JPH0918792A - 撮像装置 - Google Patents
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- JPH0918792A JPH0918792A JP7165931A JP16593195A JPH0918792A JP H0918792 A JPH0918792 A JP H0918792A JP 7165931 A JP7165931 A JP 7165931A JP 16593195 A JP16593195 A JP 16593195A JP H0918792 A JPH0918792 A JP H0918792A
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- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/713—Transfer or readout registers; Split readout registers or multiple readout registers
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- H04N25/42—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by switching between different modes of operation using different resolutions or aspect ratios, e.g. switching between interlaced and non-interlaced mode
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
- H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
- H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
- H04N25/135—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on four or more different wavelength filter elements
- H04N25/136—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on four or more different wavelength filter elements using complementary colours
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- H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
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- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/73—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using interline transfer [IT]
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 全画素読み出し機能を持ったインターライン
構造のＣＣＤカメラにおいて、ムービー用のフィールド
信号を直接得ることができるようにする。 【構成】 ＣＣＤ１２の異なる２ラインの画素（光電変
換要素）１から読み出された電荷が垂直転送部２内を連
続的に転送されることにより、垂直方向に隣接する２個
の画素１から読み出された電荷が水平転送部４でそれぞ
れ加算されてから出力アンプ５から出力される。
構造のＣＣＤカメラにおいて、ムービー用のフィールド
信号を直接得ることができるようにする。 【構成】 ＣＣＤ１２の異なる２ラインの画素（光電変
換要素）１から読み出された電荷が垂直転送部２内を連
続的に転送されることにより、垂直方向に隣接する２個
の画素１から読み出された電荷が水平転送部４でそれぞ
れ加算されてから出力アンプ５から出力される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、全画素独立読み出し機
能を持ったインターライン構造を有するＣＣＤ（Charge
Coupled Device : 電荷結合素子）などの撮像素子を有
する撮像装置に関する。
能を持ったインターライン構造を有するＣＣＤ（Charge
Coupled Device : 電荷結合素子）などの撮像素子を有
する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ビデオカメラ用撮像素子として一般的な
インターライン型ＣＣＤイメージセンサは、マトリック
ス状に配列されて入射した光を電荷に変換する光電変換
要素（画素）と、この画素のそれぞれに蓄えられた電荷
を読み出して垂直方向に転送する垂直転送部（ＶＣＣ
Ｄ）と、この垂直転送部から転送されてきた電荷を水平
方向に転送する水平転送部（ＨＣＣＤ）とを備えてい
る。図１４に、このインターライン型ＣＣＤの画素１０
１と垂直転送部１０２との位置関係を示す。図１４にお
いて、垂直転送部１０２には１つの画素１０１に対応し
て２つの転送ゲート電極１０３がそれぞれ設けられてお
り、この転送ゲート電極１０３に電荷転送パルスが印加
されることによって、２つの転送ゲート電極１０３のう
ち画素１０１と接するように形成された転送ゲート電極
１０３から垂直転送部１０２に電荷が取り込まれる。
インターライン型ＣＣＤイメージセンサは、マトリック
ス状に配列されて入射した光を電荷に変換する光電変換
要素（画素）と、この画素のそれぞれに蓄えられた電荷
を読み出して垂直方向に転送する垂直転送部（ＶＣＣ
Ｄ）と、この垂直転送部から転送されてきた電荷を水平
方向に転送する水平転送部（ＨＣＣＤ）とを備えてい
る。図１４に、このインターライン型ＣＣＤの画素１０
１と垂直転送部１０２との位置関係を示す。図１４にお
いて、垂直転送部１０２には１つの画素１０１に対応し
て２つの転送ゲート電極１０３がそれぞれ設けられてお
り、この転送ゲート電極１０３に電荷転送パルスが印加
されることによって、２つの転送ゲート電極１０３のう
ち画素１０１と接するように形成された転送ゲート電極
１０３から垂直転送部１０２に電荷が取り込まれる。
【０００３】この従来のインターライン型ＣＣＤは、動
画を撮像するムービー用途を主としているので、１フィ
ールド期間ごとに総ての画素１０１を読み出し、垂直方
向に隣接する２つの画素１０１から読み出した電荷を加
算して出力する方式（フィールド読出し方式）が基本的
に採用されている。この際、偶数フィールドで加算され
る画素と奇数フィールドで加算される画素とはインター
レースされる。つまり、偶数フィールドでは、図１４に
示す４つの画素１０１のうちの上側２つの画素１０１ど
うしおよび下側２つの画素１０１どうしが垂直転送部１
０２で加算される。また、奇数フィールドでは、図１４
に示す４つの画素１０１のうちの中間２つの画素１０１
どうしが加算される。そのため、このようなＣＣＤを静
止画の撮像に用いると、画素加算を行わないで読み出し
を行うフレーム読み出し方式に比べ、垂直解像度が半分
に低下してしまうという欠点がある。
画を撮像するムービー用途を主としているので、１フィ
ールド期間ごとに総ての画素１０１を読み出し、垂直方
向に隣接する２つの画素１０１から読み出した電荷を加
算して出力する方式（フィールド読出し方式）が基本的
に採用されている。この際、偶数フィールドで加算され
る画素と奇数フィールドで加算される画素とはインター
レースされる。つまり、偶数フィールドでは、図１４に
示す４つの画素１０１のうちの上側２つの画素１０１ど
うしおよび下側２つの画素１０１どうしが垂直転送部１
０２で加算される。また、奇数フィールドでは、図１４
に示す４つの画素１０１のうちの中間２つの画素１０１
どうしが加算される。そのため、このようなＣＣＤを静
止画の撮像に用いると、画素加算を行わないで読み出し
を行うフレーム読み出し方式に比べ、垂直解像度が半分
に低下してしまうという欠点がある。
【０００４】このような欠点を解消すべく、１フィール
ド期間ごとに総ての画素１０１を読み出し、画素加算を
行わずに独立した１フレーム分の画素信号を１フィール
ド期間内に取り出すことのできる全画素読み出し機能を
持ったインターライン構造ＣＣＤが開発されつつある。
このようなＣＣＤの画素１０１と垂直転送部１０２との
位置関係を図１３に示す。このＣＣＤは、垂直転送部１
０２に１画素あたり３つの転送ゲート電極１０３が設け
られており、これによって、電荷が垂直転送部１０２で
加算されて垂直解像度が半分になることなく、１フィー
ルド期間で完全なフレーム読み出しを行うことができ
る。
ド期間ごとに総ての画素１０１を読み出し、画素加算を
行わずに独立した１フレーム分の画素信号を１フィール
ド期間内に取り出すことのできる全画素読み出し機能を
持ったインターライン構造ＣＣＤが開発されつつある。
このようなＣＣＤの画素１０１と垂直転送部１０２との
位置関係を図１３に示す。このＣＣＤは、垂直転送部１
０２に１画素あたり３つの転送ゲート電極１０３が設け
られており、これによって、電荷が垂直転送部１０２で
加算されて垂直解像度が半分になることなく、１フィー
ルド期間で完全なフレーム読み出しを行うことができ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１３
で説明したＣＣＤを有する撮像装置においては、１画素
あたり３つの転送ゲート電極１０３を有するために、１
フィールド期間で各画素１０１の電荷を独立して取り出
すことができるものの、図１４のＣＣＤのように垂直転
送部１０２で垂直２画素を加算して読み出すことができ
なかった。従って、図１３に示すような完全フレーム読
み出しが可能なＣＣＤを用いた撮像装置では、ムービー
（動画）用のフィールド信号を直接得ることができなか
った。
で説明したＣＣＤを有する撮像装置においては、１画素
あたり３つの転送ゲート電極１０３を有するために、１
フィールド期間で各画素１０１の電荷を独立して取り出
すことができるものの、図１４のＣＣＤのように垂直転
送部１０２で垂直２画素を加算して読み出すことができ
なかった。従って、図１３に示すような完全フレーム読
み出しが可能なＣＣＤを用いた撮像装置では、ムービー
（動画）用のフィールド信号を直接得ることができなか
った。
【０００６】そのため、上述の撮像装置では、ＣＣＤか
ら読み出された全画素分のフレーム信号に対して、垂直
２画素の信号値を加算するなどの処理をＣＣＤの後段で
行なって、このフレーム信号からムービー用のフィール
ド信号を形成する必要があった。
ら読み出された全画素分のフレーム信号に対して、垂直
２画素の信号値を加算するなどの処理をＣＣＤの後段で
行なって、このフレーム信号からムービー用のフィール
ド信号を形成する必要があった。
【０００７】そこで、本発明の目的は、ムービー用のフ
ィールド信号を直接得ることができる全画素読み出し機
能を持ったインターライン構造の撮像素子を有する撮像
装置を提供することである。
ィールド信号を直接得ることができる全画素読み出し機
能を持ったインターライン構造の撮像素子を有する撮像
装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の撮像装置は、複数の光電変換要素と、１
つの前記光電変換要素当たり少なくとも３つの転送電極
が設けられることにより前記光電変換要素からの電荷を
一方向に転送する垂直転送部と、前記垂直転送部からの
電荷を前記一方向と交差する方向に転送する水平転送部
とを具備するインターライン型の撮像素子を有する撮像
装置において、前記撮像素子の前記一方向に隣接する複
数ラインの前記光電変換要素から読み出された電荷が前
記垂直転送部内において連続的に転送されることによ
り、前記一方向に隣接する複数個の前記光電変換要素か
ら読み出された電荷が前記水平転送部でそれぞれ加算さ
れて出力され得るように構成されている。
め、請求項１の撮像装置は、複数の光電変換要素と、１
つの前記光電変換要素当たり少なくとも３つの転送電極
が設けられることにより前記光電変換要素からの電荷を
一方向に転送する垂直転送部と、前記垂直転送部からの
電荷を前記一方向と交差する方向に転送する水平転送部
とを具備するインターライン型の撮像素子を有する撮像
装置において、前記撮像素子の前記一方向に隣接する複
数ラインの前記光電変換要素から読み出された電荷が前
記垂直転送部内において連続的に転送されることによ
り、前記一方向に隣接する複数個の前記光電変換要素か
ら読み出された電荷が前記水平転送部でそれぞれ加算さ
れて出力され得るように構成されている。
【０００９】また、請求項２の撮像装置は、前記撮像素
子の駆動モードを切り換えるためのモード切り換え手段
を備えており、前記モード切り換え手段が、前記一方向
に隣接する２個の前記光電変換要素から読み出された電
荷を加算せずに１フィールド期間で１フレームデータを
出力可能な静止画モード、および前記一方向に隣接する
２個の前記光電変換要素から読み出された電荷を加算し
てフィールドデータを出力可能な動画モードのいずれか
のモードで前記撮像素子を駆動する。
子の駆動モードを切り換えるためのモード切り換え手段
を備えており、前記モード切り換え手段が、前記一方向
に隣接する２個の前記光電変換要素から読み出された電
荷を加算せずに１フィールド期間で１フレームデータを
出力可能な静止画モード、および前記一方向に隣接する
２個の前記光電変換要素から読み出された電荷を加算し
てフィールドデータを出力可能な動画モードのいずれか
のモードで前記撮像素子を駆動する。
【００１０】また、請求項３の撮像装置は、前記動画モ
ードが、前記一方向に隣接する２個の前記光電変換要素
から読み出された電荷の加算を１水平ブランキング期間
当たり１回行うことにより１フィールド期間で１フィー
ルドデータを出力可能な通常動画モードと、前記一方向
に隣接する２個の前記光電変換要素から読み出された電
荷の加算を１水平ブランキング期間当たり２回行うこと
により１／２フィールド期間で１フィールドデータを出
力可能な高速動画モードの２つのモードの少なくともい
ずれか１つからなる。
ードが、前記一方向に隣接する２個の前記光電変換要素
から読み出された電荷の加算を１水平ブランキング期間
当たり１回行うことにより１フィールド期間で１フィー
ルドデータを出力可能な通常動画モードと、前記一方向
に隣接する２個の前記光電変換要素から読み出された電
荷の加算を１水平ブランキング期間当たり２回行うこと
により１／２フィールド期間で１フィールドデータを出
力可能な高速動画モードの２つのモードの少なくともい
ずれか１つからなる。
【００１１】また、請求項４の撮像装置は、前記動画モ
ードにおいて、奇数フィールドで加算される電荷に関す
る２個の前記光電変換要素と、偶数フィールドで加算さ
れる電荷に関する２個の前記光電変換要素とがインター
レースされるように構成されている。
ードにおいて、奇数フィールドで加算される電荷に関す
る２個の前記光電変換要素と、偶数フィールドで加算さ
れる電荷に関する２個の前記光電変換要素とがインター
レースされるように構成されている。
【００１２】また、請求項５の撮像装置は、前記水平転
送部の駆動パルスの振幅が、前記加算される電荷が読み
出された前記光電変換要素の個数に対応した大きさであ
る。
送部の駆動パルスの振幅が、前記加算される電荷が読み
出された前記光電変換要素の個数に対応した大きさであ
る。
【００１３】また、請求項６の撮像装置は、複数の前記
水平転送部があってこれら水平転送部の間で電荷を転送
し得るように構成されており、複数の前記水平転送部の
駆動パルスの振幅およびこれら水平転送部間の電荷転送
を制御する駆動パルスの振幅が、前記加算される電荷が
読み出された前記光電変換要素の個数に対応した大きさ
である。
水平転送部があってこれら水平転送部の間で電荷を転送
し得るように構成されており、複数の前記水平転送部の
駆動パルスの振幅およびこれら水平転送部間の電荷転送
を制御する駆動パルスの振幅が、前記加算される電荷が
読み出された前記光電変換要素の個数に対応した大きさ
である。
【００１４】また、請求項７の撮像装置は、複数の前記
水平転送部のうちの電荷が加算される水平転送部が、前
記垂直転送部から最も離れた位置の水平転送部であっ
て、その転送容量が他の水平転送部よりも大きく設定さ
れている。
水平転送部のうちの電荷が加算される水平転送部が、前
記垂直転送部から最も離れた位置の水平転送部であっ
て、その転送容量が他の水平転送部よりも大きく設定さ
れている。
【００１５】また、請求項８の撮像装置は、前記一方向
に隣接する複数個の前記光電変換要素から読み出された
電荷が前記垂直転送部の最終段で加算されて出力され得
るように構成されている。
に隣接する複数個の前記光電変換要素から読み出された
電荷が前記垂直転送部の最終段で加算されて出力され得
るように構成されている。
【００１６】また、請求項９の撮像装置は、前記動画モ
ードで得られた、前記光電変換要素への露光量が異なる
連続する２つのフィールドデータを合成することによ
り、１つのフィールドデータを出力可能に構成されてい
る。
ードで得られた、前記光電変換要素への露光量が異なる
連続する２つのフィールドデータを合成することによ
り、１つのフィールドデータを出力可能に構成されてい
る。
【００１７】また、請求項１０の撮像装置は、前記合成
は、前記２つのフィールドデータのうちの露光量が多い
フィールドデータの露光量が飽和していない領域ではこ
の露光量の多いフィールドデータを用い、露光量が多い
フィールドデータの露光量が飽和している領域では露光
量の少ないフィールドデータを所定倍に拡大して用いる
ように行われる。
は、前記２つのフィールドデータのうちの露光量が多い
フィールドデータの露光量が飽和していない領域ではこ
の露光量の多いフィールドデータを用い、露光量が多い
フィールドデータの露光量が飽和している領域では露光
量の少ないフィールドデータを所定倍に拡大して用いる
ように行われる。
【００１８】また、請求項１１の撮像装置は、前記光電
変換要素に蓄積された電荷を基板へ掃き出す電子シャッ
タで露光時間を調節することにより、前記光電変換要素
への露光量が制御される。
変換要素に蓄積された電荷を基板へ掃き出す電子シャッ
タで露光時間を調節することにより、前記光電変換要素
への露光量が制御される。
【００１９】また、請求項１２の撮像装置は、前記動画
モードで画素ずらし処理によって得られた連続する２つ
のフィールドデータを合成することにより、１つのフィ
ールドデータを出力可能に構成されている。
モードで画素ずらし処理によって得られた連続する２つ
のフィールドデータを合成することにより、１つのフィ
ールドデータを出力可能に構成されている。
【００２０】
【作用】請求項１の発明によると、撮像素子の垂直転送
部内の電荷が連続的に転送されて前記一方向に隣接する
複数個の光電変換要素から読み出された電荷が水平転送
部で加算されるので、ムービー用のフィールド信号を撮
像素子から直接出力することができるようになる。
部内の電荷が連続的に転送されて前記一方向に隣接する
複数個の光電変換要素から読み出された電荷が水平転送
部で加算されるので、ムービー用のフィールド信号を撮
像素子から直接出力することができるようになる。
【００２１】請求項２、３の発明によると、静止画モー
ド、通常動画モードおよび高速動画モードの３つのモー
ドのいずれかで撮像素子を駆動することができるので、
撮像目的に合わせて撮像装置を使用することができるよ
うになる。
ド、通常動画モードおよび高速動画モードの３つのモー
ドのいずれかで撮像素子を駆動することができるので、
撮像目的に合わせて撮像装置を使用することができるよ
うになる。
【００２２】請求項４の発明によると、奇数フィールド
と偶数フィールドとでインターレースして画素加算が行
われるので、画質の優れた動画像を得ることができる。
と偶数フィールドとでインターレースして画素加算が行
われるので、画質の優れた動画像を得ることができる。
【００２３】請求項５の発明によると、加算される電荷
が読み出された光電変換要素の個数に対応して水平転送
部の駆動パルスの振幅を大きくするので、水平転送部で
転送される電荷量に応じた転送容量を得ることができ
る。
が読み出された光電変換要素の個数に対応して水平転送
部の駆動パルスの振幅を大きくするので、水平転送部で
転送される電荷量に応じた転送容量を得ることができ
る。
【００２４】請求項６の発明によると、加算される電荷
が読み出された光電変換要素の個数に対応して、複数の
水平転送部の駆動パルスの振幅およびこれら水平転送部
間の電荷転送を制御する駆動パルスの振幅を大きくする
ので、水平転送部およびこれら水平転送部間で転送され
る電荷量に応じた転送容量を得ることができる。
が読み出された光電変換要素の個数に対応して、複数の
水平転送部の駆動パルスの振幅およびこれら水平転送部
間の電荷転送を制御する駆動パルスの振幅を大きくする
ので、水平転送部およびこれら水平転送部間で転送され
る電荷量に応じた転送容量を得ることができる。
【００２５】請求項７の発明によると、複数の水平転送
部のうちの垂直転送部から最も離れた位置の水平転送部
で電荷が加算されるので、撮像素子の消費電力が比較的
少なくなり且つその製造が簡単となる。
部のうちの垂直転送部から最も離れた位置の水平転送部
で電荷が加算されるので、撮像素子の消費電力が比較的
少なくなり且つその製造が簡単となる。
【００２６】請求項８の発明によると、撮像素子の垂直
転送部内の電荷が連続的に転送されて前記一方向に隣接
する複数個の光電変換要素から読み出された電荷が垂直
転送部の最終段で加算されるので、ムービー用のフィー
ルド信号を撮像素子から直接出力することができるよう
になる。
転送部内の電荷が連続的に転送されて前記一方向に隣接
する複数個の光電変換要素から読み出された電荷が垂直
転送部の最終段で加算されるので、ムービー用のフィー
ルド信号を撮像素子から直接出力することができるよう
になる。
【００２７】請求項９、１０の発明によると、光電変換
要素への露光量が異なる連続する２つのフィールドデー
タを合成して１つのフィールドデータを得るので、ダイ
ナミックレンジを容易に拡大することができる。
要素への露光量が異なる連続する２つのフィールドデー
タを合成して１つのフィールドデータを得るので、ダイ
ナミックレンジを容易に拡大することができる。
【００２８】請求項１１の発明によると、電子シャッタ
により露光時間を簡易に制御することができる。
により露光時間を簡易に制御することができる。
【００２９】請求項１２の発明によると、画素ずらし処
理を行ってフィールドデータを得るので、高精細な画像
を得ることができる。
理を行ってフィールドデータを得るので、高精細な画像
を得ることができる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明を実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００３１】図１は、本発明の撮像装置をムービー（動
画）と高精細静止画との撮像が可能なディジタルカメラ
に適用した第１実施例の概略構成を示すブロック図であ
る。レンズなどからなる光学系１１は、被写体像（図示
せず）をＣＣＤ１２の受光面に結像する。ＣＣＤ１２
は、その受光面に結像された被写体の光信号を光電変換
して電気信号を発生する撮像素子である。ＣＣＤ１２の
出力は、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）およびアナログ−
ディジタル変換（Ａ／Ｄ）回路１３によってディジタル
化され、メモリコントローラ１５を介してフレームメモ
リ１４に取り込まれる。また、メモリコントローラ１５
に供給されたＣＣＤ１２の出力は、メモリコントローラ
１５内のＤＳＰ（Digital Signal Processor）によって
ガンマ変換、色処理などの信号処理を施されてから、Ｄ
／Ａコンバータ１６からビデオ信号として出力され、所
望によってメモリカード１７にディジタルデータとして
書き込まれる。
画）と高精細静止画との撮像が可能なディジタルカメラ
に適用した第１実施例の概略構成を示すブロック図であ
る。レンズなどからなる光学系１１は、被写体像（図示
せず）をＣＣＤ１２の受光面に結像する。ＣＣＤ１２
は、その受光面に結像された被写体の光信号を光電変換
して電気信号を発生する撮像素子である。ＣＣＤ１２の
出力は、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）およびアナログ−
ディジタル変換（Ａ／Ｄ）回路１３によってディジタル
化され、メモリコントローラ１５を介してフレームメモ
リ１４に取り込まれる。また、メモリコントローラ１５
に供給されたＣＣＤ１２の出力は、メモリコントローラ
１５内のＤＳＰ（Digital Signal Processor）によって
ガンマ変換、色処理などの信号処理を施されてから、Ｄ
／Ａコンバータ１６からビデオ信号として出力され、所
望によってメモリカード１７にディジタルデータとして
書き込まれる。
【００３２】また、モード切換スイッチ１９では、静止
画（ＤA ）、通常ムービー（ＤB ）、高速ムービー（Ｄ
C ）の３つの撮像モードを切り換えることができる。こ
のモード切り換え命令（ＭＯＤＥ）は、システムコント
ローラ１８からＣＣＤ駆動回路２０へ供給され、ＣＣＤ
１２にはＣＣＤ駆動回路２０から３つのモードにそれぞ
れ対応した駆動波形（ＰA 、ＰB 、ＰC ）が与えられ
る。同時にモード切り換え命令（ＭＯＤＥ）は、システ
ムコントローラ１８を介してＤＳＰに対しても供給さ
れ、撮像モード（ＤA 、ＤB 、ＤC ）に対応した処理が
選択される。
画（ＤA ）、通常ムービー（ＤB ）、高速ムービー（Ｄ
C ）の３つの撮像モードを切り換えることができる。こ
のモード切り換え命令（ＭＯＤＥ）は、システムコント
ローラ１８からＣＣＤ駆動回路２０へ供給され、ＣＣＤ
１２にはＣＣＤ駆動回路２０から３つのモードにそれぞ
れ対応した駆動波形（ＰA 、ＰB 、ＰC ）が与えられ
る。同時にモード切り換え命令（ＭＯＤＥ）は、システ
ムコントローラ１８を介してＤＳＰに対しても供給さ
れ、撮像モード（ＤA 、ＤB 、ＤC ）に対応した処理が
選択される。
【００３３】次に、本実施例のディジタルカメラに用い
られるインターライン型ＣＣＤ１２の構成について説明
する。図２に示すＣＣＤ１２は、マトリックス状に（６
４０（Ｈ）列×４８０（Ｖ）行）配列されて入射した光
を電荷に変換するフォトダイオードなどの光電変換要素
（画素）１と、この画素１のそれぞれに蓄積された電荷
を読み出して垂直方向に転送する垂直転送部（ＶＣＣ
Ｄ）２と、この垂直転送部２から転送されてきた電荷を
水平方向に転送する１２８０段の転送ゲート電極を持つ
倍密度の水平転送部（ＨＣＣＤ）４と、水平転送部４か
ら転送されてきた電荷を電圧信号に変換して出力する出
力アンプ５とを備えている。
られるインターライン型ＣＣＤ１２の構成について説明
する。図２に示すＣＣＤ１２は、マトリックス状に（６
４０（Ｈ）列×４８０（Ｖ）行）配列されて入射した光
を電荷に変換するフォトダイオードなどの光電変換要素
（画素）１と、この画素１のそれぞれに蓄積された電荷
を読み出して垂直方向に転送する垂直転送部（ＶＣＣ
Ｄ）２と、この垂直転送部２から転送されてきた電荷を
水平方向に転送する１２８０段の転送ゲート電極を持つ
倍密度の水平転送部（ＨＣＣＤ）４と、水平転送部４か
ら転送されてきた電荷を電圧信号に変換して出力する出
力アンプ５とを備えている。
【００３４】このＣＣＤの画素１と垂直転送部２との位
置関係は、図１３に示したのと同様であり、１つの画素
１に対応して３つの転送ゲート電極が垂直転送部２にそ
れぞれ設けられている。そして、この転送ゲート電極に
電荷転送パルスが印加されることによって、３つの転送
ゲート電極のうち画素１と接するように形成された転送
ゲート電極から垂直転送部２に電荷が取り込まれ、垂直
転送部２および水平転送部４内を転送され、出力アンプ
５を経て出力（ＣＣＤＯＵＴ）される。
置関係は、図１３に示したのと同様であり、１つの画素
１に対応して３つの転送ゲート電極が垂直転送部２にそ
れぞれ設けられている。そして、この転送ゲート電極に
電荷転送パルスが印加されることによって、３つの転送
ゲート電極のうち画素１と接するように形成された転送
ゲート電極から垂直転送部２に電荷が取り込まれ、垂直
転送部２および水平転送部４内を転送され、出力アンプ
５を経て出力（ＣＣＤＯＵＴ）される。
【００３５】次に、本実施例のディジタルカメラにおい
て、ＣＣＤ駆動回路２０から供給されるＣＣＤ１２を駆
動するパルスの波形について、図３を参照して説明す
る。図３は、各撮像モード（ＤA 、ＤB 、ＤC ）におい
て、水平ブランキング期間（ＨＢＬＫ）中およびその前
後に垂直転送部（ＶＣＣＤ）２および水平転送部（ＨＣ
ＣＤ）４の転送ゲート電極に印加する電荷転送のための
駆動電圧のタイミングおよびその振幅を模式的に示す図
である。なお、図３中のパルス波形は、駆動パルス波形
の概略を示すに過ぎないものであり、パターン等によっ
て変わってくる。
て、ＣＣＤ駆動回路２０から供給されるＣＣＤ１２を駆
動するパルスの波形について、図３を参照して説明す
る。図３は、各撮像モード（ＤA 、ＤB 、ＤC ）におい
て、水平ブランキング期間（ＨＢＬＫ）中およびその前
後に垂直転送部（ＶＣＣＤ）２および水平転送部（ＨＣ
ＣＤ）４の転送ゲート電極に印加する電荷転送のための
駆動電圧のタイミングおよびその振幅を模式的に示す図
である。なお、図３中のパルス波形は、駆動パルス波形
の概略を示すに過ぎないものであり、パターン等によっ
て変わってくる。
【００３６】まず、静止画モード（ＤA ）について説明
する。静止画モードで水平ブランキング期間に入ると、
最初に垂直転送部２の転送ゲート電極にパルス電圧（振
幅Ｈ 1 ）を印加することにより、垂直転送部２を１段駆
動し、最も水平転送部４に近い部分に存在した１ライン
の画素１からの読み出し電荷を水平転送部４に転送する
（Ｉ）。その後、水平転送部４の転送ゲート電極にパル
ス電圧（振幅Ｈ2 ）を印加することにより（II）、電荷
を水平方向に１段分転送し、垂直転送部２からの次の電
荷転送のための準備をする。
する。静止画モードで水平ブランキング期間に入ると、
最初に垂直転送部２の転送ゲート電極にパルス電圧（振
幅Ｈ 1 ）を印加することにより、垂直転送部２を１段駆
動し、最も水平転送部４に近い部分に存在した１ライン
の画素１からの読み出し電荷を水平転送部４に転送する
（Ｉ）。その後、水平転送部４の転送ゲート電極にパル
ス電圧（振幅Ｈ2 ）を印加することにより（II）、電荷
を水平方向に１段分転送し、垂直転送部２からの次の電
荷転送のための準備をする。
【００３７】次に、垂直転送部２の転送ゲート電極にパ
ルス電圧（振幅Ｈ1 ）を印加することにより、垂直転送
部２を１段駆動し、（Ｉ）で転送したラインに隣接する
１ラインの画素１からの読み出し電荷を水平転送部４に
転送する（III)。この結果、画素アレイの２ライン分の
画素１から読み出された電荷信号が水平転送部４中で交
互に並ぶことになる。
ルス電圧（振幅Ｈ1 ）を印加することにより、垂直転送
部２を１段駆動し、（Ｉ）で転送したラインに隣接する
１ラインの画素１からの読み出し電荷を水平転送部４に
転送する（III)。この結果、画素アレイの２ライン分の
画素１から読み出された電荷信号が水平転送部４中で交
互に並ぶことになる。
【００３８】そして、水平ブランキング期間が終り有効
期間に入ってから有効期間の終了までに、水平転送部４
の転送ゲート電極に多数のパルス電圧（振幅Ｈ2 ）を印
加することにより、（Ｉ）〜（III)で得られた水平転送
部４の電荷を１２８０段分転送して（IV) 、画素アレイ
の２ラインの１２８０個（６４０×２）分の画素１に対
応する１２８０個のデータを取り込んで出力アンプ５か
ら出力する。これと同じ動作を、１フィールド期間（１
／６０秒）の２４０回の水平ブランキング期間ごとに繰
り返すことにより、６４０×２×２４０＝３０７２００
個の総ての画素１からの蓄積電荷の読み出しが完了し、
隣接２画素が加算されないフレーム画像データが得られ
る。
期間に入ってから有効期間の終了までに、水平転送部４
の転送ゲート電極に多数のパルス電圧（振幅Ｈ2 ）を印
加することにより、（Ｉ）〜（III)で得られた水平転送
部４の電荷を１２８０段分転送して（IV) 、画素アレイ
の２ラインの１２８０個（６４０×２）分の画素１に対
応する１２８０個のデータを取り込んで出力アンプ５か
ら出力する。これと同じ動作を、１フィールド期間（１
／６０秒）の２４０回の水平ブランキング期間ごとに繰
り返すことにより、６４０×２×２４０＝３０７２００
個の総ての画素１からの蓄積電荷の読み出しが完了し、
隣接２画素が加算されないフレーム画像データが得られ
る。
【００３９】このとき、垂直転送部２の転送ゲート電極
に印加するパルス電圧の振幅Ｈ1 と、水平転送部４の転
送ゲート電極に印加するパルス電圧の振幅Ｈ2 とは同じ
（Ｈ 1 ＝Ｈ2 ）である。
に印加するパルス電圧の振幅Ｈ1 と、水平転送部４の転
送ゲート電極に印加するパルス電圧の振幅Ｈ2 とは同じ
（Ｈ 1 ＝Ｈ2 ）である。
【００４０】次に、通常ムービーモード（ＤB ）につい
て説明する。通常ムービーモードで水平ブランキング期
間に入ると、最初に垂直転送部２の転送ゲート電極にパ
ルス電圧（振幅Ｈ1 ）を印加することにより、垂直転送
部２を１段駆動し、最も水平転送部４に近い部分に存在
した１ラインの画素１からの読み出し電荷を水平転送部
４に転送する（Ｉ）。その後、水平転送部４をそのまま
にして、さらに垂直転送部２の転送ゲート電極にパルス
電圧（振幅Ｈ1 ）を印加することにより、垂直転送部２
を１段駆動し、（Ｉ）で転送したラインに隣接する１ラ
インの画素１からの読み出し電荷を水平転送部４に転送
する（II）。この結果、画素アレイの２ライン分の画素
１から読み出された電荷が、水平転送部４中で加算され
る。
て説明する。通常ムービーモードで水平ブランキング期
間に入ると、最初に垂直転送部２の転送ゲート電極にパ
ルス電圧（振幅Ｈ1 ）を印加することにより、垂直転送
部２を１段駆動し、最も水平転送部４に近い部分に存在
した１ラインの画素１からの読み出し電荷を水平転送部
４に転送する（Ｉ）。その後、水平転送部４をそのまま
にして、さらに垂直転送部２の転送ゲート電極にパルス
電圧（振幅Ｈ1 ）を印加することにより、垂直転送部２
を１段駆動し、（Ｉ）で転送したラインに隣接する１ラ
インの画素１からの読み出し電荷を水平転送部４に転送
する（II）。この結果、画素アレイの２ライン分の画素
１から読み出された電荷が、水平転送部４中で加算され
る。
【００４１】その後、水平ブランキング期間が終り有効
期間に入ってから有効期間の終了までに、水平転送部４
の転送ゲート電極に複数のパルス電圧（振幅Ｈ3 ）を印
加することにより、（Ｉ）〜（II）で得られた水平転送
部４で加算された電荷を１２８０段分転送して（III)、
画素アレイの２ライン分の１２８０個（６４０×２）分
の画素１に対応するデータを取り込んで出力アンプ５か
ら出力する。このとき、個々のデータは２画素分の電荷
が加算されているために１段おきにしか存在しないの
で、データとしては６４０個しか得ることができない。
期間に入ってから有効期間の終了までに、水平転送部４
の転送ゲート電極に複数のパルス電圧（振幅Ｈ3 ）を印
加することにより、（Ｉ）〜（II）で得られた水平転送
部４で加算された電荷を１２８０段分転送して（III)、
画素アレイの２ライン分の１２８０個（６４０×２）分
の画素１に対応するデータを取り込んで出力アンプ５か
ら出力する。このとき、個々のデータは２画素分の電荷
が加算されているために１段おきにしか存在しないの
で、データとしては６４０個しか得ることができない。
【００４２】これと同じ動作を、１フィールド期間（１
／６０秒）の２４０回の水平ブランキング期間ごとに繰
り返すことにより、６４０×２×２４０＝３０７２００
個の総ての画素１からの蓄積電荷の読み出しが完了し、
隣接２画素からの読み出し電荷が加算されたフィールド
画像データが得られる。
／６０秒）の２４０回の水平ブランキング期間ごとに繰
り返すことにより、６４０×２×２４０＝３０７２００
個の総ての画素１からの蓄積電荷の読み出しが完了し、
隣接２画素からの読み出し電荷が加算されたフィールド
画像データが得られる。
【００４３】また、このとき、水平転送部４の転送ゲー
ト電極に印加するパルス電圧の振幅Ｈ3 は、垂直転送部
２の転送ゲート電極に印加するパルス電圧の振幅Ｈ1 の
２倍程度である（２Ｈ1 ＝Ｈ3 ）である。これによっ
て、水平転送部４の転送容量が垂直転送部２の２倍にな
るので、加算されて約２倍に増加した電荷を転送しても
水平転送部４が飽和することがない。
ト電極に印加するパルス電圧の振幅Ｈ3 は、垂直転送部
２の転送ゲート電極に印加するパルス電圧の振幅Ｈ1 の
２倍程度である（２Ｈ1 ＝Ｈ3 ）である。これによっ
て、水平転送部４の転送容量が垂直転送部２の２倍にな
るので、加算されて約２倍に増加した電荷を転送しても
水平転送部４が飽和することがない。
【００４４】次に、高速ムービーモード（ＤC ）につい
て説明する。高速ムービーモードで水平ブランキング期
間に入ると、最初に垂直転送部２の転送ゲート電極にパ
ルス電圧（振幅Ｈ1 ）を印加することにより、垂直転送
部２を１段駆動し、最も水平転送部４に近い部分に存在
した１ラインの画素１からの読み出し電荷を水平転送部
４に転送する（Ｉ）。その後、水平転送部４をそのまま
にして、さらに垂直転送部２の転送ゲート電極にパルス
電圧（振幅Ｈ1 ）を印加することにより、垂直転送部２
を１段駆動し、（Ｉ）で転送したラインに隣接する１ラ
インの画素１からの読み出し電荷を水平転送部４に転送
する（II）。この結果、画素アレイの２ライン分の画素
から読み出された電荷信号が水平転送部４中で加算され
る。
て説明する。高速ムービーモードで水平ブランキング期
間に入ると、最初に垂直転送部２の転送ゲート電極にパ
ルス電圧（振幅Ｈ1 ）を印加することにより、垂直転送
部２を１段駆動し、最も水平転送部４に近い部分に存在
した１ラインの画素１からの読み出し電荷を水平転送部
４に転送する（Ｉ）。その後、水平転送部４をそのまま
にして、さらに垂直転送部２の転送ゲート電極にパルス
電圧（振幅Ｈ1 ）を印加することにより、垂直転送部２
を１段駆動し、（Ｉ）で転送したラインに隣接する１ラ
インの画素１からの読み出し電荷を水平転送部４に転送
する（II）。この結果、画素アレイの２ライン分の画素
から読み出された電荷信号が水平転送部４中で加算され
る。
【００４５】次に、水平転送部４の転送ゲート電極に１
つのパルス電圧（振幅Ｈ4 ）を印加することにより、電
荷を水平方向に１段分転送し、垂直転送部２からの次の
電荷転送のための準備をする（III)。
つのパルス電圧（振幅Ｈ4 ）を印加することにより、電
荷を水平方向に１段分転送し、垂直転送部２からの次の
電荷転送のための準備をする（III)。
【００４６】その後、パルス電圧（振幅Ｈ1 ）で垂直転
送部２を１段駆動した後（IV) 、水平転送部４をそのま
まの状態として、さらにパルス電圧（振幅Ｈ1 ）で垂直
転送部２を１段駆動し（V)、（Ｉ）および（II）で水平
転送部４に転送した画素に係る２ラインに隣接する２ラ
イン分の画素から読み出された電荷信号を、水平転送部
４中で加算する。この結果、水平転送部４内には４ライ
ン分の画素１から読み出された電荷が、２ラインずつ加
算されて交互に並ぶことになる。
送部２を１段駆動した後（IV) 、水平転送部４をそのま
まの状態として、さらにパルス電圧（振幅Ｈ1 ）で垂直
転送部２を１段駆動し（V)、（Ｉ）および（II）で水平
転送部４に転送した画素に係る２ラインに隣接する２ラ
イン分の画素から読み出された電荷信号を、水平転送部
４中で加算する。この結果、水平転送部４内には４ライ
ン分の画素１から読み出された電荷が、２ラインずつ加
算されて交互に並ぶことになる。
【００４７】その後、水平ブランキング期間が終り有効
期間に入ってから有効期間の終了までに、水平転送部４
の転送ゲート電極に複数のパルス電圧（振幅Ｈ4 ）を印
加することにより、水平転送部４の電荷を１２８０段分
転送して（VI) 、４ラインの２５６０個（６４０×４）
分の画素１に対応する１２８０個の加算データを取り込
んで出力アンプ５から出力する。
期間に入ってから有効期間の終了までに、水平転送部４
の転送ゲート電極に複数のパルス電圧（振幅Ｈ4 ）を印
加することにより、水平転送部４の電荷を１２８０段分
転送して（VI) 、４ラインの２５６０個（６４０×４）
分の画素１に対応する１２８０個の加算データを取り込
んで出力アンプ５から出力する。
【００４８】これと同じ動作を、１フィールド期間（１
／６０秒）の前半（または後半）の１２０回（即ち、１
／１２０秒）の水平ブランキング期間ごとに繰り返すこ
とにより、６４０×４×１２０＝３０７２００個の総て
の画素１からの蓄積電荷の読み出しが完了し、隣接２画
素からの読み出し電荷が加算されたフィールド画像デー
タが得られる。
／６０秒）の前半（または後半）の１２０回（即ち、１
／１２０秒）の水平ブランキング期間ごとに繰り返すこ
とにより、６４０×４×１２０＝３０７２００個の総て
の画素１からの蓄積電荷の読み出しが完了し、隣接２画
素からの読み出し電荷が加算されたフィールド画像デー
タが得られる。
【００４９】また、このとき、水平転送部４の転送ゲー
ト電極に印加するパルス電圧の振幅Ｈ4 は、垂直転送部
２の転送ゲート電極に印加するパルス電圧の振幅Ｈ1 の
２倍程度である（２Ｈ1 ＝Ｈ4 ）である。これによっ
て、水平転送部４の転送容量が垂直転送部２の２倍にな
るので、加算されて約２倍に増加した電荷を転送しても
水平転送部４が飽和することがない。
ト電極に印加するパルス電圧の振幅Ｈ4 は、垂直転送部
２の転送ゲート電極に印加するパルス電圧の振幅Ｈ1 の
２倍程度である（２Ｈ1 ＝Ｈ4 ）である。これによっ
て、水平転送部４の転送容量が垂直転送部２の２倍にな
るので、加算されて約２倍に増加した電荷を転送しても
水平転送部４が飽和することがない。
【００５０】以上のようにして得られた各画素信号は、
後段のメモリコントローラ１５などの処理回路で処理さ
れ、Ｄ／Ａコンバータ１６からビデオ信号として出力さ
れ、メモリカード１７にディジタルデータとして書き込
み記録される。このように、本実施例の撮像装置では、
撮像素子であるＣＣＤ１２から直接フィールドデータを
出力することができるので、後段での処理がきわめて容
易になる。
後段のメモリコントローラ１５などの処理回路で処理さ
れ、Ｄ／Ａコンバータ１６からビデオ信号として出力さ
れ、メモリカード１７にディジタルデータとして書き込
み記録される。このように、本実施例の撮像装置では、
撮像素子であるＣＣＤ１２から直接フィールドデータを
出力することができるので、後段での処理がきわめて容
易になる。
【００５１】次に、本発明の第２の実施例として、複合
デュアル（２本）ＨＣＣＤ構造をもつ全画素読み出しＣ
ＣＤを使って、広ダイナミックレンジ（Ｄレンジ）画像
合成を行うビデオカメラについて説明する。
デュアル（２本）ＨＣＣＤ構造をもつ全画素読み出しＣ
ＣＤを使って、広ダイナミックレンジ（Ｄレンジ）画像
合成を行うビデオカメラについて説明する。
【００５２】図４は、本実施例のビデオカメラの概略構
成を示す全体ブロック図である。図４において、光学系
（図示せず）からの被写体像に基づき、複合デュアルＨ
ＣＣＤ構造を有するＣＣＤ１２ａで発生した電荷は、電
気信号として端子ａおよびｂから出力され、２系統のサ
ンプルホールド（ＳＨ）およびアナログ−ディジタル変
換（Ａ／Ｄ）回路１３ａ、１３ｂにそれぞれ供給され
る。この信号は、ＤＳＰを含むメモリコントローラ１５
を介して、露光時間１／１２０秒の標準画像データとし
てフィールドメモリ２１ａに取り込まれる。次に、電子
シャッタによって露光時間１／５００秒の２ＥＶ（露光
値）アンダーの画像データが、メモリコントローラ１５
を介してフィールドメモリ２１ｂに取り込まれる。これ
ら２つの画像データから、メモリコントローラ１５に内
蔵されたＤＳＰによって、広Ｄレンジ画像が後述する合
成方法で合成されて１／６０秒のフィールド画像が形成
され、Ｄ／Ａコンバータ１６からビデオ信号として出力
される。
成を示す全体ブロック図である。図４において、光学系
（図示せず）からの被写体像に基づき、複合デュアルＨ
ＣＣＤ構造を有するＣＣＤ１２ａで発生した電荷は、電
気信号として端子ａおよびｂから出力され、２系統のサ
ンプルホールド（ＳＨ）およびアナログ−ディジタル変
換（Ａ／Ｄ）回路１３ａ、１３ｂにそれぞれ供給され
る。この信号は、ＤＳＰを含むメモリコントローラ１５
を介して、露光時間１／１２０秒の標準画像データとし
てフィールドメモリ２１ａに取り込まれる。次に、電子
シャッタによって露光時間１／５００秒の２ＥＶ（露光
値）アンダーの画像データが、メモリコントローラ１５
を介してフィールドメモリ２１ｂに取り込まれる。これ
ら２つの画像データから、メモリコントローラ１５に内
蔵されたＤＳＰによって、広Ｄレンジ画像が後述する合
成方法で合成されて１／６０秒のフィールド画像が形成
され、Ｄ／Ａコンバータ１６からビデオ信号として出力
される。
【００５３】図５は、本実施例の複合デュアルＨＣＣＤ
構造を有するＣＣＤ１２ａの概略構造を模式的に書いた
ものである。図５に示すＣＣＤ１２ａは、マトリックス
状に（６４０（Ｈ）列×４８０（Ｖ）行）配列されたフ
ォトダイオードなどの光電変換要素（画素）１と、この
画素１のそれぞれに蓄積された電荷を読み出して垂直方
向に転送する垂直転送部（ＶＣＣＤ）２と、この垂直転
送部２から転送されてきた電荷を水平方向に転送する１
２８０段の転送ゲート電極を持つ３つの水平転送部（Ｈ
ＣＣＤ）６ａ、６ｂ、６ｃと、これら水平転送部６ａ、
６ｂ、６ｃから転送されてきた電荷を電圧信号に変換し
て出力する出力アンプ（ＡＭＰ）７ａ、７ｂとを備えて
いる。このＣＣＤの画素１と垂直転送部２との位置関係
は、図１３に示したのと同様である。
構造を有するＣＣＤ１２ａの概略構造を模式的に書いた
ものである。図５に示すＣＣＤ１２ａは、マトリックス
状に（６４０（Ｈ）列×４８０（Ｖ）行）配列されたフ
ォトダイオードなどの光電変換要素（画素）１と、この
画素１のそれぞれに蓄積された電荷を読み出して垂直方
向に転送する垂直転送部（ＶＣＣＤ）２と、この垂直転
送部２から転送されてきた電荷を水平方向に転送する１
２８０段の転送ゲート電極を持つ３つの水平転送部（Ｈ
ＣＣＤ）６ａ、６ｂ、６ｃと、これら水平転送部６ａ、
６ｂ、６ｃから転送されてきた電荷を電圧信号に変換し
て出力する出力アンプ（ＡＭＰ）７ａ、７ｂとを備えて
いる。このＣＣＤの画素１と垂直転送部２との位置関係
は、図１３に示したのと同様である。
【００５４】図５のＣＣＤでは、水平転送部６が、第１
の水平転送部（１−ＨＣＣＤ１）６ａ、第２の水平転送
部（１−ＨＣＣＤ２）６ｂおよび第３の水平転送部（２
−ＨＣＣＤ）６ｃの３つの部分で構成されている。この
ような複合デュアルＨＣＣＤ構造のＣＣＤ１２ａにおい
ては、画素１から読み出された電荷が、垂直転送部２を
経て、第１の水平転送部６ａおよび第２の水平転送部６
ｂと、第３の水平転送部６ｃとに２つのゲート電極（Ｈ
ＨＧ１、ＨＨＧ２）で分配されて転送され、出力アンプ
７ａ、７ｂからそれぞれ出力（ＣＣＤＯＵＴ１、ＣＣＤ
ＯＵＴ２）される。
の水平転送部（１−ＨＣＣＤ１）６ａ、第２の水平転送
部（１−ＨＣＣＤ２）６ｂおよび第３の水平転送部（２
−ＨＣＣＤ）６ｃの３つの部分で構成されている。この
ような複合デュアルＨＣＣＤ構造のＣＣＤ１２ａにおい
ては、画素１から読み出された電荷が、垂直転送部２を
経て、第１の水平転送部６ａおよび第２の水平転送部６
ｂと、第３の水平転送部６ｃとに２つのゲート電極（Ｈ
ＨＧ１、ＨＨＧ２）で分配されて転送され、出力アンプ
７ａ、７ｂからそれぞれ出力（ＣＣＤＯＵＴ１、ＣＣＤ
ＯＵＴ２）される。
【００５５】本実施例のＣＣＤ１２のように、水平転送
部６を複合デュアルＨＣＣＤ構造にすることにより、第
１実施例のような水平転送部を倍密度ＨＣＣＤ構造にす
る場合と比較して、駆動周波数が大きくならないので消
費電力を小さく抑制することができるとともに、水平転
送部を倍密度の微細構造とする必要がないために製造が
簡単になるという利点が得られる。また、水平転送部を
単純なデュアル（２本）構造にすると、垂直転送部２に
近い側の水平転送部から遠い側の水平転送部への電荷転
送効率を上げるために近い側の水平転送部の幅を狭くす
る必要があり、その結果この部分での転送容量が低下し
てしまう。そこで、各水平転送部幅を狭くするだけでな
く垂直転送部２に近い側の水平転送部を２本構成とし
て、２本分で１本の容量を実現しようとするのが複合デ
ュアルＨＣＣＤ構造のＣＣＤ１２ａであり、その機能と
しては倍密度ＨＣＣＤ型と同じであって、１／６０秒間
で画素加算しない全画素読み出しが可能である。
部６を複合デュアルＨＣＣＤ構造にすることにより、第
１実施例のような水平転送部を倍密度ＨＣＣＤ構造にす
る場合と比較して、駆動周波数が大きくならないので消
費電力を小さく抑制することができるとともに、水平転
送部を倍密度の微細構造とする必要がないために製造が
簡単になるという利点が得られる。また、水平転送部を
単純なデュアル（２本）構造にすると、垂直転送部２に
近い側の水平転送部から遠い側の水平転送部への電荷転
送効率を上げるために近い側の水平転送部の幅を狭くす
る必要があり、その結果この部分での転送容量が低下し
てしまう。そこで、各水平転送部幅を狭くするだけでな
く垂直転送部２に近い側の水平転送部を２本構成とし
て、２本分で１本の容量を実現しようとするのが複合デ
ュアルＨＣＣＤ構造のＣＣＤ１２ａであり、その機能と
しては倍密度ＨＣＣＤ型と同じであって、１／６０秒間
で画素加算しない全画素読み出しが可能である。
【００５６】次に、本実施例のディジタルカメラにおい
て、通常ムービーモード時にＣＣＤ駆動回路２０から供
給されるＣＣＤ１２ａを駆動するパルスの波形につい
て、図６を参照して説明する。図６は、通常ムービーモ
ードにおいて、水平ブランキング期間（ＨＢＬＫ）中お
よびその前後に、垂直転送部（ＶＣＣＤ）２および水平
転送部（ＨＣＣＤ）６の転送ゲート電極並びに水平転送
部６ａ、６ｂ、６ｃ間に形成されたゲート電極（ＨＨＧ
１、ＨＨＧ２）に印加する電荷転送のための駆動電圧の
タイミングおよびその振幅を模式的に示す図である。
て、通常ムービーモード時にＣＣＤ駆動回路２０から供
給されるＣＣＤ１２ａを駆動するパルスの波形につい
て、図６を参照して説明する。図６は、通常ムービーモ
ードにおいて、水平ブランキング期間（ＨＢＬＫ）中お
よびその前後に、垂直転送部（ＶＣＣＤ）２および水平
転送部（ＨＣＣＤ）６の転送ゲート電極並びに水平転送
部６ａ、６ｂ、６ｃ間に形成されたゲート電極（ＨＨＧ
１、ＨＨＧ２）に印加する電荷転送のための駆動電圧の
タイミングおよびその振幅を模式的に示す図である。
【００５７】図６において、水平ブランキング期間に入
ると、まず垂直転送部２をパルス電圧（振幅Ｈ1 ）で１
回駆動してから（Ｉ）、ゲート電極（ＨＨＧ１）をパル
ス電圧（振幅Ｈ2 ＝２Ｈ1 ）で駆動し（II) 、電荷を第
１の、第２の水平転送部６ａ、６ｂに分配する。その
後、垂直転送部２を１回駆動してから（III)、ゲート電
極（ＨＨＧ１）を駆動し（IV) 、電荷を第１、第２の水
平転送部６ａ、６ｂに分配する。これにより、画素アレ
イの２ライン分の画素１から読み出された電荷が第１、
第２の水平転送部６ａ、６ｂでそれぞれ加算される。
ると、まず垂直転送部２をパルス電圧（振幅Ｈ1 ）で１
回駆動してから（Ｉ）、ゲート電極（ＨＨＧ１）をパル
ス電圧（振幅Ｈ2 ＝２Ｈ1 ）で駆動し（II) 、電荷を第
１の、第２の水平転送部６ａ、６ｂに分配する。その
後、垂直転送部２を１回駆動してから（III)、ゲート電
極（ＨＨＧ１）を駆動し（IV) 、電荷を第１、第２の水
平転送部６ａ、６ｂに分配する。これにより、画素アレ
イの２ライン分の画素１から読み出された電荷が第１、
第２の水平転送部６ａ、６ｂでそれぞれ加算される。
【００５８】次に、水平ブランキング期間が終了してか
ら、第１、第２の水平転送部６ａ、６ｂ（ＨＣＣＤ）の
転送ゲート電極に複数のパルス電圧（振幅Ｈ3 ＝Ｈ2 ＝
２Ｈ 1 ）を印加することにより、水平転送部６ａ、６ｂ
の電荷を１２８０段分転送して（V)、２ラインの１２８
０個（６４０×２）分の画素１に対応する６４０個の加
算データを取り込んで出力アンプ７ａから出力する。
ら、第１、第２の水平転送部６ａ、６ｂ（ＨＣＣＤ）の
転送ゲート電極に複数のパルス電圧（振幅Ｈ3 ＝Ｈ2 ＝
２Ｈ 1 ）を印加することにより、水平転送部６ａ、６ｂ
の電荷を１２８０段分転送して（V)、２ラインの１２８
０個（６４０×２）分の画素１に対応する６４０個の加
算データを取り込んで出力アンプ７ａから出力する。
【００５９】これと同じ動作を、１フィールド期間（１
／６０秒）の１／６０秒の２４０回の水平ブランキング
期間ごとに繰り返すことにより、６４０×２×２４０＝
３０７２００個の総ての画素１からの蓄積電荷の読み出
しが完了し、隣接２画素からの読み出し電荷が加算され
たフィールド画像データが得られ、フィールドメモリ２
１ａに蓄積される。なお、本実施例でもパルス電圧の振
幅をＨ3 ＝Ｈ2 ＝２Ｈ 1 とすることにより、電荷の加算
に対応した転送容量を確保するようにしている。
／６０秒）の１／６０秒の２４０回の水平ブランキング
期間ごとに繰り返すことにより、６４０×２×２４０＝
３０７２００個の総ての画素１からの蓄積電荷の読み出
しが完了し、隣接２画素からの読み出し電荷が加算され
たフィールド画像データが得られ、フィールドメモリ２
１ａに蓄積される。なお、本実施例でもパルス電圧の振
幅をＨ3 ＝Ｈ2 ＝２Ｈ 1 とすることにより、電荷の加算
に対応した転送容量を確保するようにしている。
【００６０】次に、本実施例のディジタルカメラにおい
て、高速ムービーモード時にＣＣＤ駆動回路２０から供
給されるＣＣＤ１２ａを駆動するパルスの波形につい
て、高速ムービーモードでのパルスタイミングおよびそ
の振幅を図６と同様に示す図７を参照して説明する。
て、高速ムービーモード時にＣＣＤ駆動回路２０から供
給されるＣＣＤ１２ａを駆動するパルスの波形につい
て、高速ムービーモードでのパルスタイミングおよびそ
の振幅を図６と同様に示す図７を参照して説明する。
【００６１】図７において、水平ブランキング期間に入
ると、まず垂直転送部２をパルス電圧（振幅Ｈ1 ）で１
回駆動してから（Ｉ）、ゲート電極（ＨＨＧ１）をパル
ス電圧（振幅Ｈ2 ＝２Ｈ1 ）で駆動し（II) 、このゲー
ト電極（ＨＨＧ１）下のチャネルに電荷を移す。その
後、ゲート電極（ＨＨＧ２）をパルス電圧（振幅Ｈ3 ＝
２Ｈ1 ）で駆動し（III)、電荷を第３の水平転送部（２
−ＨＣＣＤ）６ｃへ転送する。以上動作をもう一度繰り
返して（IV) 、画素アレイの２ライン分の画素１から読
み出された電荷を第３の水平転送部（２−ＨＣＣＤ）６
ｃで加算する。
ると、まず垂直転送部２をパルス電圧（振幅Ｈ1 ）で１
回駆動してから（Ｉ）、ゲート電極（ＨＨＧ１）をパル
ス電圧（振幅Ｈ2 ＝２Ｈ1 ）で駆動し（II) 、このゲー
ト電極（ＨＨＧ１）下のチャネルに電荷を移す。その
後、ゲート電極（ＨＨＧ２）をパルス電圧（振幅Ｈ3 ＝
２Ｈ1 ）で駆動し（III)、電荷を第３の水平転送部（２
−ＨＣＣＤ）６ｃへ転送する。以上動作をもう一度繰り
返して（IV) 、画素アレイの２ライン分の画素１から読
み出された電荷を第３の水平転送部（２−ＨＣＣＤ）６
ｃで加算する。
【００６２】次に、垂直転送部２を２回駆動して（V)、
（Ｉ）〜（IV) で第３の水平転送部（２−ＨＣＣＤ）６
ｃに転送された画素アレイの２ラインに隣接する２ライ
ンの電荷をゲート電極（ＨＨＧ１）下のチャネルに移し
てから、ゲート電極（ＨＨＧ１）を駆動し（VI) 、電荷
を第１の水平転送部（１−ＨＣＣＤ１）６ａおよび第２
の水平転送部（１−ＨＣＣＤ２）６ｂとに分ける。その
後、水平ブランキング期間が終了してから、水平転送部
６ａ、６ｂ、６ｃ（ＨＣＣＤ）を駆動パルス（振幅Ｈ4
＝２Ｈ1 ）で駆動して、出力アンプ７ｂから最初の２ラ
イン分のデータを、出力アンプ７ａから後の２ライン分
のデータをそれぞれ読み出す。
（Ｉ）〜（IV) で第３の水平転送部（２−ＨＣＣＤ）６
ｃに転送された画素アレイの２ラインに隣接する２ライ
ンの電荷をゲート電極（ＨＨＧ１）下のチャネルに移し
てから、ゲート電極（ＨＨＧ１）を駆動し（VI) 、電荷
を第１の水平転送部（１−ＨＣＣＤ１）６ａおよび第２
の水平転送部（１−ＨＣＣＤ２）６ｂとに分ける。その
後、水平ブランキング期間が終了してから、水平転送部
６ａ、６ｂ、６ｃ（ＨＣＣＤ）を駆動パルス（振幅Ｈ4
＝２Ｈ1 ）で駆動して、出力アンプ７ｂから最初の２ラ
イン分のデータを、出力アンプ７ａから後の２ライン分
のデータをそれぞれ読み出す。
【００６３】これと同じ動作を、１フィールド期間（１
／６０秒）の前半の１／１２０秒（または後半の１／１
２０秒）の１２０回の水平ブランキング期間ごとに繰り
返すことにより、６４０×４×１２０＝３０７２００個
の総ての画素１からの蓄積電荷の読み出しが完了し、隣
接２画素からの読み出し電荷が加算されたフィールド画
像データが得られ、フィールドメモリ２１ａに蓄積され
る。
／６０秒）の前半の１／１２０秒（または後半の１／１
２０秒）の１２０回の水平ブランキング期間ごとに繰り
返すことにより、６４０×４×１２０＝３０７２００個
の総ての画素１からの蓄積電荷の読み出しが完了し、隣
接２画素からの読み出し電荷が加算されたフィールド画
像データが得られ、フィールドメモリ２１ａに蓄積され
る。
【００６４】次に、画素１の形成されたシリコン基板の
電位を高くすることによって、画素１に蓄積された不要
な電荷をシリコン基板に掃き捨てる、いわゆる電子シャ
ッタを、電荷蓄積時間（露光時間）が１／５００秒にな
るように動作させ、露出量が２段低い（−２ＥＶ）フィ
ールドデータを１／１２０秒間で読み出して、このデー
タをフィールドメモリ２１ｂに蓄積する。
電位を高くすることによって、画素１に蓄積された不要
な電荷をシリコン基板に掃き捨てる、いわゆる電子シャ
ッタを、電荷蓄積時間（露光時間）が１／５００秒にな
るように動作させ、露出量が２段低い（−２ＥＶ）フィ
ールドデータを１／１２０秒間で読み出して、このデー
タをフィールドメモリ２１ｂに蓄積する。
【００６５】次に、このようにして得られた露出量が異
なる２つのフィールドメモリ２１ａ、２１ｂのデータの
合成について、図８を参照して説明する。図８は画素１
の光量と出力との関係を示すグラフであって、Ａは標準
露光（露光時間１／１２０秒）の場合、Ｂは−２ＥＶ
（露光時間１／５００秒）の場合をそれぞれ表す。この
図から明らかなように、低光量の部分では標準露光デー
タＡを用い、この標準露光データＡが飽和する切り換え
閾値ａ以上の光量では−２ＥＶの画像データＢを４倍し
たデータに置き換えるようにすることで、飽和する光量
は４倍の値ｂに拡大される（すなわちＤレンジが拡大す
る）。このようにして生成した広Ｄレンジ画像データを
適当なガンマカーブ、ニーカーブで変換して出力する。
なる２つのフィールドメモリ２１ａ、２１ｂのデータの
合成について、図８を参照して説明する。図８は画素１
の光量と出力との関係を示すグラフであって、Ａは標準
露光（露光時間１／１２０秒）の場合、Ｂは−２ＥＶ
（露光時間１／５００秒）の場合をそれぞれ表す。この
図から明らかなように、低光量の部分では標準露光デー
タＡを用い、この標準露光データＡが飽和する切り換え
閾値ａ以上の光量では−２ＥＶの画像データＢを４倍し
たデータに置き換えるようにすることで、飽和する光量
は４倍の値ｂに拡大される（すなわちＤレンジが拡大す
る）。このようにして生成した広Ｄレンジ画像データを
適当なガンマカーブ、ニーカーブで変換して出力する。
【００６６】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。
る。
【００６７】本実施例では、水平転送部６内で電荷を加
算するのではなく、垂直転送部２の最終段に電荷加算の
ためのＣＣＤ（ＶＳ）を用意しておき、その中で電荷が
加算された後に水平転送部６へ転送される。
算するのではなく、垂直転送部２の最終段に電荷加算の
ためのＣＣＤ（ＶＳ）を用意しておき、その中で電荷が
加算された後に水平転送部６へ転送される。
【００６８】図９は、本実施例のＣＣＤ１２ｂの概略構
成を模式的に示すものである。図９において、６４０
（Ｈ）×４８０（Ｖ）の画素１で構成された撮像面から
垂直転送部２によって３つの水平転送部６ａ、６ｂ、６
ｃへと電荷が転送される。垂直転送部２の最終段にはＶ
Ｓ（VCCD Storing) ８という余分の転送段が設けられて
おり、ここで電荷が加算されてから、水平転送部６に転
送される。なお、その他の構成は、図５の第２実施例と
同じであり、カメラの全体構成は、図４に示す第２実施
例と同じである。
成を模式的に示すものである。図９において、６４０
（Ｈ）×４８０（Ｖ）の画素１で構成された撮像面から
垂直転送部２によって３つの水平転送部６ａ、６ｂ、６
ｃへと電荷が転送される。垂直転送部２の最終段にはＶ
Ｓ（VCCD Storing) ８という余分の転送段が設けられて
おり、ここで電荷が加算されてから、水平転送部６に転
送される。なお、その他の構成は、図５の第２実施例と
同じであり、カメラの全体構成は、図４に示す第２実施
例と同じである。
【００６９】次に、本実施例のディジタルカメラにおい
て、通常ムービーモード時にＣＣＤ駆動回路２０から供
給されるＣＣＤ１２ｂを駆動するパルスの波形につい
て、図１０を参照して説明する。図１０は、通常ムービ
ーモードにおいて、水平ブランキング期間（ＨＢＬＫ）
中およびその前後に、垂直転送部（ＶＣＣＤ）２、ＶＳ
８および水平転送部（ＨＣＣＤ）６の転送ゲート電極並
びに水平転送部６ａ、６ｂ、６ｃ間に形成されたゲート
電極（ＨＨＧ１、ＨＨＧ２）に印加する電荷転送のため
の駆動電圧のタイミングおよびその振幅を模式的に示す
図である。
て、通常ムービーモード時にＣＣＤ駆動回路２０から供
給されるＣＣＤ１２ｂを駆動するパルスの波形につい
て、図１０を参照して説明する。図１０は、通常ムービ
ーモードにおいて、水平ブランキング期間（ＨＢＬＫ）
中およびその前後に、垂直転送部（ＶＣＣＤ）２、ＶＳ
８および水平転送部（ＨＣＣＤ）６の転送ゲート電極並
びに水平転送部６ａ、６ｂ、６ｃ間に形成されたゲート
電極（ＨＨＧ１、ＨＨＧ２）に印加する電荷転送のため
の駆動電圧のタイミングおよびその振幅を模式的に示す
図である。
【００７０】図１０において、水平ブランキング期間に
入ると、まず垂直転送部２をパルス電圧（振幅Ｈ1 ）で
１回駆動してから（Ｉ）、引き続いて垂直転送部２をパ
ルス電圧（振幅Ｈ1 ）で１回駆動する（II) 。これによ
って、２ライン分の電荷がＶＳ８で加算される。その
後、ＶＳ８をパルス電圧（振幅Ｈ2 ＝Ｈ1 ）で１回駆動
し（III)、電荷を第１の水平転送部６ａに転送してか
ら、ゲート電極（ＨＨＧ１）をパルス電圧（振幅Ｈ3 ＝
２Ｈ1 ）で駆動し(IV)、電荷を第１の、第２の水平転送
部６ａ、６ｂに分配する。
入ると、まず垂直転送部２をパルス電圧（振幅Ｈ1 ）で
１回駆動してから（Ｉ）、引き続いて垂直転送部２をパ
ルス電圧（振幅Ｈ1 ）で１回駆動する（II) 。これによ
って、２ライン分の電荷がＶＳ８で加算される。その
後、ＶＳ８をパルス電圧（振幅Ｈ2 ＝Ｈ1 ）で１回駆動
し（III)、電荷を第１の水平転送部６ａに転送してか
ら、ゲート電極（ＨＨＧ１）をパルス電圧（振幅Ｈ3 ＝
２Ｈ1 ）で駆動し(IV)、電荷を第１の、第２の水平転送
部６ａ、６ｂに分配する。
【００７１】次に、水平ブランキング期間が終了してか
ら、第１、第２の水平転送部６ａ、６ｂ（ＨＣＣＤ）の
転送ゲート電極に複数のパルス電圧（振幅Ｈ4 ＝Ｈ3 ＝
２Ｈ 1 ）を印加することにより、水平転送部６ａ、６ｂ
の電荷を１２８０段分転送して（V)、２ラインの１２８
０個（６４０×２）分の画素１に対応する６４０個の加
算データを取り込んで出力アンプ７ａから出力する。
ら、第１、第２の水平転送部６ａ、６ｂ（ＨＣＣＤ）の
転送ゲート電極に複数のパルス電圧（振幅Ｈ4 ＝Ｈ3 ＝
２Ｈ 1 ）を印加することにより、水平転送部６ａ、６ｂ
の電荷を１２８０段分転送して（V)、２ラインの１２８
０個（６４０×２）分の画素１に対応する６４０個の加
算データを取り込んで出力アンプ７ａから出力する。
【００７２】これと同じ動作を、１フィールド期間（１
／６０秒）の１／６０秒の２４０回の水平ブランキング
期間ごとに繰り返すことにより、６４０×２×２４０＝
３０７２００個の総ての画素１からの蓄積電荷の読み出
しが完了し、隣接２画素からの読み出し電荷が加算され
たフィールド画像データが得られ、フィールドメモリ２
１ａに蓄積される。なお、本実施例でもパルス電圧の振
幅をＨ4 ＝Ｈ3 ＝２Ｈ 1 とすることにより、電荷の加算
に対応した転送容量を確保するようにしている。
／６０秒）の１／６０秒の２４０回の水平ブランキング
期間ごとに繰り返すことにより、６４０×２×２４０＝
３０７２００個の総ての画素１からの蓄積電荷の読み出
しが完了し、隣接２画素からの読み出し電荷が加算され
たフィールド画像データが得られ、フィールドメモリ２
１ａに蓄積される。なお、本実施例でもパルス電圧の振
幅をＨ4 ＝Ｈ3 ＝２Ｈ 1 とすることにより、電荷の加算
に対応した転送容量を確保するようにしている。
【００７３】次に、本実施例のディジタルカメラにおい
て、高速ムービーモード時にＣＣＤ駆動回路２０から供
給されるＣＣＤ１２ｂを駆動するパルスの波形につい
て、高速ムービーモードでのパルスタイミングおよびそ
の振幅を図１０と同様に示す図１１を参照して説明す
る。
て、高速ムービーモード時にＣＣＤ駆動回路２０から供
給されるＣＣＤ１２ｂを駆動するパルスの波形につい
て、高速ムービーモードでのパルスタイミングおよびそ
の振幅を図１０と同様に示す図１１を参照して説明す
る。
【００７４】図１１において、水平ブランキング期間に
入ると、まず垂直転送部２をパルス電圧（振幅Ｈ1 ）で
１回駆動してから（Ｉ）、引き続いて垂直転送部２をパ
ルス電圧（振幅Ｈ1 ）で１回駆動する（II) 。これによ
って、２ライン分の電荷がＶＳ８で加算される。その
後、ＶＳ８をパルス電圧（振幅Ｈ2 ＝Ｈ1 ）で１回駆動
し（III)、電荷を第１の水平転送部６ａに転送してか
ら、ゲート電極（ＨＨＧ１）をパルス電圧（振幅Ｈ3 ＝
２Ｈ1 ）で駆動し（IV) 、電荷を第２の水平転送部６ｂ
に転送する。その後、ゲート電極（ＨＨＧ２）をパルス
電圧（振幅Ｈ4 ＝２Ｈ1 ）で駆動し（V)、電荷を第３の
水平転送部（２−ＨＣＣＤ）６ｃへ転送する。
入ると、まず垂直転送部２をパルス電圧（振幅Ｈ1 ）で
１回駆動してから（Ｉ）、引き続いて垂直転送部２をパ
ルス電圧（振幅Ｈ1 ）で１回駆動する（II) 。これによ
って、２ライン分の電荷がＶＳ８で加算される。その
後、ＶＳ８をパルス電圧（振幅Ｈ2 ＝Ｈ1 ）で１回駆動
し（III)、電荷を第１の水平転送部６ａに転送してか
ら、ゲート電極（ＨＨＧ１）をパルス電圧（振幅Ｈ3 ＝
２Ｈ1 ）で駆動し（IV) 、電荷を第２の水平転送部６ｂ
に転送する。その後、ゲート電極（ＨＨＧ２）をパルス
電圧（振幅Ｈ4 ＝２Ｈ1 ）で駆動し（V)、電荷を第３の
水平転送部（２−ＨＣＣＤ）６ｃへ転送する。
【００７５】次に、垂直転送部２を２回駆動して（VI)
、（Ｉ）〜（V)で第３の水平転送部（２−ＨＣＣＤ）
６ｃに転送された画素アレイの２ラインに隣接する２ラ
インの電荷をＶＳ８下のチャネルで加算してから、ＶＳ
８を１回駆動し（VII)、電荷を第１の水平転送部６ａに
転送する。さらに、ゲート電極（ＨＨＧ１）を駆動し
（VIII) 、電荷を第１の水平転送部（１−ＨＣＣＤ１）
６ａおよび第２の水平転送部（１−ＨＣＣＤ２）６ｂと
に分ける。その後、水平ブランキング期間が終了してか
ら、水平転送部６ａ、６ｂ、６ｃ（ＨＣＣＤ）を駆動パ
ルス（振幅Ｈ5 ＝２Ｈ1 ）で駆動して（IX) 、出力アン
プ７ｂから最初の２ライン分のデータを、出力アンプ７
ａから後の２ライン分のデータをそれぞれ読み出す。
、（Ｉ）〜（V)で第３の水平転送部（２−ＨＣＣＤ）
６ｃに転送された画素アレイの２ラインに隣接する２ラ
インの電荷をＶＳ８下のチャネルで加算してから、ＶＳ
８を１回駆動し（VII)、電荷を第１の水平転送部６ａに
転送する。さらに、ゲート電極（ＨＨＧ１）を駆動し
（VIII) 、電荷を第１の水平転送部（１−ＨＣＣＤ１）
６ａおよび第２の水平転送部（１−ＨＣＣＤ２）６ｂと
に分ける。その後、水平ブランキング期間が終了してか
ら、水平転送部６ａ、６ｂ、６ｃ（ＨＣＣＤ）を駆動パ
ルス（振幅Ｈ5 ＝２Ｈ1 ）で駆動して（IX) 、出力アン
プ７ｂから最初の２ライン分のデータを、出力アンプ７
ａから後の２ライン分のデータをそれぞれ読み出す。
【００７６】これと同じ動作を、１フィールド期間（１
／６０秒）の前半の１／１２０秒（または後半の１／１
２０秒）の１２０回の水平ブランキング期間ごとに繰り
返すことにより、６４０×４×１２０＝３０７２００個
の総ての画素１からの蓄積電荷の読み出しが完了し、隣
接２画素からの読み出し電荷が加算されたフィールド画
像データが得られ、フィールドメモリ２１ａに蓄積され
る。
／６０秒）の前半の１／１２０秒（または後半の１／１
２０秒）の１２０回の水平ブランキング期間ごとに繰り
返すことにより、６４０×４×１２０＝３０７２００個
の総ての画素１からの蓄積電荷の読み出しが完了し、隣
接２画素からの読み出し電荷が加算されたフィールド画
像データが得られ、フィールドメモリ２１ａに蓄積され
る。
【００７７】また、上述の第１〜３実施例において、い
わゆる画素ずらし処理を１／２フィールド期間（１／１
２０秒）内または１フィールド期間内で読み出された２
枚のフィールド間で行なうことも可能である。すなわ
ち、例えば１／１２０秒で第１フィールド画像を取り出
した後、次の１／１２０秒で第１フィールド画像に対し
て相対的に例えば水平方向に半画素分ずらして第２フィ
ールド画像を取り出す。これら２枚のフィールド画像を
合成することによって、高精細なフィールド画１枚を形
成することが可能である。
わゆる画素ずらし処理を１／２フィールド期間（１／１
２０秒）内または１フィールド期間内で読み出された２
枚のフィールド間で行なうことも可能である。すなわ
ち、例えば１／１２０秒で第１フィールド画像を取り出
した後、次の１／１２０秒で第１フィールド画像に対し
て相対的に例えば水平方向に半画素分ずらして第２フィ
ールド画像を取り出す。これら２枚のフィールド画像を
合成することによって、高精細なフィールド画１枚を形
成することが可能である。
【００７８】次に、上述の第１〜３実施例における色信
号処理について説明する。図１２は、ＣＣＤ１２の撮像
面上に設けられたカラーフィルタの色パターンを示す図
である。静止画像撮像時にはＣＣＤはフレーム読み出し
されるので、各輝度信号Ｙ、色信号ＲL 、ＧL 、ＢL 、
色差信号Ｇ−２Ｒ、Ｇ−２Ｂは、以下の〔数１〕のよう
に生成される（ＭＡＴは３×４のマトリクスである）。
号処理について説明する。図１２は、ＣＣＤ１２の撮像
面上に設けられたカラーフィルタの色パターンを示す図
である。静止画像撮像時にはＣＣＤはフレーム読み出し
されるので、各輝度信号Ｙ、色信号ＲL 、ＧL 、ＢL 、
色差信号Ｇ−２Ｒ、Ｇ−２Ｂは、以下の〔数１〕のよう
に生成される（ＭＡＴは３×４のマトリクスである）。
【００７９】
【数１】
【００８０】ムービー撮像時にはフィールド読み出しに
よって垂直２画素が加算されているので、上記各信号
は、以下のように表される。
よって垂直２画素が加算されているので、上記各信号
は、以下のように表される。
【００８１】Ｙ＝１／２（Ｃ＋Ｇ）、１／２（Ｙ＋
Ｍ）、１／２（Ｃ＋Ｇ）、…… Ｇ−２Ｒ＝［（Ｃ＋Ｇ）−（Ｙ＋Ｍ）］、…… Ｇ−２Ｂ＝［（Ｃ＋Ｍ）−（Ｙ＋Ｇ）］、……
Ｍ）、１／２（Ｃ＋Ｇ）、…… Ｇ−２Ｒ＝［（Ｃ＋Ｇ）−（Ｙ＋Ｍ）］、…… Ｇ−２Ｂ＝［（Ｃ＋Ｍ）−（Ｙ＋Ｇ）］、……
【００８２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特別な装置を用いることなくムービー用のフィールド信
号を撮像素子から直接出力することができるようにな
り、高速ムービー撮影も容易に行うことが可能である。
また、Ｄレンジ拡大処理等を行うことも可能になる。
特別な装置を用いることなくムービー用のフィールド信
号を撮像素子から直接出力することができるようにな
り、高速ムービー撮影も容易に行うことが可能である。
また、Ｄレンジ拡大処理等を行うことも可能になる。
【図１】本発明の第１実施例の撮像装置の概略構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】図１に示すＣＣＤの模式図である。
【図３】図１に示すＣＣＤの駆動タイミングを示す図で
ある。
ある。
【図４】本発明の第２実施例の撮像装置の概略構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図５】図４に示すＣＣＤの模式図である。
【図６】図４に示すＣＣＤの通常ムービーモードでの駆
動タイミングを示す図である。
動タイミングを示す図である。
【図７】図４に示すＣＣＤの高速ムービーモードでの駆
動タイミングを示す図である。
動タイミングを示す図である。
【図８】図４の撮像装置における光量と出力との関係を
示す図である。
示す図である。
【図９】本発明の第３実施例の撮像装置に用いるＣＣＤ
の模式図である。
の模式図である。
【図１０】図９に示すＣＣＤの通常ムービーモードでの
駆動タイミングを示す図である。
駆動タイミングを示す図である。
【図１１】図９に示すＣＣＤの高速ムービーモードでの
駆動タイミングを示す図である。
駆動タイミングを示す図である。
【図１２】本発明の第１〜３実施例における色信号処理
を説明するためのＣＣＤ色フィルターパターン図であ
る。
を説明するためのＣＣＤ色フィルターパターン図であ
る。
【図１３】完全フレーム読出しが可能なインターライン
型ＣＣＤの画素部および垂直転送部の部分的な構成を示
す図である。
型ＣＣＤの画素部および垂直転送部の部分的な構成を示
す図である。
【図１４】フィールド読出しが可能なインターライン型
ＣＣＤの画素部および垂直転送部の部分的な構成を示す
図である。
ＣＣＤの画素部および垂直転送部の部分的な構成を示す
図である。
１ 光電変換要素（画素） ２ 垂直転送部（ＶＣＣＤ） ４、６ａ、６ｂ、６ｃ 水平転送部（ＨＣＣＤ） ５ 出力アンプ ８ ＶＳ １１ 光学系 １２ ＣＣＤ １３ サンプルホールドおよびアナログ−ディジタル変
換回路 １４ フレームメモリ １５ メモリコントローラ １６ Ｄ／Ａコンバータ １７ メモリカード １８ システムコントローラ １９ モード切換スイッチ ２０ ＣＣＤ駆動回路
換回路 １４ フレームメモリ １５ メモリコントローラ １６ Ｄ／Ａコンバータ １７ メモリカード １８ システムコントローラ １９ モード切換スイッチ ２０ ＣＣＤ駆動回路
Claims (12)
- 【請求項１】 複数の光電変換要素と、１つの前記光電
変換要素当たり少なくとも３つの転送電極が設けられる
ことにより前記光電変換要素からの電荷を一方向に転送
する垂直転送部と、前記垂直転送部からの電荷を前記一
方向と交差する方向に転送する水平転送部とを具備する
インターライン型の撮像素子を有する撮像装置におい
て、 前記撮像素子の前記一方向に隣接する複数ラインの前記
光電変換要素から読み出された電荷が前記垂直転送部内
において連続的に転送されることにより、前記一方向に
隣接する複数個の前記光電変換要素から読み出された電
荷が前記水平転送部でそれぞれ加算されて出力され得る
ように構成されていることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項２】 前記撮像素子の駆動モードを切り換える
ためのモード切り換え手段を備えており、前記モード切
り換え手段が、前記一方向に隣接する２個の前記光電変
換要素から読み出された電荷を加算せずに１フィールド
期間で１フレームデータを出力可能な静止画モード、お
よび前記一方向に隣接する２個の前記光電変換要素から
読み出された電荷を加算してフィールドデータを出力可
能な動画モードのいずれかのモードで前記撮像素子を駆
動することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。 - 【請求項３】 前記動画モードが、前記一方向に隣接す
る２個の前記光電変換要素から読み出された電荷の加算
を１水平ブランキング期間当たり１回行うことにより１
フィールド期間で１フィールドデータを出力可能な通常
動画モードと、前記一方向に隣接する２個の前記光電変
換要素から読み出された電荷の加算を１水平ブランキン
グ期間当たり２回行うことにより１／２フィールド期間
で１フィールドデータを出力可能な高速動画モードの２
つのモードの少なくともいずれか１つからなることを特
徴とする請求項２に記載の撮像装置。 - 【請求項４】 前記動画モードにおいて、奇数フィール
ドで加算される電荷に関する２個の前記光電変換要素
と、偶数フィールドで加算される電荷に関する２個の前
記光電変換要素とがインターレースされるように構成さ
れていることを特徴とする請求項２または３に記載の撮
像装置。 - 【請求項５】 前記水平転送部の駆動パルスの振幅が、
前記加算される電荷が読み出された前記光電変換要素の
個数に対応した大きさであることを特徴とする請求項１
〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。 - 【請求項６】 複数の前記水平転送部があってこれら水
平転送部の間で電荷を転送し得るように構成されてお
り、複数の前記水平転送部の駆動パルスの振幅およびこ
れら水平転送部間の電荷転送を制御する駆動パルスの振
幅が、前記加算される電荷が読み出された前記光電変換
要素の個数に対応した大きさであることを特徴とする請
求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。 - 【請求項７】 複数の前記水平転送部のうちの電荷が加
算される水平転送部が、前記垂直転送部から最も離れた
位置の水平転送部であって、その転送容量が他の水平転
送部よりも大きく設定されていることを特徴とする請求
項６に記載の撮像装置。 - 【請求項８】 前記一方向に隣接する複数個の前記光電
変換要素から読み出された電荷が前記垂直転送部の最終
段で加算されて出力され得るように構成されていること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像
装置。 - 【請求項９】 前記動画モードで得られた、前記光電変
換要素への露光量が異なる連続する２つのフィールドデ
ータを合成することにより、１つのフィールドデータを
出力可能に構成されていることを特徴とする請求項２〜
８のいずれか１項に記載の撮像装置。 - 【請求項１０】 前記合成は、前記２つのフィールドデ
ータのうちの露光量が多いフィールドデータの露光量が
飽和していない領域ではこの露光量の多いフィールドデ
ータを用い、露光量が多いフィールドデータの露光量が
飽和している領域では露光量の少ないフィールドデータ
を所定倍に拡大して用いるように行われることを特徴と
する請求項９に記載の撮像装置。 - 【請求項１１】 前記光電変換要素に蓄積された電荷を
基板へ掃き出す電子シャッタで露光時間を調節すること
により、前記光電変換要素への露光量が制御されること
を特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。 - 【請求項１２】 前記動画モードで画素ずらし処理によ
って得られた連続する２つのフィールドデータを合成す
ることにより、１つのフィールドデータを出力可能に構
成されていることを特徴とする請求項２〜１１のいずれ
か１項に記載の撮像装置。
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