配列が例えば前述した図４、図５、図７、図８のような配列になっていたとしても、これら図４、図５、図７、図８の配列の補色フィルタにおいてそれぞれ上下隣り合う２種の色フィルタが垂直方向の列で常に同じとなるラインを加算するラインにすれば、色フィルタの配列によらずに、後段の信号処理部４にて色の分離が可能となる。
【００３６】
上述したように、本発明実施の形態の撮像装置によれば、色フィルタの配列によらずに色の分離処理が可能となっている。
【００３７】
なお、本実施の形態では、前述したような水平ライン間の加算（例えばＳ４ｎ＋２＋Ｓ４ｎ＋３等）をＣＣＤの読み出し時に行う例を挙げたが、加算処理を例えば垂直転送ＣＣＤ内で行うようにしてもよい。ただし、この場合、前記式（１）に対応する処理を実行するためには、式（１）のＳ４ｎ＋３に対応した各画素については、垂直転送ＣＣＤへの転送を制御するゲートｇｔを他の画素とは別にそれぞれ設け、それら他の画素の信号を垂直転送ＣＣＤに転送した後、Ｓ４ｎ＋３に対応した各画素の信号を垂直方向に転送し、その際にゲートｇｔから垂直転送ＣＣＤに転送することにする。これにより、水平ライン間の加算（例えばＳ４ｎ＋２＋Ｓ４ｎ＋３等）を垂直転送ＣＣＤ内で行うようにした場合でも、式（１）の処理が実行可能となる。
【００３８】
また、前述の式（６）、式（７）の信号転送動作に相当する処理は、水平転送ＣＣＤ内において実行することも可能である。この場合、垂直転送ＣＣＤへの転送については通常と同様に従い、一方、水平転送ＣＣＤではＳ４ｎ＋２のラインの信号が転送された後、水平ブランキング期間にさらにＳ４ｎ＋３のラインの信号を水平転送ＣＣＤに転送するようにすればよい。
【００３９】
さらに、上述の説明では、ＣＣＤ３の全ての画素信号を使用した例を挙げたが、本発明は、ＣＣＤ上の一部のエリア（すなわち画面上の一部の画像）の出力のみに適用することも可能である。このように、ＣＣＤ上の一部のエリアの出力のみに適用することにより、例えば１フィールドに数回の画像を出力する際に、より多くのライン数を出力することが可能となる。
【００４０】
ところで、本実施の形態では、前述した図７や図８等を用いて説明した従来のプログレッシブスキャン方式のＣＣＤ転送動作を行う場合よりも、ＣＣＤの全ラインの読み出し時間を３／４に短縮可能とした場合の例について説明を行っているが、ここで、そのような３／４倍の読み出し時間短縮を実現可能にすることで、例えば本実施の形態の撮像装置の具体例としてのビデオカメラ等において以下に説明するようなことが可能となる。
【００４１】
すなわち、近年は、ＣＣＤの全有効画素エリアの一部のみを画像生成エリアとして使用し、当該画像生成エリアを除く残りの画素エリアを、例えばいわゆる手振れ補正時の手振れ補正エリアとして使用する方式のビデオカメラ等が多数存在している。当該手振れ補正機能付きのビデオカメラによれば、撮影時の手振れ（ビデオカメラの振れ）を検出し、当該検出により得られた振れ方向及び振れ量を補正するように、ＣＣＤの全有効画素エリア上で使用する画像生成エリアを移動させることによって、手振れ補正がなされた画像を生成することが行われている。
【００４２】
一方で、手振れ補正エリアも全て含めた全有効画素エリアを画像生成のために使用できれば、手振れ補正エリアを除いた画像生成エリアのみで生成された画像よりも広い範囲が写った画像を得ることが可能となる。すなわち例えば、手振れ補正エリアを除いた画像生成エリアの大きさが例えば１フィールドで４８０ライン分であり、手振れ補正エリアを含めた全有効画素エリアの大きさが例えば１フィールドで６４０ライン分であったとすると、当該全有効画素エリアを使用して画像を生成できれば、手振れ補正エリアを除いた画像生成エリアのみで作られた画像よりも、０．７５倍のワイド画像を得ることができる。
【００４３】
しかしながら、上述のように全有効画素エリアを使用して画像を生成するためには、手振れ補正エリアを除いた画像生成エリアのみを使用して画像を作る場合よりも、１フィールド期間内にＣＣＤから読み出すライン数を多くしなければならない。すなわち上述の例のように、画像生成エリアのみの大きさが１フィールドで４８０ライン分であり、全有効画素エリアの大きさが１フィールドで６４０ライン分であったとした場合、ＣＣＤの全有効画素エリアの６４０ライン分を１フィールド期間内に読み出すためには、４８０ライン分の画像生成エリアのみを読み出す場合の６４０／４８０（４／３≒１．３３）倍のライン数を１フィールド期間内に読み出さなければならない。
【００４４】
また、１フィールド期間内におけるＣＣＤの読み出しライン数を増加させるには、ＣＣＤの水平転送の周波数を上げ、且つ、垂直転送周波数も上げなければならなくなる。すなわち、上述のように４／３≒１．３３倍のライン数を１フィールド期間内に読み出すためには、水平転送周波数と垂直転送周波数を共に４／３≒１．３３倍に高めなければならなくなる。さらに、ＣＣＤの転送周波数を高くすると、ＣＣＤの駆動回路及び信号処理回路は複雑化となり、また消費電力も増加し、転送効率劣化による画質劣化などの問題も発生することになる。
【００４５】
これに対して、ＣＣＤの全ラインの読み出し時間を３／４に短縮可能とした本実施の形態の撮像装置を、そのような手振れ補正機能を備えたビデオカメラに適用すれば、ＣＣＤの全有効画素エリアを使用可能となり、手振れ補正エリアを除いた画像生成エリアのみで作られた画像よりも０．７５倍のワイド画像を得ることを実現できることになる。
【００４６】
その他、本実施の形態の撮像装置は、１フィールドに数回の画像を出力するような高速撮像にも応用可能であり、例えば前述したように従来よりもＣＣＤの全ラインの読み出し時間を３／４に短縮可能とした場合には、１フィールドに従来の１．３３倍のライン数を出力することが可能となる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、図７や図８で説明した従来例におけるＣＣＤ転送動作よりも、ＣＣＤの全ラインの読み出し時間を３／４に短縮可能とした場合の例について説明を行ったが、これは一例であり、本発明はさらに高速転送にも適用可能である。
【００４８】
以上説明したように、本発明実施の形態の撮像装置によれば、ＣＣＤの画素配列（色フィルタの配列）に関わることなく、ある限られた時間内に、より多くのライン数の信号を出力することが可能になる。
【００４９】
また、本発明実施の形態の撮像装置によれば、ＣＣＤ上の一部のエリア（すなわち画面上の一部の画像）のみに適用することにより、１フィールドに数回の画像を出力した際より多くのライン数を出力することが可能になる。
【００５０】
さらに、本発明の実施の形態においては、ＣＣＤの転送周波数を高くしているわけではないので、駆動信号発生器６や信号処理部４を複雑化させることなく、また、消費電力も増加せず、転送効率が劣化して画質が劣化するようなこともない。
【００５１】
また、本発明の実施の形態によれば、プログレッシブスキャン方式のＣＣＤにおいて、色フィルタの配列に制限が加えられるようなこともない。
【００５２】
【発明の効果】
本発明に係る撮像装置では、垂直方向に隣接するラインの画素の信号を加算した撮像信号を出力する加算ラインと、垂直方向に隣接するラインの画素の信号を加算せずそれぞれ撮像信号としてそのまま出力する非加算ラインとを、フィールド毎に交互に切り替える駆動信号を発生し、固体撮像素子の各画素に対応する色フィルタを通過した光を受光し、その駆動信号に基づいて固体撮像素子からフィールド毎に交互に加算ラインと非加算ラインとが切り替えられ、前記加算ラインから出力される撮像信号と、前記非加算ラインから出力される撮像信号とに対し、色分解処理を施すようにしたので、低コスト、低消費電力で画質を劣化させずに、固体撮像素子からより多くのライン数を短時間に読み出し可能としている。
【００５３】
特に、固体撮像素子の全撮像エリアのうちの一部のエリアについて、垂直方向に隣接するラインの画素の信号を加算した撮像信号を出力する加算ラインと、垂直方向に隣接するラインの画素の信号を加算せずそれぞれ撮像信号としてそのまま出力する非加算ラインとを、フィールド毎に交互に切り替える駆動信号を発生するようにした場合には、例えば１フィールドに数回の画像を出力する際に、より多くのライン数を固体撮像素子から出力することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施の形態の撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明実施の形態の撮像装置に設けられる補色フィルタの各色フィルタ配列の説明に用いる図である。
【図３】本発明実施の形態の撮像装置におけるＣＣＤの転送動作の説明に用いる図である。
【図４】従来のインタライン方式ＣＣＤを使用したビデオカメラに設けられる補色フィルタの各色フィルタの一配列例を示す図である。
【図５】従来のインタライン方式ＣＣＤを使用したビデオカメラに設けられる補色フィルタの各色フィルタの他の配列例を示す図である。
【図６】従来のインタライン方式ＣＣＤを使用したビデオカメラにおいて、Ｃｙ，Ｇ，Ｙｅ，Ｍｇの各色フィルタからなる代表的な補色フィルタを使用した場合の各色フィルタの配列（色差線順次方式）の説明に用いる図である。
【図７】従来のプログレッシブスキャン方式ＣＣＤを使用したビデオカメラに設けられる補色フィルタの各色フィルタの一配列例を示す図である。
【図８】従来のプログレッシブスキャン方式ＣＣＤを使用したビデオカメラに設けられる補色フィルタの各色フィルタの他の配列例を示す図である。
【符号の説明】
１…光学系、２…補色フィルタ、３…ＣＣＤ、４…信号処理部、５…出力端子、６…駆動信号発生器、７…制御部
【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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