JPH11103369A - 固体撮像素子およびその駆動方法、並びに画像読取装置および画像読取方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フルカラー読取系でモノクロ画像を読み取る
場合、カラー画像を読み取る速度と同じ速度でしか読み
取れなかった。 【解決手段】 Ｒ，Ｇ，Ｂの感光画素列１１，１２，１
３と、これら感光画素列１１，１２，１３から読み出さ
れた信号電荷を転送する水平転送レジスタ１４，１５，
１６と、例えばＧの感光画素列１２から読み出された１
ライン分の信号電荷を一旦蓄積する退避蓄積レジスタ１
７とを有する３ラインカラーＣＣＤセンサを用いてモノ
クロ画像の読み取りを行う際に、１水平転送期間中に感
光画素列１１，１２，１３に対して例えば２回の露光期
間を設定し、前半の露光期間に得られる信号電荷を一旦
退避蓄積レジスタ１７に退避させ、後半の露光期間に得
られる信号電荷と同時化した後２本の水平転送レジスタ
１４，１５に転送し、かつ１水平転送期間に並列に出力
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子およ
びその駆動方法、並びに画像読取装置および画像読取方
法に関し、特に１つの感光画素列に対して少なくとも２
系統の電荷転送部を有する固体撮像素子およびその駆動
方法、並びに当該固体撮像素子を読取りセンサとして用
いた画像読取装置およびその読取方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像読取装置に使用されるカラー
方式の読取りセンサ（固体撮像素子）は、Ｒ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）の３色に色分解して画像を読み取るた
めに分光レスポンス帯域を制限している関係で、モノク
ロ（白黒）方式の読取りセンサに比べて感度が低い。ま
た、高画質なカラー読取りに必要な低ノイズの読取りを
行うには、十分な露光量を必要とするため、高速な読取
りを行うことが課題であった。

【０００３】また近年、読取り画像品質へのニーズの高
まりから、必要な画素密度も１６画素／ｍｍ→２４画素
／ｍｍへと高くなり、１画素当たりの情報量が増えて読
取りセンサからのデータの読出しに時間がかかるように
なってきている。さらに、画像の１画素当たりの面積が
減ったことから、Ｓ／Ｎ良く画像の読取りを行うために
は露光時間を充分に確保する必要があるが、露光時間を
長くすることは高速読取りには不利になる。

【０００４】現状、２４画素／ｍｍの読取画素密度で、
高画質なカラー読取りを行える速度は、１６０ｍｍ／ｓ
ｅｃ〜２００ｍｍ／ｓｅｃ程度である。この読取速度
は、上記露光量の問題と、読取りセンサの各画素の信号
電荷を電荷転送部を介して読み出すための転送速度の限
界から決まる。そこで、一般的に、１本の感光画素列に
対して２本の電荷転送部を配し、感光画素列における奇
数番目の画素の信号電荷と偶数番目の画素の信号電荷と
を２系統に分岐して別々の電荷転送部によって読み出す
ようにしている。

【０００５】ところが、１本の電荷転送部の転送速度の
限界が２０ＭＨｚ程度（２系統を合計したビデオレート
で４０ＭＨｚ程度）であり、Ａ３サイズの短手を２４画
素／ｍｍの読取画素密度で読み出すのに必要な７５００
画素分の信号電荷を読み出すとすると、 ４０ＭＨｚ÷７５００（画素）÷２４（画素／ｍｍ）＝
２２２（ｍｍ／ｓｅｃ） となり、電荷転送部の読み出し速度的にも、先述した１
６０ｍｍ／ｓｅｃ〜２００ｍｍ／ｓｅｃという速度は限
界に近いことがわかる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常オフィ
スで使用される複写機としては、デジタル読取りの機能
を駆使した高画質なフルカラー複写機能と、従来のアナ
ログ複写機が持っている高速なモノクロ（白黒）複写機
能の両機能を、１台の複写機で両立できるのが望まし
い。このとき、上述した高画質なフルカラー読取りを行
う際の制約が、高速読取りを行う場合の問題となる。つ
まり、同じ読取りセンサを使用してモノクロ画像を読み
取る場合にも、カラー画像を読み取る速度と同じ速度で
しか読み取れないため、モノクロ専用機並みの高速読取
りが実現できないことになる。アナログ複写機並みの読
取速度を得るためには、３００ｍｍ／ｓｅｃ以上の読取
速度が必要になる。

【０００７】１枚の原稿に対して複数部のコピーを行う
場合には、１枚分の原稿の画像情報をメモリに蓄積し、
その蓄積情報を基にして画像出力部から繰り返して画像
出力を行えば良いので、原稿読取部への負担は無くな
る。しかし、原稿送り装置を取り付けて複数枚の原稿か
ら１部ずつコピーを取る場合には、高速の原稿読取りが
必要となる。

【０００８】これを解決するためには、モノクロモード
において読取りセンサの駆動クロックの周波数を上げて
読み取るようにすれば良いが、２４画素／ｍｍの高精度
読取りの場合では、１６０ｍｍ／ｓｅｃ〜２００ｍｍ／
ｓｅｃという読取速度でも、読取りセンサの駆動能力の
限界近傍で駆動させているので、読取りセンサの駆動ク
ロックを切り替えることのメリットはあまりない。

【０００９】また、モノクロ用読取りセンサだけに限れ
ば、従来、感光画素列の各画素の信号電荷を偶数／奇数
の２系統に分けて転送していた電荷転送部をさらに、１
画素目側（左側画素部分）と最終画素側（右側画素部
分）とに分けるなど、空間的に分割して４系統化するこ
とによって高速化を図るようにした固体撮像素子が知ら
れている（例えば、文献「東芝技術公開集」ＶＯＬ．１
３−５１ 発行番号９５−４６７８を参照）。

【００１０】しかしながら、かかる固体撮像素子をモノ
クロ高速センサとして用いた場合には、カラーセンサの
光学系とは別に、このモノクロ高速センサ専用に光学系
を設けるなど、装置が大がかりなものになってしまう。
さらに、カラーセンサ自体の出力を、各色４系統にして
高速駆動に耐えられる構成のものにする手法も考えられ
るが、アナログ回路、Ａ／Ｄ変換器等の出力処理回路が
２倍の規模となり、従来６系統であったものが１２系統
に増えることになるので、回路規模が膨大なものとなっ
てしまう。

【００１１】また、読取処理系ごとに、特にアナログ回
路系のリニアリティなどの特性差に起因して読取特性に
微妙な差が生じることから、画質上の問題も生じる。す
なわち、従来は、偶数画素／奇数画素の２系統であり、
読取特性の差が画像上に現れても、２画素周期となり、
非常に細かい画情報のため画像ムラが目立ちにくかっ
た。しかし、１本の感光画素列ごとに４系統に分けた場
合は、画像上に現れる特性差が４画素周期となり、より
粗い画情報に対応することになるため、画像ムラが目立
ちやすくなる。また、読取りセンサを空間的に分割する
ような場合は、読取線形性の差などにより、画像上の処
理系統の境目がはっきり判別できる場合も生じる。

【００１２】さらに、複数の感光画素列を副走査方向に
配列してなる固体撮像素子を読取りセンサとして用い、
１つの原稿当たりの読取り時間を短縮した構成の画像読
取装置も知られている（例えば、特開平５−２６０２６
３号公報参照）。しかしながら、この従来装置では、副
走査方向に複数の感光画素列を配列していることで、読
取りセンサのサイズが特に副走査方向において大きくな
るとともに、各感光画素列に対するタイミング制御が複
雑になり、しかも複数の感光画素列によって同時に読み
取られた画像情報を合成して用いることから、露光期間
中の副走査方向の移動量が通常の２倍になり、画像がぼ
けるという問題がある。

【００１３】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、画像の高速読取りに
寄与し得る固体撮像素子およびその駆動方法、並びにこ
の固体撮像素子を読取りセンサとして用いて画像の高速
読取りを低コストにて実現可能とした画像読取装置およ
びその読取り方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像素
子は、１つの感光画素列と、この感光画素列の両側に各
画素ごとに設けられて感光画素列の全画素の信号電荷を
読み出す少なくとも２系統のシフトゲートと、この少な
くとも２系統のシフトゲートによって読み出された信号
電荷を転送する少なくとも２系統の電荷転送部と、この
少なくとも２系統の電荷転送部の各々の転送先側の端部
に隣接して設けられた少なくとも２系統の電荷検出部と
を備えている。

【００１５】本発明による固体撮像素子の駆動方法は、
上記構成の固体撮像素子において、感光画素列に対して
電荷転送部の１転送期間中に複数の露光期間を設定し、
感光画素列において複数の露光期間に得られる各信号電
荷を少なくとも２系統のシフトゲートで分担して少なく
とも２系統の電荷転送部へ読み出し、かつ少なくとも２
系統の電荷転送部によってそれぞれ対応する少なくとも
２系統の電荷検出部へ転送する。

【００１６】上記構成の固体撮像素子およびその駆動方
法において、感光画素列の両側に設けられた例えば２系
統のシフトゲートは、感光画素列の各画素ごとに設けら
れていることで、感光画素列の両側に全画素の信号電荷
をそれぞれ読み出す。したがって、感光画素列に対して
電荷転送部の１転送期間中に例えば２つの露光期間を設
定した場合において、その２つの露光期間に感光画素列
でそれぞれ光電変換されて得られる各信号電荷を２系統
のシフトゲートで分担して２系統の電荷転送部に読み出
し、かつ２系統の電荷転送部によって転送して出力する
ことで、２系統の画情報が得られる。

【００１７】本発明による画像読取り装置は、１つの感
光画素列に対して少なくとも２系統の電荷転送部を有す
る固体撮像素子と、感光画素列に対して電荷転送部の１
転送期間中に複数の露光期間を設定する露光期間設定手
段と、感光画素列において露光期間設定手段によって設
定された複数の露光期間に得られる各信号電荷を少なく
とも２系統の電荷転送部によって転送させる転送駆動手
段とを備えている。

【００１８】上記構成の画像読取装置において、露光期
間設定手段は、電荷転送部の１転送期間中に感光画素列
に対して複数の露光期間を設定する。複数の露光期間の
設定は、電荷転送部の１転送期間中に感光画素列に対し
て２回以上の読み出し動作を行うことで実現される。露
光期間が例えば２回に設定された場合には、転送駆動手
段は、前半の露光期間で得られる信号電荷を一旦蓄積部
に蓄積した後、後半の露光期間で得られる信号電荷と共
に２つの電荷転送部によって転送し、出力させる。

【００１９】本発明による画像読取方法は、１つの感光
画素列に対して少なくとも２系統の電荷転送部を有する
固体撮像素子を読取りセンサとして用いて画像の読み取
りを行う際に、感光画素列に対して電荷転送部の１転送
期間中に複数回の信号電荷の読み出し動作を行い、複数
回の読み出し動作によって得られる信号電荷を少なくと
も２系統の電荷転送部によってそれぞれ転送させて少な
くとも２系統の画情報を得る。

【００２０】上記の画像読取方法において、電荷転送部
の１転送期間中に感光画素列に対して読み出し動作を複
数回行うことで、感光画素列に対して複数の露光期間を
設定する。そして、露光期間を例えば２回に設定した場
合には、前半の露光期間で得られる信号電荷を一旦ホー
ルドし、後半の露光期間で得られる信号電荷と例えば同
時化を図る。そして、２つの電荷転送部を用いて１転送
期間に例えば並列に出力する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００２２】図１は、本発明の第１実施形態を示す概略
構成図である。図１において、フォトダイオード等の光
電変換素子（画素）が直線状に多数配列されてなる３本
の感光画素列１１，１２，１３が互いに等しい所定のラ
イン間隔Ｌを持ち、かつ例えば図の下側からＲ，Ｇ，Ｂ
の３色にそれぞれ対応して順に配置されている。これら
感光画素列１１，１２，１３は、受光面上にＲ，Ｇ，Ｂ
にそれぞれ対応した色フィルタ（図示せず）が配され、
各色ごとに画素単位で入射光をその光量に応じた電荷量
の信号電荷に変換して蓄積する。

【００２３】３本の感光画素列１１，１２，１３の各々
の信号電荷を水平転送するためのＣＣＤ(Charge Couple
d Device) からなる電荷転送部（以下、水平転送レジス
タと称する）１４，１５，１６は、メカニカルな読取走
査系の読取走査速度の変動の影響を受けにくいように３
本の感光画素列１１，１２，１３の間の間隔を詰めるた
めに、これら感光画素列１１，１２，１３の外側に配さ
れている。そして、３本の感光画素列のうちの中央の感
光画素列の信号電荷が、外側の感光画素列の中を通って
対応する水平転送レジスタに読み出されるようになって
いる。これが、いわゆる画素内転送である。

【００２４】図１の例では、Ｒ側にＲ，Ｇ２色分の水平
転送レジスタ１４，１５を配置し、中央のＧの感光画素
列１２の信号電荷を、Ｒの感光画素列１１の各画素を通
して対応する水平転送レジスタ１５に読み出す構成が採
られている。なお、デジタル複写機で良く用いられるタ
イプの３ラインのカラー方式ＣＣＤリニアセンサ（以
下、単にカラーＣＣＤセンサと称する）では、感光画素
列の偶数画素の信号電荷と奇数画素の信号電荷とを分け
て転送するために１色当たり２系統の水平転送レジスタ
を持っているが、ここでは、説明を簡単にするために１
色当たり１系統の構造で説明を行うものとする。

【００２５】Ｒの感光画素列１１とＧの感光画素列１２
との間には、Ｇの感光画素列１２の信号電荷を一時的に
退避させるための退避蓄積レジスタ１７が配されてい
る。また、Ｇの感光画素列１２と退避蓄積レジスタ１７
の間、退避蓄積レジスタ１７とＲの感光画素列１１の
間、Ｒの感光画素列１１とＧの水平転送レジスタ１５の
間、Ｇの転送レジスタ１５とＲの水平転送レジスタ１４
の間およびＢの感光画素列１３とＢの水平転送レジスタ
１６の間には、シフトゲート１８，１９，２０，２１お
よび２２がそれぞれ配置されている。

【００２６】そして、Ｒの感光画素列１１で光電変換さ
れた信号電荷は、シフトゲート２０、Ｇの水平転送レジ
スタ１５およびシフトゲート２１を介してＲの水平転送
レジスタ１４に読み出される。Ｇの感光画素列１２で光
電変換された信号電荷は、シフトゲート１８を介して退
避蓄積レジスタ１７に一時的に退避させられた後、シフ
トゲート１９、Ｒの感光画素列１１およびシフトゲート
２０を介してＧの水平転送レジスタ１５に読み出され
る。Ｂの感光画素列１３で光電変換された信号電荷は、
シフトゲート２２によってＢの水平転送レジスタ１６に
読み出される。

【００２７】シフトゲート１８，１９，２０，２１およ
び２２の各ゲート電極には、パルス発生回路２３で発生
されるシフトパルスφＳＨ_G 、シフトパルスφＴ、シフ
トパルスφＳＨ_R1、シフトパルスφＳＨ_R2およびシフト
パルスφＳＨ_B がそれぞれ適当なタイミングで印加され
る。また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各水平転送レジスタ１４，１
５，１６は２層構造の転送電極を有し、この２層構造の
転送電極には同様にパルス発生回路２３で発生される２
相の水平転送パルスφ１，φ２が印加される。水平転送
レジスタ１４，１５，１６は、この水平転送パルスφ
１，φ２による２相駆動によって信号電荷を順次水平方
向に転送する。

【００２８】水平転送レジスタ１４，１５，１６の各転
送先側の端部には、例えばフローティング・ディフュー
ジョン・アンプ構成の電荷電圧変換部２４，２５，２６
が配置されている。これら電荷電圧変換部２４，２５，
２６は、水平転送レジスタ１４，１５，１６によって画
素単位で順に転送されてくる信号電荷を信号電圧に変換
して出力する。

【００２９】上述したように、例えばＧの感光画素列１
２からその水平転送レジスタ１５に至る信号電荷の読み
出し経路中に退避蓄積レジスタ１７を設けることで、ズ
ーム読取りのための露光位相調整を可能とした画素内転
送方式の３ラインカラーＣＣＤセンサが構成されてい
る。ここで、退避蓄積レジスタ１７を用いての露光位相
調整の原理について説明する。

【００３０】画素内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセ
ンサでは、読取倍率の変更に伴って副走査密度が変わる
ことで、３ライン間のギャップ補正量が整数でなくなる
場合が発生することから、３ラインの露光期間を互いに
ずらすための露光期間の位相調整を行う必要がある。こ
の場合に、露光期間中の外側の感光画素列１１を通し
て、露光期間の終了した中央の感光画素列１２の信号電
荷を読み出す必要が発生することから、ＲとＧの露光す
る位相をずらして図１の中心のＧの感光画素列１２から
退避蓄積レジスタ１７に転送することにより、露光期間
の位相調整を実現する。

【００３１】通常のカラーモードでは、図２のタイミン
グチャートに示すように、画像の露光読取りを行う露光
期間と、信号電荷を時系列に外部に読み出す水平転送期
間とがある。ここでは、Ｒ，Ｇの２色の部分についての
み示す。１露光期間分だけ露光されて得られた信号電荷
は、転送レジスタに読み出され、次のラインの信号電荷
が露光されている期間に時系列の信号電荷として転送さ
れる。この際には、ＲとＧの露光期間および水平転送期
間は同期している。これに対し、露光位相調整モードで
は、図３のタイミングチャートに示すように、Ｇの露光
期間とＲの露光期間が同期していない状態での信号電荷
の読み出しが可能となる。

【００３２】この露光位相調整を可能にするための退避
蓄積レジスタ１７を持つ画素内転送方式の３ラインカラ
ーＣＣＤセンサにおいて、本発明では、上述した通常の
カラーモードおよび露光位相調整モード以外に、モノク
ロ画像を高速に読み取るモノクロ高速モードをも設定可
能な構成を採っている。

【００３３】すなわち、画素内転送方式の３ラインカラ
ーＣＣＤセンサ構造が、例えば、Ｇの感光画素列１２か
ら水平転送レジスタ１５までの信号電荷の転送経路を複
数色（本例では、Ｇ，Ｒの２色）の信号電荷の転送に共
有している構造であることに着目し、図４のタイミング
チャートに示すように、１水平転送期間に露光期間を２
期間分設定し、この２回の露光期間で得られるモノクロ
画像の信号電荷を、Ｒ用，Ｇ用の２つの水平転送レジス
タ１４，１５によって並列に転送して出力させるもので
ある。

【００３４】図１において、通常のカラーモード／露光
位相調整モード／モノクロ高速モードの設定は、モード
設定回路２７によって行われる。このモード設定回路２
７によって各モードが設定されると、そのモードに対応
したモード切替え信号がパルス発生回路２３に与えられ
る。パルス発生回路２３は、このモード切替え信号を受
けてシフトパルスφＳＨ_G 、シフトパルスφＴ、シフト
パルスφＳＨ_R1およびシフトパルスφＳＨ_R2の各タイミ
ング、即ちシフトゲート１８，１９，２０および２１の
各駆動タイミングを制御することによって各モードを実
現する。

【００３５】なお、Ｒの水平転送レジスタ１４の外側に
は、不要な信号電荷を排出するためのドレイン２８が配
置されている。また、Ｒの水平転送レジスタ１４とドレ
イン２８との間には、リセットゲート２９が設けられて
いる。このリセットゲート２９のゲート電極には、パル
ス発生回路２３で発生されるリセットパルスφＲＧが印
加される。これにより、リセットゲート２９を介してＲ
の水平転送レジスタ１４側からドレイン２８に不要な信
号電荷が排出される。

【００３６】図５は、上記構成の３ラインカラーＣＣＤ
センサを用いた画像読取装置を搭載したデジタル複写機
等の画像形成装置における信号処理系の構成の概略を示
すブロック図である。図５において、３ラインカラーＣ
ＣＤセンサ３１から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの各色の画像
信号に対して並列に処理回路３２，３３，３４が設けら
れている。これら処理回路３２，３３，３４では、各色
の画像信号ごとに、アナログ増幅やＡ／Ｄ変換やシェー
ディング補正等の信号処理が行われる。

【００３７】処理回路３２，３３，３４を経た各色の画
像信号は、次段のマトリクス補正処理回路３５で３色間
の色補正処理が行われた後、各色ごとに設けられた画像
メモリ３６，３７，３８に格納される。これら画像メモ
リ３６，３７，３８に格納された各色の画像信号は、処
理回路３９で色空間変換等の信号処理が行われた後、例
えばＫ（黒），Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ
（シアン）の４色のデータとしてプリンタ部４０へ供給
される。

【００３８】画像メモリ３６，３７，３８は、ＣＣＤセ
ンサ３１を含む読取部とプリンタ部４０の処理速度を変
換するためのバッファ回路としての役割を持っている。
これにより、例えば、１６０ｍｍ／ｓｅｃの読取線速を
持つ読取部で読み取ったデータを画像メモリ３６，３
７，３８に格納した後、プリンタ部４０に２５０ｍｍ／
ｓｅｃの速度で書き込みを行うというように、読取系と
書込系の速度が異なるものの整合をとることができる。

【００３９】次に、露光位相調整モード／モノクロ高速
モードの各モードにおける具体的な動作について説明す
る。なお、以下の動作説明に関する各図面では、説明を
簡単にするために、シフトゲート１８，１９，２０，２
１，２２を省略し、感光画素列１１，１２，１３および
水平転送レジスタ１４，１５，１６だけを示すものとす
る。

【００４０】先ず、露光位相調整モードでの動作につい
て、ＲとＧの露光周期に対してＧの露光周期をずらす場
合を例に採って、図６および図７を参照して説明する。
図６（Ａ）には、ＲとＢの各感光画素列１１，１３が半
周期分だけ露光し、Ｇの感光画素列１２が１周期分の露
光を完了した状態を示す。ここで、露光完了したＧの感
光画素列１２の信号電荷を、図６（Ｂ）に示すように、
退避蓄積レジスタ１７に読み出し、ここに一時的に退避
させる。

【００４１】この後、ＲとＢの各感光画素列１１，１３
が残りの半周期分だけ露光される。この状態を図７
（Ａ）に示す。この状態で、露光完了したＲとＢの各感
光画素列１１，１３の信号電荷と、半周期前に露光完了
し、退避蓄積レジスタ１７に蓄積させられているＧの感
光画素列１２の信号電荷とを、図７（Ｂ）に示すよう
に、水平転送レジスタ１４，１６と水平転送レジスタ１
５とに読み出し、かつ水平転送する。これにより、Ｒ，
Ｇ，Ｂの３ライン間の露光位相調整が行われ、ズーム読
取り時のギャップ補正量の非整数分の制御が実現される
ため、カラーレジストレーションの補正機能を良好に保
つことができる。

【００４２】次に、モノクロ高速モードでの動作につい
て、図８および図９を参照して説明する。図８（Ａ）に
は、標準露光周期の１／２の露光を終えた状態を示す。
この状態から、図８（Ｂ）に示すように、Ｇの感光画素
列１２の信号電荷を退避蓄積レジスタ１７に読み出し、
ここに一時的に退避させる。図９（Ａ）には、残り半分
の露光を終えた状態を示す。この段階で、退避蓄積レジ
スタ１７に退避させられているＧの半周期分の信号電荷
とＧの感光画素列１２の半周期分の信号電荷の２ライン
分の同時化が図られる。

【００４３】そして、この２ライン分の信号電荷を、図
９（Ｂ）に示すように、水平転送レジスタ１４，１５に
読み出し、かつ水平転送する。このとき、Ｒの感光画素
列１１の全周期分の信号電荷は不要な電荷となるので、
水平転送レジスタ１４，１５を通過させてドレイン２８
に排出する。また、Ｂの感光画素列１３の全周期分の信
号電荷については、後段の信号処理系でＢの信号を使用
しないようにすれば良い訳であるから、通常通り、水平
転送レジスタ１６に読み出し、かつ水平転送しても、動
作上何ら問題となることはない。

【００４４】水平転送レジスタ１４，１５で水平転送さ
れた信号電荷は、電荷電圧変換部２４，２５で信号電圧
に変換された後、図５において、Ｒ，Ｇ用の処理回路３
２，３３に対してＧの後半露光期間の露光ラインおよび
前半露光期間の露光ライン（図４を参照）として供給さ
れる。これにより、ビデオレートを上げずに並列に処理
を行い、画像データを１ラインごとに、即ち線順次に交
互にＲ，Ｇ用の画像メモリ３６，３７に格納することが
できる。

【００４５】このように、露光位相調整のために設けら
れた退避蓄積レジスタ１７を持つ画素内転送方式の３ラ
インカラーＣＣＤセンサにおいて、センサの駆動条件、
即ちシフトゲート１８〜２１の各駆動タイミングを変更
するだけで、１走査ライン×２色用に設けられている水
平転送レジスタを、２走査ライン×１色用に切り替えて
使用することができるため、モノクロ画像を高速に読み
取るモノクロ高速モードを実現できる。同様にして、カ
ラーモードでの１露光期間に、２露光期間の走査ライン
の信号電荷を読み出すことができるので、カラーモード
の２倍速モードを実現できる。また、読み出しに使用す
る読取色を、他の色に比べて露光量の多いＧとしたこと
で、２倍速読取りで露光量が半減した場合のＳ／Ｎ低下
の影響を最小限にすることができる。

【００４６】カラー複写モードでは、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの
４色のデータを書き込むので、読取部では、図１０に示
すように、最初のＫ版の書き込みに先立って読み取りを
開始し、画像メモリへの書込み完了のタイミングと、Ｋ
版の書込み終了のタイミングを同時にすることで、最速
のタイミングの複写を行うことができる。残りの３色の
プリンタへの書込みデータは、最初の１走査で読み取っ
たフルカラーデータを書き込むので、読取部には読み直
しの必要がない。また、Ａ３サイズまでプリントできる
プリンタにおいて、Ａ４横サイズの４色版を書き込むた
めには、転写ドラム上の同じ位置にプリント用紙が戻っ
てくるまでタイミング合わせをする必要があるため、各
色版の間に時間間隔があく。

【００４７】一方、モノクロ高速複写モードの場合に
は、カラー複写モードの場合（図１０のタイミングチャ
ートを参照）のように、各色版の間のタイミング調整の
必要がない。したがって、プリンタにおける生産性を上
げるには、ペーパーギャップを少なくして連続して紙に
プリントする。例えば、２５０ｍｍ／ｓｅｃの書き出し
速度で、毎分６０枚の生産性を確保するためには、ペー
パーギャップの部分を時間換算で０．１６秒にする必要
がある。

【００４８】この間に、原稿フィード装置と組み合わせ
て、原稿１枚に対してコピー１枚をとるモードで複写の
生産性を上げるためには、読取部は、上記ペーパーギャ
ップの少ないプリンタの動作周期に合わせて原稿の読取
りと原稿の給排紙・スキャンバックを行う必要がある。
この場合、原稿の給排紙・スキャンバックに０．３秒程
度かかるため、原稿読取りを０．７秒以下で行う必要が
ある。

【００４９】しかし、上述したように、モノクロモード
の読取速度を２倍の３２０ｍｍ／ｓｅｃに上げれば、Ａ
４サイズの短手を０．６６秒で読み取ることができ、毎
分６０枚の生産性を実現できる。この際、スキャナの読
取速度は、プリンタの書込速度よりも速くなるが、読取
系と書込系の間に配された画像メモリ３６，３７がバッ
ファの役割を果たすため特に問題はない。この場合のタ
イミングチャートを図１１に示す。読取部の読取線速
は、プリンタ部４０の書込線速よりも速いので、プリン
タ部４０の書出しタイミングは、読取部の読取り開始タ
イミングと同じにまで速めても問題ない。

【００５０】また、３２０ｍｍ相当のデータを２系統に
分けてＲ，Ｇ用の画像メモリ３６，３７に書き込むの
で、前段部分のビデオレートはカラーモードと変わら
ず、後段の処理回路３９において、書込みラインごとに
交互に読み出しを行うことで、１系統のデータに合成
し、カラーモードと同じ速度でプリンタ部４０への書き
出しを行うので、ビデオレートはやはりカラーモードと
変わらない。

【００５１】ところで、画像読取密度が２４画素／ｍｍ
となった場合、複写機用のＡ３サイズ対応の画像読取装
置では、読取位置の調整余裕を含め７５００画素程度の
センサが必要である。この読取解像度で、１６０ｍｍ／
ｓｅｃの読取りを行おうとした場合、データレートはデ
ータシフト区間やダミー画素の分を計算に入れなくと
も、 ７５００（画素／走査ライン）×１６０（ｍｍ／ｓｅ
ｃ）×２４（走査ライン／ｍｍ）＝２８．８（Ｍ画素／
ｓｅｃ） となる。

【００５２】センサ自体の駆動能力は、３０ＭＨｚ〜４
０ＭＨｚであるので、１６０ｍｍ／ｓｅｃでも駆動能力
の限界のところで使用していることになり、センサの駆
動周波数を上げても読取線速を速くする余裕はほとんど
ない。しかし、本実施形態によれば、センサ駆動速度を
上げずにデータレートを２倍にすることができるので、
モノクロモード／カラーモードで読取速度を大幅に切り
替えても、モノクロの高速複写モードを実現することが
できる。

【００５３】図１２は、本発明の第２実施形態に係る３
ラインカラーＣＣＤセンサの構成の概略を示す要部の構
造図である。図１２において、フォトダイオード等の光
電変換素子（画素）が直接状に多数配列されてなる３本
の感光画素列５１，５２，５３が、例えば図の下側から
Ｒ，Ｇ，Ｂの３色にそれぞれ対応して順に近接して配置
されている。これら感光画素列５１，５２，５３は、受
光面上にＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した色フィルタ（図
示せず）が配され、各色ごとに画素単位で入射光をその
光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積する。

【００５４】そして、３本の感光画素列５１，５２，５
３のうち、Ｒ，Ｇの２色の感光画素列５１，５２の各信
号電荷を図の下側方向に読み出し、かつ退避蓄積レジス
タ５４を通して偶数・奇数２系統の水平転送レジスタ５
５〜５８に転送する構成となっている。水平転送レジス
タ５５〜５８は、１ライン分の信号電荷を順に転送して
時系列信号として出力する働きをする。なお、Ｂの感光
画素列５３の信号電荷は図の上側方向に読み出される
が、その水平転送レジスタの構成については、図面上省
略してある。また、各感光画素列５１，５２，５３にお
いて、２画素で１ブロックを構成している。この１ブロ
ック分の具体的な構成を図１３に示す。

【００５５】図１３において、Ｒの感光画素列５１の信
号電荷を読み出すためのシフトゲート５９がＲの感光画
素列５１と退避蓄積レジスタ５４との間に設けられてい
る。また、Ｇの感光画素列５２の信号電荷を読み出すた
めのシフトゲート６０が、Ｇの感光画素列５２とＲの感
光画素列５１との間に設けられている。シフトゲート５
９，６０の各ゲート電極には、シフトパルスＳＨ_R ，Ｓ
Ｈ_G がそれぞれ印加される。ここで、３ラインの中央に
位置しているＧの感光画素列５２の信号電荷は、Ｒの感
光画素列５１を通して読み出される。

【００５６】退避蓄積レジスタ５４は、第１転送電極列
と第２転送電極列を有する。また、この第１，第２転送
電極列は共に、Ｒ，Ｇ２色の偶数番目の画素の信号電荷
と奇数番目の画素の信号電荷とを水平転送レジスタ５５
〜５８に転送するのに必要な段数からなり、かつＡ，Ｂ
の各２系統の電極を有する。以下、第１転送電極列の２
系統の電極を第１転送電極６１Ａ，６２Ｂと称し、第２
転送電極列の２系統の電極を６２Ａ，６２Ｂと称する。
そして、第１転送電極６１Ａ，６２Ｂには駆動パルスＴ
_1A，Ｔ_1Bが印加され、第２転送電極６２Ａ，６２Ｂには
駆動パルスＴ_2A，Ｔ_2Bが印加される。

【００５７】また、第１転送電極列と第２転送電極列と
の間には、第２転送電極６２Ａに連動して動作するシフ
トゲート６３が設けられている。このシフトゲート６３
のゲート電極には、シフトパルスＳＨ_T が印加される。
さらに、第１，第２転送電極列の終端には、余分な暗時
出力成分等の不要な電荷を排出するためのドレイン６
４，６５が設けられている。第２転送電極６２Ｂは、ド
レイン６４，６５の手前のＲ，Ｇ各２系統ずつの水平転
送レジスタ５５〜５８に信号電荷を運ぶ働きをする。水
平転送レジスタ５５〜５８は２層構造の転送電極を有
し、この２層構造の転送電極には２相の水平転送パルス
φ１，φ２が印加される。

【００５８】図１４は、第１転送電極列（図１３の電位
断面Ａ‐Ａ′）の電位分布の変化および動作を説明する
ための動作説明図であり、各電極の駆動パルスと電位の
変化を示している。この電位分布では、電位の高い方向
を図の下にとっている。信号電荷はマイナスであり、電
位の高い方向に流れるが、これは、下側に流れるように
表すことが直観的に理解しやすいことから、慣例的に用
いられる表現である。また、Ｖｓｕｂは基板のバイアス
電圧であり、Ｖｃｃは電源電圧である。

【００５９】先ず、感光画素列の各画素の信号電荷を第
１転送電極列に送る場合には、図１４（ａ）に示すよう
に、第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ_1Aを“Ｈ”レベ
ルにした状態で、シフトゲート５９のゲートパルスＳＨ
_R を“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベルと変化させる。Ｒの感
光画素列５１の信号電荷は、このときの電位勾配により
第１転送電極６１Ａに読み出される。また同時に、シフ
トゲート６０のゲートパルスＳＨ_G も“Ｌ”レベル→
“Ｈ”レベルと変化させれば、Ｇの感光画素列５２の信
号電荷も、Ｒの感光画素列５１内を通過して第１転送電
極６１Ａに読み出される。

【００６０】さらに、図１４（ｂ），（ｃ）に示すよう
に、Ａ系統の第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ_1Aを
“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベルと変化させ
るとともに、Ｂ系統の第１転送電極６１Ｂの駆動パルス
Ｔ_1BをＡ系統の第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ_1Aの
“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの中間レベルに固定し、仮
想位相（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｈａｓｅ）として働かすこ
とで、第１転送電極６１Ａに読み出した信号電荷を、順
次右方向（水平転送レジスタ方向）に転送することがで
きる。そして、最終段のドレイン６４まで転送された電
荷は、ここで排出される。

【００６１】図１５は、第２転送電極列（図１３の電位
断面Ｂ‐Ｂ′）の電位分布の変化および動作を説明する
ための動作説明図であり、各電極の駆動パルスと電位の
変化を示している。この第２転送電極列では、図１５
（ａ），（ｂ）に示すように、Ｂ系統の第２転送電極６
２Ｂの駆動パルスＴ_2Bを“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベル→
“Ｈ”レベル、１相目の水平転送パルスφ１を“Ｌ”レ
ベル→“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベルと変化させることに
より、信号電荷が順次右方向（水平転送レジスタ方向）
に転送される。このとき、Ａ系統の第２転送電極６２Ａ
の駆動パルスＴ_2Aを、Ｂ系統の第２転送電極６２Ｂの駆
動パルスＴ_2Bの“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの中間レベ
ルに固定することで、Ｂ系統の第１転送電極６１Ｂと同
様に、仮想位相の働きをさせる。

【００６２】続いて、退避蓄積レジスタ５４内での水平
方向転送の動作について、図１６を用いて説明する。図
１６（Ａ），（Ｂ）は、退避蓄積電極５４（図１３の電
位断面Ｃ‐Ｃ′および電位断面Ｄ‐Ｄ′）での水平方向
転送時の電位分布の変化および動作を説明するための動
作説明図であり、各電極の駆動パルスと電位の変化を示
している。

【００６３】先ず、図１６（Ａ）の電位断面Ｃ‐Ｃ′
は、偶数番目の画素および奇数番目の画素の２系統の読
取画素から並行して読み出された信号電荷が第１転送電
極に送り込まれる部分を示している。ここは、ひと繋が
りの第１転送電極列のなかの一部である。感光画素列中
の信号電荷は、第１転送電極６１Ａの互いに隣り合う２
つの転送電極に読み込まれた後、第１転送電極６１Ａの
駆動パルスＴ_1Aが“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベル→“Ｌ”
レベルと変化することで、順次右方向に転送される。右
方向に転送された信号電荷は、第１転送電極の蛇行に伴
って、図１４に示したように下方へと転送されていく。

【００６４】続いて、図１６（Ｂ）の電位断面Ｄ‐Ｄ′
の部分は、第１転送電極列を転送中の信号電荷群を、並
列に第２転送電極列に移動させる働きを持っている部分
である。先ず、第２転送電極６２Ａの駆動パルスＴ_2Aが
“Ｌ”レベルの状態で第１転送電極列（右側）にあった
信号電荷は、駆動パルスＴ_2Aを“Ｌ”レベル→“Ｈ”レ
ベルと変化させることで、第２転送電極側（左側）に移
動させることができる。これは、駆動パルスＴ_2Aを
“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベルと変化させたことで、駆動
パルスＴ_2Aとシフトゲート６３に印加されるゲートパル
スＳＨ_T とを同時に“Ｈ”レベルとすることによって生
じる電位勾配により、２つの転送電極列の間を並列転送
されるものである。

【００６５】次に、上記構造の第２実施形態に係る画素
内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセンサにおいて、モ
ノクロ高速モードを実現する場合の動作について、図１
７のタイミングチャートを用いて図１８および図１９の
動作説明図を参照しつつ説明する。

【００６６】図１８において、時刻ｔ１０は、半周期分
の露光が完了した状態を示す。半周期分の露光が完了
し、シフトゲート５９のゲートパルスＳＨ_R が“Ｈ”レ
ベルとなり、これに同期して退避蓄積レジスタ５４にお
けるＡ系統の第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ_1Aも
“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ１１）、Ｒの感光画素列
５１の２画素分の信号電荷がシフトゲート５９を介して
第１転送電極６１Ａに読み出される。

【００６７】そして、ゲートパルスＳＨ_R および駆動パ
ルスＴ_1Aが共に“Ｌ”レベルになると（時刻ｔ１２）、
Ｒの２画素分の信号電荷は、Ｂ系統の第１転送電極６１
Ｂに転送され、さらに時刻ｔ１３までの間に駆動パルス
Ｔ_1Aが“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベルと変
化することで、次のＢ系統の第１転送電極６１Ｂに転送
される。

【００６８】その後、シフトゲート５９，６０の各ゲー
トパルスＳＨ_R ，ＳＨ_G が共に“Ｈ”レベルとなり、こ
れと同期してＡ系統の第１転送電極６１Ａの駆動パルス
Ｔ_1Aも“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ１４）、Ｇの感光
画素列５２の２画素分の信号電荷がシフトゲート６０、
Ｒの感光画素列５１およびシフトゲート５９を介して第
１転送電極６１Ａにシフトされ、同時にＲの２画素分の
信号電荷が次の第１転送電極６１Ａに転送される。

【００６９】続いて、ゲートパルスＳＨ_R ，ＳＨ_G が
“Ｌ”レベルに遷移し、Ａ系統の第１転送電極６１Ａの
駆動パルスＴ_1Aが“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベル→“Ｌ”
レベルと遷移すると（時刻ｔ１５）、Ｒの２画素分の信
号電荷およびＧの２画素分の信号電荷が各々順に次のＢ
系統の第１転送電極６１Ｂに転送される。そして、駆動
パルスＴ_1Aが“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベ
ルの遷移を２回繰り返すことで（時刻ｔ１６，ｔ１
７）、Ｒの２画素分の信号電荷がドレイン６４に排出さ
れるとともに、Ｇの２画素分の信号電荷が順次転送され
る。

【００７０】その後、第２転送電極６２Ａの駆動パルス
Ｔ_2Aが“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ１８）、Ｇの２画
素分の信号電荷が第１転送電極６１Ｂから第２転送電極
６２Ａへ転送される。時刻ｔ１９は、Ｒの信号電荷を排
出クリアし、Ｇの半周期露光分のみの信号電荷を退避蓄
積レジスタ５４内の第２転送電極６２Ａへストックした
状態を示す。

【００７１】続いて、図１９において、残りの半分の露
光区間が終了し（時刻ｔ２０）、シフトゲート５９のゲ
ートパルスＳＨ_R およびＡ系統の第１転送電極６１Ａの
駆動パルスＴ_1Aが共に“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ２
１）、Ｒの感光画素列５１の２画素分の信号電荷がシフ
トゲート５９を介して第１転送電極６１Ａにシフトされ
る。そして、ゲートパルスＳＨ_R および駆動パルスＴ_1A
が共に“Ｌ”レベルになると（時刻ｔ２２）、Ｒの２画
素分の信号電荷はＢ系統の第１転送電極６１Ｂに転送さ
れる。

【００７２】その後、時刻ｔ２３までの間に駆動パルス
Ｔ_1Aが“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベルの遷移を３回繰り返
すことにより、Ｒの２画素分の信号電荷が第１転送電極
列内の各電極を順次転送される。そして、シフトゲート
５９，６０のゲートパルスＳＨ_R ，ＳＨ_G が“Ｈ”レベ
ルとなり、これと同期してＡ系統の第１転送電極６１Ａ
の駆動パルスＴ_1Aも“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ２
３）、Ｇの感光画素列５２の２画素分の信号電荷がシフ
トゲート６０、Ｒの感光画素列５１およびシフトゲート
５９を介して第１転送電極６１Ａにシフトされ、同時に
Ｒの１画素目の信号電荷がドレイン６４に排出される。

【００７３】続いて、駆動パルスＴ_1Aが“Ｈ”レベル→
“Ｌ”レベルと遷移すると（時刻ｔ２４）、Ｇの感光画
素列５２の２画素分の信号電荷が第１転送電極列内の各
電極を順次転送されると同時に、Ｒの２画素目の信号電
荷もドレイン６４に排出される。その後、第２転送電極
６２Ａの駆動パルスＴ_2Aが“Ｈ”レベルになると（時刻
ｔ２５）、Ｇの２画素分の信号電荷が第１転送電極６１
Ｂから第２転送電極６２Ａへ転送される。

【００７４】時刻ｔ２６は、偶数・奇数２系統分×２走
査ライン分のＧの信号電荷が退避蓄積レジスタ５４の第
２転送電極６２Ａの各々にセットされた状態を示す。こ
こまでの動作は、水平転送レジスタ５５〜５８の転送動
作中に実行されることから、水平転送レジスタ５５〜５
８の各々には、所定の周波数の水平転送パルスφ１，φ
２が与えられている。

【００７５】次に、Ｂ系統の第２転送電極６２Ｂの駆動
パルスＴ_2Bが“Ｈ”レベルになり、これに同期して１相
目の水平転送パルスφ１が“Ｌ”レベルになると（時刻
ｔ２７）、Ａ系統の第２転送電極６２Ａにセットされて
いたＧの４画素分の信号電荷が、Ｂ系統の第２転送電極
６２Ｂにシフトされる。以降、時刻ｔ２８までの間に駆
動パルスＴ_2Bが“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベルの遷移を３
回繰り返すことで、水平転送が完了し、空になった４系
統の水平転送レジスタ５５〜５８に、Ｇの４画素分の信
号電荷が転送される。

【００７６】この水平転送レジスタ５５〜５８へのＧの
４画素分の信号電荷の転送動作の際には、１相目の水平
転送パルスφ１も駆動パルスＴ_2Bに同期して“Ｈ”レベ
ル→“Ｌ”レベルの遷移を繰り返す。したがって、この
ときの水平転送パルスφ１の周期は駆動パルスＴ_2Bと同
じであり、通常の水平転送動作時の周期よりも長くな
る。そして、駆動パルスＴ_2Bが“Ｌ”レベルに、水平転
送パルスφ１が“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ２９）、
水平転送レジスタ５５〜５８へのＧの４画素分の信号電
荷の転送が完了する。

【００７７】上述した一連の動作により、本来偶数・奇
数２系統×２色分に配分されて設けられた４系統の水平
転送レジスタ５５〜５８を、偶数・奇数２系統分×２走
査ライン分の信号電荷の読み出しに切り替えて使用する
ことができる。その結果、退避蓄積レジスタ５４を持つ
画素内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセンサにおい
て、センサの駆動条件、即ちシフトゲート５９，６０，
６３、第１転送電極６１Ａ，６１Ｂおよび第２転送電極
６２Ａ，６２Ｂの各駆動タイミングを変更するだけで、
先の実施形態の場合と同様に、モノクロ画像を高速に読
み取るモノクロ高速モードを実現できる。

【００７８】以上説明した第１，第２実施形態では、モ
ノクロ高速モードにおいて、センサの駆動条件を切り替
えることで、水平転送レジスタを動作させる水平転送パ
ルスの周波数を変えることなしに２倍の速さでの信号電
荷の読み出しを可能としている。このことは、逆に、セ
ンサの露光時間が半分になってしまうことを意味してい
る。

【００７９】一般的には、カラー画像の読取りにおい
て、ハロゲンランプの分光分布（青が弱い特性）と、カ
ラーセンサの分光特性の赤外域での色濁りを補正するた
めに赤領域をも半分程度カットしてしまう赤外カットフ
ィルタの特性に起因して、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色の露光量がア
ンバランスであり、Ｂの読取信号に必要最低限のＳ／Ｎ
となる露光量を与えようとした場合でも、Ｇの露光量は
Ｂの３倍程度となり、過剰気味になる。また、フルカラ
ー読取りに比べ、モノクロ読取りの場合の読取信号のＳ
／Ｎ品質はさほど要求されないこともあり、Ｇの露光量
が半減しても大きな問題はない。

【００８０】しかし、照明光源として蛍光ランプを使用
する場合などでは、元々Ｒ，Ｇ，Ｂ３色の露光量バラン
スが良く、Ｇの出力も過剰でない場合があるので、この
露光量半減が問題となる場合がでてくる。そこで、この
ような場合には、Ｇの感光画素列で露光して得た信号電
荷と、Ｒの感光画素列で露光して得た信号電荷とを足し
合わせて出力する駆動を行うことで、この露光量半減の
問題を解決できる。

【００８１】そこで、第２実施形態に係る画素内転送方
式３ラインカラーＣＣＤセンサにおいて、Ｒの感光画素
列５１とＧの感光画素列５２で２段階の露光を行った際
に得られる信号電荷の読み出し動作について、図２０の
タイミングを用いて図２１および図２２の動作説明図を
参照しつつ説明する。

【００８２】時刻ｔ１０は、Ｒの感光画素列５１が２段
階の露光を終了した状態を示す。２段階の露光を終了
し、シフトゲート５９のゲートパルスＳＨ_R が“Ｈ”レ
ベルとなり、これに同期して退避蓄積レジスタ５４にお
けるＡ系統の第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ_1Aも
“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ１１）、Ｒの感光画素列
５１の２段階の露光による２画素分の信号電荷（以下、
単にＲの２画素分の信号電荷と称する）がシフトゲート
５９を介して第１転送電極６１Ａに読み出される。

【００８３】そして、ゲートパルスＳＨ_R および駆動パ
ルスＴ_1Aが共に“Ｌ”レベルになると（時刻ｔ１２）、
Ｒの２画素分の信号電荷は、Ｂ系統の第１転送電極６１
Ｂに転送され、さらに時刻ｔ１３までの間に駆動パルス
Ｔ_1Aが“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベルと変
化することで、次のＢ系統の第１転送電極６１Ｂに転送
される。その後、シフトゲート５９のゲートパルスＳＨ
_G が“Ｈ”レベルとなり、これと同期してＡ系統の第１
転送電極６１Ａの駆動パルスＴ_1Aも“Ｈ”レベルになる
と（時刻ｔ１４）、Ｇの感光画素列５２の２画素分の信
号電荷がＲの感光画素列５１にシフトされ、同時にＲの
２画素分の信号電荷が次の第１転送電極６１Ａに転送さ
れる。

【００８４】続いて、ゲートパルスＳＨ_R および駆動パ
ルスＴ_1Aが共に“Ｌ”レベルになると（時刻ｔ１５）、
Ｒの２画素分の信号電荷が順に次のＢ系統の第１転送電
極６１Ｂに転送される。そして、駆動パルスＴ_1Aが
“Ｈ”レベル→“Ｌ”レベルとなることにより（時刻ｔ
１６）、Ｒの２画素分の信号電荷がさらに次のＢ系統の
第１転送電極６１Ｂに転送される。その後、第２転送電
極６２Ａの駆動パルスＴ_2Aが“Ｈ”レベルになると（時
刻ｔ１７）、Ｒの２画素分の信号電荷が第１転送電極６
１Ｂから第２転送電極６２Ａへ転送される。時刻ｔ１８
は、Ｒの２画素分の信号電荷を退避蓄積レジスタ５４内
の第２転送電極６２Ａへストックした状態を示す。

【００８５】時刻ｔ１９は、Ｒ，Ｇの感光画素列５１，
５２で水平転送期間（水平転送レジスタ５５〜５８の走
査期間）の半分の期間の露光が再度行われた状態を示
す。ここで、Ｒの感光画素列５１とＧの感光画素列５２
との間には、センサ面上で約１画素分の位置ずれがある
が、Ｒの感光画素列５１で露光されている期間とＧの感
光画素列５２で露光されている期間の間に、メカニカル
な走査系の移動により１画素分相当の結像位置の移動が
あるので、２つの異なる露光期間・異なる色の露光は、
原稿面のほぼ同じ位置に対してなされる。

【００８６】この状態において、シフトゲート５９のゲ
ートパルスＳＨ_R およびＡ系統の第１転送電極６１Ａの
駆動パルスＴ_1Aが共に“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ２
０）、Ｒの感光画素列５１の２画素分の信号電荷がシフ
トゲート５９を介して第１転送電極６１Ａにシフトされ
る。そして、ゲートパルスＳＨ_R および駆動パルスＴ _1A
が共に“Ｌ”レベルになると（時刻ｔ２１）、Ｒの２画
素分の信号電荷はＢ系統の第１転送電極６１Ｂに転送さ
れる。

【００８７】その後、シフトゲート５９のゲートパルス
ＳＨ_G が“Ｈ”レベルとなり、これと同期してＡ系統の
第１転送電極６１Ａの駆動パルスＴ_1Aも“Ｈ”レベルに
なると（時刻ｔ２２）、水平転送期間の後半期間にＧの
感光画素列５２で露光を受けた信号電荷がＲの感光画素
列５１にシフトされ、同時にＲの信号電荷がＡ系統の第
１転送電極６１Ａに転送される。水平転送期間の後半期
間にＧの感光画素列５２で露光を受けた信号電荷は、次
の水平転送期間の前半部分にＲの感光画素列５１で露光
を受けることになり、図２１の時刻ｔ１１でＲの感光画
素列５１から読み出されたものに相当する。

【００８８】その後、ゲートパルスＳＨ_G および駆動パ
ルスＴ_1Aが共に“Ｌ”レベルになると（時刻ｔ２３）、
Ｒの２画素分の信号電荷はＢ系統の次の第１転送電極６
１Ｂに転送される。続いて、駆動パルスＴ_2Aが“Ｈ”レ
ベルになると（時刻ｔ２４）、Ｒの２画素分の信号電荷
が第１転送電極６１Ｂから第２転送電極６２Ａへ転送さ
れる。時刻ｔ２５は、原稿面の各々ほぼ同一位置の２色
分の情報についての露光を受けた２ライン分に当たる４
画素分の信号電荷を退避蓄積レジスタ５４内の第２転送
電極６２Ａへストックした状態を示す。

【００８９】次に、Ｂ系統の第２転送電極６２Ｂの駆動
パルスＴ_2Bが“Ｈ”レベルになり、これに同期して１相
目の水平転送パルスφ１が“Ｌ”レベルになると（時刻
ｔ２６）、Ａ系統の第２転送電極６２Ａにセットされて
いた４画素分の信号電荷が、Ｂ系統の第２転送電極６２
Ｂにシフトされる。以降、時刻ｔ２７までの間に駆動パ
ルスＴ_2Bが“Ｌ”レベル→“Ｈ”レベルの遷移を３回繰
り返すことで、水平転送が完了し、空になった４系統の
水平転送レジスタ５５〜５８に、４画素分の信号電荷が
転送される。

【００９０】この水平転送レジスタ５５〜５８への４画
素分の信号電荷の転送動作の際は、１相目の水平転送パ
ルスφ１も駆動パルスＴ_2Bに同期して“Ｈ”レベル→
“Ｌ”レベルの遷移を繰り返す。したがって、このとき
の水平転送パルスφ１の周期は駆動パルスＴ_2Bと同じで
あり、通常の水平転送動作時の周期よりも長くなる。そ
して、駆動パルスＴ_2Bが“Ｌ”レベルに、水平転送パル
スφ１が“Ｈ”レベルになると（時刻ｔ２８）、水平転
送レジスタ５５〜５８への４画素分の信号電荷の転送が
完了する。

【００９１】上述したように、ＴＤＩ(time delay ＆ i
ntegration) 方式のセンサの場合のように、結像位置の
移動に合わせてＲ，Ｇの感光画素列５１，５２間で信号
電荷を移動させ、複数色の読取信号電荷を足し込んで合
成することにより、モノクロ画像の読取りの際の信号電
荷を増やすことができるので、照明光源として蛍光ラン
プを使用する場合などにおける露光量の低減を補うこと
ができる。

【００９２】図２３は、本発明の第３実施形態に係る３
ラインカラーＣＣＤセンサの構成の概略を示す要部の構
造図である。本実施形態に係るカラーＣＣＤセンサは、
Ｒ，Ｇ，Ｂ３色の感光画素列７１，７２，７３に蓄積さ
れた信号電荷のうち、Ｒ，Ｇの２色の感光画素列７１，
７２の各信号電荷を図の下側方向に読み出し、退避蓄積
レジスタ７４，７５を通して各色１系統の水平転送レジ
スタ７６，７７に転送する構成となっている。水平転送
レジスタ７６，７７は、１ライン分の信号電荷を順に転
送して時系列信号として出力する働きをする。なお、Ｂ
の感光画素列７３の信号電荷は図の上側方向に読み出さ
れ、水平転送レジスタ７８によって順次水平転送され
る。

【００９３】具体的には、１ブロック分として図２４に
示すように、Ｇの信号電荷をシフトするためのシフトゲ
ート８１が、Ｇの感光画素列７２とＲの感光画素列７１
との間に設けられている。また、Ｒの信号電荷およびシ
フトゲート８１を介してＲの感光画素列７１に移された
Ｇの信号電荷をシフトするためのシフトゲート８２がＲ
の感光画素列７１と退避蓄積レジスタ７４との間に設け
られている。Ｒ，Ｇの感光画素列７１，７２から退避蓄
積レジスタ７４に移されたＲ，Ｇの信号電荷のうち、Ｇ
の信号電荷はシフトゲート８３を介してＧの水平転送レ
ジスタ７６へ導かれ、またＲの信号電荷はシフトゲート
８３を介してＧの水平転送レジスタ７６へ導かれた後、
さらにシフトゲート８４を介して退避蓄積レジスタ７５
へ導かれ、さらにシフトゲート８５を介してＲの水平転
送レジスタ７７へ導かれる。

【００９４】シフトゲート８１〜８５には、シフトパル
スＳＨ１〜ＳＨ５がそれぞれ印加される。退避蓄積レジ
スタ７４，７５は各々蓄積電極７４ａ，７５ａを有し、
これら蓄積電極７４ａ，７５ａには蓄積パルスＳＴ１，
ＳＴ２がそれぞれ印加される。水平転送レジスタ７６
は、１ブロックごとに２層構造の転送電極７６ａ，７６
ｂを有し、これら転送電極７６ａ，７６ｂに２相の水平
転送パルスφ１，φ２が印加されることにより、Ｇの信
号電荷を順に水平転送して時系列信号として出力する。
水平転送レジスタ７７も同様に、１ブロックごとに２層
構造の転送電極７７ａ，７７ｂを有し、これら転送電極
７７ａ，７７ｂに２相の水平転送パルスφ１，φ２が印
加されることにより、Ｒの信号電荷を順に水平転送して
時系列信号として出力する。

【００９５】上記構成の第３実施形態に係る３ラインカ
ラーＣＣＤセンサにおいて、Ｇの水平転送レジスタ７６
を挟んで存在する２つの退避蓄積レジスタ７４，７５
に、露光期間を２つの期間に分けて読み出したＲの２分
割した信号電荷を各々格納しておき、Ｒの水平転送レジ
スタ７７への信号電荷の読み出しの際に２分割した信号
電荷を再合成することにより、Ｇの信号電荷と露光期間
をずらした読取信号を得る露光位相調整を行うことがで
きる。

【００９６】この第３実施形態に係る３ラインカラーＣ
ＣＤセンサにおいても、第２実施形態の場合と同様に、
Ｒ，Ｇの感光画素列７１，７２の各信号電荷をＴＤＩセ
ンサ的に合成して読み出すことが可能である。以下、こ
の場合の第３実施形態に係る３ラインカラーＣＣＤセン
サの動作について、図２５のタイミングチャートを用い
て図２６および図２７の動作説明図を参照しつつ説明す
る。

【００９７】先ず、時刻ｔ０では、退避蓄積レジスタ７
４に前のタイミングで露光を完了した信号電荷が蓄積さ
れており、Ｒの感光画素列７１には、Ｇの信号電荷にＲ
の感光画素列７１での露光分を足し合わせた信号電荷が
蓄積されている。また、Ｇの感光画素列７２には、水平
転送期間の後半期間で露光された信号電荷が蓄積されて
いる。その後、蓄積パルスＳＴ１が“Ｌ”レベルに、シ
フトパルスＳＨ３および１相目の水平転送パルスφ１が
共に“Ｈ”レベルになると（期間ｔ１）、退避蓄積レジ
スタ７４に蓄積されていた信号電荷が、シフトゲート８
３を介してＧの水平転送レジスタ７６に移される。

【００９８】次に、シフトパルスＳＨ４および蓄積パル
スＳＴ２が共に“Ｈ”レベルに、１相目の水平転送パル
スφ１が“Ｌ”レベルになると（期間ｔ２）、シフトゲ
ート８４を介してＧの水平転送レジスタ７６から退避蓄
積レジスタ７５へ移される。このとき、シフトパルスＳ
Ｈ２および蓄積パルスＳＴ１も共に“Ｈ”レベルになる
ので、Ｒの感光画素列７１の信号電荷がシフトゲート８
２を介して退避蓄積レジスタ７４に移される。

【００９９】続いて、蓄積パルスＳＴ２が“Ｌ”レベル
に、シフトパルスＳＨ５および１相目の水平転送パルス
φ１が共に“Ｈ”レベルになると（期間ｔ３）、Ｇの水
平転送レジスタ７６から退避蓄積レジスタ７５へ移され
た信号電荷がさらに、シフトゲート８５を介してＲの水
平転送レジスタ７７へ移される。このとき、シフトパル
スＳＨ１およびシフトパルスＳＨ３も共に“Ｈ”レベル
になるので、水平転送期間の後半期間で露光されたＧの
感光画素列７２の信号電荷が、シフトゲート８１を介し
てＲの感光画素列７１に移されると同時に、退避蓄積レ
ジスタ７４の信号電荷がシフトゲート８３を介してＧの
水平転送レジスタ７６に移される。

【０１００】その後、期間ｔ４では、Ｇ，Ｒの水平転送
レジスタ７６，７７に水平転送パルスφ１，φ２が印加
されることにより、Ｇ，Ｒの水平転送レジスタ７６，７
７の各々に移された信号電荷が順に水平転送され、時系
列信号として出力される。この水平転送期間の前半期間
において、Ｒ，Ｇの感光画素列７１，７２ではそれぞれ
露光が行われる。この水平転送期間の前半期間に対応す
る期間の露光が終了すると、Ｇの露光期間（時刻ｔ０ま
での露光期間）の信号電荷に１露光期間だけずれたＲの
感光画素列７１での露光を加え合わせた露光が行われ
る。この期間にメカニカルな走査が行われることで、読
取位置が１ライン分動くことから、読取位置と読取タイ
ミングが同期し、２色の感光画素列７１，７２で原稿面
上の同じ位置を読み取ることができる。これが、ＴＤＩ
センサ的な露光である。

【０１０１】次に、シフトパルスＳＨ２が“Ｈ”レベル
になると（期間ｔ５）、Ｒの感光画素列７１においてＴ
ＤＩセンサ的な露光によって得られた信号電荷が、シフ
トゲート８２を介して退避蓄積レジスタ７４に移され
る。続いて、シフトパルスＳＨ１が“Ｈ”レベルになる
と（期間ｔ６）、水平転送期間の前半期間にＧの感光画
素列７２で露光された信号電荷が、Ｒの感光画素列７１
において水平転送期間の後半期間の露光を行うために、
シフトゲート８１を介してＲの感光画素列７１に移され
る。その後、期間ｔ７で水平転送期間の後半期間の露光
を行うことで、１ライン分だけ読取位置の異なるＴＤＩ
センサ的な露光を行った２本の走査ラインに相当する読
取信号電荷、即ち退避蓄積レジスタ７４にある信号電荷
とＲの感光画素列７１にある信号電荷とを得る。

【０１０２】以上の一連の動作により、Ｒ，Ｇの感光画
素列７１，７２の各信号電荷をＴＤＩセンサ的に合成し
て読み出すことができる。期間ｔ７の終了時点は、時刻
ｔ０と同じタイミングであるので、この２本の走査ライ
ンの信号電荷を、２系統の水平転送レジスタ７６，７７
を使用して並列に読み出すことで、カラーモードの２倍
の読取速度を得ることができる。

【０１０３】なお、本実施形態では、Ｇの水平転送レジ
スタ７６を挟んで存在する２つの退避蓄積レジスタ７
４，７５を有し、露光位相調整が可能な構造の３ライン
カラーＣＣＤセンサにおいて、Ｒ，Ｇの感光画素列７
１，７２の各信号電荷をＴＤＩセンサ的に合成して読み
出す動作を行う場合について説明したが、本動作を行う
限りにおいては、退避蓄積レジスタ７５を設ける必要性
はない。

【０１０４】また、本実施形態では、説明を簡単にする
ために、カラーモードでは各色ごとに１系統の水平転送
レジスタを使用して信号電荷の読み出しを行っている
が、第２実施形態の場合のように、各色の感光画素列７
１，７２，７３の信号電荷を奇数系統画素と偶数系統画
素の２系統に分けて高速読み出しを行うために、１色当
たり２系統の水平転送レジスタを持つ構造であっても良
いことは勿論である。図２８に、この場合の構造を、Ｇ
の水平転送レジスタ７６およびその両側の退避蓄積レジ
スタ７４，７５に絞って示す。また、図２９には、１ブ
ロック分の具体的な構造を示す。

【０１０５】図２８および図２９において、奇数系統の
水平転送レジスタ７６ｏと偶数系統の水平転送レジスタ
７６ｅが隣接して設けられ、その両側に２つの退避蓄積
レジスタ７４，７５が配置されている。そして、退避蓄
積レジスタ７４と水平転送レジスタ７６ｏとの間にシフ
トゲート８３ｏが、水平転送レジスタ７６ｏと水平転送
レジスタ７６ｅとの間にシフトゲート８３ｅ、水平転送
レジスタ７６ｅと退避蓄積レジスタ７５との間にシフト
ゲート８４がそれぞれ設けられている。

【０１０６】図２９において、同様に、退避蓄積レジス
タ７５の外側には、奇数系統の水平転送レジスタ７７ｏ
と偶数系統の水平転送レジスタ７７ｅが隣接して設けら
れている。そして、退避蓄積レジスタ７５と水平転送レ
ジスタ７７ｏとの間にシフトゲート８５ｏが、水平転送
レジスタ７７ｏと水平転送レジスタ７７ｅとの間にシフ
トゲート８５ｅがそれぞれ設けられている。

【０１０７】次に、１色当たり２系統の水平転送レジス
タを持つ上記構造の３ラインカラーＣＣＤセンサの動作
について、図３０のタイミングチャートを用いて図３１
の動作説明図を参照しつつ説明する。なお、シフトゲー
ト８３ｏ，８３ｅにはシフトパルスＳＨ３ｏ，ＳＨ３ｅ
が、Ｇの奇数系統の水平転送レジスタ７６ｏには水平転
送パルスφ１ｇｏ，φ２ｇｏが、Ｇの偶数系統の水平転
送レジスタ７６ｅには水平転送パルスφ１ｇｅ，φ２ｇ
ｅがそれぞれ印加されるものとする。

【０１０８】先ず、期間ｔ０では、蓄積パルスＳＴ１が
“Ｈ”レベルにあることから、信号電荷が退避蓄積レジ
スタ７４に蓄積された状態にある。この状態から、蓄積
パルスＳＴ１が“Ｌ”、シフトパルスＳＨ３ｏが“Ｈ”
レベルとなり、これに同期して奇数系統の水平転送レジ
スタ７６ｏの２相目の水平転送パルスφ２ｇｏが“Ｈ”
レベルになることで、偶数画素の信号電荷がシフトゲー
ト８３ｏを介して先ず奇数系統の水平転送レジスタ７６
ｏに読み出される（期間ｔ１）。

【０１０９】続いて、シフトパルスＳＨ３ｅおよび偶数
系統の水平転送レジスタ７６ｅの２相目の水平転送パル
スφ２ｇｅが“Ｈ”レベルになることで、一旦奇数系統
の水平転送レジスタ７６ｏに読み出された偶数画素の信
号電荷が、シフトゲート８３ｅを介して偶数系統の水平
転送レジスタ７６ｅに移される（期間ｔ２）。このと
き、蓄積パルスＳＴ１が“Ｈ”レベル、シフトパルスＳ
Ｈ３ｏが“Ｌ”レベルに遷移することから、シフトゲー
ト８３ｏの位置まで移動していた奇数画素の信号電荷は
退避蓄積レジスタ７４に戻され、再度ここに蓄積され
る。

【０１１０】次に、蓄積パルスＳＴ１が“Ｌ”、シフト
パルスＳＨ３ｏが“Ｈ”レベルとなり、これに同期して
奇数系統の水平転送レジスタ７６ｏの１相目の水平転送
パルスφ１ｇｏが“Ｈ”レベルになることで、奇数画素
の信号電荷がシフトゲート８３ｏを介して奇数系統の水
平転送レジスタ７６ｏに読み出される（期間ｔ３）。以
上により、奇数画素の信号電荷がＧの奇数系統の水平転
送レジスタ７６ｏ、偶数画素の信号電荷がＧの偶数系統
の水平転送レジスタ７６ｅにそれぞれセットされたこと
になる。

【０１１１】一方、Ｇの奇数・偶数２系統の水平転送レ
ジスタ７６ｏ，７６ｅにセットされた信号電荷を、さら
にＲの奇数・偶数２系統の水平転送レジスタ７７ｏ，７
７ｅに移す場合には、引き続き以下の動作が行われる。
すなわち、偶数系統の水平転送レジスタ７６ｅの２相目
の水平転送パルスφ２ｇｅが“Ｌ”レベルになり、これ
に同期してシフトパルスＳＨ４および蓄積パルスＳＴ２
が共に“Ｈ”レベルになると、先ず、Ｇの偶数系統の水
平転送レジスタ７６ｅにセットされている偶数画素の信
号電荷が、シフトゲート８４を介して退避蓄積レジスタ
７５に移される（期間ｔ４）。

【０１１２】続いて、奇数系統の水平転送レジスタ７６
ｏの１相目の水平転送パルスφ１ｇｏおよびシフトパル
スＳＨ４が共に“Ｌ”レベルとなり、これに同期してシ
フトパルスＳＨ３ｅおよび偶数系統の水平転送レジスタ
７６ｅの１相目の水平転送パルスφ１ｇｅが“Ｈ”レベ
ルになると、Ｇの奇数系統の水平転送レジスタ７６ｏに
セットされている奇数画素の信号電荷が、シフトゲート
８３ｅを介して一旦Ｇの偶数系統の水平転送レジスタ７
６ｅに移される（期間ｔ５）。

【０１１３】次に、シフトパルスＳＨ３ｅおよび偶数系
統の水平転送レジスタ７６ｅの１相目の水平転送パルス
φ１ｇｅが共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期して
シフトパルスＳＨ４が“Ｈ”レベルになると、Ｇの偶数
系統の水平転送レジスタ７６ｅに一旦移された奇数画素
の信号電荷が、シフトゲート８４を介して退避蓄積レジ
スタ７５に移される（期間ｔ６）。以上により、奇数・
偶数の各画素の信号電荷が退避蓄積レジスタ７５に蓄積
されたことになる。この状態から、上述したｔ１〜ｔ３
の動作を行うことにより、奇数・偶数の各画素の信号電
荷をＲの奇数・偶数２系統の水平転送レジスタ７７ｏ，
７７ｅにそれぞれセットできる。

【０１１４】上述したように、退避蓄積レジスタ７４，
７５を持つ画素内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセン
サにおいて、モノクロ画像を高速に読み取るモノクロ高
速モードを実現する際に、各色２系統の水平転送レジス
タを持つ構造を採ることで、高速読み出しの効果をより
一層発揮できることになる。

【０１１５】ところで、このＴＤＩセンサ的動作を行っ
て良好な画質を得るためには、ＴＤＩセンサ的動作を行
う各色の感光画素列間のギャップが１ライン間隔である
必要がある。しかし、第３実施形態の場合には、Ｒの感
光画素列７１とＧの感光画素列７２の間には、シフトゲ
ート８１が存在するなどして、厳密に１ラインピッチを
実現するのは難しく、実際には、ライン間隔が１．２〜
２．０ライン程度になってしまう。１．２ライン程度で
は問題も少ないが、１．５ライン程度あった場合には、
感光画素列が副走査方向に長いものを読んだことと等価
となり、解像度が低下する。

【０１１６】また、ズーム機能で読取倍率を変更する場
合に、副走査の解像度が変化したときにも問題が発生す
る。この対策として、画像メモリに格納するときには等
倍で読み込み、主走査／副走査ともデジタル的な変倍を
行う場合にも、やはり解像度に影響がでる。こうした場
合には、第１，第２実施形態のように、単色で読み取る
方が良いこともあるが、第３実施形態に係るセンサ構造
を基本とし、それに僅かな構成の変更を加えることで、
単色の２倍速読み出しが可能となる。以下、この第４実
施形態について説明する。

【０１１７】図３２は、本発明の第４実施形態に係る３
ラインカラーＣＣＤセンサの構成の概略を示す要部の構
造図である。また、図３３には、１ブロック分の具体的
な構造を示す。本実施形態の構造は、基本的には、第３
実施形態の構造と同じであるので、図３２および図３３
において、図２３および図２４と同等部分には同一符号
を付して示す。本実施形態においては、第３実施形態の
基本構造に加え、Ｒの感光画素列７１とＧの水平転送レ
ジスタ７６の間に、２段の退避蓄積レジスタ７４Ａ，７
４Ｂを設けるとともに、Ｒの水平転送レジスタ７７の外
側に、リセットゲート７９および電荷を廃棄するドレイ
ン８０を設けた構造となっている。リセットゲート７９
には、リセットゲートパルスφ_RGが印加される。

【０１１８】次に、上記構成の第４実施形態に係る３ラ
インカラーＣＣＤセンサの動作について、図３４のタイ
ミングチャートを用いて図３５〜図３７の動作説明図を
参照しつつ説明する。水平転送が終了した時点ｔ０で
は、水平転送期間の前半部分に露光したＲ，Ｇの２色の
信号電荷が、退避蓄積レジスタ７４Ａ，７４Ｂに蓄積さ
れ、また水平転送期間の後半部分に露光した２色の信号
電荷がまだＲ，Ｇの感光画素列７１，７２に残った状態
にある。

【０１１９】この状態から、蓄積パルスＳＴ１Ｂおよび
蓄積パルスＳＴ２が共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに
同期してシフトパルスＳＨ３，ＳＨ５およびＧ，Ｒの水
平転送レジスタ７６，７７の１相目の水平転送パルスφ
１ｇ，φ１ｒが“Ｈ”レベルになると、退避蓄積レジス
タ７４Ｂに蓄積されていた信号電荷がシフトゲート８３
を介してＧの水平転送レジスタ７６に、退避蓄積レジス
タ７５に蓄積されていた信号電荷がシフトゲート８５を
介してＲの水平転送レジスタ７７にそれぞれ移される
（期間ｔ１）。

【０１２０】次に、蓄積パルスＳＴ１Ａ、シフトパルス
ＳＨ３，ＳＨ５およびＧ，Ｒの水平転送レジスタ７６，
７７の１相目の水平転送パルスφ１ｇ，φ１ｒが共に
“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳ
Ｈ２Ｂ、蓄積パルスＳＴ１Ｂ、シフトパルスＳＨ４、リ
セットゲートパルスφ_RGおよび蓄積パルスＳＴ２が
“Ｈ”レベルになると、退避蓄積レジスタ７４Ａの信号
電荷がシフトゲート８２Ｂを介して退避蓄積レジスタ７
４Ｂに、Ｇの水平転送レジスタ７６の信号電荷がシフト
ゲート８４を介して退避蓄積レジスタ７５にそれぞれ移
される（期間ｔ２）。このとき、Ｒの水平転送レジスタ
７７の信号電荷は、リセットゲート７９を介してドレイ
ン８０に廃棄される。

【０１２１】続いて、シフトパルスＳＨ２Ｂ、蓄積パル
スＳＴ１Ｂ、シフトパルスＳＨ４、リセットゲートパル
スφ_RGおよび蓄積パルスＳＴ２が共に“Ｌ”レベルに遷
移し、これに同期してシフトパルスＳＨ２Ａ、蓄積パル
スＳＴ１Ａ、シフトパルスＳＨ３，ＳＨ５およびＧ，Ｒ
の水平転送レジスタ７６，７７の１相目の水平転送パル
スφ１ｇ，φ１ｒが“Ｈ”レベルになると、Ｒの感光画
素列７１の信号電荷がシフトゲート８２Ａを介して退避
蓄積レジスタ７４Ａに、退避蓄積レジスタ７４Ｂの信号
電荷がシフトゲート８３を介してＧの水平転送レジスタ
７６に、退避蓄積レジスタ７５の信号電荷がシフトゲー
ト８５を介してＲの水平転送レジスタ７７にそれぞれ移
される（期間ｔ３）。

【０１２２】次いで、シフトパルスＳＨ２Ａ、蓄積パル
スＳＴ１Ａ、シフトパルスＳＨ３，ＳＨ５およびＧ，Ｒ
の水平転送レジスタ７６，７７の１相目の水平転送パル
スφ１ｇ，φ１ｒが共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに
同期してシフトパルスＳＨ１，ＳＨ２Ｂ、蓄積パルスＳ
Ｔ１Ｂ、シフトパルスＳＨ４、リセットゲートパルスφ
_RGおよび蓄積パルスＳＴ２が“Ｈ”レベルになると、Ｇ
の感光画素列７２の信号電荷がシフトゲート８１を介し
てＲの感光画素列７１に、退避蓄積レジスタ７４Ａの信
号電荷がシフトゲート８２Ｂを介して退避蓄積レジスタ
７４Ｂに、Ｇの水平転送レジスタ７６の信号電荷が退避
蓄積レジスタ７５にそれぞれ移される（期間ｔ４）。こ
のとき、Ｒの水平転送レジスタ７７の信号電荷は、リセ
ットゲート７９を介してドレイン８０に廃棄される。

【０１２３】続いて、シフトパルスＳＨ１，ＳＨ２Ｂ、
蓄積パルスＳＴ１Ｂ、シフトパルスＳＨ４、リセットゲ
ートパルスφ_RGおよび蓄積パルスＳＴ２が共に“Ｌ”レ
ベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ２Ａ、
蓄積パルスＳＴ１Ａ、シフトパルスＳＨ３，ＳＨ５およ
びＧ，Ｒの水平転送レジスタ７６，７７の１相目の水平
転送パルスφ１ｇ，φ１ｒが“Ｈ”レベルになると、Ｒ
の感光画素列７１の信号電荷がシフトゲート８２Ａを介
して退避蓄積レジスタ７４Ａに、退避蓄積レジスタ７４
Ｂの信号電荷がシフトゲート８３を介してＧの水平転送
レジスタ７６に、退避蓄積レジスタ７５の信号電荷がシ
フトゲート８５を介してＲの水平転送レジスタ７７にそ
れぞれ移される（期間ｔ５）。

【０１２４】このようにして、ｔ１〜ｔ５の期間では、
退避蓄積レジスタ７４Ａ，７４Ｂに蓄積されていた水平
転送期間の前半部分に露光して得られたＲ，Ｇの各感光
画素列７１，７２の信号電荷が各々垂直方向に転送さ
れ、Ｒの感光画素列７１の信号電荷がＲの水平転送レジ
スタ７７を通してドレイン８０に廃棄され、Ｇの感光画
素列７２の信号電荷がＲの水平転送レジスタ７７にセッ
トされる。

【０１２５】次に、シフトパルスＳＨ２Ａ、蓄積パルス
ＳＴ１Ａ、シフトパルスＳＨ３，ＳＨ５およびＧの水平
転送レジスタ７６の１相目の水平転送パルスφ１ｇが共
に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルス
ＳＨ２Ｂ、蓄積パルスＳＴ１Ｂ、シフトパルスＳＨ４お
よび蓄積パルスＳＴ２が“Ｈ”レベルになると、退避蓄
積レジスタ７４Ａの信号電荷がシフトゲート８２Ｂを介
して退避蓄積レジスタ７４Ｂに、Ｇの水平転送レジスタ
７６の信号電荷がシフトゲート８４を介して退避蓄積レ
ジスタ７５にそれぞれ移される（期間ｔ６）。

【０１２６】続いて、シフトパルスＳＨ２Ｂ、蓄積パル
スＳＴ１ＢおよびシフトパルスＳＨ４が共に“Ｌ”レベ
ルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ３および
Ｇのの水平転送レジスタ７６の１相目の水平転送パルス
φ１ｇが“Ｈ”レベルになると、退避蓄積レジスタ７４
Ｂに蓄積されていた信号電荷がシフトゲート８３を介し
てＧの水平転送レジスタ７６に移される（期間ｔ７）。

【０１２７】このようにして、ｔ３〜ｔ７の期間では、
水平転送期間の後半部分に露光して得られ、感光画素列
７１，７２に残っていた信号電荷が各々垂直方向に転送
され、Ｇの感光画素列７２の信号電荷がＧの水平転送レ
ジスタ７６にセットされ、Ｒの感光画素列７１の信号電
荷が退避蓄積部７５の位置に退避される。この信号電荷
は、次の周期でドレイン８０に廃棄されるものである。
ｔ０〜ｔ２の期間に、ドレイン８０に廃棄されている信
号電荷は、水平転送期間の後半部分で露光して得られ、
１周期前に読み出されたＲの感光画素列７１の信号電荷
であり、期間ｔ６で退避蓄積部７５に退避された電荷に
対応している。

【０１２８】その後、次の水平転送期間（期間ｔ８）に
再び、露光された信号電荷がＲ，Ｇの感光画素列７１，
７２に蓄積される。そして、シフトパルスＳＨ２Ａおよ
び蓄積パルスＳＴ１Ａが“Ｈ”レベルになると、Ｒの感
光画素列７１の信号電荷がシフトゲート８２Ａを介して
退避蓄積部７４Ａに移される（期間ｔ９）。次に、シフ
トパルスＳＨ２Ａおよび蓄積パルスＳＴ１Ａが共に
“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳ
Ｈ１，ＳＨ２Ｂおよび蓄積パルスＳＴ１Ｂが“Ｈ”レベ
ルになると、Ｇの感光画素列７２の信号電荷がシフトゲ
ート８１を介してＲの感光画素列７１に、退避蓄積部７
４Ａの信号電荷がシフトゲート８２Ｂを介して退避蓄積
部７４Ｂにそれぞれ移される（期間１０）。

【０１２９】続いて、シフトパルスＳＨ１，ＳＨ２Ｂが
共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパル
スＳＨ２Ａおよび蓄積パルスＳＴ１Ａが“Ｈ”レベルに
なると、Ｒの感光画素列７１の信号電荷がシフトゲート
８２Ａを介して退避蓄積部７４Ａに移される（期間ｔ１
１）。この後、水平転送期間の後半部分の露光を行え
ば、時刻ｔ０の状態に戻り、以上の一連の動作を繰り返
すことで、Ｇの感光画素列７２の信号電荷のみを２露光
期間に分割し、かつ２系統の水平転送レジスタ７６，７
７によって読み出しを行うことができる。

【０１３０】上述したように、３ラインカラーＣＣＤセ
ンサにおいて、Ｒの感光画素列７１とＧの水平転送レジ
スタ７６の間に、２段の退避蓄積部７４Ａ，７４Ｂを設
けるとともに、Ｒの水平転送レジスタ７７の外側に、リ
セットゲート７９および電荷を廃棄するドレイン８０を
設けたことにより、モノクロモードでＧの感光画素列７
２のみの信号電荷を２露光期間に分割し、１走査期間
（水平転送期間）に２ライン分の信号電荷を読み出すこ
とができる。また、この動作で不要なＲの２ライン分の
信号電荷は、退避蓄積部７５と新規に付け加えた退避蓄
積部７４Ｂをバッファとして、２露光期間の１回しかな
い水平転送の休止期間にまとめてドレイン８０に廃棄で
きるため、Ｇの信号電荷の読み出しの邪魔にならない。

【０１３１】以上説明した第１実施形態〜第４実施形態
では、２色分のセンサを使用して１水平転送期間に２露
光期間を設定して２倍速の読み出しを行う場合について
説明したが、本発明に係るセンサが３ラインカラーＣＣ
Ｄセンサであることから、１水平転送期間に３露光期間
を設定して３系統の水平転送レジスタで並列読み出しす
ることで、３倍速の読み出しを行うことも可能である。
以下、この第５実施形態について説明する。

【０１３２】図３８は、本発明の第５実施形態に係る３
ラインカラーＣＣＤセンサの構成の概略を示す要部の構
造図である。本実施形態の構造は、基本的には、第４実
施形態の構造と同じであるので、図３８において、図３
２と同等部分には同一符号を付して示す。本実施形態に
おいては、第４実施形態の基本構造に加え、Ｒ側と同様
に、Ｂの感光画素列７３とＧの水平転送レジスタ７８の
間に２段の退避蓄積部８６Ａ，８６Ｂを設けるととも
に、Ｂの水平転送レジスタ７８の外側にドレイン８７を
設けた構造となっている。なお、シフトゲート等につい
ては、簡単のため図示を省略している。

【０１３３】このように、Ｇの感光画素列７２の信号電
荷を、Ｒの感光画素列７１側にも、Ｂの感光画素列７３
側にも読み出すようにし、Ｂの感光画素列７３側におい
て、第４実施形態において説明したＲの感光画素列７１
側の動作と同様にして、露光途中で読み出されたＢの信
号電荷と、水平転送期間の１／３分だけ露光して得られ
たＧの信号電荷を退避蓄積部８６Ａ，８６Ｂに退避さ
せ、不要なＲとＢの信号電荷をそれぞれ両側のドレイン
８０，８７に廃棄することで、３露光期間に分割したＧ
の信号電荷のみを、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色分の水平転送レジ
スタ７６，７７，７８を使用して並列に出力し、３倍速
の読み出しを実現できる。

【０１３４】図３９は、本発明の第６実施形態に係る３
ラインカラーＣＣＤセンサの構成の概略を示す要部の構
造図である。図３９において、フォトダイオード等の光
電変換素子（画素）が直線状に多数配列されてなる３本
の感光画素列９１，９２，９３が、例えば図の下側から
Ｒ，Ｇ，Ｂの３色にそれぞれ対応して順に近接して配置
されている。これら感光画素列９１，９２，９３は、受
光面上にＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した色フィルタ（図
示せず）が配され、各色ごとに画素単位で入射光をその
光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積する。

【０１３５】Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の感光画素列９１，９
２，９３に対して、その一方側には、各感光画素列９
１，９２，９３から読み出された信号電荷を水平転送す
るための水平転送レジスタ９４，９５，９６が配され、
他方側には、色フィルタが配されていない感光画素列
（以下、Ｗ（白色）の感光画素列と称する）９７が配さ
れている。また、Ｂの感光画素列９３とＷの感光画素列
９７の間には、Ｒ，Ｇ，Ｂの感光画素列９１，９２，９
３に３分割した露光期間の前半部・中半部の読取ライン
の信号電荷を蓄積するための２ライン分の退避蓄積部９
８，９９が設けられている。

【０１３６】また、Ｒ，Ｇ，Ｂの感光画素列９１，９
２，９３の両側の一番外側には、不要な電荷を排出（廃
棄）するためのドレイン１００，１０１が設けられてい
る。感光画素列９１，９２，９３の各々の間、水平転送
レジスタ９４，９５，９６の各々の間、退避蓄積部９
８，９９間、Ｒの感光画素列９１とＢの水平転送レジス
タ９６の間、Ｂの感光画素列９３と退避蓄積部９８の
間、退避蓄積部９９とＷの感光画素列９７の間、Ｒの水
平転送レジスタ９４とドレイン１００の間、およびＷの
感光画素列９７とドレイン１０１の間にはシフトゲート
が配されるが、これらのシフトゲート等については簡単
のため図示を省略している。

【０１３７】次に、上記構成の第６実施形態に係る３ラ
インカラーＣＣＤセンサの読取り動作について説明す
る。先ず、通常のカラーモードでは、Ｗの感光画素列９
７の信号電荷をドレイン１０１に廃棄する一方、Ｒ，
Ｇ，Ｂの３色の感光画素列９１，９２，９３の各信号電
荷を、先述した各実施形態の場合と同様に図示せぬシフ
トゲート等を使用して対応する水平転送レジスタ９４，
９５，９６に読み出し、これら水平転送レジスタ９４，
９５，９６によって転送して出力する。

【０１３８】一方、モノクロ高速モードでは、Ｗの感光
画素列９７の信号電荷を、１／３の露光時間ごとに退避
蓄積部９８，９９に読み出し、水平転送の１走査期間の
終了時に、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の感光画素列９１，９２，
９３の各信号電荷をドレイン１００に廃棄するととも
に、２本の退避蓄積部９８，９９の各々に蓄積された信
号電荷とＷの感光画素列９７の信号電荷の３ライン分の
信号電荷を、３本の水平転送レジスタ９４，９５，９６
に図示せぬシフトゲート等を使用して移し、これら水平
転送レジスタ９４，９５，９６によって転送して出力す
る。

【０１３９】上述したように、第６実施形態に係る３ラ
インカラーＣＣＤセンサによれば、第５実施形態の場合
と同様に、３倍速の読み出しを実現できる。第５実施形
態の場合には、元々露光量の多いＧの感光画素列を使用
しているが、露光時間が１／３になることで露光量不足
となる懸念がある。これに対し、本実施形態において
は、３色の感光画素列９１，９２，９３以外に、モノク
ロの感光画素列９７を設けたことで、モノクロの感光画
素列９７が色フィルタがない分だけ感度が高いことか
ら、ハロゲンランプのようなカラー対応のランプと組み
合わせた場合に、可視域全体の波長を受光できるため露
光量を大きくできる利点がある。

【０１４０】また、モノクロ高速モードの場合にも、最
終的には、３ライン分の信号電荷をＲ，Ｇ，Ｂの３本の
水平転送レジスタ９４，９５，９６を用いて出力し、カ
ラー読取り用の処理回路をそのまま使用することから、
各処理回路の処理速度を変更することなく、しかも読取
信号のＳ／Ｎを落とすことなく、モノクロ画像の超高速
読取りを実現することができる。

【０１４１】なお、フルカラーモードとモノクロ高速モ
ードを切り替えるに際しては、読取露光量の変化がある
ので、アナログ回路部のアンプゲインやオフセットレベ
ルの変更が必要となり、また変換特性カーブ（ＬＵＴ）
やシェーディング補正データの書き換えが必要となる
が、これらについては、処理回路部を統括するＣＰＵに
より、モード切替え信号に基づいて、適宜、実行するこ
とが可能である。

【０１４２】以上説明した第１乃至第６実施形態におい
ては、３本の感光画素列の中央に位置する感光画素列の
信号電荷を、隣接する感光画素列の内部を通して読み出
す画素内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセンサを用い
た場合を例に採って説明したが、本発明の特徴とすると
ころは、複数色分の画像情報を信号電荷に光電変換する
感光画素列から、信号電荷を時系列画像信号として読み
出す複数色分の水平転送レジスタまでの垂直転送経路を
複数色の信号電荷の転送に共有し、なおかつ、水平転送
期間中に露光シフト動作を行った信号電荷を退避蓄積し
ておく退避蓄積レジスタを持つ点にあることから、カラ
ーＣＣＤセンサとしては、必ずしも画素内転送方式を採
用した構造である必要はない。以下、他の構造のカラー
ＣＣＤセンサを用いた場合の例について説明する。

【０１４３】図４０は、本発明の第７実施形態に係るカ
ラーＣＣＤセンサの構成の概略を示す要部の構造図であ
る。本実施形態に係るカラーＣＣＤセンサは、互いに隣
接して設けられたＲ／Ｇ用とＢ用の２本の感光画素列１
１１，１１２を有し、図の上側のＢの感光画素列１１２
の画素ピッチ（フォトダイオード等の光電変換素子のピ
ッチ）に対して、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１の画素ピッ
チが２倍に設定されている。そして、Ｒ／Ｇの感光画素
列１１１上に、Ｒ／Ｇの色フィルタ（図示せず）が交互
に配され、かつ副走査方向に読取重心をずらすために遮
光部１１３Ｒ，１１３Ｇが設けられている。図４１は、
この感光画素形状の拡大図である。

【０１４４】この感光画素形状により、Ｒ／Ｇの感光画
素列１１１の各色のピッチが、Ｂの感光画素列１１２の
それと同じとなり、かつ遮光部１１３Ｒ，１１３Ｇの存
在によってＲ／Ｇのサンプリング重心が副走査方向にず
れることになる。この感光画素形状を持つカラーＣＣＤ
センサは、光学系でのラインギャップ補正のための色分
散プリズムと組み合わせるために、ＲとＧの間のサンプ
リング重心のずれを故意に、主走査方向におけるサンプ
リングピッチの０．５画素分に設定したものである。

【０１４５】そして、本実施形態に係るカラーＣＣＤセ
ンサにおいては、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１で光電変換
されかつ蓄積されたＲ／Ｇの各信号電荷を図の下側に読
み出し、退避蓄積レジスタ１１４，１１５を通して各色
１系統の水平転送レジスタ１１６，１１７に転送し、Ｂ
の感光画素列１１２で光電変換されかつ蓄積されたＢの
信号電荷を図の上側の水平転送レジスタ１１８に読み出
す構成となっている。水平転送レジスタ１１６，１１
７，１１８は、各色の１ライン分の信号電荷を順に転送
して時系列信号として出力する働きをする。

【０１４６】具体的には、１ブロック分として図４２に
示すように、Ｇ，Ｒの各信号電荷をシフトするためのシ
フトゲート１２１，１２２が、Ｒ／Ｇの感光画素列１１
１のＧ，Ｒの各画素と退避蓄積レジスタ１１４との間に
設けられている。これらシフトゲート１２１，１２２を
介して退避蓄積レジスタ１１４に移されたＧ，Ｒの各信
号電荷のうち、Ｇの信号電荷はシフトゲート１２３を介
してＧの水平転送レジスタ１１６へ導かれ、またＲの信
号電荷はシフトゲート１２３を介してＧの水平転送レジ
スタ１１６へ導かれた後、さらにシフトゲート１２４を
介して退避蓄積レジスタ１１５に導かれ、さらにシフト
ゲート１２５を介してＲの水平転送レジスタ１１７へ導
かれる。なお、Ｒの水平転送レジスタ１１７からは、シ
フトゲート１２６を介してドレイン１２７に不要な信号
電荷を排出できるようになっている。

【０１４７】シフトゲート１２１〜１２６には、シフト
パルスＳＨ１〜ＳＨ６がそれぞれ印加される。退避蓄積
レジスタ１１４，１１５は各々蓄積電極１１４ａ，１１
５ａを有し、これら蓄積電極１１４ａ，１１５ａには蓄
積パルスＳＴ１，ＳＴ２がそれぞれ印加される。水平転
送レジスタ１１６は、１ブロックごとに２層構造の転送
電極１１６ａ，１１６ｂを有し、これら転送電極１１６
ａ，１１６ｂに２相の水平転送パルスφ１Ｇ，φ２Ｇが
印加されることにより、Ｇの信号電荷を順に水平転送し
て時系列信号として出力する。水平転送レジスタ１１７
も同様に、１ブロックごとに２層構造の転送電極１１７
ａ，１１７ｂを有し、これら転送電極１１７ａ，１１７
ｂに２相の水平転送パルスφ１Ｒ，φ２Ｒが印加される
ことにより、Ｒの信号電荷を順に水平転送して時系列信
号として出力する。

【０１４８】上記構成のカラーＣＣＤセンサにおいて、
ＲとＧの各信号電荷は、互いに隣り合う画素（光電変換
素子）の下部から図の下方に存在する水平転送レジスタ
１１６，１１７まで読み出される構成となっていること
から、垂直方向の転送経路は必然的にＲ，Ｇの各信号電
荷の転送に共有される。このように、Ｒ／Ｇの感光画素
列１１１からＧ，Ｒの水平転送レジスタ１１６，１１７
までの垂直方向転送経路（退避蓄積レジスタ１１４およ
びシフトゲート１２３）を、シフトゲート１２１および
シフトゲート１２２から退避蓄積レジスタ１１４に合流
する部分以降、共通部分を通過する構成とすることと、
さらに、退避蓄積レジスタ１１４を設けて水平転送の半
周期分露光した信号電荷を一時的に蓄積しておくこと
で、パルス制御条件の切り換えにより、モノクロ２倍速
読取モードを設定することが可能となる。

【０１４９】次に、上記構造の第７実施形態に係るカラ
ーＣＣＤセンサにおいて、モノクロ２倍速モードを実現
する場合の動作について、図４３のタイミングチャート
を用いて図４４乃至図４６の動作説明図を参照しつつ説
明する。なお、図４４乃至図４６において、○印がＲの
信号電荷を、●印がＧの信号電荷をそれぞれ示してい
る。

【０１５０】時刻ｔ０では、１周期分の水平転送動作が
終了した状態にある。このとき、蓄積パルスＳＴ１が
“Ｈ”レベルにあり、退避蓄積レジスタ１１４のポテン
シャルが深い状態にあることから、退避蓄積レジスタ１
１４にはＲ／Ｇの感光画素列１１１の前半周期分のＧの
信号電荷が蓄積されている。同様に、蓄積パルスＳＴ２
も“Ｈ”レベルにあり、退避蓄積レジスタ１１５のポテ
ンシャルが深い状態にあることから、退避蓄積レジスタ
１１５には前回露光周期のＲの信号電荷が蓄積されてい
る。

【０１５１】この状態から、蓄積パルスＳＴ１，ＳＴ２
が“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシフトパルス
ＳＨ３，ＳＨ５およびＧ，Ｒの水平転送レジスタ１１
６，１１７の各１相目の水平転送パルスφ１Ｇ，φ１Ｒ
が共に“Ｈ”レベルに遷移することで、退避蓄積レジス
タ１１４，１１５にそれぞれ蓄積されているＧ，Ｒの信
号電荷が、シフトゲート１２３，１２５を介してＧ，Ｒ
の水平転送レジスタ１１６，１１７の各１相目の転送電
極１１６ａ，１１７ａの下に転送される。

【０１５２】次に、シフトパルスＳＨ３，ＳＨ５および
水平転送パルスφ１Ｇ，φ１Ｒが共に“Ｌ”レベルに遷
移し、これに同期してシフトパルスＳＨ２，ＳＨ４，Ｓ
Ｈ６および蓄積パルスＳＴ１，ＳＴ２が共に“Ｈ”レベ
ルに遷移すると、Ｇの水平転送レジスタ１１６に蓄積さ
れているＧの前半周期分の信号電荷が、シフトゲート１
２４を介して退避蓄積レジスタ１１５に転送される。こ
のとき、Ｒの水平転送レジスタ１１７に蓄積されていた
前回露光周期のＲの信号電荷が、シフトゲート１２６を
介してドレイン１２７に排出される。同時に、新たに露
光したＲの信号電荷がシフトゲート１２２を介して退避
蓄積レジスタ１１４に読み出される（期間ｔ１）。

【０１５３】次いで、シフトパルスＳＨ２，ＳＨ４，Ｓ
Ｈ６および蓄積パルスＳＴ１，ＳＴ２が共に“Ｌ”レベ
ルに遷移し、これに同期してシフトパルスＳＨ３，ＳＨ
５およびＧ，Ｒの水平転送レジスタ１１６，１１７の各
１相目の水平転送パルスφ１Ｇ，φ１Ｒが共に“Ｈ”レ
ベルに遷移することで、退避蓄積レジスタ１１５に蓄積
されているＧの前半周期分の信号電荷が、シフトゲート
１２５を介してＲの水平転送レジスタ１１７の１相目の
転送電極１１７ａの下に転送され、また退避蓄積レジス
タ１１４に読み出された新たに露光したＲの信号電荷
が、シフトゲート１２３を介してＧの水平転送レジスタ
１１６の１相目の転送電極１１６ａの下に転送される
（期間ｔ２）。

【０１５４】次に、シフトパルスＳＨ３，ＳＨ５および
Ｇの水平転送レジスタ１１６の１相目の水平転送パルス
φ１Ｇが共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期してシ
フトパルスＳＨ１，ＳＨ４および蓄積パルスＳＴ１，Ｓ
Ｔ２が共に“Ｈ”レベルに遷移すると、水平転送レジス
タ１１６の新たに露光したＲの信号電荷が、シフトゲー
ト１２４を介して退避蓄積レジスタ１１５に転送され、
同時にＲ／Ｇの感光画素列１１１のＧの後半周期分の信
号電荷が、シフトゲート１２１を介して退避蓄積レジス
タ１１４に読み出される（期間ｔ３）。

【０１５５】次いで、シフトパルスＳＨ１，ＳＨ４およ
び蓄積パルスＳＴ１が共に“Ｌ”レベルに遷移し、これ
に同期してシフトパルスＳＨ３およびＧの水平転送レジ
スタ１１６の１相目の水平転送パルスφ１Ｇが共に
“Ｈ”レベルに遷移することで、退避蓄積レジスタ１１
４に読み出されたＧの後半周期分の信号電荷が、シフト
ゲート１２３を介してＧの水平転送レジスタ１１６の１
相目の転送電極１１６ａの下に転送される（期間ｔ
４）。これにより、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１からＧ，
Ｒの水平転送レジスタ１１６，１１７への一連の読み出
し／垂直転送の動作が終了する。

【０１５６】次に、時刻ｔ５で、互いに逆相の２相の水
平転送パルスφ１Ｇ，φ２Ｇおよび水平転送パルスφ１
Ｒ，φ２Ｒが所定の周期で発生することで、Ｇ，Ｒの各
水平転送レジスタ１１６，１１７の水平転送動作が開始
される。そして、この水平転送期間の半分（標準的な露
光期間の半分）が経過し、その経過した時点ｔ６でシフ
トゲートＳＨ１が“Ｈ”レベルに遷移する。これによ
り、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１のＧの前半周期分の信号
電荷がシフトゲート１２１を介して退避蓄積レジスタ１
１４に読み出される（期間ｔ７）。そして、残り半周期
分の水平転送と露光を行って終了した時点ｔ８で、時点
ｔ０の状態に戻る。

【０１５７】続いて、通常のカラー読取を実現する場合
の動作について、図４７のタイミングチャートを用いて
図４８および図４９の動作説明図を参照しつつ説明す
る。なお、図４８および図４９においても、図４４乃至
図４６と同様に、○印がＲの信号電荷を、●印がＧの信
号電荷をそれぞれ示している。

【０１５８】時刻ｔ０では、水平転送が完了した状態に
ある。この状態から、シフパルスＳＨ２が“Ｈ”レベル
に遷移すると、この時点で蓄積パルスＳＴ１が既に
“Ｈ”レベルにあり、退避蓄積レジスタ１１４のポテン
シャルが深い状態にあることから、Ｒ／Ｇの感光画素列
１１１のＲの信号電荷がシフトゲート１２２を介して退
避蓄積レジスタ１１４に読み出される（期間ｔ１）。

【０１５９】次いで、シフトパルスＳＨ２および蓄積パ
ルスＳＴ１が共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期し
てシフトゲートＳＨ３が“Ｈ”レベルに遷移すると、こ
の時点でＧの水平転送レジスタ１１６の１相目の水平転
送パルスφ１Ｇが“Ｈ”レベルにあることから、退避蓄
積レジスタ１１４に読み出されたＲの信号電荷が、シフ
トゲート１２３を介してＧの水平転送レジスタ１１６の
１相目の転送電極１１６ａの下に転送される（期間ｔ
２）。

【０１６０】次に、シフトパルスＳＨ３および水平転送
パルスφ１Ｇが共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期
してシフトパルスＳＨ１，ＳＨ４および蓄積パルスＳＴ
１が“Ｈ”レベルに遷移すると、蓄積パルスＳＴ２が既
に“Ｈ”レベルにあり、退避蓄積付１１５のポテンシャ
ルが深い状態にあることから、Ｇの水平転送レジスタ１
１６のＲの信号電荷が、シフトゲート１２４を介して退
避蓄積レジスタ１１５に転送され、同時にＲ／Ｇの感光
画素列１１１のＧの信号電荷がシフトゲート１２１を介
して退避蓄積レジスタ１１４に読み出される（期間ｔ
３）。

【０１６１】次いで、シフトパルスＳＨ１，ＳＨ４およ
び蓄積パルスＳＴ１，ＳＴ２が共に“Ｌ”レベルに遷移
し、これに同期してシフトパルスＳＨ３，ＳＨ５および
Ｇの水平転送レジスタ１１６の１相目の水平転送パルス
φ１Ｇが共に“Ｈ”レベルに遷移すると、Ｒの水平転送
レジスタ１１７の１相目の水平転送パルスφ１Ｒが既に
“Ｈ”レベルにあり、１相目の転送電極１１７ａの下の
ポテンシャルが深い状態にあることから、退避蓄積レジ
スタ１１５のＲの信号電荷がシフトゲート１２５を介し
てＲの水平転送レジスタ１１７の１相目の転送電極１１
７ａの下に転送され、同時に退避蓄積レジスタ１１４に
読み出されたＧの信号電荷が、シフトゲート１２３を介
してＧの水平転送レジスタ１１６の１相目の転送電極１
１６ａの下に転送される（期間ｔ４）。

【０１６２】これにより、Ｇ，Ｂの各水平転送レジスタ
１１６，１１７に各々の読取色の信号電荷がセットされ
たことになる。そして、シフトパルスＳＨ３，ＳＨ５が
共に“Ｌ”レベルに遷移し、これに同期して蓄積パルス
ＳＴ１，ＳＴ２が共に“Ｈ”レベルに遷移し、以降互い
に逆相の２相の水平転送パルスφ１Ｇ，φ２Ｇおよび水
平転送パルスφ１Ｒ，φ２Ｒが所定の周期で発生するこ
とで、Ｇ，Ｒの各水平転送レジスタ１１６，１１７の水
平転送動作が開始される（期間ｔ５）。この水平転送動
作が終了するタイミングが、次の時刻ｔ０のタイミング
となる。

【０１６３】上述したように、ＲとＧの間のサンプリン
グ重心のずれを故意に、主走査方向におけるサンプリン
グピッチの０．５画素分に設定した構成の感光画素形状
を持つカラーＣＣＤセンサを用いた場合においても、２
色の感光画素列１１１から２色の水平転送レジスタ１１
６，１１７までの垂直転送経路を共通にし、かつ半周期
露光分の信号電荷を蓄積する退避蓄積レジスタ１１４，
１１５を設けたことにより、センサの駆動条件を変更す
るのみで、２つのモードを切り替えることができ、カラ
ー読取モードの１露光期間の間に２倍のライン数を読み
取ることができるモノクロ高速モードを実現できる。

【０１６４】なお、第７実施形態に係るカラーＣＣＤセ
ンサは、色分解プリズムと組み合わせる特殊用途のセン
サであったが、並列する２色の感光画素列のシフトゲー
トから、互いに共通する信号電荷の垂直転送経路に読み
出す構造であれば、感光画素形状は第７実施形態に係る
カラーＣＣＤセンサの感光画素形状に限定されず、例え
ば図５０乃至図５２に示す感光画素形状のものであって
も良い。

【０１６５】図５０に示す感光画素形状は、通常の３ラ
インカラーＣＣＤセンサのように、３色の感光画素列が
副走査方向において等間隔になるように、Ｒ／Ｇの感光
画素列１１１Ａの遮光部１３１Ｒ，１３１Ｇを、主走査
方向において各画素の受光面の中央部でオーバーラップ
するように形成した構成となっている。この感光画素形
状を持つカラーＣＣＤセンサを用いた場合には、各読取
色間のカラーレジストレーションを、画像メモリを用い
てデジタル的に補正することになる。

【０１６６】図５１に示す感光画素形状は、Ｇの感度が
高くなるように、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１Ｂにおい
て、Ｒの画素についての遮光部をなくし、その分だけＧ
の画素の幅を広げることによってＧの画素面積を大きく
した構成となっている。また、図５２に示す感光画素形
状は、図５０，図５１の感光画素形状の場合に生じる、
「ＧとＲの主走査方向サンプリング重心の差」と、「サ
ンプリング窓の狭さに起因するモアレの発生」を無くす
ために、Ｒ／Ｇの感光画素列１１１Ｃにおいて、Ｒの画
素を斜めに傾けた構成となっている。

【０１６７】これら各変形例（図５０乃至図５２）の感
光画素形状においても、第７実施形態に係る感光画素形
状（図４１参照）と同様に、図面上最下部で２色の画素
が交互に並んだ形状となっているため、図４０に示す第
７実施形態に係る感光画素列に対して、各々別個のシフ
トゲートを介して共通の垂直転送経路に信号電荷を転送
する構成を採ることができる。したがって、第７実施形
態に係るカラーＣＣＤセンサと同様に、カラー読取モー
ドの１露光期間の間に２倍のライン数を読み取ることが
できるモノクロ高速モードを実現できる。

【０１６８】以上説明した第１乃至第７実施形態におい
ては、Ｒ，Ｇ，Ｂの感光画素列を有する３ラインカラー
ＣＣＤセンサを読取りセンサとして用い、カラーモード
に加え、感光画素列から読み出された信号電荷を一時的
に蓄える退避蓄積レジスタを設けるとともに、特定の色
の感光画素列に対して１水平転送期間中に複数の露光期
間を設定し、複数系統の画情報を得ることによってモノ
クロ高速モードを実現する場合を例に採って説明した
が、特定の色の感光画素列に対して１水平転送期間中に
複数の露光期間を設定して複数系統の画情報を得るとい
う本発明の基本的な考え方は、カラーＣＣＤセンサへの
適用に限らず、モノクロ（白黒）ＣＣＤセンサにも同様
に適用可能である。以下、モノクロＣＣＤセンサを読取
りセンサとして用いた場合について説明する。

【０１６９】図５３は、本発明の第８実施形態を示す概
略構成図である。図５３において、フォトダイオード等
の光電変換素子（画素）が直線状に多数配列されてなる
１本の白黒の感光画素列１４１が設けられており、この
感光画素列１４１は画素単位で入射光をその光量に応じ
た電荷量の信号電荷に変換して蓄積する。感光画素列１
４１の例えば一方側には、感光画素列１４１の信号電荷
を一時的に退避させるための退避蓄積レジスタ１４２
と、感光画素列１４１から退避蓄積レジスタ１４２を介
して読み出された信号電荷を水平転送するための第１，
第２の水平転送レジスタ１４３，１４４が順に配置され
ている。

【０１７０】そして、感光画素列１４１と退避蓄積レジ
スタ１４２の間、退避蓄積レジスタ１４２と第１の水平
転送レジスタ１４３の間および第１，第２の水平転送レ
ジスタ１４３，１４４間にはシフトゲート１４５，１４
６，１４７がそれぞれ配置されている。また、第１，第
２の水平転送レジスタ１４３，１４４の転送先側の各端
部には、例えばフローティング・ディフュージョン・ア
ンプ構成の電荷電圧変換部１４８，１４９が隣接して設
けられている。これら電荷電圧変換部１４８，１４９
は、水平転送レジスタ１４３，１４４によって画素単位
で順に転送されてくる信号電荷を信号電圧に変換して出
力する。

【０１７１】シフトゲート１４５，１４６，１４７の各
ゲート電極には、パルス発生回路１５０で発生されるシ
フトパルスφＳＨ１，φＳＨ２，φＳＨ３がそれぞれ適
当なタイミングで印加され、これにより感光画素列１４
１において光電変換されかつ蓄積された信号電荷が読み
出される。したがって、このシフトパルスφＳＨ１の印
加タイミングにより、感光画素列１４１の露光期間が決
まる。第１，第２の水平転送レジスタ１４３，１４４
は、同様にパルス発生回路１５０で発生される２相の水
平転送パルスφ１，φ２によって転送駆動される。

【０１７２】上記構成のモノクロＣＣＤセンサにおい
て、その読取速度は水平転送レジスタ１４３，１４４の
転送速度で決まる。本実施形態では、この通常読取モー
ドに加え、モノクロ画像を高速に読み取る高速読取モー
ドを選択的に設定可能な構成を採っている。すなわち、
３ラインカラーＣＣＤセンサを読取りセンサとして用い
た場合において、モノクロ高速モードを実現したのと同
様に、感光画素列１４１に対して１水平転送期間中に露
光期間を例えば２回設定し、この２回の露光期間に得ら
れる各信号電荷を第１，第２の水平転送レジスタ１４
３，１４４によって並列に転送して出力させる。

【０１７３】この通常読取モード／高速読取モードの設
定は、モード設定回路１５１によって行われる。このモ
ード設定回路１５１によって各モードが設定されると、
そのモードに対応したモード切替え信号がパルス発生回
路１５０に与えられる。パルス発生回路１５０は、この
モード切替え信号を受けてシフトパルスφＳＨ１，φＳ
Ｈ２，φＳＨ３の各タイミング、即ちシフトゲート１４
５，１４６，１４７の各駆動タイミングを制御すること
によって各モードを実現する。

【０１７４】ここで、通常読取モードが設定された場合
には、パルス発生回路１５０からは１水平転送期間の周
期でシフトパルスφＳＨ１が出力され、シフトゲート１
４５のゲート電極に印加される。これにより、感光画素
列１４１の露光期間は１水平転送期間と同じ長さに設定
される。そして、感光画素列１４１から読み出された信
号電荷は、退避蓄積レジスタ１４２を通過して第１の水
平転送レジスタ１４３にシフトされ、この水平転送レジ
スタ１４３によって水平転送され、さらに電荷電圧変換
部１４８で信号電圧に変換されて画情報として出力され
る。

【０１７５】一方、高速読取モードが設定された場合に
は、パルス発生回路１５０からは１水平転送期間の例え
ば１／２の周期でシフトパルスφＳＨ１が出力され、シ
フトゲート１４５のゲート電極に印加される。これによ
り、感光画素列１４１に対して信号電荷の読み出し動作
が１水平転送期間に２回行われることから、露光期間が
１水平転送期間中に２回設定されることになる。

【０１７６】そして、前半の露光期間に得られる信号電
荷は、感光画素列１４１から読み出されたら一旦退避蓄
積レジスタ１４２に退避させられる。前半の露光期間の
信号電荷の読み出しが終わったら、感光画素列１４１に
おいて引き続いて後半の露光が行われる。この後半の露
光期間の信号電荷を読み出す際には、一旦退避蓄積レジ
スタ１４２に退避させられていた前半の露光期間の信号
電荷が第１の水平転送レジスタ１４３を通して第２の水
平転送レジスタ１４４にシフトされ、これと同期して後
半の露光期間の信号電荷が退避蓄積レジスタ１４２を通
して第１の水平転送レジスタ１４３にシフトされる。

【０１７７】このように、前半の露光期間の信号電荷を
一旦退避蓄積レジスタ１４２に退避させ、後半の露光期
間の信号電荷を第１の水平転送レジスタ１４３にシフト
するときに、前半の露光期間の信号電荷も同時に第２の
水平転送レジスタ１４４へシフトすることで、前半の露
光期間の信号電荷と後半の露光期間の信号電荷の同時化
が図られる。そして、前半の露光期間の信号電荷と後半
の露光期間の信号電荷は、水平転送レジスタ１４４，１
４３によって同じタイミングで並列に水平転送され、さ
らに電荷電圧変換部１４９，１４８でそれぞれ信号電圧
に変換されて２系統の画情報として出力される。

【０１７８】上述したように、感光画素列１４１、退避
蓄積レジスタ１４２および２系統の水平転送レジスタ１
４３，１４４を有するモノクロＣＣＤセンサにおいて、
感光画素列１４１に対して１水平転送期間中に例えば２
回の露光期間を設定し、この２回の露光期間に得られる
各信号電荷を２系統の水平転送レジスタ１４３，１４４
によって転送することで、水平転送レジスタ１４３，１
４４の転送速度と転送電極の段数で決まる水平転送周期
の限界速度の２倍の速度で感光画素列１４１の信号電荷
を読み出すことができるため、通常読取モードの２倍速
の高速読取モードを実現できる。

【０１７９】なお、本実施形態においては、退避蓄積レ
ジスタ１４２を用いて前半の露光期間の信号電荷と後半
の露光期間の信号電荷を同時化し、２系統の水平転送レ
ジスタ１４４，１４３によって同じタイミングで並列に
水平転送するとしたが、必ずしも同時化する必要はな
く、後半の露光期間中に前半の露光期間の信号電荷を退
避蓄積レジスタ１４２から第２の水平転送レジスタ１４
４へシフトし、水平転送させることも可能である。この
ことは、先述した各実施形態の場合にも同様に言える。
ただし、同時化して同じタイミングで並列に出力するよ
うにした方が、外部の信号処理系でのタイミング制御が
容易となり、その分だけ回路構成も簡略化できるという
利点がある。

【０１８０】また、本実施形態では、退避蓄積レジスタ
１４２および２系統の水平転送レジスタ１４３，１４４
を感光画素列１４１の一方側にのみ持つ構成としたが、
感光画素列１４１の両側に設け、感光画素列１４１の偶
数画素の信号電荷と奇数画素の信号電荷とを感光画素列
１４１の両側に分配して水平転送を行う構成とすること
も可能であり、その結果、より高速化が図れる。

【０１８１】以上説明した各実施形態に係るＣＣＤセン
サの場合は、退避蓄積レジスタを持つことで高速読取り
を実現可能としているが、以下に説明する本発明に係る
ＣＣＤセンサ（固体撮像素子）は、退避蓄積レジスタを
持たなくても高速読取りを実現可能としている。

【０１８２】図５４は、本発明の第９実施形態を示す概
略構成図である。図５４において、フォトダイオード等
の光電変換素子（画素）が直線状に多数配列されてなる
１本のモノクロ（白黒）の感光画素列１６１が設けられ
ており、この感光画素列１６１は画素単位で入射光をそ
の光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積する。
感光画素列１６１の両側には、感光画素列１６１から読
み出された信号電荷を水平転送するための例えば２系統
の第１，第２の水平転送レジスタ１６２，１６３が配置
されている。

【０１８３】そして、感光画素列１６１と第１，第２の
水平転送レジスタ１６２，１６３の間にはシフトゲート
１６４，１６５がそれぞれ配置されている。これらシフ
トゲート１６４，１６５は各々、感光画素列１６１に対
して各画素ごとに設けられて感光画素列１６１の全画素
の信号電荷を露光期間ごとに交互に第１，第２の水平転
送レジスタ１６２，１６３に読み出す構成となってい
る。第１，第２の水平転送レジスタ１６２，１６３の転
送先側の各端部には、例えばフローティング・ディフュ
ージョン・アンプ構成の電荷電圧変換部１６６，１６７
が隣接して設けられている。これら電荷電圧変換部１６
６，１６７は、水平転送レジスタ１６２，１６３によっ
て画素単位で順に転送されてくる信号電荷を信号電圧に
変換して出力する。

【０１８４】シフトゲート１６４，１６５の各ゲート電
極には、パルス発生回路１６８で発生されるシフトパル
スφＳＨ１，φＳＨ２がそれぞれ適当なタイミングで印
加され、これにより、図５５に示すように、感光画素列
１６１において光電変換されかつ蓄積された全画素の信
号電荷が読み出される。したがって、これらシフトパル
スφＳＨ１，φＳＨ２の印加タイミングにより、感光画
素列１６１の露光期間が決まる。また、水平転送レジス
タ１６２，１６３は、同様にパルス発生回路１６８で発
生される２相の水平転送パルスφ１，φ２によって転送
駆動される。

【０１８５】上記構成のモノクロＣＣＤセンサにおい
て、その読取速度は第１，第２の水平転送レジスタ１６
２，１６３の転送速度で決まる。そして、本実施形態に
おいても、この通常読取モードに加え、モノクロ画像を
高速に読み取る高速読取モードを選択的に設定可能な構
成を採っている。

【０１８６】通常読取モードでは、感光画素列１６１に
対して１水平転送期間と同じ長さの露光期間を設定し、
この露光期間に得られる信号電荷を第１，第２の水平転
送レジスタ１６２，１６３の一方、例えば第１の水平転
送レジスタ１６２にのみ読み出し、かつ転送させて出力
させる。これに対して、高速読取モードでは、感光画素
列１６１に対して１水平転送期間中に露光期間を例えば
２回設定し、この２回の露光期間に得られる各信号電荷
を各露光期間ごとに交互に第１，第２の水平転送レジス
タ１６２，１６３に読み出し、かつ交互に転送させて出
力させる。

【０１８７】この通常読取モード／高速読取モードの設
定は、モード設定回路１６９によって行われる。このモ
ード設定回路１６９によって各モードが設定されると、
そのモードに対応したモード切替え信号がパルス発生回
路１６８に与えられる。パルス発生回路１６８は、この
モード切替え信号を受けてシフトパルスφＳＨ１，φＳ
Ｈ２の各タイミング、即ちシフトゲート１６４，１６５
の各駆動タイミングを制御することによって各モードを
実現する。

【０１８８】ここで、通常読取モードが設定された場合
には、パルス発生回路１６８からは１水平転送期間の周
期でシフトパルスφＳＨ１が出力され、シフトゲート１
６４のゲート電極に印加される。これにより、感光画素
列１６１の露光期間は１水平転送期間と同じ長さに設定
される。そして、この露光期間に感光画素列１６１で光
電変換されて得られる全画素の信号電荷は、シフトゲー
ト１６４によって第１の水平転送レジスタ１６２に読み
出され、この水平転送レジスタ１６２によって水平転送
され、さらに電荷電圧変換部１６６で信号電圧に変換さ
れて画情報として出力される。

【０１８９】一方、高速読取モードが設定された場合に
は、図５６のタイミングチャートに示すように、パルス
発生回路１６８からは１水平転送期間の周期を持つシフ
トパルスφＳＨ１，φＳＨ２が互いに半位相ずれた状態
で出力され、シフトゲート１６４，１６５の各ゲート電
極に交互に印加される。これにより、感光画素列１６１
に対して信号電荷の読み出し動作が１水平転送期間に２
回行われることから、露光期間が１水平転送期間中に２
回設定されることになる。

【０１９０】そして、前半の露光期間（図中、露光期間
１，３，５，……）に得られる全画素の信号電荷は、シ
フトパルスφＳＨ２がシフトゲート１６５のゲート電極
に印加されることで、感光画素列１６１から第２の水平
転送レジスタ１６３に読み出される。前半の露光期間の
信号電荷の読み出しが終わったら、感光画素列１６１に
おいて引き続いて後半の露光が行われる。そして、後半
の露光期間（図中、露光期間２，４，６，……）に得ら
れる全画素の信号電荷は、シフトパルスφＳＨ１がシフ
トゲート１６４のゲート電極に印加されることで、感光
画素列１６１から第１の水平転送レジスタ１６２に読み
出される。

【０１９１】第２の水平転送レジスタ１６３に読み出さ
れた前半の露光期間の信号電荷は、第２の水平転送レジ
スタ１６３によって後半の露光期間とそれに続く前半の
露光期間に水平転送され、さらに電荷電圧変換部１６７
で信号電圧に変換される。また、第１の水平転送レジス
タ１６２に読み出された後半の露光期間の信号電荷は、
第１の水平転送レジスタ１６２によって次の１水平転送
期間における前半の露光期間とそれに続く後半の露光期
間に水平転送され、さらに電荷電圧変換部１６６で信号
電圧に変換される。これにより、電荷電圧変換部１６
６，１６７からは、１水平転送期間に２回設定された各
露光期間の２走査ラインの信号電荷に基づく２系統の画
情報が導出される。

【０１９２】このように、感光画素列１６１の両側に２
系統の第１，第２の水平転送レジスタ１６２，１６３を
有するモノクロＣＣＤセンサにおいて、感光画素列１６
１と水平転送レジスタ１６２，１６３の間に感光画素列
１６１の各画素ごとにシフトゲート１６４，１６５を設
けるとともに、感光画素列１６１に対して１水平転送期
間中に例えば２回の露光期間を設定し、これら露光期間
に得られる各信号電荷を２系統の水平転送レジスタ１６
２，１６３に交互に読み出し、これら水平転送レジスタ
１６２，１６３によって分担して転送することで、水平
転送レジスタ１６２，１６３の転送速度と転送電極の段
数で決まる水平転送周期の限界速度の２倍の速度で感光
画素列１６１の信号電荷を読み出すことができるため、
通常読取モードの２倍速の高速読取モードを実現でき
る。

【０１９３】図５７は、第９実施形態の変形例を示す概
略構成図である。この変形例においては、第１，第２の
水平転送レジスタ１６２，１６３が電荷電圧変換部１６
６，１６７に至るまでの間に例えば２系統の転送路１６
２-1，１６２-2，１６３-1，１６３-2にそれぞれ分岐さ
れ、これに伴い電荷電圧変換部１６６，１６７も水平転
送レジスタ１６２，１６３に対して２個ずつ、即ち水平
転送レジスタ１６２の２系統の最終転送段の転送路１６
２-1，１６２-2に対して２個の電荷電圧変換部１６６-
1，１６６-2が、水平転送レジスタ１６３の２系統の最
終転送段の転送路１６３-1，１６３-2に対して２個の電
荷電圧変換部１６７-1，１６７-2がそれぞれ設けられた
構成となっている。

【０１９４】上記の構成の第９実施形態の変形例に係る
モノクロＣＣＤセンサにおいて、水平転送レジスタ１６
２に読み出された全画素の信号電荷は、この水平転送レ
ジスタ１６２がその最終段付近で２系統に分岐されてい
ることから、その分岐部分で奇数番目の画素の信号電荷
と偶数番目の画素の信号電荷に振り分けられてそれぞれ
２系統の転送路１６２-1，１６２-2を介して２個の電荷
電圧変換部１６６-1，１６６-2に転送され、これら電荷
電圧変換部１６６-1，１６６-2で信号電圧に変換される
ことで、奇数画素／偶数画素の２系統の画情報として出
力される。水平転送レジスタ１６３側についても全く同
様である。

【０１９５】このように、第９実施形態に係るモノクロ
ＣＣＤセンサにおいて、第１，第２の水平転送レジスタ
１６２，１６３をその最終転送段付近でそれぞれ２系統
に分岐して電荷電圧変換出力部を並列化することで、電
荷電圧変換部１６６，１６７への転送期間が充分長くと
れるようになり、より高速化が図れる。また、主走査方
向（感光画素列の配列方向）・副走査方向（主走査方向
の直交する方向）共に１画素ごとに分割することになる
ため、１本の感光画素列１６１に対して４系統の出力を
得る構成であるにも拘らず、処理系統ごとの出力特性の
差が画像上に現れても１画素周期と非常に短く、主走査
方向に４分割する方式に比べて画像ムラが目立ちにくく
なる。

【０１９６】この第９実施形態の変形例に係るモノクロ
ＣＣＤセンサによって読み取られた画像データ（読取デ
ータ）の構造を図５８に示す。同図から明らかなよう
に、主走査・副走査共に、１画素ごとに出力系統が異な
る。すなわち、この読取データの構造から、読取データ
上の処理系統ごとの出力特性の差の生じ方が１画素周期
となることがわかる。

【０１９７】図５９は、本発明の第１０実施形態を示す
概略構成図であり、第９実施形態に係るＣＣＤセンサの
基本原理を用いて３ラインカラーＣＣＤセンサを構成し
た場合を示している。図５９において、フォトダイオー
ド等の光電変換素子（画素）が直線状に配列されてなる
３本の感光画素列１７１，１７２，１７３が互いに等し
い所定のライン間隔Ｌを持ち、例えば図の下側からＲ，
Ｇ，Ｂの３色にそれぞれ対応して順に配置されている。
これら感光画素列１７１，１７２，１７３は、受光面上
にＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した色フィルタ（図示せ
ず）が配され、各色ごとに画素単位で入射光をその光量
に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積する。

【０１９８】３本の感光画素列１７１，１７２，１７３
のうちのＧの感光画素列１７２およびその周辺構造に、
第９実施形態に係るＣＣＤセンサの構造が適用されてい
る。すなわち、Ｇの感光画素列１７２の両側には、２本
の水平転送レジスタ１７４，１７５が配置されている。
そして、感光画素列１７２と２本の水平転送レジスタ１
７４，１７５の間には、シフトゲート１７６，１７７が
それぞれ配置されている。これらシフトゲート１７６，
１７７は各々、感光画素列１７２に対して各画素ごとに
設けられて感光画素列１７２の全画素の信号電荷を露光
期間ごとに交互に水平転送レジスタ１７４，１７５に読
み出す構成となっている。

【０１９９】一方、他の２色、即ちＲ，Ｂの感光画素列
１７１，１７３の各一方側、例えばＲの感光画素列１７
１については図面上の下側、Ｂの感光画素列１７３につ
いては図面上の上側にそれぞれ水平転送レジスタ１７
８，１７９が配置されている。また、感光画素列１７１
と水平転送レジスタ１７８の間、および感光画素列１７
３と水平転送レジスタ１７９の間には、シフトゲート１
８０，１８１がそれぞれ配置されている。

【０２００】Ｇの感光画素列１７２の両側の水平転送レ
ジスタ１７４，１７５の転送先側の各端部には、例えば
フローティング・ディフュージョン・アンプ構成の電荷
電圧変換部１８２，１８３が隣接して設けられている。
Ｒ，Ｂの感光画素列１７１，１７３の各一方側の水平転
送レジスタ１７８，１７９の転送先側の各端部にも、同
様の構成の電荷電圧変換部１８４，１８５が隣接して設
けられている。これら電荷電圧変換部１８２，１８３，
１８４，１８５は、水平転送レジスタ１７４，１７５，
１７８，１７９によって画素単位で順に転送されてくる
信号電荷を信号電圧に変換して出力する。

【０２０１】シフトゲート１７６，１７７およびシフト
ゲート１８０，１８１の各ゲート電極には、パルス発生
回路１８６で発生されるシフトパルスφＳＨ_G1，φＳＨ
_G2およびシフトパルスφＳＨ_R ，φＳＨ_B がそれぞれ適
当なタイミングで印加され、これによりＧの感光画素列
１７２およびＲ，Ｂの感光画素列１７１，１７３におい
て光電変換されかつ蓄積された全画素の信号電荷が読み
出される。また、水平転送レジスタ１７４，１７５，１
７８，１７９は、同様にパルス発生回路１８６で発生さ
れる２相の水平転送パルスφ１，φ２によって転送駆動
される。

【０２０２】上記構成の第１０実施形態に係る３ライン
カラーＣＣＤセンサでは、通常カラーモード以外に、モ
ノクロ画像を高速に読み取るモノクロ高速モードをも設
定可能な構成を採っている。通常カラーモードでは、
Ｒ，Ｇ，Ｂの３本の感光画素列１７１，１７２，１７３
に対して１水平転送期間と同じ長さの露光期間を設定す
る。そして、この露光期間に得られる信号電荷を、図６
０（Ａ）に示すように、Ｒ，Ｂの感光画素列１７１，１
７３については水平転送レジスタ１７８，１７９にそれ
ぞれ読み出し、かつ転送させて出力させる。Ｇの感光画
素列１７２については、２本の水平転送レジスタ１７
４，１７５の一方、例えば水平転送レジスタ１７４のみ
に読み出し、かつ転送させて出力させる。

【０２０３】これに対して、モノクロ高速モードでは、
Ｇの感光画素列１７２に対して１水平転送期間中に露光
期間を例えば２回設定し、この２回の露光期間に得られ
る各信号電荷を、図６０（Ｂ）に示すように、各露光期
間ごとに交互に２本の水平転送レジスタ１７４，１７５
に読み出し、かつ交互に転送させて出力させる。そし
て、このＧの感光画素列１７２から得られる信号電荷に
基づく画情報が、モノクロ用の画情報として用いられ
る。

【０２０４】このとき、Ｒ，Ｂの感光画素列１７１，１
７３については通常カラーモードと同様の動作が行われ
るが、それらの画情報は使用されない。したがって、
Ｒ，Ｂの水平転送レジスタ１７８，１７９の感光画素列
１７１，１７３と反対側にシフトゲートおよびドレイン
を配し、水平転送レジスタ１７８，１７９に読み出され
た信号電荷を水平転送せず、シフトゲートを介してドレ
インに排出するようにしても良い。

【０２０５】この通常カラーモード／モノクロ高速モー
ドのモード設定は、モード設定回路１８７によって行わ
れる。このモード設定回路１８７によって各モードが設
定されると、そのモードに対応したモード切替え信号が
パルス発生回路１８６に与えられる。パルス発生回路１
８６は、このモード切替え信号を受けてシフトパルスφ
ＳＨ_G1，φＳＨ_G2およびシフトパルスφＳＨ_R ，φＳＨ
_B の各タイミング、即ちシフトゲート１７６，１７７お
よびシフトゲート１８０，１８１の各駆動タイミングを
制御することによって各モードを実現する。

【０２０６】ここで、通常カラーモード／モノクロ高速
モードの各モードごとの動作について説明する。先ず、
通常カラーモードの動作について図６１のタイミングチ
ャートを用いて説明するに、通常カラーモードが設定さ
れた場合には、パルス発生回路１８７からは１水平転送
期間の周期でシフトパルスφＳＨ_R ，φＳＨ_G1，φＳＨ
_B が出力され、シフトゲート１８０，１７６，１８１の
各ゲート電極に印加される。これにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの
感光画素列１７１，１７２，１７３の各露光期間は１水
平転送期間と同じ長さに設定される。

【０２０７】そして、この露光期間に各感光画素列１７
１，１７２，１７３で光電変換されて得られる各信号電
荷は、シフトゲート１８０，１７６，１８１によって水
平転送レジスタ１７８，１７４，１７９にそれぞれ読み
出され、これら水平転送レジスタ１７８，１７４，１７
９によって水平転送され、さらに電荷電圧変換部１８
４，１８２，１８５で信号電圧に変換されてＲ，Ｇ，Ｂ
の画情報としてそれぞれ出力される。

【０２０８】続いて、モノクロ高速モードの動作につい
て図６２のタイミングチャートを用いて説明する。モノ
クロ高速モードが設定された場合には、パルス発生回路
１８７からは１水平転送期間の周期でシフトパルスφＳ
Ｈ_R ，φＳＨ_G1，φＳＨ_B が出力され、シフトゲート１
８０，１７６，１８１の各ゲート電極に印加されるとと
もに、これらシフトパルスφＳＨ_R ，φＳＨ_G1，φＳＨ
_B に対して半位相ずれた同じ周期のシフトパルスφＳＨ
_G2が出力され、シフトゲート１７７のゲート電極に印加
される。

【０２０９】これにより、Ｇの感光画素列１７２に対し
ては、信号電荷の読み出し動作が１水平転送期間に２回
行われることから、露光期間が１水平転送期間に２回設
定されることになる。Ｒ，Ｂの感光画素列１７１，１７
３に対しては、通常カラーモードの場合と同様に、１水
平転送期間と同じ長さの周期で信号電荷の読み出し動作
が行われる。すなわち、１水平転送期間が１露光期間と
なる。

【０２１０】ここで、Ｒ，Ｂの感光画素列１７１，１７
３については通常カラーモードの場合と同様の動作が行
われるが、Ｇの感光画素列１７２については、前半の露
光期間（図中、露光期間１ａ，２ａ，３ａ，……）に得
られる全画素の信号電荷は、シフトパルスφＳＨ_G2がシ
フトゲート１７７のゲート電極に印加されることで、Ｇ
の感光画素列１７２から水平転送レジスタ１７５に読み
出される。前半の露光期間の信号電荷の読み出しが終わ
ったら、感光画素列１７２において引き続いて後半の露
光が行われる。そして、後半の露光期間（図中、露光期
間１ｂ，２ｂ，３ｂ，……）に得られる全画素の信号電
荷は、シフトパルスφＳＨ_G1がシフトゲート１７６のゲ
ート電極に印加されることで、感光画素列１７２から水
平転送レジスタ１７４に読み出される。

【０２１１】水平転送レジスタ１７５に読み出された前
半の露光期間の信号電荷は、水平転送レジスタ１７５に
よって後半の露光期間およびそれに続く前半の露光期間
に水平転送され、さらに電荷電圧変換部１８３で信号電
圧に変換される。また、水平転送レジスタ１７４に読み
出された後半の露光期間の信号電荷は、水平転送レジス
タ１７４によって次の１水平転送期間における前半の露
光期間およびそれに続く後半の露光期間に水平転送さ
れ、さらに電荷電圧変換部１８２で信号電圧に変換され
る。これにより、電荷電圧変換部１８３，１８２から
は、１水平転送期間に２回設定された各露光期間の２走
査ラインの信号電荷に基づく２系統の画情報が導出され
る。

【０２１２】上述したように、３ラインカラーＣＣＤセ
ンサにおいて、Ｇの感光画素列１７２の両側に２系統の
水平転送レジスタ１７４，１７５を設け、かつ感光画素
列１７２と水平転送レジスタ１７４，１７５の間に感光
画素列１７２の各画素ごとにシフトゲート１７６，１７
７を配置するとともに、感光画素列１７２に対して１水
平転送期間中に例えば２回の露光期間を設定し、これら
露光期間に得られる各信号電荷を２系統の水平転送レジ
スタ１７４，１７５に交互に読み出し、これら水平転送
レジスタ１７４，１７５によって分担して転送すること
で、水平転送レジスタ１７４，１７５の転送速度と転送
電極の段数で決まる水平転送周期の限界速度の２倍の速
度で感光画素列１７２の信号電荷を読み出すことができ
るため、通常カラーモードの２倍速のモノクロ高速モー
ドを実現できる。

【０２１３】図６３は、本発明の第１１実施形態を示す
概略構成図である。この第１１実施形態の基本的な構成
は、第１０実施形態の構成と同じであるので、図６３
中、図５９と同等部分には同一符号を付して示す。

【０２１４】この第１１実施形態に係る３ラインカラー
ＣＣＤセンサは、Ｒ，Ｇ，Ｂの３本の感光画素列１７
１，１７２，１７３が所定のライン間隔を持って配置さ
れ、Ｇの感光画素列１７２の両側に２本の水平転送レジ
スタ１７４，１７５が設けられたセンサ構造において、
Ｇの感光画素列１７２とＢの感光画素列１７３の間に位
置する水平転送レジスタ１７５を、モノクロ高速モード
でのＧの感光画素列１７２の信号電荷の転送と、通常カ
ラーモードでのＢの感光画素列１７３の信号電荷の転送
に兼用した構成を採っている。

【０２１５】これを実現するために、Ｂの感光画素列１
７３の信号電荷を読み出すためのシフトゲート１８１
は、感光画素列１７３と水平転送レジスタ１７５の間に
設けられている。また、モノクロ高速モードにおいて、
水平転送レジスタ１７５をＧの感光画素列１７２の信号
電荷の転送に利用しているときは、Ｂの感光画素列１７
３の信号電荷を水平転送レジスタ１７５に読み出す訳に
はいかなく、当該モードでのＢの感光画素列１７３の信
号電荷は不要となる電荷であることから、この信号電荷
を排出するためのシフトゲート１８８およびドレイン１
８９が、Ｂの感光画素列１７３の水平転送レジスタ１７
５と反対側に設けられている。

【０２１６】一方、パルス発生回路１８７からは、シフ
トパルスφＳＨ_G1，φＳＨ_G2およびシフトパルスφＳＨ
_R に加えてシフトパルスφＳＨ_B1，φＳＨ_B2がそれぞれ
発生される。これらシフトパルスφＳＨ_B1，φＳＨ_B2の
うち、シフトパルスφＳＨ_B1はシフトゲート１８１に、
シフトパルスφＳＨ_B2はＢの感光画素列１７３とドレイ
ン１８９の間に位置するシフトゲート１８８に印加され
る。そして、シフトパルスφＳＨ_G1，φＳＨ_G2およびシ
フトパルスφＳＨ_B1，φＳＨ_B2の各発生タイミングによ
り、通常カラーモードとモノクロ高速モードが設定され
る。

【０２１７】なお、シフトパルスφＳＨ_SHが印加される
期間では、水平転送パルスφ１，φ２は停止する必要が
あるが、シフトパルスφＳＨ_SHの切換えが予測されるタ
イミングに、あらかじめ水平転送パルスφ１，φ２の休
止期間を作っておけば、水平転送パルスφ１，φ２は同
じ信号を共通に使うことができる。また、ビデオ出力に
シフトパルスφＳＨ_SHの誘導が乗ることもない。

【０２１８】ここで、通常カラーモードとモノクロ高速
モードの信号電荷の読み出し動作について、図６４の動
作説明図を用いて説明する。この読み出し動作におい
て、第１０実施形態の場合の読み出し動作と異なるの
は、図６０の動作説明図との対比から明らかなように、
Ｂの感光画素列１７３の信号電荷の読み出し動作にあ
る。すなわち、通常カラーモード（Ａ）での動作では、
Ｂの感光画素列１７３の信号電荷がシフトゲート１８１
を介して水平転送レジスタ１７５に読み出され、モノク
ロ高速モード（Ｂ）の動作では、Ｂの感光画素列１７３
の信号電荷がシフトゲート１８８を介してドレイン１８
９に排出されるようになっている。

【０２１９】この構成によれば、第１０実施形態の効果
に加え、水平転送レジスタ１７５を通常カラーモードで
のＢの感光画素列１７３の信号電荷の転送に兼用したこ
とに伴い、水平転送レジスタおよび電荷電圧検出部を１
系統分削減でき、構成を簡略化できるため、センサ全体
の寸法を第１０実施形態に係るカラーＣＣＤセンサより
も縮小でき、小型化が図れることになる。

【０２２０】図６５に通常カラーモードのタイミングチ
ャートを、図６６にモノクロ高速モードのタイミングチ
ャートをそれぞれ示す。通常カラーモードでは、シフト
パルスφＳＨ_R ，φＳＨ_G1，φＳＨ_B1をそれぞれ等間隔
で発生し、シフトパルスφＳＨ_G2，φＳＨ_B2を発生しな
いようにすることで、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色の感光画素列１７
１，１７２，１７３の露光期間を等間隔（１水平走査期
間）に設定し、各感光画素列１７１，１７２，１７３で
光電変換して得られる信号電荷を読み出す。このとき、
Ｂの感光画素列１７３の信号電荷は、先述したように、
シフトゲート１８１を介して水平転送レジスタ１７５に
読み出される。

【０２２１】一方、モノクロ高速モードでは、シフトパ
ルスφＳＨ_R ，φＳＨ_G1，φＳＨ_B2をそれぞれ等間隔で
発生するとともに、シフトパルスφＳＨ_G2をこれらシフ
トパルスφＳＨ_R ，φＳＨ_G1，φＳＨ_B2と半位相ずらし
て発生し、シフトゲートφＳＨ_B1を発生しないようにす
る。こうすることで、Ｇの感光画素列１７２の露光サン
プル間隔は通常カラーモードの２倍のピッチとなり、２
倍となった情報量を水平転送レジスタ１７４，１７５に
よって読み出す。

【０２２２】このようにして、シフトパルスφＳＨ_G2お
よびシフトパルスφＳＨ_B1，φＳＨ _B2の各発生タイミン
グの設定を切り換えることにより、１つの感光画素列１
７２の動作モードを切り換えて、フルカラー読取モード
（通常カラーモード）とモノクロ高速読取モードに供す
ることができる。また、読み出しに使用する読取色を、
他の色に比べて露光量の多いＧとしたことで、２倍速読
取りで露光量が半減した場合のＳ／Ｎ低下の影響を最小
限にすることができる。

【０２２３】図６７は、第１１実施形態の変形例を示す
概略構成図である。この変形例は、第９実施形態の変形
例（図５７を参照）に対応したものである。すなわち、
３本の水平転送レジスタ１７４，１７５，１７８が電荷
電圧変換部１８２，１８３，１８４に至るまでの間に例
えば２系統の転送路１７４-1，１７４-2，１７５-1，１
７５-2，１７８-1，１７８-2に分岐され、これに伴い電
荷電圧変換部１８２，１８３，１８４も水平転送レジス
タ１７４，１７５，１７８に対して２個ずつ設けられて
いる。

【０２２４】すなわち、水平転送レジスタ１７４の２系
統の最終転送段の転送路１７４-1，１７４-2に対して２
個の電荷電圧変換部１８２-1，１８２-2が、水平転送レ
ジスタ１７５の２系統の最終転送段の転送路１７５-1，
１７５-2に対して２個の電荷電圧変換部１８３-1，１８
３-2が、水平転送レジスタ１７８の２系統の最終転送段
の転送路１７８-1，１７８-2に対して２個の電荷電圧変
換部１８４-1，１８４-2がそれぞれ設けられた構成とな
っている。

【０２２５】このように、３本の水平転送レジスタ１７
４，１７５，１７８の各最終転送段付近を２系統に分岐
し、電荷電圧変換を行う出力部を並列化することによ
り、本センサの高速化の効果をより高めることができ
る。ただし、出力系統が２倍になることで構成が複雑化
することが懸念されるが、水平転送レジスタ１７５を通
常カラーモードでのＢの感光画素列１７３の信号電荷の
転送に兼用した構成の第１１実施形態に適用した場合に
は、出力部の並列化を行っても、センサ出力部は、通常
の３ラインカラーセンサ並みの６系統で済み、現状の構
成を維持できることになる。

【０２２６】そして、モノクロ高速モードにした場合の
画像上の出力系統の特性差に起因するムラの発生は、図
５８に示すように、主走査／副走査共に１画素ごとであ
り、大きな周期のムラは発生しないため、画像上ムラが
目立ちにくくなるという特有の効果か得られる。

【０２２７】ところで、１本の水平転送レジスタに１系
統の電荷電圧変換部を接続した場合の転送レートの限界
は２０ＭＨｚと言われており、電荷電圧変換部を並列化
することで、この転送レートは３０ＭＨｚにまで高速化
できる。この転送レートは、水平転送レジスタを並列化
すること（２０ＭＨｚ×２倍＝４０ＭＨｚ相当）に比べ
れば遅いが、７５００画素のセンサを使用した場合の読
取り線速に換算して、約１６０ｍｍ／ｓｅｃとなり、モ
ノクロ高速モード設定時の線速はその倍の３２０ｍｍ／
ｓｅｃとなって、アナログの高速複写機並みの読取速度
を得ることができる。この速度は、単純に水平転送レジ
スタを並列化した場合の速度（約２１０ｍｍ／ｓｅｃ）
に比べて１．５倍速い読取速度である。

【０２２８】次に、上記第１乃至第７実施形態、並びに
第１０および第１１実施形態に係るカラーＣＣＤセンサ
を読取りセンサとして用いた画像読取装置の構成の概略
について説明する。図６８は、これら各実施形態に係る
カラーＣＣＤセンサを用いたカラー画像読取装置の処理
系の構成の一例を示すブロック図である。

【０２２９】図６８において、カラーＣＣＤセンサ２１
０は、センサドライバ２２０によって駆動される。この
センサドライバ２２０には、タイミング発生回路２２１
から各種のタイミングパルス等が供給される。カラーＣ
ＣＤセンサ２１０から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの各画像信
号は直流カット回路２２２Ｒ，２２２Ｇ，２２２Ｂに供
給される。直流カット回路２２２Ｒ，２２２Ｇ，２２２
Ｂは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画像信号から温度変動等をキャン
セルするための直流成分をカットするものである。

【０２３０】この直流カット回路２２２Ｒ，２２２Ｇ，
２２２Ｂを経たＲ，Ｇ，Ｂの各画像信号は、アンプ２２
３Ｒ，２２３Ｇ，２２３Ｂを介して同期接地回路２２４
Ｒ，２２４Ｇ，２２４Ｂに供給される。同期接地回路２
２４Ｒ，２２４Ｇ，２２４Ｂは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画像信
号中のダミー画素期間に直流再生と黒レベル確保のため
の動作を行うものである。ダミー画素期間は、シフトパ
ルスの動作後、有効画素に先立って読み出される遮光画
素部分の期間であり、このダミー画素部の出力が黒読取
レベルにほぼ等しいとして、直流再生はこのダミー画素
部の画像信号レベルが接地レベルと同じになるようにク
ランプ動作を行うことで実現している。そのため、Ｒ，
Ｇ，Ｂの各画像信号中のダミー画素部を示すタイミング
信号がタイミング発生回路２２１から同期接地回路２２
４Ｒ，２２４Ｇ，２２４Ｂに供給されている。

【０２３１】同期接地回路２２４Ｒ，２２４Ｇ，２２４
Ｂを通過したＲ，Ｇ，Ｂのアナログ画像信号は、Ａ／Ｄ
変換器２２５Ｒ，２２５Ｇ，２２５ＢでＲ，Ｇ，Ｂのデ
ジタル画像信号に変換された後、シェーディング補正回
路２２６で所定のシェーディング補正が行われ、次いで
遅延回路２２７でカラーレジストレーションの補正が行
われる。なお、カラーＣＣＤセンサ２１０から出力され
る画像信号がＲ，Ｇ，Ｂの３色と偶数画素・奇数画素の
２系統の計６系統に分かれている場合には、図示しない
がＡ／Ｄ変換器２２５Ｒ，２２５Ｇ，２２５Ｂの前段に
偶数画素と奇数画素の各画素信号を合成する合成回路が
設けられる。

【０２３２】また、第１乃至第７実施形態における通常
カラーモード／露光位相調整モード／モノクロ高速モー
ド、または第１０および第１１実施形態における通常カ
ラーモード／モノクロ高速モードの各モードのいずれか
を選択的に設定するためのモード設定回路２２８が設け
られている。このモード設定回路２２８によって各モー
ドが設定されると、そのモードに対応したモード切替え
信号がタイミング発生回路２２１に与えられる。タイミ
ング発生回路２２１は、このモード切替え信号を受けて
センサドライバ２２０に対して、カラーＣＣＤセンサ２
１０を各モードに対応して駆動するための各種のタイミ
ングパルスを供給する。

【０２３３】なお、本例では、カラーＣＣＤセンサを読
取りセンサとして用いたカラー画像読取装置において、
通常カラーモードとモノクロ高速モードとを選択的に設
定できるようにした場合について説明したが、先述した
第８および第９実施形態に係るモノクロＣＣＤセンサを
読取りセンサとして用い、通常読取モードとモノクロ高
速モードとを選択的に設定できるモノクロ画像読取装置
として構成することも可能である。

【０２３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１つの感光画素列に対して少なくとも２系統の電荷転送
部を有する固体撮像素子を読取りセンサとして用いて画
像の読み取りを行う際に、電荷転送部の１転送期間中に
感光画素列に対して２回以上の読み出し動作を行うこと
で、感光画素列に対して複数の露光期間を設定し、この
複数の露光期間で得られる信号電荷の各々を少なくとも
２系統の電荷転送部で分担して出力させるようにしたこ
とにより、モノクロモードの高速読み出しを低コストに
て実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態を示す概略構成図であ
る。

【図２】 通常カラーモードのタイミングチャートであ
る。

【図３】 露光位相調整モードのタイミングチャートで
ある。

【図４】 モノクロ高速モードのタイミングチャートで
ある。

【図５】 画像形成装置の信号処理系を示すブロック図
である。

【図６】 露光位相調整モードの動作説明図（その１）
である。

【図７】 露光位相調整モードの動作説明図（その２）
である。

【図８】 モノクロ高速モードの動作説明図（その１）
である。

【図９】 モノクロ高速モードの動作説明図（その２）
である。

【図１０】 カラー複写モードのタイミングチャートで
ある。

【図１１】 モノクロ高速複写モードのタイミングチャ
ートである。

【図１２】 本発明の第２実施形態を示す要部の構造図
である。

【図１３】 第２実施形態の１ブロック分の構造図であ
る。

【図１４】 第２実施形態に係る第１転送電極列の動作
説明図である。

【図１５】 第２実施形態に係る第２転送電極列の動作
説明図である。

【図１６】 第２実施形態に係る退避蓄積レジスタの動
作説明図である。

【図１７】 第２実施形態に係るモノクロ高速モードの
タイミングチャートである。

【図１８】 第２実施形態に係るモノクロ高速モードの
動作説明図（その１）である。

【図１９】 第２実施形態に係るモノクロ高速モードの
動作説明図（その２）である。

【図２０】 第２実施形態において２段階の露光を行っ
た場合のタイミングチャートである。

【図２１】 ２段階の露光を行った場合の動作説明図
（その１）である。

【図２２】 ２段階の露光を行った場合の動作説明図
（その２）である。

【図２３】 本発明の第３実施形態を示す要部の構造図
である。

【図２４】 第３実施形態の１ブロック分の構造図であ
る。

【図２５】 第３実施形態に係るタイミングチャートで
ある。

【図２６】 第３実施形態に係る動作説明図（その１）
である。

【図２７】 第３実施形態に係る動作説明図（その２）
である。

【図２８】 第３実施形態の変形例を示す要部の構造図
である。

【図２９】 変形例に係る１ブロック分の構造図であ
る。

【図３０】 第３実施形態の変形例に係るタイミングチ
ャートである。

【図３１】 第３実施形態の変形例に係る動作説明図で
ある。

【図３２】 本発明の第４実施形態を示す要部の構造図
である。

【図３３】 第４実施形態の１ブロック分の構造図であ
る。

【図３４】 第４実施形態に係るタイミングチャートで
ある。

【図３５】 第４実施形態に係る動作説明図（その１）
である。

【図３６】 第４実施形態に係る動作説明図（その２）
である。

【図３７】 第４実施形態に係る動作説明図（その３）
である。

【図３８】 本発明の第５実施形態を示す要部の構造図
である。

【図３９】 本発明の第６実施形態を示す要部の構造図
である。

【図４０】 本発明の第７実施形態を示す要部の構造図
である。

【図４１】 第７実施形態に係る感光画素形状を示す拡
大図である。

【図４２】 第７実施形態の１ブロック分の構造図であ
る。

【図４３】 第７実施形態に係るモノクロ２倍速モード
のタイミングチャートである。

【図４４】 第７実施形態に係るモノクロ２倍速モード
の動作説明図（その１）である。

【図４５】 第７実施形態に係るモノクロ２倍速モード
の動作説明図（その２）である。

【図４６】 第７実施形態に係るモノクロ２倍速モード
の動作説明図（その３）である。

【図４７】 第７実施形態に係るカラーモードのタイミ
ングチャートである。

【図４８】 第７実施形態に係るカラーモードの動作説
明図（その１）である。

【図４９】 第７実施形態に係るカラーモードの動作説
明図（その２）である。

【図５０】 第７実施形態に係る感光画素形状の変形例
を示す拡大図（その１）である。

【図５１】 第７実施形態に係る感光画素形状の変形例
を示す拡大図（その２）である。

【図５２】 第７実施形態に係る感光画素形状の変形例
を示す拡大図（その３）である。

【図５３】 本発明の第８実施形態を示す概略構成図で
ある。

【図５４】 本発明の第９実施形態を示す概略構成図で
ある。

【図５５】 第９実施形態の動作説明図である。

【図５６】 第９実施形態に係るタイミングチャートで
ある。

【図５７】 第９実施形態の変形例を示す概略構成図で
ある。

【図５８】 第９実施形態の変形例に係るモノクロＣＣ
Ｄセンサによって読み取られた画像データの構造図であ
る。

【図５９】 本発明の第１０実施形態を示す概略構成図
である。

【図６０】 第１０実施形態の動作説明図であり、
（Ａ）は通常カラーモードを、（Ｂ）はモノクロ高速モ
ードをそれぞれ示している。

【図６１】 第１０実施形態に係る通常カラーモードの
タイミングチャートである。

【図６２】 第１０実施形態に係るモノクロ高速モード
のタイミングチャートである。

【図６３】 本発明の第１１実施形態を示す概略構成図
である。

【図６４】 第１１実施形態の動作説明図であり、
（Ａ）は通常カラーモードを、（Ｂ）はモノクロ高速モ
ードをそれぞれ示している。

【図６５】 第１１実施形態に係る通常カラーモードの
タイミングチャートである。

【図６６】 第１１実施形態に係るモノクロ高速モード
のタイミングチャートである。

【図６７】 第１１実施形態の変形例を示す概略構成図
である。

【図６８】 本発明に係る画像読取装置の構成の一例を
示すブロック図である。

【符号の説明】

１１，５１，７１，９１，１７１…Ｒの感光画素列、１
２，５２，７２，９２，１７２…Ｇの感光画素列、１
３，５３，７３，９３，１１２，１７３…Ｂの感光画素
列、１４，５５，５６，７７，７７ｏ，７７ｅ，９４，
１１７，１７８…Ｒの水平転送レジスタ、１５，５７，
５８，７６，７６ｏ，７６ｅ，９５，１１６，１７４，
１７５…Ｇの水平転送レジスタ、１６，７８，９６，１
１８，１７９…Ｂの水平転送レジスタ、１７，５４，７
４，７５，８６Ａ，８６Ｂ，９８，９９，１１４，１１
５…退避蓄積レジスタ、２３，１５０，１６８，１８６
…パルス発生回路、１１１…Ｒ／Ｇの感光画素列

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 1/46 Ａ

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つの感光画素列と、 前記感光画素列の両側に各画素ごとに設けられて前記感
   光画素列の全画素の信号電荷を読み出す少なくとも２系
   統のシフトゲートと、 前記少なくとも２系統のシフトゲートによって読み出さ
   れた信号電荷を転送する少なくとも２系統の電荷転送部
   と、 前記少なくとも２系統の電荷転送部の各々の転送先側の
   端部に隣接して設けられた少なくとも２系統の電荷検出
   部とを備えることを特徴とする固体撮像素子。
2. 【請求項２】 請求項１記載の固体撮像素子において、 前記少なくとも２系統の電荷転送部の各々が前記電荷検
   出部に至るまでの間で少なくとも２系統に分岐され、こ
   の分岐された電荷転送部ごとに前記電荷検出部が設けら
   れていることを特徴とする固体撮像素子。
3. 【請求項３】 １つの感光画素列と、前記感光画素列の
   両側に各画素ごとに設けられて前記感光画素列の全画素
   の信号電荷を読み出す少なくとも２系統のシフトゲート
   と、前記少なくとも２系統のシフトゲートによって読み
   出された信号電荷を転送する少なくとも２系統の電荷転
   送部と、前記少なくとも２系統の電荷転送部の各々の転
   送先側の端部に隣接して設けられた少なくとも２系統の
   電荷検出部とを備える固体撮像素子において、 前記感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間中
   に複数の露光期間を設定し、 前記感光画素列において前記複数の露光期間に得られる
   各信号電荷を前記少なくとも２系統のシフトゲートで分
   担して前記少なくとも２系統の電荷転送部へ読み出し、
   かつ前記少なくとも２系統の電荷転送部によってそれぞ
   れ対応する前記少なくとも２系統の電荷検出部へ転送す
   ることを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の固体撮像素子の駆動方法
   において、 前記感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間中
   に複数の露光期間を設定する第１の読取モードと、前記
   感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間と同じ
   長さの露光期間を設定する第２の読取モードとを切り換
   えて使用することを特徴とする固体撮像素子の駆動方
   法。
5. 【請求項５】 １つの感光画素列に対して少なくとも２
   系統の電荷転送部を有する固体撮像素子と、 前記感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間中
   に複数の露光期間を設定する露光期間設定手段と、 前記感光画素列において前記露光期間設定手段によって
   設定された複数の露光期間に得られる各信号電荷を前記
   少なくとも２系統の電荷転送部によって転送させる転送
   駆動手段とを備えることを特徴とする画像読取装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の画像読取装置において、 前記露光期間設定手段は、前記感光画素列に対して前記
   電荷転送部の１転送期間中に複数の露光期間を設定する
   高速読取モードと、前記電荷転送部の１転送期間と同じ
   長さの露光期間を設定する通常読取モードとを選択的に
   採ることを特徴とする画像読取装置。
7. 【請求項７】 請求項５記載の画像読取装置において、 前記固体撮像素子は、複数色の感光画素列と、前記複数
   色の感光画素列の各々から読み出された信号電荷を転送
   する複数色分の電荷転送部と、前記感光画素列から読み
   出された信号電荷を一旦蓄積する蓄積部とを有し、 前記露光期間設定手段は、前記複数色の感光画素列のう
   ちの特定の色の感光画素列に対して前記複数の露光期間
   を設定し、 前記転送駆動手段は、前記特定の色の感光画素列におい
   て前記複数の露光期間のうちの先の露光期間に得られる
   信号電荷を前記蓄積部に一旦蓄積したのち、後の露光期
   間に得られる信号電荷と共に前記複数色の電荷転送部の
   うちの少なくとも２つの電荷転送部によって転送させる
   ことを特徴とする画像読取装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の画像読取装置において、 前記転送駆動手段は、前記蓄積部に一旦蓄積された前記
   先の露光期間に得られる信号電荷と前記後の露光期間に
   得られる信号電荷とを、前記複数色の電荷転送部のうち
   の少なくとも２つの電荷転送部によって同じタイミング
   で転送させることを特徴とする画像読取装置。
9. 【請求項９】 請求項７又は８記載の画像読取装置にお
   いて、 前記複数色の感光画素列に対して前記電荷転送部の１転
   送期間と同じ長さの露光期間を設定し、前記複数色の感
   光画素列の各々において得られる各信号電荷を前記複数
   色分の電荷転送部によって転送させるカラーモードと、
   前記特定の色の感光画素列に対して前記複数の露光期間
   を設定し、前記特定の色の感光画素列において前記複数
   の露光期間に得られる各信号電荷を前記複数色分の電荷
   転送部のうちの少なくとも２つの電荷転送部によって転
   送させるモノクロ高速モードとを選択的に設定するモー
   ド設定手段を備えることを特徴とする画像読取装置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の画像読取装置におい
    て、 前記モード設定手段は、前記カラーモードおよび前記モ
    ノクロ高速モードに加え、前記複数色の感光画素列の露
    光期間を互いに異ならせる露光位相調整モードを選択的
    に設定することを特徴とする画像読取装置。
11. 【請求項１１】 請求項７記載の画像読取装置におい
    て、 前記転送駆動手段は、前記複数色の感光画素列のうちの
    少なくとも２色分の感光画素列の各信号電荷を合成して
    出力することを特徴とする画像読取装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の画像読取装置におい
    て、 前記少なくとも２色分の感光画素列は、赤対応の感光画
    素列と緑対応の感光画素列であることを特徴とする画像
    読取装置。
13. 【請求項１３】 請求項７記載の画像読取装置におい
    て、 前記固体撮像素子は、前記複数色分の電荷転送部を各色
    ごとに２系統有し、 前記転送駆動手段は、前記感光画素列内の偶数番目の画
    素の信号電荷と奇数番目の画素の信号電荷とを前記２系
    統の電荷転送部によって転送させることを特徴とする画
    像読取装置。
14. 【請求項１４】 請求項５記載の画像読取装置におい
    て、 前記固体撮像素子は、複数色の感光画素列と、前記複数
    色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列に対して
    設けられた少なくとも２系統の第１の電荷転送部および
    他の色の感光画素列に対してそれぞれ設けられた第２の
    電荷転送部とを有し、 前記露光期間設定手段は、前記特定の色の感光画素列に
    対して前記複数の露光期間を設定し、 前記転送駆動手段は、前記特定の色の感光画素列におい
    て前記複数の露光期間に得られる各信号電荷を前記少な
    くとも２系統の第１の電荷転送部によって転送させるこ
    とを特徴とする画像読取装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４記載の画像読取装置におい
    て、 前記複数色の感光画素列に対して前記電荷転送部の１転
    送期間と同じ長さの露光期間を設定し、前記複数色の感
    光画素列の各々において得られる各信号電荷を前記複数
    色分の電荷転送部によって転送させるカラーモードと、
    前記特定の色の感光画素列に対して前記複数の露光期間
    を設定し、前記特定の色の感光画素列において前記複数
    の露光期間に得られる各信号電荷を前記少なくとも２系
    統の第１の電荷転送部によって転送させるモノクロ高速
    モードとを選択的に設定するモード設定手段を備えるこ
    とを特徴とする画像読取装置。
16. 【請求項１６】 請求項１４記載の画像読取装置におい
    て、 前記第１，第２の電荷転送部は、各々の最終転送段付近
    で少なくとも２系統に分岐されていることを特徴とする
    画像読取装置。
17. 【請求項１７】 請求項７又は１４記載の画像読取装置
    において、 前記電荷転送部による転送の際に不要となる信号電荷を
    排出するための電荷排出手段を有することを特徴とする
    画像読取装置。
18. 【請求項１８】 請求項７又は１４記載の画像読取装置
    において、 前記特定の色の感光画素列は緑対応の感光画素列である
    ことを特徴とする画像読取装置。
19. 【請求項１９】 請求項７又は１４記載の画像読取装置
    において、 前記固体撮像素子は、色フィルタを持つ前記複数色の感
    光画素列以外に、色フィルタを持たない感光画素列を有
    し、 前記露光期間設定手段は、前記色フィルタを持たない感
    光画素列に対して複数の露光期間を設定することを特徴
    とする画像読取装置。
20. 【請求項２０】 １つの感光画素列に対して少なくとも
    ２系統の電荷転送部を有する固体撮像素子を用いて画像
    の読み取りを行う画像読取方法であって、 前記感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間中
    に複数回の信号電荷の読み出し動作を行い、 前記複数回の読み出し動作によって得られる信号電荷を
    前記少なくとも２系統の電荷転送部によってそれぞれ転
    送させて少なくとも２系統の画情報を得ることを特徴と
    する画像読取方法。
21. 【請求項２１】 請求項２０記載の画像読取方法におい
    て、 前記感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間中
    に複数回の信号電荷の読み出し動作を行う高速読取モー
    ドと、前記感光画素列に対して前記電荷転送部の１転送
    期間の周期で信号電荷の読み出し動作を行う通常読取モ
    ードとを選択的に設定することを特徴とする画像読取方
    法。
22. 【請求項２２】 請求項２０記載の画像読取方法におい
    て、 前記固体撮像素子は複数色の感光画素列を有し、 前記複数色の感光画素列のうちの特定の色の感光画素列
    に対して前記電荷転送部の１転送期間中に複数回の信号
    電荷の読み出し動作を行うことを特徴とする画像読取方
    法。
23. 【請求項２３】 請求項２２記載の画像読取方法におい
    て、 前記複数色の感光画素列に対して前記電荷転送部の１転
    送期間の周期で信号電荷の読み出し動作を行うカラーモ
    ードと、前記複数色の感光画素列のうちの特定の色の感
    光画素列に対して前記電荷転送部の１転送期間中に複数
    回の信号電荷の読み出し動作を行うモノクロ高速モード
    とを選択的に設定することを特徴とする画像読取方法。